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第五章典型结合件的几何精度设计•张新宝•zxb•hustsmdi第五章（1）滚动轴承的公差与配合轴承介质形式：滑动，滚动，空气/磁力/液力轴承结构形式：直线，圆周一、滚动轴承的制造精度及内（外）径公差带滚动轴承的精度由低到高分五级，即0、6(6x)、5、4、2级。每一公差等级均包含外形尺寸公差(倒角尺寸公差不分级)和旋转精度的允许偏差。0级与公差等级IT6(IT5)对应，2级与公差等级IT3(IT2)对应。（老标准：G、E、D、C、B)作用：转动支承特点：摩擦系数小G级轴承是普通级轴承,在各种机器上的应用最广.它用于对旋转精度和运转平稳性要求不高的一般旋转机构中.E,D,C级轴承应用在旋转精度和运转平稳性要求较高或转速较高的旋转机构中.其中E,D轴承多用于比较精密的机床和机器中.C级轴承多用于转速很高或旋转精度要求很高的机床和机器的旋转机构中.B级轴承应用于精密机械的旋转机构中.轴承配合尺寸：(轴承的外形尺寸)包括轴承的内圈内径d、外圈外径D、内圈宽度B，另外还有外圈宽度C和装配高T。•1．滚动轴承的尺寸精度及形状精度•(1)轴承单一平面平均内径(dmp)、单一平面平均外径(Dmp)•(2)两种尺寸极限由轴承单一内径(ds)的偏差(ds-d)、单一外径(Ds)的偏差(Ds-D)决定。•(3)两种形状公差要求是：轴承单一径向平面内径变动量Vdp与外径变动量VDp；用来控制轴承内、外圈单一平面内的圆度误差。•(4)轴承平均内径变动量Vdmp与外径变动量VDmp。用来控制轴承内、外圈表面的圆柱度误差。•2.滚动轴承的旋转精度•滚动轴承的旋转精度包括：•(1)成套轴承内、外圈的径向跳动Kia、Kea；•(2)成套轴承的内、外圈端面对滚道的跳动Sia、Sea；•(3)内圈基准端面对内孔的跳动Sd；•(4)外圈表面母线对基准端面的倾斜度SD等。•3.滚动轴承内径与外径公差带•滚动轴承公差带的布置见图5-37。滚动轴承内圈单一平面平均内径的公差带置于零线以下。轴承外圈单一平面平均外径的公差带与圆柱体结合中基准轴的公差带位置相同。5-37配合的特点：配合的特点：滚动轴承内圈与轴颈的配合应采用基孔制,外圈与外壳孔的配合应采用基轴制.1.必要的旋转精度轴承工作时轴承的内,外圈和端面的跳动应控制在允许的范围内,以保证传动零件的回转精度.2.合适的游隙（安装形式）滚动体与内,外圈之间的游隙分为径向游隙&1和轴向游隙&2.轴承工作时,这两种游隙的大小皆应保持在合适的范围内,以保证轴承正常运转,寿命长.二、滚动轴承结合件的几何精度设计•1.规定尺寸公差带的一般方法•(1)确定配合尺寸的标准公差等级;•(2)确定配合代号。•①类比法•轴承所受载荷性质不同时，其配合的选择原则见表5-1。•②计算法表5-1轴承所受载荷性质及配合选择原则序号轴承载荷类型套圈运动情况套圈承载形式配合选择原则内圈外圈内圈外圈内圈外圈1静止载荷转动静止旋转载荷固定载荷偏紧的配合偏松的配合2转动载荷静止转动3静止载荷静止转动固定载荷旋转载荷偏松的配合偏紧的配合4转动载荷转动静止5方向不定载荷转动或静止静止或转动方向不定载荷偏紧的配合减速器的齿轮传动轴作离心运动的固定轴表5-2轴承载荷大小的分类分类P/C值轻载荷≤0.07正常载荷0.07~0.15重载荷0.15表2-19/21安装向心轴承的轴颈公差带圆柱孔轴承运转状态载荷状态深沟球轴承、调心球轴承和角接触球轴承圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承调心滚子轴承公差带说明举例轴承公称内径/mm旋转的内圈载荷及摆动载荷一般通用机械、电动机、机床主轴、泵、内燃机、正齿轮传动装置、铁路机车车辆轴箱、破碎机等轻载荷≤1818~100100~200––≤4040~140140~200–≤4040~100100~200h5j6①k6①m6①正常载荷≤1818~100100~140140~200200~280–––≤4040~100100~140140~200200~400––≤4040~6565~100100~140140~280280~500j5js5k5②m5②m6n6p6r6重载荷50~140140~20020050~100100~140140~200200n6③p6r6r7固定的内圈载荷静止轴上的各种轮子，张紧轮绳轮、振动筛、惯性振动器所有载荷所有尺寸f6①g6h6j6仅有轴向载荷所有尺寸j6、js6圆锥孔轴承所有载荷铁路机车车辆轴箱装在退卸套上的所有尺寸h8(IT6)⑤④一般机械传动装在紧定套上的所有尺寸h9(IT7)⑤④1.套圈相对于负荷方向固定当径向负荷的作用线相对于轴承套圈不旋转,或者套圈相对于径向负荷的作用线不旋转时,该径向负荷始终作用与套圈滚道的某一区域上,这表示该套圈相对于负荷方向固定.内圈相对于负荷方向固定的运转状态称为固定的内圈负荷.外圈相对于负荷方向固定的运转状态称为固定的外圈负荷.参看图-6•2.套圈相对于负荷方向旋转当径向负荷的作用线相对于轴承套圈旋转,或者套圈相对于径向负荷的作用线旋转时,该径向负荷始终作用与套圈滚道的各个部位上,这表示该套圈相对于负荷方向旋转.内圈相对于负荷方向旋转的运转状态称为旋转的内圈负荷.外圈相对于负荷方向旋转的运转状态称为旋转的外圈负荷.3.套圈相对于负荷方向的摆动当大小和方向按一定规律变化的径向负荷依次往复的作用在套圈滚道的一段区域上时,这表示该套圈相对于负荷方向摆动.4.负荷方向对配合的影响当套圈相对于负荷方向固定时,该套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍松些,一般应选用具有平均间隙缴小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合.当套圈相对于负荷方向旋转时,该套圈与轴颈或外壳孔的配合较紧,一般选用小过盈量的过盈配合或过盈概率大的过渡配合.必要时,过盈量的大小可以通过计算确定.当套圈相对于负荷方向摆动时,该套圈与轴颈或外壳孔的配合的松紧程度,一般与套圈相对于负荷方向旋转时选用的配合相同,或者稍松一些。游隙过大,就会使转轴产生较大的径向跳动和轴向跳动,从而使轴承产生较大的振动和噪声.游隙较小,若轴承与轴颈,外壳孔的配合为过盈配合,则会使轴承中滚动体与套圈产生较大的接触应力,并增加轴承摩擦发热,以致降低轴承寿命.因此,游隙的大小应适度.•2.形状、位置精度及表面粗糙度的规定•与轴承配合的孔、轴的形状、位置误差及表面粗糙程度会影响轴承的旋转精度及配合性质。第五章（2）键和花键的公差与检测•§5-1概述•§5-2平键结构的公差与配合•§5-3花键结构的公差与配合§5-1概述•一.键的作用：轴和轴上传动件之间的可拆联结，用来传递转矩和进行导向。•二.键的分类：可分为单键和花键。单键分为平键、半圆键、切向键和楔形键。花键分为矩形花键、抛物线花键和三角形花键。•5-2平键结构的公差与配合•一.平键的尺寸（如图所示）1.配合尺寸：宽度b，公差要求较严。2.非配合尺寸：高度h,长度l,深度t,t1,公差要求较松二.公差带和配合种类1.键宽和键槽宽采用基轴制配合。2.轴和轮毂组成三种配合（如下图）配合种类尺寸b的公差带应用键轴键槽轮毂键槽较松联接h9H9D10用于导向平建一般联接N9JS9用于载荷不大的场合较紧联接P9P9用于载荷较大的场合•3.键的公差带：h9•4键宽度和键槽宽度b的公差带图轴槽公差带键宽公差带轮毂槽公差带•三.非配合公差带：键高h的公差带采用h11,键长L的公差带采用h14，轴键槽深t和轮毂键槽深t1的公差带由GB1095-79规定。•四.形位公差和表面粗糙度要求：•1.松紧程度不仅取决于它们配合尺寸的公差带，还与结合表面的形状误差和位置误差有关。•2.配合面的表面粗糙度Ra值一般取为1.6~6.3um,非配合表面的Ra值取为12.5um。§5-3花键结构的公差与配合•主要尺寸和定心方式•1.主要尺寸：小径d,大径D，键宽和键槽宽B,按承载能力对基本尺寸规定了轻、中两个系列。•2.花键联接使用要求：内花键和外花键的定心要求，键侧面和键槽侧面接触均匀的要求，装配后需作轴向滑动与否的要求，机械强度和耐磨性的要求。•3.定心方式的选取：•(1).三种定心方式：小径d定心，大径D定心，键侧B定心。•(2).采用小径定心的原因：由于对内、外花键的机械强度、硬度和耐磨性要求提高了，•只有采用小径定心才能提高零件的机械强度，从而提高定心的稳定性，提高零件的质量和寿命。•二.矩形花键的几何精度•1.尺寸公差带（见下表）内花键外花键dDBdDB装配形式拉削后不热处理拉削后热处理一般用H7H10H9H11f7a11d10滑动g7f9紧滑动h7h10固定精密传动用H5H10H7,H9f5a11d8滑动g5f7紧滑动h5h8固定H6f6d8滑动g6f7紧滑动h6d8固定•2.形位公差:内外花键小径定心表面的形位公差和公差尺寸的关系遵守包容原则。•(1).花键形位误差对花键联结的影响：键位置准确；2、3、4、5、6键位置准确•(1).花键形位误差对花键联结的影响：内花键定心表面和键槽侧面的形状和位置都正确，而外花键定心表面各部分不同轴因而造成他与内花键干涉。内花键的形位误差相当于内花键作用尺寸减小，也会造成它与外花键干涉。•(2).误差及其控制：为了控制内、外花键的形位误差，以避免装配困难，并且使键侧面和键槽侧面受力均匀，除采用包容原则以控制定心表面的形状公差外，还应控制花键的分度误差，必要时还应进一步控制键槽侧面对定心表面轴线的平行度误差.•（3）表面粗糙度要求•内花键小径表面＜0.8um，键槽侧面＜3.2um•外花键小径表面＜0.8um，键侧面＜0.8um•大径＜6.3um,小径＜3.2um•三.矩形花键的标注方法：•键数N×小径d×大径D×键宽B•(返回)经常访问的链接•返回