第6章普通結(jié)合件的互換性

6.1滾動軸承的互換性

6.2圓錐結(jié)合的互換性

6.3鍵與花鍵聯(lián)結(jié)的互換性

6.4普通螺紋結(jié)合的互換性

6.1滾動軸承的互換性

滾動軸承是廣泛應(yīng)用于機械制造業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)化部件，一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。如圖6-1所示為向心球軸承的結(jié)構(gòu)。滾動軸承的配合尺寸是外徑D、內(nèi)徑d，它們相應(yīng)的圓柱面分別與外殼孔和軸頸配合，為完全互換。滾動軸承的內(nèi)、外圈滾道與滾動體的裝配，一般采用分組方法，為不完全互換。圖6-1向心球軸承的結(jié)構(gòu)

滾動軸承的類型很多，按滾動體形狀可分為球、滾子及滾針軸承；按其可承受負(fù)的方向可分為向心、向心推力和推力軸承等。滾動軸承的工作性能和使用壽命取決于滾動軸承本身的制造精度、滾動軸承與軸和外殼孔的配合性質(zhì)，以及軸和外殼孔的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度以及安裝等因素。滾動軸承配合是指軸承安裝在機器上，其內(nèi)圈內(nèi)圓柱面與軸頸及外圈外圓柱面與外殼孔的配合。它們的配合性質(zhì)必須滿足合適的游隙和必要的旋轉(zhuǎn)精度要求。圖6-2滾動軸承的游隙(a)徑向游隙；(b)軸向游隙1.合適的游隙軸承工作時，滾動軸承與套圈之間的徑向游隙和軸向游隙（見圖6-2）的大小，均應(yīng)保持在合理的范圍之內(nèi)，以保證軸承的正常運轉(zhuǎn)和使用壽命。游隙過大，會引起轉(zhuǎn)軸較大的徑向跳動和軸向竄動及振動和噪聲。游隙過小，則會因為軸承與軸頸、外殼孔的過盈配合使軸承滾動體與內(nèi)、外圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，增加軸承摩擦發(fā)熱，從而降低軸承的使用壽命。2.必要的旋轉(zhuǎn)精度軸承工作時，其內(nèi)、外圈和端面的圓跳動應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)，以保證傳動零件的回轉(zhuǎn)精度。由于軸承具有摩擦系數(shù)小，潤滑簡便，制造較經(jīng)濟，且具有互換性，易于更換等許多優(yōu)點，因而在機械設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。6.1.1滾動軸承的公差

1.滾動軸承的公差等級

1)滾動軸承公差分級

根據(jù)GB／T307.3—1996的規(guī)定，滾動軸承按尺寸公差與旋轉(zhuǎn)精度分級。向心軸承分0、6、5、4、2五個精度等級，從0級到2級，精度依次增高（相當(dāng)于84標(biāo)準(zhǔn)中的G、E、D、C、B級）。0級稱為普通級，在機械制造業(yè)中應(yīng)用最廣，常用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高、中等轉(zhuǎn)速、中等負(fù)荷的一般機構(gòu)中。例如，普通機床中的變速、進(jìn)給機構(gòu)，汽車、拖拉機中的變速機構(gòu)，普通電動機、水泵、壓縮機、汽輪機和渦輪機的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中的軸承等。

6級稱為高級，5級稱為精密級，用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速較高的機構(gòu)中。例如，普通機床主軸的前軸承多用5級，后軸承多用6級。

4級和2級軸承稱為超精密軸承，用于旋轉(zhuǎn)精度高和轉(zhuǎn)速高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，如精密機床的主軸軸承，精密儀器、高速攝影機等高速精密機械中的軸承。

2)滾動軸承公差分級的特點滾動軸承尺寸精度是指軸承內(nèi)圈內(nèi)徑d、外圈外徑D、內(nèi)圈寬度B、外圈寬度C和裝配高度T的制造精度。由于軸承的內(nèi)、外圈都是薄壁零件,在制造和自由狀態(tài)下都易變形,在裝配后又得到校正,因此為保證配合性質(zhì),應(yīng)規(guī)定其平均直徑的極限偏差。GB／T307.1—2005對滾動軸承內(nèi)徑和外徑規(guī)定了評定指標(biāo)。軸承內(nèi)、外圈外型尺寸的極限偏差見附表6－1和附表6－2。評定向心軸承(除圓錐滾子軸承外)旋轉(zhuǎn)精度各參數(shù)的允許值見附表6－3和附表6－4。

2.滾動軸承內(nèi)、外徑的公差帶由于滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)部件,因此軸承內(nèi)圈內(nèi)圓柱面與軸頸的配合按基孔制,軸承外圈外圓柱面與外殼孔的配合按基軸制。在滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合中,起作用的是平均尺寸。對于各級軸承,單一平面平均內(nèi)(外)徑的公差帶均為單向制,而且統(tǒng)一采用上偏差為零,下偏差為負(fù)值的布置方案,如圖6－3所示。這樣分布主要是考慮在多數(shù)情況下,軸承的內(nèi)圈隨軸一起轉(zhuǎn)動時,為防止它們之間發(fā)生相對運動而磨損結(jié)合面,兩者的配合應(yīng)有一定的過盈,但由于內(nèi)圈是薄壁件,且一定時間后(受壽命限制)又必須拆卸,因此過盈量不宜過大。滾動軸承國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的單向制正適合這一特殊要求。圖6－3軸承內(nèi)、外圈公差帶圖軸頸和外殼孔的公差帶均在光滑圓柱體的國標(biāo)中選擇,它們分別與軸承內(nèi)、外圈相應(yīng)的圓柱面結(jié)合,可以得到松緊程度不同的各種配合。需要特別注意的是,軸承內(nèi)圈與軸頸的配合雖屬基孔制,但配合的性質(zhì)不同于一般基孔制的相應(yīng)配合,這是因為基準(zhǔn)孔公差帶下移為上偏差為零、下偏差為負(fù)的位置,所以軸承內(nèi)圈內(nèi)圓柱面與軸頸得到的配合比相應(yīng)光滑圓柱體按基孔制形成的配合緊一些。軸頸和外殼孔的標(biāo)準(zhǔn)公差等級的選用與滾動軸承本身的精度等級密切相關(guān)。與0級和6級軸承配合的軸一般取IT6,外殼孔一般取IT7;對旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)有較高要求的場合,軸頸取IT5,外殼孔取IT6;與5級軸承配合的軸頸和外殼孔均取IT6,要求高的場合取IT5;與4級軸承配合的軸頸取IT5,外殼孔取IT6;要求更高的場合軸頸取IT4,外殼孔取IT5。6.1.2滾動軸承配合的選擇

1.軸頸和外殼孔的公差帶按GB／T275—1993的規(guī)定,滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的公差帶如圖6－4所示。圖中為標(biāo)準(zhǔn)推薦的外殼孔、軸頸的尺寸公差帶,其適用范圍如下:

(1)對軸承的旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性無特殊要求。

(2)軸頸為實體或厚壁空心。

(3)軸頸與座孔的材料為鋼或鑄鐵。

(4)軸承的工作溫度不超過100℃。圖6－4軸承與軸頸、外殼孔配合的公差帶

2.配合選擇的基本原則正確選擇滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合，對保證機器的正常運轉(zhuǎn)，延長軸承的使用壽命影響很大。因此，應(yīng)以軸承的工作條件、公差等級和結(jié)構(gòu)類型為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計。選擇時主要考慮如下因素。

1)負(fù)荷類型軸承轉(zhuǎn)動時，根據(jù)作用于軸承的合成徑向負(fù)荷對套圈相對旋轉(zhuǎn)的情況，可將套圈承受的負(fù)荷分為定向負(fù)荷、旋轉(zhuǎn)負(fù)荷以及擺動負(fù)荷，如圖6-5所示。(1）定向負(fù)荷軸承轉(zhuǎn)動時，作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與某套圈相對靜止，該負(fù)荷將始終不變地作用在該套圈的局部滾道上。圖6-5(a)中的外圈和圖6-5(b)中的內(nèi)圈所承受的徑向負(fù)荷都是定向負(fù)荷。承受定向負(fù)荷的套圈，一般選較松的過渡配合，或較小的間隙配合，從而減少滾道的局部磨損，以延長軸承的使用壽命。(2）旋轉(zhuǎn)負(fù)荷軸承轉(zhuǎn)動時，作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與某套圈相對旋轉(zhuǎn)，并依次作用在該套圈的整個圓周滾道上。圖6-5(a)和圖6-5(c)中的內(nèi)圈及圖6-5(b)和圖6-5(d)中的外圈所承受的徑向負(fù)荷都是旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的套圈與軸（或外殼孔）相配，應(yīng)選過盈配合或較緊的過渡配合，其過盈量的大小以不使套圈與輪或殼體孔配合表面間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象為原則。

(3)擺動負(fù)荷軸承轉(zhuǎn)動時，作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷在某套圈滾道的一定區(qū)域內(nèi)相對擺動，作用在該套圈的部分滾道上。圖6-5(c)的外圈和圖6-5(d)的內(nèi)圈所承受的徑向負(fù)荷都是擺動負(fù)荷。承受擺動負(fù)荷的套圈，其配合要求與旋轉(zhuǎn)負(fù)荷相同或略松一些。圖6-5軸承套圈承受負(fù)荷的類型2)負(fù)荷大小滾動軸承套圈與結(jié)合件配合的最小過盈量，取決于負(fù)荷的大小。一般把徑向負(fù)荷P＜0.07C的稱為輕負(fù)荷；0.07C＜P＜0.15C的稱為正常負(fù)荷；P＞0.15C的稱為重負(fù)荷。其中，P為當(dāng)量徑向負(fù)荷，C為軸承的額定動負(fù)荷。承受較重的負(fù)荷或沖擊負(fù)荷時，將引起軸承較大的變形，使結(jié)合面間實際過盈減小和軸承內(nèi)部的實際間隙增大，這時為了使軸承運轉(zhuǎn)正常，應(yīng)選較大的過盈配合。同理，承受較輕的負(fù)荷，可選用較小的過盈配合。

當(dāng)內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷時，它與軸頸配合所需的最小過盈，可近似按下式計算：

式中：P——軸承承受的最大徑向負(fù)荷(kN)；

k——與軸承系列有關(guān)的系數(shù)，輕系列，k=2.8，中系列，k=2.3，重系列，k=2.0；

b——軸承內(nèi)圈的配合寬度(mm)，b=B－2r，B為軸承寬度，r

為內(nèi)圈的圓角半徑。（6-1）

為避免套圈破裂，必須按不超出套圈允許的強度的要求，核算其最大過盈量，可近似按下式計算：式中：［］——軸承套圈材料的許用拉應(yīng)力(105Pa)，軸承鋼的許用拉應(yīng)力［］=400×105Pa；

d——軸承內(nèi)圈內(nèi)徑(mm)。（6-5）3)工作溫度軸承工作時，由于摩擦發(fā)熱和其他熱源的影響，而使軸承套圈的溫度經(jīng)常高于結(jié)合零件的溫度。由于發(fā)熱膨脹，軸承內(nèi)圈與軸頸的配合可能變松，外圈與外殼孔的配合可能變緊。軸承工作溫度一般應(yīng)低于100℃，在高于此溫度時，必須考慮溫度影響的修正量。4)軸承尺寸大小滾動軸承的尺寸愈大，選取的配合應(yīng)愈緊。但對于重型機械上使用的特別大尺寸的軸承，應(yīng)采用較松的配合。5)旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度對于負(fù)荷較大且有較高旋轉(zhuǎn)精度要求的軸承，為了消除彈性變形和振動的影響，應(yīng)避免采用間隙配合。對精密機床的輕負(fù)荷軸承，為避免外殼孔與軸頸形狀誤差對軸承精度的影響，常采用較小的間隙配合。一般認(rèn)為，軸承的旋轉(zhuǎn)速度愈高，配合也應(yīng)該愈緊。6)軸頸和外殼孔的結(jié)構(gòu)與材料采用剖分式外殼體結(jié)構(gòu)時，為避免外圈產(chǎn)生橢圓變形，宜采用較松配合。采用薄壁、輕合金外殼孔或薄壁空心軸頸時，為保證軸承有足夠的支承剛度和強度，應(yīng)采用較緊配合。對高于K7包括k7的配合或殼體孔的標(biāo)準(zhǔn)公差小于IT6級時，應(yīng)選用整體式外殼體。7)安裝條件為了便于安裝、拆卸，特別對于重型機械，宜采用較松的配合。如果要求拆卸，而又需較緊配合時，可采用分離型軸承或內(nèi)圈帶錐孔和緊定套或退卸套的軸承。除上述條件外，還應(yīng)考慮當(dāng)要求軸承的內(nèi)圈或外圈能沿軸向移動時，該內(nèi)圈與軸頸或外圈與外殼孔的配合，應(yīng)選較松的配合。

此外，當(dāng)軸承的兩個套圈之一須采用特大過盈的過盈配合時，由于過盈配合使軸承徑向游隙減小，則應(yīng)選擇具有大于基本組的徑向游隙的軸承。滾動軸承與軸頸、座孔配合的選擇方法有類比法和計算法，通常采用類比法。表6-1和表6-2列出了GB／T275—1993規(guī)定的向心軸承與軸頸、外殼孔配合的公差帶，供選擇參考。配合初選后，還應(yīng)考慮對有關(guān)影響因素進(jìn)行修正。表6-1向心軸承和軸的配合、軸公差帶代號表6-2向心軸承和外殼孔的配合、孔公差帶代號1)幾何公差軸承的內(nèi)、外圈是薄壁件，易變形，尤其是超輕、特輕系列的軸承，其形狀誤差在裝配后靠軸頸和外殼孔的正確形狀可以得到矯正。為了保證軸承安裝正確、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，通常對軸頸和外殼孔的表面提出圓柱度要求。為保證軸承工作時有較高的旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)限制與套圈端面接觸的軸肩及外殼孔肩的傾斜，特別是在高速旋轉(zhuǎn)的場合，從而避免軸承裝配后滾道位置不正，旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)，因此標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定了軸肩和外殼孔肩的端面圓跳動公差，見表6-3。3.配合表面的形位公差及表面粗糙度2）表面粗糙度軸頸和外殼孔的表面粗糙，會使有效過盈量減小，接觸剛度下降,而導(dǎo)致支承不良。為此，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了與軸承配合的軸頸和外殼孔的表面粗糙度要求，見表6-4。4.滾動軸承配合選用舉例

例6-1

如圖6-6所示為圖1-3減速器輸出軸軸頸部分的裝配圖。已知：該減速器的功率為5kW，從動軸轉(zhuǎn)速為83r/min，其兩端55j6的軸承為6211深溝球軸承（d=55，D=100）。試確定軸頸和外殼孔的公差帶代號、形位公差和表面粗糙度參數(shù)值，并將它們分別標(biāo)注在裝配圖和零件圖上。

解

(1）減速器屬于一般機械，軸的轉(zhuǎn)速不高，應(yīng)選用0級軸承。

(2）按它的工作條件，由有關(guān)計算公式求得該軸承的當(dāng)量徑向負(fù)荷P為833N。查得6211球軸承的額定動負(fù)荷C為33354N。所以P=0.03C＜0.07C，此軸承類型屬于輕負(fù)荷。

(3）軸承工作條件從表6-1和表6-2選取軸頸公差帶為5j6（基孔制配合），外殼孔公差帶為100H7（基軸制配合）。(4）按表6-3選取形位公差值：軸頸圓柱度公差0.005，軸肩端面圓跳動公差0.015；外殼孔圓柱度公差0.01，外殼孔肩端面圓跳動公差0.025（如圖1-3右端所示）。

(5）按表6-4選取軸頸和外殼孔的表面粗糙度參數(shù)值：軸頸Ra≤0.8μm，軸肩端面Ra≤3.2μm；外殼孔Ra≤1.6μm，外殼孔肩Ra≤3.2μm。

(6）將確定好的上述公差標(biāo)注在圖樣上，見圖6-6。注意：由于滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)部件，因而在裝配圖樣上只需標(biāo)注相配件（軸頸和外殼孔）的公差帶代號。

圖6-6軸頸、外殼孔公差在圖樣上的標(biāo)注示例(a)裝配圖；(b)外殼零件圖；(c)軸零件圖6.2圓錐結(jié)合的互換性6.2.1錐度、錐角系列與圓錐公差

1.錐度與錐角系列一般用途圓錐的錐度與錐角系列見附表6－5。為便于圓錐件的設(shè)計、生產(chǎn)和控制,表中給出了圓錐角或錐度的推算值,其有效位數(shù)可按需要確定。為保證產(chǎn)品的互換性,減少生產(chǎn)中所需的定值工、量具規(guī)格,在選用時應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用第一系列。特殊用途圓錐的錐度與錐角系列見附表6－6。它僅適用于某些特殊行業(yè),通常指附表6－6中最后一欄所推薦的適用范圍。在機床、工具制造中,廣泛使用莫氏錐度。常用的莫氏錐度共有7種,從0號至6號,使用時只有相同號的莫氏內(nèi)、外錐才能配合。

2.圓錐公差的基本參數(shù)公稱圓錐是指設(shè)計給定的理想形狀的圓錐。它可用以下兩種形式確定:

(1)一個公稱圓錐直徑(最大圓錐直徑D、最小圓錐直徑d、給定截面圓錐直徑dx)、公稱圓錐長度L、公稱圓錐角α或公稱錐度C。

(2)兩個公稱圓錐直徑和公稱圓錐長度L(見圖6－7)。圖6－7圓錐公差的基本參數(shù)

3.圓錐公差

1)極限圓錐極限圓錐是指與公稱圓錐共軸且圓錐角相等,直徑分別為上極限尺寸和下極限尺寸的兩個圓錐(Dmax、Dmin、dmax、dmin)。在垂直圓錐軸線的任一截面上,這兩個圓錐的直徑差都相等(見圖6－8)。

2)圓錐直徑公差TD

圓錐直徑公差是指圓錐直徑的允許變動量,它適用于圓錐全長上。圓錐直徑公差帶是在圓錐的軸剖面內(nèi),兩錐極限圓所限定的區(qū)域,見圖6－8。一般以最大圓錐直徑為基礎(chǔ)。圖6－8極限圓錐、圓錐直徑公差帶

3)圓錐角公差A(yù)T(ATD、ATα)圓錐角公差是指圓錐角的允許變動量。圓錐角公差帶是兩個極限圓錐角所限定的區(qū)域,如圖6－9所示。錐角公差共分12個公差等級,用AT1～AT12表示,其中AT1最高,AT12最低,例如AT6表示6級圓錐角公差。各公差等級的圓錐角公差見附表6－7。圖6－9極限圓錐角

4)給定截面圓錐直徑公差TDS

給定截面圓錐直徑公差是指在垂直于圓錐軸線的給定截面內(nèi)圓錐直徑的允許變動量,它僅適用于該給定截面的圓錐直徑。其公差帶是給定的截面內(nèi)兩同心圓所限定的區(qū)域,如圖6－10所示。圖6－10給定截面圓錐直徑公差帶

5)圓錐形狀公差TF

圓錐形狀公差包括素線直線度公差和橫截面圓度公差。圓錐形狀誤差一般由圓錐直徑公差TD控制,當(dāng)圓錐的形狀公差有更高的要求時,可單獨給出形狀公差,如圖6－12和圖6－13所示。6.2.2圓錐公差的標(biāo)注按GB/T15754—1995《技術(shù)制圖圓錐的尺寸和公差標(biāo)注》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,若錐角和圓錐的形狀公差都控制在直徑公差帶內(nèi),標(biāo)注時應(yīng)在圓錐直徑的極限偏差后面加注圓圈的符號T,如圖6－11所示。圖6－11圓錐配合的標(biāo)注示例通常圓錐公差應(yīng)按面輪廓度法標(biāo)注,如圖6－12(a)和圖6－13(a)所示,它們的公差帶分別如圖6－12(b)和圖6－13(b)所示。必要時還可以給出附加的幾何公差要求,但只占面輪廓度公差的一部分,幾何誤差在面輪廓度公差帶內(nèi)浮動。圖6－12給定圓錐角標(biāo)注示例圖6－13給定錐度標(biāo)注示例6.2.3角度與錐度的測量

1.相對測量法

相對測量法又稱比較測量法。它是將角度量具與被測角度比較,用光隙法或涂色檢驗法估計被測錐度及角度的測量。其常用的量具有角度量塊、直角尺及圓錐量規(guī)等。

1)角度量塊在角度測量中,角度量塊是基準(zhǔn)量具,它用來檢定或校正各種角度量儀,也可以用來測量精密零件的角度。角度量塊的結(jié)構(gòu)形式有Ⅰ型和Ⅱ型兩種,如圖6－14所示。Ⅱ型為四邊形量塊,有四個工作角(α、β、γ、δ);Ⅰ型為三角形量塊,有一個工作角α。角度量塊可單獨使用,也可組合使用。圖6－14角度量塊的結(jié)構(gòu)形式(a)Ⅱ型;

(b)Ⅰ型

2)直角尺

直角尺的公稱角度為90°,它用于檢驗直角偏差、劃垂直線、目測光隙以及用塞尺來確定垂直度誤差的大小。直角尺的結(jié)構(gòu)形式如圖6－15所示。直角尺的精度按外工作角α和內(nèi)工作角β在長度H上對90°的垂直誤差大小劃分為0、1、2、3四個等級,其中0級為最高級,3級為最低級,0、1級用于檢定精密量具或作精密測量,2、3級用于檢驗一般零件。圖6－15直角尺的結(jié)構(gòu)形式(a)圓柱角尺;(b)刀口角尺;(c)刀口矩形角尺;(d)鑄鐵角尺;(e)寬座角尺

3)圓錐量規(guī)圓錐量規(guī)的結(jié)構(gòu)形式如圖6－16所示。圓錐量規(guī)可以檢驗零件的錐度及基面距誤差。檢驗時，先檢驗錐度，常用涂層法，在量規(guī)表面沿著素線方向涂上3~4條均布的紅丹線，與零件研合轉(zhuǎn)動1/3~1/2轉(zhuǎn)，取出量規(guī)，根據(jù)接觸面的位置和大小判斷錐角誤差；然后用圓錐量規(guī)檢驗零件的基面距誤差，在量規(guī)的大端或小端處有距離為m的兩條刻線或臺階，m為零件圓錐的基面距公差。測量時，被測圓錐的端面只要介于兩條刻線之間，即為合格。圖6－16圓錐量規(guī)的結(jié)構(gòu)形式(a)圓錐塞規(guī);(b)圓錐環(huán)規(guī)

2.絕對測量法

絕對測量法是用測量角度的量具和量儀直接測量,被測的錐度或角度的數(shù)值可在量具和量儀上直接讀出。常用量具和量儀有萬能游標(biāo)角度尺和光學(xué)分度頭等。

1)萬能游標(biāo)角度尺萬能游標(biāo)角度尺是機械加工中常用的度量角度的量具,它的結(jié)構(gòu)如圖6－17所示。圖6－17萬能游標(biāo)角度尺游標(biāo)角度尺是根據(jù)游標(biāo)讀數(shù)原理制造的。讀數(shù)值為2′和5′,其示值誤差分別不大于±2′和±5′。以讀數(shù)值為2′的為例:主尺1朝中心方向均勻刻有120條刻線,每兩條刻線的夾角為1°,游標(biāo)上,在29°范圍內(nèi)朝中心方向均勻刻有30條刻線,則每條刻線的夾角為29°/30×60′=58′。因此,尺座刻度與游標(biāo)刻度的夾角之差為60′-29°/30×60′=2′,即游標(biāo)角度尺的讀數(shù)值為2′。調(diào)整基尺、角尺、直尺的組合可測量0°～320°范圍內(nèi)的任意角度。

2)光學(xué)分度頭光學(xué)分度頭用于錐度及角度的精密測量,以及工件加工時的精密分度。如測量花鍵、凸輪、齒輪、銑刀、拉刀等的分度中心角,在測量時以零件的旋轉(zhuǎn)中心為測量基準(zhǔn)來測量工件的中心夾角。

3.間接測量法間接測量法是測量與被測角度有關(guān)的尺寸,再經(jīng)過計算得到被測角度值。常用的有正弦尺、圓柱、圓球、平板等工具和量具。

1)正弦尺正弦尺是錐度測量中常用的計量器具,其結(jié)構(gòu)形式如圖6－18所示。圖6－18正弦尺的結(jié)構(gòu)形式用正弦尺測量外錐的錐度如圖6－19所示。在正弦尺的一個圓柱下面墊上高度為h的一組量塊,已知兩圓柱的中心距為L,正弦尺工作面和平板的夾角為α,則h=Lsinα。用百分表測量圓錐面上相距為l的a、b兩點,由a、b兩點的讀數(shù)差n和a、b兩點的距離l之比,即可求出錐度誤差ΔC,即或(6－3)圖6－19正弦尺測外錐

2)圓柱或圓球采用精密鋼球和圓柱量規(guī)測量錐角,適用于正弦尺無法測量的場合。

6.3鍵與花鍵聯(lián)結(jié)的互換性6.3.1單鍵聯(lián)結(jié)的互換性單鍵(通常稱鍵)分為平鍵、半圓鍵、切向鍵和楔鍵等幾種,其中平鍵應(yīng)用最為廣泛。平鍵又可分為導(dǎo)向平鍵和普通平鍵,前者用于導(dǎo)向聯(lián)結(jié),后者用于固定聯(lián)結(jié)。平鍵聯(lián)結(jié)是由鍵、軸槽和輪轂槽三部分組成的,其結(jié)合尺寸有鍵寬、鍵槽寬(軸槽寬和輪轂槽寬)、鍵高、槽深和鍵長等參數(shù)。平鍵聯(lián)結(jié)的幾何參數(shù)如圖6－20所示。其參數(shù)值見附表6－8。圖6－20平鍵聯(lián)結(jié)的幾何參數(shù)

1.平鍵聯(lián)結(jié)的公差與配合

1)尺寸公差帶由于平鍵聯(lián)結(jié)是通過鍵的側(cè)面與軸槽和輪轂槽的側(cè)面相互接觸來傳遞扭矩的,因此在平鍵聯(lián)結(jié)的結(jié)合尺寸中,鍵和鍵槽的寬度是配合尺寸,應(yīng)規(guī)定較為嚴(yán)格的公差。其余的尺寸為非配合尺寸,可以規(guī)定較松的公差。在鍵寬與鍵槽寬的配合中,鍵寬相當(dāng)于廣義的“軸”,鍵槽寬相當(dāng)于廣義的“孔”。由于鍵寬同時要與軸槽寬和輪轂槽寬配合,而且配合性質(zhì)往往又不同,又平鍵是由精(冷)拔鋼制成的,符合《極限與配合》基軸制的選擇原則,因此平鍵配合采用基軸制。其尺寸大小是根據(jù)軸的直徑進(jìn)行選取的。

GB/T1096—2003《普通平鍵鍵槽的剖面尺寸及公差》對鍵寬規(guī)定h8一種公差帶;對軸槽和輪轂鍵槽寬各規(guī)定H9、N9、P9和D10、JS9、P9三種公差帶,構(gòu)成三種不同性質(zhì)的配合,以滿足各種不同用途的需要。鍵寬、鍵槽寬、輪轂槽寬b的公差帶如圖6－21所示。圖6－21平鍵聯(lián)結(jié)的配合形式

2)鍵聯(lián)結(jié)的幾何公差為保證鍵側(cè)與鍵槽側(cè)面之間有足夠的接觸面積,避免裝配困難,應(yīng)分別對鍵槽對軸的軸線和輪轂鍵槽對孔的軸線規(guī)定對稱度公差,對稱度公差按GB/T1182—2008《幾何公差》規(guī)定選取,一般取7～9級。當(dāng)鍵長L與鍵寬b之比大于或等于8時,應(yīng)對鍵寬b的兩工作側(cè)面在長度方向上規(guī)定平行度公差,平行度公差應(yīng)按《幾何公差》的規(guī)定選取。當(dāng)b≤6時,平行度公差選7級;當(dāng)b≥7～36時,平行度公差選6級;當(dāng)b≥37時,平行度公差選5級。

3)鍵聯(lián)結(jié)的表面粗糙度軸槽和輪轂槽兩側(cè)面的粗糙度參數(shù)Ra值推薦為1.6～3.2μm,底面的粗糙度參數(shù)Ra值為6.3μm。軸槽的剖面尺寸、幾何公差及表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注見圖1－3。根據(jù)GB/T1096—2003,查附表6－9得12N9(0-0.043),16N9(0-0.043);查附表4－4《幾何公差》對稱度8級為0.02;軸槽兩側(cè)面的粗糙度參數(shù)Ra值為3.2μm,底面的粗糙度參數(shù)Ra值為6.3μm。

2.單鍵的測量在單件、小批量生產(chǎn)中,鍵槽寬度和深度一般用游標(biāo)卡尺、千分尺等通用測量工具來測量。在成批量生產(chǎn)中可用光滑極限量規(guī)來檢測,如圖6－22所示。圖6－22鍵槽尺寸檢測的極限量規(guī)(a)鍵槽寬量規(guī);(b)輪轂槽深量規(guī);(c)軸槽深量規(guī)6.3.2花鍵聯(lián)結(jié)的互換性花鍵聯(lián)結(jié)是由內(nèi)花鍵(花鍵孔)和外花鍵(花鍵軸)兩個零件組成的。與單鍵聯(lián)結(jié)相比,其主要優(yōu)點是定心和導(dǎo)向精度高,承載能力強,因而在機械中獲得廣泛應(yīng)用?；ㄦI聯(lián)結(jié)可用作固定聯(lián)結(jié),也可用作滑動聯(lián)結(jié)?；ㄦI聯(lián)結(jié)按其截面形狀的不同,可分為矩形花鍵、漸開線花鍵、三角形花鍵等幾種,其中矩形花鍵應(yīng)用最廣。

1.矩形花鍵的主要參數(shù)

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1144—2001規(guī)定了矩形花鍵的基本尺寸為大徑D、小徑d、鍵寬(或鍵槽寬)B,如圖6－23所示。為了便于加工和測量,鍵數(shù)規(guī)定為偶數(shù),有6、8、10三種。按承載能力,矩形花鍵分為輕系列、中系列兩個系列。中系列的鍵高尺寸較大,承載能力強;輕系列的鍵高尺寸較小,承載能力較低。矩形花鍵的尺寸系列見附表6－10。圖6－23矩形花鍵的主要尺寸

2.矩形花鍵的定心方式矩形花鍵聯(lián)結(jié)有三個結(jié)合面,即大徑結(jié)合面、小徑結(jié)合面和鍵側(cè)結(jié)合面。要保證三個結(jié)合面同時達(dá)到高精度的配合是很困難的,也沒必要。因此,為了保證使用性質(zhì),改善加工工藝,只要選擇其中一個結(jié)合面作為主結(jié)合面,對其尺寸規(guī)定較高的精度,作為主要配合尺寸,以確定內(nèi)、外花鍵的配合性質(zhì),并起定心作用,該表面稱為定心表面。理論上每個結(jié)合面都可以作為定心表面,GB/T1144—2001中規(guī)定矩形花鍵以小徑的結(jié)合面為定心表面,即小徑定心,如圖6－24所示。圖6－24矩形花鍵的小徑定心小徑定心有一系列優(yōu)點,是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定矩形花鍵以小徑結(jié)合面為定心表面的主要原因。因為采用小徑定心時,熱處理后的變形可用內(nèi)圓磨修復(fù),而且內(nèi)圓磨可達(dá)到更高的尺寸精度和更高的表面粗糙度精度要求。同時,外花鍵的小徑精度可用成形磨削保證。所以小徑定心精度高,定心穩(wěn)定性好,而且使用壽命長,更有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。當(dāng)選用大徑定心時,內(nèi)花鍵定心表面的精度依靠拉刀保證,而當(dāng)花鍵定心表面硬度要求高時,如HRC40以上,熱處理后的變形難以用拉刀修正。當(dāng)內(nèi)花鍵定心表面的粗糙度要求較高時,如Ra＜0.40μm,用拉削工藝很難保證達(dá)到要求。在單件小批量生產(chǎn)、大規(guī)格的花鍵中,內(nèi)花鍵也難以使用拉削工藝(因為這種加工方法經(jīng)濟性不好)。

3.矩形花鍵結(jié)合的公差與配合

1)矩形花鍵的尺寸公差內(nèi)、外花鍵定心小徑、非定心大徑和鍵寬(鍵槽寬)的尺寸公差帶分一般用和精密傳動用兩類。其內(nèi)、外花鍵的尺寸公差帶見表6－7。為減少專用刀具和量具的數(shù)量(如拉刀和量規(guī)),花鍵聯(lián)結(jié)采用基孔制配合。表6-7矩形花鍵的尺寸公差帶（摘自GB/T1144-2001）

對一般用的內(nèi)花鍵槽寬規(guī)定了兩種公差帶。加工后不再熱處理的,公差帶為H9;加工后再進(jìn)行熱處理的,其鍵槽寬的變形不易修正,為補償熱處理變形,公差帶為H11。對于精密傳動用內(nèi)花鍵,當(dāng)聯(lián)結(jié)要求鍵側(cè)配合間隙較小時,槽寬公差帶選用H7,一般情況選用H9。定心直徑d的公差帶,在一般情況下,內(nèi)、外花鍵取相同的公差等級。這個規(guī)定不同于普通光滑孔、軸配合,主要是考慮到花鍵采用小徑定心會使加工難度由內(nèi)花鍵轉(zhuǎn)為外花鍵。但在有些情況下,內(nèi)花鍵允許與提高一級的外花鍵配合。公差帶為H7的內(nèi)花鍵可以與公差帶為f6、g6、h6的外花鍵配合;公差帶為H6的內(nèi)花鍵也可以與公差帶為f5、g5、h5的外花鍵配合。這主要是考慮矩形花鍵常用來作為齒輪的基準(zhǔn)孔,在貫徹齒輪標(biāo)準(zhǔn)過程中,有可能出現(xiàn)外花鍵的定心直徑公差等級高于內(nèi)花鍵定心直徑公差等級的情況。

2)矩形花鍵公差與配合的選擇花鍵尺寸公差帶選用的一般原則是:定心精度要求高或傳遞扭矩大時,應(yīng)選用精密傳動用的尺寸公差帶;反之,可選用一般用的尺寸公差帶。內(nèi)、外花鍵的配合(裝配形式)分為滑動、緊滑動和固定三種。其中,滑動聯(lián)結(jié)的間隙較大;緊滑動聯(lián)結(jié)的間隙次之;固定聯(lián)結(jié)的間隙最小。內(nèi)、外花鍵在工作中只傳遞扭矩而無相對軸向移動時,一般選用配合間隙最小的固定聯(lián)結(jié)。除傳遞扭矩外,內(nèi)、外花鍵之間還要有相對軸向移動時,應(yīng)選用滑動或緊滑動聯(lián)結(jié)。移動頻繁,移動距離長,則應(yīng)選用配合間隙較大的滑動聯(lián)結(jié),以保證運動靈活及配合面間有足夠的潤滑油層。為保證定心精度要求,或為使工作表面載荷分布均勻及為減少反向所產(chǎn)生的空程和沖擊,對定心精度要求高、傳遞的扭矩大、運轉(zhuǎn)中需經(jīng)常反轉(zhuǎn)等的聯(lián)結(jié),則應(yīng)用配合間隙較小的緊滑動聯(lián)結(jié)。表6－8列出了幾種配合應(yīng)用情況的推薦,可供設(shè)計時參考。

4.矩形花鍵的幾何公差和表面粗糙度

1)矩形花鍵的幾何公差內(nèi)、外花鍵加工時,不可避免地會產(chǎn)生幾何誤差。為在花鍵聯(lián)結(jié)中避免裝配困難,并使鍵側(cè)和鍵槽側(cè)受力均勻,國家標(biāo)準(zhǔn)對矩形花鍵規(guī)定了幾何公差,包括小徑d的形狀公差和花鍵的位置度公差等。當(dāng)花鍵較長時,還可根據(jù)產(chǎn)品性能自行規(guī)定鍵側(cè)對軸線的平行度公差。

(1)小徑結(jié)合面遵守包容要求。小徑d是花鍵聯(lián)結(jié)中的定心尺寸,要保證花鍵的配合性能,其定心表面的形狀公差和尺寸公差的關(guān)系應(yīng)遵守包容要求,即當(dāng)小徑d的實際尺寸處于最大實體狀態(tài)時,它必須具有理想形狀。只有當(dāng)小徑d的實際尺寸偏離最大實體狀態(tài)時,才允許有形狀誤差。

(2)花鍵的位置度公差遵守最大實體要求?；ㄦI的位置度公差綜合控制花鍵各鍵之間的角位移、各鍵對軸線的對稱度誤差以及各鍵對軸線的平行度誤差等。在大批量生產(chǎn)條件下,一般用花鍵綜合量規(guī)檢驗。因此,位置度公差應(yīng)遵守最大實體要求,其圖樣標(biāo)注如圖6－25所示。圖6－25花鍵位置度公差的標(biāo)注(a)內(nèi)花鍵;(b)外花鍵表6－9矩形花鍵位置度公差(摘自GB/T1144—2001)

(3)鍵與鍵槽的對稱度公差遵守獨立原則。為了保證內(nèi)、外花鍵裝配,并能傳遞扭矩或運動,一般應(yīng)使用綜合花鍵量規(guī)檢驗,控制其幾何誤差。但當(dāng)在單件小批量生產(chǎn)條件下,或當(dāng)產(chǎn)品試制時,沒有綜合量規(guī),這時為了控制花鍵的幾何誤差,一般在圖樣上分別規(guī)定花鍵的對稱度公差。其對稱度公差在圖樣上的標(biāo)注如圖6－26所示。圖6－26花鍵對稱度公差的標(biāo)注(a)內(nèi)花鍵;(b)外花鍵表6-11矩形花鍵表面粗糙度推薦值

5.花鍵的標(biāo)注與測量

1)花鍵的標(biāo)注國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,圖樣上矩形花鍵的配合代號和尺寸公差帶代號應(yīng)按花鍵規(guī)格所規(guī)定的次序標(biāo)注,依次包括鍵數(shù)N、小徑d、大徑D、鍵寬B以及公稱尺寸的公差帶代號。例如:矩形花鍵數(shù)N為10,小徑d為72H7/f7,大徑D為78H10/a11,鍵寬B為12H11/d10的標(biāo)記為

2)花鍵的測量花鍵的測量分為單項測量和綜合檢驗,也可以說是對于定心小徑、鍵寬、大徑的三個參數(shù)檢驗,而每個參數(shù)都有尺寸、位置、表面粗糙度的檢驗。

(1)單項測量。對于單件小批量生產(chǎn),采用單項測量。測量時,花鍵的尺寸和位置誤差使用千分尺、游標(biāo)卡尺、指示表等常用計量器具分別測量。

(2)綜合檢驗。對于大批量生產(chǎn),先用花鍵位置量規(guī)(塞規(guī)或環(huán)規(guī))同時檢驗花鍵的小徑、大徑、鍵寬，以及大、小徑的同軸度誤差,各鍵(鍵槽)的位置度誤差等。若位置量規(guī)能自由通過,則說明花鍵是合格的。用位置量規(guī)檢驗合格后,再用單項止端塞規(guī)或普通計量器具檢驗其小徑、大徑及鍵槽寬的實際尺寸是否超越其最小實體尺寸。矩形花鍵位置量規(guī)如圖6－27所示。矩形花鍵量規(guī)分綜合通規(guī)和單項止規(guī),其具體規(guī)定見GB/T1144—2001。圖6－27矩形花鍵位置量規(guī)(a)花鍵塞規(guī);(b)花鍵環(huán)規(guī)

6.4普通螺紋結(jié)合的互換性6.4.1普通螺紋的幾何參數(shù)對互換性的影響

1.螺紋的種類及使用要求螺紋聯(lián)結(jié)是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆聯(lián)結(jié),在機器制造和儀器制造中應(yīng)用十分廣泛。常用螺紋按用途分為普通螺紋、傳動螺紋和緊密螺紋。

(1)普通螺紋:通常稱為緊固螺紋,牙型為三角形,有粗牙和細(xì)牙螺紋之分,主要用于聯(lián)結(jié)或緊固各種機械零件。普通螺紋類型很多,使用要求也有所不同,對于普通緊固螺紋,如用螺栓聯(lián)結(jié)減速器的箱座和箱蓋,主要要求具有良好的旋合性及足夠的聯(lián)結(jié)強度。

(2)傳動螺紋:傳動螺紋有梯形、鋸齒形、矩形及三角形等幾種牙型,主要用于傳遞動力、運動或精確位移,如車床傳動絲杠和螺旋千分尺上的測微螺桿。這類螺紋主要要求傳遞動力和運動的可靠性、準(zhǔn)確性,螺紋牙側(cè)接觸均勻性和耐磨性等。

(3)緊密螺紋:又稱密封螺紋,主要用于水、油、氣的密封,如管道聯(lián)結(jié)螺紋。這類螺紋結(jié)合應(yīng)具有一定的過盈,以保證具有足夠的聯(lián)結(jié)強度和密封性。

2.普通螺紋的幾何參數(shù)對互換性的影響要實現(xiàn)普通螺紋的互換性,就必須保證具有良好的旋合性及足夠的聯(lián)結(jié)強度。影響螺紋互換性的幾何參數(shù)有螺紋的大徑、中徑、小徑、螺距和牙型半角。在實際加工中,通常使內(nèi)螺紋的大、小徑尺寸分別大于外螺紋的大、小徑尺寸,螺紋的大徑和小徑處一般有間隙,不會影響螺紋的配合性質(zhì)。因此,影響螺紋互換性的主要因素是螺距誤差、牙型半角誤差和中徑偏差。但是,外螺紋的大徑尺寸過小和內(nèi)螺紋的小徑尺寸過大,均會影響聯(lián)結(jié)強度,因此必須規(guī)定頂徑公差。

1)普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性要求普通螺紋聯(lián)結(jié)的互換性要求包括下述內(nèi)容：

(1)可旋入(合)性:是指不需要費很大的力就能夠把內(nèi)(或外)螺紋旋進(jìn)外(或內(nèi))螺紋規(guī)定的旋合長度上。

(2)聯(lián)結(jié)可靠性:是指內(nèi)(或外)螺紋旋入外(或內(nèi))螺紋后,在旋合長度上接觸應(yīng)均勻緊密,且在長期使用中有足夠的結(jié)合力。

2)螺距誤差的影響螺距誤差包括局部誤差和累積誤差。局部誤差是指單個螺距的實際尺寸與公稱尺寸的代數(shù)差,與旋合長度無關(guān)。累積誤差是指旋合長度內(nèi)任意個螺距的實際尺寸與公稱尺寸的代數(shù)差,與旋合長度有關(guān),是螺紋使用的主要影響因素。為了便于分析問題,假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想牙型,外螺紋僅有螺距誤差,且外螺紋的螺距P外大于理想內(nèi)螺紋的螺距P內(nèi)。這種情況下,由于螺距累積誤差(ΔPΣ)的影響,螺紋產(chǎn)生干涉而無法旋合,如圖6－28所示。圖6－28螺距累積誤差對旋合性的影響為了使有螺距誤差的外螺紋可以旋入具有理想牙型的內(nèi)螺紋,就必須將外螺紋中徑減小一個數(shù)值fP,或者將內(nèi)螺紋的中徑增大一個數(shù)值FP,這個fP(FP)稱為螺距累積誤差的中徑當(dāng)量。從圖6－28中可以得出(6－4)

3)牙型半角誤差的影響牙型半角誤差是指牙型半角的實際值與公稱值之間的差值。牙型角本身不準(zhǔn)確或者牙型角的平分線出現(xiàn)傾斜都會產(chǎn)生牙型半角誤差,對普通螺紋的互換性均有影響。仍假設(shè)內(nèi)螺紋具有理想牙型,與其相配合的外螺紋僅有牙型半角誤差,當(dāng)左、右牙型半角不相等時,就會在大徑或小徑處的牙側(cè)產(chǎn)生干涉。如圖6－29所示的陰影部分,彼此不能自由旋合。為了防止干涉,保證互換性,就必須將外螺紋中徑減小一個數(shù)值fα/2或?qū)?nèi)螺紋的中徑增大一個數(shù)值Fα/2。這個補償牙型半角誤差而折算到中徑上的數(shù)值fα/2(Fα/2)稱為牙型半角誤差的中徑當(dāng)量。圖6－29牙型半角誤差對互換性的影響考慮到左、右牙型半角干涉區(qū)的徑向干涉量不同,以及可能同時出現(xiàn)的各種情況,經(jīng)過必要的單位換算,利用任意三角形的正弦定理,得出牙型半角誤差的中徑當(dāng)量公式為(6－5)

4)中徑偏差的影響中徑偏差是指中徑的實際尺寸與其公稱尺寸之間的差值。中徑偏差直接影響螺紋的旋合性和聯(lián)結(jié)強度。當(dāng)外螺紋中徑大于內(nèi)螺紋中徑時就會產(chǎn)生干涉,影響旋合性。但是如果外螺紋中徑過小,內(nèi)螺紋中徑過大,則會削弱聯(lián)結(jié)強度。因此,必須限制中徑偏差。

5)作用中徑及泰勒原則實際加工螺紋時,往往同時存在螺距誤差、牙型半角誤差和中徑偏差,這三種誤差的綜合結(jié)果可以用作用中徑來表示。當(dāng)實際外螺紋存在螺距誤差和牙型半角誤差時,它就不能與相同中徑的理想內(nèi)螺紋旋合,而只能與一個中徑較大的理想內(nèi)螺紋旋合,這就相當(dāng)于外螺紋的中徑增大了。這個增大的假想中徑叫做外螺紋的作用中徑d2m,它等于外螺紋的實際中徑d2a與螺距誤差的中徑當(dāng)量fP及牙型半角誤差的中徑當(dāng)量fα/2之和,即(6－6)同理,當(dāng)內(nèi)螺紋存在螺距誤差和牙型半角誤差時,只能與一個中徑較小的理想外螺紋旋合,相當(dāng)于內(nèi)螺紋的中徑減小了。這個減小的假想中徑叫做內(nèi)螺紋的作用中徑D2m,它等于內(nèi)螺紋的實際中徑D2a與螺距誤差的中徑當(dāng)量FP及牙型半角誤差的中徑當(dāng)量Fα/2之差,即(6－7)由于螺距誤差和牙型半角誤差對螺紋使用性能的影響都可以折算為中徑當(dāng)量,因此,國標(biāo)中沒有單獨規(guī)定螺距和牙型半角公差,僅用內(nèi)、外螺紋的中徑公差綜合控制實際中徑、螺距和牙型半角三項誤差,因而中徑公差是衡量螺紋互換性的重要指標(biāo)。判斷螺紋中徑的合格性應(yīng)遵循泰勒原則(見圖6－30),即實際螺紋的作用中徑不允許超過其最大實體牙型的中徑,以保證旋合性;任何部位的單一中徑不允許超過其最小實體牙型的中徑,以保證聯(lián)結(jié)強度。因此,螺紋的合格條件為外螺紋內(nèi)螺紋D2m≥D2min，

D2a≤D2max(6－8)(6－9)圖6－30螺紋中徑合格性判斷示意圖6.4.2普通螺紋的公差與配合

1.普通螺紋的公差帶

1)螺紋公差帶的位置普通螺紋公差帶是以基本牙型為零線布置的,其位置是指公差帶相對于基本牙型的距離,由基本偏差來決定。國標(biāo)對內(nèi)螺紋的中徑和小徑規(guī)定了G、H兩種公差帶位置,以下偏差EI為基本偏差,如圖6－31所示。圖6－31內(nèi)螺紋的基本偏差圖6－32外螺紋的基本偏差螺紋各基本偏差數(shù)值按表6－12所列公式計算,其中H、h基本偏差為零,G基本偏差為正值,e、f、g基本偏差為負(fù)值。內(nèi)、外螺紋的基本偏差可查附表6－12。

2)螺紋公差帶的大小普通螺紋公差帶的大小由公差值確定,公差值又取決于螺距和公差等級。GB/T197—2003規(guī)定的普通螺紋公差等級如表6－13所示。各公差等級中3級最高,9級最低,6級為基本級。由于內(nèi)螺紋較難加工,因此同樣公差等級的內(nèi)螺紋中徑公差比外螺紋中徑公差大32％左右。表6－13普通螺紋的公差等級

2.螺紋公差帶的選用根據(jù)螺紋配合要求,將螺紋公差等級和基本偏差組合,可得到各種螺紋公差帶。但為了減少螺紋刀具和量具的規(guī)格與數(shù)量,國標(biāo)規(guī)定了內(nèi)、外螺紋的選用公差帶,如表6－14所示。其中黑體部分表示的公差帶應(yīng)優(yōu)先選用，加“()”的公差帶盡量不用，大量生產(chǎn)的精制緊固螺紋推薦采用帶方框的公差帶。

1)螺紋旋合長度和配合精度的選用國家標(biāo)準(zhǔn)按螺紋公稱直徑和螺距基本尺寸,對螺紋聯(lián)結(jié)規(guī)定了三組旋合長度,分別稱為短旋合長度、中等旋合長度和長旋合長度,并分別用S、N、L表示,可從附表6－15中選取。一般情況應(yīng)選用中等旋合長度,當(dāng)結(jié)構(gòu)和強度上有特殊要求時,可采用短旋合長度或長旋合長度。螺紋公差帶和旋合長度構(gòu)成了螺紋的配合精度。GB/T197—2003將普通螺紋的配合精度分為精密級、中等級和粗糙級三個等級。精密級用于配合性質(zhì)變動較小的精密螺紋;中等級用于一般螺紋聯(lián)結(jié);粗糙級用于精度要求不高或制造較困難的螺紋。

2)配合的選用螺紋配合的選用主要根據(jù)使用要求來確定。為了保證螺母、螺栓旋合后的同軸度及聯(lián)結(jié)強度,一般選用最小間隙為零的H/h配合。為了裝拆方便及改善螺紋的疲勞強度,可以選用H/g或G/h配合。對單件小批量生產(chǎn)的螺紋,為適應(yīng)手工旋緊和裝配速度不高等使用性能,可選用最小間隙為零的H/h配合。對需要涂鍍或在高溫下工作的螺紋,通常選用H/g、H/e等較大間隙的配合。