項(xiàng)目八公差配合與測(cè)量技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用one任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合1(1)滾動(dòng)軸承的組成、分類、精度等級(jí)及應(yīng)用。(2)滾動(dòng)軸承內(nèi)徑和外徑公差帶的特點(diǎn)。(3)滾動(dòng)軸承與軸頸和軸承座孔的公差帶。知識(shí)點(diǎn)(4)滾動(dòng)軸承的配合的選擇。1任務(wù)引入圖8-1所示為圓柱齒輪減速器小齒輪軸部分裝配圖,軸承尺寸為50mm×110mm,額定動(dòng)負(fù)荷Cr=35000N,軸承承受的當(dāng)量徑向負(fù)荷Pr=4000N。試用類比法確定軸承的類型和精度等級(jí),確定負(fù)荷情況,確定軸頸和軸承座孔的公差帶代號(hào),確定孔、軸的幾何公差值和表面粗糙度參數(shù)值,并分別標(biāo)注在零件圖上。任務(wù)分析滾動(dòng)軸承是機(jī)器上廣泛應(yīng)用的一種傳動(dòng)支承標(biāo)準(zhǔn)件,滾動(dòng)軸承的工作性能和使用壽命不僅取決于軸承本身的制造精度,還和與滾動(dòng)軸承相配合的軸頸和軸承座孔的尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度及安裝正確與否等因素有關(guān),因此要完成此任務(wù),需掌握滾動(dòng)軸承的組成及分類、滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)、滾動(dòng)軸承內(nèi)徑和外徑的公差帶及特點(diǎn)、滾動(dòng)軸承的配合、軸頸和軸承座孔的形位公差與表面粗糙度等相關(guān)知識(shí)。任務(wù)一用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件孔中心高度知識(shí)鏈接一、滾動(dòng)軸承的組成及分類1.滾動(dòng)軸承的組成如圖8-2所示,滾動(dòng)軸承一般由外圈、密封(防塵蓋)、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架等組成,其內(nèi)圈內(nèi)徑與傳動(dòng)軸的軸頸配合,外圈外徑與軸承座孔配合,屬于典型的光滑圓柱配合。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接一、滾動(dòng)軸承的組成及分類任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接一、滾動(dòng)軸承的組成及分類2.滾動(dòng)軸承的分類(1)滾動(dòng)軸承可用于承受徑向、軸向或徑向與軸向的聯(lián)合負(fù)荷。按軸承所能承受的主要負(fù)荷方向分類,滾動(dòng)軸承可分為向心軸承(承受徑向負(fù)荷)、推力軸承(承受軸向負(fù)荷)和向心推力軸承(同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷)三種。(2)按滾動(dòng)體形狀,滾動(dòng)軸承可分為球軸承[見(jiàn)圖8-3(a)]、滾子軸承和滾針軸承等,滾子軸承又分為圓柱滾子軸承[見(jiàn)圖8-3(b)]和圓錐滾子軸承兩種。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接一、滾動(dòng)軸承的組成及分類任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接二、滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)及應(yīng)1.滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)根據(jù)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)尺寸、公差等級(jí)和技術(shù)性能等產(chǎn)品特征,在《滾動(dòng)軸承通用技術(shù)規(guī)則》(GB/T307.3—2017)中,按尺寸公差與旋轉(zhuǎn)精度等級(jí)將滾動(dòng)軸承公差等級(jí)由低至高排列。向心軸承(圓錐滾子軸承除外)分為2五級(jí),推力軸承分為0、6、5、4四級(jí)。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接二、滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)及應(yīng)2.滾動(dòng)軸承各精度等級(jí)的應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最廣的是屬于普通精度的0級(jí)軸承,主要適用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高、中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速的一般機(jī)構(gòu)中,如臥式車床變速箱和進(jìn)給箱、汽車和拖拉機(jī)的變速箱等。其余各級(jí)軸承為高精度軸承,主要用于高轉(zhuǎn)速、高旋轉(zhuǎn)精度的場(chǎng)合,高精度的軸承在各種金屬切削機(jī)床中應(yīng)用較多,表8-1列出了各精度等級(jí)滾動(dòng)軸承的應(yīng)用情況。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合二、滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)及應(yīng)知識(shí)鏈接三、滾動(dòng)軸承內(nèi)徑、外徑公差帶的特點(diǎn)為便于大量生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)互換性,滾動(dòng)軸承是典型的標(biāo)準(zhǔn)部件,在配合中以軸承內(nèi)圈的尺寸作為軸承內(nèi)圈與軸頸的配合基準(zhǔn)(基孔制),以軸承的外徑尺寸作為滾動(dòng)軸承的外徑與軸承座孔的配合基準(zhǔn)(基軸制)。軸承的內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔裝配后,其內(nèi)圈、外圈受到軸頸及軸承座孔的約束,變形容易得到糾正,可以保證圓度。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接通常滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈是隨軸頸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的,為了防止內(nèi)圈和軸頸間配合面產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)而導(dǎo)致磨損,兩者配合采用過(guò)盈配合,考慮到一定時(shí)間后軸承需要拆換,且內(nèi)圈為薄壁零件,摩擦受熱后容易脹大,故過(guò)盈量不能太大;軸承外圈安裝在軸承座孔中,通常不旋轉(zhuǎn),因?yàn)檩S工作時(shí)易受熱延伸,故外圈與軸承座孔的配合宜稍微松一點(diǎn),來(lái)補(bǔ)償軸的熱脹伸長(zhǎng)量,否則軸容易產(chǎn)生彎曲變形,致使內(nèi)部卡死,影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因而在《滾動(dòng)軸承向心軸承公差》(GB/T307.1—2017)規(guī)定了0、6(6X)、5、4、2各公差等級(jí)的軸承的內(nèi)徑d和外徑D的公差帶均采用單向制,而且統(tǒng)一采用以公稱直徑為零線的下方公差帶,即上偏差為零,下偏差為負(fù)值的分布,如圖8-4所示。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接四、滾動(dòng)軸承與軸頸和軸承座孔的公差帶滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件,在制造時(shí)已確定了軸承內(nèi)徑和外徑的公差帶,因此軸承內(nèi)圈與軸頸、外圈和軸承座孔的配合由軸頸和軸承座孔的公差帶決定,確定軸承配合關(guān)鍵在于選擇軸頸和軸承座孔公差帶。《滾動(dòng)軸承配合》(GB/T275—2015)對(duì)與0級(jí)和6(6X)級(jí)軸承配合的軸頸和軸承座孔分別規(guī)定了17和16種公差帶。如圖8-5所示為選自GB/T275—2015中的軸承與軸頸和軸承座孔配合的常見(jiàn)公差帶。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合圖8-5軸承與軸頸和軸承座孔配合的常用公差帶知識(shí)鏈接該公差帶僅適用于以下場(chǎng)合:(1)軸承外形尺寸符合《滾動(dòng)軸承外形尺寸總方案第3部分:向心軸承》(GB/T273.3—2015)的規(guī)定。(2)軸承的精度等級(jí)為0級(jí)和6(6X)級(jí)。(3)軸承的游隙為基本組徑向游隙。(4)軸為實(shí)心或厚壁鋼制軸。(5)軸承座孔殼體為鑄鋼或鑄鐵。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接五、滾動(dòng)軸承配合的選擇選擇滾動(dòng)軸承配合時(shí)不僅要遵循軸承與軸頸、軸承與軸承座孔的配合原則,還要綜合考慮軸承負(fù)荷的性質(zhì)及大小、溫度環(huán)境、軸承游隙、材料差異、精度等級(jí)、軸承安裝和拆卸等條件,故選擇滾動(dòng)軸承配合時(shí),應(yīng)綜合考慮如下因素:1.軸承承受載荷的類型作用在軸承上的徑向載荷主要有定向載荷和旋轉(zhuǎn)載荷,或者是兩者的合成載荷,根據(jù)軸承承受載荷作用于內(nèi)圈或外圈的不同,可分為三類:任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接五、滾動(dòng)軸承配合的選擇(1)固定載荷。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),作用于軸承上的合成徑向載荷相對(duì)于內(nèi)外圈靜止,此時(shí)載荷始終方向不變地作用在內(nèi)外圈滾道的局部區(qū)域上。由于載荷作用集中于內(nèi)外圈滾道局部區(qū)域,因而容易導(dǎo)致局部較其他部位磨損嚴(yán)重。如圖8-6(a)和圖8-6(b)所示,它們均受到方向始終不變的徑向載荷Fr的作用。(2)旋轉(zhuǎn)載荷。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),作用于軸承上的合成徑向載荷與內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn),此時(shí)合成載荷方向依次作用在內(nèi)外圈滾道的整個(gè)圓周上。因載荷周期性地作用于內(nèi)外圈滾道,故磨損均勻。如圖8-6(a)所示的旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈和圖8-6(b)所示的旋轉(zhuǎn)的外圈,其磨損均勻。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接五、滾動(dòng)軸承配合的選擇(3)擺動(dòng)載荷。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),作用于軸承上的合成徑向載荷按一定規(guī)律變化,往復(fù)作用在內(nèi)外圈滾道的局部圓周上。如圖8-6(c)和圖8-6(d)所示,軸承內(nèi)外圈受到一個(gè)大小、方向均固定的徑向載荷Fr和一個(gè)旋轉(zhuǎn)的徑向載荷Fc的作用,兩者合成的載荷大小將由小到大,再由大到小,呈周期性變化。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接圖8-7所示為擺動(dòng)負(fù)荷的變化區(qū)域,當(dāng)Fr>Fc時(shí),Fr與Fc的合成載荷就在AB弧區(qū)域內(nèi)擺動(dòng)。此時(shí),不旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外圈就相對(duì)于合成載荷方向擺動(dòng),而旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外圈就相對(duì)于合成載荷方向旋轉(zhuǎn);當(dāng)Fr<Fc時(shí),Fr與Fc的合成載荷則沿整個(gè)圓周變動(dòng),因此不旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外圈就相對(duì)于合成載荷的方向旋轉(zhuǎn),而旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外圈則相對(duì)于合成載荷的方向靜止,此時(shí)承任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接由上述分析可知,因軸承內(nèi)、外圈相對(duì)于載荷固定、旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)的不同,該套圈配合的松緊程度也應(yīng)不同。當(dāng)內(nèi)、外圈承受固定載荷時(shí),內(nèi)、外圈與軸頸或軸承座孔的配合應(yīng)稍松些,以便在摩擦力矩的帶動(dòng)下套圈可以做非常緩慢的相對(duì)滑動(dòng),避免內(nèi)外圈滾道局部不均勻磨損;當(dāng)內(nèi)、外圈承受旋轉(zhuǎn)載荷時(shí),內(nèi)、外圈與軸頸或軸承座孔的配合應(yīng)稍緊一些,避免它們之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),從而保證內(nèi)、外圈滾道均勻磨損;當(dāng)內(nèi)、外圈承受擺動(dòng)載荷時(shí),其配合與承受循環(huán)載荷時(shí)相同或略松一些,以提高軸承的使用壽命。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接2.載荷的大小

在重載荷和沖擊載荷的作用下,軸承的內(nèi)外圈容易產(chǎn)生變形,導(dǎo)致配合面受力不均勻引起配合松動(dòng)。因此,載荷越大,一般選用比平穩(wěn)載荷越緊的配合過(guò)盈量?！稘L動(dòng)軸承配合》(GB/T275—2015)規(guī)定,用徑向當(dāng)量動(dòng)載荷Pr與徑向額定動(dòng)載荷Cr的比值區(qū)分向心軸承載荷的大小,將向心軸承載荷分為輕載荷、正常載荷和重載荷三種類型,見(jiàn)表8-2。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接3.軸承游隙

過(guò)大的軸承游隙會(huì)使軸承產(chǎn)生較大的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng),導(dǎo)致較大的振動(dòng)和噪聲;過(guò)小的軸承游隙會(huì)使軸承滾動(dòng)體與內(nèi)外圈間產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力,增加軸承摩擦發(fā)熱,縮短軸承壽命,所以軸承游隙的大小應(yīng)適度。在《滾動(dòng)軸承游隙第1部分:向心軸承的徑向游隙》GB/T4604.1—2012中將滾動(dòng)軸承的徑向游隙由小到大分為2組任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接4.溫度

軸承工作時(shí),套圈的溫度因受摩擦發(fā)熱及其他熱源的影響會(huì)高于軸頸和軸承座孔的溫度。因此,內(nèi)圈的熱膨脹使其與軸頸的配合變松,而外圈的熱膨脹則使其與軸承座孔的配合變緊。當(dāng)軸承工作溫度高于100℃時(shí),應(yīng)對(duì)所選的配合進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?以保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,軸頸受熱伸長(zhǎng),為了保證一定的軸向移動(dòng)量,則該端的軸承內(nèi)外圈與相配件的配合應(yīng)較松。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接5.軸頸與軸承座孔結(jié)構(gòu)剖分式軸承座孔與軸承外圈的配合稍松,避免夾扁外圈;整體式軸承座孔與軸承外圈的配合比剖分式偏緊;為保證有足夠的連接強(qiáng)度,空心軸或薄壁外殼與軸承內(nèi)外圈的配合應(yīng)比實(shí)心軸或厚壁外殼與軸承內(nèi)外圈的配合緊一些。6.旋轉(zhuǎn)精度及旋轉(zhuǎn)速度

當(dāng)軸承的旋轉(zhuǎn)精度要求較高且又承受較大載荷時(shí),應(yīng)選用較高精度等級(jí)的軸承,以及較高等級(jí)的軸、孔公差,以消除彈性變形和振動(dòng)的影響,旋轉(zhuǎn)內(nèi)外圈應(yīng)不采用間隙配合,但也不宜過(guò)緊;當(dāng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度較高且又承受沖擊動(dòng)載荷時(shí),軸承與軸頸、軸承座孔的配合應(yīng)選用過(guò)盈配合。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接7.軸頸和軸承座孔的公差等級(jí)應(yīng)與軸承的公差等級(jí)相協(xié)調(diào)

當(dāng)機(jī)器要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度時(shí),要選擇較高等級(jí)的軸承,選擇與軸承配合的軸頸和軸承座孔的公差等級(jí)時(shí)應(yīng)與軸承的公差等級(jí)相協(xié)調(diào)。例如,與0級(jí)軸承配合的軸頸一般選IT6,軸承座孔一般選IT7;對(duì)旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有較高要求的場(chǎng)合,軸頸一般選IT5,軸承座孔一般選IT6,如電動(dòng)機(jī)。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接8.軸承的安裝與拆卸

為了軸承安裝與拆卸方便,一般宜采用較松的配合,若不僅要求裝拆方便還要求配合較緊,則可采用分離型軸承,或采用內(nèi)圈帶錐孔或緊定套和退卸套的軸承。綜上所述,影響滾動(dòng)軸承配合的因素很多,在實(shí)際應(yīng)用中可采用比較法選擇軸承的配合。在用比較法確定軸頸和軸承座孔的公差帶時(shí),可依據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T275—2015進(jìn)行選擇,見(jiàn)表8-3~表8-6任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合知識(shí)鏈接任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合六、軸頸和軸承座孔表面及端面的幾何公差與表面粗糙度為了保證軸承的工作性能,除了正確選擇軸承與軸頸及軸承座孔的公差等級(jí)及配合外,還應(yīng)規(guī)定軸頸和軸承座孔的幾何公差和表面粗糙度參數(shù)值。1.配合表面及端面的幾何公差為了保證軸承與軸頸、軸承與軸承座孔的配合性質(zhì),避免套圈的安裝產(chǎn)生變形,必須規(guī)定軸頸和軸承座孔的圓柱度公差,并且軸頸和軸承座孔應(yīng)分別采用包容要求和最大實(shí)體要求的零幾何公差。軸頸在采用包容要求的同時(shí),還應(yīng)規(guī)定這兩個(gè)軸頸的軸線分別對(duì)其公共軸線的同軸度公差,以保證同一根軸上兩個(gè)軸頸的同軸度。軸頸肩部和軸承座孔肩的端面是軸承的軸向定位面,若端面存在較大的垂直度誤差,則軸承安裝后會(huì)產(chǎn)生歪斜,因此應(yīng)規(guī)定軸頸肩部和軸承座孔肩的端面對(duì)基準(zhǔn)軸線的端面圓跳動(dòng)公差。軸和軸承座孔的幾何公差見(jiàn)表8-7。任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合三、深度游標(biāo)卡尺任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合2.配合表面及端面的粗糙度要求因表面粗糙度的大小會(huì)直接影響軸承配合性質(zhì)和連接強(qiáng)度,故必須對(duì)與軸承配合的表面及端面規(guī)定相應(yīng)的表面粗糙度,見(jiàn)表8-8。三、深度游標(biāo)卡尺任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合按照任務(wù)給定條件,通過(guò)任務(wù)分析和滾動(dòng)軸承知識(shí)學(xué)習(xí),該任務(wù)的實(shí)施應(yīng)經(jīng)過(guò)以下過(guò)程:1.軸承確定直齒圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,屬于普通機(jī)械,但齒輪軸旋轉(zhuǎn)精度要求較高,為了滿足使用要求又兼顧經(jīng)濟(jì)性,故選用6級(jí)深溝球軸承。2.載荷情況的確定由任務(wù)給定條件,可算得Pr/Cr=4000/35000=0.114,屬于正常載荷。任務(wù)實(shí)施任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合3.公差配合的確定減速器工作時(shí)齒輪傳遞動(dòng)力,內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷,外圈承受固定負(fù)荷,同時(shí)軸承有時(shí)會(huì)承受沖擊負(fù)荷。查表8-3選軸頸公差帶為k5,查表8-4選軸承座孔公差帶為J7。該軸旋轉(zhuǎn)精度要求較高,故選用提高一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)J6。因軸承是標(biāo)準(zhǔn)件,故在裝配圖上只需標(biāo)出軸頸和軸承座孔的公差帶代號(hào),軸頸和軸承座孔的標(biāo)注如圖8-8所示。任務(wù)實(shí)施任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合任務(wù)實(shí)施任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合4.幾何公差的確定為了保證軸承的工作性能,還應(yīng)對(duì)它們分別規(guī)定幾何公差,確定軸承精度等級(jí)為6級(jí),查表8-7得軸頸圓柱度公差值為2.5μm,軸承座孔圓柱度公差值為6μm;軸肩端面圓跳動(dòng)公差值為8μm,軸承座孔肩端面圓跳動(dòng)公差值為15μm,如圖8-8所示。任務(wù)實(shí)施任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合5.表面粗糙度的確定考慮經(jīng)濟(jì)性和軸頸加工精度為IT5級(jí),表面粗糙度公差值為0.4μm;軸承座孔加工精度為IT6,查表8-8得表面粗糙度公差值為1.6μm;考慮軸肩端面加工的經(jīng)濟(jì)性和加工精度,查表8-8得表面粗糙度公差值為1.6μm,軸承座孔端面表面粗糙度公差值為3.2μm。任務(wù)實(shí)施任務(wù)一滾動(dòng)軸承的公差與配合2拓展知識(shí)2拓展知識(shí)two任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)2(1)螺紋的種類、牙型及幾何參數(shù)。(3)普通螺紋的標(biāo)注和檢測(cè)等相關(guān)知識(shí)。知識(shí)點(diǎn)(2)普通螺紋的公差與配合。2任務(wù)引入如圖8-9所示的一普通螺紋M24×2—6h6g—24—LH,測(cè)得其單一中徑d2s=25.5mm,螺距累積誤差ΔP∑=+35μm,牙型半角誤差Δα/2(左)=-30',Δα/2(右)=+65',試判斷其合格性,并用三針測(cè)量法測(cè)量螺紋中徑。2任務(wù)引入任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)在機(jī)械設(shè)備和儀表中,螺紋常用于連接和緊固零件。為了完成此任務(wù),首先應(yīng)該學(xué)習(xí)螺紋的結(jié)構(gòu)及相關(guān)知識(shí),通過(guò)綜合分析各種螺紋結(jié)合的特點(diǎn),掌握普通螺紋的公差帶,根據(jù)螺紋的各主要參數(shù),經(jīng)過(guò)計(jì)算,判定中徑合格性,并掌握螺紋的檢測(cè)方法。任務(wù)分析螺紋的主要功用是連接機(jī)械構(gòu)件,起到緊固、密封的作用,也可用于傳遞力和運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。螺紋廣泛用于機(jī)電類產(chǎn)品中,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,幾何參數(shù)較多,為了保證其幾何精度,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋的牙型、幾何參數(shù)和公差與配合等相關(guān)結(jié)構(gòu)及參數(shù)。一、螺紋的種類、牙型及幾何參數(shù)1.螺紋的種類根據(jù)用途不同,螺紋一般分為普通螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)(1)普通螺紋。普通螺紋也稱緊固螺紋,主要用于連接和緊固機(jī)械零件,是應(yīng)用最廣泛的一種螺紋,其可分為粗牙型和細(xì)牙型兩類。在機(jī)械制造中,要求普通螺紋的使用有良好的旋合性和足夠的連接強(qiáng)度。旋合性是指公稱直徑和螺距基本值分別相等的內(nèi)、外螺紋能夠自由旋合并獲得所需要的配合的性質(zhì)。足夠的連接強(qiáng)度是指內(nèi)、外螺紋的牙側(cè)能夠均勻接觸,具有足夠的承載能力和可靠性。(2)傳動(dòng)螺紋。傳動(dòng)螺紋主要用于傳遞動(dòng)力或精確位移,要求具有足夠的強(qiáng)度和精確的位移,通常指絲杠和測(cè)微螺紋。如用于滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的千斤頂起重螺紋、普通車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的絲杠螺紋。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)(3)緊密螺紋。緊密螺紋主要用于具有氣密性或水密性要求的情況,如管螺紋的連接,要求結(jié)合緊密,不漏水,不漏氣,不漏油。2.螺紋的牙型及幾何參數(shù)(1)螺紋的牙型。螺紋的基本牙型主要有三角形、梯形、鋸齒形和矩形等幾種形式,《普通螺紋基本牙型》(GB/T192—2003)規(guī)定,普通螺紋基本牙型是指在通過(guò)螺紋軸線的剖面內(nèi),按規(guī)定的削平高度截去原始三角形的頂部和底部形成的螺紋牙型,如圖8-10所示。表8-9詳細(xì)列出了螺紋的種類、牙型及應(yīng)用。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)(2)螺紋的幾何參數(shù)。螺紋的主要幾何參數(shù)包括原始三角形高度、大徑、小徑、中徑、螺距和牙型角等。①原始三角形高度H。原始三角形高度為原始三角形的頂點(diǎn)到底邊的垂直距離,用符號(hào)H表示,如圖8-10所示。②大徑D/d。大徑是指在基本牙型上與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。內(nèi)、外螺紋大徑分別用符號(hào)D和d表示。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定普通米制螺紋的螺紋大徑的基本尺寸即公稱直徑。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)③小徑D1/d1。小徑是指在基本牙型上與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。內(nèi)、外螺紋小徑分別用D1和d1表示,外螺紋的大徑和內(nèi)螺紋的小徑統(tǒng)稱頂徑,外螺紋的小徑和內(nèi)螺紋的大徑統(tǒng)稱底徑。④中徑D2/d2。中徑是一個(gè)假想圓柱體的母線通過(guò)牙型上溝槽和凸起寬度相等即H/2處的直徑,如圖8-11所示,該假想圓柱稱為中徑圓柱。內(nèi)、外螺紋中徑的基本尺寸分別用符號(hào)D2和d2表示。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)⑤單一中徑D2s/d2s。單一中徑指螺紋的牙槽寬度等于基本螺距一半處的假想圓柱的直徑,如圖8-11所示。內(nèi)、外螺紋的單一中徑分別用符號(hào)D2s和d2s表示,如無(wú)螺距偏差,單一中徑和中徑一致。單一中徑可以用三針?lè)y(cè)得,以表示螺紋的實(shí)際中徑。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)⑥螺距P。在螺紋中徑線上,相鄰兩牙同側(cè)面間的軸向距離稱為螺距,基本值用符號(hào)P⑦牙型角α和牙型半角。牙型角是指在螺紋牙型上兩相鄰牙側(cè)間的夾角,用符號(hào)α表示,如圖8-10所示。普通螺紋的牙型角為60°。牙型半角為牙型角的一半。⑧牙側(cè)角。牙側(cè)角是指在螺紋牙型上牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角,左、右牙側(cè)角分別用符本號(hào)α1和α2表示,牙側(cè)角基本值與牙型半角相等。如圖8-10所示,普通螺紋牙側(cè)角基值為30°。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)⑨螺紋接觸高度。螺紋接觸高度是指在兩個(gè)相互配合的螺紋的牙型上,牙側(cè)重合部分在螺紋軸線方向上的距離,普通螺紋接觸高度的基本值等于5H/8。⑩螺紋旋合長(zhǎng)度。螺紋旋合長(zhǎng)度是指兩個(gè)相互配合的螺紋沿螺紋軸線方向相互旋合部分的長(zhǎng)度。表8-10是摘自GB/T196—2003的螺紋的部分公稱尺寸。知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接二、普通螺紋幾何參數(shù)對(duì)旋合性的影響螺紋的大徑、中徑、小徑、螺距和牙型半角5個(gè)參數(shù)直接影響螺紋的互換性,其中主要影響因素是螺距誤差、牙型半角誤差和中徑誤差。1.螺距誤差對(duì)旋合性的影響螺距誤差包括單個(gè)螺距誤差ΔP和螺距累積誤差ΔP∑,而螺距累積誤差是影響旋合性的主要因素。例如,具有理想牙型的內(nèi)螺紋與具有螺距誤差的外螺紋旋合時(shí),將發(fā)生牙側(cè)面干涉,隨著旋進(jìn)牙數(shù)的增多,牙側(cè)的干涉量會(huì)增大,最后導(dǎo)致無(wú)法旋合進(jìn)去。在實(shí)際應(yīng)用中,為保證螺紋旋合性,把外螺紋的中徑減去一數(shù)值fP,此fP值稱為中徑補(bǔ)償值。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接當(dāng)α=60°時(shí),若內(nèi)螺紋具有螺距誤差,為保證旋合性,則應(yīng)把內(nèi)螺紋的中徑加上一數(shù)值fP。2.牙型半角誤差對(duì)旋合性的影響螺紋牙型半角誤差等于實(shí)際牙型半角與理論牙型半角之差,包含兩種形式:一種是螺紋的左右牙型半角不相等,一種是左右牙型半角相等。牙型半角誤差也會(huì)影響螺紋的旋合性與聯(lián)接強(qiáng)度。同樣,可將牙型半角誤差轉(zhuǎn)變成中徑當(dāng)量fα/2。為保證旋合性,把具有牙型半角誤差的內(nèi)螺紋的中徑減去一數(shù)值fα/2,D2m=d2α-fα/2;任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接把具有牙型半角誤差的外螺紋的中徑加上一數(shù)值fα/2,d2m=d2α+fα/2,fα/2的值按以下公式確定:式中,P為螺距,mm。內(nèi)螺紋牙型半角誤差Δα/2>0,K1、K2取3,Δα/2<0,K1、K2取2;外螺紋牙型半角誤差Δα/2>0,K1、K2取2,Δα/2<0,K1、K2取3。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接3.中徑誤差對(duì)旋合性的影響在加工過(guò)程中,螺紋不可避免地會(huì)出現(xiàn)偏差,而內(nèi)、外螺紋的相互作用集中在牙型側(cè)面上,內(nèi)、外螺紋中徑的偏差直接影響著牙型側(cè)面的接觸性能。若外螺紋的中徑大于內(nèi)螺紋的中徑,則內(nèi)、外螺紋會(huì)產(chǎn)生干涉而影響旋合性;若外螺紋的中徑過(guò)小,內(nèi)螺紋的中徑過(guò)大,則導(dǎo)致連接強(qiáng)度減小,螺紋連接可靠性降低。當(dāng)外螺紋的中徑小于內(nèi)螺紋的中徑時(shí),可以保證內(nèi)、外螺紋的旋合性。因此,加工螺紋牙型時(shí),應(yīng)當(dāng)控制實(shí)際中徑對(duì)其基本尺寸的偏差。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接4.普通螺紋作用中徑對(duì)旋合性的影響(1)普通螺紋作用中徑的概念。當(dāng)普通螺紋沒(méi)有螺距誤差和牙型半角誤差時(shí),內(nèi)外螺紋旋合時(shí)起作用的中徑便是螺紋的實(shí)際中徑。但在實(shí)際生產(chǎn)中,螺距誤差、牙型半角誤差和中徑誤差總是同時(shí)存在,而螺距誤差和牙型半角誤差不便檢測(cè),也沒(méi)有規(guī)定它們的公差,因此將前兩項(xiàng)誤差折算為中徑補(bǔ)償值,在螺紋旋合時(shí)起作用的中徑即作用中徑,是實(shí)際中徑、螺距累計(jì)誤差、牙型半角誤差三者綜合作用的結(jié)果。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接對(duì)于外螺紋,當(dāng)有了螺距誤差時(shí),為了保證其旋合性,必須將外螺紋的中徑減小一個(gè)當(dāng)量fP,否則外螺紋將無(wú)法旋入理想牙型的內(nèi)螺紋,相當(dāng)于外螺紋在旋合中起作用的中徑比實(shí)際中徑增大了一個(gè)fP;同理,外螺紋存在牙型半角誤差時(shí),其效果相當(dāng)于外螺紋的中徑增大了fα/2。故這個(gè)增大了的假想中徑為作用中徑,其值為任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接對(duì)于內(nèi)螺紋,當(dāng)有了螺距誤差、牙型半角誤差時(shí),只能和一個(gè)中徑減小了的外螺紋旋合,其效果相當(dāng)于內(nèi)螺紋的中徑減小了,即其作用中徑為(2)普通螺紋中徑合格性判定原則。對(duì)于內(nèi)、外螺紋,只要作用中徑不超過(guò)一定的范圍,螺紋的旋合性就可以保證,只要螺紋的實(shí)際中徑不超過(guò)一定的值,螺紋的連接強(qiáng)度就可以保證。根據(jù)泰勒原則,實(shí)際螺紋的作用中徑不能超出最大實(shí)體牙型中徑,而實(shí)際螺紋上任何部位的單一中徑(表示實(shí)際中徑)不能超出最小實(shí)體牙型中徑。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接①對(duì)于外螺紋,其中徑合格條件為作用中徑≤外螺紋最大實(shí)體牙型中徑,單一中徑≥外螺紋最小實(shí)體牙型中徑,即d2作用≤d2max,d2s≥d2min②對(duì)內(nèi)螺紋,其中徑合格條件為作用中徑≥內(nèi)螺紋最小實(shí)體牙型中徑,單一中徑≤內(nèi)螺紋最大實(shí)體牙型中徑,即D2作用≥D2min,D2s≤D2max任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接三、普通螺紋的公差與配合1.螺紋公差帶的位置和基本偏差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T197—2018)對(duì)內(nèi)、外螺紋規(guī)定了基本偏差,螺紋的公差帶是以基本牙型為零線布置的,用以確定內(nèi)、外螺紋公差帶相對(duì)于基本牙型的位置,其位置如圖8-12所示。螺紋的基本牙型是計(jì)算螺紋偏差的基準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)內(nèi)螺紋只規(guī)定了兩種基本偏差G和H,這兩種基本偏差所決定的內(nèi)螺紋的公差均在基本牙型之上,基本偏差為下偏差EI,如圖8-12(a)、圖8-12(b)所示。而對(duì)外螺紋規(guī)定了四種基本偏差,即e、f、g和h,基本偏差為上偏差es,如圖8-12(c)、圖8-12(d)所示。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接2.螺紋的公差等級(jí)為了保證螺紋的互換性,《普通螺紋公差》(GB/T197—2018)規(guī)定了普通螺紋的螺紋公差、螺紋配合、旋合長(zhǎng)度及精度等級(jí)。普通螺紋的公差帶由基本偏差決定其位置,公差等級(jí)決定其大小,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了內(nèi)、外螺紋的公差等級(jí),由表8-11列出。其中,6級(jí)是常用公差等級(jí),3級(jí)精度最高公差值最小,9級(jí)精度最低公差值最大。內(nèi)、外螺紋的基本偏差和頂徑公差見(jiàn)表8-12,內(nèi)、外螺紋的中徑公差見(jiàn)表8-13,在公差等級(jí)和螺距基本值一樣的情況下,因內(nèi)螺紋的加工比較困難,故同一公差等級(jí)的內(nèi)螺紋中徑公差比外螺紋中徑公差大32%左右。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接3.螺紋的旋合長(zhǎng)度、螺紋公差帶和配合選用(1)螺紋的旋合長(zhǎng)度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中將螺紋的旋合長(zhǎng)度分為短旋合長(zhǎng)度、中等旋合長(zhǎng)度和長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度,分別用S、N、L表示。一般選用中等旋合長(zhǎng)度N,只有當(dāng)結(jié)構(gòu)或強(qiáng)度要求必要時(shí),才選擇其他旋合長(zhǎng)度。在同一精度中,考慮到不同旋合長(zhǎng)度對(duì)螺紋的螺距累積誤差有不同的影響,要求具有不同的旋合長(zhǎng)度,其中徑所采用的公差等級(jí)也不相同。螺紋的旋合長(zhǎng)度見(jiàn)表8-14。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接(2)螺紋公差帶及其選用。根據(jù)螺紋的公差等級(jí)和基本偏差可以組成多種公差帶,8-15、表和8-16所示是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的內(nèi)、外螺紋公差,除非特殊需求,一般不選用除表8-15表8-16規(guī)定外的公差帶。螺紋公差帶的寫法是公差等級(jí)在前,基本偏差代號(hào)在后。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接(3)精度等級(jí)和旋合長(zhǎng)度。在GB/T197—2018中規(guī)定了螺紋的配合精度分精密、中等和粗糙三個(gè)等級(jí),不同等級(jí)意味著不同的加工難易程度。對(duì)螺紋精度等級(jí)選擇的一般原則是:配合性能穩(wěn)定、定位精度高的場(chǎng)合要求使用精密級(jí)螺紋,而一般機(jī)械、儀器和構(gòu)件中使用中等級(jí)螺紋,粗糙級(jí)主要用于不重要或難以制造的螺紋,如長(zhǎng)盲孔攻螺紋。因?yàn)殚L(zhǎng)的旋合長(zhǎng)度產(chǎn)生的螺距累積誤差比短的旋合長(zhǎng)度要大,必然影響中徑當(dāng)量增加,為了保證互換性和控制中徑誤差,根據(jù)旋合長(zhǎng)度對(duì)中徑公差屬于同一精度等級(jí)的螺紋采取等級(jí)相差一級(jí),見(jiàn)表8-15。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接(4)配合的選用。由表8-15所列的內(nèi)、外螺紋配合的公差帶可以任意組合成多種配合,但在實(shí)際使用中為了保證使用性能和一定的牙型接觸高度,對(duì)配合的選用有一定的要求。如為保證螺母、螺栓旋合后同軸度較好并有足夠的連接強(qiáng)度,選用最小間隙為零的配合(H/h);為了拆裝方便和改善螺紋的疲勞強(qiáng)度,可選用小間隙配合(H/g和G/h);需要涂鍍保護(hù)層的螺紋,間隙大小取決于鍍層厚度,如鍍層厚度為5μm則選用6H/6g,鍍層厚度為10μm則選用6H/6e,內(nèi)、外均涂則選用6G/6e。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接四、普通螺紋的標(biāo)記螺紋的完整標(biāo)記是由螺紋代號(hào)、螺紋公差帶代號(hào)和旋合長(zhǎng)度代號(hào)等組成的,三者之間用短線“—”隔開(kāi)。螺紋公差帶代號(hào)包括中徑公差帶代號(hào)和頂徑公差帶代號(hào),公差帶代號(hào)由表其大小的公差等級(jí)數(shù)字和表示其位置的基本偏差代號(hào)組成。當(dāng)螺紋是粗牙螺紋時(shí),螺距不寫出,但對(duì)細(xì)牙螺紋仍需要標(biāo)注出螺距;當(dāng)螺紋為左旋時(shí),在左旋螺紋標(biāo)記位置寫“LH”字樣,右旋螺紋不用寫;當(dāng)螺紋的中徑和頂徑公差帶相同時(shí),合寫為一個(gè);當(dāng)螺紋旋合長(zhǎng)度為中等時(shí),不寫代號(hào);當(dāng)旋合長(zhǎng)度需要標(biāo)出具體值時(shí),應(yīng)在旋合長(zhǎng)度代號(hào)標(biāo)記位置寫出具體值。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接在裝配圖上,內(nèi)、外螺紋的公差帶代號(hào)用斜線分開(kāi),右邊為外螺紋公差帶代號(hào),左邊為內(nèi)螺紋公差帶代號(hào),如M10×2—6H/5g6g。在螺紋公差帶代號(hào)之后加注旋合長(zhǎng)度代號(hào)“S”或“L”(中等旋合長(zhǎng)度代號(hào)“N”不標(biāo)注),如M10—5g6g—S。特殊需要時(shí),可以標(biāo)注旋合長(zhǎng)度的數(shù)值,如M10—5g6g—25,表示螺紋的旋合長(zhǎng)度為25mm。在零件圖上的普通螺紋標(biāo)注如圖8-13所示。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接五、普通螺紋的檢測(cè)普通螺紋的檢測(cè)方法分為綜合檢測(cè)和單項(xiàng)檢測(cè)。1.綜合檢測(cè)綜合檢測(cè)是指一次同時(shí)檢測(cè)螺紋的幾個(gè)參數(shù),通常利用螺紋量規(guī)和光滑極限量規(guī)對(duì)螺紋進(jìn)行綜合檢測(cè),這種方法不能測(cè)出螺紋參數(shù)的具體數(shù)值,但可以用于檢驗(yàn)成批的中等精度螺紋的合格性。光滑極限量規(guī)和螺紋量規(guī)都是由通規(guī)和止規(guī)組成的,光滑極限量規(guī)用于檢驗(yàn)內(nèi)、外螺紋大徑尺寸的合格性,螺紋量規(guī)的通規(guī)用于檢驗(yàn)內(nèi)、外螺紋的作用中徑及小徑的合格性,螺紋量規(guī)的止規(guī)用于檢驗(yàn)內(nèi)、外螺紋的單一中徑的合格性。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接圖8-14所示為外螺紋的檢測(cè)。先用卡規(guī)檢測(cè)外螺紋大徑的合格性,再用螺紋環(huán)規(guī)(檢驗(yàn)外螺紋的螺紋量規(guī)稱為螺紋環(huán)規(guī))檢驗(yàn),若螺紋環(huán)規(guī)的通端可以在旋合長(zhǎng)度內(nèi)與被測(cè)螺紋旋合,則說(shuō)明外螺紋的作用中徑合格,且小徑?jīng)]有大于其上極限尺寸;若螺紋環(huán)規(guī)止端不能通過(guò)被測(cè)螺紋,最多允許旋進(jìn)2~3牙,則可說(shuō)明被測(cè)螺紋的單一中徑合格。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接2.單項(xiàng)檢測(cè)單項(xiàng)檢測(cè)方法主要有螺紋千分尺測(cè)量法和三針測(cè)量法。(1)螺紋千分尺測(cè)量法。螺紋千分尺是測(cè)量低精度外螺紋中的常用工具,圖8-16所示是直接測(cè)量外螺紋中徑的螺紋千分尺,其結(jié)構(gòu)與一般千分尺相似,所不同的是在千分尺的測(cè)量端帶有可更換的、配套的、適用于不同牙型和不同螺距的測(cè)頭,每對(duì)測(cè)頭由一個(gè)V形測(cè)頭和一個(gè)圓錐形測(cè)頭組成。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接(2)三針測(cè)量法。三針測(cè)量法是測(cè)量精密螺紋和螺紋量規(guī)的一種間接測(cè)量法,其具有測(cè)量精度高和測(cè)量簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。如圖8-17所示,測(cè)量時(shí)把三根直徑相同的高精度的小圓柱放入被測(cè)螺紋的溝槽中,其中單針應(yīng)放在成對(duì)使用的兩根量針對(duì)面的中間牙槽內(nèi),測(cè)量三針距尺寸M,再進(jìn)行計(jì)算得出螺紋中徑d2。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)任務(wù)實(shí)施按照任務(wù)給定條件,通過(guò)任務(wù)分析和螺紋知識(shí)的學(xué)習(xí),該任務(wù)的實(shí)施過(guò)程如下:1.螺紋標(biāo)記M24×26h6g24LH的含義M———普通螺紋的代號(hào);24———螺紋公稱直徑;2———細(xì)牙螺紋螺距(粗牙螺距不注);6h———螺紋中徑公差帶代號(hào),字母小寫表示外螺紋;6g———螺紋頂徑公差帶代號(hào),字母小寫表示外螺紋;24———旋合長(zhǎng)度數(shù)值;LH———左旋(右旋不注)。任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)任務(wù)實(shí)施2.計(jì)算普通螺紋的公差與配合(1)查表8-10,中徑基本尺寸為d2=22.701mm查表8-12、表8-13,中徑上偏差es=0,中徑公差Td2=170μm。經(jīng)計(jì)算可得外螺紋中徑極限尺寸為d2max=22.701mm,d2min=22.531mm任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)任務(wù)實(shí)施(2)螺距累積誤差和牙型半角誤差的中徑當(dāng)量及作用中徑為(當(dāng)α=60°時(shí))fP=1.732|ΔP∑|=1.732×35=0.061mmfα/2=0.073×2×(3×|-30|+2×65)=0.032mmd2m=d2s+(fP+fα/2)=25.5+0.061+0.032=25.593mm任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)任務(wù)實(shí)施(3)判斷合格性。d2m=25.593mm>d2max=22.701mm,d2s=25.5mm>d2min=22.531mm故該螺紋中徑不合格任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)任務(wù)實(shí)施任務(wù)二螺紋的公差配合及檢測(cè)2拓展知識(shí)2拓展知識(shí)滾動(dòng)軸承的配合特點(diǎn)在較大過(guò)盈及力作用下，內(nèi)、外圈滾道表面形狀趨向于支撐面的形狀，影響軸承（軸承型號(hào)查詢）的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，并產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。過(guò)盈量大還會(huì)造成軸承工作游隙的減少，并給軸承的裝拆帶來(lái)不便。在采用內(nèi)、外圈不可分的向心軸承做游動(dòng)支承時(shí)，需要游動(dòng)的軸承套圈部位取間隙配合。對(duì)重型機(jī)械上的軸承，不宜采用過(guò)盈配合。2拓展知識(shí)滾動(dòng)軸承的配合特點(diǎn)滾動(dòng)軸承的配合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了軸承與軸、軸承與外殼孔相配合時(shí)，軸與外殼孔的公差帶位置及范圍。配合符號(hào)由英文字母和數(shù)字組成，分別表示配合性質(zhì)及相配零件的公差等級(jí)。為了滿足支承精度、軸承使用性能及壽命要求，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了相配零件的相配部位的形位公差及表面粗糙度。選擇配合時(shí)，可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)推薦的選取，也可以用估算的方法計(jì)算出所需的最小過(guò)盈量，再根據(jù)最小過(guò)盈量選取相應(yīng)配合。當(dāng)過(guò)盈配合對(duì)游隙影響比較大時(shí)，應(yīng)估算出對(duì)游隙的影響范圍。標(biāo)準(zhǔn)還給出了軸承的公差、相配軸和外殼孔的公差，供估算時(shí)使用。THREE任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)3(1)平鍵聯(lián)接的幾何參數(shù)及公差與配合。(3)平鍵和矩形花鍵的檢測(cè)。知識(shí)點(diǎn)(2)矩形花鍵的主要參數(shù)、公差配合及表面粗糙度。2任務(wù)引入軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)零件如齒輪、帶輪等通常是依靠鍵連接到軸上的,鍵用以傳遞扭矩,也可以用作軸上傳動(dòng)件的導(dǎo)向元件,如變速箱中變速齒輪花鍵孔和花鍵軸的聯(lián)接,特殊場(chǎng)合鍵還可以起到定位作用。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件,它的種類很多,常見(jiàn)的鍵有普通平鍵、矩形花鍵等。2任務(wù)引入圖8-18所示是普通平鍵和矩形花鍵的剖面圖,試分別確定給定幾何參數(shù)的普通平鍵、矩形花鍵的剖面尺寸及其公差帶、表面粗糙度,并在圖樣上進(jìn)行標(biāo)注,同時(shí)簡(jiǎn)述普通平鍵和矩形花鍵的檢測(cè)方法及合格條件。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)任務(wù)分析要完成本任務(wù),需學(xué)習(xí)平鍵及矩形花鍵的幾何參數(shù)、公差與配合、幾何公差與表面粗糙度等相關(guān)知識(shí),并且掌握平鍵軸槽與輪轂槽的檢測(cè),以及矩形花鍵的檢測(cè)方法。知識(shí)鏈接一、平鍵聯(lián)接1.平鍵聯(lián)接的幾何參數(shù)平鍵聯(lián)接由平鍵、軸槽和輪轂槽三部分組成,如圖8-19所示。鍵是通過(guò)鍵的側(cè)面與軸槽及輪轂槽的側(cè)面相互接觸來(lái)傳遞扭矩的,故在平鍵聯(lián)接中,鍵和軸槽、輪轂槽的寬度b是配合的主要尺寸,需規(guī)定較嚴(yán)的公差;而鍵的上表面和輪轂槽底面間非作用面,其間留有一定的間隙,故鍵的高度h和長(zhǎng)度L及軸槽的深度t1皆是非配合尺寸,其精度要求較低。單鍵聯(lián)接的幾何尺寸如圖8-20所示。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接(1)平鍵聯(lián)接配合尺寸的公差帶與配合種類。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件,在平鍵聯(lián)接的配合中采用基軸制,鍵是“軸”,鍵槽是“孔”。在《平鍵鍵槽的剖面尺寸》(GB/T1095—2003)中已將普通平鍵和鍵槽的剖面尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,在《普通型平鍵》(GB/T1096—2003)中對(duì)鍵的寬度規(guī)定一種公差帶h9,在GB/T1095—2003中對(duì)軸槽和輪轂槽的寬度各規(guī)定了三種公差帶,構(gòu)成三組不同性質(zhì)的配合,以滿足使用需要,如圖8-21所示。平鍵聯(lián)接可根據(jù)使用要求和應(yīng)用場(chǎng)合確定配合的種類,平鍵聯(lián)接的配合種類及應(yīng)用見(jiàn)表8-18。2.平鍵聯(lián)接的公差與配合任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接2.平鍵聯(lián)接的公差與配合(2)平鍵聯(lián)結(jié)非配合尺寸的公差帶。平鍵聯(lián)接中,《平鍵鍵槽的剖面尺寸》(GB/T1095—2003)中已規(guī)定了軸槽深度t1和輪轂槽深度t2的極限偏差(見(jiàn)表8-19)。為了便于測(cè)量,在圖樣上對(duì)軸槽深度和輪轂槽深度分別標(biāo)注“d-t1”和“d+t2”(d為孔、軸的基本尺寸)。平鍵高度h的公差帶一般采用h11,平鍵長(zhǎng)度L的公差帶采用h14,軸槽長(zhǎng)度的公差帶采用H14。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接(3)鍵槽的幾何公差。為了保證鍵與鍵槽之間有足夠的接觸面積和避免裝配困難,分別規(guī)定了軸槽寬度的中心平面對(duì)軸的基準(zhǔn)軸線和輪轂槽寬度的中心平面對(duì)孔的基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度公差。鍵與鍵槽的配合尺寸公差帶及配合表面的幾何誤差直接影響鍵與鍵槽配合的松緊程度和連接強(qiáng)度?？梢圆捎锚?dú)立原則或最大實(shí)體要求匹配兩對(duì)稱度公差與鍵槽寬度的尺寸公差及孔、軸尺寸公差的關(guān)系。對(duì)稱度公差等級(jí)按GB/T1184—1996可為7~9級(jí),普通平鍵的鍵槽剖面尺寸及極限公差見(jiàn)表8-19任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)2.平鍵聯(lián)接的公差與配合知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接(4)平鍵和鍵槽的表面粗糙度要求。表面粗糙度主要影響鍵聯(lián)接配合性質(zhì)的穩(wěn)定性和使用壽命,按標(biāo)準(zhǔn)推薦,軸槽和輪轂槽的兩個(gè)工作面為配合表面,鍵槽寬度b的兩側(cè)面的表面粗糙度Ra值推薦為Ra值一般取12.5μm。1任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)2.平鍵聯(lián)接的公差與配合知識(shí)鏈接二、矩形花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接由內(nèi)花鍵(花鍵孔)和外花鍵(花鍵軸)兩個(gè)零件組成,用以傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。與平鍵聯(lián)接相比,花鍵聯(lián)接的主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、定心精度高、導(dǎo)向性能好、穩(wěn)定性好,因而在機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用?；ㄦI聯(lián)接通常可分為固定聯(lián)接和滑動(dòng)聯(lián)接,按齒形的不同,花鍵又可分為矩形花鍵、漸開(kāi)線花鍵和三角花鍵。其中,漸開(kāi)線花鍵能夠自動(dòng)定心,承載能力較大;矩形花鍵聯(lián)接適用于中等負(fù)荷的場(chǎng)合,是應(yīng)用最為廣泛的花鍵聯(lián)接。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接四、使用百分表的注意事項(xiàng)任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)1.矩形花鍵的幾何參數(shù)為便于加工和測(cè)量,矩形花鍵的鍵數(shù)N規(guī)定為偶數(shù),有6、8、10三種。矩形花鍵按承載能力的不同,可分為中、輕兩個(gè)系列,中系列的鍵高尺寸較大,承載能力高,多用于汽車等制造業(yè);輕系列的鍵高尺寸較小,承載能力相對(duì)較低,多用于機(jī)床制造業(yè)?！毒匦位ㄦI尺寸、公差和檢驗(yàn)》(GB/T1144—2001)規(guī)定,矩形花鍵的主要尺寸有小徑d、大徑D、鍵寬B(鍵槽寬)三個(gè)尺寸,如圖8-22所示。同一小徑的輕系列和中系列的鍵數(shù)相同,鍵寬(鍵槽寬)也相同,僅大徑不同。矩形花鍵的尺寸系列見(jiàn)表8-20。知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接2.矩形花鍵聯(lián)接的定心方式在花鍵聯(lián)接中,以小徑d、大徑D和鍵(槽)寬B三個(gè)連接尺寸為主要配合尺寸,保證內(nèi)外花鍵的同軸度,故相應(yīng)的矩形花鍵聯(lián)接的定心方式分為小徑定心、大徑定心和鍵側(cè)(鍵槽側(cè))定心,如圖8-23所示。其中,小徑與大徑定心方式的定心精度較高,而鍵和鍵槽的側(cè)面要傳遞轉(zhuǎn)矩和導(dǎo)向,無(wú)論是否作為定心表面,其寬度尺寸B都應(yīng)具有足夠的精度。此外,非定心直徑表面之間應(yīng)該留有足夠的間隙。在GB/T1144—2001中規(guī)定矩形花鍵聯(lián)接采用小徑定心。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接3.矩形花鍵聯(lián)接的公差與配合在《矩形花鍵尺寸、公差和檢驗(yàn)》(GB/T1144—2001)中規(guī)定,矩形花鍵的尺寸公差采用基孔制,以減少拉刀的數(shù)量。矩形內(nèi)、外花鍵的小徑、大徑和鍵寬的尺寸公差帶分為一般用及精密傳動(dòng)用兩大類,詳見(jiàn)表8-21。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)4.矩形花鍵聯(lián)接的幾何公差和表面粗糙度要求(1)幾何公差要求。為保證配合可靠性,內(nèi)、外花鍵的小徑定心表面的形狀公差和尺寸公差的關(guān)系應(yīng)遵守包容原則。花鍵聯(lián)接的互換性除受尺寸影響外,還受花鍵在圓周上分布的均勻情況和相對(duì)于軸心的位置等因素制約。外花鍵的鍵長(zhǎng)與鍵寬比值較大,若是規(guī)定位置度公差,則應(yīng)保證鍵寬的位置度公差與小徑定心表面的尺寸公差關(guān)系符合最大實(shí)體要求,矩形花鍵的位置度公差見(jiàn)表8-22;若是規(guī)定對(duì)稱度公差,則應(yīng)保證鍵寬的對(duì)稱度公差與小徑定心表面的尺寸公差關(guān)系遵守獨(dú)立原則。同時(shí),對(duì)于較長(zhǎng)花鍵,還應(yīng)規(guī)定花鍵各鍵齒(鍵槽)側(cè)面對(duì)軸線的平行度公差。知識(shí)鏈接任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接5.矩形花鍵聯(lián)接的標(biāo)注代號(hào)矩形花鍵的配合代號(hào)和尺寸公差代號(hào),根據(jù)矩形花鍵聯(lián)接所規(guī)定標(biāo)注次序在圖紙上標(biāo)注,具體標(biāo)記為鍵數(shù)×小徑×大徑×鍵寬(N×d×D×B)。例如,規(guī)格為N×d×D×B(6×23×26×6)的花鍵在圖樣上的標(biāo)注形式如下:對(duì)于花鍵副,在裝配圖上標(biāo)注配合代號(hào)為:6×23H7/f7×26H10/a11×6H11/d10。對(duì)于內(nèi)花鍵,在零件圖上標(biāo)注尺寸公差代號(hào)為:6×23H7×26H10×6H11;對(duì)于外花鍵,在零件圖上標(biāo)注尺寸公差代號(hào)為:6×23f7×26a11×6d10。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接三、平鍵和矩形花鍵的檢測(cè)1.平鍵軸槽與輪轂槽的檢測(cè)鍵和鍵槽的尺寸可以用千分尺、游標(biāo)卡尺等普通計(jì)量器具來(lái)測(cè)量,鍵槽寬度可以用量塊或極限量規(guī)來(lái)檢驗(yàn)。如圖8-24(a)所示,軸槽對(duì)基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度公差采用獨(dú)立原則,這時(shí)鍵槽對(duì)稱度誤差可按圖8-24(b)所示的方法來(lái)測(cè)量。被測(cè)零件(軸)以其基準(zhǔn)部位放置在V形支承座上,以平板作為測(cè)量基準(zhǔn),用V形支承座體現(xiàn)軸的基準(zhǔn)軸線,它平行于平板。用定位塊(或量塊)模擬體現(xiàn)鍵槽中心平面。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接將置于平板上的指示器的測(cè)頭與定位塊的頂面接觸,沿定位塊的一個(gè)橫截面移動(dòng),并稍微轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)零件來(lái)調(diào)整定位塊的位置,使指示器沿定位塊該橫截面移動(dòng)的過(guò)程中示值始終穩(wěn)定為止,從而確定定位塊的這個(gè)橫截面內(nèi)的素線平行于平板。任務(wù)三鍵的公差配合及檢測(cè)知識(shí)鏈接如圖8-25(a)所示,輪轂槽對(duì)稱度公差與鍵槽寬度的尺寸公差及基準(zhǔn)孔孔徑的尺寸公差的關(guān)系皆采用最大實(shí)體要求。這時(shí),鍵槽對(duì)稱度誤差可