德语常用典型零件设计分解课件

德德语常用典型零件常用典型零件设计分解分解第第第第6 6章章章章 常用典型零件的精度设计常用典型零件的精度设计常用典型零件的精度设计常用典型零件的精度设计n6.1 6.1 滚动轴承结合的精度设计滚动轴承结合的精度设计(W(W)n6.2 6.2 平键平键 矩形花键结合的精度设计矩形花键结合的精度设计 n6.3 6.3 螺纹结合的精度设计螺纹结合的精度设计()()6.1 6.1 滚动轴承结合的精度设计滚动轴承结合的精度设计n6.1.1 6.1.1 概述概述()n6.1.2 6.1.2 滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差()n6.1.3 6.1.3 滚动轴承结合的公差特点滚动轴承结合的公差特点n()n6.1.4 6.1.4 滚动轴承结合的公差带的选用滚动轴承结合的公差带的选用(f(fr)r)一、一、6.1.1 概述概述 ()应用范围及互换性应用范围及互换性 6.1.2 滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差 ()n滚动轴承的精度等级是按其外形尺寸公差和旋转精度划分的。n外形尺寸公差()n内径、外径、宽度尺寸公差n旋转精度()n内圈的径向跳动(成套轴承).n内圈的基准端面对内孔径向跳动 内圈的端面（背面）对滚道的跳动(成套轴承)n外圈的径向跳动(成套轴承).n外径表面母线对基准端面的倾斜度的变动量n外径表面母线对凸缘背面的倾斜度的变动量1n外圈的端面对滚道的跳动(成套轴承)等向心球轴承分为0、6、5、4和2共五级，其中2级最高。和原标准G、E、D、C、B相应2、滚动轴承精度等级的应用、滚动轴承精度等级的应用(fr)n6级用于普通机床主轴的后轴承、精密机床变速箱级用于普通机床主轴的后轴承、精密机床变速箱等转速和旋转精度要求较高的旋转机构。等转速和旋转精度要求较高的旋转机构。n5、4级用于精密机床的主轴承、精密仪器仪表中使级用于精密机床的主轴承、精密仪器仪表中使用的主要轴承等转速和旋转精度要求高的旋转机构。用的主要轴承等转速和旋转精度要求高的旋转机构。n 2级用于齿轮磨床、精密坐标镗床、高精度仪器仪级用于齿轮磨床、精密坐标镗床、高精度仪器仪表等转速和旋转精度要求很高的旋转机构的主要轴表等转速和旋转精度要求很高的旋转机构的主要轴承。承。0级 用于普通机床的变速箱、汽车和拖拉机的变速箱、普通电动机、水泵、压缩机等一般旋转机构中低、中速及旋转精度要求不高的轴承，在机械中应用最广。6.1.3 6.1.3 滚动轴承结合的公差特点滚动轴承结合的公差特点 ()n n特点：薄壁件、易变形特点：薄壁件、易变形特点：薄壁件、易变形特点：薄壁件、易变形n n1.1.内径内径内径内径(d)(d)、外径、外径、外径、外径(D)(D)的尺寸偏差的尺寸偏差的尺寸偏差的尺寸偏差n n0 0、6 6、5 5级级级级:n n单一平面平均内径偏差单一平面平均内径偏差单一平面平均内径偏差单一平面平均内径偏差(允许变形允许变形允许变形允许变形)n n单一平面平均外径偏差单一平面平均外径偏差单一平面平均外径偏差单一平面平均外径偏差 n n4 4、2 2级级级级:和和和和 同时同时同时同时,n n单一内径偏差单一内径偏差单一内径偏差单一内径偏差 (限制变形限制变形限制变形限制变形)n n单一外径偏差单一外径偏差单一外径偏差单一外径偏差 图6-2n2.内径的上偏差为内径的上偏差为03、滚动轴承尺寸公差特点（续）、滚动轴承尺寸公差特点（续）n基准制：基准制：n内圈配合基孔制，外圈基轴制。内圈配合基孔制，外圈基轴制。n配合性质：配合性质：n应采用过盈配合（保证一起转动）；过盈量不能太大（薄壁零件，要装卸）。应采用过盈配合（保证一起转动）；过盈量不能太大（薄壁零件，要装卸）。n内径公差带布置在零线下面（防止过盈量过大或过小），和轴相结合时比（基孔制的）同名配合略内径公差带布置在零线下面（防止过盈量过大或过小），和轴相结合时比（基孔制的）同名配合略紧一些。紧一些。6.1.4滚动轴承结合公差带的选用滚动轴承结合公差带的选用(fr)n n1 1、公差等级选用、公差等级选用、公差等级选用、公差等级选用n n1 1）.配合制配合制配合制配合制n n 外圈及外壳孔的配合应采用基轴制外圈及外壳孔的配合应采用基轴制外圈及外壳孔的配合应采用基轴制外圈及外壳孔的配合应采用基轴制n n 内圈与轴颈的配合应采用基孔制内圈与轴颈的配合应采用基孔制内圈与轴颈的配合应采用基孔制内圈与轴颈的配合应采用基孔制n n2 2）.与滚动轴承配合的孔、轴公差带及公差等级与滚动轴承配合的孔、轴公差带及公差等级与滚动轴承配合的孔、轴公差带及公差等级与滚动轴承配合的孔、轴公差带及公差等级n n一一一一般般般般与与与与0 0级级级级和和和和6 6级级级级轴轴轴轴承承承承相相相相配配配配合合合合的的的的孔孔孔孔和和和和轴轴轴轴公公公公差差差差等等等等级级级级轴轴轴轴为为为为6 6，箱箱箱箱体孔体孔体孔体孔7 7级，并随轴承等级提高而提高。级，并随轴承等级提高而提高。级，并随轴承等级提高而提高。级，并随轴承等级提高而提高。2.配合的选用配合的选用()n配合的选择方法配合的选择方法n1）类比法）类比法n2）计算法）计算法n内圈及轴径：内圈及轴径：n材料强度：材料强度：n连接强度：连接强度：配合的选用依据配合的选用依据配合的选用依据配合的选用依据n n1 1、负荷类型、负荷类型、负荷类型、负荷类型()()n n定向负荷定向负荷定向负荷定向负荷()()n n合成的径向负荷始终作用在套圈滚道的局部位置上。合成的径向负荷始终作用在套圈滚道的局部位置上。合成的径向负荷始终作用在套圈滚道的局部位置上。合成的径向负荷始终作用在套圈滚道的局部位置上。n n旋转负荷旋转负荷旋转负荷旋转负荷()()n n合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对旋转，并顺次作合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对旋转，并顺次作合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对旋转，并顺次作合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对旋转，并顺次作用在整个圆周滚道上。用在整个圆周滚道上。用在整个圆周滚道上。用在整个圆周滚道上。n n摆动负荷摆动负荷摆动负荷摆动负荷()()n n合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对摆动。合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对摆动。合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对摆动。合成的径向负荷作用在套圈滚道的相对摆动。结论：受定向负荷应松一些，结论：受定向负荷应松一些，结论：受定向负荷应松一些，结论：受定向负荷应松一些，旋转负荷应紧一些旋转负荷应紧一些旋转负荷应紧一些旋转负荷应紧一些配合的选用依据（续）配合的选用依据（续）配合的选用依据（续）配合的选用依据（续）n2 负荷大小负荷大小(e)n轴承当量径向动负荷及额定径向动负荷比值：轴承当量径向动负荷及额定径向动负荷比值：n0.07为为 轻负荷；轻负荷；0.07 0.15为为 正常负荷；正常负荷；n 0.15为为 重负荷重负荷n负荷大，配合紧一些；负荷大，配合紧一些；n有冲击负荷，配合紧一些。有冲击负荷，配合紧一些。n3）轴承工作温度）轴承工作温度n4）其它（参阅表）其它（参阅表6-3、4）n速度、壳体厚度速度、壳体厚度向心轴承和外壳孔的配合选用向心轴承和外壳孔的配合选用向心轴承和外壳孔的配合选用向心轴承和外壳孔的配合选用例：已知减速器小齿轮，旋转精度较高,内径=35，外径=80，为32000N，3800Nn试用类比法确定内外圈配合公差带代号，并计算极限配合，解：n1、精度等级为6级向心球轴承（旋转精度较高）；n2、由给定条件内圈受循环负荷、外圈受固定负荷;n3、3800/32000=0.12n4、参考表6-3及6-5选外壳孔公差带为G7或H7,考虑小齿轮的旋转精度要求高，最终选用J7；轴颈公差带k6；n4、根据6级向心球轴承，查表6-1确定内外圈平均直径上下偏差分别为：0、-10和0，-11；n5、查表2-2和表2-5，表2-6n 确定轴径 6=16，2，则 2，18；n 确定壳体孔 7=30 18，则18，12；例(续)：n求轴承内圈及轴形成的极限配合：n （-10）-1828n 0-22 n Y平均15n求轴承的极限配合n =18-(-11)=29n 0-1212n x平均=(29-12)/2=8.5n结论：轴承内圈与轴形成过渡配合；外圈与箱体孔形成平均间隙，比内圈配合松一些是精确的。n 如果采用 G7或H7则更松一些。配合表面的其它技术要求配合表面的其它技术要求n1.形状、位置公差形状、位置公差 2.配合表面的表面粗糙度配合表面的表面粗糙度n图6-76.2 6.2 平键平键 (矩形花键矩形花键)结合的精度设计结合的精度设计 f fr r n 6.2.1 6.2.1 平键联结的精度设计平键联结的精度设计n键的类型键的类型 （平键、半圆键、楔键）（平键、半圆键、楔键）n f fr ()r ()n平键主要结合尺寸：平键主要结合尺寸：b bn基轴制基轴制键及键槽的配合键及键槽的配合()：n平键的三种结合平键的三种结合n较松连接较松连接n一般连接一般连接n较紧连接较紧连接n图图6-9平键结合公差带及用途键的类型键的类型配合种类配合种类尺寸尺寸B的的 公差带公差带 应用范围应用范围键键轴槽轴槽轮毂槽轮毂槽平键平键较松联结较松联结h9H9D10主要用于导向键，在轴上作轴向移动。主要用于导向键，在轴上作轴向移动。一般联结一般联结N99在轴槽、上轮毂槽固定，传递不大扭矩。在轴槽、上轮毂槽固定，传递不大扭矩。较紧联结较紧联结P9P9传递重载、冲击及双向载荷传递重载、冲击及双向载荷其它技术要求()：n形位公差：形位公差：n对称度对称度 79级级n8时，时，n加选平行度加选平行度b6时，平行度公差等级取时，平行度公差等级取7级级nb8 36时，平行度公差等级取时，平行度公差等级取6级级n b40时，平行度公差等级取时，平行度公差等级取5级。级。n n表表6-106-10粗糙度：粗糙度：配合表面的值一般取配合表面的值一般取1.6 6.3非配合表面值取非配合表面值取6.3 12.5平键结合公差带6.3 6.3 螺纹结合的精度设计螺纹结合的精度设计 f fr r n6.3.1 6.3.1 螺纹结合的特点：螺纹结合的特点：n在机械制造中，螺纹联接在机械制造中，螺纹联接()()和传动和传动()()的应用有很多，占有很重要的地位。的应用有很多，占有很重要的地位。n一、根据其用途可分为三类一、根据其用途可分为三类:n普通螺纹普通螺纹(连接螺纹连接螺纹)()()n传动螺纹传动螺纹()()n紧密螺纹紧密螺纹()()二普通螺纹的主要几何参数二普通螺纹的主要几何参数 n基本牙型基本牙型()()是将原始三角形是将原始三角形(等边三角形等边三角形)的顶部的顶部截去截去8 8和底部截去和底部截去4 4所形成的内、外螺纹共有的理论所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。牙型。n螺纹的主要几何参数螺纹的主要几何参数 n 大径大径 D D 或或 d d 公称直径公称直径n1 1、大径、大径()()n是指及外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱体是指及外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱体的直径。基本尺寸的直径。基本尺寸 n2、小径、小径 ()nD 1 或或 d 1是指是指n及内螺纹牙顶或外螺纹牙及内螺纹牙顶或外螺纹牙n底相切的假想圆柱体的直径。底相切的假想圆柱体的直径。二普通螺纹的主要几何参数（续）二普通螺纹的主要几何参数（续）n3、中径、中径 D 2 或或 d2 ()n槽宽和牙宽相等位置上假想圆柱体的直径。槽宽和牙宽相等位置上假想圆柱体的直径。n D222X38n4、螺距、螺距 P ()相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。离。n5 5、牙型半角、牙型半角/2=30/2=30n是指在螺纹牙型上牙侧及螺纹轴线的垂直线是指在螺纹牙型上牙侧及螺纹轴线的垂直线间的夹角间的夹角n6 6、单一中径、实际中径、单一中径、实际中径 n单一中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱单一中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽宽度等于螺距基本尺的母线通过牙型上沟槽宽度等于螺距基本尺寸一半地方的直径。寸一半地方的直径。n7 7、旋合长度、旋合长度 l ()l ()n螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时螺旋面接触部分的轴向长度。螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时螺旋面接触部分的轴向长度。n8 8、原始三角形高度、原始三角形高度(H)H(H)Hn9 9、牙型高度、牙型高度()5/8H()5/8H6.3.2 6.3.2 螺纹几何参数偏差对互换性的影响：螺纹几何参数偏差对互换性的影响：f fr r n螺纹联接要实现其互换性,必须保证良好的旋合性和一定的联接强度。n影响螺纹互换性的主要几何参数有五个:大径、小径、中径、螺距和牙型半角。n产生一定的加工误差,不仅会影响螺纹的旋合性、接触高度、配合松紧、还会影响联接的可靠性,从而影响螺纹的互换性。n对螺纹互换性影响较大的参数是中径、螺距和牙型半角。1 1螺距误差的影响螺距误差的影响()()螺距误差可分为：单个螺距误差：是指单个螺距的实际值及其基本值之代数差。螺距累积误差：是指在规定的螺纹长度内，任意两同名牙侧与中径线交点间的实际轴向距离与其基本值的最大差值，它与旋合长度有关。=P(/2）/2=30时 =1.732 P工具显微镜螺距累积偏差对旋合性的影响示例（退）：L理论L实际1PF 2内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹螺距误差的影响（续）：螺距误差的影响（续）：n如图所示，假设内螺纹具有基本牙型，仅及存在螺距偏差的外螺纹结合。n外螺纹N个螺距的累积误差为P(m)。内、外螺纹牙侧产生干涉而不能旋合。n为防止干涉，为使具有P的外螺纹旋入理想的内螺纹,就必须使外螺纹的中径减小一个数值 (m)。螺距误差的影响（续）：螺距误差的影响（续）：n同理，假设外螺纹具有基本牙型，及仅存在螺距偏差的内螺纹与其结合。n设在N个螺牙的旋合长度内，内螺纹存在P。为保证旋合性，就必须将内螺纹中径增大一个数值。n就是为补偿螺距累积误差而折算到中径上的数值，称为螺距误差的中径当量。两种情况下的当量计算公式为：n =P(/2）2牙型半角误差的影响：n牙型半角偏差是指牙型半角的实际值对公称值对公牙型半角偏差是指牙型半角的实际值对公称值对公称值的代数差，是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的位置称值的代数差，是螺纹牙侧相对于螺纹轴线的位置误差。误差。n对螺纹的旋合性和联接强度均有影响。牙型半角误对螺纹的旋合性和联接强度均有影响。牙型半角误差对旋合性的影响如图所示。差对旋合性的影响如图所示。牙型半角偏差对旋合性影响示例：牙型半角偏差对旋合性影响示例：可按三角可按三角B正弦定理推出正弦定理推出值值2牙型半角偏差的影响牙型半角偏差的影响(续）：续）：n外螺纹：外螺纹存在牙型半角偏差时，必须外螺纹：外螺纹存在牙型半角偏差时，必须将外螺纹牙型沿垂直螺纹轴线的方向下移，将外螺纹牙型沿垂直螺纹轴线的方向下移，从而使外螺纹的中径减小一个数值从而使外螺纹的中径减小一个数值f/2f/2。n内螺纹：内螺纹存在牙型半角偏差时，必须将内螺纹中径增大一个数值f/2，该值称为牙型半角偏差的中径当量。nf/2=0.073PK11/222/2 mnP为螺距；为牙型半角角度秒；n当外螺纹半角误差为正值时K取值为2，负值时取3。n内螺纹反之(即正值时K取值为3，负值时取2)。3、中径误差、中径误差n决定螺纹配合性质的主要参数是中径，影响了螺纹的旋合性。n当/2外=/2内时，n P外内时，n若外螺纹的中径小于内螺纹中径就能旋合性；反之就会产生干涉。4螺纹实现互换性的条件螺纹实现互换性的条件 n作用中径：在旋合时，在旋合长度内实际起作用的中径。n作用中径的度量：n在规定的旋合长度内，恰好包容实际外（内）螺纹的一个理想内（外）螺纹的中径称为:n外螺纹作用中径2n内螺纹作用中径2n外螺纹：n内螺纹：n n它可以表达为：n中径合格条件中径合格条件n内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹d22d2d2d2aF pF/22D2aD2F pF/2D2，d2D2D2内螺纹外螺纹螺纹中径合格性判断示例：结论：n对于普通螺纹，影响其互换性的主要参数是中径、螺距和牙型半角。n由于螺距误差和牙型半角误差对螺纹互换性的影响均可以折算成中径当量，并及中径尺寸偏差形成作用中径。n考虑到作用中径的存在，可以不单独规定螺距公差和牙型半角公差，而仅规定一项中径公差，用以控制中径本身的尺寸误差、螺距误差和牙型半角误差的综合影响。6.3.3 6.3.3 普通螺纹的精度设计普通螺纹的精度设计 n1 1、螺纹公差带、螺纹公差带:n1 1）公差等级：公差带的大小由公差值（公差等级）确定；）公差等级：公差带的大小由公差值（公差等级）确定；n其中其中6 6级为基本级。级为基本级。内螺纹内螺纹 外螺纹外螺纹螺纹直径螺纹直径中径中径D2小径小径D1（顶径）（顶径）中径中径d2大径大径d（顶径）（顶径）公差等级公差等级4、5、6、7、84、5、6、7、83、4、5、6、7、84、6、82 2）、基本偏差）、基本偏差 ():():n公差带()的位置是指公差带相对及基本牙型的距离，该距离由基本偏差决定。n内螺纹的下偏差（）n外螺纹的上偏差（）为基本偏差。n内螺纹规定代号为H和G的两种基本偏差；外螺纹规定代号为e、f、g、h四种基本偏差。3）、旋合长度）、旋合长度()n螺纹结合的精度不仅及螺纹公差带大小有关，还螺纹结合的精度不仅及螺纹公差带大小有关，还与螺纹的旋合长度有关。与螺纹的旋合长度有关。n旋合长度愈长，螺距的累积误差愈大，较难旋合，旋合长度愈长，螺距的累积误差愈大，较难旋合，且加工长螺纹比短螺纹难以保证精度。且加工长螺纹比短螺纹难以保证精度。n对不同的旋合长度规定不同大小的公差带。旋合对不同的旋合长度规定不同大小的公差带。旋合长度是螺纹精度设计中必须考虑的因素。长度是螺纹精度设计中必须考虑的因素。n国标中规定了不同直径和螺距所对应的旋合长度：n分为短（S）、中（N）、长（L）三种旋合长度。按螺纹公差等级和旋合长度规定了三种类型的公差n精密级、中等级和粗糙级，n()代表着不同的加工难度。2、配合的选用 n理论上，表中的内外螺纹可以构成各种配合，但从保证足够的接触高度出发，最好选用、的配合。n表面粗糙度：国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值。n一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带，n即内螺纹公差带常选6Hn外螺纹公差带6h、6g应用较广。螺纹公差带螺纹公差带():():3、普通螺纹的标记、普通螺纹的标记()：n螺纹标记由螺纹代号（含螺纹公称直径、螺距、）、螺纹公差等级代号（按中径、顶径顺序）和螺纹旋合长度组成，n如外螺纹：M205g6gSn 内螺纹：M201.5左6Hn 内外螺纹配合时：n M20265g6gSn()例：有一螺栓M20-6h，查表 d2=18.376、2.5,测得 d218.300.P 0.07,1/227,2/248,n试判断螺纹中径合格性?n解:1)查表6-17,6级 170,n 2)计算:n=P (/2）=1.732X0.07=0.121nf/2=0.073P K11/222/2n=0.073X2.52X27+3X-48 =0.0361nd2=d2a /2=18.300+0.121+0.0361n=18.457n d2a 18.206合格,而d2=18.457 不合格.总的不合格.小结及习题6（P179）n2、5、6、8n第8题：改动如下,若该螺母加工后测得D220.60，P可查表Thank You世界触手可及世界触手可及携手共携手共进，齐创精品工程精品工程