典型零部件几何精度的控制与评定.ppt
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1、第六章 典型零部件几何精度的控制与评定,6-2 键与花键连接的精度设计,6-1 滚动轴承结合的精度设计,6-3 螺纹连接的精度设计,一、概述,二、滚动轴承的精度等级,三、滚动轴承和座孔、轴颈结合的公差与配合,6-1 滚动轴承结合的精度设计,滚动轴承的组成:,滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。,一、概述,滚动轴承的安装形式:,外圈与箱体上的轴承座配合,内圈与旋转的轴颈配合。通常外圈固定不动因而外圈与轴承座为过盈配合;内圈随轴一起旋转内圈与轴也为过盈配合。,一、概述,滚动轴承的结构特点:,滚动轴承是一种标准件。有内外两种互换性。其外互换为完全互换,滚动轴承的内、外圈滚道与滚动体的装配,一般
2、采用分组法,其内互换为不完全互换 滚动轴承的精度要求很高。,一、概述,滚动轴承按其内外圈基本尺寸的公差和旋转精度分为五级:其名称和代号由低到高分别为普通级/P0、高级/P6、/P6x、精密级/P5、超精密级/P4及最精密级/P2(GB/T272-1993)。凡属普通级的轴承,一般在轴承型号上不标注公差等级代号。,二、滚动轴承的精度等级,公差带,任何尺寸的公差带由两个因素决定:公差带的宽窄和公差带的位置。滚动轴承的公差带也不例外,其公差带如图所示。轴承内、外径公差带的特点是:所有公差带都单向偏置在零线下方,即上偏差为0,下偏差为负值。,二、滚动轴承的精度等级,轴承内外径公差带图:,/P0,/P6
3、,/P5,/P4,/P2,/P0,/P6,/P5,/P4,/P2,+0-,+0-,D,d,轴承外径Dmp的公差带,轴承内径dmp的公差带,二、滚动轴承的精度等级,滚动轴承的基本尺寸及公差要求:,基本尺寸:滚动轴承的基本尺寸是指滚动轴承的内径d、外径D和轴承宽度B。轴承的配合尺寸:由于轴承内、外圈均为薄壁结构,制造和存放时易变形,但在装配后能够得到矫正。为了便于制造,允许有一定的变形。为保证轴承与结合件的配合性质,所限制的仅是内、外圈在其单一平面内的平均直径,即轴承的配合尺寸。外径:Dmp=(Dsmax+Dsmin)/2内径:dmp=(dsmax+dsmin)/2Dsmax、Dsmin为加工后测
4、得的最大、最小单一外径。dsmax、dsmin为加工后测得的最大、最小单一内径。,二、滚动轴承的精度等级,滚动轴承的基本尺寸及公差要求:,尺寸制造公差:国家标准对轴承内径和外径尺寸公差作了两种规定:一是规定了内、外径尺寸的最大值和最小值所允许的偏差,即单一内、外径偏差,其目的是为了限制变形量;二是规定了内、外径实际尺寸的最大值和最小值的平均值偏差,即单一平面平均内、外径偏差,目的是用于轴承的配合。二者应符合国家标准。滚动轴承的旋转精度:是指轴承内外圈的径向跳动公差;轴承内、外圈的端面对内孔轴线的端面跳动公差等。,二、滚动轴承的精度等级,+0-,+0-,90,50,已知轴承的基本尺寸如图所示。根
5、据实际工况采用E级(相当于/P6)向心轴承,试画出轴承孔轴公差带并标注有关尺寸。查表:教材,es=0,ES=0,ei=-0.013,EI=-0.01,轴承公差带标注示例:,二、滚动轴承的精度等级,滚动轴承精度等级的选择:,主要考虑以下几点:机器功能对轴承部件的旋转精度要求。一般这样选取:/P0:用于旋转精度要求不高的一般机构中。/P6、/P5、P4:用于旋转精度要求较高或转速较高的机构中。/P2:用于高精度、高转速的特别精密部件上。转速的高低:转速高时,由于与轴承配合的旋转轴或孔可能随轴承的跳动而跳动,势必造成旋转的不平稳,产生振动和噪音。因此,转速高时,应选用精度高的轴承。,二、滚动轴承的精
6、度等级,滚动轴承的选择:,结构型式的选择:属于机械零件的范畴。主要对轴进行受力分析,确定轴承的类型(向心、推力、向心推力)、轴承的基本尺寸(内径、外径、轴承宽度)。轴承配合的精度计算:轴承是根据工况选用;与轴承相配合的轴颈、轴承座则需进行精度设计:包括配合性质的确定、形位公差的确定、表面粗糙度的确定等。这部分内容由互换性解决。,二、滚动轴承的精度等级,滚动轴承配合制:,前面在讨论配合制时,谈到一般情况下,采用基孔制,但若为标准件,则与之相配合的零件的配合性质由标准件决定。就滚动轴承而言,由于是标准件,与外圈相配合的部分采用基轴制;与内圈相配合的轴采用基孔制。轴承内圈与轴的配合是基孔制,虽然滚动
7、轴承内圈所有公差等级的公差带都在零线的下方且上偏差为零。其主要原因是轴承配合的特殊要求。在大多数情况下,轴承的内孔要随轴一起转动,两者之间的配合必须有一定的过盈。,三滚动轴承配合的精度设计,轴颈、轴承座配合公差等级的选择:,与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等级与轴承的公差等级密切相关。一般与/P6、/P0轴承配合的轴,其公差等级多为IT5-IT7,箱体孔多为IT6-IT8等。,三滚动轴承配合的精度设计,配合性质的选择:,轴承配合性质的选择即是确定与轴承相配合的轴颈和轴承座的基本偏差代号。选择轴承配合性质的依据是:轴承内外圈所受的负载类型、轴承所受负载的大小、轴承的工作条件、与轴承相配合的孔和轴的
8、材料和装卸要求等。,三滚动轴承配合的精度设计,负载类型:,局部负载:作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对静止,即负载方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上。通常采用小间隙配合或过渡配合。循环负载:作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转,即合成径向负载顺次作用在套圈的整个圆周上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。摆动负载:作用于轴承上的合成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动,即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分圆周上。一般与受循环负载的配合相同或稍松。,三滚动轴承配合的精度设计,负载类型示例:,三滚动轴承配合的精度设计,负载的大小:,轴承在负载的作用下,套圈会发生变形
9、,使配合面受力不均匀,引起松动。因此,受重负载时配合应紧些,受轻负载时配合应松些。一般地,负载如下分类:轻负载:P0.07C正常负载:0.07CP0.15C重负载:P0.15C 其中:C为轴承的额定负载,数据可以从有关手册中查找。,三滚动轴承配合的精度设计,工作温度:,轴承旋转时,套圈的温度经常高于相邻零件的温度。轴承的内圈可能因热胀而使配合变松;外圈会因热胀而使配合变紧。选择配合时应考虑温度的影响。,三滚动轴承配合的精度设计,旋转精度和旋转速度:,当对轴承有较高旋转精度要求时,为消除弹性变形和振动的影响,应避免采用带间隙的配合,但也不能太紧。轴承转速越高,应选用愈紧的配合。,三滚动轴承配合的
10、精度设计,形位公差及表面粗糙度的确定:,为了保证轴承的正常运转,除了正确地选择轴承与轴颈及箱体孔的公差等级及配合外,还应对轴颈和箱体孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。形状公差:主要是轴颈和箱体孔的表面圆柱度要求。位置公差:主要是轴肩端面的跳动公差。表面粗糙度:表面粗糙度值的高低直接影响着配合质量和连接强度,因此,凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对表面粗糙度提出较高的要求。具体选择参见教材相应表格。,三滚动轴承配合的精度设计,55j6,100H7,1、在装配图上的标注:,在装配图上,不用标注轴承的公差等级代号,只需标注与之相配合的轴承座及轴颈的公差等级代号。,100H7(),+0.035,0,
11、A,0.015 A,0.06,1.6,2,+0.012,55j6(),-0.007,0.04,0.01 A,A,0.63,1.25,2、在零件图上的标注:,在零件图上,应标注以下参数:A、尺寸公差B、形状公差C、位置公差D、表面粗糙度,一、平键结合的精度设计,二、花键结合的精度设计,6-2 键与花键连接的精度设计,键和花键的作用,键与花键常用于轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结,用以传递转矩和运动;当配合件之间要求作轴向移动时,还可以起导向作用。,键和花键的分类,键的分类:常用的键联结有平键(包括普通平键和导向平键)、半圆键、切向键和楔键联结,其中以平键联结应用最广泛。花键的分类:花键联结分为矩
12、形花键、渐开线花键和三角形花键联结,其中以矩形花键联结应用最广泛。,平键配合的精度设计,包括尺寸精度设计、形位精度设计以及表面粗糙度的精度设计,尺寸精度设计:,平键联结的基本构成:平键联结是由键、轴键槽、轮毂键槽构成。在工作时,通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。平键联结的配合尺寸:键和轴槽、轮毂槽的宽度尺寸是配合尺寸。其余尺寸,如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。,一平键结合的精度设计,平键结构示意图:,b,d-t,t,d+t1,h,d,L,A,A,AA,一平键结合的精度设计,尺寸精度设计:,平键联结的配合制:由于使用的平键为标准件,且键又为外表面,因而,键与轴
13、槽、键与轮毂槽的配合均采用基轴制。国家标准对键宽只规定了一种公差带h9。一般键与轴槽配合要求较紧,键与轮毂槽配合要 求较松,相当于一个轴与两个孔相配合,且配合性质不同。国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带,构成三种配合形式,分别对应于较松键联结、一般键联结和较紧键联结。用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带图如图示,一平键结合的精度设计,平键公差带图:,+0,-,b,h9,H9,D10,h9,N9,JS9,h9,P9,P9,键宽公差带,轴槽公差带,轮毂公差带,较松键联结,一般键联结,较紧键联结,一平键结合的精度设计,形位精度设计:,为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接触面积和可装配性,对键
14、和键槽的位置误差要加以控制,应分别规定轴键槽和轮毂槽对基准轴线的对称度公差,一般可按对称度公差7-9级选取,查表时,公称尺寸是指键宽。,一平键结合的精度设计,表面粗糙度的选择:,键和键槽配合面的表面粗糙度一般取Ra1.6-6.3m,非配合面取Ra12.5m。,一平键结合的精度设计,轴的标注示例:,0.02 A,50,-0.2,0,58r6(),+0.060,+0.041,A,3.2,3.2,12.5,1.6,16N9(),0,-0.043,1、标注槽深d-t及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度,一平键结合的精度设计,轮毂的标注示例:,58H7(),+0.03,0,A,
15、3.2,3.2,16JS9(),0.021,0.02 A,60.3,0,-0.2,1.6,1、标注轮毂深d+t1及公差2、标注槽宽b及公差3、标注对称度公差4、标注表面粗糙度,一平键结合的精度设计,花键分为内花键(花键孔)和外花键(花键轴),它是把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件,它既可以是固定联结,也可以是滑动联结。与键联结相比,花键联结有联结可靠,强度高,可以传递较大的转矩,且孔、轴定心精度高和导向精度高等优点。,二花键结合的精度设计,矩形花键结构示例:,二花键结合的精度设计,尺寸精度设计:,矩形花键的主要参数:基本尺寸有小径d、大径D、键槽宽B。键数规定为偶数,分别为6、8、10三种
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- 关 键 词:
- 典型 零部件 几何 精度 控制 评定
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