螺纹、键、花键、圆锥结合的公差配合及检测.ppt

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1、第八章 螺纹、键、花键、圆锥结合的公差配合及检测,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,一、螺纹的种类和使用要求1、按用途分（1）普通螺纹 通常也称紧固螺纹，主要用于联接和紧固各种机械零件。这类螺纹联接的使用要求是可旋合性(便于装配和拆换)和联接的可靠性。（2）传动螺纹这类螺纹通常用于传递运动或动力。螺纹联接的使用要求是传递动力的可靠性或传递位移的准确性。（3）紧密螺纹 这类螺纹用于密封联接。螺纹的使用要求是结合紧密，不漏水、不漏气和不漏油。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,一、螺纹的种类和使用要求2、按牙型分可分为三角形、梯形、锯齿形和矩形。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,二普通螺纹的基本

2、牙型和主要几何参数 1基本牙型 在原始等边三角形的基础上切去1/8H牙顶和1/4H牙底后的剩余部分称为基本牙型。2大径D或d（大小写分别表示内外螺纹）与外螺纹牙顶或内螺纹牙底,相重合的假想圆柱的直径，称为大径。螺纹大径的基本尺寸为螺纹的公称尺寸，其位置在原始三角形上部H/8削平处。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,二普通螺纹的基本牙型和主要几何参数 3小径D1或d1 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径称为小径。其位置在原始三角形下部H/4削平处。4.中径D2或d2,中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。此假想圆柱称为中径圆柱。,8.1 螺纹结合

3、的公差配合及检测,二普通螺纹的基本牙型和主要几何参数 5单一中径D2a或d2a 单一中径是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寸一半的地方。当螺距无误差时，中径就是单一中径，若螺距有误差，则二者不相等。6.螺距P与导程L 螺距P是指在螺纹中径线上相邻两牙同侧面间的一段轴向长度。导程L是指在同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对单线螺纹，P=L；对多头（线）螺纹，L=nP，n为线数。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,二普通螺纹的基本牙型和主要几何参数 7牙型角和牙型半角/2 牙型角是指在螺纹轴向剖面内，相邻两牙侧线间的夹角。公制螺纹为60。牙型半角

4、/2是指螺纹牙型上牙侧线与螺纹轴线的垂线间的夹角。8螺纹旋合长度 相互旋合的螺纹沿轴线方向相互旋合部分的长度。,二普通螺纹的基本牙型和主要几何参数 9螺纹接触高度 在两个相互旋合的螺纹牙型上，牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,二普通螺纹的基本牙型和主要几何参数 10螺纹升角 在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角为螺纹升角，它与螺距P和中径d2的关系为：式中 n为螺纹头数。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,1.螺纹的公差等级 螺纹配合由内外螺纹公差带组合而成，国家标准普通螺纹 公差GB/T1972003将普通螺纹公差带的两个要素公差带

5、的大小（即公差等级）和公差带位置（即基本偏差）进行标准化，组成各种螺纹公差带，其准确度依次降低。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,螺纹公差等级(摘自GB/T1972003),（1）大小径误差对互换性的影响 为了防止螺纹旋合时在牙底发生干涉，规定螺纹旋合时大小径不接触，同时为了保证螺纹的旋合性必须使内螺纹的大、小径的实际尺寸分别大于外螺纹的大小径的实际尺寸，但内螺纹小径过大，外螺纹大径过小将减少螺纹的接触高度，影响可靠性，故规,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,定了内螺纹小径、外螺纹大径的上、下偏差，而增大内螺纹大径，减小外螺纹小径，既有利于旋入，又不减少接触高度，故只规定内螺纹大径的下偏差和

6、外螺纹小径的上偏差，且牙顶与牙底间留有间隙。,（2）中径误差对互换性的影响 螺纹中径是影响螺纹是否能正常旋入的一个主要参数，它的大小变化都会影响螺纹的旋入，故对螺纹中径规定了上、下偏差。（3）螺纹公差的大小和公差等级 国标将螺纹公差分为12个等级，其中1级最高，12级最低。在这,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,12个等级中，高端和低端都不用，因此实际使用的等级为3-9级，其中对内螺纹的中径和小径规定均留下4、5、6、7、8共5级。因外螺纹比内螺纹易于加工，故外螺纹的中径规定留下3、4、5、6、7、8、9共7级，大径留下4、6、8共3级。,内螺纹公差带位置,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,标

7、准对内螺纹规定了两种基本偏差，其代号为G、H。,外螺纹公差带位置,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,标准对外螺纹规定了四种基本偏差，其代号为e、f、g、h。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,公差带的确定：是螺纹公差等级和基本偏差的组合。表示方法是公差等级后加上基本偏差代号。如外螺纹：6f；内螺纹：6H。配合的选用 理论上，下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H/g、H/h、G/h的配合。表面粗糙度 国标有普通螺纹的表面粗糙度推荐值。一般情况下，选用中等精度、中等旋合长度的公差带，即内螺纹公差带常选6H、外螺纹公差带6h、6g应用较广。,普通螺纹推荐公差带,8

8、.1 螺纹结合的公差配合及检测,普通螺纹的标记由螺纹代号、公差带代号和旋合长度代号三部分组成，三个代号之间用短横线“”分开。螺纹代号：粗牙普通螺纹用“M”及公称直径表示，细牙普通螺纹还应加注螺距，用“”连接。左旋螺纹应在螺纹代号后加注“左”，右旋螺纹则不标注。螺纹公差带代号：包括中径公差带代号和顶径公差带代号。若两者代号相同，只标注一个代号。若两者代号不同，则前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号。旋合长度代号：可标注旋合长度代号，也可直接标注旋合长度数值。当采用中等旋合长度时，“N”省略不标。举例：外螺纹：M205g6gS 内螺纹：M201.5左6H 内外螺纹配合时：M2026H/5g6

9、gS,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,1、综合测量 用螺纹量规检验螺纹属于综合测量。在成批生产中，普通螺纹均采用综合量法。综合测量是根据前面介绍的螺纹中径合格性的准则（泰勒原则），使用螺纹量规（综合极限量规）进行测量。螺纹量规分为“通规”和“止规”，检验时，“通规”能顺利与工件旋合，“止规”不能旋合或不完全旋合，则螺纹为合格。反之，“通规”不能旋合，则说明螺母过小，螺栓过大，螺纹应返修。当“止规”能通过工件，则表示螺母过大，螺栓过小，螺纹是废品。,8.1 螺纹结合的公差配合及检测,2.单项测量 对大尺寸普通螺纹、精密螺纹和传动螺纹，除了可旋合性和联接可靠以外，还有其它精度和功能要求，生产中一

10、般都采用单项测量。单项测量螺纹的方法很多，最典型的是用万能工具显微镜测量螺纹的中径、螺距和牙型半角。用工具显微镜将被测螺纹的牙型轮廓放大成像，按被测螺纹的影像，测量其螺距、牙型半角和中径，因此该法又称为影像法。在实际生产中，测量外螺纹中径多用三针法，该方法简单，测量精度高，应用广泛,（1）影像法 测量前，先将立柱倾斜一个等于被测螺纹升角的角度，并利用测量显微镜中的分划板上的米字线中线和其中点使与被测螺纹牙形轮廓影象的一边和其中点重合后进行读数，移动横向滑架（或坐标工作台）再使米字线中线和其中点与对面牙形轮廓线影象相应边和其中点重合后进行第二次读数。二次读数值之差即是被测螺纹中径的量值。为了减小

11、因牙形半角误差和安装误差等引起的测量误差，常沿左右牙形轮廓各测一次，取其算术平均值作为中径的量值,（2）三针量法 对把3个具有相同直径的圆柱体三针，放在螺纹牙槽中）,然后根据精度要求用千分尺、比较仪或测长仪测出M 值,计算后即可得出被测螺纹中径值d1,平键联接的键宽与键槽宽b是决定配合性质和配合精度的主要参数。平键、半圆键联接采用基轴制配合。国标对键宽规定了一种公差带（h9），对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带。由这些公差带构成三组配合，分别得到规定的三种联接类型，即较松联接、一般联接和较紧联接,花键有如下优点：（1）载荷分布均匀，承载能力强，可传递更大的扭矩；（2）导向性好；（3）定心精度

12、高，满足了高精度场合的使用要求。,花键的主要尺寸参数,主要尺寸参数：小径d、大径D、键（槽）宽B,国标规定矩形花键采用小径定心。小径定心的优点：小径较易保证较高的加工精度和表面硬度，能提高花键的耐磨性和使用寿命，定心稳定性好。,选择配合种类时，首先要根据内、外花键之间是否有轴向移动，确定固定联接还是非固定联接。对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长、移动频率高的情况，应选用配合间隙较大的滑动联接，以保证运动灵活性及配合面间有足够的润滑层。对于内、外花键之间定心精度要求高，传递扭矩大或经常有反向转动的情况，则选用配合间隙较小的紧滑动联接。对于内、外花键间无需在轴向移动，只用来传递扭矩，

13、则选用固定联接。,矩形花键的配合代号和尺寸公差代号标注次序为：键齿数N小径d 大径D键宽B（花键的尺寸公差带或配含代号标注在各自的基本尺寸之后）。,花键规格：Nd DB 823 266,矩形花键的配合代号和尺寸公差代号标注次序为：键齿数N小径d 大径D键宽B（花键的尺寸公差带或配含代号标注在各自的基本尺寸之后）。,花键规格：Nd DB 823 266,矩形花键的配合代号和尺寸公差代号标注次序为：键齿数N小径d 大径D键宽B（花键的尺寸公差带或配含代号标注在各自的基本尺寸之后）。,花键副：标注花键规格和配合代号,矩形花键的配合代号和尺寸公差代号标注次序为：键齿数N小径d 大径D键宽B（花键的尺寸

14、公差带或配含代号标注在各自的基本尺寸之后）。,内花键：标注花键规格和尺寸公差代号 823H726H106H11,矩形花键的配合代号和尺寸公差代号标注次序为：键齿数N小径d 大径D键宽B（花键的尺寸公差带或配含代号标注在各自的基本尺寸之后）。,外花键：标注花键规格和尺寸公差代号 823f726a116d10,矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求,8.2 键和花键结合的公差配合及检测,（1）形位公差要求 内、外花键的小径定心表面的形状公差和尺寸公差的关系应遵守包容要求。,矩形花键的位置度公差标注,矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求,8.2 键和花键结合的公差配合及检测,矩形花键的对称度公差标

15、注,（2）表面粗糙度要求,8.2 键和花键结合的公差配合及检测,矩形花键联接的形位公差和表面粗糙度要求,花键表面粗糙度推荐值(m),矩形花键的检测有单项测量和综合检验两类。单件小批生产中，用通用量具分别对各尺寸（d、D、B）进行单项测量，并检测键宽的对称度、键齿（槽）的等分度和大、小径的同轴度等形位误差项目。大批量生产，一般都采用量规进行检验，用综合通规（对内花键为塞规、对外花键为环规）来综合检验小径d、大径D和键（键槽）宽B的作用尺寸，包括上述位置度（等分度、对称度）和同轴度等形位误差。然后用单项止端量规（或其他量具）分别检验尺寸d、D、B的最小实体尺寸。合格的标志是综合通规能通过，而止规不

16、应通过。,（1）间隙或过盈可以调整。通过内、外圆锥面的轴向位移，可以调整间隙或过盈来满足不同的工作要求；能补偿磨损，延长使用寿命；（2）对中性好，即易保证配合的同轴度要求。由于间隙可以调整，因而可以消除间隙，实现内外圆锥轴线的对中。容易拆卸，且经多次拆装不降低同轴度。,（3）圆锥结合具有较好的自锁性和密封性。（4）能传递一定的扭矩，传递副简单可靠，装卸方便；（5）结构复杂，影响互换性的参数比较多，加工和检验都比 较困难，不适合于孔轴轴向相对位置要求较高的场合。,1.圆锥表面 2.圆锥 3.圆锥角4.圆锥直径 最大圆锥直径D、最小圆锥直径d、给定截面圆锥直径dx5.圆锥长度L6.锥度C,分一般用

17、途与特殊用途1、一般用途圆锥的锥度和锥角,GB/T157-2001，适用于一般机械零件中的光滑圆锥表面，不适用棱锥、锥螺纹和锥齿轮等零件。（1）锥度C：1:5001:0.2886571（2）锥角：652.5295120o 系列1：120o，90o，60o，45o，30o，1:3，1:5，1:10等 系列2：75o，1:4，1:6，1:7，1:8，1:12，1:15 设计时，优先选用第一系列，当不满足要求时，才选用第二系列。,锥度与锥角的应用见P149表814。,2、特殊用途圆锥的锥度与锥角 共24种，其中莫式锥度应用较广，见书P149表815。,极限圆锥与圆锥公差区,极限圆锥角与圆锥角公差区(

18、单向),圆锥角的极限偏差(双向),给定截面圆锥直径公差与公差区,用圆锥直径误差TD控制圆锥误差,方法一：给出圆锥的理论正确圆锥角(或锥度C)和圆锥直径公差TD,由TD确定两个极限圆锥，所给出的圆锥直径公差具有综合性。,a）标注 b）公差区圆锥公差给定方法方法一（包容要求）标注。,圆锥公差给定方法方法二标注,给定截面圆锥直径公差TDS与圆锥角公差AT的关系,方法二：同时给出给定截面圆锥直径公差TDS和圆锥角公差。,结构型圆维配合的配合性质由相互结合的内、外圆锥直径公差带之间的关系决定。内圆锥直径公差带在外圆锥直径公差带之上时为间隙配合；内圆锥直径公差带在外圆锥直径公差带之下时为过盈配合；内、外圆

19、锥直径公差带交叠时为过渡配合。,（1）结构型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的选择,结构型圆锥配合的内、外圆锥直径差值和基本偏差可以分别从GB/T18003-1998规定的标准公差系列和基本偏差系列中选取。公差带可以从GB/T18011999规定的公差带中选取。倘若GB/T18011999中规定的公差带不能满足设计要求，则可按GB/T1800.3-1998中规定的任一标准公差和任一基本偏差组成所需要的公差带。结构型圆锥配合也分为基孔制配合和基轴制配合。为了减少定值刀具、量规的规格和数目，获得最佳技术经济效益，应优先选用基孔制配合。,位移型圆锥配合的配合性质由内、外圆锥接触时的初始位置开始的轴向位移决定,或者由装配力决定。因此，内、外圆锥直径公差带仅影响装配时的初始位置，不影响配合性质。位移型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的基本偏差，采用H/h或Js/js。其轴向位移的极限值按极限间隙或极限过盈来计算。,（2）位移型圆锥配合的内、外圆锥直径公差带的选择,