项目六其他常用零件的检测

项目六其他常用零件的检测任务一滚动轴承的公差与配合任务二键与花键的公差与配合任务三圆锥和角度的公差与配合任务四螺纹结合的公差与配合任务五圆柱齿轮传动精度与检测任务一滚动轴承的公差与配合６.１.１滚动轴承的组成及分类滚动轴承是机器上广泛应用的一种传动支承标准部件。其基本结构如图６-１所示。滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。其内圈内径d与轴颈配合，外圈外径D与孔座配合，滚动体是承载并使轴承形成滚动摩擦的元件，它们的尺寸、形状和数量由承载能力和载荷方向等因素决定。保持架是一组隔离元件，其作用是将轴承内的滚动体均匀分开，使每个滚动体均匀地轮流承受相等的载荷，并保持滚动体在轴承内、外滚道间正常滚动。下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合６.１.２滚动轴承的精度等级及应用根据ＧＢ／Ｔ３０７．１—１９９４、ＧＢ／Ｔ３０７．１—２００５、ＧＢ／Ｔ３０７．２—２００５、ＧＢ／Ｔ３０７．３—２００５和ＧＢ／Ｔ３０７．４—２００２规定，向心轴承的公差等级，由低到高依次分为０、６、５、４和２五级；圆锥滚子轴承的公差等级分为０、６、５和４四级；推力轴承的公差等级分为０、６、５和４四级。仅向心轴承有２级，圆锥滚子轴承有６Ｘ级，而无６级。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合０级轴承在机械制造业中应用最广，通常称为普通级，在轴承代号标注时不予注出。它用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构中，如普通机床和汽车的变速机构。６级轴承应用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构中，如普通机床主轴的后轴承等。５、４级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构中，如高精度机床、磨床、精密丝杠车床和滚齿机等的主轴轴承。２级轴承应用于旋转精度和转速要求特别高的旋转机构中，如精密坐标镗床和高精度齿轮磨床主轴等轴承。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合６.１.３滚动轴承内径、外径的公差带及其特点由于滚动轴承是标准部件，所以轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制，轴承外圈与外壳孔的配合采用基轴制，以实现完全互换。滚动轴承的内圈通常是随轴一起旋转的，为防止内圈和轴颈的配合面之间相对滑动而导致磨损，影响轴承的工作性能，因此要求配合具有一定的过盈，但由于内圈是薄壁件，其过盈量不能太大。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合如果作为基准孔的轴承内圈内径仍采用基本偏差代号Ｈ的公差带布置，轴颈公差带从ＧＢ／Ｔ１８０１—２００９中的优先、常用和一般公差带中选取，则这样的过渡配合的过盈量太小，而过盈配合的过盈量又太大，不能满足轴承工作的需要。若轴颈采用非标准的公差带，则违反了标准化和互换性原则。为此，滚动轴承国家标准规定：轴承内径为基准孔公差带，但位于以公称内径犱为零线的下方，即上极限偏差为零，下极限偏差为负值，如图６-2所示。此时，当它与ＧＢ／Ｔ１８０ｌ—２００９中的过渡配合的轴相配合时，能保证获得一定大小的过盈量，从而满足轴承的内孔与轴颈的配合要求。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合６.１.４滚动轴承与轴颈和外壳孔的配合由于轴承内径和外径本身的公差带在轴承制造时已确定，因此轴承内圈和轴颈、外圈和外壳孔的配合面间需要的配合性质，要由轴颈和外壳孔的公差带决定。也就是说，轴承配合的选择就是确定轴颈和外壳孔的公差带。国家标准ＧＢ／Ｔ２７５—１９９３《滚动轴承与轴和外壳孔的配合》对与０级和６（６Ｘ）级轴承配合的轴颈规定了１７种公差带，基本偏差代号从ｇ～ｒ，精度等级除ｈ８以外，从６～７级，与轴承内孔形成过渡配合和过盈配合，无间隙配合。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合对与０级和６（６Ｘ）级轴承配合的外壳孔，规定了１６种公差带，基本偏差代号从Ｇ～Ｐ，精度除Ｈ８外，从６～７级，分别选自ＧＢ／Ｔ１８００．１—２００９中的轴、孔公差带，设计时应从这些公差带中选取。６.１.５滚动轴承配合的选择１．配合选择的主要依据配合的选用，通常是根据滚动轴承套圈相对于负荷的状况、负荷的类型和大小、轴承的尺寸大小、轴承的游隙等因素来进行。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合１）轴承承受负荷的类型。作用在轴承上的径向负荷一般是由定向负荷和旋转负荷合成的。根据轴承所承受的负荷对于套圈作用的不同，可分为以下三类：（１）固定负荷轴承运转时，作用在轴承上的合成径向负荷相对静止，即合成径向负荷始终不变地作用在套圈滚道的某一局部区域上，则该套圈承受着固定负荷。（２）旋转负荷轴承运转时，作用在轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，依次作用在套圈的整个轨道上，则该套圈承受旋转负荷。（３）摆动负荷轴承运转时，作用在轴承上的合成径向负荷在套圈滚道的一定区域内相对摆动，则该套圈承受摆动负荷。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合２）轴承负荷的大小。轴承在负荷作用下，套圈会产生变形，使配合受力不均匀，引起松动。因此，当受冲击负荷或重负荷时，一般应选择比正常、轻负荷时更紧密的配合。３）轴承尺寸大小。随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合的过盈量越大，间隙配合的间隙量越大。４）轴承游隙。游隙过大，会引起转轴较大的径向跳动和轴向窜动，轴承产生较大的振动和噪声；游隙过小，尤其是轴承与轴颈或外壳孔采用过盈配合时，则会使轴承滚动体与套圈产生较大的接触应力，引起轴承的摩擦发热，以致降低寿命。因此轴承游隙的大小应适度。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合５）工作温度。轴承工作时，由于摩擦发热和其他热源的影响，使轴承套圈的温度经常高于与它相配合轴颈和外壳孔的温度。由此，内圈因热膨胀与轴颈的配合变松，外圈因热膨胀与外壳孔的配合变紧，所以轴承工作温度高于１００℃时，应对选择的配合进行修正。６）轴颈和外壳孔的公差等级应与轴承的公差等级相协调。７）旋转精度和旋转速度。对于承受较大负荷且旋转精度要求较高的轴承，为了消除弹性变形和振动的影响，应避免采用间隙配合，但也不宜太紧。轴承的旋转速度越高，应选用越紧的配合。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合２．公差等级的选择与滚动轴承相配合的轴、孔的公差等级和轴承的精度有关。与０、６（６Ｘ）级轴承配合的轴，其公差等级一般为ＩＴ６，外壳孔为ＩＴ７。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的场合，在提高轴承公差等级的同时，轴承配合部位也应按相应精度提高。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合３．公差带的选择向心轴承和轴的配合，轴公差带代号按表６-２选择；向心轴承与外壳孔的配合，孔公差带代号按表６-３选择；推力轴承和轴的配合，轴公差带代号按表６-４选择；推力轴承和外壳孔的配合，孔公差带代号按表６-５选择。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合６.１.６配合表面及端面的形位公差和表面粗糙度１．配合表面及端面的形位公差因轴承套圈为薄壁件，装配后靠轴颈和外壳孔来矫正，故套圈工作时的形状与轴颈及外壳孔表面形状密切相关。为保证轴承正常工作，对轴颈和外壳孔表面应提出圆柱度公差要求。为保证轴承工作时有较高的旋转精度，应限制与套圈端面接触的轴肩及壳体孔肩的倾斜，以避免轴承装配后滚道位置不正而使旋转不平稳，因此规定了轴肩和壳体孔肩的端面跳动公差。上一页下一页返回任务一滚动轴承的公差与配合２．配合表面及端面的粗糙度要求表面粗糙度的大小直接影响配合的性质和连接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对粗糙度提出了较高的要求，按表６-７选择。上一页返回任务二键与花键的公差与配合６.２.１平键连接的公差与配合１．概述键又称单键，按其结构形式不同，分为平键、半圆键、切向键和楔键等四种。其平键又分为普通型平键和导向型平键两种。平键连接是由键、轴、轮毂三个零件结合，通过键的侧面分别与轴槽、轮毂槽的侧面接触来传递运动和转矩，键的上表面和轮毂槽底面留有一定的间隙。因此，键和轴槽的侧面应有足够大的实际有效面积来承受负荷，并且键嵌入轴槽要牢固可靠，防止松动脱落。下一页返回任务二键与花键的公差与配合２．平键连接的公差与配合平键是标准件，平键连接是键与轴及轮縠三个零件的配合，考虑工艺上的特点，为使不同的配合所用键的规格统一，利于采用精拔型钢来制作，国家标准规定键连接采用基轴制配合。３．平键连接的形位公差及表面粗糙度为保证键与键槽的侧面具有足够的接触面积和避免装配困难，应分别规定轴槽对轴线和轮毂槽对孔的轴线的对称度公差。对称度公差等级按ＧＢ／Ｔ１１８４—１９９６，一般取７～９级。轴槽与轮毂槽的两个工作侧面为配合表面，表面粗糙度Ra值取１．６～３．２μｍ。槽底面等为非配合表面，表面粗糙度Ra值取６．３μｍ。上一页下一页返回任务二键与花键的公差与配合４．平键连接的公差与配合的选用５．图样标注键槽的图样标注如图６-１０所示。６.２.２矩形花键连接花键连接是用在轴径向均布的外花键和在轮毅孔上带有相应内花键相配合的可拆连接。与平键连接相比，花键连接的承载能力强，对中性和导向性好，对轴的削弱较小，一般用于载荷较大、定心精度要求高和经常作轴向滑移的场合，在机械制造领应用广泛。花键可用作固定连接，也可用作滑动连接。上一页下一页返回任务二键与花键的公差与配合１．矩形花键连接的特点矩形花键连接由内花键（花键孔）与外花键（花键轴）构成，用于传递转矩和运动。其连接应保证内花键与外花键的同轴度、连接强度和传递强度的可靠性，对要求轴向滑动的连接，还应保证导向精度。２．矩形花键的配合尺寸及定心方式ＧＢ／Ｔ１１４４—２００１规定矩形花键的键数犖规定为偶数（有６、８、１０），键齿均布于全圆周。按承载能力，矩形花键分为中、轻两个系列。对同一小径，两个系列的键数相同，键（槽）宽相同，仅大径不相同。中系列的承载能力强，多用于汽车、拖拉机等制造业；轻系列的承载能力相对低，多用于机床制造业。上一页下一页返回任务二键与花键的公差与配合矩形花键连接的结合面有三个，即大径结合面、小径结合面和键侧结合面。要保证三个结合面同时达到高精度的定心作用很困难，也没有必要。实用中，只需以其中之一为主要结合面，确定内、外花键的配合性质。确定配合性质的结合面称为定心表面。每个结合面都可作为定心表面，所以花键连接有三种定心方式：小径d定心、大径D定心和键（槽）宽B定心，如图６-１２所示。上一页下一页返回任务二键与花键的公差与配合３．矩形花键的公差与配合ＧＢ／Ｔ１１４４—２００１规定，矩形花键的尺寸公差带采用基孔制，其尺寸公差带见表６-１１。表６-１１中所给定的公差带是成品零件的公差带，对于拉削后不进行热处理或拉削后热处理的零件，因所用拉刀不同，故采用不同的公差带。花键尺寸公差带选用的一般原则是：当定心稍度要求高或传递扭矩大时，应选用精密传动用的尺寸公差带。反之，可选用一般用的尺寸公差带。矩形花键规定了滑动、紧滑动和固定三种配合。前两种在工作过程中，既可传递扭矩，且花键套还可以在轴上移动；而后一种只用来传递扭矩，花键套在轴上无轴向移动。上一页下一页返回任务二键与花键的公差与配合４．矩形花键的形位公差和表面粗糙度为保证定心表面的配合性质，应对矩形花键规定如下要求：（１）内、外花键定心直径犱的尺寸公差与形位公差的关系，必须采用包容要求。（２）内（外）花键应规定键槽（键）侧面对定心轴线的位置度公差，如图６-１３所示，并采用最大实体要求，用综合量规检验。位置度公差见表６-１２。（３）单件小批生产，采用单项测量时，应规定键槽（键）的中心平面对定心轴线的对称度和等分度，并采用独立原则。上一页下一页返回任务二键与花键的公差与配合（４）对较长的花键可根据性能自行规定键侧对轴线的平行度公差。（５）矩形花键的表面粗糙度Ra推荐值：对于内花键，小径表面≤１．６μｍ，大径表面６．３μｍ，键槽侧面３．２μｍ。对于外花键，小径表面≤０．８μｍ，大径表面３．２μｍ，键槽侧面１．６μｍ。５．图样标注矩形花键的标记代号应按规定的次序标注，即键数（犖）×小径（犱）×大径（犇）×键（键槽）宽（犅），其各自的公差带代号可分别标注在各自的公称尺寸之后。上一页下一页返回任务二键与花键的公差与配合６.２.３键的检测１．平键的检测１）尺寸检测。在单件、小批量生产中，通常采用游标卡尺、千分尺等通用计量器具来测量键槽宽度和深度。在成批、大量