第四章配合公差应用键分析
公差与配合的应用实例分析
极限与配合基础
。
（4）确定轴的基本偏差
因 X min EI es 100μm 则es=0-100=-100μm；
ei es Ts' 100 40 μm=-140μm。
对轴的上、下偏差加入热补偿 S ，则
es' es X 100 370 μm=-470μm
解：（1）确定基准制 通常应首选基孔制
（2）确定孔、轴公差等级
由于缸径＜500mm，Tf ≤2IT8,推 荐孔比轴低一级。 所以
Tf X max X min (0.2 0.1)mm 100 μm。
极限与配合基础
查表12-1，选孔：IT8级，Th' 63 μm；
轴：IT7级， Ts' 40μm最大限度的满足题意
极限与配合基础
例12.7 下面是一些工程上常用的配合选择实例 一般使用在工作条件较差，要求灵活动作的机械上，或 用于受力变形大，轴在高温下工作的场合，需保证较大间隙。 如起重机吊钩的铰链如图12-23，带榫槽的法兰盘如图12-24。
极限与配合基础
下图左为机车内燃机排气结构简图。由于汽门与套 杆在高温下工作，导杆与孔有相对轴向运动，而且要 求较高的导向精度。采用的配合是H7/c6。阀座与缸头 要求作永久性结合，承受大的轴向应力，配合要牢固， 所以选用大过盈的H6/t5。
解：1）快换钻套用衬套是钻模的 重要部位，有较严的定心，定位 要求，配合精度要求高，工作时 与相配件均不要求有相对运动， 均选用7级孔和6级轴的过盈配合 。考虑快换钻套的衬套工作时几 乎不受负荷，故选用H7/n6。
极限与配合基础
2）Ф10钻头本身直径公差带相当于基准轴，可视 基准件。快换钻套工作时是引导旋转着钻头进给的， 既要保证一定的导向精度，又要防止间隙过小而被 卡住，故内孔选用F7.
机械基础教材第四章误差与公差知识教案
第四章误差与公差4.1极限与配合【章节名称】极限与配合【教学目标与要求】一、知识目标1.了解极限与配合的含义。
2.熟悉公称尺寸、实际尺寸、极限尺寸、上下极限偏差、实际偏差、公差、标准公差、基本偏差、配合精度和配合等概念的含义。
二、能力目标会读懂零件图样中上下极限偏差、配合精度与配合种类。
三、素质目标1.了解零件加工中合格产品的尺寸范围要求。
2.了解零件互换性与标准化的重要性。
四、教学要求1.了解极限与配合的概念；2.能读懂零件图样中极限与配合标注的含义。
【教学重点】读懂零件图样中极限与配合的标注。
【难点分析】概念名词多，与生产实际联系多。
讲课时要由浅入深、联系生活生产实际。
【教学方法】讲课时注意联系学生所能接触到的实际。
【教学资源】机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道，高等教育出版社。
【教学安排】6学时（270分钟）【教学方法】：讲授与互动交叉进行、讲授中穿插练习与设问。
【教学过程】一、导入新课某个生活用品坏了，可以到商店买个同型号的换上。
而新零件必需具备互换性才能正常使用。
这就要求零件的生产必需达到标准化的技术要求，才能有互换性。
它必需满足零件的极限与配合的技术要求，这是本节课所讲的内容。
二、新课教学（一）互换性与标准化1.完全互换与不完全互换完全互换指新零件在装配或更换时不需要挑选或修配就能使用。
不完全互换指新零件在装配或更换时需要作微小的挑选或修配才能使用。
互换性是大规模生产的前提，是提高经济效益基础。
2.标准化标准化是实现互换性生产的前提，是对生产实施标准化鉴督、管理，和惯彻技术标准的过程。
标准分国家标准（代号GB）－最低标准，行业标准和企业标准－最高标准。
（二）尺寸精度1.孔和轴孔圆柱形内表面。
轴圆柱形外表面。
2．尺寸公称尺寸设计尺寸。
实际尺寸实际测量获得的尺寸。
极限尺寸加工中允许的两个极限尺寸。
3．偏差、公差和公差带（1）偏差分上、下极限偏差和实际偏差上极限偏差上极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差。
键的公差配合及检测
二,矩形花键的定心
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配合是很困难的,也无此 必要.因此,为了保证使用性质和改善加工工艺,只要选择其中一个结 合面作为主要配合面,对其尺寸规定较高的精度,作为只要配合尺寸, 以确定内,外花键的配合性质,并起定心作用.该表面称为定心表面. 因此矩形花键的定心方式有三种:按大径D定心,按小径d定心和按 键宽B定心.对于起定心作用的尺寸应要求较高的配合精度,非定心尺寸 要求可低一些,但对键宽这一配合尺寸,无论是否起定心作用,都应要 求较高的配合精度,因为扭矩是通过键和键槽的侧面传递的.
§5.2 单键连接
键连接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递运 动和扭矩的.如图所示:因此,键宽和键槽宽b是决定配合性质的主要互 b 换性参数,是配合尺寸,应规定较小的公差;
一,平键连接的几何参数
1.剖面尺寸
平键连接的主要尺寸如上图所示,其中b为键宽与键槽宽,t1 与 b t t2分别为轴槽和轮毂槽的深度,h为键高, d为轴和轮毂槽直径; h 另外还有键长L.键宽与键槽宽b为配合尺寸,而键的高度h和长 L b h 度L以及轴槽深度t1和轮毂槽深度t2均为非配合尺寸. L t t 在设计平键连接时,当轴径d确定后,根据d就可确定平键的规格 d 参数.
单件,小批量生产时,采用单项测量,应规定对称度公差和等分度 公差,并遵守独立原则.花键各键(键槽)沿圆周均匀分布为它们的理 想位置,允许它们偏离理想位置的最大值的两倍为花键均匀分布度公差 值其数值等于花键对称度公差值,故省略不注.
(4)对于较大的花键,国家标准未作规定,可根据产品性能,自行规 定键(键槽)侧对小径d轴线的平行度公差.
§5.3 花键连接
公差与配合第4章教案
第4章光滑极限量规学习及技能目标１．明确安全裕度和验收极限的概念，掌握计量器具的选择和验收极限的确定。
２．理解光滑极限量规的特点、作用和种类。
３．理解泰勒原则的含义，掌握工作量规的公差带的分布及工作量观的使用方法。
第一讲 4.1概述课题：1. 误收与误废2. 验收极限与安全裕度3.计量器具的选择原则授课形式：讲授教学目的：1. 理解误收与误废的含义2. 明确验收极限与安全裕度的概念3.掌握计量器具的选择原则教学重点：计量器具的选择原则教具：多媒体课件教学方法：利用误收与误废的实例讲解其含义，从而引出验收极限及安全裕度的概念，达到正确掌握计量器具的选择的目的。
教学过程：一、引入新课题利用多媒体课件引入新课.二、教学内容４．１概述４．１．１误收与误废在进行检测时，把超出公差界限的废品误判为合格品而接收称为误收；将接近公差界限的合格品误判为废品而给予报废称为误废。
为了保证产品品质，ＧＢ／Ｔ３１７７—２００９《产品几何技术规范（ＧＰＳ）光滑工件尺寸的检验》对验收原则、验收极限和计量器具的选择等作了规定。
４．１．２验收极限与安全裕度Ａ国家标准规定的验收原则是：所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件。
即允许有误废而不允许有误收。
验收极限是指检验工件尺寸时判断其合格与否的尺寸界限。
国家标准规定，验收极限可以按照下列两种方法之一确定。
方法１验收极限是从图样上标定的上极限尺寸和下极限尺寸分别向工件公差带内移动一个安全裕度Ａ来确定的。
所计算出的两极限值为验收极限（上验收极限和下验收极限），为了保证验收时合格，在生产时工件不能按原有的极限尺寸加工，应按由验收极限所确定的范围生产，这个范围称为生产公差。
方法２验收极限等于图样上标定的上极限尺寸和下极限尺寸，即Ａ值等于零。
（１）对要求符合包容要求的尺寸、公差等级高的尺寸，其验收极限按方法１确定。
（２）当工艺能力指数Ｃｐ≥１时，其验收极限可以按方法２确定。
（３）对偏态分布的尺寸，其验收极限可以仅对尺寸偏向的一边按方法１确定，而另一边按方法２确定。
第四章 公差配合应用
8
第一节 滚动轴承公差与配合
二、常用滚动轴承基本尺寸 2、圆锥滚子轴承
9
第一节 滚动轴承公差与配合
二、常用滚动轴承基本尺寸 3、推力球轴承
d1＞d
10
第一节 滚动轴承公差与配合
三、常用滚动轴承的公差等级（国家标准规定） P0 、P6 、P5 、P4 、P2 ——5级 常用级 最高级
（G）、（E）、（D）、（C）、（B）——老标准5级
内花键
外花键
66
第三节 花键的公差与配合
七、矩形花键配合公差选择实例
67
1）平键联接组合结构确定
45
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计
2、平键配合公差设计步骤
2）平键基本尺寸及公差代号选定
46
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计
2、平键配合公差设计步骤
3）键槽基本尺寸及公差代号选定
47
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计
2、平键配合公差设计步骤 4）配合公差标注公差
4、螺纹配合公差。
5
第一节 滚动轴承配合公差
轴承与轴选什么配合？
？
不合理 两个设计那个更合理？
合理
6
第一节 滚动轴承配合公差
一、认识滚动轴承
常用 常用 深沟球轴承 圆锥滚子轴承 推力球轴承 常用
圆柱滚子轴承
双列调心球轴承
滚针轴承
7
第一节 滚动轴承公差与配合
二、常用滚动轴承及其基本尺寸 1、深沟球轴承
推力球轴承
主要承受轴向力
14
第一节 滚动轴承公差与配合
七、滚动轴承配合公差设计
1、滚动轴承配合公差设计内容
公差与配合详细图解精品PPT课件
在给定互相垂直的两个方向上(P78)
返回文挡
任意方向上的直线度(P82)
返回文挡
平行度(以面为基准、面/面)(P80)
返回文挡
平行度(以面为基准、线/面)(P80)
返回文挡
平行度(以轴线为基准、面/线)(P87)
返回文挡
平行度(以轴线为基准、线/线1)(P81)
返回文挡
平行度(以轴线为基准、线/线2)(P88)
63
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
返回文挡
过渡配合(P11)
Xav(Yav)=1/2（ Xmax+Ymax） 为正时，是平均间隙；
为负时，是平均过盈。
返回文挡
基本偏差(P17)
返回文挡
基本偏差系列图(P16)
返回文挡
基孔制(P12)
返回文挡
基轴制(P12)
返回文挡
基本偏差系列图(P27)
返回文挡
公差与配合在图样上的标注
框格标注(P71)
返回文挡
形位公差标注示例1(P79)
返回文挡
形位公差标注示例2(P72)
返回文挡
形位公差标注示例3(P72)
返回文挡
形位公差标注示例4(P72)
返回文挡
最小条件(a)(P80)
返回文挡
最小条件(b)(P79)
返回文挡
键与花键的公差与配合
键与花键的应用场景
键主要应用于轻载、低速、高精度要 求的场合，如钟表、精密仪器等。
花键则适用于中载、中速、较高精度 要求的场合，如汽车、摩托车等机械 传动系统。
键与花键的配合方式
配合方式
键与轴槽和轮毂槽的配合主要采用基 孔制或基轴制，根据不同的使用要求 选择合适的配合方式。
配合等级
根据传递扭矩的大小和精度要求，选 择不同的配合等级，常用的有间隙配 合、过渡配合和过盈配合。
轻量化设计，可靠性高
详细描述
在某航空发动机中，键与花键的配合采用了轻量化设计，同时可靠性极高。由于航空发 动机对重量和性能的要求极为苛刻，因此对键与花键的设计和加工提出了极高的要求。 通过采用先进的材料和加工技术，实现了键与花键的轻量化设计，同时保证了其可靠性
和耐久性，为航空发动机的安全运行提供了保障。
度、高度等。
键与花键的尺寸公差根据不同的 配合类型和用途进行规定，以确 保键与花键的装配精度和互换性。
尺寸公差的选择需要考虑生产条 件、装配要求和制造成本等因素。
键与花键的位置公差
01
位置公差是控制键与花键相对位置的允许变动量，如平行度、 垂直度、同轴度等。
02
位置公差的选择需要考虑键与花键的工作性能和装配要求，以
检验法
通过检验样件或标准件对键与花键进行对比检验，以判断其是否合 格。
试验法
对键与花键进行功能性试验，以验证其是否满足使用要求。
质量控制
严格控制加工工艺
确保加工过程中各项工艺参数符合要求，以获得 稳定的加工质量。
定期检测设备精度
对加工设备进行定期检测和维护，确保设备精度 符合要求。
加强员工培训
提高员工技能水平和工作责任心，确保加工质量 得到有效控制。
键花键的公差与配合
重新设计键花键，优化尺寸和公差，提高配合精度。
案例二：某汽车传动系统的键花键设计
总结词
高强度和耐磨性要求
详细描述
某汽车传动系统中的键花键需要承受高强度和耐磨性要求，以确保 长期稳定运行。
解决方案
采用高强度材料和表面处理技术，优化设计以满足高强度和耐磨性 要求。
案例三：某航空发动机的键花键优化
配合选择
根据工作条件
根据轴和孔的工作条件，如载荷、转速、温度 等，选择合适的配合类型。
根据材料特性
根据轴和孔的材料特性，如硬度、弹性模量、 热膨胀系数等，选择合适的配合类型。
根据装配要求
根据轴和孔的装配要求，如装配方法、装配尺寸链等，选择合适的配合类型。
04 键花键的加工与检测
加工方法
切削加工
总结词
01
轻量化和高性能要求
详细描述
02
某航空发动机中的键花键需要满足轻量化和高性能要求，以降
低油耗和提高发动机效率。
解决方案
03
采用先进的轻量化材料和优化设计，提高键花键的性能和效率。
感谢您的观看
THANKS
运行稳定性。
影响因素
键宽公差的大小受到多种因 素的影响，包括原材料的宽 度偏差、热处理变形以及加
工过程中的累积误差等。
控制方法
为了减小键宽公差，需要加 强原材料的质量控制，优化 热处理工艺和加工工艺，以 及采用先进的测量设备和测 量方法等措施。
03 键花键的配合
配合类型
01
过盈配合
利用材料的弹性变形能力，使内 孔与轴的外径之间产生过盈，实 现固定连接。
角度尺
用于测量键花键的角度。
游标卡尺
用于测量键花键的外径、内径和槽宽等尺寸。
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15
第二节 平键的公差与配合
第三步 选择键宽配合公差
16
第二节 平键的公差与配合
第四步 选择孔（轴）键槽深度尺寸及公差
1、孔键槽 t1＝3.3 公差：
2、轴键槽 t＝4 公差：
17
第二节 平键的公差与配合
第五步 配合公差标注与分解
配合公差标注
公差分解标注
18
课堂微训二
平键配合公差设计训练
第一节 滚动轴承公差与配合
回顾
一、轴承类型及特点 二、常用基本尺寸 三、精度等级及公差
四、配合面及受力方向 五、负荷类型 六、轴承承受的负荷大小 七、配合公差推荐表 八、配合公差设计
基本知识
设计知识 学习目标
1
第二节 平键的公差与配合
能传递动力吗？ 不能！ 怎么办？
可以！
键是什么零件？ 键有公差吗？ 键与键槽选用那种配合？
19
第三节 矩形花键的公差与配合
平键经常坏！
花键是什么零件？ 花键有公差吗？ 选用那种配合？
渐开线花键 三角形花键
矩形花键
矩形花键应用最多！！
20
第三节 矩形花键的公差与配合
一、矩形花键基本尺寸
外花键基本尺寸 满足什么条件才能配合？
内花键基本尺寸 三个基本尺寸相等！21ຫໍສະໝຸດ 三节 矩形花键的公差与配合32
第二节矩形花键的公差与配合
解：
第一步 确定花键配合面 由题意知配合面尺寸为： d=Ф23 D=Ф26 B=6
第二步 选定花键配合种类 由题意知为固定装配
第三步 确定花键传动精度 由题意知为精密传动
第四步 确定花键定心方式 由题意知为小径定心
第五步 确定花键热处理方式 由题意知拉削后热处理
33
第二节矩形花键的公差与配合
八、矩形花键配合公差设计 （二）设计步骤
第一步 确定花键配合面 第二步 选定花键配合种类 第三步 确定花键传动精度 第四步确定花键定心方式 第五步确定花键热处理方式 第六步 选择花键配合公差 第七步花键配合公差标注与分解
31
第三节 矩形花键的公差与配合
八、矩形花键配合公差设计 （二）设计实例
一矩形花键6×23×26×7， 小径定心，精密传动，固定装 配，拉削后热处理，试选择该 矩形花键的配合公差和尺寸公 差。
13
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计 （四）设计实例 一平键联接，轴（孔） 基本尺寸Ф30，联接的种类 为一般联接，试对该平键联 接进行尺寸精度设计。
14
第二节 平键的公差与配合
解：
第一步 确定平键配合面 由Ф30知平键配合面尺寸为：
b=8
第二步 选定平键配合种类 由题意知平键配合种类为：
六、矩形花键定心配合方式
1、小径定心配合
2、大径定心配合
小径精度高
大径精度高
27
第三节 矩形花键的公差与配合
七、矩形花键配合公差
1、小径定心配合公差
2、大径定心配合公差
28
课堂微训三
平键配合公差设计训练
29
第三节 矩形花键的公差与配合
八、矩形花键配合公差设计
（一）设计内容
30
第三节 矩形花键的公差与配合
平键
半圆键
钩头键
实际应用最多！
2
第二节 平键的公差与配合
一、平键联接及配合面
那个面是传力面？
间隙？ 过盈？ 过渡？
3
第二节 平键的公差与配合
二、平键配合种类及应用
1、较松联接： 平键与零件有相对运动 （间隙） 导向平键
2、一般联接： 平键与零件无相对运动 传递载荷不大，机械中广泛应用。
（过渡） 3、较紧联接： 平键与零件无相对运动
二、矩形花键配合面
22
第三节 矩形花键的公差与配合
三、矩形花键配合种类及应用
1、滑 动
配合间隙较大
有相对移动，移动灵活、频率高、距离较长
2、紧滑动
配合间隙较小
有相对滑动，定心精度要求高
3、固定传动 最小配合间隙为零
无相对移动，只传递转矩
23
第三节 矩形花键的公差与配合
四、矩形花键传动精度 1、一般精度传动
11
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计
（二）设计内容二 1、孔键槽深度尺
寸t1及公差
2、轴键槽深度尺 寸t及公差
12
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计 （三）设计步骤
第一步 确定平键配合面 第二步 选定平键配合种类 第三步 选择键宽配合公差 第四步 选择孔（轴）键槽深度尺寸及公差 第五步 配合公差标注与分解
定心精度要求不高，传递中小转矩，对平稳性无特殊要求
2、精密传动
定心精度高，传递转矩大而且平稳
24
第三节 矩形花键的公差与配合
五、花键加工方式
1、外花键加工方式
铣销加工
滚销加工
25
第三节 矩形花键的公差与配合
五、花键加工方式
2、内花键加工方式
1、拉削后不热处理；
2、拉削后热处理。
26
第三节 矩形花键的公差与配合
第六步 选择花键配合公差
34
第二节矩形花键的公差与配合
第七步 花键配合公差标注与分解 1、配合公差标注
标注方式一
标注方式二
35
第二节矩形花键的公差与配合
第七步 花键配合公差标注与分解 2、配合公差分解标注
外花键
内花键
36
课堂微训四
平键配合公差设计训练
37
六、平键键槽深度尺寸及公差值
8
课堂微训一
平键基本知识训练
9
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计
1、两个配合公差中有什么共性？
只有一个公差代号！
2、为什么只有一个公差代号？
10
第二节 平键的公差与配合
七、平键配合公差设计
（一）设计内容一 1、平键与孔键
槽配合公差
2、平键与轴键 槽配合公差
（过盈） 传递重载、冲击载荷及双向传递扭矩。
4
第二节 平键的公差与配合
三、平键基本尺寸及公差值
平键标准零件
5
第二节 平键的公差与配合
四、平键键槽尺寸
轴键槽尺寸 b-轴键槽宽 t-轴键槽深
孔键槽尺寸 b-孔键槽宽 t1-孔键槽深
6
第二节 平键的公差与配合
五、平键键槽宽公差代号及公差值
7
第二节 平键的公差与配合