齿轮键公差与配合.ppt

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1、11.1 齿轮齿轮 齿轮是机器中的传动零件，它用来将主动轴的转动传齿轮是机器中的传动零件，它用来将主动轴的转动传送到从动轴上，以完成传递功率，变速及换向等功能。送到从动轴上，以完成传递功率，变速及换向等功能。按两轴的相对位置不同，齿轮可分为三大类按两轴的相对位置不同，齿轮可分为三大类 圆柱齿轮圆柱齿轮(图图a)a)，用于传递两平行轴的运动；用于传递两平行轴的运动；圆锥齿轮圆锥齿轮（图（图b），），用于传递两相交轴的运动；用于传递两相交轴的运动；蜗轮、蜗杆蜗轮、蜗杆（图（图c），），用于传递两相错且垂直轴的运动。用于传递两相错且垂直轴的运动。圆柱齿轮圆柱齿轮蜗轮、蜗杆蜗轮、蜗杆圆锥齿轮圆锥齿轮按

2、齿轮轮齿方向的不同可分为直齿、斜齿、人字齿等按齿轮轮齿方向的不同可分为直齿、斜齿、人字齿等 锥齿轮也有直齿、斜齿等形式锥齿轮也有直齿、斜齿等形式齿形轮廓曲线有渐开线、摆线及圆弧等，通常采用渐开线齿廓齿形轮廓曲线有渐开线、摆线及圆弧等，通常采用渐开线齿廓齿轮的结构齿轮的结构轮缘轮缘轮齿轮齿轴孔轴孔键槽键槽辐板辐板轮毂轮毂 圆柱齿轮圆柱齿轮 (1)齿顶圆直径齿顶圆直径(da)是通过是通过轮齿顶部的圆周直径；轮齿顶部的圆周直径；(2)齿根圆直径齿根圆直径(df)是通是通过轮齿根部的圆周直径；过轮齿根部的圆周直径；(3)分度圆直径分度圆直径(d)是齿顶是齿顶圆和齿根圆之间的一个圆的圆和齿根圆之间的一个

3、圆的直径，在该圆的圆周上齿厚直径，在该圆的圆周上齿厚(s)和齿槽宽和齿槽宽(e)相等相等(对标准对标准齿轮而言齿轮而言)。(4)齿距齿距(p)在分度圆上，在分度圆上，是两个相邻齿对应点间的弧长，是两个相邻齿对应点间的弧长，标准齿轮标准齿轮s=e，p=s+e。(5)齿高齿高(h)是从齿顶到齿根的径向距离，是从齿顶到齿根的径向距离，h=ha+hf；齿顶高齿顶高(ha)是从齿顶圆到分度圆的径向距离；是从齿顶圆到分度圆的径向距离；齿根高齿根高(hf)是从分度圆到齿根圆的径向距离。是从分度圆到齿根圆的径向距离。(6)模数模数(m)：设齿轮的齿数为设齿轮的齿数为，则有，则有/*令令/，则，则(7)压力角、

4、齿形角压力角、齿形角 在分度圆齿廓上的点在分度圆齿廓上的点K在齿轮转动在齿轮转动时，它的运动方向时，它的运动方向(分度圆的切线方向分度圆的切线方向)和正压力方向和正压力方向(渐开线的法线方向渐开线的法线方向)所所夹的锐角，称为夹的锐角，称为压力角压力角。而加工齿轮用的基本齿条的法向而加工齿轮用的基本齿条的法向压力角，称为压力角，称为齿形角齿形角。压力角和齿形角均以压力角和齿形角均以表示。表示。我国标准规定我国标准规定角为角为20(8)节圆节圆(d)：当两齿轮啮合时，在中心的当两齿轮啮合时，在中心的连线上，两齿廓的接触点，称为连线上，两齿廓的接触点，称为节点节点(p)。以以o1，o2为圆心，分别

5、为圆心，分别过节点过节点所作的两个圆，称为节所作的两个圆，称为节圆，两节圆相切，其直径分别用圆，两节圆相切，其直径分别用d1、d2表示。表示。5.1.2 圆柱齿轮的规定画法圆柱齿轮的规定画法(1)单个圆柱齿轮画法单个圆柱齿轮画法 表示轴孔有键槽的齿轮表示轴孔有键槽的齿轮可采用两个视图，常用一个可采用两个视图，常用一个视图和一个局部视图视图和一个局部视图(即左视即左视图中只画键槽口图中只画键槽口)。齿根线齿根线齿齿顶线顶线分度线分度线 如需要表示轮齿如需要表示轮齿(斜齿、人斜齿、人字齿字齿)的方向时，可用三条与轮的方向时，可用三条与轮齿方向一致的细实线表示齿方向一致的细实线表示 如需要表示齿形轮

6、廓曲线，可在如需要表示齿形轮廓曲线，可在图中用粗实线画出一个或两个齿形，图中用粗实线画出一个或两个齿形，或单独另画出它的局部放大图。或单独另画出它的局部放大图。圆柱齿轮的图样格式圆柱齿轮的图样格式 轮齿部分的三个直径尺寸，只需注出轮齿部分的三个直径尺寸，只需注出分度圆直径分度圆直径和和齿顶圆直径齿顶圆直径(2)圆柱齿轮啮合画法圆柱齿轮啮合画法 在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面上的视图中，啮合区内在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面上的视图中，啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制的齿顶圆均用粗实线绘制(图图a)，其省略画法如图其省略画法如图b所示。所示。ab 在平行于齿轮轴线的投影面上的外形视图中，啮合区只用在平

7、行于齿轮轴线的投影面上的外形视图中，啮合区只用粗实线画出节线，齿顶线和齿根线均不画。在两齿轮其它处的粗实线画出节线，齿顶线和齿根线均不画。在两齿轮其它处的节线仍用细点画线绘制节线仍用细点画线绘制(图图a)。如需表示轮齿的方向时，画法与如需表示轮齿的方向时，画法与单个齿轮相同单个齿轮相同(图图b和和c)。abc两圆柱齿轮内啮合的画法两圆柱齿轮内啮合的画法 12.键及其连接键及其连接 键用于连接轴和轴上的传动件键用于连接轴和轴上的传动件（如齿轮、皮带轮等）使轴和传动（如齿轮、皮带轮等）使轴和传动件不发生相对转动，以传递扭矩或件不发生相对转动，以传递扭矩或旋转运动旋转运动 键键轴轴皮带轮皮带轮1.键

8、的作用键的作用2键的型式、标记及连接画法键的型式、标记及连接画法 常用键的型式有普通平键、半圆键和钩头楔键，普通平键常用键的型式有普通平键、半圆键和钩头楔键，普通平键分分A型、型、B型、型、C型型 A型型普通平键普通平键半圆键半圆键钩头楔键钩头楔键B型型C型型常用键的种类、型式、标记和连接画法常用键的种类、型式、标记和连接画法键键bXLGB1096-79键键bXd1GB1099-79半圆键半圆键GB1099-79普通平键普通平键 A型型GB1096-79键键bXLGB1565-79钩头楔键钩头楔键GB1565-79轴和轮毂上键槽的画法和尺寸标注轴和轮毂上键槽的画法和尺寸标注 公差公差与配合与配

9、合 在成批或大量生产中，要求零件具有在成批或大量生产中，要求零件具有互换性互换性，即当装配，即当装配一台机器或部件时，只要在一批相同规格的零件中任取一件一台机器或部件时，只要在一批相同规格的零件中任取一件装配到机器或部件上，不需修配加工就能满足性能要求装配到机器或部件上，不需修配加工就能满足性能要求 一一 极限与配合的概念（极限与配合的概念（GB/T 1800.1-1997）公差的有关术语和定义公差的有关术语和定义(GB/T 1800.2-1998)以上图销轴为例以上图销轴为例 1)基本尺寸基本尺寸零件设计时，根据性能和工艺要求，通过零件设计时，根据性能和工艺要求，通过必要的计算和实验确定的尺

10、寸。如图中销轴直径必要的计算和实验确定的尺寸。如图中销轴直径20，长度长度40 2)实际尺寸实际尺寸实际测量获得的尺寸实际测量获得的尺寸 3)极限尺寸极限尺寸允许的零件实际尺寸变化的两个极限值。允许的零件实际尺寸变化的两个极限值。实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。两个极限值中实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。两个极限值中,大的一个称最大极限尺寸，小的一个称最小极限尺寸，如图中大的一个称最大极限尺寸，小的一个称最小极限尺寸，如图中销轴的最大极限尺寸为销轴的最大极限尺寸为20.023。最小极限尺寸为最小极限尺寸为20.002 4)尺尺寸寸偏偏差差(简简称称偏偏差差)某某一一尺尺寸寸(实实际

11、际尺尺寸寸、极极限限尺尺寸寸等等等等)减去基本尺寸所得的代数差。其中减去基本尺寸所得的代数差。其中最大极限尺寸基本尺寸上偏差最大极限尺寸基本尺寸上偏差 最小极限尺寸基本尺寸下偏差最小极限尺寸基本尺寸下偏差 5)尺尺寸寸公公差差(简简称称公公差差)-允允许许尺尺寸寸的的变变动动量量，可可用用下下式式表表示：示：尺寸公差最大极限尺寸最小极限尺寸尺寸公差最大极限尺寸最小极限尺寸 2.2.公差带公差带 零线零线在极限与配合图解中，表示基本尺寸的一条在极限与配合图解中，表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差直线，以其为基准确定偏差和公差 公差带公差带-在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或在公

12、差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域 公差带示意图公差带示意图 孔和轴的上偏差分别以孔和轴的上偏差分别以ES和和es表示；孔和轴的下偏差表示；孔和轴的下偏差分别以分别以EI和和ei表示表示 3标准公差和基本偏差标准公差和基本偏差 1）标准公差标准公差标准公差是国标规定的用来确定公差带标准公差是国标规定的用来确定公差带大小的标准化数值大小的标准化数值（见表见表 GB1800.31998）对一定的基本尺寸而言，公差等级越高，公差数值越小，对一定的基本尺寸而言，公差等级越高，公差数值越小，尺寸精度越

13、高。属于同一公差等级的公差数值，基本尺寸越尺寸精度越高。属于同一公差等级的公差数值，基本尺寸越大，对应的公差数值越大，但被认为具有同等的精确程度大，对应的公差数值越大，但被认为具有同等的精确程度 2）基本偏差基本偏差是确定公差带相对零线位置的那个是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差，它可以是上偏差或下偏差。极限偏差，它可以是上偏差或下偏差。一般指靠近零线的一般指靠近零线的那个偏差那个偏差。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差；。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差。反之，则为上偏差。标准公差按基本尺寸范围和标准公差等级确定，分标准公差按基本尺寸范围和标准公差等级确定，分

14、20个个级别，即级别，即IT01、IT0、IT1至至IT18 基本偏差系列基本偏差系列基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置。基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置。4公差带代号公差带代号 公差带代号由公差带代号由基本偏差代号基本偏差代号和和公差等级公差等级组成组成 例例1 1已知孔的基本尺寸为已知孔的基本尺寸为50，公差等级为公差等级为8级，基本级，基本偏差代号为偏差代号为H，写出公差带代号，并查出极限偏差值。写出公差带代号，并查出极限偏差值。解：解：由公差带代号定义，公差带代号为由公差带代号定义，公差带代号为50H8 由由孔孔极极限限偏偏差差表表查查得得：上上偏偏差差值值为为：0.039，下下

15、偏偏差值为差值为0，孔的尺寸可写为，孔的尺寸可写为 或或公差带示意图公差带示意图 50+0.039 0 50H8()+0.0390例已知轴的基本尺寸为例已知轴的基本尺寸为50，公差等级为公差等级为7级，基本级，基本偏差代号为，写出公差带代号，并查出极限偏差值。偏差代号为，写出公差带代号，并查出极限偏差值。解解:公差带代号为公差带代号为50f7 由由轴轴的的极极限限偏偏差差表表查查得得：上上偏偏差差为为：0.025，下下偏偏差为：差为：0.050，轴的尺寸可写为，轴的尺寸可写为 或或公差带示意图公差带示意图 50-0.025-0.050 30f7()-0.025-0.050二二 配合与基准制配合

16、与基准制 配合配合 配合是基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关配合是基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。根据使用要求不同，孔和轴装配可能出现不同的松紧程度系。根据使用要求不同，孔和轴装配可能出现不同的松紧程度 1)间隙配合间隙配合任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配，任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配，当孔的尺寸减轴的尺寸为正或零时称间隙配合。此时孔的公当孔的尺寸减轴的尺寸为正或零时称间隙配合。此时孔的公差带在轴的公差带之上差带在轴的公差带之上 孔孔轴轴图例：图例：最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大间隙最大间隙最小

17、间隙最小间隙最大间隙最大间隙最小间隙最小间隙 )过盈配合过盈配合任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配，任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配，当孔的尺寸减轴的尺寸为负或零时称过盈配合。此时轴的公当孔的尺寸减轴的尺寸为负或零时称过盈配合。此时轴的公差带在孔的公差带之上差带在孔的公差带之上 最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈孔孔轴轴图例：图例：最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸 3)过渡配合过渡配合任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配，当任取一对基本尺寸相同的轴和孔相配，当孔的尺寸减轴的尺寸可能为正也可能为负时称过渡配合

18、。此时孔的尺寸减轴的尺寸可能为正也可能为负时称过渡配合。此时孔的公差带和轴的公差带相互重叠孔的公差带和轴的公差带相互重叠 孔孔轴轴图例：图例：最大间隙最大间隙最大过盈最大过盈最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大过盈最大过盈最大间隙最大间隙配合制配合制 在制造配合的零件时，如果孔和轴两者都可以任意变在制造配合的零件时，如果孔和轴两者都可以任意变动，则情况变化极多，不便于零件的设计和制造。我们使动，则情况变化极多，不便于零件的设计和制造。我们使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差固定，通过改变其中一种零件作为基准件，它的基本偏差固定，

19、通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为度称为配合制配合制 国家标准规定配合制度有国家标准规定配合制度有基孔制配合基孔制配合和和基轴制配合基轴制配合 基孔制配合基孔制配合基本偏差为一定的孔公差带与不同基本基本偏差为一定的孔公差带与不同基本偏差的轴公差带构成的各种配合称基孔制配合偏差的轴公差带构成的各种配合称基孔制配合 基准孔基准孔间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合公差带图：公差带图：0-0+基准孔的基本偏差代号为基准孔的基本偏差代号为“H”。基轴制配合基轴制配合基本偏差为一定的轴公差带与不同基基本偏差为一定

20、的轴公差带与不同基本偏差的孔公差带构成的各种配合称基轴制配合本偏差的孔公差带构成的各种配合称基轴制配合 基准轴基准轴间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合公差带图：公差带图：-+基准轴的基本偏差代号为基准轴的基本偏差代号为“h”。配合代号配合代号 配合代号用孔、轴公差带代号组成的分数式表示，分子配合代号用孔、轴公差带代号组成的分数式表示，分子表示孔的公差带代号，分母表示轴的公差带代号表示孔的公差带代号，分母表示轴的公差带代号 例例1基本尺寸为基本尺寸为50mm，基孔制配合，孔的公差等级为基孔制配合，孔的公差等级为8级，轴的基本偏差为，公差等级为级，轴的基本偏差为，公差等级为7级，试写

21、出它们的基本级，试写出它们的基本尺寸和配合代号尺寸和配合代号 解：解：根据配合代号的组成写为根据配合代号的组成写为 50H8或或50H8/f7 f7 由基本偏差系列图或查出孔、轴极限偏差值，可得由基本偏差系列图或查出孔、轴极限偏差值，可得此配合为间隙配合此配合为间隙配合 例例2已知配合代号为：已知配合代号为：40K7/h6，试说明配合代号含义试说明配合代号含义 解：解：根据公差带代号及配合代号的组成，可知：根据公差带代号及配合代号的组成，可知：40K7/h6表示基本尺寸为表示基本尺寸为40mm，公差等级为公差等级为6级的基准轴与级的基准轴与基本偏差为基本偏差为K，公差等级为公差等级为7级的孔形

22、成的基轴制过渡配合。级的孔形成的基轴制过渡配合。例例3如图所示如图所示，已知配合代号为已知配合代号为20H6/h5，试说明它试说明它是基孔制配合还是基轴制配合是基孔制配合还是基轴制配合?解：看分子解：看分子“H”可说是可说是基孔制配合，看分母基孔制配合，看分母“”又又可说是基轴制配合。但因可说是基轴制配合。但因20N6/h5是基轴制配合，对是基轴制配合，对同一根光轴，一般不应有两种同一根光轴，一般不应有两种配合制度。所以，应理解配合制度。所以，应理解20H6/h5也是基轴制配合。也是基轴制配合。活塞活塞套筒套筒连杆连杆活塞销活塞销5.2.3 公差与配合的选用公差与配合的选用 1.基准制配合的选

23、择基准制配合的选择 实际生产中选用基孔制配合还是基轴制配合，要从机实际生产中选用基孔制配合还是基轴制配合，要从机器的结构，工艺要求，经济性等方面的因素考虑，一般情器的结构，工艺要求，经济性等方面的因素考虑，一般情况下应况下应优先选用基孔制配合优先选用基孔制配合 若与标准件形成配合时，若与标准件形成配合时，应按标准件确定基准制配合。应按标准件确定基准制配合。例如：与滚动轴承内圈配合的例如：与滚动轴承内圈配合的轴应按基孔制配合；与滚动轴轴应按基孔制配合；与滚动轴承外圈配合的孔应按基轴制配承外圈配合的孔应按基轴制配合合 基轴制基轴制基孔制基孔制2.公差等级的选择公差等级的选择 考虑到孔的加工较轴的加

24、工困难，因此选用公差等级时，考虑到孔的加工较轴的加工困难，因此选用公差等级时，通常通常孔比轴低一级孔比轴低一级 3.公差带和配合的优先选用公差带和配合的优先选用 国家标准规定了优先、常用和一般用途的公差带和与国家标准规定了优先、常用和一般用途的公差带和与之相应的常用和优先选用的配合。一般情况，应之相应的常用和优先选用的配合。一般情况，应优先选用优先选用基孔制配合基孔制配合，这是为了加工方便，因孔加工困难，轴加工，这是为了加工方便，因孔加工困难，轴加工容易。容易。5.2.4 公差配合注法公差配合注法 1零件图上注法零件图上注法 零件图上通常只标注公差，不标注配合代号。可零件图上通常只标注公差，不

25、标注配合代号。可按下列三种形式之一标注按下列三种形式之一标注 1)在基本尺寸后面注出公差带代号在基本尺寸后面注出公差带代号 2)在基本尺寸后面注出极限偏差数值在基本尺寸后面注出极限偏差数值 3)两者同时注出两者同时注出 1)当采用极限偏差标注时，偏差数值的数字比基本尺当采用极限偏差标注时，偏差数值的数字比基本尺寸数字小一号，下偏差与基本尺寸注在同一底线上，且上、寸数字小一号，下偏差与基本尺寸注在同一底线上，且上、下偏差的小数点必须对齐，小数点后的位数必须相同下偏差的小数点必须对齐，小数点后的位数必须相同 2)若上、下偏差相同时，偏差只注写一次，并在偏差与若上、下偏差相同时，偏差只注写一次，并在

26、偏差与基本尺寸之间注出符号基本尺寸之间注出符号“”“”，偏差数值与基本尺寸数字高，偏差数值与基本尺寸数字高度相同，如度相同，如500.012。3)若一个偏差数值为零，仍应注出零，零前无若一个偏差数值为零，仍应注出零，零前无“”“”号，号，并与下偏差或上偏差小数点前的个位数对齐并与下偏差或上偏差小数点前的个位数对齐 注意注意50+0.039+0.01050+0.039 0装配图中注法装配图中注法 装配图中只注配合代号，不注公差装配图中只注配合代号，不注公差(1)基孔制配合的标注方法基孔制配合的标注方法 基本尺寸基本尺寸 基准孔代号（）公差等级基准孔代号（）公差等级 轴的基本偏差代号公差等级轴的基本偏差代号公差等级 基本尺寸基本尺寸 孔的基本偏差代号公差等级孔的基本偏差代号公差等级 基本轴代号基本轴代号()公差等级公差等级 （）基轴制配合的标注方式（）基轴制配合的标注方式