第十一章機械零部件的精度分析第一節(jié)概述第五節(jié)典型零部件的精度分析第二節(jié)

尺寸精度及選用

第三節(jié)幾何公差及選用

第四節(jié)表面粗糙度及選用教學重點：一、尺寸精度的基本概念二、尺寸精度選用三、典型零部件的精度分析教學難點：一、尺寸精度選用二、典型零部件的精度分析第十一章機械零部件的精度分析第一節(jié)概述一、幾何精度與互換性二、標準化與優(yōu)先數系

三、幾何參數的誤差與公差

機械零部件的精度將直接影響機械產品的質量，包括工作性能、耐用度、可靠度、使用壽命；同時也對機械產品的制造成本產生直接影響。第一節(jié)概述

機械零件在制造過程中，由于加工、測量等原因造尺寸、位置、形狀和表面質量都存在一定的誤差，幾何精度是指這些幾何要素參數值的精度，主要包括尺寸精度、幾何公差和表面粗糙度等。一、幾何精度與互換性1.幾何精度及其合理性一、幾何精度與互換性互換性是機械制造業(yè)中保證產品質量和降低生產成本的技術措施，它不但適用于大批量生產，也適用于單件小批量生產，是現代化制造業(yè)中普遍遵守的原則。2.互換性及其作用零部件的互換性是指按規(guī)定的技術要求制造的同一規(guī)格的零部件能夠彼此替換而使用效果相同的性能。

完全互換性（簡稱互換性）是指統(tǒng)一規(guī)格的零部件，不需要任何挑選、調整或修配，就能裝配或更換，并完全符合預定使用功能要求的性能。

按零部件互換形式和程度的不同，互換性分為完全互換性和不完全互換性兩種。

不完全互換性是指僅組內零件可以互換，組與組之間不可互換。

并非所有零件都要采用互換性方式生產，也允許裝配時采用補充機械加工或鉗工修刮辦法來獲得所需的裝配精度，稱修配法。2.互換性及其作用二、標準化與優(yōu)先數系

標準及標準化正是實現互換性生產目標的主要途徑和手段制定標準和實行標準化是互換性生產的基礎。

所謂標準，就是由一定的權威組織對經濟、技術和科學中重復出現的共同的技術語言和技術事項等方面規(guī)定出來的統(tǒng)一技術準則。1.標準化及標準分類

標準化是指制定標準和貫徹標準為主要內容的全部活動過程，標準化程度的高低是評定產品質量的指標之一，是我國一項重要的技術政策。1.標準化及標準分類在世界范圍，企業(yè)共同遵守的是國際標準（ISO）。我國技術標準分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準四級。二、標準化與優(yōu)先數系

在確定產品的參數或參數系列時，應最大限度地采用優(yōu)先數及優(yōu)先數系。優(yōu)先數系基本系列的優(yōu)先數常用數值見表11-1。2.優(yōu)先數及優(yōu)先數系二、標準化與優(yōu)先數系

1.加工誤差零件加工后的實際幾何參數相對理想參數不可避免地存在差異，這種差異稱為加工誤差。加工誤差主要包括尺寸誤差、形狀誤差、位置誤差和表面粗糙度。（1）尺寸誤差加工后零件的實際尺寸與其理想尺寸之間的差值，如直徑誤差、中心距誤差等。（2）形狀誤差加工后零件的實際形狀與其理想形狀之間的差異，如圓度、直線度等。三、幾何參數的誤差與公差（3）位置誤差加工后零件表面、軸線或對稱面之間的實際位置與其理想位置之間的差異，如同軸度、位置度等。（4）表面粗糙度零件加工表面上具有的較小間距和峰谷所形成的微觀幾何形狀誤差，是刀具在工件表面上留下的痕跡。

三、幾何參數的誤差與公差

1.加工誤差2.公差公差是指零件的實際幾何參數所允許的變動量，用以限制加工誤差，保證同一規(guī)格的零部件彼此充分接近。包括尺寸公差T尺寸、形狀公差T形狀、位置公差T位置以及表面粗糙度允許值等。規(guī)定公差T的大小順序，應為T尺寸＞T位置＞T形狀＞表面粗糙度允許值。三、幾何參數的誤差與公差返回

為保證零件互換性，需要對零件的尺寸精度與零件之間的配合實行標準化。尺寸精度主要是根據現行的極限與配合國家標準來確定。一、極限與配合的術語和定義

圓柱體結合是機械產品最廣泛采用的一種結合形式，常指孔與軸的結合。1.孔和軸的定義第二節(jié)

尺寸精度及選用

孔：通常指工件的圓柱形內尺寸要素，也包括非圓柱形的內尺寸要素(由二平行平面或切面形成的包容面)，如圖所示。軸：通常指工件的圓柱形外尺寸要素，也包括非圓柱形的外尺寸要素(由二平行平面或切面形成的被包容面)，如圖所示。1.孔和軸的定義一、極限與配合的術語和定義2.有關尺寸的基本術語和定義（1）尺寸要素由一定大小的線性尺寸或角度尺寸確定的幾何形狀。（2）尺寸以特定單位表示線性尺寸和角度尺寸的數值。線性尺寸是指長度值，包括直徑、寬度、高度和中心距等?；拘g語圖解

2.有關尺寸的基本術語和定義（3）公稱尺寸由圖樣規(guī)范確定的理想形狀要素的尺寸。通常選取標準數，可以是一個小數或者整數。孔的公稱尺寸代號用D表示，軸的公稱尺寸代號用d表示?；拘g語圖解

（4）實際尺寸通過測量得到的尺寸。

（5）極限尺寸尺寸要素允許的兩個極端。2.有關尺寸的基本術語和定義（6）上極限尺寸尺寸要素允許的最大尺寸。（7）下極限尺寸尺寸要素允許的最小尺寸?；拘g語圖解

（8）偏差某一尺寸（實際尺寸、極限尺寸）減去公稱尺寸所得的代數差。

（9）極限偏差上極限偏差和下極限偏差的統(tǒng)稱。軸的上、下極限偏差用es、ei表示，孔的上下極限偏差用ES、EI表示。2.有關尺寸的基本術語和定義基本術語圖解

2.有關尺寸的基本術語和定義（11）下極限偏差下極限尺寸減去公稱尺寸所得的代數差?？祝篍I=Dmin-D;軸:ei=dmin-d（10）上極限偏差上極限尺寸減去公稱尺寸所得的代數差。孔：ES=Dmax-D;軸:es=dmax-d基本術語圖解

（12）尺寸公差（簡稱公差）上極限尺寸減下極限尺寸之差，或上極限偏差減下極限偏差之差。它是允許尺寸的變動量，是一個無符號的絕對值。2.有關尺寸的基本術語和定義基本術語圖解

（13）零線表示公稱尺寸的一條直線，以其為基準確定偏差和公差。（14）公差帶由代表上、下極限偏差或上、下極限尺寸的兩條直線所限定的一個區(qū)域。2.有關尺寸的基本術語和定義基本術語圖解

（15）基本偏差國家標準規(guī)定的用以確定公差帶相對零線位置的那個極限偏差。（16）標準公差國家標準用以確定公差帶相對大小的任一公差。2.有關尺寸的基本術語和定義（17）標準公差等級在標準公差系列中，在同一公差等級對所有公稱尺寸的一組公差被認為具有同等精確程度。3.有關配合的基本術語和定義

配合是指公稱尺寸相同的并且相互結合的孔和軸公差帶之間的關系。

根據孔、軸公差帶之間的關系，配合分為三大類，即間隙配合、過盈配合、過渡配合。（1）間隙孔軸配合時，孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸之差為正。3.有關配合的基本術語和定義（2）間隙配合具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上。間隙配合3.有關配合的基本術語和定義（3）最小間隙在間隙配合中，孔的下極限尺寸與軸的上極限尺寸之差。（4）最大間隙在間隙配合或過渡配合中，孔的上極限尺寸與軸的下極限尺寸之差。間隙配合（5）過盈孔軸配合時，孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸之差為負。（6）過盈配合具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下。3.有關配合的基本術語和定義過盈配合（7）最小過盈在過盈配合中，孔的上極限尺寸與軸的下極限尺寸之差。（8）最大過盈在過盈配合或過渡配合中，孔的下極限尺寸與軸的上極限尺寸之差。3.有關配合的基本術語和定義過盈配合（9）過渡配合可能具有間隙或過盈的配合。此時，孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊。

3.有關配合的基本術語和定義過渡配合（10）配合公差組成配合的孔與軸公差之和，也等于極限間隙或過盈量之差的絕對值。它是允許間隙或過盈的變動量，反映配合精度，是評定配合質量的一個重要指標。（11）配合制

國家標準規(guī)定的孔和軸組成的配合制度，包括基軸制配合和基孔制配合。3.有關配合的基本術語和定義（12）基軸制配合

基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。是軸的上極限尺寸與公稱尺寸相等、軸的上極限偏差為零的一種配合制。該軸稱為基準軸。水平實線代表孔或軸的基本偏差，虛線代表另一極限，表示孔或軸之間可能的不同組合與它們的公差等級有關。3.有關配合的基本術語和定義基軸制配合（13）基孔制配合基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。是孔的下極限尺寸與公稱尺寸相等、孔的下極限偏差為零的一種配合制。該孔稱為基準孔。水平實線代表孔或軸的基本偏差，虛線代表另一極限，表示孔或軸之間可能的不同組合與它們的公差等級有關。3.有關配合的基本術語和定義基孔制配合1.標準公差系列

國家標準GB/T1800.1—2009將標準公差分為20等級，即IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18。公差等級從IT01至IT18依次降低，其中，IT01等級最高，IT18等級最低。公差等級越高，公差數值越小，尺寸精度越高。表11-4列出了公稱尺寸≤500mm的部分精度的標準公差數值。二、極限與配合國家標準

基本偏差系列示意圖

2.基本偏差系列

國標規(guī)定的用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，即指靠近零線的那個偏差。

GB/T1800.1—2009規(guī)定孔和軸各有28個基本偏差，如圖所示。

在基本偏差系列中，孔的基本偏差用大寫字母表示；軸的基本偏差用小寫字母表示?；酒钕盗惺疽鈭D

基本偏差H代表基準孔，h代表基準軸，基本偏差數值都為零。2.基本偏差系列基本偏差系列示意圖

孔從A~H，基本偏差為下極限偏差EI，從K~ZC，基本偏差為上極限偏差ES；

軸從a~h，基本偏差為上極限偏差es，從k~zc，基本偏差為下極限偏差ei。2.基本偏差系列

孔和軸的另一個偏差可由孔和軸的基本偏差和標準公差（IT）確定。JS(js)與零線完全對稱，將逐步取代近似對稱的J（j）。2.基本偏差系列基本偏差系列示意圖

基本偏差系列示意圖

在基孔（軸）制配合中，軸（孔）的基本偏差a~h（A~H）用于間隙配合；2.基本偏差系列

j~n（J~N）主要用于過渡配合；

p~zc（P~ZC）用于過盈配合。

國家標準列出了孔、軸基本偏差數值表，表11-5和表11-6僅列出公稱尺寸≤500mm的基本偏差數值。2.基本偏差系列基本偏差系列示意圖

3.公差帶與配合的規(guī)定

標準公差和基本偏差數值，可以組成大量不同位置和大小的公差帶，GB/T1801—2009對孔、軸公差帶的選擇進行了限定，并從中選擇少量的孔、軸公差帶組成一些優(yōu)先和常用的配合。公稱尺寸≤500mm的孔的常用、優(yōu)先公差帶，如圖所示。

3.公差帶與配合的規(guī)定公稱尺寸≤500mm的軸的常用、優(yōu)先公差帶，如圖所示。圓圈內為優(yōu)先公差帶，方框內為常用公差帶，其余為一般用途公差帶。3.公差帶與配合的規(guī)定對于公稱尺寸≤500mm的孔、軸配合，基孔制和基孔制的優(yōu)先、常用配合見表11-7、表11-8。4.一般公差(線性尺寸的末注公差)采用標準規(guī)定的一般公差，應在圖樣標題欄附近或技術要求、技術文件中注出本標準號以及公差等級代號。例如，選取中等級時，標注為：GB/T1804—m。

一般公差是指在車間一般加工條件下可以保證的公差，它是機床設備在正常維護和操作情況下，可以達到的經濟加工精度。對功能無特殊要求的要素可以給出一般公差。

GB/T1804-2000規(guī)定了線性尺寸的極限偏差數值，見表11-9，倒圓半徑和圓角高度尺寸的極限偏差數值見表11-10。（1）在常用尺寸范圍內（≤500mm），一般應優(yōu)先選用基孔制。選擇基準制時，應從結構、工藝、裝配及經濟性等方面來分析確定。1.基準制的選用①所用配合的公差等級要求不高（IT8或更低）或直接用冷拉棒料制作軸（一般直徑不太大），又不需再加工。（2）基軸制通常用于以下情況：三、極限與配合的選用

②同一公稱尺寸的軸上需要裝上幾個不同配合的零件，選用基軸制，既有利于加工，又便于裝配，如圖所示活塞銷與活塞及連桿的配合。1.基準制的選用活塞銷與活塞及連桿的連接③與標準件配合時，應根據標準件確定基準制。

④為了滿足某些配合的特殊要求，國家標準允許采用任意孔、軸公差帶組成的混合配合，即孔和軸都不是基準件。如圖所示軸承孔與端蓋的配合。軸承孔與端蓋的混合配合1.基準制的選用2.公差等級的選用

（1）對于公稱尺寸≤500mm的配合，較高精度（公差等級等于或高于IT8）時，國家標準推薦孔比軸低一級相配合，對于公差等級低于IT8或公稱尺寸＞500mm的配合，推薦選用同級孔、軸配合。

公差等級選用的原則是：在滿足使用要求的前提下，應盡量選用較低的公差等級，以降低加工成本。公差等級的確定應考慮如下幾點：（2）相配合的零、部件的精度要匹配。表11-11標準公差等級的使用范圍應用量塊量規(guī)配合尺寸特別精密零件的配合非配合尺寸（大制造公差）原材料公差公差等級（IT）01~11~75~132~512~188~14（4）標準公差等級的使用范圍見表11-11；各種加工方法所能達到的公差等級見表11-12；常用公差等級的選擇及應用見表11-13。

2.公差等級的選用（3）過盈、過渡和較緊的間隙配合，精度等級不能太低。

選用配合時應根據使用要求，首先采用優(yōu)先公差帶及優(yōu)先配合，其次采用常用公差帶及常用配合，再次采用一般用途公差帶。表11-14所示為優(yōu)先配合特性及應用。3.配合的選用返回第三節(jié)幾何公差及選用

一、基本術語和定義二、幾何公差帶定義、標注和解釋

三、幾何公差數值及應用

四、公差原則簡介

第三節(jié)幾何公差及選用

幾何公差即形狀公差和位置公差。它是針對構成零件幾何特征的點、線、面的幾何形狀和相對位置的誤差所規(guī)定的公差。

形位公差研究的對象是零件的幾何要素（簡稱要素），GB/Tl8780﹣2002和GB/T17851﹣2010規(guī)定了有關要素的術語和定義，見表11-15。一、基本術語和定義1.幾何要素的術語和定義一、基本術語和定義GB/T1182﹣2008規(guī)定的幾何公差，包括形狀公差、方向公差、位置公差和跳動公差，有關術語和定義見表11-16。幾何公差的類型及特征符號見表11-17。1.形狀公差帶定義、標注和解釋形狀公差帶定義、標注和解釋見表11-18。2.幾何公差的術語和定義二、幾何公差帶定義、標注和解釋二、幾何公差帶定義、標注和解釋方向公差帶定義、標注和解釋見表11-19。2.方向公差帶定義標注和解釋3.

位置公差帶定義標注和解釋4.

跳動公差帶定義標注和解釋位置公差帶定義、標注和解釋見表11-20。跳動公差帶定義、標注和解釋見表11-21。三、幾何公差數值及應用常用精度等級的幾何公差數值及應用見表11-23、

11-24、

11-25和11-26。1.幾何公差的注出公差值除線輪廓度、面輪廓度外，GB/T1184－1996對其余幾何公差項目都規(guī)定了公差值數系，其中僅位置度給出了公差值數系（見表11-22）外，其余各項還劃分了公差等級。圓度和圓柱度公差劃分13個等級，即0級、1級、2級、…12級，其中0級精度最高，其余精度依次降低；除圓度和圓柱度以外的項目劃分12個公差等級，即1級、2級、…12級，其中1級精度最高，其余精度依次降低。各項的未注公差值參見GB/T1184-1996的規(guī)定。采用規(guī)定的未注公差值時，應在圖樣的標題欄附近或在技術要求、技術文件（如企業(yè)標準）中注出標準號及公差等級代號，如：“GB/T1184-H”。2.幾何公差的未注公差值三、幾何公差數值及應用

GB/T1184-1996中，對直線度、平行度、垂直度、對稱度和圓跳動的未注公差規(guī)定了H

、K、

L三個公差等級，其中H級最高，L級最低。公差原則包括獨立原則和相關要求兩大部分。1.獨立原則

獨立原則是完工零件應該分別滿足尺寸公差和幾何公差要求的公差原則。獨立原則是確定尺寸公差和幾何公差相互關系的基本原則，適應范圍相當廣泛。（a）（b）如圖（a）所示形狀精度要求較高，尺寸精度要求較低；圖（b）所示為形狀和尺寸精度均要求較高。四、公差原則簡介2.相關要求

相關要求分為包容要求、最大實體要求、最小實體要求及可逆要求，如表11-27所示。相關要求是尺寸公差和幾何公差有特定相互關系的公差要求。四、公差原則簡介返回第四節(jié)表面粗糙度及選用一、表面結構的概念

實際表面如圖（a）所示，表面結構包括表面粗糙度、表面波紋度、表面幾何形狀以及表面缺陷，如圖（b）所示。（a）（b）實際表面輪廓圖

表面粗糙度是指零件在加工過程中由于不同的加工方法、機床與工具的精度、振動及磨損等因素在被加工表面上形成的具有較小間距和較小峰、谷的微觀不平狀況，屬于微觀幾何形狀誤差。

它影響著零件的摩擦因數、密封性、耐腐蝕性、疲勞強度、接觸剛度及導電、導熱性能等。

表面波紋度是波距λ大于表面粗糙度、小于表面形狀誤差的隨機或接近周期性的成分構成的表面幾何不平度，是零件表面在機械加工過程中，由于機床與工具系統(tǒng)的振動或一些意外因素所形成的表面紋理變化。一、表面結構的概念

它直接影響零件表面的力學性能，如接觸剛度、疲勞強度、結合強度、耐磨性、抗振性和密封性，它與表面粗糙度一樣，是影響產品質量的一項重要指標。

目前通常按波距λ的大小來劃分零件表面誤差的三種輪廓成分。波距λ小于1mm的屬表面粗糙度；波距λ在1～10mm之間的屬表面波紋度；波距λ大于10mm的屬形狀誤差。一、表面結構的概念二、表面粗糙度對零件功能的影響

表面粗糙度直接影響產品質量，對零件的表面功能有很大的影響。主要影響有如下幾方面。（1）耐磨性（2）抗疲勞性（3）配合性質穩(wěn)定性（4）密封性（5）耐腐蝕性

三、表面粗糙度參數值

（2）輪廓最大高度Rz

在一個取樣長度內，最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和的高度。

GB/T1031-2009中采用輪廓法評定表面粗糙度，并規(guī)定其參數優(yōu)先從下列兩項中選取。（1）輪廓算術平均偏差Ra

在一個取樣長度內，輪廓偏距絕對值的算術平均值。

在常用表面粗糙度參數值范圍內優(yōu)先選用輪廓算術平均偏差Ra，其數值見表11-28。表面粗糙度選用舉例見表11-29Ra0.012、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、100Rz0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、100、200、400、800、1600

三、表面粗糙度參數值返回四、表面粗糙度選用舉例表11-28表面粗糙度參數值（摘自GB/T1031-2009）/μm第五節(jié)典型零部件精度分析

一、滾動軸承精度分析及實例

二、平鍵連接精度分析及實例

四、軸的精度分析及實例

三、圓柱齒輪精度分析及實例1.滾動軸承精度等級及其選用圓錐滾子軸承精度分為0、6x、5、4、2五級；

GB/T307.3-2005中規(guī)定了向心軸承（圓錐滾子軸承除外）精度等級分為0、6、5、4、2五級，精度由0級到2級依次升高；推力軸承分為0、6、5、4四級。滾動軸承精度等級的選用見表11-30。一、滾動軸承精度分析及實例2.滾動軸承配合及其選用滾動軸承配合是指軸承內圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合，以防止軸承在運轉時，內圈與軸頸、外圈與外殼孔之間產生徑向、軸向和周向的滑動現象。軸承內圈與軸的配合采用基孔制，外圈與外殼孔的配合采用基軸制。（1）滾動軸承配合的特點一、滾動軸承精度分析及實例GB/T275-1993中規(guī)定了0級和6（6x）級軸承與軸配合的常用公差帶，如圖所示；（2）軸承與軸和外殼配合常用公差帶軸承與軸配合的常用公差帶軸承與外殼配合的常用公差帶軸承與外殼配合的常用公差帶，如圖所示。一、滾動軸承精度分析及實例（3）軸承與軸和外殼配合的選用

影響滾動軸承配合選用的因素較多，如載荷類型和大小、工作溫度、旋轉精度、軸和外殼孔結構與材料等，實際生產中常用類比法確定。表11-31、表11-32列出了GB/T275-1993推薦的安裝向心軸承的軸和孔公差帶，供選用時參考。一、滾動軸承精度分析及實例GB/T275-1993規(guī)定了與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的幾何公差，如表11-33所示。3.軸頸和外殼孔幾何公差的選用4.配合表面的表面粗糙度選用

GB/T275-1993規(guī)定了軸頸和外殼孔配合表面的表面粗糙度，如表11-34所示。一、滾動軸承精度分析及實例軸系結構簡圖

以工程圖例1所示軸系中滾動軸承為例。一對正安裝的圓錐滾子軸承用于支撐減速器輸出軸，承受徑向和軸向載荷的聯(lián)合作用。5.滾動軸承精度分析實例（1）確定軸承精度等級

依據內圈相對于載荷方向旋轉、正常載荷、軸承直徑Ф65，查表11-31得軸的公差帶為m6（代替m5），其尺寸為Ф65m6。依據外圈相對于載荷方向靜止、軸向易移動、正常載荷、剖分式外殼，查表11-32得外殼孔公差帶為H7其尺寸為Ф140H7。

減速器屬一般通用機械，軸的轉速較低，選用P0級軸承（參見表11-30）。（2）確定軸頸公差帶（3）確定外殼孔公差帶5.滾動軸承精度分析實例

查表11-33得，軸頸圓柱度公差值為0.005mm，軸肩軸向圓跳動公差值為0.015mm；外殼孔圓柱度公差值為0.012mm，與軸承外圈接觸的軸承蓋端面，其軸向圓跳動公差值為0.030mm。查表11-34得，軸頸Ra0.8μm，軸肩接觸端面Ra

3.2μm；外殼孔Ra1.6μm，軸承蓋端面Ra3.2μm。（5）表面粗糙度值（4）確定幾何公差值5.滾動軸承精度分析實例二、平鍵連接精度分析及實例1.平鍵連接的公差與配合由于鍵是標準件，因此鍵連接采用基軸制配合。按照配合的松緊不同，平鍵連接分為松連接、正常連接和緊密連接，平鍵連接三種配合及應用見表11-35。普通平鍵鍵槽的尺寸與公差見表11-36。

GB/T1095-2003規(guī)定，應分別給出軸槽和輪轂槽對軸線的對稱度公差。對稱度公差等級按國家標準GB/T1184-1996選取，一般取7～9級。2.鍵槽的幾何公差3.鍵槽的表面粗糙度

軸槽和輪轂槽兩側面為配合面，GB/T1095-2003規(guī)定其表面粗糙度參數值Ra一般取1.6～3.2μm；槽底為非配合面，規(guī)定Ra值取6.3μm。二、平鍵連接精度分析及實例4.平鍵連接精度分析及實例（1）確定鍵連接配合尺寸

聯(lián)軸器處：依據軸段直徑d1=50mm，軸段長度82mm，由表11-36確定鍵的規(guī)格尺寸b×h×L為14×9×70。

齒輪處：依據軸段直徑d4=70mm，軸段長度78mm，由表11-36確定鍵的規(guī)格尺寸b×h×L為20×12×70。（1）確定鍵連接配合尺寸

鍵寬鍵槽寬（偏差）鍵槽深度軸N9轂Js9軸t公稱尺寸d-t極限偏差轂t1公稱尺寸D+t1的極限偏差聯(lián)軸器處140-0.043

0.0215.50-0.23.8+0.20齒輪處200-0.052

0.0267.50-0.24.9+0.20

由表11-35可知兩處鍵連接均屬正常連接的配合，其配合尺寸由表11-36確定如下。4.平鍵連接精度分析及實例（2）確定鍵槽幾何公差分別給出軸槽和輪轂槽對軸線的對稱度公差。查表11-26，取對稱度公差等級為8級，由b=14mm，查得聯(lián)軸器處軸槽和輪轂槽對稱度公差值為0.020；由b=20mm，查得齒輪處軸槽和輪轂槽對稱度公差值為0.025。（3）確定鍵槽表面粗糙度

軸槽和輪轂槽兩側面表面粗糙度為Ra3.2；槽底表面粗糙度Ra6.3。上述結果的圖樣標注見后面的齒輪和軸的零件工作圖。4.平鍵連接精度分析及實例1.齒輪傳動的使用要求（1）傳遞運動的準確性（2）傳遞運動的平穩(wěn)性（3）載荷分布的均勻性（4）傳動側隙的合理性

2.齒輪偏差的評定項目

GB/T10095·1-2009和GB/T10095·2-2009中規(guī)定了圓柱齒輪若干偏差項目。一般用途圓柱齒輪偏差檢驗項目如表11-37所示。三、圓柱齒輪精度分析及實例

3.圓柱齒輪精度等級及其選用

各類機械傳動中所應用的齒輪精度等級見表11-38。常用圓柱齒輪精度等級的應用范圍見表11-39。

GB/T10095·1-2008和GB/T10095-2008對圓柱齒輪偏差（徑向綜合偏差Fi″、fi″除外）規(guī)定了13個精度等級，用數字0～12由高到低的順序排列，0級精度最高，12級精度最低。對Fi″、fi″規(guī)定了9個精度等級，其中4級精度最高，12級精度最低。6~9級為中等精度級，使用最廣。三、圓柱齒輪精度分析及實例

4.齒輪檢驗項目的公差與極限偏差

對于一般用途的齒輪傳動，推薦fpt、FP、Fα、Fβ、Fr一組檢驗項目來評定和驗收齒輪精度，各檢驗項目的公差與極限偏差見表11-40、表11-41。（1）齒輪副中心距偏差指在齒輪副的齒寬中間平面內，實際中心距與公稱中心距之差。它屬于安裝誤差，直接影響齒輪副的側隙。齒輪中心距極限偏差±fa可參考表11-42選取。5.齒輪副檢驗項目及極限偏差三、圓柱齒輪精度分析及實例

5.齒輪副檢驗項目及極限偏差

（2）軸線平行度偏差亦屬于安裝誤差，主要影響齒輪副接觸精度和側隙。見圖和表11-43。軸線平行度偏差三、圓柱齒輪精度分析及實例

3.圓柱齒輪精度等級及其選用是指裝配好的齒輪副在輕微制動下，運行后齒面的接觸擦亮痕跡，用沿齒高方向和齒寬方向的百分比表示，如表11-44所示。（4）齒輪副側隙j

齒輪副側隙是里兩工作齒面接觸時在兩非工作齒面的間隙，是由一對齒輪運行時的中心距和每個齒輪的實際齒厚所控制的。其推薦值見表11-45。（3）齒輪副的接觸斑點

表11-46齒厚極限偏差（5）齒厚偏差Esn齒厚上偏差Esns、下偏差Esni以及齒厚公差Tsn如表11-37所示。在無需嚴格控制最小側隙jbnmin的情況下，可得齒厚極限偏差的計算公式如表11-46所示。其中，切齒徑向進給公差br，查表11-47。

GB/Z18620.2—2008給出了齒厚偏差與公法線長度偏差的關系式，如表11-48所示。表11-48公法線長度偏差項目名稱計算公式說明公法線長度上偏差Ebns=Esnscosαn公法線測量對內齒輪是不適用的。對外斜齒輪，公法線測量受齒寬b的限制，需滿足b＞1.015Wksinβb（Wk為公法線長度）公法線長度下偏差Ebni=Esnicosαn（6）公法線長度偏差Ebn公法線長度上偏差Ebns、下偏差Ebni如表11-37所示。三、圓柱齒輪精度分析及實例

6.齒輪坯精度（1）術語和定義有關齒輪坯的術語和定義見表11-49。

表11-49輪坯術語和定義（摘自GB/Z18620.3—2008）術語定義工作安裝面用來安裝齒輪的面工作軸線齒輪工作時繞其旋轉的軸線，由工作安裝面的中心確定。工作軸線只有考慮整個齒輪組件時才有意義基準面用來確定基準軸線的面基準軸線由基準面的中心確定，齒輪依此軸線來確定齒輪的細節(jié)，特別是確定齒距、齒廓和螺旋線的公差制造安裝面齒輪制造或檢驗時用來安裝齒輪的面（2）基準軸線的確定

當基準軸線與工作軸線不重合時，則工作安裝面相對于基準軸線的跳動必須注在齒輪圖樣上予以控制，安裝面不應大于表11-52中規(guī)定的數值。確定齒輪基準軸線的方法見表11-50。

（3）基準面與安裝面的公差

GB/Z18620.3—2008指出，所有基準面的形狀公差不應大于表11-51中規(guī)定的數值。

當制造和檢測中用來安裝齒輪的安裝面與基準面不重合時，這些安裝面亦應按表11-52中所給的公差數值予以控制。6.齒輪坯精度

（5）齒輪表面粗糙度

（4）齒輪坯的尺寸公差通常應適當選擇齒輪齒頂圓直徑的公差，以保證最小的設計重合度，同時有具有足夠的頂隙，齒頂圓尺寸公差等級可參考表11-53。齒輪齒面及齒輪基準安裝面的表面粗糙度，對齒輪的工作性能和使用壽命有一定的影響。GB/Z18620.4-2008僅對齒面表面粗糙度作出了規(guī)定，如表11-54所示。6.齒輪坯精度軸的結構簡圖

以圖所示軸系中齒輪為例。該齒輪為普通減速器輸出端斜齒圓柱齒輪，轉速n=104r/min，模數mn=4mm，齒數z=95，螺旋角β=11°28′42″，分度圓直徑d=387.79mm，齒寬b=80mm，齒頂圓直da=395.76mm，中心距a=240.83mm，軸承跨距L=227mm。7.齒輪精度分析實例

由表11-39選定影響傳動平穩(wěn)性偏差項目（fpt、Fa）的精度等級為8級。選影響載荷分布均勻性偏差項目（F

）的精度等級同為8級；影響運動準確性偏差項目（Fp、Fr）的精度等級為9級。

齒輪的檢驗項目為fpt、Fp、Fa、F

、Fr。可依據齒輪的圓周速度確定其影響傳動平穩(wěn)性偏差項目的精度等級。齒輪的圓周速度為（1）確定精度等級7.齒輪精度分析實例

①確定中心距極限偏差±fa。根據齒輪副中心距a=240.83mm，查表11-42，±fa=±36μm，即中心距為(240.83±0.036)mm。

根據齒輪精度為8級，mn=4mm，d=387.79mm，齒寬b=80mm，由表11-40和表11-41分別查得（3）確定齒輪副檢驗項目極限偏差（2）確定單個齒輪檢驗項目公差值齒距累積總公差Fp=133μm；徑向跳動公差Fr=106μm；單個齒距極限偏差fpt=±22μm；齒廓總公差Fa=34μm；螺旋線總公差Fβ=31μm。7.齒輪精度分析實例

④確定齒厚極限偏差。依據齒輪分度圓直徑和9級精度（與Fr同級），由表11-47和表11-4，可得br=IT10=0.230mm。由表11-45可得:齒厚上偏差Esns=-jbnmin/(2cosαn)=-0.2/(2cos20°)=-0.106mm齒厚下偏差Esni=Esns-Tsn=-0.106-0.184=-0.290mm

②確定軸線平行度偏差最大值fΣβ、fΣδ。由表11-43可得，兩軸線在垂直平面內最大偏差fΣβ=0.5L×Fβ/b=0.5(227/80)×31=44μm；兩軸線在軸線平面內最大偏差fΣδ=2fΣβ=2×44=88μm

③確定齒輪副最小側隙jbnmin。由表11-45查得jbnmin=0.2mm。（3）確定齒輪副檢驗項目極限偏差

由tanαt=tan20°/cos11°28′42″,可求得tanαt=0.3714，αt=20°22′30″，tanαt-αt=0.0158。則Z′=95×0.0158/0.0149=100.7383，k≈12。

⑤確定公法線長度極限偏差。該齒輪屬小模數外斜齒輪，測量公法線長度比較方便，但需判斷是否滿足b＞1.015Wksinβb，由式（7-14）可知公法線長度Wk計算式為（3）確定齒輪副檢驗項目極限偏差

則1.015Wksinβb＝1.015×141.452sin10°46′39″=26.848mm＜b=80mm公法線長度上偏差Ebns=Esnscosαn=-0.106cos20°=-0.100mm公法線長度下偏差Ebni=Esnicosαn=-0.290cos20°=-0.273mm故滿足公法線長度測量的適用條件。Wk＝4[2.9521(12-0.5)+0.014×100.7383]=141.437mm由tanβb=tanβ

cosαt=

tan11°28′42″cos20°22′30″得βb=10°46′39″（3）確定齒輪副檢驗項目極限偏差可得①齒輪結構如圖所示，選擇齒輪圓柱孔為基準面，由表11-51可確定其圓柱度公差為0.04(L/b)Fβ或0.1Fp兩者中小者，其中0.04(L/b)Fβ=0.04×（227/80）×31≈0.004mm，0.1Fp=0.1×133≈0.013mm，取小者0.004mm為齒輪坯基準面的圓柱度公差值。

②頂圓柱面用于制造安裝找正，齒輪端面為制造安裝面，由表11-52可分別確定它們的跳動公差，頂圓柱面徑向跳動公差為0.3Fp=0.3×133≈0.040mm，齒輪端面軸向跳動公差為0.2(Dd/b)Fβ=0.2×(395.76/80)×31≈0.031mm。（4）確定齒輪坯精度

④齒面和其他主要表面的表面粗糙度Ra值查表11-54，齒面取2μm，基準孔取1.6μm，端面取3.2μm，齒頂圓柱面取3.2μm。

③齒輪坯尺寸公差等級查表11-53，基準孔的尺寸公差為IT7，尺寸為；頂圓柱面不作測量齒厚基準，尺寸公差按IT11級，尺寸為。（4）確定齒輪坯精度

（5）圖樣標注如圖所示。

（3）軸的幾何公差推薦項目見表11-57。1.軸的幾何精度選用（1）軸與軸上零件的常用配合參見表11-55。（2）軸的表面粗糙度數值參見表11-56。四、軸的精度分析及實例軸的結構簡圖

以圖示軸系中的軸為例。該減速器輸出軸的精度分析結果如下表。2.軸的精度分析及實例表11-58減速器輸出軸的精度分析結果軸段配合尺寸幾何公差表面粗糙度Ra/um項目符號公差值軸承處Φ65m6表11-31圓柱度0.005表11-330.8表11-34徑向圓跳動0.015表11-26軸向圓跳動0.015表11-333.2齒輪處Φ70H6/m6表11-55圓柱度0.013表11-241.6表11-56徑向圓跳動0.025表11-26軸向圓跳動0.025表11-263.2軸段配合尺寸幾何公差表面粗糙度Ra/um項目符號公差值聯(lián)軸器處Φ50H7/k6表11-55圓柱度0.011表11-240.8表11-56徑向圓跳動0.020表11-26軸向圓跳動0.025表11-263.2鍵槽齒輪處20N9/h8表11-35對稱度0.025表11-26兩側3.2槽底6.3表11-36鍵槽聯(lián)軸器處14N9/h80.020氈圈密封處3.2表11-56表11-58減速器輸出軸的精度分析結果（續(xù)）

依據軸上各處配合尺寸的公稱尺寸和公差帶代號，由表11-4和表11-6可查得標準公差數值和基本偏差數值，由此可計算配合尺寸的極限偏差數值，其結果如下表。

表11-59確定軸上各配合尺寸的極限偏差數值(單位：mm)上述結果的圖樣標注見圖

返回返回系列符號優(yōu)先數常用數值R51.00，1.60，2.50，4.00，6.30，10.00R101.00，1.25，1.60，2.00，2.50，3.15，4.00，5.00，6.30，8.00，10.00R201.00，1.12，1.25，1.40，1.60，1.80，2.00，2.24，2.50，2.80，3.15，3.55，4.00，4.50，5.00，5.60，6.30，7.10，8.00，9.00，10.00R401.00，1.06，1.12，1.18，1.25，1.32，1.40，1.50，1.60，1.70，1.80，1.90，2.00，2.12，2.24，2.36，2.50，2.65，2.80，3.00，3.15，3.35，3.55，3.75，4.00，4.25，4.50，4.75，5.00，5.30，5.60，6.0，6.30，6.70，7.10，7.50，8.00，8.50，9.00，9.50，10.00表11-1優(yōu)先數系基本系列的優(yōu)先數常用數值

（摘自GB/T321—2005）術語定義尺寸要素由一定大小的線性尺寸或角度尺寸確定的幾何形狀尺寸以特定單位表示線性尺寸和角度尺寸的數值。線性尺寸是指長度值，包括直徑、寬度、深度、高度和中心距等，其特定單位為毫米（mm）公稱尺寸由圖樣規(guī)范確定的理想形狀要素的尺寸。它是設計時根據使用要求，通過計算、試驗或類比法確定的尺寸。通常選取標準數，以減少定值刀具、量具和工藝裝備的規(guī)格。公稱尺寸可以是一個整數或一個小數值，例如32，15，8.75，0.5等?？椎墓Q尺寸代號用D表示，軸的公稱尺寸代號用d表示表11-2

有關尺寸的基本術語和定義

下一頁表11-2

（續(xù)1）

術語定義實際尺寸通過測量得到的尺寸。由于存在測量誤差，實際尺寸并非尺寸的真值；又由于存在形狀誤差，零件同一表面上的不同部位，其實際尺寸往往并不相等。孔、軸實際尺寸代號用Da、

da表示極限尺寸尺寸要素允許的尺寸的兩個極端。實際尺寸應位于其中，也可達到極限尺寸上極限尺寸尺寸要素允許的最大尺寸?？住⑤S上極限尺寸代號用Dmax、

dmax表示下極限尺寸尺寸要素允許的最小尺寸?？住⑤S下極限尺寸代號用Dmin、

dmin表示下一頁返回術語定義尺寸公差(簡稱公差)上極限尺寸減下極限尺寸之差，或上極限偏差減下極限偏差之差。它是允許尺寸的變動量，是一個沒有符號的絕對值。零線在極限與配合圖解中，表示公稱尺寸的一條直線，以其為基準確定偏差和公差。通常，零線沿水平方向繪制，正偏差位于其上，負偏差位于其下公差帶在公差帶圖解中，由代表上極限偏差和下極限偏差或上極限尺寸和下極限尺寸的兩條直線所限定的一個區(qū)域。它是由公差大小和其相對零線的位置來確定表11-2

（續(xù)2）

返回術語定義基本偏差國家標準規(guī)定的用以確定公差帶相對零線位置的那個極限偏差。它可以是上極限偏差或下極限偏差，一般為靠近零線的那個偏差標準公差國家標準規(guī)定的用以確定公差帶大小的任一公差。字母IT為“國際公差”的英文縮略語標準公差等級在標準公差系列中，同一公差等級(例如IT7)對所有公稱尺寸的一組公差被認為具有同等精確程度表11-2

（續(xù)3）

返回表11-4

標準公差數值公稱尺寸/mm公差等級IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16大于至μmmm—334610142540600.100.140.250.400.603645812183048750.120.180.300.480.7561046915223658900.150.220.360.580.9010185811182743701100.180.270.430.701.1018306913213352841300.210.330.520.841.303050711162539621001600.250.390.621.001.605080813193046741201900.300.460.741.201.90801201015223554871402200.350.540.871.402.2012018012182540631001602500.400.6311.602.5018025014202946721151852900.460.721.151.852.9025031516233252811302103200.520.811.302.103.2031540018253657891402303600.570.891.402.303.6040050020274063971552504000.630.971.552.504例4返回表11-5尺寸至500mm孔的基本偏差數值(左半部分)下一頁表11-6尺寸至500mm軸的基本偏差數值(左半部分)返回表11-6尺寸至500mm軸的基本偏差數值(左半部分)例4返回表11-7基孔制的優(yōu)先、常用配合返回表11-8基軸制優(yōu)先、常用配合返回表11-9線性尺寸的極限偏差數值返回表11-10倒圓半徑和倒角高度尺寸的極限偏差數值返回應用量塊量規(guī)配合尺寸特別精密零件的配合非配合尺寸（大制造公差）原材料公差公差等級（IT）01~11~75~132~512~188~14表11-11標準公差等級的使用范圍返回加工方法公差等級（IT）加工方法公差等級（IT）加工方法公差等級（IT）鍛造16滾壓、擠壓10~11鉸孔6~10砂型鑄造、氣割15鉆孔10~13拉削5~8粉末冶金燒結7~10刨、插10~11金鋼石車、金鋼石鏜5~7粉末冶金成型6~8銑8~11外圓磨、平面磨5~8壓鑄11~14鏜7~11珩4~7沖壓10~14車7~11研磨01~5表11-12各種加工方法所能達到的公差等級返回表11-13常用公差等級的選擇及應用表11-14優(yōu)先配合特性及應用返回表11-15要素的術語和定義下一頁表11-15要素的術語和定義(續(xù)1)下一頁表11-15要素的術語和定義

（續(xù)2）返回表11-15要素的術語和定義(整個表格的上半部分)返回表11-16幾何公差的術語和定義返回返回表11-17幾何公差的類型及特征符號表11-18形狀公差帶定義、標注和解釋

（摘自GB/T1182﹣2008）下一頁表11-18形狀公差帶定義、標注和解釋（續(xù)1）下一頁表11-18形狀公差帶定義、標注和解釋（續(xù)2）下一頁返回表11-18形狀公差帶定義、標注和解釋（續(xù)3）表11-19方向公差帶定義標注和解釋下一頁返回表11-20位置公差帶定義、標注和解釋（摘自GB/T1182﹣2008）

下一頁表11-20位置公差帶定義、標注和解釋（續(xù)）返回表11-21跳動公差定義，標注和解釋（摘自GB/Z18620.3-2008）下一頁下一頁返回表11-22位置度公差值數系

（摘自GB/T1184-1996）返回表11-23直線度、平面度公差值返回表11-24圓度，圓柱度公差值（摘自GB/T1184-1996）下一頁返回返回表11-25平行度、垂直度、傾斜度公差值返回表11-26圓軸度、對稱度、圓跳動和全跳動公差值例2返回表11-27相關要求的應用及標注示例返回表11-29表面粗糙度選用舉例返回表11-30滾動軸承精度等級的選用返回表11-30滾動軸承精度等級的選用返回表11-31安裝向心軸承的軸公差帶返回表11-32安裝向心軸承的孔公差帶（摘自GB/T275—1993）返回表11-32安裝向心軸承的孔公差帶（摘自GB/T275—1993）表11-33軸頸和外殼孔的幾何公差（摘自GB/T275—1993）返回表11-34軸頸和外殼孔的幾何公差（摘自GB/T275—1993）返回表11-35軸頸和外殼孔的幾何公差（摘自GB/T275—1993）返回表11-36普通平鍵及鍵槽的尺寸與公差返回表11-37圓柱齒輪偏差的評定項目下一頁表11-37圓柱齒輪偏差的評定項目（續(xù)1）下一頁返回表11-37圓柱齒輪偏差的評定項目（續(xù)2）返回表11-38各類機械傳動中所應用的齒輪精度等級精度等級工作條件及應用范圍圓周速度/m·s-1直齒斜齒6用于機床。如Ⅴ級精度機床主傳動的重要齒輪，一般精度的分度鏈的中間齒輪，油泵齒輪＞10～15＞15～30用于航空、船舶、車輛。如高速傳動有高平穩(wěn)性、低噪聲要求的機車、航空、船舶和轎車的齒輪≤20≤35用于動力齒輪。如高速傳動的齒輪，工業(yè)機器有高可靠性要求的齒輪，重型機械的功率傳動齒輪，作業(yè)率很高的起重運輸機械齒輪＜30＜30用于其他。如讀數裝置中特別精密傳動的齒輪——表11-39常用圓柱齒輪精度等級的應用范圍下一頁精度等級工作條件及應用范圍圓周速度/m·s-1直齒斜齒7用于機床。如Ⅳ級和Ⅲ級以上精度等級機床的進給齒輪＞6～10＞8～15用于航空、船舶、車輛。如有平穩(wěn)性和低噪聲要求的航空、船舶和轎車的齒輪≤15≤25用于動力齒輪。如高速和適度功率或大功率和適度速度條件下的齒輪，冶金、礦山、石油、林業(yè)、輕工、工程機械和小型工業(yè)齒輪箱(普通減速器)有可靠性要求的齒輪＜15＜25用于其他。如讀數裝置的傳動及具有非直齒的速度傳動齒輪，印刷機械傳動齒輪——表11-39常用圓柱齒輪精度等級的應用范圍（續(xù)1）下一頁返回精度等級工作條件及應用范圍圓周速度/m·s-直齒斜齒8用于機床。如一般精度的機床齒輪＜6＜8用于車輛