德语常用典型零件设计
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表6-10
平键结合公差带
§6.3 螺纹结合的精度设计
Präzisionskonstruktion für Schraubverbindung
§6.3.1 螺纹结合的特点：
在机械制造中，螺纹联接(Befestigungszwecke) 和传动(Bewegungszwecke)的应用有很多，占有 很重要的地位。
盈量不能太大（薄壁零件，要装卸）。 内径公差带布置在零线下面（防止过盈
量过大或过小），和轴相结合时比（基 孔制的）同名配合略紧一些。
§6.1.4滚动轴承结合公差带的选用
(Anwendung für Toleranzzone)
1、公差等级选用
1）. 配合制 外圈与外壳孔的配合应采用基轴 制
内圈与轴颈的配合应采用基孔制 2）. 与滚动轴承配合的孔、轴
例(续)：
求轴承内圈与轴形成的极限配 合： Ymax=EI-es=（-10）-18=-28 Ymin=ES-ei=0-2=-2 Y平均=-15
求轴承的极限配合 xmax =EI-es =18-(-11 ) =29 Ymax =ES-ei=0-12=-12 x平均=(29-12)/2=8.5
结论：轴承内圈与轴形成过渡配 合；外圈与箱体孔形成平均间 隙，比内圈配合松一些是精确 的。 如果采用 G7或H7则更松一些。
滚动轴承的精度等级是按其外形尺 寸公差和旋转精度划分的。
外形尺寸公差 (außenformmaß)
内径、外径、宽度尺寸公差
旋转精度 (Umfangsprazisions)
内百度文库的径向跳动Kia (成套轴承) .
内圈的基准端面对内孔径向跳动Sd 内圈的端面（背面）对滚道的跳动 Sia(成套轴承)
3）轴承工作温度 4）其它（参阅表6-3、4） 速度、壳体厚度
向心轴承和外壳孔的配合选用
例：已知减速器小齿轮，旋转精度较高,内径=
φ35mm，外径= φ80mm，Cr为32000N，
Pr=3800N
试用类比法确定内外圈配合公差带代号，并计算极限配合， 解：
1、精度等级为6级向心球轴承（旋转精度较高）； 2、由给定条件内圈受循环负荷、外圈受固定负荷; 3、Pr/Cr=3800/32000=0.12 4、参考表6-3及6-5选外壳孔公差带为G7或H7,考虑小齿
外螺纹：外螺纹存在 牙型半角偏差时，必 须将外螺纹牙型沿垂 直螺纹轴线的方向下 移，从而使外螺纹的 中径减小一个数值 fα/2。
•内螺纹：内螺纹存 在牙型半角偏差时， 必须将内螺纹中径增 大一个数值fα/2，该 值称为牙型半角偏差 的中径当量。
fα/2=0. 073P[K1︱Δα1/2︱+K2︱Δα2/2︱] μm
一、根据其用途可分为三类: 普通螺纹(连接螺纹) (normale Gewinde) 传动螺纹 (Trapezgewinde) 紧密螺纹 (Installationsgewinde)
二．普通螺纹的主要几何参数 haupte geometrieparameter
基本牙型 (Grundprofil)
§6.1 滚动轴承结合的精度设计
§6.1.1 概述 (übersicht) §6.1.2 滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差
(Toleranzklass und außenformmaßtoleranz )
§6.1.3 滚动轴承结合的公差特点
(Toleranz –Eigenschaften)
0级
用于普通机床的变 速箱、汽车和拖拉机 的变速箱、普通电动 机、水泵、压缩机等 一般旋转机构中低、 中速及旋转精度要求 不高的轴承，在机械 中应用最广。
6级用于普通机床主轴的后 轴承、精密机床变速箱等转 速和旋转精度要求较高的旋 转机构。
5、4级用于精密机床的主轴 承、精密仪器仪表中使用的 主要轴承等转速和旋转精度 要求高的旋转机构。
是将原始三角形(等边三角 形)的顶部截去H/8和底部截 去H/4所形成的内、外螺纹 共有的理论牙型。
螺纹的主要几何参数
大径 D 或 d 公称直径
1、大径
(großedurchmesser)
是指与外螺纹牙顶或内螺纹 牙底相切的假想圆柱体的直 径。基本尺寸
2、小径
(kleinedurchmesser)
D 1 或 d 1是指
与内螺纹牙顶或外螺纹牙
底相切的假想圆柱体的直 径。
二．普通螺纹的主要几何参数（续）
3、中径 D 2 或 d2
(Flankendurchmesser)
槽宽和牙宽相等位置上假想圆 柱体的直径。
D2=d2=D-2X3H/8
4、螺距 P (Steigung)相邻两
牙在中径线上对应两点间的轴 向距离。
单一平面平均外径偏差 ∆ Dmp
4、2级: ∆ dmp和∆ Dmp同时, 单一内径偏差 ∆ds (限制变形) 单一外径偏差 ∆Ds
2. 内径dmp的上偏差为0
图6-2
3、滚动轴承尺寸公差特点（续）
基准制： 内圈配合基孔制，外圈基轴制。 配合性质： 应采用过盈配合（保证一起转动）；过
8、原始三角形高度 (Hähe) H 9、牙型高度 (Tragtief) h=5/8H
§6.3.2 螺纹几何参数偏差对互换性的影响：
Geometrische Parameter für einflußdes Austauschen
螺纹联接要实现其互换性,必须保证良好的旋合 性和一定的联接强度。
合成的径向负荷作用在套圈滚道的 相对摆动。
配合的选用依据（续）
2 负荷大小
(Lastgroeße) 轴承当量径向动负荷Pr
与额定径向动负荷Cr比 值： P0常.r0≤负70C.荷0r7<；CPrr为≤0轻.1负5C荷r为；正 Pr 0.15Cr为 重负荷 负荷大，配合紧一些；
有冲击负荷，配合紧一 些。
2．牙型半角误差的影响：
牙型半角偏差是指牙型
半角的实际值对公称值 对公称值的代数差，是 螺纹牙侧相对于螺纹轴 线的位置误差。
对螺纹的旋合性和联接 强度均有影响。牙型半 角误差对旋合性的影响 如图所示。
牙型半角偏差对旋合性影响示例： 可按三角AA’B正弦定理推出AA’值
2．牙型半角偏差的影响(续）：
公差带及公差等级
一般与0级和6级轴承相配合的 孔 和 轴 公 差 等 级 轴 为 IT6， 箱 体 孔 IT7 级 ， 并 随 轴 承 等 级 提 高而提高。
2. 配合的选用
(Passungsanwendung)
配合的选择方法 1）类比法 2）计算法 内圈与轴径： 材料强度：Ymax 连接强度：Ymin
L实际=nP1 L理论=nP
内螺纹 ΔPΣ
F p/2 外螺纹
螺距误差的影响（续）：
如图所示，假设内螺纹具有基本牙型， 仅与存在螺距偏差的外螺纹结合。
外螺纹N个螺距的累积误差为ΔPΣ(μm)。 内、外螺纹牙侧产生干涉而不能旋合。
为防止干涉，为使具有ΔPΣ的外螺纹旋 入理想的内螺纹,就必须使外螺纹的中径 减小一个数值 fp (μm)。
平键主要结合尺寸：b 基轴制
键与键槽的配合 (Paßfeder)：
平键的三种结合
较松连接 一般连接 较紧连接
图6-9
平键结合公差带及用途
键的 类型
尺寸B的 公差带
配合种类 键
轴槽
轮毂 槽
应用范围
较松联结
H9
D10
主要用于导向键，在轴上作 轴向移动。
平键
一般联结
h9 N9
JS9
在轴槽、上轮毂槽固定，传 递不大扭矩。
2级用于齿轮磨床、精密坐 标镗床、高精度仪器仪表等 转速和旋转精度要求很高的 旋转机构的主要轴承。
§6.1.3 滚动轴承结合的公差特点
(Toleranz –Eigenschaften)
特点：薄壁件、易变形
1. 内径(d)、外径(D)的尺寸 偏差
0、6、5级:
单一平面平均内径偏差 ∆dmp (允许变形)
配合表面的其它技术要求
1. 形状、位置公差 2. 配合表面的表面粗糙度
图6-7
§6.2 平键 (矩形花键)结合的精度设计
Präzisionskonstruktion für Federverbindung
§ 6.2.1 平键联结的精度设计
键的类型 （平键、半圆键、楔键）
Arten für Federverbindung (Feder,scheiben- Gleitfeder,Nasenkeil)
螺距误差的影响（续）：
同理，假设外螺纹具有基本牙型，与仅存在螺 距偏差的内螺纹与其结合。
设在N个螺牙的旋合长度内，内螺纹存在ΔPΣ。 为保证旋合性，就必须将内螺纹中径增大一个 数值fp。
fp就是为补偿螺距累积误差而折算到中径上的 数值，称为螺距误差的中径当量。两种情况下 的当量计算公式为：
fp =︱ΔPΣ︱Cot(α/2 ）
影响螺纹互换性的主要几何参数有五个:大径、 小径、中径、螺距和牙型半角。
产生一定的加工误差,不仅会影响螺纹的旋合性、 接触高度、配合松紧、还会影响联接的可靠性, 从而影响螺纹的互换性。
对螺纹互换性影响较大的参数是中径、螺距和 牙型半角。
1．螺距误差的影响
(Einflußdes Gewindeabweihung)
第6章 常用典型零件的精度设计
第6章 常用典型零件的精度设计
§6.1 滚动轴承结合的精度设计 (Wälzlageverbindunen)
§6.2 平键 矩形花键结合的精度设计 Feder- und Profilwelleverbindung
§6.3 螺纹结合的精度设计 (Schraubverbindungen)
外圈的径向跳动Kea (成套轴承) .
外径表面母线对基准端面的倾斜度 的变动量SD
外径表面母线对凸缘背面的倾斜度 向心球轴承分为0、6、5、4和2
的变动量SD1 外圈的端面对滚道的跳动Sea(成套 轴承) 等
共五级，其中2级最高。 和原标准G、E、D、C、B相应
2、滚动轴承精度等级的应用 (Anwendung für Toleranzklass)
配合的选用依据
1、负荷类型 (Lastart)
定向负荷 (Festlast)
合成的径向负荷始终作用在套圈滚 道的局部位置上。
旋转负荷(Umfangslast)
合成的径向负荷作用在套圈滚道的 相对旋转，并顺次作用在整个圆周 滚道上。
结论：受定向负荷应松一些，
摆动负荷(Unbestimungslast) 旋转负荷应紧一些
§6.1.4 滚动轴承结合的公差带的选用
(Anwendung für Toleranzzone)
一、§6.1.1 概述
(übersicht) 应用范围与互换性
Kugellageraufbau
§6.1.2 滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差 (Toleranzklass und außenformmaß)
轮的旋转精度要求高，最终选用J7；轴颈公差带k6； 4、根据6级向心球轴承，查表6-1确定内外圈平均直径上
下偏差分别为：0、-10和0，-11； 5、查表2-2和表2-5，表2-6 确定轴径 IT6=16，k=+2，则 ei=2， es=18；
确定壳体孔 IT7=30 J=18， 则ES=18，EI=-12；
螺距误差可分为： •单个螺距误差：是指单个螺距的实际值与其基本值
之代数差。
•螺距累积误差：是指在规定的螺纹长度内，任意两
同名牙侧与中径线交点间的实际轴向距离与其基本值的
最大差值，它与旋合长度有关。
fp =︱ΔPΣ︱Cot(α/2 ） α/2=30时 =1.732 ︱ΔPΣ︱
工具显微镜
螺距累积偏差对旋合性的影响示例（退）：
较紧联结
P9 P9 传递重载、冲击及双向载荷
其它技术要求
(technische Anforderung)：
形位公差：
对称度 7~9级
L/b≥8时，
加选平行度b≤6mm 时，平行度公差等级 取7级
b≥836mm时，平行 度公差等级取6级
b≥40mm时，平行 度公差等级取5级。
粗糙度： 配合表面的Ra值一般取1.6 6.3 非配合表面Ra值取6.312.5
5、牙型半角 α/2=30°
是指在螺纹牙型上牙侧与螺 纹轴线的垂直线间的夹角
6、单一中径、实际中径
单一中径是指一个假想 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 半地方的直径。
7、旋合长度 l (Einschraublange)
螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时螺旋 面接触部分的轴向长度。
平键结合公差带
§6.3 螺纹结合的精度设计
Präzisionskonstruktion für Schraubverbindung
§6.3.1 螺纹结合的特点：
在机械制造中，螺纹联接(Befestigungszwecke) 和传动(Bewegungszwecke)的应用有很多，占有 很重要的地位。
盈量不能太大（薄壁零件，要装卸）。 内径公差带布置在零线下面（防止过盈
量过大或过小），和轴相结合时比（基 孔制的）同名配合略紧一些。
§6.1.4滚动轴承结合公差带的选用
(Anwendung für Toleranzzone)
1、公差等级选用
1）. 配合制 外圈与外壳孔的配合应采用基轴 制
内圈与轴颈的配合应采用基孔制 2）. 与滚动轴承配合的孔、轴
例(续)：
求轴承内圈与轴形成的极限配 合： Ymax=EI-es=（-10）-18=-28 Ymin=ES-ei=0-2=-2 Y平均=-15
求轴承的极限配合 xmax =EI-es =18-(-11 ) =29 Ymax =ES-ei=0-12=-12 x平均=(29-12)/2=8.5
结论：轴承内圈与轴形成过渡配 合；外圈与箱体孔形成平均间 隙，比内圈配合松一些是精确 的。 如果采用 G7或H7则更松一些。
滚动轴承的精度等级是按其外形尺 寸公差和旋转精度划分的。
外形尺寸公差 (außenformmaß)
内径、外径、宽度尺寸公差
旋转精度 (Umfangsprazisions)
内百度文库的径向跳动Kia (成套轴承) .
内圈的基准端面对内孔径向跳动Sd 内圈的端面（背面）对滚道的跳动 Sia(成套轴承)
3）轴承工作温度 4）其它（参阅表6-3、4） 速度、壳体厚度
向心轴承和外壳孔的配合选用
例：已知减速器小齿轮，旋转精度较高,内径=
φ35mm，外径= φ80mm，Cr为32000N，
Pr=3800N
试用类比法确定内外圈配合公差带代号，并计算极限配合， 解：
1、精度等级为6级向心球轴承（旋转精度较高）； 2、由给定条件内圈受循环负荷、外圈受固定负荷; 3、Pr/Cr=3800/32000=0.12 4、参考表6-3及6-5选外壳孔公差带为G7或H7,考虑小齿
外螺纹：外螺纹存在 牙型半角偏差时，必 须将外螺纹牙型沿垂 直螺纹轴线的方向下 移，从而使外螺纹的 中径减小一个数值 fα/2。
•内螺纹：内螺纹存 在牙型半角偏差时， 必须将内螺纹中径增 大一个数值fα/2，该 值称为牙型半角偏差 的中径当量。
fα/2=0. 073P[K1︱Δα1/2︱+K2︱Δα2/2︱] μm
一、根据其用途可分为三类: 普通螺纹(连接螺纹) (normale Gewinde) 传动螺纹 (Trapezgewinde) 紧密螺纹 (Installationsgewinde)
二．普通螺纹的主要几何参数 haupte geometrieparameter
基本牙型 (Grundprofil)
§6.1 滚动轴承结合的精度设计
§6.1.1 概述 (übersicht) §6.1.2 滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差
(Toleranzklass und außenformmaßtoleranz )
§6.1.3 滚动轴承结合的公差特点
(Toleranz –Eigenschaften)
0级
用于普通机床的变 速箱、汽车和拖拉机 的变速箱、普通电动 机、水泵、压缩机等 一般旋转机构中低、 中速及旋转精度要求 不高的轴承，在机械 中应用最广。
6级用于普通机床主轴的后 轴承、精密机床变速箱等转 速和旋转精度要求较高的旋 转机构。
5、4级用于精密机床的主轴 承、精密仪器仪表中使用的 主要轴承等转速和旋转精度 要求高的旋转机构。
是将原始三角形(等边三角 形)的顶部截去H/8和底部截 去H/4所形成的内、外螺纹 共有的理论牙型。
螺纹的主要几何参数
大径 D 或 d 公称直径
1、大径
(großedurchmesser)
是指与外螺纹牙顶或内螺纹 牙底相切的假想圆柱体的直 径。基本尺寸
2、小径
(kleinedurchmesser)
D 1 或 d 1是指
与内螺纹牙顶或外螺纹牙
底相切的假想圆柱体的直 径。
二．普通螺纹的主要几何参数（续）
3、中径 D 2 或 d2
(Flankendurchmesser)
槽宽和牙宽相等位置上假想圆 柱体的直径。
D2=d2=D-2X3H/8
4、螺距 P (Steigung)相邻两
牙在中径线上对应两点间的轴 向距离。
单一平面平均外径偏差 ∆ Dmp
4、2级: ∆ dmp和∆ Dmp同时, 单一内径偏差 ∆ds (限制变形) 单一外径偏差 ∆Ds
2. 内径dmp的上偏差为0
图6-2
3、滚动轴承尺寸公差特点（续）
基准制： 内圈配合基孔制，外圈基轴制。 配合性质： 应采用过盈配合（保证一起转动）；过
8、原始三角形高度 (Hähe) H 9、牙型高度 (Tragtief) h=5/8H
§6.3.2 螺纹几何参数偏差对互换性的影响：
Geometrische Parameter für einflußdes Austauschen
螺纹联接要实现其互换性,必须保证良好的旋合 性和一定的联接强度。
合成的径向负荷作用在套圈滚道的 相对摆动。
配合的选用依据（续）
2 负荷大小
(Lastgroeße) 轴承当量径向动负荷Pr
与额定径向动负荷Cr比 值： P0常.r0≤负70C.荷0r7<；CPrr为≤0轻.1负5C荷r为；正 Pr 0.15Cr为 重负荷 负荷大，配合紧一些；
有冲击负荷，配合紧一 些。
2．牙型半角误差的影响：
牙型半角偏差是指牙型
半角的实际值对公称值 对公称值的代数差，是 螺纹牙侧相对于螺纹轴 线的位置误差。
对螺纹的旋合性和联接 强度均有影响。牙型半 角误差对旋合性的影响 如图所示。
牙型半角偏差对旋合性影响示例： 可按三角AA’B正弦定理推出AA’值
2．牙型半角偏差的影响(续）：
公差带及公差等级
一般与0级和6级轴承相配合的 孔 和 轴 公 差 等 级 轴 为 IT6， 箱 体 孔 IT7 级 ， 并 随 轴 承 等 级 提 高而提高。
2. 配合的选用
(Passungsanwendung)
配合的选择方法 1）类比法 2）计算法 内圈与轴径： 材料强度：Ymax 连接强度：Ymin
L实际=nP1 L理论=nP
内螺纹 ΔPΣ
F p/2 外螺纹
螺距误差的影响（续）：
如图所示，假设内螺纹具有基本牙型， 仅与存在螺距偏差的外螺纹结合。
外螺纹N个螺距的累积误差为ΔPΣ(μm)。 内、外螺纹牙侧产生干涉而不能旋合。
为防止干涉，为使具有ΔPΣ的外螺纹旋 入理想的内螺纹,就必须使外螺纹的中径 减小一个数值 fp (μm)。
平键主要结合尺寸：b 基轴制
键与键槽的配合 (Paßfeder)：
平键的三种结合
较松连接 一般连接 较紧连接
图6-9
平键结合公差带及用途
键的 类型
尺寸B的 公差带
配合种类 键
轴槽
轮毂 槽
应用范围
较松联结
H9
D10
主要用于导向键，在轴上作 轴向移动。
平键
一般联结
h9 N9
JS9
在轴槽、上轮毂槽固定，传 递不大扭矩。
2级用于齿轮磨床、精密坐 标镗床、高精度仪器仪表等 转速和旋转精度要求很高的 旋转机构的主要轴承。
§6.1.3 滚动轴承结合的公差特点
(Toleranz –Eigenschaften)
特点：薄壁件、易变形
1. 内径(d)、外径(D)的尺寸 偏差
0、6、5级:
单一平面平均内径偏差 ∆dmp (允许变形)
配合表面的其它技术要求
1. 形状、位置公差 2. 配合表面的表面粗糙度
图6-7
§6.2 平键 (矩形花键)结合的精度设计
Präzisionskonstruktion für Federverbindung
§ 6.2.1 平键联结的精度设计
键的类型 （平键、半圆键、楔键）
Arten für Federverbindung (Feder,scheiben- Gleitfeder,Nasenkeil)
螺距误差的影响（续）：
同理，假设外螺纹具有基本牙型，与仅存在螺 距偏差的内螺纹与其结合。
设在N个螺牙的旋合长度内，内螺纹存在ΔPΣ。 为保证旋合性，就必须将内螺纹中径增大一个 数值fp。
fp就是为补偿螺距累积误差而折算到中径上的 数值，称为螺距误差的中径当量。两种情况下 的当量计算公式为：
fp =︱ΔPΣ︱Cot(α/2 ）
影响螺纹互换性的主要几何参数有五个:大径、 小径、中径、螺距和牙型半角。
产生一定的加工误差,不仅会影响螺纹的旋合性、 接触高度、配合松紧、还会影响联接的可靠性, 从而影响螺纹的互换性。
对螺纹互换性影响较大的参数是中径、螺距和 牙型半角。
1．螺距误差的影响
(Einflußdes Gewindeabweihung)
第6章 常用典型零件的精度设计
第6章 常用典型零件的精度设计
§6.1 滚动轴承结合的精度设计 (Wälzlageverbindunen)
§6.2 平键 矩形花键结合的精度设计 Feder- und Profilwelleverbindung
§6.3 螺纹结合的精度设计 (Schraubverbindungen)
外圈的径向跳动Kea (成套轴承) .
外径表面母线对基准端面的倾斜度 的变动量SD
外径表面母线对凸缘背面的倾斜度 向心球轴承分为0、6、5、4和2
的变动量SD1 外圈的端面对滚道的跳动Sea(成套 轴承) 等
共五级，其中2级最高。 和原标准G、E、D、C、B相应
2、滚动轴承精度等级的应用 (Anwendung für Toleranzklass)
配合的选用依据
1、负荷类型 (Lastart)
定向负荷 (Festlast)
合成的径向负荷始终作用在套圈滚 道的局部位置上。
旋转负荷(Umfangslast)
合成的径向负荷作用在套圈滚道的 相对旋转，并顺次作用在整个圆周 滚道上。
结论：受定向负荷应松一些，
摆动负荷(Unbestimungslast) 旋转负荷应紧一些
§6.1.4 滚动轴承结合的公差带的选用
(Anwendung für Toleranzzone)
一、§6.1.1 概述
(übersicht) 应用范围与互换性
Kugellageraufbau
§6.1.2 滚动轴承的精度等级及外形尺寸公差 (Toleranzklass und außenformmaß)
轮的旋转精度要求高，最终选用J7；轴颈公差带k6； 4、根据6级向心球轴承，查表6-1确定内外圈平均直径上
下偏差分别为：0、-10和0，-11； 5、查表2-2和表2-5，表2-6 确定轴径 IT6=16，k=+2，则 ei=2， es=18；
确定壳体孔 IT7=30 J=18， 则ES=18，EI=-12；
螺距误差可分为： •单个螺距误差：是指单个螺距的实际值与其基本值
之代数差。
•螺距累积误差：是指在规定的螺纹长度内，任意两
同名牙侧与中径线交点间的实际轴向距离与其基本值的
最大差值，它与旋合长度有关。
fp =︱ΔPΣ︱Cot(α/2 ） α/2=30时 =1.732 ︱ΔPΣ︱
工具显微镜
螺距累积偏差对旋合性的影响示例（退）：
较紧联结
P9 P9 传递重载、冲击及双向载荷
其它技术要求
(technische Anforderung)：
形位公差：
对称度 7~9级
L/b≥8时，
加选平行度b≤6mm 时，平行度公差等级 取7级
b≥836mm时，平行 度公差等级取6级
b≥40mm时，平行 度公差等级取5级。
粗糙度： 配合表面的Ra值一般取1.6 6.3 非配合表面Ra值取6.312.5
5、牙型半角 α/2=30°
是指在螺纹牙型上牙侧与螺 纹轴线的垂直线间的夹角
6、单一中径、实际中径
单一中径是指一个假想 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 半地方的直径。
7、旋合长度 l (Einschraublange)
螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时螺旋 面接触部分的轴向长度。