Skill: yongjie666888/mech-design-query (version 1.2.0)

--- name: mech-design-query description: 机械设计规范查询助手 | 查询机械设计常用标准、公差配合、表面粗糙度、材料选用规范，附电机应用场景，含完整速查表和公式 version: 1.2.0 tags: [mechanical-design, tolerance, surface-roughness, gb-standard, material-selection, bearing, key, machinery] category: engineering-documents --- # 机械设计规范查询助手 v1.2 快速查询机械设计中的标准规范、公差配合、表面粗糙度、材料选用、轴承选用、键连接等设计参数。针对电机/机械行业，含完整速查表和计算公式。 ## v1.2 新增 - 轴承选用完整速查表 - 键/花键标准速查 - 螺纹紧固件扭矩表 - 电机结构常用尺寸速查 --- ## 一、公差配合速查（GB/T 1800/1801） ### 常用公差等级选用原则 | 公差等级 | IT5 | IT6 | IT7 | IT8 | IT9 | IT10 | |---------|-----|-----|-----|-----|-----|-----| | 选用场景 | 精密机床主轴 | 重要齿轮孔/轴 | 一般齿轮孔/轴 | 非配合尺寸 | 辅助尺寸 | 粗加工 | | 电机应用 | 轴承档 | 轴承室 | 端盖止口 | 止口深度 | 穿孔 | 非配合面 | ### 轴公差带速查表（常用） | 基本偏差 | 符号 | 应用场景 | 配合性质 | |---------|------|---------|---------| | h5 | h | 精密定位 | 间隙极小 | | h6 | h | 精密配合 | 间隙小 | | g6 | g | 滑动配合 | 有间隙 | | f7 | f | 转动配合 | 有间隙润滑好 | | k6 | k | 过渡配合 | 可能过盈 | | m6 | m | 过渡/过盈 | 较紧过渡 | | n6 | n | 过盈配合 | 过盈连接 | | p6 | p | 过盈配合 | 压入配合 | ### 电机典型配合速查 | 配合部位 | 推荐配合 | 公差等级 | 说明 | |---------|---------|---------|------| | 轴承档（轴） | k5 / k6 | IT5~IT6 | 轴承与轴，过盈配合 | | 轴承室（孔） | H6 / H7 | IT6~IT7 | 轴承室与轴承外圈 | | 轴承盖止口 | f7 | IT7 | 间隙配合，便于拆装 | | 端盖止口（孔） | H7 / H8 | IT7~IT8 | 定位用 | | 机座止口（轴） | h6 | IT6 | 精密定位 | | 键槽宽（轴/毂） | D10 / JS9 / P9 | IT9 | 按键规格查表 | | 密封档（轴） | f7 / g6 | IT6~IT7 | 油封配合 | ### 形位公差速查 | 形位公差项目 | 符号 | 电机典型应用 | 推荐等级 | |-------------|------|-------------|---------| | 圆度 | ○ | 轴承档、轴伸 | 0.005~0.015mm | | 圆柱度 | ⌥ | 轴承室 | 0.01~0.03mm | | 圆跳动 | ↗ | 轴承档（径向） | 0.01~0.03mm | | 全跳动 | ↗ | 端面跳动 | 0.02~0.05mm | | 垂直度 | ⊥ | 端面对轴线 | 0.02~0.05mm | | 平行度 | ∥ | 定子铁芯端面 | 0.05~0.1mm | | 同轴度 | ◎ | 转子轴 | 0.01~0.03mm | --- ## 二、表面粗糙度速查（GB/T 1031 / ISO 25178） ### 粗糙度等级与Ra值对照 | Ra (μm) | Rz (μm) | 应用场景 | 电机应用 | |---------|---------|---------|---------| | 0.012 | 0.05 | 镜面、精密测量面 | — | | 0.025 | 0.1 | 光学镜片 | — | | 0.05 | 0.2 | 气浮轴承面 | — | | 0.1 | 0.4 | 液压缸、精密导轨 | — | | 0.2 | 0.8 | 轴承档（配合面） | 轴承档 | | 0.4 | 1.6 | 密封档 | 油封档、光轴 | | 0.8 | 3.2 | 一般传动轴档 | 轴伸、法兰面 | | 1.6 | 6.3 | 止口、端盖 | 止口、端盖 | | 3.2 | 12.5 | 一般加工面 | 非配合面、铸造面留量 | | 6.3 | 25 | 粗加工面 | 粗加工基准 | | 12.5 | 50 | 铸锻件毛坯面 | 铸造毛坯 | | 25 | 100 | 毛坯面 | 热轧表面 | ### 电机典型粗糙度要求 | 部位 | Ra (μm) | 备注 | |------|---------|------| | 轴承档 | 0.2~0.4 | 磨削或精车 | | 轴承室 | 0.8~1.6 | 精车或镗削 | | 油封档 | 0.4~0.8 | 光轴精车 | | 止口 | 1.6~3.2 | 精车 | | 法兰端面 | 1.6~3.2 | 精车 | | 键槽侧面 | 1.6~3.2 | 插键槽或刨 | | 铸件内腔 | 6.3~12.5 | 铸造表面 | | 轴伸台阶面 | 1.6~3.2 | 精车 | --- ## 三、键连接速查（GB/T 1095/1096） ### 平键截面尺寸（摘自GB/T 1095） | 轴径 d | 键宽 b | 键高 h | 键槽深 t | 槽深 t1 | |--------|--------|--------|---------|---------| | >10~12 | 4 | 4 | 2.5 | 1.5 | | >12~17 | 5 | 5 | 3 | 2 | | >17~22 | 6 | 6 | 3.5 | 2.5 | | >22~30 | 8 | 7 | 4 | 3 | | >30~38 | 10 | 8 | 5 | 3 | | >38~44 | 12 | 8 | 5 | 3 | | >44~50 | 14 | 9 | 5.5 | 3.5 | | >50~58 | 16 | 10 | 6 | 4 | | >58~65 | 18 | 11 | 7 | 4.5 | | >65~75 | 20 | 12 | 7.5 | 4.5 | | >75~85 | 22 | 14 | 9 | 5.5 | ### 键槽公差 | 项目 | 轴槽宽 | 毂槽宽 | |------|--------|--------| | 公差带 | H9 | D10 | | 极限偏差（b=10） | +0.036/0 | +0.098/+0.040 | | 极限偏差（b=14） | +0.043/0 | +0.120/+0.050 | | 极限偏差（b=18） | +0.043/0 | +0.120/+0.050 | ### 普通平键选用速查 ``` 选用原则：键宽b ≈ d/4，键高h ≈ 0.7d 强度校核：σ = 2T / (b·h·l) ≤ [σ] T — 传递扭矩（N·mm） l — 键工作长度（mm），A型l=L-b，B型l=L [σ] — 许用挤压应力（ MPa）： 静连接（钢）：[σ]=120~150 静连接（铸铁）：[σ]=70~80 动连接： [σ]=30~50 示例：轴径d=40mm，传递扭矩T=500N·m 选用：b=12mm，h=8mm（查表） 工作长度l=50mm（假设） σ = 2×500000 / (12×8×50) = 208MPa [σ]=120MPa（钢静连接）→ 强度不足，需加长键或加双键 ``` --- ## 四、轴承选用速查 ### 电机常用轴承类型 | 轴承类型 | 代号 | 适用场景 | 转速 | 承载能力 | 电机应用 | |---------|------|---------|------|---------|---------| | 深沟球轴承 | 6000 | 径向载荷为主 | 高 | 中 | 小型电机轴伸端 | | 角接触球轴承 | 7000 | 径向+轴向 | 高 | 中 | 高速电机 | | 圆柱滚子轴承 | N | 径向载荷为主 | 高 | 高 | 电机非轴伸端 | | 圆锥滚子轴承 | 30000 | 径向+轴向 | 中 | 高 | 大型电机 | | 推力球轴承 | 51000 | 纯轴向 | 低 | 中 | 立式电机 | ### 轴承代号解读（GB/T 272） ``` 例：6205 - 2Z ││││ │ ││││ └── 后缀：防尘盖/密封类型 │││└──── 宽度系列代号（0=正常，2=窄，3=宽） ││└──── 直径系列代号（2=轻，3=中，4=重） │└───── 类型代号（0=向心球，N=圆柱滚子） └─────── 轴承内径代号（05=25mm，规则：代号×5） 规则补充： - 代号×5：内径10mm以上 - 固定内径：内径代号直接表示 mm（如6305，内径05×5=25mm） - 内径<10mm：直接标数值（如625，内径5mm） ``` ### 轴承配合速查 | 轴承类型 | 轴配合（公差） | 轴承室配合（公差） | |---------|--------------|-----------------| | 深沟球6000 | k5/k6 | H6/H7 | | 圆柱滚子N | k5/k6 | H7 | | 角接触球7000 | k5/k6 | H7 | ### 轴承游隙速查 | 游隙等级 | C3 | CN | C4 | |---------|-----|-----|-----| | 游隙量 | 大于CN | 正常 | 大于C4 | | 适用 | 温升大/配合紧 | 一般用途 | 精密/高温 | | 电机选用 | 大型电机 | 一般电机 | 高精度电机 | --- ## 五、螺纹紧固件扭矩速查（参考值） ### 常用螺纹扭矩表（螺栓强度8.8级，μ=0.12） | 螺纹规格 | 扭矩（N·m） | |---------|------------| | M4 | 2.8~3.5 | | M5 | 5.5~7.0 | | M6 | 9.5~12 | | M8 | 23~29 | | M10 | 45~57 | | M12 | 78~98 | | M14 | 123~155 | | M16 | 190~240 | | M18 | 275~345 | | M20 | 385~480 | ### 强度等级对照 | 等级 | 抗拉强度 σb (MPa) | 屈服强度 σs (MPa) | |------|-----------------|-----------------| | 4.8 | 400 | 320 | | 8.8 | 800 | 640 | | 10.9 | 1000 | 900 | | 12.9 | 1200 | 1080 | --- ## 六、电机结构常用尺寸速查 ### 机座与端盖配合尺寸（参考） | 机座号 | 中心高 H (mm) | 轴承室直径 D (mm) | 止口直径 d (mm) | |-------|-------------|-----------------|----------------| | 63 | 63 | 42/30 | 95 | | 71 | 71 | 47/35 | 110 | | 80 | 80 | 52/40 | 130 | | 90 | 90 | 62/50 | 145 | | 100 | 100 | 72/60 | 165 | | 112 | 112 | 82/70 | 185 | | 132 | 132 | 95/80 | 215 | | 160 | 160 | 110/95 | 265 | ### 轴伸尺寸速查（GB/T 756） | 轴径 d (mm) | 伸出长度 L (mm) | 键宽 b | 键槽深 t | |------------|---------------|--------|---------| | 14 | 30 | 5 | 2.5 | | 16 | 40 | 5 | 3 | | 19 | 40 | 6 | 3 | | 24 | 50 | 8 | 3.5 | | 28 | 60 | 8 | 4 | | 32 | 80 | 10 | 3.5 | | 38 | 80 | 10 | 4 | | 42 | 110 | 12 | 5 | | 48 | 110 | 14 | 5.5 | | 55 | 110 | 16 | 6 | --- ## 七、材料选用速查 ### 电机常用金属材料 | 材料 | 牌号 | 电机应用 | 主要特点 | |------|------|---------|---------| | 硅钢片 | 50WW270 | 定子/转子铁芯 | 低铁损、高磁导率 | | 硅钢片 | 35WW250 | 高速电机铁芯 | 更高频低损 | | 铝合金 | 6061-T6 | 壳体、端盖 | 轻量化、易加工 | | 铝合金 | A356 | 压铸壳体 | 铸造性能好 | | 碳钢 | 45# | 轴、法兰 | 强度高、成本低 | | 合金钢 | 40Cr | 高强度轴 | 调质处理后使用 | | 不锈钢 | 304 | 防腐壳体 | 耐腐蚀 | | 黄铜 | H62 | 导电件 | 导电性好 | ### 非金属材料 | 材料 | 牌号 | 电机应用 | |------|------|---------| | 绝缘纸 | NMN | 槽绝缘、层间绝缘 | | 绝缘套管 | SSVT | 引出线绝缘 | | 环氧板 | 3240 | 槽楔、绝缘垫片 | | 硅橡胶 | — | 密封圈 | | 聚四氟乙烯 | PTFE | 耐磨垫片 | --- ## 使用示例 ``` 用户：轴承档直径30mm，选用深沟球轴承，请给出具体公差值 助手： - 轴承型号建议：6206（内径30mm） - 轴公差：k5 或 k6 - 轴承室公差：H6 或 H7 - 粗糙度：Ra 0.2~0.4μm - 形位公差：圆度 ≤0.005mm 用户：轴径25mm，键连接传递扭矩400N·m，应该选什么键？ 助手： - 查表：轴径25mm → b×h = 8×7 - 强度校核：σ = 2T/(b·h·l) 假设键长60mm：σ = 2×400000/(8×7×60) = 238MPa [σ]=120MPa → 强度不足 - 建议：改用双键（180°布置），或选b×h=10×8的键 用户：直径20mm的轴，密封用油封，应该选什么粗糙度？ 助手： - 油封档 Ra = 0.4~0.8μm（推荐0.4μm） - 形位公差：圆跳动 ≤0.01mm - 建议：精车+抛光 ``` --- ## 注意事项 - 以上速查表为常用参考值，具体设计需根据工况校核 - 形位公差等级应根据功能要求选择，不过度要求高精度 - 轴承配合过紧会导致游隙减小、温升升高 - 键连接强度不足时，可考虑花键连接或胀紧连接


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