互换性与测量技术第六讲.ppt

公差与配合的选择 第3章光滑圆柱的公差与配合 本章要点 基本术语及定义 尺寸的公差与配合 尺寸的检测 第3章光滑圆柱的公差与配合 二 公差等级的选择选择公差等级时 要正确处理使用要求 制造工艺和成本之间的关系 因此选择公差等级的基本原则是 在满足使用要求的前提下 尽量选取低的公差等级 设计时 可参阅表3 7和表3 8 用类比法选择公差等级时 还应考虑以下问题 1 应考虑孔和轴的工艺等价性 孔和轴的工艺等价性即孔和轴加工难易程度应相同 一般地说 孔的公差等级低于8级时 孔和轴的公差等级应相同 孔的公差等级高于8级时 轴应比孔高一级 孔的公差等级等于8级时 两者均可 这样 可保证孔和轴的工艺等价性 如Hg d9 H8 f7 H8 n8 H7 p6 2 要注意相关件和相配件的精度 例如 齿轮孔与轴的配合取决于相关件齿轮的精度等级 可参阅有关齿轮的国家标准 3 必须考虑加工成本 如图3 16所示的轴颈与轴套的配合 按工艺等价原则 轴套应选7级公差 加工成本较高 但考虑到它们在径向只要求自由装配 为大的间隙配合 此处选择了9级公差 有效地降低了成本 配合的选择 实质上是对间隙和过盈的选择 其原则是 拆装频率较高 定心精度要求较低 间隙较大 传递扭矩较大 过盈量较大 三 配合的选择 间隙配合 主要用于相互配合的孔和轴有相对运动或需要经常拆装的场合 过渡配合 过渡配合的定位精度比间隙配合的定位精度高 拆装又比过盈配合方便 因此 过渡配合广泛应用于有对中性要求 靠紧固件传递扭矩又经常拆装的场合 如齿轮孔和轴靠平键联结时的配合 如此时偏重于定位精度要求 则应选择偏紧的过渡配合 即基本偏差为m n P的配合 如未说明 均以基孔制为例 如此时偏重于拆装的方便性 则应选择偏松的过渡配合 即基本偏差为is k的配合 过盈配合 主要用于传递扭矩和实现牢固结合 通常不需要拆卸 基本偏差为P或r的公差带与基准孔组成过盈定位配合 能以最好的定位精度达到部件的刚性及对中要求 用于定位精度特别重要的场合 需要传递扭矩时 必须加紧固件 如图3 18所示卷扬机的绳轮与齿轮的结合 采用过盈定位配合H7 p6 保证绳轮与齿轮组成部件的刚性与对中性要求 通过键传递扭矩 四 其他问题工作温度 装配变形 生产批量也是必须考虑的问题 此外 还应尽量采用优先与常用配合 例5 机械式过载保护装置公差配合选用分析 见图3 21 选用分析 1 配合制的选择 大多数情况应该优先选择基孔制 但安全销与衬套孔的配合因为两处松紧不一样 考虑到加工以及安装 拆卸方便 可以选用基轴制 2 公差等级的选择 齿轮与传动套 传动套与轴为重要配合尺寸 以7 6级为宜 传动套与衬套 齿轮与衬套为较为重要的配合尺寸 以8 7级为宜 安全销与衬套孔主要起连接紧固作用 可以选用8 8级精度 3 配合的选择 齿轮与传动套有相对运动 并且有运动精度要求 选择小间隙配合 查看优先与常用配合 选择H7 h6 传动套与轴靠平键连接传递载荷 不需要选择中等压入配合或压入配合 太紧 考虑到定心要求 可以选择小过盈或紧过渡配合 如H7 n6 H7 p6 优先配合 传动套与衬套 齿轮与衬套为典型的过盈定位配合 代号为H8 p7或H8 r7 常用配合 安全销与衬套孔 右 考虑安装方便 可以选小间隙配合 再考虑衬套孔的装配变形 间隙可以适当增大一点 如F8 h8 安全销与衬套孔 左 考虑定位及拆装要求 应该选择紧过渡配合 再考虑衬套孔的装配变形 最后选择M8 h8 3 3 2计算法当配合要求非常明确时 可采用计算法来确定配合代号 下面以例题来说明此方法 例6 有一基孔制的孔 轴配合 基本尺寸D 25 最大间隙不得超过0 074 最小间隙不得小于0 04 试确定其配合代号 解 Tf Xmax一Xmin 0 074 0 040 0 034为了满足使用要求 必须使Tf Th Ts 查表3一1可知 IT6 0 013 IT7 0 021 考虑到工艺等价原则 孔应选用7级公差Th 0 021 轴应选用6级公差Ts 0 013 又因为基孔制配合 所以EI 0 ES EI Th 0 021 的公差带代号为H7 由Xmin EI一es 0 040可知es EI Xmin 0 040 对照表3 2可知 基本偏差代号为e的轴可以满足要求 所以轴的公差代号为e6 其下偏差ei 0 053 所以 满足要求的配合代号为 25H7 e6 3 4尺寸的检测 3 4 1概述由于被测零件的形状 大小 精度要求和使用场合不同 采用的计量器具也不同 对于大批量生产的车间 为提高检测效率 多采用量规来检验 详见第6章 对于单件或小批量生产 则常采用通用计量器具来测量 本节只介绍后一种方法 3 4 2验收极限与计量器具的选择原则 一 验收极限与安全裕度国家标准规定的验收原则是 所有验收方法应只接受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 为了保证这一验收原则的实现 保证零件达到互换性要求 将误收减至最小 规定了验收极限 验收极限 是指检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界线 国家标准规定 验收极限可以按照下列两种方法之一确定 方法一验收极限是从图样上规定的最大极限尺寸和最小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 如图3 22所示 上验收极限 最大极限尺寸一A下验收极限 最小极限尺寸 A安全裕度A由工件公差T确定 A的数值取工件公差的1 10 其数值见表3 9 由于验收极限向工件的公差带之内移动 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 生产公差 方法二验收极限等于图样上规定的最大极限尺寸和最小极限尺寸 即A值等于零 具体选择哪一种方法 要结合工件尺寸功能要求及其重要程度 尺寸公差等级 测量不确定度和工艺能力等因素综合考虑 具体原则是 1 对符合包容要求的尺寸 公差等级高的尺寸 其验收极限按方法一确定 2 对工艺能力指数Cp 1时 其验收极限可以按方法二确定 但对要求符合包容要求的尺寸 其轴的最大极限尺寸和孔的最小极限尺寸仍要按方法一确定 工艺能力指数Cp值是工件公差值T与加工设备工艺能力c 之比值 c为常数 工件尺寸遵循正态分布时 c 6 为加工设备的标准偏差 Cp T 6 3 对偏态分布的尺寸 尺寸偏向的一边应按方法一确定 4 对非配合和一般的尺寸 其验收极限按方法二确定 二 计量器具的选择原则计量器具的选择主要取决于计量器具的技术指标和经济指标 为了保证测量的可靠性和量值的统一 国家标准规定 按照计量器具的测量不确定度允许值U1选择计量器具 U1值见表3 9 其值大小分为1 档 分别约为工件公差的1 10 1 6 1 4 对于IT6 ITll U1值分为为I 档 对于ITl2 ITl8 U1值分为为为I 档 一般情况下 优先选用I档 其次是 档 表3 10 表3 12给出了在车间条件下常用的千分尺 游标卡尺 比较仪和指示表的不确定度 在选择计量器具时 所选用的计量器具的不确定度应小于或等于计量器具不确定度的允许值 例7 被检验工件为 42h9 试确定验收极限 并选择适当的计量器具 解 因为此工件遵守包容要求 故应按方法一确定验收极限 由表3 9查得安全裕度A 0 0062 则可得