尺寸的极限与圆柱结合的互换性(3).ppt

1 第七节尺寸公差与配合的选用 一 零件结合的类型及使用要求 按照不同的使用要求 将零件的结合划分为三种类型 1 活动结合主要用于具有相对转动和移动的机构中 2 固定结合主要用于将整体分为两部分 装配后一般不拆卸的旋转件 3 可拆结合主要用于保证较高的同轴度和定期拆卸的机构 2 由于零件结合的类型不同 对它们的使用要求也不尽相同 1 要求活动结合的零件间必须保证运动准确 在一定转速下维持正常的工作 零件必须具有适当的间隙 2 要求固定结合的零件 传递一定转矩或轴向力时 零件必须具有足够的过盈 3 要求可拆结合的零件 保证定心精度 易于装拆和工作时无相对运动 零件应具有较小的间隙或过盈 3 二 基准制的选用 1 一般情况下应优先选用基孔制2 特殊情况下选用基轴制 H h 1 采用冷拉钢材直接作轴 2 直径小的光轧钢丝作轴 常常应用在农业 纺织机械中 常常应用在仪器仪表中 4 3 结构上的需要 常常应用于一轴与多孔配合 且配合性质要求不同的情况 如图所示 5 3 与标准零部件配合 基准件的选用由配合的标准件决定 滚动轴承 轴 外壳孔 轴承盖 6 4 非基准制配合的采用为满足特殊配合要求 可采用任一孔 轴公差带组成配合 任一孔 轴公差带组成的配合 7 二 公差等级的选用 1 选用原则 在充分满足使用条件下 考虑工艺的可能性 应尽量选用精度较低的公差等级 8 2 选用方法 根据具体情况 参照已被实践证明合理的实例来选用 利用类比法 表2 10各种加工方法可能达到的标准公差等 类比法 计算查表法 1 类比法 应有一定的实践经验和 参考有关的资料 例如表2 9标准公差等级的应用范围 9 例如 表2 9标准公差等级的应用范围 2 9 10 表2 10 表2 10各种加工方法可能达到的标准公差等 11 类比法应考虑以下几点 1 非配合表面比配合表面的公差等级低 2 考虑配合性质 3 相配零件或部件精度要匹配 4 遵守工艺等价原则 5 在满足配合要求的前提下 孔 轴的公差等级可以任意组合 不受工艺等价原则的限制 类比法示例 12 2 计算查表法 需要掌握 根据使用要求确定的极限间隙或过盈 Tf 查表1 1 孔和轴的公差等级 Xmax Xmin Ymin Yman Xmax Yman TD Td 为了孔 轴工艺等价 轴的公差等级比孔的公差等级高一级 下面举例说明 13 例2 10已知D d 95 要求Xmax 55 m Xmin 10 m 确定孔 轴公差等级 解 Tf Xmax Xmin 45 m 根据Tf 45 m TD Td和D d 95查表3 2 得 IT5 15 m IT7 35 m IT6 22 m 14 如果孔 轴都选6级 则Tf 44 45 m 虽然符合上述公式要求 但不符合此时孔必须比轴低一级的标准要求 考虑工艺等价 因此 孔选6级 轴选5级 即Tf 15 22 37 45 m 符合D d 95 Xmax 55 m Xmin 10 m要求的是TD IT6 Td IT5 15 配合的选择就是根据所选部位松紧程度的要求 确定非基准件的基本偏差代号 尽可能地选用优先配合 其次考虑常用配合 然后是一般配合 1 一般 常用 优先公差带的配合 P23 24 三 配合的选用 16 2 配合选择的步骤 配合类别的选择 配合种类的选择 配合类别 17 a h 间隙配合 es a b c 大间隙热动配合d e f 用于转动配合g h 滑动配合js n 过渡配合 ei 对中 定位配合p zc 过盈配合 ei 传递扭矩 2 配合选择的步骤 续1 配合类别的选择 配合种类的选择 18 配合类别的选择 2 配合选择的步骤 续2 配合类别的选择 配合种类的选择 19 配合种类的选择 基本方法 计算法 试验法 类比法 计算法 根据配合部位的使用要求和工作条件 按一定理论建立极限间隙或极限过盈的计算公式 试验法 对于特别重要的配合 需要做专门的模拟试验 确定配合代号 这种方法较为可靠 但成本较高 一般用于大量生产的产品的关键配合 类比法 在对机械设备上现有的行之有效的一些配合有充分了解的基础上 用参照类比的方法确定配合 这是目前选择配合的主要方法 用类比法选择配合 必须掌握各类配合的特点和应用场合 并充分研究配合件的工作条件和使用要求 进行合理选择 表5 6 5 7P120 124 20 计算法确定配合种类的步骤 1 确定基准制 基孔制 EI 0基本偏差代号H 基轴制 es 0基本偏差代号h 2 确定公差等级Tf Xmax Ymin Xmin Ymax 根据 表1 1 确定TD和Td 计算Tf TD Td使Tf Tf3 确定基准件的公差带 画公差带图 4 确定非基准件的基本偏差和公差带 画公差带图 5 验算 画配合公差带图 21 孔公差 TD ES EI 轴公差 Td es ei 配合公差 Tf Xmax Ymax TD Td Xmax ES eiXmin EI es 配合选择常用计算公式 间隙配合 过盈配合 过渡配合 Ymin ES eiYmax EI es Xmax ES eiYmax EI es 配合公差 Tf Xmax Xmin TD Td 配合公差 Tf Ymin Ymax TD Td 22 基孔制 EI 0 轴a h 间隙配合 基本偏差 esXmin EI es Xmin k n 过渡配合 基本偏差 eiXmax ES ei Xmax p zc 过盈配合 基本偏差 eiYmin ES ei Ymin 基轴制 es 0 孔A H 间隙配合 基本偏差 EIXmin EI es Xmin K N 过渡配合 基本偏差 ESXmax ES ei Xmax P ZC 过盈配合 基本偏差 ESYmin ES ei Ymin 确定基本偏差代号常用计算公式 23 已知配合的极限盈 隙时 基本偏差的确定方法 计算 查表法确定基本偏差代号的计算公式 24 例2 11 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在 22 66 m之间 若决定采用基孔制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 解 1 确定基准制选择基孔制 EI 0基本偏差代号 H Tf Xmax Xmin 66 22 44 m查表1 1得 IT6 16 mIT7 25 m IT6 IT7 16 25 41 44 满足使用要求 所以 选孔为7级 轴为6级 Td 16 m TD 25 m 3 确定孔的公差带代号 40H7 ES EI Td 25 m孔公差带 40H7 2 确定孔 轴的公差等级 25 例2 11 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在 22 66 m之间 若决定采用基孔制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 4 确定轴的基本偏差代号 esXmin EI es 0 es 22 es 22 m 查表1 4得 轴的基本偏差代号为f es 25 m 轴的公差带代号为f6 公差带 40f6而Td 16 m 所以ei es Td 25 16 41 m 5 验算 Xmax ES ei 25 41 66 m 66 mXmin EI es 0 25 25 m 22 m 间隙在 22 66 m之间 符合给定要求 配合代号为 40H7 f6 属于常用配合 26 例2 12 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在 22 66 m之间 若决定采用基轴制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 解 1 确定基准制选择基轴制 es 0基本偏差代号 h Tf Xmax Xmin 66 22 44 m查表3 2得 IT6 16 mIT7 25 m IT6 IT7 16 25 41 44 满足使用要求 所以 选孔为7级 轴为6级 Td 16 m TD 25 m 3 确定轴的公差带代号 h6 ei es Td 16 m公差带 40h6 2 确定孔 轴的公差等级 27 4 确定孔的基本偏差代号 EIXmin EI es EI 0 22 EI 22 m 查表1 5 孔的基本偏差代号为F EI 25 m 孔的公差带代号为F7 公差带 40F7而TD 25 m 所以ES EI Td 25 25 50 m 5 验算 Xmax ES ei 50 16 66 m 66 mXmin EI es 25 0 25 m 22 m 间隙在 22 66 m之间 符合给定要求 配合的代号为 40F7 h6 属于常用配合 例2 12 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在 22 66 m之间 若决定采用基轴制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 28 2 确定孔 轴的公差等级 例2 13 有一基本尺寸为 60的配合 经计算为了保证连接可靠 其最小过盈为 20 m 为了保证装配后孔不发生塑性变形 其最大过盈为 55 m 若决定采用基孔制配合 试确定此配合孔 轴公差带和配合代号 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 解 1 确定基准制选择基孔制 EI 0基本偏差代号 H Tf Ymax Ymin 55 20 35 m查表1 1得 IT6 19 mIT5 13 m IT6 IT7 19 13 32 35 满足使用要求 所以 选孔为6级 轴为5级 Td 13 m TD 19 m 3 确定孔的公差带代号 H6 ES EI TD 19 m公差带 60H6 29 4 确定轴的基本偏差代号 eiYmin ES ei 19 ei 20 ei 39 m 查表1 4得 轴的基本偏差代号为r ei 41 m 轴的公差带 60r5而Td 13 m 所以es ei Td 41 13 54 m 5 验算 Ymin ES ei 19 41 22 m 55 m 间隙在 20 55 m之间 符合给定要求 配合的代号为 40H6 r5 属于常用配合 例2 13 有一基本尺寸为 60的配合 经计算为了保证连接可靠 其最小过盈为 20 m 为了保证装配后孔不发生塑性变形 其最大过盈为 55 m 若决定采用基孔制配合 试确定此配合孔 轴公差带和配合代号 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 30 解 1 确定基准制选择基轴制 es 0基本偏差代号 h 2 确定孔 轴的公差等级 Tf Ymax Ymin 55 20 35 m查表3 2得 IT6 19 mIT5 13 m IT6 IT7 19 13 32 35 满足使用要求 所以 选孔为6级 轴为5级 Td 13 m TD 19 m 3 确定轴的公差带代号 h5 ei es Ts 13 m 60h5 例2 14 有一基本尺寸为 60的配合 经计算为了保证连接可靠 其最小过盈为 20 m 为了保证装配后孔不发生塑性变形 其最大过盈为 55 m 若决定采用基轴制配合 试确定此配合孔 轴公差带和配合代号 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 31 4 确定孔的基本偏差代号 ESYmin ES ei ES 13 20 ES 33 m 查表3 5得 孔的基本偏差代号为R ES 35 m 孔的公差带 60R6而TD 19 m 所以EI ES TD 35 19 54 m 5 验算 Ymin ES ei 35 13 22 m 55 m 间隙在 20 55 m之间 符合给定要求 配合的代号为 40R6 h5 属于常用配合 例2 14 有一基本尺寸为 60的配合 经计算为了保证连接可靠 其最小过盈为 20 m 为了保证装配后孔不发生塑性变形 其最大过盈为 55 m 若决定采用基轴制配合 试确定此配合孔 轴公差带和配合代号 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 32 3 用类比法选择配合时应考虑的因素用类比法选择配合 首先要掌握各种配合的特征和应用场合 尤其是对国家标准所规定的优先配合要非常熟悉 教材表2 15是轴的基本偏差选用说明和应用 教材表2 16是尺寸至500mm基孔制优先配合的特征及应用 配合的选择应尽可能地选用优先配合 其次是常用配合 再次是一般配合 如果仍不能满足要求 可以选择其他的配合 选择方法主要是类比法 33 各类基本偏差在形成基孔制 或基轴制 配合时的应用场合大致总结如下 间隙配合按相对运动速度选择 凸轮机构中导杆与衬套的配合 顶尖套筒和尾座体的配合 齿轮轴套与轴的配合 34 各种过盈配合基本偏差的比较与选择 35 卷扬机的绳轮与齿轮的配合 连杆小头孔与衬套的配合 齿轮与轴配合 36 各种过渡配合基本偏差的比较与选择 37 蜗轮青铜轮缘与铸铁轮心 齿轮与轴配合 带轮与轴的配合 刚性联轴器的配合 38 用类比法选择配合时还必须考虑如下一些因素 受载情况拆装情况配合件的结合长度和形位误差配合件的材料温度的影响装配变形的影响生产类型 39 表3 15 40 表3 14 41 小结 本次课讲授了国家标准规定的一般 常用和优先的公差带与配合 一般公差的规定以及公差与配合的选择 其中几何精度设计包括基准制的选择 公差等级的选择 配合 即与基准件相配合的非基准件的基本偏差代号 的选择 基准制的选择方法主要是类比法 应优先选用基孔制 确定公差等级的基本原则是 在满足使用要求的前提下 尽量选取较低的公差等级 确定方法主要是类比法 配合的选择应尽可能地选用优先配合 其次是常用配合 再次是一般配合 如果仍不能满足要求 可以选择其他的配合 选择方法主要是类比法 要非常熟悉各类基本偏差在形成基孔制 或基轴制 配合时的应用场合 42 课堂思考题与习题 1 为什么孔与轴配合应优先采用基孔制 在什么情况下应采用基轴制 2 确定公差等级的基本原则是什么 3 如何选择