第02章光滑圆柱体结合的公差与配合(最终) (1)幻灯片.ppt

互换性与测量技术基础 许昌学院电气信息工程学院 光滑圆柱体结合的公差与配合 第二章 许昌学院电气信息工程学院 本章重点掌握典型术语定义 掌握标准特点 正确查表标注 本章内容 第一节公差与配合的基本术语与定义第二节公差与配合国家标准第三节国家标准规定的公差带与配合第四节常用尺寸公差与配合的选用第五节一般公差线性尺寸的未注公差 圆柱结合的使用要求 1 用作运动副 这类结合必须保证有一定的间隙2 用作固定连接 这类结合必须保证有一定的过盈3 用作定位可拆连接 这类连接必须保证间隙不大 过盈也不能大 圆柱体结合的公差与配合是机械工程方面的基础标准 用于圆柱体内 外结合面的结合 及其他结合中由单一尺寸确定的部分 公差与配合标准是机械工业各部门进行产品设计 工艺设计和制定其他标准的基础 是广泛组织协作和专业化生产的重要依据 公差 主要反映机器零件使用要求与制造要求的矛盾 而 配合 则反映组成机器的零件之间的关系 第一节公差与配合的基本术语与定义 一 孔和轴 在满足互换性的配合中 孔和轴具有广泛的含义 1 孔孔指圆柱形内表面及其它非圆柱形内表面中 由单一尺寸确定的部分 其尺寸由D表示 d1 D1 D2 2 轴轴指圆柱形的外表面及其它外表面中由单一尺寸确定的部分 其尺寸由d表示 即 孔为包容面 轴为被包容面 如图所示 加工方面 孔越做越大 轴越做越小 装配方面 孔是包容面 轴是被包容面 孔和轴既可以是圆柱形的 也可以使非圆柱形的 二 有关尺寸的术语和定义 1 尺寸 用特定单位表示线性尺寸值的数值 2 基本尺寸 由设计给定的尺寸 一般要求符合标准的尺寸系列 用D d表示 3 实际尺寸 通过测量所得的尺寸 包含测量误差 且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同 用Da da表示 4 作用尺寸 即在配合面全长上与实际孔 轴 内 外 接的最大 小 理想轴 孔 的尺寸 用Dm dm表示 孔或轴的作用尺寸 弯曲孔的作用尺寸小于该孔的实际尺寸 弯曲轴的作用尺寸大于该轴的实际尺寸 若工件没有形状误差 则其作用尺寸等于实际尺寸 Dmax Dmin dmin dmax 5 极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值 两者中大的称为最大极限尺寸 小的称为最小极限尺寸 孔和轴的最大 最小极限尺寸分别为Dmax dmax和Dmin dmin表示 三 尺寸偏差与公差的基本术语和定义 1 尺寸偏差某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差 简称偏差 包括实际偏差 Ea ea 和极限偏差 极限偏差又分上偏差 ES es 和下偏差 EI ei ES Dmax Des dmax dEI Dmin Dei dmin d 2 尺寸公差允许尺寸的变动量 等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差 孔 轴的公差分别用Th和Ts表示 公差 极限尺寸与偏差的关系 Th Dmax Dmin ES EI Ts dmax dmin es ei 公差与极限偏差的比较 从数值上看 极限偏差是代数值 可以为正 负或零值 而公差一定是正值 公差是允许尺寸的变动范围 是没有正负号的绝对值 也不能为零 零值意味着加工误差不存在 是不可能的 无法加工 从作用上看 极限偏差用于控制实际偏差 是判断零件是否合格的依据 而公差用于限制误差 控制一批零件实际尺寸的差异程度 从工艺上看 对某一具体零件 公差大小反映加工的难易程度 即加工精度的高低 它是制定加工工艺的主要依据 而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据 两者区别 两者联系 公差是上 下偏差之代数差 所以确定了两极限偏差也就确定了公差 解 孔的上偏差ES Dmax D 40 025 40 0 025mm孔的下偏差EI Dmin D 40 40 0mm轴的上偏差es dmax d 39 991 40 0 009mm轴的下偏差ei dmin d 39 975 40 0 025mm孔公差Th Dmax Dmin 40 025 40 0 025mm轴公差Ts dmax dmin 39 991 39 975 0 016mm 0 0250 3 尺寸公差带图 1 公差带图 公差与偏差的数值与尺寸数值相比差别甚大 不能用统一比例表示 故采用公差与配合图解 简称为公差带图 2 零线 在公差带图中 确定偏差的一条基准线 即零偏差线 以其为基准确定偏差和公差 零线表示基本尺寸 3 尺寸公差带 在公差带图中 由代表上 下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域 4 基本偏差 标准中表列的 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差 一般为靠近零线的那个极限偏差 5 标准公差 标准中表列的 用以确定公差带大小的任一公差 孔1 轴2 基本尺寸 0 孔2 轴1 EI ES ei es 基本偏差为下偏差 基本偏差为下偏差 基本偏差 图2 5基本偏差示意图 例 尺寸公差带图 画出基本尺寸为 50 最大极限尺寸为 50 025 最小极限尺寸为 50mm的孔与最大极限尺寸为 49 975 最小极限尺寸为 49 959mm的轴的公差带图 0 50 孔 轴 0 025 0 025 0 041 公差带基本参数 公差带大小 由基本偏差确定 由标准公差确定 公差带位置 公差带沿零线方向的长度适当选取 工件在加工过程中 由于工艺系统误差的影响 使加工后的零件的几何参数与与理想值不相符合 其差别称为加工误差 其中包括 尺寸误差 几何形状误差 位置误差 四 加工误差与公差的关系 1 尺寸误差 实际尺寸与理想尺寸之差 2 几何形状误差 宏观几何形状误差 形状误差 由工艺系统误差所造成 表面微观特性 表面粗糙度 刀具在工件上留下的波峰和波长 表面波度误差 加工过程中振动引起的 3 位置误差 各要素之间实际相对位置与理想位置的差值 加工误差是不可避免的 其误差值在一定范围内变化是允许的 加工后的零件的误差只要不超过零件的公差 零件是合格的 所以 公差是设计给定的 用于限制加工误差的 误差则是加工过程中产生的 限制加工 制造 误差要考虑精度水平和尺寸大小两方面的因素 当基本尺寸一定时 加工误差与工艺方法 生产条件 测量条件 即与精度水平有关 在加工条件 测量条件等一样时 与基本尺寸的大小有关 1 配合基本尺寸相同 相互结合的孔 轴公差带之间的关系 称为配合 2 间隙与过盈孔的尺寸D减去相配合的轴的尺寸d所得的代数差 差值为正称为间隙X 反映配合件相对运动的松动程度 差值为负称为过盈Y 反映联结的紧固程度 五 配合与配合制 3 配合的种类通过公差带图 能清楚地看到孔 轴公差带之间的关系 根据其公带位置不同 可分为三种类型 间隙配合 过盈配合和过渡配合 0 基本尺寸 孔 轴 孔 轴 孔 轴 1 间隙配合 具有间隙 包括最小间隙为零 的配合称为间隙配合 其特征值是最大间隙Xmax和最小间隙Xmin 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙 用Xmax表示 Xmax Dmax dmin ES ei孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙 用Xmin表示 Xmin Dmin dmax EI es Xmax Xmin 0 轴 孔 特点 孔公差带在轴公差带的上方 任意抽取轴孔装配均有间隙 2 过盈配合 具有过盈 包括最小过盈等于零 的配合称为过盈配合 其特征值是最大过盈Ymax和最小过盈Ymin 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈 用Ymax表示 Ymax Dmin dmax EI es孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈 用Ymin表示 Ymin Dmax dmin ES ei 轴 0 Ymax Ymin 孔 特点 孔公差带在轴公差带的下方 任意抽取轴孔装配均有过盈 3 过渡配合 可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合 此时 孔的公差带与轴的公差带相互重叠 其特征值是最大间隙Xmax和最大过盈Ymax 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙 用Xmax表示 Xmax Dmax dmin ES ei孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈 用Ymax表示 Ymax Dmin dmax EI es 轴 0 Xmax Ymax 孔 特点 孔公差带与轴公差带有重叠 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量 它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值 它反映配合的松紧变化程度 表示配合精度 是评定配合质量的一个重要的综合指标 在数值上 它是一个没有正 负号 也不能为零的绝对值 它的数值用公式表示为 对于间隙配合Tf Xmax Xmin 对于过盈配合Tf Ymin Ymax 对于过渡配合Tf Xmax Ymax 将最大 最小间隙和过盈分别用孔 轴极限尺寸或极限偏差换算后代入上式 则得共同公式为 Tf Th Ts 4 配合公差 Tf 例题 计算 孔 50mm与轴 50mm孔 50mm与轴 50mm孔 50mm与轴 50mm配合的极限间隙或极限过盈 配合公差并画出公差带图 说明配合类别 0 0 0 50 50 50 0 039 0 025 0 050 0 039 0 079 0 054 0 039 0 034 0 009 间隙配合 过盈配合 过渡配合 解 1 最大间隙Xmax ES ei 0 039 0 050 0 089mm最小间隙Xmin EI es 0 0 025 0 025mm配合公差Tf Xmax Xmin 0 089 0 025 0 064mm 2 最大过盈Ymax EI es 0 0 079 0 079mm最小过盈Ymin ES ei 0 039 0 054 0 015mm配合公差Tf Ymin Ymax 0 015 0 079 0 064mm 3 最大间隙Xmax ES ei 0 039 0 009 0 030mm最大过盈Ymax EI es 0 0 034 0 034mm配合公差Tf Xmax Ymax 0 030 0 034 0 064mm 作业 改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合 为了简化配合 标准对配合规定了两种配合制 基孔制和基轴制 1 基孔制配合 H 基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度 基孔制中的孔为基准孔 代号H 其下偏差为零 0 基本尺寸 孔 轴 轴 轴 轴 轴 轴 轴 间隙配合 过渡配合 过盈配合 过渡或过盈 轴 4 配合制 基准制 2 基轴制配合 基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度 基轴制中的轴为基准轴 h 其上偏差为零 0 轴 孔 孔 孔 孔 孔 孔 孔 间隙配合 过渡配合 过盈配合 过渡或过盈 孔 六 极限尺寸判断原则 泰勒原则 1 最大实体极限 MML 最大实体尺寸 MMS 孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态 称为最大实体状态 在此状态下的极限尺寸 称为最大实体极限 孔或轴具有允许的材料量为最多时状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸 即 轴的最大极限尺寸dmax 孔的最小极限尺寸Dmin 2 最小实体极限 LML 最小实体尺寸 LMS 孔或轴具有允许的材料量为最少时的状态 称为最小实体状态 在此状态下的极限尺寸 称为最小实体极限 孔或轴具有允许的材料量为最少时状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸 即 轴的最小极限尺寸dmin 孔的最大极限尺寸Dmax 3 极限尺寸判断原则工件除线性尺寸误差外 还存在形状误差 为正确地判断工件尺寸的合格性 规定了极限尺寸判断原则 即泰勒原则 其内容为 1 孔或轴的作用尺寸不超过最大实体尺寸 Dm Dmin dm dmax 2 在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸 Da Dmaxda dmin 最大实体尺寸 用以限制作用尺寸 最小实体尺寸 用以限制实际尺寸 作用尺寸和实际尺寸均应限制在最大 最小实体尺寸以内 按加工过程 最大实体尺寸即合格工件的起始尺寸 始限 最小实体尺寸即合格工件的终止尺寸 终限 按用极限量规检验特征 最大实体尺寸即通极限 最小实体尺寸即止极限 分别由通规和止规控制 第二节公差与配合国家标准 一 标准公差系列 标准公差IT ISOTolerance 是国标规定的 是在极限与配合制标准中所规定的任一公差 它的数值由公差等级和孔 轴基本尺寸确定 由公差等级系数和公差单位的乘积值决定 T ai af D 1 公差单位 公差因子 为了评定零件精度等级或公差等级的高低 合理规定公差数值 需要建立公差单位 1 对于基本尺寸至500mm IT5 IT18的公差单位 计算公差的基本单位 与基本尺寸呈一定的相关关系 计算公式 用于补偿与直径成正比的误差 主要反映加工误差 为抛物线规律 式中 单位为 m D 基本尺寸分段的计算尺寸 为孔或轴的直径尺寸mm IT aia 公差等级系数 确定公差等级的参数 标准公差计算公式见表2 1 2 基本尺寸大于500 3150mm的公差单位用I表示 计算公式国标规定的大尺寸公差单位采用线性关系 主要反映测量误差 IT aIa 公差等级系数 公式表明 标准公差的数值是由反映公差等级的等级系数a和反映与基本尺寸关系的公差单位I两者的乘积 标准公差计算公式见表2 2 国家标准规定的标准公差是由公差等级系数和公差单位的乘积值决定的 在基本尺寸一定的情况下 公差等级系数是决定标准公差大小的唯一参数 标准公差有20个等级 IT01 IT0 IT1 IT18高低从IT01到IT18 等级依次降低 而相应的标准公差值依次增大 标准公差代号为ITIT6可读作 标准公差6级或6级标准公差 简称6级公差 孔 轴公差带的大小由公差值确定 它是公差带设计的一个主要参数 为保证设计标准化 公差值不应随意选取 应按数值标准化原理确定出标准公差值 供设计人员选择 2 公差等级 特点 A 同一基本尺寸的孔与轴 其标准公差数值大小应随公差等级的高低而不同 公差等级 公差值 见表2 4 B 同一公差等级的孔与轴 随着基本尺寸大小的不同应规定不同的标准公差值 C 公差是加工误差的允许值 同一等级的公差具有相同的加工难易程度 总之 标准公差的数值 一与公差等级有关 二为基本尺寸的函数 i f D 对于不同的D值都可得到不同的公差值 数值数目非常庞大 为减少标准公差的数目 便于工程应用 国标对基本尺寸进行了分段 将基本尺寸分为若干段 对于同一尺寸段内 各个基本尺寸的同一公差等级的标准公差数值相同 基本尺寸分段见表2 3 在标准公差和基本偏差的计算公式中 基本尺寸一律以所属尺寸段的首 尾两项的几何平均值来计算按几何平均值计算出的公差数值 再经尾数化整 得出标准公差数值 表2 4为标准公差数值表 3 基本尺寸分段 表2 4标准公差数值表 标准公差计算举例基本尺寸为20mm 求IT6 IT7的公差值 解 基本尺寸20mm 属于18 30mm 则D 18 30mm 23 24mm公差单位 1 31 m查表2 2IT6 10iIT7 16i即IT6 10 1 31 m 13 1 m 13 mIT7 16 1 31 m 20 96 m 21 m 二 基本偏差系列 公差带位置标准化 1 基本偏差及其代号 1 基本偏差确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差 它是公差带位置标准化的唯一指标 除JS和js外 均指靠近零线的偏差 与公差等级无关 2 基本偏差代号 用拉丁字母表示 大写表示孔 小写表示轴 在26个字母中除去易与其它混淆的I L O Q W 再加上七个用两个字母表示的代号 CD EF FG JS ZA ZB ZC 共有28个代号 即孔和轴各有28个基本偏差 其中JS和js相对于零线完全对称 对于轴 a h的基本偏差为上偏差es 其绝对值依次减小 j zc的基本偏差为下偏差ei 其绝对值依次增大 对于孔 A H的基本偏差为下偏差EI 其绝对值依次减小 J ZC的基本偏差为上偏差ES 其绝对值依次增大 H为基准孔 基本偏差为下偏差 值为零 h为基准轴 基本偏差为上偏差 值为零 JS js偏差对称于零线 将逐渐代替近似对称的基本偏差J j 因此在国家标准中 孔仅留J6 J7 J8 轴仅留j5 j6 j7 j8 基本偏差代号见表2 5 轴的基本偏差系列 2 轴的基本偏差 轴的基本偏差是在基孔制的基础上制定的 是根据科学实验和生产实践的需要确定的 其计算公式见表2 6 其值已经标准化 见表2 7 基孔制中 轴的基本偏差a h 基轴制中 孔的基本偏差A H 各形成11种间隙配合 其数值的绝对值正好等于最小间隙的数值 其中 A与h a与H形成的配合间隙最小最大 其后 间隙依次减小 基孔制中 基本偏差js j k m n与H 基轴制中JS J K M N与h各形成5种过渡配合 其中JS与h js与H形成的配合较松 获得间隙的概率较大 其后依次变紧 获得过盈的概率较大 基孔制中 基本偏差p zc与H 基轴制中 P ZC与h各形成12种过盈配合 其中P与h p与H形成的配合过盈最大 在生产实践中 轴的基本偏差数值可直接查表2 7 轴的基本偏差确定后 在已知公差等级的情况下 可确定轴的另一个极限偏差 ei es ITores ei IT 2 轴的基本偏差 孔的基本偏差系列 3 孔的基本偏差 孔的基本偏差由同名配合的轴的基本偏差换算而得 换算的前提是 基孔制配合与同名的基轴制配合的配合性质必须相同 孔的基本偏差数值的确定 孔的基本偏差的数值 3 孔的基本偏差 基本尺寸 500mm时 孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算而来 换算规则为 通用规则 用同一字母表示的孔 轴基本偏差的绝对值相等 符号相反 即 ES eiEI es应用 A H IT IT8的K M N和IT IT7的P ZC IT IT8 基本尺寸 3mm的N 基本偏差ES 0特殊规则 用同一字母表示孔 轴基本偏差时 孔基本偏差和轴的基本偏差符号相反 而绝对值相差一个 值 即 ES ei ITn ITn 1应用 IT IT8的J K M N和IT IT7的P ZC 3 孔的基本偏差 由于孔比轴难加工 故对高精度的孔轴配合 即公差等级较高时 孔通常比轴低一个公差等级 即异级配合 2 2线性尺寸精度 极限制 根据以上换算规则 得出孔的基本偏差的计算公式为以下两条规则 例 确定 25H7 p6 25P7 h6孔与轴的极限偏差 解 查表2 4得IT6 13 mIT7 21 m查表2 7 轴p6的基本偏差为下偏差 ei 22 m轴p6的上偏差es ei IT6 35 m基准孔H7的下偏差EI 0则H7的上偏差为ES EI IT7 0 21 21 m 例 确定 25H7 p6 25P7 h6孔与轴的极限偏差 解 孔P7的基本偏差为上偏差ES 应按特殊规则计算因为 IT7 IT6 21 13 8 m所以ES ei 22 8 14 m孔P7的下偏差EI ES IT7 14 21 35 m基准轴h6的上偏差es 0h6的下偏差ei es IT6 0 13 13 m由此得 25H7 25 25p6 25 25P7 25 25h6 25 0 0210 0 035 0 022 0 014 0 035 0 0 013 公差带代号 公差带代号由公称尺寸 基本偏差代号和公差等级三部分组成 例如 公差带代号 在图样上标注尺寸公差时 可以标注极限偏差 上偏差放在基本尺寸的右上角 下偏差放在基本尺寸的右下角 例如 50 50 标注尺寸公差带代号如 50H7 50f6 两者都标注 50H7 50f6 0 0250 0 025 0 041 0 0250 0 025 0 041 零件图中尺寸公差的两种标注形式 装配图上 主要标注配合代号 即标注孔 轴的基本偏差代号及公差等级 孔 轴公差在零件图上的标注 装配图上的标注 作业 确定 孔与轴的极限偏差 要求 查表 孔的基本偏差用公式计算 并画出孔轴公差带图 第三节国家标准规定的公差带与配合 标准公差系列中的任一公差与基本偏差系列中任一偏差组合 即可得到不同大小和位置的公差带 在基本尺寸 500mm内组成543种孔的公差带和544种轴的公差带 如果将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使用 显然是不经济的 而且也不必要的 同时避免与实际使用要求不符合的公差带 如g12 a5等 必须限制公差带的选用 为了简化公差带种类 减少与之相适应的定值刀 量具和工艺装备的品种和规格 对公差带和配合选用应加以限制 表2 11和表2 12分别是轴和孔的一般用途公差带 轴119种 孔105种 其中方框内为常用公差带 轴59种 孔44种 带圆圈的为优先公差带 轴孔各有13种 设计时应优先使用优先公差带 其次才使用常用公差带 再其次才考虑使用一般用途公差带 一 常用尺寸段公差与配合 国家标准对基本尺寸至500mm的孔 轴规定了优先 常用和一般用途公差带 表2 11一般 常用和优先的轴公差带尺寸 500mm 表2 12一般 常用和优先的孔公差带尺寸 500mm 配合代号 标准规定 配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数的形式组成 孔的公差带为分子 轴的公差带为分母 例如 40H8 f7 80K7 h6 基准孔和基准轴与各种非基准件配合时 得到各种不同性质的配合 如 A H和a h与基准件配合 形成间隙配合 J N和j n与基准件配合 基本上形成过渡配合 P ZC和p zc与基准件配合 基本上形成过盈配合 原则上 任意一对孔 轴公差带都可以构成配合 为了简化公差配合的种类 减少定值刀 量具和工艺装备的品种及规格 国家标准在尺寸 500mm的范围内 规定了基孔制和基轴制的优先 基孔制 基轴制各13种 和常用配合 基孔制59种 基轴制47种 表2 13基孔制优先 常用配合 表2 14基轴制优先常用配合 常用尺寸段配合特点 公差设计时 尺寸 500mm的常用尺寸段配合 应按优先 常用和一般公差带和配合的顺序 选用合适的公差带和配合 标准推荐的优先配合满足工艺等价原则 当轴的公差小于或等于IT7时 与低一级级基准孔相配合 如 H7 g6 H8 f7 当轴的公差大于或等于IT8时 与同级基准孔相配合 如 H9 d9 H11 c11当孔的标准公差小于IT8时 与高一级的基准轴相配合 如 H7 m6 H6 k5 当孔的标准公差等于IT8 可与同级配合也可与高一级轴配合 如 H8 m7 H8 h8 二 大尺寸段的公差与配合 1 大尺寸段 基本尺寸 500 3150mm 测量误差 2 大尺寸段常用孔 轴公差带标准规定了常用轴公差带41种 公差带31种 见表2 15 2 16 没有推荐配合 规定一般采用基孔制的同级配合 3 配制公差适用于尺寸较大 公差等级较高的场合 代号为MF 根据零件制造特点和生产实际情况 可采用配制配合 以一个零件的实际尺寸为基数 来配制另一个零件 先按互换性生产选取配合 再选取较难加工的那个零件作为先加工件 多数情况下是孔 给它一个容易达到的公差 最后再根据所选的配合公差确定配制件 多数情况下是轴 的公差 4 尺寸大于3150至10000mm的公差与配合在I 0 004D 2 1的基础上采用延伸的方法确定 尺寸分段 确定孔 轴基本偏差数值等可分别查表 三 尺寸至18mm的公差与配合 1 小尺寸段 尺寸至18mm 小尺寸段的零件易产生加工及测量误差 轴比孔加工困难 2 孔 轴公差带与配合主要适用于仪器仪表和钟表工业 国标规定了163种轴公差带和145种孔公差带 标准未指明选用次序 也未推荐配合 由于小尺寸段轴比孔难加工 所以基轴制用的较多 配合公差等级也更为复杂 采用同级配合 或孔的公差等级高于轴1 3级 见表2 19 表2 20 可根据实际情况自行选用公差带并组成配合 练习 下列配合属于哪种基准制的哪种配合 确定其配合的极限间隙 过盈 和配合公差 并画出其公差带图 50H8 f7 30K7 h6 30H7 p6 0 0 0 50 30 30 0 039 0 025 0 050 0 006 0 021 0 035 0 022 0 015 0 013 第四节常用尺寸公差与配合的选用 公差与配合的选用是否恰当 对机械的使用性能和制造成本有着很大的影响 圆柱结合的精度设计实际上就是圆柱结合的公差与配合的选用 精度设计内容 配合制 基准制 公差等级配合未注尺寸公差 一 配合制的选用 基孔制和基轴制是两种平行的配合制 基孔制配合能满足要求的 用同一偏差代号按基轴制形成的配合 也能满足使用要求 如 H7 k6与K7 h6的配合性质基本相同 称为 同名配合 所以 配合制的选择与功能要求无关 主要考虑加工的经济性和结构的合理性 选用配合制时 应从零件的结构 工艺 经济等综合考虑 一般情况下 设计时应优先选用基孔制配合 1 优先采用基孔制 原因 孔通常用定值刀具加工 用光滑极限塞规 定值量具 检验 采用基孔制配合可以减少孔公差带的数量 仅有H 从而减少定值刀具和量具 塞规 的规格和数量 显然是经济合理的 1 采用冷拉钢材直接作轴时 常常应用于农业 纺织机械中 冷拉圆型材 其尺寸公差可达IT7 IT9 能够满足农业机械 纺织机械上的轴颈精度要求 在这种情况下采用基轴制 可免去轴的加工 只需按照不同的配合性能要求加工孔 就能得到不同性质的配合 2 下列情况下应选用基轴制 2 直径小的光滑钢丝作轴 常常应用在仪器仪表上 1 活塞2 活塞销3 连杆 3 结构上的需要 常常应用于一轴与多孔配合 且配合性质不同的情况 如图所示的活塞部件中 活塞销和活塞与连杆的配合 根据功能要求 活塞销和活塞的配合应为过渡配合 而活塞销与连杆的配合则应为间隙配合 1 活塞2 活塞销3 连杆 3 与标准件配合时 基准件的选用由配合的标准件决定 55k6 100J7 内圈内径处采用基孔制 外圈外径处采用基轴制 4 必要时采用可非基准制的配合 允许采用任一适当的孔 轴公差带组成配合 箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合 由于滚动轴承是标准件 它与箱体孔的配合选用基轴制配合 箱体孔的公差带代号为J7 箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合J7 f9 既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位 还有利于降低成本 二 标准公差等级的选用 选用公差等级 考虑使用要求 制造工艺和成本之间的关系 基本原则 在满足使用要求的前提下 考虑工艺的可能性 尽量选用较低的公差等级 1 对基本尺寸 500mm 标准公差 IT8时 孔比同级轴加工困难 推荐孔比轴低一级组成配合 一般孔为6 7 8级 轴为5 6 7级 2 对基本尺寸 500mm或标准公差 IT8时 孔的测量精度比轴容易保证 孔轴采用同级配合 3 一般配合尺寸的公差等级为IT5 IT12 1 类比法选择 a 熟悉各个公差等级的应用情况 IT01 IT1用于量块的尺寸公差 高精度量块 IT2 IT5用于特别精密配合 量规公差 IT5 IT12用于配合尺寸公差 其中 IT5轴与IT6孔 用于高精度的重要配合 比如精密机床 IT6轴与IT7孔 应用广 较高精度的重要配合 机床传动轴 IT7轴与IT8孔 中等精度要求的配合 IT9 IT12 用于一般的 不重要的配合 IT12 IT18用于非配合尺寸 公差等级选择方法 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 应有一定的实践经验和参考有关的材料 b 熟悉各种加工方法可以达到的等级表2 21 c 应遵循工艺等价的原则 当公差等级在IT8以上时 孔比轴低一级 如 H8 m7 K7 h6 当公差等级在IT8以下时 孔与轴同级 如 H9 h9 D9 h9 IT8级的孔可与同级的轴配合 也可以与高一级的轴配合 如 H8 f8 H8 k7 d 尽量降低成本 选择配合解决结合零件孔 轴在工作时的相互关系 保证机器正常工作 1 配合类别的选用 三 配合的选用 根据使用要求和孔轴间有无相对运动 有 间隙配合 无 间隙配合过盈配合过渡配合 2 选用配合的方法1 计算法根据理论或公式 计算出所需的间隙或过盈 2 试验法由试验确定机械最佳工作性能的间隙或过盈 3 类比法参照同类型机械 机构 考虑所设计机器的使用要求 确定需要的配合 类比法是确定机械和仪器配合种