第2章 孔与轴的极限与配合幻灯片.ppt

2 4极限与配合 第2章孔与轴的极限与配合 极限与配合国家标准 GB T1800 1 1997 极限与配合基础第1部分 词汇 GB T1800 2 1998 极限与配合基础第2部分 公差 偏差和配合的基本规定 GB T1800 3 1998 极限与配合基础第3部分 标准公差和基本偏差数值表 GB T1800 4 1998 极限与配合标准公差等级和孔轴的极限偏差表 GB T1804 2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 2 1尺寸的术语和定义 2 2偏差与公差的术语和定义 本章内容 2 3配合的术语和定义 2 4标准公差与基本偏差 2 6公差与配合的选用 2 5线性尺寸的未注公差 2 1尺寸的术语和定义 1 孔与轴 孔通常指圆柱形内表面 也包括非圆柱形内表面 轴通常指圆柱形外表面 也包括非圆柱形外表面 2 基本尺寸 指结构设计和强度 刚度计算确定的尺寸 孔和轴的基本尺寸代号 D和d 其他长度的基本尺寸代号 L 是通过测量获得的尺寸 由于测量误差实际尺寸不一定是尺寸的真值 由于形状误差实际尺寸值不唯一 3 实际尺寸 孔和轴的实际尺寸代号 Da和da 其他长度的实际尺寸代号 La 4 极限尺寸 允许的最大尺寸称为最大极限尺寸 允许的最小尺寸称为最小极限尺寸 孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和dmax表示 最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示 是允许尺寸变化的两个极限值 零线 极限尺寸可以大于 等于 小于基本尺寸 5 实体尺寸 最大实体尺寸是孔或轴具有允许材料量为最多时的状态 最大实体状态 简称MMC 下的极限尺寸 孔和轴的最大实体尺寸分别用DM和dM表示 最小实体尺寸是孔或轴具有允许材料量为最少时的状态 最小实体状态 简称LMC 下的极限尺寸 孔和轴的最小实体尺寸分别用DL和dL表示 DM Dmin DL Dmax 极限尺寸与实体尺寸有如下关系 dM dmax dL dmin 2 2偏差 1 偏差 某一尺寸 基本尺寸 代数差 最大极限尺寸 基本尺寸 上偏差 ES es 最小极限尺寸 基本尺寸 下偏差 EI ei 3 极限偏差 2 2偏差与公差的术语和定义 2 实际偏差 实际尺寸 基本尺寸 Eaea 极限尺寸 基本尺寸 2 有关尺寸的术语和定义 有了偏差的概念后 尺寸合格的条件 下偏差 实际偏差 上偏差 EI Ea ES ei ea es 4 公差 允许尺寸的变动量称为尺寸公差 用T表示 举例 某孔的尺寸为 试计算孔的极限尺寸 极限偏差和公差 解 基本尺寸 30mm极限偏差ES 0 021mmEI 0极限尺寸Dmax D ES 30 021mmDmin D EI 30mm公差TD ES EI 0 021mm 5 公差带 零线 表示基本尺寸的一条直线 以其为基准确定偏差和公差 零线以上为正 以下为负 公差带 由代表上 下偏差的两条直线所限定的一个区域 尺寸公差带二要素 大小 由公差值T决定 位置 由上偏差或下偏差确定 25 25 41 例 设某孔的尺寸为 轴的尺寸为 试画出孔和轴的公差带图 1 配合 基本尺寸相同的 相互结合的孔和轴公差带之间的关系 称为配合 2 3配合的术语和定义 2 间隙和过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸 所得之差为正 称为间隙 代号为 X 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸 所得之差为负 称为过盈 代号为 Y 1 间隙配合 具有间隙 包括最小间隙为零 的配合 三种配合 Xmax Dmax dmin ES ei Xmin Dmin dmax EI es 2 过盈配合具有过盈的 包括最小过盈为零 配合 Ymax Dmin dmax EI es Ymin Dmax dmin ES ei 3 过渡配合可能具有间隙 也可能具有过盈的配合 Ymax Dmin dmax EI es Xmax Dmax dmin ES ei 3 配合公差 允许间隙或过盈的变动量 代号 Tf 表示配合松紧的程度 Tf 配合公差 TD 孔公差 Td 轴公差 例 设某孔的尺寸为 分别与轴 试画出孔 轴的公差带图 说明配合类型 课堂练习 4 配合制度基孔制 基本偏差一定的孔的公差带 与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度 间隙配合 过渡配合 过盈配合 0 过渡配合 0 基准孔的基本偏差代号为 H 公差带图 间隙配合 过渡配合 过盈配合 基轴制 基本偏差为一定的轴的公差带 与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度 0 过渡配合 基准轴 公差带图 0 基准轴的基本偏差代号为 h 1 标准公差系列 2 4标准公差与基本偏差 标准公差代号 IT ISOTolerance 精度最高 精度最低 公差等级 IT01 IT0 IT1 IT18 IT2 IT5 IT3 IT4 IT6 共20级 高精度级 精度级 中 低级 13um 例2 D 10 IT 4um IT 标准公差数值表 例1 D 30 IT6 2 基本偏差系列基本偏差是标准所列的 用以确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差 一般指靠近零线的那个偏差 当公差带在零线的上方时 基本偏差为下偏差 反之则为为上偏差 基本偏差是国家标准中使公差带位置标准化的唯一指标 基本偏差代号用拉丁字母表示 大写为孔 小写为轴 各有28个 其中H h 的基本偏差为零 常作为基准孔或基准轴的偏差代号 基本偏差代号及其规律 26个英文字母 I i L l O o Q q W w CD cd EF ef FG fg JS js ZA za ZB zb ZC zc 基本偏差系列图 基本偏差系列图 1 对孔 A H基本偏差是EI K ZC基本偏差是ES 2 JS为双向偏差 其基本偏差可以认为是上偏差 IT 2 也可以认为是下偏差 IT 2 3 从A H基本偏差的绝对值逐渐减小 从K ZC基本偏差的绝对值逐渐增大 4 基本偏差只确定公差带靠近零线的一端 公差带的另一端取决于公差等级和这个基本偏差的组合 孔 基本偏差系列图 1 对轴 a h基本偏差是es k zc基本偏差是ei 2 js为双向偏差 其基本偏差可以认为是上偏差 IT 2 也可以认为是下偏差 IT 2 3 从a h基本偏差的绝对值逐渐减小 从k zc基本偏差的绝对值逐渐增大 4 基本偏差只确定公差带靠近零线的一端 公差带的另一端取决于公差等级和这个基本偏差的组合 轴 A H a h 的基本偏差用于间隙配合 P ZC p zc 用于过盈配合 J j N n 用于过渡配合 间隙配合 过渡配合 过盈配合 h轴 H孔 基本偏差所形成的配合特征 基本偏差系列的应用 轴 例1 30f6的基本偏差 另一极限偏差 es 20 ei es IT6 33 基本偏差系列的应用 轴 例2 30js6的基本偏差 另一极限偏差 es IT6 2 6 5um ei IT6 2 6 5um 基本偏差系列的应用 轴 例3 30j6的基本偏差 另一极限偏差 ei 4um es ei IT6 4 13 9um 基本偏差系列的应用 轴 例4 20k7的基本偏差 另一极限偏差 ei 2um es ei IT7 2 21 23um 例4 20k7的基本偏差 另一极限偏差 ei 2um es ei IT8 0 54 54um 例5 90k8的基本偏差 另一极限偏差 ei 0um 基本偏差系列的应用 孔 4 15 4 11 基本偏差系列的应用 孔 15 4 11 例2 30T7的基本偏差 ES 41 41 8 33um 尺寸至500mm的一般 常用和优先的轴公差带 尺寸至500mm的一般 常用和优先的孔公差带 孔的优先公差带的极限偏差表 ES 11um EI 29um 轴的优先公差带的极限偏差表 例1 30f7的基本偏差 另一极限偏差 es 20um ei 41um 基孔制优先 常用配合 5 公差带及配合代号 公差带代号由基本偏差代号加公差等级数字组成 例如 50H7 配合代号由孔 轴公差代号共同组成 例如 50H7 f6 2 6公差与配合的选用 机械设计 运动设计 结构设计 精度设计 精度设计 对公差与配合的分析 计算 选择和确定 确定基准制 公差等级 配合种类 1 基准制的选择 实质 以最少的孔 轴公差带 获得满足广泛需要的一系列配合 目的 获得最佳的技术经济效益 1 优先选用基孔制 1 优先选用基孔制 常用孔 轴加工方法比较 加工方法 刀具 检验工具 拉孔 铰孔 拉刀 铰刀 定值刀具成本高 塞规成本高 车削 磨削 车刀 砂轮通用刀具成本低 卡规成本低 孔 轴 2 特殊情况选择基轴制 采用基轴制更经济合理的情况 例1 一轴配多孔 且各处松紧要求不同的配合 应采用基轴制 例2 冷拔钢材直接做轴 应采用基轴制 冷拔钢具有一定精度 外圆表面不需再加工即可使用 什么原因 例3 特种材料小尺寸的孔轴配合 应采用基轴制 宝石 陶瓷 玻璃等 1mm 激光加工 电火花加工等特种加工 3 与标准件配合时 基准制的选择依标准件而定 轴颈与轴承内圈配合应按基孔制 箱体孔与轴承外圈配合应按基轴制 4 必要时 允许采用任一孔 轴公差带组成的非基准制的配合 2 公差等级的选用 在满足使用要求的前提下 尽量选取低的公差等级 基本原则是 公差等级可采用计算法 试验法或类比法进行选择 1 类比法选择公差等级 类比法 借鉴使用效果良好的同类产品的技术资料或参考有关资料并加以分析来确定孔轴公差等级 类比法选择公差等级的必备知识 各个标准公差等级的应用范围 选择公差等级时应考虑的因素 各个标准公差等级的应用范围 IT01 IT1用于量块的尺寸公差 IT2 IT5用于精密配合 如滚动轴承各零件的配合 IT5 IT10用于有精度要求的重要和较重要配合 IT5的轴 IT6的孔 用于高精度要求的配合 例如 精密机床主轴的轴颈与轴承 内燃机中活塞销与活塞销孔的配合 IT6的轴 IT7的孔 应用广泛 用于较高精度的重要配合 IT7 IT8 用于中等精度要求的配合 IT9 IT10 用于一般精度要求的配合 选择公差等级时应考虑的因素 考虑孔与轴的工艺等价性 同一配合中 孔与轴的加工难易程度基本相同 精度较高时 孔加工难度较大 精度较低时 孔与轴加工难度相当 界限 IT8 IT8 IT01 IT0 IT1 IT8 孔比轴低一级 50H5 h4 48H8 js7 IT8 IT9 IT10 IT18 孔与轴同级 50K9 h9 60H10 g10 考虑加工成本 精度要求不高的配合 允许孔轴公差等级相差2 3级 3 配合类型的选用 当基准制和公差等级的选择完成后 基准孔 轴 的公差带即已确定 非基准轴 孔 的公差带大小亦已确定 问题 只有非基准轴 孔 的基本偏差尚未确定 因此 配合类型的选择实质上就是非基准轴 孔 基本偏差的确定 类比法选择配合类型 借鉴使用效果良好的同类产品的技术资料或参考有关资料并加以分析来确定孔轴配合类型 类比法选择配合类型的必备知识 各个基本偏差的特点及应用场合 教材表2 23 选择配合类型时应考虑的因素 选择配合类型时应考虑的因素 有相对运动间隙配合 考虑孔 轴间是否有相对运动 无相对运动且传递载荷过盈配合 也可选过渡配合 但必须加键或销等连接件 考虑孔和轴的定心精度要求 定心精度要求较高时 不宜采用间隙配合和大过盈配合 通常采用过渡配合或小过盈配合 不宜采用 2 5线性尺寸的未注公差 一般公差 图样上不单独注出 而在技术文件中作出说明的公差 它是在车间一般加工条件下 机床设备一般加工能力可以保证的公差 目的 简化图样 且突出了图样上注出公差的尺寸 以便在加工和检验时引起重视 一般公差采用国家标准规定的公差等级和极限偏差数值 未注公差尺寸的公差带 公差带位置 公差带大小 f 精密级 m 中等级 c 粗糙级 v 最粗级 4级 对称 未注公差尺寸的标注 线性尺寸的未注公差要求写在零件图上或技术文件中 用标准代号和公差等级符号表示 例如选用中等级时 表示为 未注公差尺寸按GB T1084 m 课后作业 1 试确