圆柱公差配合及标准化.ppt

第3章圆柱体公差配合及其标准化 3 1概述圆柱结合 也包括平行平面的结合相对运动结合 固定连接接合 定位连接相应标准 1 GB T1800 1 1800 4 极限与配合基础 极限与配合偏差和配合的基本规定 极限与配合标准公差和基本偏差数值表 极限与配合标准公差等级和孔轴的权限偏差表 2 GB1801 1999 权限与配合公差带和配合的选择 3 GB1804 20000 一般公差末注公差线的性和角度尺寸公差 1 3 2基本术语及定义 1孔与轴孔 圆柱形内表面或由单一尺寸形成的内表面 包容面 轴 圆柱形外表面或由单一尺寸形成的外表面 被包容面 2 关于尺寸1 基本尺寸 设计确定的尺寸 孔 D 轴 d2 实际尺寸 测量所得 孔 Da 轴 da 2 3 极限尺寸 允许实际尺寸变化的两个界限尺寸 控制实际尺寸 最大极限尺寸 Dmaxdmax最小极限尺寸 Dmindmin 设计中确定的尺寸是 极限尺寸的作用是 3 3 关于 公差 与 偏差 1 偏差尺寸偏差 偏差 某一尺寸 其基本尺寸实际偏差 实际尺寸 基本尺寸 孔的实际偏差 Da 轴的实际偏差 da d极限偏差 极限尺寸 基本尺寸上偏差孔 Dmax D ES轴 dmax d es 下偏差Dmin D EI dmin d ei 2 尺寸公差 公差 允许尺寸的变动量孔 Th Dmax Dmin ES EI 轴 Td dmax dmin es ei 4 3 公差带图 用图直观反映基本尺寸 公差 偏差之间的关系 4 标准公差 国标规定的公差值5 基本偏差 极限偏差中的一个 一般为靠近0线的极限偏差 它在公差带图中确定公差带的位置 5 小结 1 极限尺寸控制实际尺寸 2 极限偏差控制实际偏差 公差控制加工误差 表示对制造精度的要求 其大小反映加工的难易程度 其数值不可能为0 更不能为负 偏差表示与基本尺寸偏离的程度 反映公差带的位置 影响配合的松紧 偏差有正负 图示或书写中必须带正负号5 公差带有两要素 1 大小 由公差值确定 上下偏差间宽度 2 位置 由基本偏差确定 即相对零线位置 6 4 关于 配合 1 间隙和过盈 相结合的孔尺寸 轴尺寸 所得值的正负区别之2 配合 基本尺寸相同的相结合的孔 轴公差带间的关系 3 配合的分类1 间隙配合 公差带 孔上轴下 最大间隙 Xmax Dmax dmin ES ei 0 最小间隙 Xmin Dmin dmax EI es 0 7 3 过渡配合 公差带 孔轴交叠 可能形成间隙或者过盈 最大间隙 Xmax Dmax dmin ES ei 0 最大过盈 Ymax Dmin dmax EI es 0 平均间隙或平均过盈 Xa 或Ya Xmax Ymax 2 2 过盈配合 公差带 孔下轴上 最大过盈 Ymax Dmin dmax EI es 0 最小过盈 Ymin Dmax dmin ES ei 0 8 4 配合公差 Tf 允许间隙或过盈的变动量 Tf 0 其大小反映配合精度 即松紧程度的一致性 间隙配合 Tf Xmax Xmin TD Td过盈配合 Tf Ymax Ymin TD Td过渡配合 Tf Xmax Ymax TD Td 即 配合公差Tf TD Td 5 配合公差带图 9 1 基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带所形成的各种配合的制度 基准孔 公差带在零线上方 且EI 0 2 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所形成的各种配合的制度 基准轴 公差带在零线下方 且es 0 5 关于 基准制 3 建立基准制的目的 形成各种所需的配合 减少零件极限尺寸数目 10 配合是对基本尺寸相同的一批孔 轴而言 而非某一根轴与孔的配合 反映配合性质差异的因素 配合的松紧程度 由孔 轴基本偏差确定 配合的精度 由Tf大小确定 由孔轴的精度决定 配合公差Tf TD Td配合精度要求越高 则对孔轴的精度要求越高 加工越困难 加工成本越高 因此设计时注意在满足功能要求和寿命前提下 精度要尽量低 小结 11 课堂练习题 孔轴配合代号如上 1 画孔轴公差带图 计算孔轴公差值2 画配合公差带图 计算配合公差值3 计算极限间隙或极限过盈的大小注意 公差带图要规范 代号要正确 12 3 3公差带大小的标准化 标准公差等级及查表 等级 公差值 注意 仅根据公差数值大小不能确定尺寸精度高低 还应考虑尺寸分段 标准公差值的确定 标准公差值的计算 T a i或T a I 标准公差因子i I 计算公式反映了加工误差及测量误差随尺寸大小的变化关系3 公差等级系数a 反映精度高低 13 3 4公差带位置的标准 基本偏差2 作用3 代号 国家标准分别对孔 轴规定了28种基本偏差 为避免混淆 不用IiLlOoQqWw 4基本偏差的位置 14 孔 A H的基本偏差为EI 公差带在0线上方 H基准孔EI 0Js基本偏差 ES EI IT 2J ZC基本偏差为ES轴 a h基本偏差为es 公差带在0线下方 h基准轴es 0js基本偏差 es ei IT 2j zc基本偏差为ei 15 记忆 一线 二点 三段一线 28种基本偏差A ZC 或a zc 相对零线位置的变化规律线二点 1 H 或h 点 2 JS 或js 点三段 孔 A H段 与h形成间隙配合 Js J N段 与h主要形成过渡配合P ZC段 与h主要形成过盈配合轴 a h段 与H形成间隙配合js j n段 与H主要形成过渡配合p zc段 与H主要形成过盈配合 16 5 孔 轴基本偏差的制定规律 轴的基本偏差值确定 通过公式计算 孔的基本偏差值确定 由同名轴的基本偏差值换算而得 换算规律 通用规则 EI es ES ei特殊规则 ES ei TD Td 此时孔的精度等级比轴低一级 特殊规则用于 1 公差等级高于或等于IT8的K M N2 公差等级高于或等于IT7的P ZC 17 基本偏差值查表 例 查 30khgr 30JsKMP 260M6 7公差带代号及配合代号 公差带代号 基本偏差代号 公差等级代号例 15P8 15P6 18js8配合代号 孔 轴公差代号的组合例 45H7 r6 45R7 h68 公差与配合在图样上的标注零件图上有三种标注形式 18 练习 分别计算 50H7 t7和 50T7 h7配合中极限间隙或过盈 并画出孔 轴公差带图步骤 由于Ymin ES ei Ymax EI es 按先查ES EI es ei再求Xmax Ymax的步骤解 查表IT7 25 m 50H7 t7 EI 0 ES 25 m ei 54m es 79 m则 Ymin 29 m Ymax 79 m 50T7 h7 ES 54 9 45 m EI 70 m es 0 ei 25 m 则 Ymin 20 m Ymax 70 m 画公差带图和配合公差带图 问题 50H7 t7与 50T7 h7的配合性质是否相同 怎样处理才能使两同名配合性质相同 19 3 5公差带与配合的优化1 常用和优先孔 轴公差带2 常用和优先配合 注意 在国标常用与优先公差带与配合中 大间隙配合 精度等级低小间隙配合 精度等级较高过渡和过盈配合 精度等级较高这是与实际使用情况相符的 20 3 7线性尺寸的未注公差 适用标准 GB T1804 2000 一般公差线性尺寸的末注公差 国标规定了四个公差等级f级 精密级 m级 中等级 c级 粗糙级 v级 最粗级 适用范围 精度较低的非配合尺寸3 未注公差的极限偏差数值 采用对称偏差值 一般不在尺寸后标注 只有当要素的功能允许的公差比未注公差值更大时才在尺寸后注出相应的极限偏差4 标注 在图样技术要求 技术文件或标准中标明 GB1804 f 或m c v 21 3 6圆柱结合的精度设计 3 6 1配合制的选择 1 优先选用基孔制 减少定值刀具和塞规数量2 与标准件配合时 以标准件为基准件3 下列情况采用基轴制 当配合的轴为标准件时 以标准件为基准件例如 1 键与键槽的配合 2 滚动轴承外圈与孔的配合 直接采用冷拉钢料作轴时 一般用于精度要求不高的机械中 22 考虑一轴与多孔配合 且配合性质不同时 左视图中18H7 s6 18H7 f6处选用基孔制是否会造成加工和装配困难 为什么 23 3 特殊需要时可采用非基准制的配合 24 3 6 2标准公差等级的选用 1 原则 在满足使用要求的前提下 尽量选择低的等级 选择方法 类比法 25 2 使用 类比法 应掌握的知识 各公差等级的应用范围 2 各种加工方法可达到的加工精度等级 IT01 IT1用于量块或标准块尺寸IT2 IT5用于精密配合件IT5 IT12用于配合件IT5 IT6高精度主要配合IT6 IT7重要配合 如普通机床的主要配合IT7 IT8中等精度要求的配合IT9 IT10一般要求的配合IT11 IT12不重要的配合IT12 IT18非配合尺寸 未注尺寸公差的尺寸 26 3 选用时应考虑以下问题 1 相配合的孔和轴的工艺等价性 基本尺寸 500mm 精度等级高于IT8 推荐孔比轴低一级精度等级等于IT8 孔轴同级 过盈配合或孔低一级 过渡或间隙配合精度等级低于IT8 孔轴同级 基本尺寸 500mm 精度等级高于IT8 一般轴 孔同级基本尺寸 3mm 有时轴比孔低一级 27 2 考虑配合类型 1 过渡 过盈配合 不允许间隙或过盈变动量过大 要求精度较高 2 间隙配合 小间隙 较高精度 大间隙 较低精度3 考虑相配件的精度齿轮与轴的配合 取决于齿轮精度等级滚动轴承与轴 孔的配合 与轴承的精度等级有关考 28 4 考虑加工成本 有时相配合的孔 轴精度等级可相差几级 29 3 6 3基本偏差的选择 即配合种类的选择 1 配合的选择原则 30 2 配合种类确定方法1 计算法过盈配合的设计计算最小过盈量时 弹性变形产生的结合强度应能满足设计传递负荷 最大过盈量时 结合件不能产生塑性变形间隙配合计算应用最广的是保证滑动轴承单油楔的形成 并有一定的刚度2 试验法3 类比法 31 3 类比法选择配合种类时应考虑的因素 1 相配件是否有相对运动 2 孔轴定心精度要求 孔轴定心精度要求高 且孔轴间无相对运动时 过渡配合 甚至小过盈配合孔轴有定心精度要求 且孔轴间有相对运动时 小间隙配合 一般H h3 受载情况 载荷大或冲击载荷 紧的过盈或过渡配合4 装拆要求 经常装拆 稍松的配合 间隙增大或过盈量减小 32 5 配合件的材料 塑性材料易变形 选稍紧的配合 间隙减小或过盈量增大 6 孔轴工作温度 孔的工作温度高于轴的 稍紧一些的配合孔的工作温度低于轴的 稍松一些的配合7 配合件的形位精度 形位误差大 稍松一些的配合8 表面粗糙度 表面粗糙度大 稍紧一些的配合9 装配变形 10 生产类型 单件小批量生产 稍松一些的配合 33 例题 孔 轴配合处D 30mm 要求间隙配合 且X 0 020 0 055mm间 试确定配合代号和孔 轴公差带 用查表法确定 基本尺寸D 55mm 相配合孔轴的上下偏差 要求过盈配合 YMIN 23 m YMAX 74 m 34 35 大尺寸 小尺寸公差与配合 一 大尺寸零件特点 1 一般是小批量生产 2 影响加工误差的主要因素是测量误差 且温度引起的测量误差大3 外尺寸较内尺寸更难测量 二 配合特点 1 一般采用配制公差2 一般采用孔轴同级的配合3 一般不选用高精度公差等级 选用IT6 IT12 参见国标推荐的大尺寸段孔轴公差带 36 三 关于配制配合 以一个零件的实际尺寸为基数来配制另一个零件 1 标注公差代号后加注