《几何公差测量》PPT课件VIP

2.3极限与配合的选择,极限与配合的是机械设计与制造中至关重要的一环，极限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,即学会使用标准。其内容包括：2.3.1.基准制的选用2.3.2.公差等级的选用2.3.3.配合的选用,2.3.1基准制的选择,基孔制和基轴制是两种平行的基准制。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。所以，其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。,从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同；从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：对于中小尺寸的配合，应优先采用基孔制配合。,用冷拉钢材作轴时,选用基轴制。冷拉圆型材，其尺寸公差可达IT7IT9，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。同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时,选用基轴制。如图所示,采用标准件时,以标准件确定基准制。轴承的内圈与轴颈的配合采用基孔制；轴承的外圈与壳体孔的配合采用基轴制；键与轴槽及轮毂槽的配合采用基轴制；,非基准制的应用,在实际生产中，由于结构或某些特殊的需要，允许采用非配合制配合，即非基准孔和非基准轴配合。如图所示。,2.3.2公差等级的选择原则,选择标准公差等级就是要正确处理零件的使用要求与制造工艺的复杂程度及成本之间的矛盾。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。公差与成本的关系如图所示。公差等级选择的基本原则是：在满足使用性能的前提下，尽量选择较低的精度等级。,公差等级的选择方法,选择公差等级时应注意以下几个问题：,（1）孔轴的工艺等价性；,（2）相配合的零、部件的精度应相匹配。在非配合制的配合中，当配合精度要求不高，为降低成本，允许相配合零件的公差等级相差23级，如图所示的箱体孔与端盖的配合。,（3）配合性质；过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低。一般孔的公差等级应不低于IT8级，轴的不低于IT7级。,（4）根据零件的功能要求和工作条件，确定主次配合表面；,（5）了解各种加工方法所能达到的公差等级.表2-10列出各种加工方法所能达到的精度等级.（6）了解各公差等级应用范围.表2-11列出公差等级的应用范围。一般配合尺寸的公差等级范围为IT5IT12，表2-12列出配合IT5IT12级的应用，供采用类比法时对比选用。,2.3.3配合选择,配合的选择主要就是根据零件的功能要求，确定配合的类型及基本偏差代号。选择的基本方法有类比法、计算法和试验法三种。试验法对机器性能影响比较大的重要配合，需用试验法来确定合理的极限间隙或极限过盈。,计算法确定配合的种类,在某些领域可以根据计算求出配合所需要的极限间隙或极限过盈，例如，根据流体润滑理论来计算保证液体摩擦状态所需要的间隙，根据弹性变形理论计算过盈配合所需要的最小过盈等。此时，可以根据计算出的结果来选择配合。,类比法是选择配合种类的主要方法。类比法:就是参照以前的类似配合的选择,设计你所需要的.应用类比法选择时，要考虑以下因素：配合件的工作情况确定配合类型各种基本偏差形成配合的特点初步确定配合代号配合件的实际工作情况对配合进行适当调整,类比法确定配合的种类,配合件的工作情况确定配合类型,选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。,孔和轴,有相对运动(转动或平动),无相对运动,间隙配合,传递较大力矩，不需拆卸,定心精度要求高，需要拆卸，加键传递扭矩,经常拆卸，加键传递扭矩,过盈配合,过渡配合,间隙配合,各种基本偏差形成配合的特点,间隙配合有AH（ah），其特点是利用间隙贮存润滑油及补偿温度变形、安装误差、弹性变形等所引起的误差。生产中应用广泛，不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传递力矩。不同基本偏差代号与基准孔（或基准轴）分别形成不同间隙的配合。主要依据变形、误差需要补偿间隙的大小、相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。,各种基本偏差形成配合的特点,过渡配合有JSN（jsn），其主要特点是定心精度高且可拆卸。也可加键、销紧固件后用于传递力矩，主要根据机构受力情况、定心精度和要求装拆次数来考虑基本偏差的选择。定心要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差，如N（n），反之应选较松的配合，如：K（k）或JS（js）。,过盈配合有PZC（pzc），其特点是由于有过盈，装配后孔和轴产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，用以传递力矩和紧固零件。选择过盈配合时，如不加键、销等紧固件，则最小过盈应能保证传递所需的力矩，最大过盈应不使材料破坏，故配合公差不能太大，所以公差等级一般为IT5IT7。基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。在具体选用，可参考表2-13，并按表2-14所推荐的，尽量选用优先配合。,生产规模：按大批量生产时，加工后所得的尺寸通常呈正态分布；而单件小批量生产时，加工所得的孔的尺寸多偏向最小极限尺寸，轴的尺寸多偏向最大极限尺寸，即呈偏态分布。所以，对于同一使用要求，单件小批生产时采用的配合应比大批大量生产时要松一些。如大批量生产时的50H7/js6的要求;在单件小批生产时应选择50H7/h6。同样，受其它工作条件的影响，配合的间隙或过盈也应随之变化。如表所示。,了解和掌握生产实践证实的典型配合实例(见表2-15),例:某基孔制配合，基本尺寸为40mm，允许配合间隙为+75+210m，试确定配合代号。,解：根据已知条件，Xmax=+210m,Xmin=+75m求允许的配合公差：Tx|Xmax-Xmin|=135m查表确定孔轴的公差等级。由TxTh+Ts，孔轴的公差应在Tx/2=67.5m查表2-2可得：IT962m。故孔轴的公差等级选为IT9，孔的公差代号为H9。3)确定轴的公差代号：在基孔制间隙配合中，轴的基本偏差为上偏差，由Xmin=EI-es=-es，可得es-Xmin=-75m查表2-6,基本偏差接近75m的基本偏差代号为d，其基本偏差es-80m，因此若选轴的基本偏差代号为d9，则其下偏差eies-it9-142m，实际配合极限间隙为：Xmin=EI-es=+80mXmin，Xmax=ES-ei+204Xmax，满足设计要求。故确定配合代号为：40H9/d9,例:某基孔制配合，基本尺寸为16mm，允许的最大间隙为+12m，最大过盈为-20m，试确定配合代号。,解：根据已知条件求允许的配合公差：Tf|Xmax-Ymax|=32m查表确定孔轴的公差等级。由TfTh+Ts，孔轴的公差应在Tf/2=16m左右。查表2-2可得：IT611m，IT718m。按工艺等价性原则，取孔为IT7，轴为IT6，孔的公差代号为H7。3)确定轴的公差代号：在基孔制过渡配合中，轴的基本偏差为下偏差，由Xmax=ES-ei，可得eiES-Xmax=+6m查表2-6,基本偏差接近6m的基本偏差代号为m，其基本偏差ei+7m，因此若选轴的基本偏差代号为m6，则其上偏差esei+IT6+18m，实际配和最大间隙（过盈）为：|Ymax|=|EI-es|=18m|Ymax|，Xmax=ES-ei+11mXmax，满足设计要求。故选择配合代号为：16H7/m6,例:如图所示为钻模的一部分。钻模板4上装有固定衬套2，可更换钻套1与固定衬套配合，在工作中要求可更换钻套1能迅速更换。在压紧螺钉3松开（不必取下）的情况下，当可更换钻套1以其铣成的缺边A对正压紧螺钉3时，可以直接进行装卸；当可更换钻套1的台阶面B旋至螺钉3的下端面时，拧紧螺钉3，可更换钻套1就被固定，防止了它的轴向窜动和周向转动。若用如图a)所示钻模来加工工件上的12mm孔，试选择固定衬套2与钻模板4、可更换钻套1与固定衬套2以及可更换钻套1的内孔与钻头之间的配合（基本尺寸见图）。,解（1）基准制的选择对固定衬套2与钻模板4的配合以及可更换钻套1与固定衬套2的配合，因结构无特殊要求，按国标规定，应优先选用基孔制。,（2）公差等级的选择参看表2-11，钻模夹具各元件的连接，可按用于配合尺寸的IT5IT12级选用。参看表2-12，重要的配合尺寸，对轴可选IT6，对孔可选IT7。本例中钻模板4的孔、固定衬套2的孔、钻套的孔统一按IT7选用。而固定衬套2的外圆、钻套1的外圆则按IT6选用。,（3）配合种类的选择固定衬套2与钻模板4的配合，要求联接牢靠，在轻微冲击和负荷下不能发生松动，即使固定衬套内孔磨损了，需更换拆卸的次数也不多。因此参看表2-15可选平均过盈率大的过渡配合n，本例配合选为25H7/n6.,钻套1与固定衬套2的配合,要求经常用手更换，故需一定间隙保证更换迅速。但因又要求有准确的定心，间隙不能过大，为此参看表2-15可选精密滑动的配合g。本例选为18H7/g6。,至于钻套1内孔，因要引导旋转着的刀具进给，既要保证一定的导向精度，又要防止间隙过小而被卡住。根据钻孔切削速度多为中速，参看表2-15应选中等转速的基本偏差F，本例选为12F7(或12G7)。,必须指出：钻套1与固定衬套2的内孔的配合，根据上面分析本应选18H7/g6，考虑到GB/T22631991（夹具标准）为了统一钻套内孔与衬套内孔的公差带，规定了统一的公差带F7，因此钻套1与固定衬套2内孔的配合，应选相当于H7/g6的配合F7/k6。因此，本例中钻套1与固定衬套2内孔的配合应为18F7/k6（非基准制配合）。下图为18H7/g6与18F7/k6这两种配合的公差带图解。,H7/g6与F7/k6两种公差带的比较,本章小结,1有关“尺寸“的术语有：基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、实体尺寸、体外作用尺寸。2尺寸合格条件：实际尺寸在极限尺寸的范围内。3公差与偏差。4“极限与配合图解”简称“公差带图解”，其画法见本章相关内容。公差带有大小和位置两个参数。国家标准将这两个参数标准化，得到标准公差系列和基本偏差系列。5按孔和轴的公差带之间关系的不同，配合分为：间隙配合、过盈配合和过渡配合。国家标准配合制规定有基孔制（基准孔基本偏差代号为H）和基轴制（基准轴基本偏差代号为h）两种基准制配合。6标准公差系列（标准公差值不分孔、轴，按基本尺寸和公差等级查表2-2）（1）公差等级是确定尺寸精确程度的等级，国标对基本尺寸500mm的孔、轴规定了20公差等级（2）基本