孔轴公差与配合演示幻灯片

讲师：用时：目的：,孔、轴公差与配合,1,目录,第一节基本术语和定义第二节国家标准的构成第三节常用尺寸孔、轴公差与配合的选择第四节公差与配合在图样上的标注第五节线性尺寸的未注公差,2,孔、轴公差与配合,目的要求了解孔轴公差与配合的基本术语及定义，掌握标准公差与基本偏差的确定方法，学会尺寸公差的标注与配合的选择。重点1、有关孔轴的广义定义；2、基本偏差和标准公差的定义和选择；3、孔轴公差带图的画法；4、常用孔轴配合的选择及标注；难点1、基本偏差和标准公差的定义和选择；2、常用孔轴配合的选择及标注；,3,例题2-14,4,第一节基本术语和定义,一、有关孔和轴的定义1、孔：(宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的内表面；2、轴：(宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的外表面；二、有关尺寸的术语及定义1、尺寸：包括线性尺寸和角度尺寸,5,设计图样上的尺寸标注1000.14mm2、基本尺寸（D）1003、极限尺寸：允许尺寸变化的两各界限值。最大极限尺寸：Dmaxdmax最小极限尺寸：Dmindmin,6,4、实际尺寸：在零件上实际测量的尺寸。举例：一批轴尺寸为1000.14mm，若某一轴实际尺寸为99.92mm，判断其合格性。,7,5、实体状态和实体尺寸最大实体状态：合格零件占有材料最多时的状态最大实体尺寸：Dmindmax最小实体状态：合格零件占有材料最小时的状态最小实体尺寸：Dmaxdmin三、尺寸偏差、公差1、尺寸偏差：某一尺寸基本尺寸所得的代数差；偏差必须带符号，正号也不能省略。,8,2、实际偏差：实际尺寸基本尺寸=实际偏差3、极限偏差极限尺寸基本尺寸=极限偏差上偏差：ES=Dmax-Des=dmax-D下偏差：EI=Dmin-Dei=dmin-D实际偏差在极限偏差范围内即为合格极限偏差在图样上的标注：1000.14mm5025说明：偏差可为正、负、零。,9,4、尺寸公差：ThTs定义：允许尺寸的变动量1000.14mm，变动量为0.28计算：Th=Dmax-Dmin=ES-EITs=dmax-dmin=es-ei说明：公差值为正值公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程度。5、尺寸的公差带图为清晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图。不画孔、轴的结构，只画放大了的孔、轴公差带。,10,尺寸公差带图,由于公差与偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示，故采用公差带图。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。尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。基本偏差：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。标准公差：国家标准中所规定的公差值。,11,四、有关配合的术语、定义1、配合：基本尺寸相同的互相结合的孔与轴公差带之间关系。配合性质：孔与轴装配后的松紧程度2、间隙、过盈、过渡孔-轴=正（间隙）、负（过盈）简单的讲：孔大轴小，间隙(X)孔小轴大，过盈(Y),12,3、间隙配合定义：一定具有间隙的配合，间隙配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-esXav=1/2(Xmax+Xmin),13,4、过盈配合定义：一定具有过盈的配合，过盈配合的三个特征值。Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiYav=1/2（Ymax+Ymin）,14,5、过渡配合定义：可能具有间隙或过盈的配合，过渡配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-esXav或Yav=1/2（Xmax+Ymax）,15,6、配合公差定义：允许间隙或过盈的变动量（大小表示装配精度）间隙配合：Tf=|Xmax-Xmin|过盈配合：Tf=|Ymin-Ymax|过渡配合：Tf=|Xmax-Ymax|Tf=|(ES-ei)-(es-EI)|=|(ES-EI)+(es-ei)|=Th+Ts,16,五、配合公差带图解,单位:um,17,六、基准制,1、基孔制：孔公差带位置固定，改变轴公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基孔制中孔为基准孔EI=0,18,2、基轴制：轴公差带位置固定，改变孔公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基轴制中轴为基准轴es=0说明：基孔制和基轴制是两个等效的配合制度，但实际应用中有所区别。,19,第二节国家标准的构成一、标准公差系列1、公差等级：确定尺寸精确程度的等级。例：3030IT7IT8国标设置了20个公差等级，代号为IT01、IT0、IT1IT18。,20,标准公差数值的计算公式,21,2、公差单位（标准公差因子）：计算标准公差的基本单位加工误差w与基本尺寸D之间的关系：,22,3、标准公差的计算及规律：,(1)、IT01IT1因精度较高，受加工误差影响比较小，主要考虑测量误差的影响，所以采用线性公式计算，IT=a+b*D，D为基本尺寸，a、b是按R10/2变动的系数。(2)、IT2IT4在IT1与IT5间呈等比数列，公比q=(IT5/IT1)1/4(2)、IT5IT18IT=a*i，i为公差单位（标准公差因子）a为标准公差等级系数，采用R5优先数系。公差等级越高，a值越小。标准公差等级系数的划分符合优先数系的规律，有利于标准的发展和扩大使用。例如：按R5系列可确定IT19=4000i按R10系列可确定IT6.5=12.5i,23,4、尺寸分段,为了简化表格，将常用尺寸分成若干段，这叫尺寸分段。基本尺寸一项，工程上分为13段。尺寸分段后，标准公差计算公式中的基本尺寸，按尺寸分段的首、末两个尺寸的几何平均值Dj代入，即：,D首*D末,24,标准公差数值,25,二、基本偏差系列1、基本偏差；用来确定公差带相对零线位置的偏差。一般靠近零线的偏差为基本偏差。2、对于轴和孔来说，基本偏差规定了28种系列，每一种基本偏差都是由一个或两个英文字母表示，孔用大写字母，轴用小写字母，在26个英文字母中去掉容易与其他符号含义混淆的字母（I、L、O、Q、W）,剩下21个，加上七组字母（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC）,共有28种。,26,27,三、各种基本偏差所形成的配合特征,1、轴的基本偏差系列（基孔制H：EI=0时）间隙配合：a-h-基本偏差为上偏差es其中a-g的es为负，并依次增大h的基本偏差es=0是基轴制的标志过渡配合：js、j、k、m、n-基本偏差为下偏差ei其中js的基本偏差为IT/2，公差带对零线对称公布，其它依次增大过盈配合:p-zc-基本偏差为下偏差ei数值为正，并依次增大,28,2、孔的基本偏差系列（基轴制h：es=0）间隙配合：A-H-基本偏差为下偏差EI其中A-G的EI为正，并依次减小H的基本偏差EI=0是基孔制的标志过渡配合：JS、J、K、M、N-基本偏差为上偏差ES其中JS的基本偏差为IT/2，公差带对零线对称公布，其它依次减小过盈配合:P-Zc-基本偏差为上偏差ES数值为负，并依次减小,29,6、孔、轴公差代号与配合代号1）孔、轴公差带代号由基本偏差代号与标准公差等级号组成，例如：50H8基本尺寸为50的孔的公差带代号；其中基本偏差代号为H，标准公差等级8级25f7基本尺寸为25轴公差带代号；其中基本偏差代号为f，标准公差等级7级2）孔、轴配合代号将相互配合的孔公差带号与轴公差带代号组合而成，写成分子分母的形式：50H8/f7,30,7、轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差数值采用尺寸分段计算、圆整、列表，制作成轴的基本偏差表，以后通过查表得到。例：确定50a9的极限偏差解：查表轴的基本偏差表得：es=-320m查表，标准公差表得：IT9=62m则另一极限偏差轴的下偏差为：ei=-320-62=-382m,31,六、孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差没有直接的计算公式，而是由同名的轴的基本偏差换算而来。换算时遵守以下两个原则：1.通用规则(倒影关系):同名配合的配合性质相同。即：基孔制的配合（如30H8/f8）变成同名的基轴制的配合（30F8/h8）时，其配合性质不变。2.工艺等价性：在高精度或较高精度的间隙、过渡和过盈配合中，一般取孔比轴低一个级别。其中：间隙和过渡配合时IT8级为高或较高精度，过盈配合时IT7级为高精度或较高精度。工艺等价性是指同一配合中的孔和轴的加工难度大致相同,32,七、常用公差带和优先、常用配合,1、孔、轴的常用公差带标准公差20个等级，基本偏差28种，应当共有2028=560种公差带，国标规定孔的J用3种，轴j用4种，因此孔公差带有543种，轴公差带有544种。为了提高生产效率，国家标准利用简化原理提出了一般、常用、优先公差带：,33,2、孔、轴的优先配合和常用配合国标规定了基孔制优先配合有13种，常用配合59种,基轴制优先配合有13种，常用配合47种表中带的配合为优先配合。选择配合时，应按照优先、常用的顺序选择，采用优先配合能够满足要求时，尽量采用优先配合，以便增加效率，减小设计周期。在精度要求不高，小批量生产时可以利用优先配合快速设计。,34,基轴制配合优先、常用的配合,基孔制配合优先、常用的配合,35,第三节常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,一、配合种类的选择它主要取决于制造工艺学、材料力学等课程在结构、强度设计等方面的要求，以及实际应用中的具体要求。选择配合种类时应考虑的因素，主要有：1）孔、轴是否有相对运动（有，间隙）（没有，过盈或过渡）2）过盈配合的受载情况（大扭矩，过盈量大一些，小扭矩，过盈量小一些）注：过盈量太大会使装配困难，甚至撑破，因此在使用大的过盈配合时，应当验算材料强度，国标有相应的规定。,36,3）孔、轴定心精度定心精度高时不宜采用间隙配合，而用过渡配合、小过盈量配合。4）拆装要求常拆卸零件应比不常拆卸零件松一些5）孔、轴工作时，温度差别较大时，要考虑材料的热膨胀影响6）装配时的变形问题7）尽量采用优先配合。,37,二、配合的确定配合的确定取决于实际零件运动特性，有相对运动时选择间隙配合，相对固定时选择过渡配合，有力的传递时采用过盈配合。由：Tf=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax|只有知道了配合的种类，才能得到配合公差，只有得到Tf，才能进一步计算零件参数。三、配合的设计1、确定公差等级公差等级的确定依据以下两个原则：,38,（1）公差的选择原则：在满足使用要求的前提下，选择的公差应当尽量大。（首要原则）（2）工艺等价性原则（参考原则）：基本尺寸小于500mm的高等级公差，孔比轴加工困难，所以在轴孔配合时，公差等级高于IT8时，国标推荐孔比轴低一级，公差等级为IT8时，国标推荐孔比轴低一级或同一级，公差等级低于IT8时，国标推荐孔、轴同一级。各种加工方法能够达到的公差等级。公差等级的应用范围。相配零件或部件的精度要匹配。在非基准制配合中，有的零件要求不高，可与相配合零件的公差等级低23级。,39,各种加工方法所能达到的公差等级,40,2、基准制的选择（1）采用基准制优先选用基孔制，减少定值刀量具的规格数目，提高经济效益。基轴制的选用a、冷拔轴；b、一轴多配件；c、轴类标准件（滚动轴承）,公差等级的应用,41,（2）采用非基准制对一些特殊或低精度的配合，不需要采用基准制配合就可满足技术要求的情况下，可以采用非基准制。3、极限偏差的确定配合制确定后，基准件的基本偏差及另外一个极限偏差也就随之确定。对非基准件，可利用配合性质与基本偏差的对应关系，确定基本偏差是上偏差，还是下偏差，然后再利用该基本偏差与极限间隙或过盈的关系，确定基本偏差的估计值，最后通过查基本偏差数值表，确定基本偏差代号及数值。从而另外一个极限偏差也随之确定。,42,各种基本偏差选用说明（孔大写、轴小写）,43,优先配合的选用说明,44,4、验算间隙配合合格条件：XmaxXmaxXminXmin过渡配合合格条件：XmaxXmax|Ymax|Ymax|过盈配合合格条件：|Ymin|Ymin|Ymax|Ymax|5、画出孔、轴公差带图或配合公差带图,45,第四节公差与配合在图样上的标注,零件图上一般有3种标注方法,（1）在基本尺寸后标注所要求的公差带，如：40H8，80P7，50g6。（2）在基本尺寸后标注所要求的公差带对应的偏差值，如：。（3）在基本尺寸后标注所要求的公差带和对应的偏差值,如：。装配图上，在基本尺寸后标注孔、轴公