基本尺寸孔轴.ppt

第2章孔、轴的公差与配合,2.1基本术语及定义,2.1.1孔和轴孔通常指圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成的包容面）轴通常指圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行平面或面形成的被包容面）,2.1.1孔和轴,孔(hole)包容面,尺寸之间无材料，越加工越大，测孔用内卡脚。轴(shaft）被包容面，尺寸之间有材料，越加工越小，测轴用外卡脚。,2.1.2有关尺寸的术语及定义,1、尺寸尺寸是特定单位表示的两点之间距离的数值。通常用表示（常省略）如直径40、半径R20，宽度12，高度120，中心距60等。,2.1.2有关尺寸的术语及定义,2、基本尺寸基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d表示（大写字母表示孔，小写字母表示轴）。它是根据产品的使用要求、零件的刚度等要求，计算或通过实验而确定的。,2.1.2有关尺寸的术语及定义,注意,1、基本尺寸仅表示零件尺寸的基本大小，它并非对完工零件实际尺寸的要求，不能将它理解为理想尺寸，认为完工零件尺寸越接近基本尺寸就越好。2、零件尺寸是否合格，要看它是否落在尺寸公差带之内，而不是看它对基本尺寸偏离多少。总结：基本尺寸只是计算极限尺寸和偏差的起始尺寸。,2.1.2有关尺寸的术语及定义,3、极限尺寸极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。最大极限尺寸：Dmax、dmax最小极限尺寸：Dmin、dmin合格零件的实际尺寸应该是：,4、实际尺寸(局部实际尺寸)实际尺寸是通过测量得到的尺寸（Da、da）实际尺寸并非尺寸的真值，它只是接近真实尺寸的一个随机尺寸。,2.1.2有关尺寸的术语及定义,2.1.2有关尺寸的术语及定义,2.1.3有关偏差、公差的术语及定义一、有关偏差的术语及定义,尺寸偏差（偏差）：某一尺寸减去基本尺寸的代数差1、实际偏差：实际尺寸基本尺寸（孔Ea轴ea）Ea=Da-Dea=da-d零件上实际存在，能测出大小，一批零件而言，是一随机变量2、极限偏差：极限尺寸基本尺寸上偏差：最大极限尺寸基本尺寸(孔ES轴es)下偏差：最小极限尺寸基本尺寸(孔EI轴ei)上下偏差由设计者给定当EIEaES，eieaes时，零件才能合格的。,注：偏差可以为正值、负值或零值,基本尺寸,上偏差,下偏差,最小极限尺寸,最大极限尺寸,最小极限尺寸,最大极限尺寸,下偏差,上偏差,基本尺寸,极限与配合示意图,2.1.3有关偏差、公差的术语及定义一、有关偏差的术语及定义,对于孔：ES=Dmax-DEI=Dmin-D对于轴：es=dmax-dei=dmin-d,液压缸与活塞的零件图,1、基本尺寸2、极限尺寸3、极限偏差,2.1.3有关偏差、公差的术语及定义二、有关公差的术语,1、尺寸公差尺寸公差是指允许尺寸的变动量,孔：,轴：,问题：比较公差与偏差,公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度。偏差表示与基本尺寸远离程度，它表示公差带的位置，影响配合的松紧程度。公差是绝对值，且不为零。,基本尺寸,上偏差,下偏差,最小极限尺寸,最大极限尺寸,公差,最小极限尺寸,最大极限尺寸,下偏差,上偏差,公差,基本尺寸,极限与配合示意图,对于孔：TD=Dmax-Dmin=ES-EI对于轴：Td=dmax-dmin=es-ei,有关尺寸、偏差及公差的术语,液压缸与活塞的零件图,1、基本尺寸2、极限尺寸3、极限偏差4、尺寸公差,0,2、公差带,2.1.3有关偏差、公差的术语及定义二、有关公差的术语,0,公差带:由代表上下偏差的两条直线所限定的区域,+,-,+0.004,-0.008,零线:表示基本尺寸,2.1.3有关偏差、公差的术语及定义二、有关公差的术语,公差带特性：,两个要素：,公差带大小,标准公差,公差带位置,基本偏差,注：公差与配合国家标准中所规定的用以确定公差带大小的任一公差值称为标准公差。,2.1.3有关偏差、公差的术语及定义,基本偏差用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,基本偏差一般为靠近零线的偏差。,2.1.3有关偏差、公差的术语及定义,1)零线,2)确定公差带大小位置。,4)作图比例基本一致，单位m、mm均可。,5)基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。,3)孔,轴,(或),或在公差带里写孔、轴。,画公差带图时应注意的问题,液压缸与活塞的零件图,1、基本尺寸2、极限尺寸3、极限偏差4、尺寸公差5、公差带图6、基本偏差,练习1.已知孔和轴的基本尺寸均为50，请完成下表。,有关“公差与偏差”的小结：,公差与极限偏差既有区别又有联系:（1）两者都是由设计给定的，反映了使用或设计要求。（2）公差是绝对值，且不能为零；极限偏差是代数值，可以为正值、负值或零。（3）公差反映了对尺寸分布的密集、均匀程度的要求，是用以限制尺寸误差的；极限偏差表示对尺寸偏移程度的要求，是用以限制实际偏差的。（4）极限偏差决定了加工零件时机床进刀、退刀位置，一般与零件加工精度要求无关，通常任何机床可加工任一极限偏差的零件；公差反映对制造精度的要求，体现了加工的难易程度。某一精度等级的机床只能够加工公差值在某一范围内的零件。（5）极限偏差在公差带图中限定公差带的位置，影响孔轴结合的松紧程度；公差值表示公差带的大小，影响配合松紧的均匀程度（或配合精确程度）。,识读液压缸与活塞装配图,机械中最基本的装配关系是一个零件的圆柱形内表面包容另一个零件的圆柱形外表面，即孔与轴的结合。从机器上各种孔轴结合部位的使用要求来看，对孔与轴装配后有不同的松紧要求。,2.1.4有关“配合”的术语及定义,1.间隙与过盈：孔的尺寸轴的尺寸=代数差,+,2.配合：基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。对一批零件而言，配合反映了机器上相互结合的零件间的松紧程度。,间隙X,过盈Y,2.1.4有关“配合”的术语及定义,配合:基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间的关系。,间隙配合过渡配合过盈配合,三种关系,一、间隙配合,间隙配合具有间隙（含最小间隙等于零）的配合。孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔大、轴小的配合。,间隙配合,一、间隙配合,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,Xmin=Dmin-dmax=EI-es,Tf=Xmax-Xmin=T孔+T轴,Xmax,Xmin,配合公差Tf=|Xmax-Xmin|=孔公差+轴公差。,一、间隙配合,例:孔轴相配合,孔50,轴50,计算间隙（过盈）和配合公差,+0.025,0,-0.025,-0.050,解：,+0.025,-0.025,-0.050,0,+,-,50,孔,轴,xmax=0.025-(-0.050)=0.075,xmin=0-(-0.025)=0.025,Tf=0.075-0.025=0.050,二、过盈配合,过盈配合具有过盈（含最小过盈等于零）的配合。孔的公差带位于轴公差带之下，通常是指孔小、轴大的配合，,过盈配合：,二、过盈配合,Ymax=Dmin-dmax=EI-es,Ymin=Dmax-dmin=ES-ei,Ymax,Ymin,配合公差Tf=|Ymin-Ymax|=孔公差+轴公差。,特征参数：YminDmaxdminESeiYmaxDmindmaxEIes,二、过盈配合,例:孔轴相配合,孔50,轴50,计算间隙（过盈）和配合公差,+0.025,0,+0.043,+0.059,+0.025,0,+,-,孔,+0.043,+0.059,轴,解：,Ymax=0-0.059=-0.059,Ymin=0.025-0.043=-0.018,Tf=-0.018-(-0.059)=0.041,50,三、过渡配合,过渡配合可能产生间隙或过盈的配合。孔、轴公差带相互交叠，是介于间隙配合与过盈配合之间的配合。,特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合的工件精度都较高,过渡配合：,三、过渡配合,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,Ymax=Dmin-dmax=EI-es,Tf=Xmax-Ymax=T孔+T轴,特征参数：XmaxDmaxdminESeiYmaxDmindmaxEIes,配合公差Tf=|Xmax-Ymax|=孔公差+轴公差。,三、过渡配合,例:孔轴相配合,孔50,轴50,计算间隙（过盈）和配合公差,+0.025,0,+0.038,+0.002,+0.025,0,+,-,孔,50,+0.002,+0.038,轴,解：,Xmax=0.025-0.002=0.023,Ymax=0-0.038=-0.038,Tf=0.023-(-0.038)=0.061,1、配合公差,XmaxXminXmaxYmax|YminYmax|,Tf,若要提高配合精度（即Tf）可减小相配合的孔、轴尺寸公差（即提高相配合的孔、轴加工精度）。,四、配合公差和公差带图,|ESei（EIes）|TDTd,(1)配合公差允许间隙或过盈的变动量,第2章极限与配合基础,四、配合公差和公差带图,配合公差,在数量方面，标准以处于最松状态的极限间隙或极限过盈与处于最紧状态的极限间隙或过盈的代数差的绝对值为配合公差值,配合公差没有正负含义。各类配合的配合公差数值：间隙配合Tf=|Xmax-Xmin|=TD+Td过渡配合Tf=|Xmax-Ymax|=TD+Td过盈配合Tf=|Ymax-Ymin|=TD+Td对于各类配合，其配合公差都等于相互配合的孔公差和轴公差之和；Tf=TD+Td说明了配合精度的高低是由相互配合的孔和轴精度所决定。配合公差反映配合精度，配合种类反映配合性质。,O,X,Y,Xmax,Xmin,O,X,Y,Ymin,Ymax,O,X,Y,Xmax,Ymax,间隙配合公差带图,过盈配合公差带图,过渡配合公差带图,四、配合公差和公差带图,2、配合公差带,配合公差带的大小，取决于配合公差的大小，配合公差带的位置取决于极限间隙或过盈的大小，前者表示配合精度，后者表示配合的松紧。,Dmaxdmin=Xmax=YminDmindmax=Xmin=YmaxTf=XmaxXmin(间隙配合）=YminYmax(过盈配合）=XmaxYmax(过渡配合）=(DmaxDmin)+(dmaxdmin)=IT孔IT轴,例1求下列三种孔、轴配合的极限间隙或过盈、配合公差，并绘制公差带图,例2：孔分别与轴、轴、轴形成配合，试画出配合的孔和轴公差带图解，说明配合类别，并求出特征参数及配合公差,画出配合公差带图。,有关配合的小结：,2.2公差与配合的标准化,2.2.1基准制用标准化的孔、轴公差带组成各种配合的制度。,1基孔制配合基本偏差固定不变的孔的公差带,与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度,基准孔EI=0代号:HES=IT孔,2基轴制配合基本偏差固定不变的轴的公差带,与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度,基准轴es=0代号:hei=-IT轴,2.2.2标准公差系列,1、公差单位：计算标准公差的基本单位，是制定标准公差系列表格的基础。,式中前者反映加工误差，后者反映测量误差。,2.公差等级,确定尺寸精确程度的等级。规定和划分公差等级的目的：为了简化和统一对公差的要求，使规定的公差等级既能满足广泛不同的使用要求，又能大致代表各种加工方法的加工精度，既有利于设计，也有利于制造。,2、公差等级,国家标准中规定的用以确定公差带大小的公差等级共20级：IT01、IT0、IT1、IT2、IT18其中IT01精度最高，其余代号精度依次降低，标准公差值依次增大。,1、IT01、IT0、IT1为最高精度级，不计加工误差，只考虑测量误差2、IT2、IT3、IT4为高精度级，在IT1与IT5间成等比分布3、IT5IT18为常用公差等级，可用公式计算。,3、尺寸分段,注意：1、分段点上的数值取上段，以保障安全性。2、注意单位。,例：,解：,2.2.3基本偏差系列,基本偏差系列,使公差带的位置标准化，组成标准配合轴的基本偏差系列：28种azc孔的基本偏差系列：28种AZC26个字母中，去掉了i，l，o，q，w(I，L，O，Q，W)增设了cd，ef，fg，za，zb，zc，js(CD，EF，FG，ZA，ZB，ZC，JS),28种孔、轴基本偏差系列分布,28种孔、轴基本偏差系列分布,轴的基本偏差数值,轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，按照各种配合要求，再根据生产实践经验和统计分析结果得出的，国家标准列出了轴的基本偏差数值表，另一极限偏差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值按下列关系计算：ei=es-ITes=ei+IT,轴的基本偏差数值,例:查表60f7,IT7=,30,es=,-30,ei=es-IT7=-30-30=-60,60f7,(,-0.030,-0.060,),查表:,孔的基本偏差数值,孔的基本偏差数值是由同名的轴的基本偏差换算得到的。换算原则为：同名配合的配合性质不变。基孔制的配合（如50H9/f9、40H7/p6）变成同名基轴制的配合（如50F9/h9、40P7/h6）时，其配合性质（极限间隙或极限过盈）不变。,孔的基本偏差数值,例3-1查表确定35j6、72K8、90R7的基本偏差与另一极限偏差。,35j6,查表2-4，ei=5m，查表2-3，IT6时，Td=16m；则es=ei+Td=11m，即35j635mm,72K8,查表2-5，ES=2m+=(2+16)m=14m查表2-3，IT8时，TD=46mEI=ESTD=(1446)m=32m即72K872mm,90R7,查表2-5，ES=51m+=(51+13)m=38m查表2-3，IT7时，TD=35mEI=ESTD=(3835)m=73m即90R790mm,2.2.4公差与配合在图样上的标注,注意：一张图纸上只能用一种标注方法,1、零件图上极限的标注,1）标注公差带代号,配合精度明确，标注简单，便于与装配图对照。,缺点：数值不直观。,用途：适用于量规检测的尺寸和大量生产。,优点：,2）标注极限偏差,优点：数值直观，便于用通用量具检测。用途：试制单件及小批生产用此法较多。,3）公差带代号与极限偏差值同时标注,优点：标注全面有明确配合精度又有公差数值。用途：适用于生产规模不确定的情况。,公差与配合在图样上的标注,标注形式为：,采用基孔（轴）制时，分子（母）为基准孔（轴）代号H(h)及公差等级。,例如：,基轴制过渡配合,基孔制间隙配合,2.2.5常用和优先的公差带与配合,国标中规定了20个公差等级和28个基本偏差，如将任一基本偏差与任一标准公差级组合，则在基本尺寸500mm的范围内，孔公差有20273（J6、J7、J8）543个，轴公差有20274（j5、j6、j7、j8)544个。,对于配合，国标规定基孔制常用配合59种，优先配合13种；基轴制常用配合47种，优先配合13种。,选用公差带时，应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。若一般公差带中也没有满足要求的公差带，则按国标规定的标准公差和基本偏差组成的公差带来选取。,2.2.6一般公差,线性尺寸一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。线性尺寸一般公差在图样标题栏附近或技术要求中有标准号和公差等级符号表示。一般公差的线性尺寸是在车间加工精度保证的情况下加工出来的，一般可以不用检验。,试查表确定下列孔轴的极限偏差，计算极限间隙或极限过盈以及配合公差，并作出公差带图，指出配合性质和基准制。（1）30H7/g6（2）50K7/h6,2.3公差与配合的选用,公差与配合的选择,1基准制的选择:选择基准制的总原则是使配合结构合理、加工及装配方便和具有明显的经济效益。,(1)优先选用基孔制,基准制；公差等级；配合基本偏差代号,（2）基轴制用在有明显经济效益的情况下；或由于结构原因，在同一根轴（基本尺寸相同）的多处与孔配合，且配合性质要求不同。,2,3,1,例:内燃机中的活塞销1与活塞2及连杆3的配合,1）若采用基孔制配合:,2）若采用基轴制配合:,5,6,30,h,M,5,6,30,h,M,外圈与壳体孔采用基轴制,公差与配合的选择,1基准制的选择,（3）与标准件配合时,随标准件,内圈与轴径采用基孔制,（4）在特殊应用时,允许采用任一孔、轴公差带组成配合即混合配合,Xmax=0.229Xmix=0.091,公差与配合的选择,2公差等级的确定,协调零、部件的使用与制造工艺、成本之间的矛盾(1)满足使用要求的最低等级(2)尺寸500,标准公差IT8时,推荐孔比轴低一等级相配合标准公差IT8或尺寸500，推荐孔、轴同级相配合(3)选择公差等级时,应考虑与其相关零件或部件的精度,公差与配合的选择,IT01-IT02:量块长度公差和其它精密尺寸标准块公差,IT3-IT5:精密度要求很高和重要的配合处,IT6-IT7:精密配合和关键件,要求配合的均匀性,IT7-IT8:一般精度的配合或重型机械中,用于精度要求高的场合,农业机械中的重要场合,IT9-IT11:一般要求的场合,不重要的场合或精度等级要求较高的槽宽配合或长度尺寸配合要求较高的场合,IT12-IT18:未注尺寸公差,包括冲压件,铸件和锻件,选择公差等级的总原则:是在保证使用性能要求的前提下，尽量选用较低的公差等级。,3配合的选择:选择配合实际上是选择非基准件的公差带位置。,类比法：计算法实验法,公差与配合的选择,3配合的选择,类比法,了解本机构的工作条件及性能,了解同类机构的设计要求、性能及实践结果,了解标准公差带形成配合的特征,间隙配合:考虑运动特性、运动条件及运动精度,温度等条件,过盈配合:考虑负荷的大小、特性、所用材料的许用应力,装配条件,装配变形及温度等,过盈小:用键传递扭矩好拆卸过盈大:靠结合力传递扭矩不好拆卸,为保证联结强度,按Ymin选取基本偏差代号,3配合的选择(1)类比法,3配合的选择(1)类比法,过渡配合:考虑对中精度和对拆卸的要求,用于定位精度比较高,并要求可拆卸的相对静止的联结,一般按Xmax确定基本偏差代号,配合类别选择的一般方向,1结合件间有相对运动,轴向移动件间的间隙要比旋转运动件的间隙大。,高速回转运动要比低速回转运动的间隙大,运动的准确性要求高或回转精度要求高，间隙应小。,当支撑数目多时，为补偿位置误差的影响间隙大。,润滑油的粘度大时间隙应稍大。,优先配合选用说明,1间隙配合,间隙量非常大，用于很松、转动很慢的动配合；要求大公差与大间隙量的外露部件；要求装配方便的很松的配合。,间隙量很大的自由转动配合，用于精度非主要要求时，或有大的温度变动、高转速或大的轴颈压力时。,H8,f7,F8,h7,间隙不大的转动配合。用于中等转速与中等轴颈压力的精确转动；也可用于装配较容易的中等定位配合。,间隙很小的滑动配合。用于不希望自由转动，但可以自由移动和滑动；也可用于要求明确的定位配合。,H7,在最小实体条件下的间隙量由公差等级决定。,在最大实体条件下的间隙为零。,均为间隙定位配合，零件可自由装拆，而工作时一般相对静止不动。,（1）大间隙,大间隙配合，用于不重要的配合或高温及工作条件较差处的配合。,管道法兰连接配合，外径采用很松的配合,（2）正常间隙,基本偏差D(d)E(e)为较大间隙配合，使用于IT6IT11级。图为C616尾架部位，偏心轴815与尾架体802有前后两孔相配合，为补偿尾架体前后两孔同轴度误差，及便于装配，采用较松的配合H8/d8。,偏心轴与尾架体配合,配合的间隙较大，多用于精度要求不高、易于转动的支撑，如球磨机、轧钢机等重型机械的滑动轴承、密封盖与轴的配合；或用与大跨距支撑和多支点支撑,内燃机主轴承,为较小间隙的配合，用于精密机构、转速较低的滑动配合，如分度头的主轴与轴承配合，还用于同轴度要求较高，工作中要求能快速装拆的定位配合。,钻套及衬套的配合,IT1IT12都可用，常用于有低速滑动的配合，或用于要求精确定心的、便于拆卸的静联接的配合。,最小间隙配合,车床尾座配合,（3）小间隙,3承受载荷的性质,在过盈配合中，承受动载荷要比承受静载荷的过盈大。,在间隙配合中，承受动载荷要比承受静载荷的间隙小。,4定心精度的要求,结合件间定心精度要求高时，当有相对运动时，间隙应小；当无相对运动时，过盈应小。,5工作温度,若孔的温度高于轴温,对过盈配合,过盈应大;对间隙配合,间隙应小。,若轴的温度高于孔温,对过盈配合,过盈应小;对间隙配合,间隙应大。,2结合件间无相对运动,结合件间靠过盈来保证传递较大转矩或轴向力时过盈应大；如果加附加紧固件而不单纯靠结合面间的过盈，过盈小。,过渡配合，用于精密定位,过渡配合，允许有较大过盈的更精密定位,2过渡配合,刚性联轴节的配合,冲床齿轮与轴配合，一般大修时才拆卸，加键后传递冲击力矩,齿轮与轴的配合,蜗轮青铜轮缘与轮辐的配合,带轮与轴的配合,n6-重载、有冲击振动载荷,m6-中等载荷具有冲击振动载荷,k6-中等载荷,js6-轻载荷不太重要的地方,齿轮与轴的配合,过盈定位配合，即小过盈量配合。