孔轴公差与配合ppt课件

1、绪论回想根本概念互换性公差规范化重点及难点优先数及优先数系第三章第三章 孔、轴公差与配合孔、轴公差与配合目的要求目的要求 了解孔轴公差与配合的根本术语及定义，掌握了解孔轴公差与配合的根本术语及定义，掌握规范公差与根本偏向确实定方法，学会尺寸公差的标规范公差与根本偏向确实定方法，学会尺寸公差的标注与配合的选择。注与配合的选择。 重点重点 1 1、有关孔轴的广义定义；、有关孔轴的广义定义； 2 2、根本偏向和规范公差的定义和选择；、根本偏向和规范公差的定义和选择； 3 3、孔轴公差带图的画法；、孔轴公差带图的画法； 4 4、常用孔轴配合的选择及标注；、常用孔轴配合的选择及标注；难点难点 1 1、根

2、本偏向和规范公差的定义和选择；、根本偏向和规范公差的定义和选择； 2 2、常用孔轴配合的选择及标注；、常用孔轴配合的选择及标注；一、有关孔和轴的定义一、有关孔和轴的定义 1、孔：工件圆柱形内外表、孔：工件圆柱形内外表(具有单一尺寸的内外表具有单一尺寸的内外表). 2、轴：工件圆柱形外外表具有单一尺寸的外外表、轴：工件圆柱形外外表具有单一尺寸的外外表. 1 根本术语及其定义根本术语及其定义越加工尺寸越大越加工尺寸越小孔 轴二、有关尺寸的术语及定义二、有关尺寸的术语及定义1、线性尺寸：两点间的直线间隔。、线性尺寸：两点间的直线间隔。2、根本尺寸：由设计给定的尺寸。孔、根本尺寸：由设计给定的尺寸。孔

3、-D 轴轴-d 强度，刚度，构造工艺性三要素决议强度，刚度，构造工艺性三要素决议 3、极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。、极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。 孔孔 轴轴 最大极限尺寸最大极限尺寸 Dmax dmax 最小极限尺寸最小极限尺寸 Dmin dmin4、实践尺寸：在零件上实践丈量的尺寸。、实践尺寸：在零件上实践丈量的尺寸。Da , da包含丈量误差包含丈量误差;指两点之间的间隔由两点法丈量出的尺寸指两点之间的间隔由两点法丈量出的尺寸;具有尺寸的不定性外形误差的影响具有尺寸的不定性外形误差的影响.三、有关偏向和公差的术语及定义三、有关偏向和公差的术语及定义1、尺寸偏向偏向：某一尺寸

4、减去根本尺寸所得、尺寸偏向偏向：某一尺寸减去根本尺寸所得的代数差。的代数差。阐明：偏向可为正、负、零阐明：偏向可为正、负、零 孔：孔：ES=Dmax-D EI=Dmin-D 轴：轴：es=dmax-d ei=d min-d 实践尺寸实践尺寸Da-根本尺寸根本尺寸D=实践偏向实践偏向Ea ea零件合格的条件：实践偏向在极限偏向范围内。零件合格的条件：实践偏向在极限偏向范围内。 EI Ea ESei EI es ES )(-minmax下偏差上偏差极限偏差基本尺寸极限尺寸DDD 2、尺寸公差(公差)： Th Ts 定义：允许尺寸的变动量 1000.14mm ，变动量为0.28 计算： Th=Dma

5、x-Dmin=ES-EI Ts=dmax-dmin=es-ei 公差与偏向的关系：偏向可以是正、负、零，而公差是一个绝对值 ，不能加符号； 公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的准确程 度。极限偏向用于限制实践偏向，而公差用于限制误差；单一零件实践偏向，一批零件尺寸误差。eg：知孔25H7 ，轴25f6 ，求孔轴的极限偏向和公差。解：孔 ES=Dmax-D=25.021-25= + 0.021mm EI=Dmin-D=25-25=0 轴 es=dmax-d=24.980-25= - 0.020mm ei=d min-d=24.967-25= - 0.033mm孔公差：Th=|Dmax-Dmin

6、|=25.021-25=0.021轴公差：Ts=|dmax-dmin|=24.980-24.967=0.013020. 0033. 0021. 00配合表示图DdDminDmaxdmaxdmin例如：画尺寸公差带图： 轴25f6 孔25H7 020. 0033. 0021. 00-33+0-+21-2025mm3、公差带表示图及公差带为明晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图。不画孔、轴的构造，只画放大了的孔、轴公差带。零线：指公差带图中，代表根本尺寸的一条直线。零线以上的偏向为正，以下的偏向为负。尺寸公差带：在公差带图中，由代表上、下偏向的两条直线所限定的一个区域。阐明：公差带图中，根本

7、尺寸用表示，上下偏向用m表示，除之外，其他尺寸不标注单位。孔、轴的表示方法。公差带的大小由规范公差决议，位置由根本偏向决议。 公差带两要素4、根本偏向：国家规范规定的上偏向或下偏向，是接近或位于零线的那个极限偏向。5、规范公差：国家规范所规定的公差值。 四、有关配合的术语、定义 1、配合：根本尺寸一样的相互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 孔-轴=正间隙 X、负过盈 Y 间隙：孔的尺寸比轴大； 过盈：孔的尺寸比轴小。 3、配合的分类 可分为三大类 1间隙配合 定义：具有一定间隙的配合，包括最小间隙为零。 间隙配合的四个特征值： 最大间隙：X max

8、=Dmax - dmin=ES- ei 最小间隙：X min=Dmin - dmax=EI- es 平均间隙：X av= (Xmax + X min )/2配合公差间隙公差：间隙配合中间隙的允许变动量。Tf=Xmax-Xmin=(ES-ei)-(EI-es)=(ES-EI)+(es-ei)=Th+Ts 间隙配合公差带的特点 例1：计算孔50 与轴50 的四个特征值 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei = + 0.039-0.050 = + 0.089 Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0-0.025=+0.025 Xav= 1/2 Xmax + Xmin =+0.057 Tf=|

9、Xmax-Xmin|=|0.089-0.025|=0.064039. 00025. 0050. 0 2 过盈配合定义：具有一定过盈的配合，包括最小过盈为零。过盈配合的四个特征值：最大过盈：Ymax=Dmin-dmax=EI-es最小过盈：Ymin=Dmax-dmin=ES-ei平均过盈：Yav= Ymax + Ymin /2 配合公差过盈公差：过盈配合中过盈的允许变动量。Tf=Ymin-Ymax=(ES-ei)-(EI-es)=(ES-EI)+(es-ei)=Th+Ts过盈配合公差带的特点 例2：计算孔50 与轴50 的四个特征值 Ymax=Dmin-dmax=EI-es=0-0.079=-0

10、.079 Ymin=Dmax-dmin=ES-ei=+0.039-0.054=-0.015 Yav= 1/2 Ymax + Ymin =-0.047 Tf=|Ymax-Ymin|=|-0.079-(-0.015)|=0.064039. 00079. 0054. 0 3过渡配合 定义：能够具有间隙或过盈的配合 。 过渡配合的四个特征值： 最大间隙：Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最大过盈：Ymax=Dmin-dmax=EI-es 平均间隙过盈Xav 或Yav = Xmax + Ymax/2配合公差：Tf=Xmax-Ymax=(ES-ei)-(EI-es)=Th+Ts过渡配合公差带的特点

11、 例3：计算孔50 与轴50 的三个特征值 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=+0.039-0.009=+0.030 Ymax=Dmin-dmax=EI-es=0-0.034=-0.034 Yav= 1/2 Xmax + Ymin =-0.002 Tf=|Xmax-Ymax|=|0.030-(-0.034)|=0.064039. 00034. 0009. 0-15-79+0-+39+39 +39-25-50+79+54+34+950mm孔轴公差带图+89+25+30-34XY0配合公差带图 4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 - X

12、min | 过盈配合： Tf = | Ymax - Ymin | 过渡配合： Tf = | Xmax -Ymax | Tf=|(ES-ei)-(es-EI)|=|(ES-EI)+(es-ei)|= Th+Ts 4、配合制 1非基准制 例如：减速箱体轴承端盖与外壳孔的配合2)基准制基准制(配合制配合制) 三种配合最根本的区别：孔轴公差带的相三种配合最根本的区别：孔轴公差带的相对位置不同，即孔轴公差带位置相对挪动，就对位置不同，即孔轴公差带位置相对挪动，就可获得不同的配合。可获得不同的配合。 (1)基孔制：孔公差带位置固定，改动轴公差基孔制：孔公差带位置固定，改动轴公差带位置而得到不同的配合性质的

13、一种制度。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基孔制中孔为基准孔基孔制用基孔制用“H， 基准孔代号基准孔代号“H EI=0H (2)基轴制：轴公差带位置固定，改动孔公差带位置而 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,代号：“h 阐明：基孔制和基轴制是两个等效的配合制度，但 实践运用中有所区别。heg:知某配合中孔轴的根本尺寸为40mm，孔的最大极限尺寸为40.045mm，最小极限尺寸为40.02mm，轴的最大极限尺寸为40mm，轴的最小极限尺寸为39.984mm。试求孔轴的极限偏向、根本偏向和公差，极限间隙或过盈以及配合公差，并画出孔轴公差带图和配

14、合公差带图，阐明采用的配合制及配合性质。2 常用尺寸孔轴常用尺寸孔轴国家规范的构成国家规范的构成国家规范的构造：把构成规范的两个要素规范化规范公差系列公差值规范化根本偏向系列公差带位置规范化规范公差系列根本偏向系列公差带规范化配合制公差与配合 国家规范 一、孔、轴规范公差系列 规范公差：IT=ai a:规范公差等级系数 i:规范公差因子单位 1、规范公差等级及其代号：确定尺寸准确程度的等级。 国标设置了20个公差等级，代号为： IT01、IT0、IT1、IT2、 IT10 IT17、IT18 最高 最低 2、规范公差因子 散点 回归分析 抛物线型 修正 )(001.045.03mDDiDi 3

15、、公差等级系数a 采用R5系列中化整优先数系p39 表3-1例：设IT7=16m，求IT12=?IT7=16i，IT8=25i，插入IT7.5=？ IT12=160mIT7.5=20i从R10中找4、 尺寸分段实际证明，公差等级一样而根本尺寸相近的公差数值差别不大。为简化规范公差表，规范公差按尺寸分段来确定。实践运用时公差值普统统过查表确定。目的：使规范公差表格化用阶梯曲线来替代立方抛物线分段尺寸计算值：该分段内首尾数几何平均值作为尺寸分段的计算值。分段原那么：先密后疏原那么：保证相对误差不超越3。 末首D DDj将尺寸分段后，按公式计算，得到表列公差，规范公差p253 附表3-2二、孔、轴根

16、本偏向系列二、孔、轴根本偏向系列 1、根本偏向的定义、根本偏向的定义 用来确定公差带相对零线位置的偏向，普通接用来确定公差带相对零线位置的偏向，普通接近零线的偏向为根本偏向。近零线的偏向为根本偏向。 2、根本偏向的代号、根本偏向的代号国标规定了国标规定了28个根本偏向，大写表示孔，小写表示个根本偏向，大写表示孔，小写表示轴。轴。由图由图313，认识，认识28个根本偏向代号。个根本偏向代号。 建立目的：为了满足不同配合性质的需求。建立目的：为了满足不同配合性质的需求。 建立根底：轴的根本偏向建立在基孔制的根底上；建立根底：轴的根本偏向建立在基孔制的根底上； 孔的根本偏向建立在基轴制的根孔的根本偏

17、向建立在基轴制的根底上；底上； 3、 轴的根本偏向系列 基孔制H：EI=0时 间隙配合：a-h- 根本偏向为上偏向 es 其中a-g的es为负，并依次减小 h的根本偏向es=0 是基轴制的标志 过渡配合：js、j、k、m、n-根本偏向为下偏向ei 其中js的根本偏向为IT/2，公差带对零线 对称公布，其它依次增大 过盈配合: p-zc-根本偏向为下偏向ei 数值为正，并依次增大 4、孔的 根本偏向系列 基轴制h：es=0 间隙配合：A-H- 根本偏向为下偏向 EI 其中A-G的EI为正，并依次减小 H的根本偏向EI=0 是基孔制的标志 过渡配合：JS、J、K、M、N-根本偏向为上偏向ES 其中

18、JS的根本偏向为IT/2，公差带对零线 对称公布，其它依次减小 过盈配合: P-Zc-根本偏向为上偏向ES 数值为负，并依次减小 5、各种根本偏向构成的配合的特征见3 和 4 6、孔、轴公差代号与配合代号 1孔、轴公差带代号 由根本偏向代号与规范公差等级号组成，例如： 50H8根本尺寸为50的孔的公差带代号； 其中根本偏向代号为H，规范公差等级8级 25f7根本尺寸为25轴公差带代号； 其中根本偏向代号为f，规范公差等级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，写成分子分母的方式： 或 50H8/f7标注在零件图上标注在零件图上标注在装配图上标注在装配图上7850fH

19、 7、轴的根本偏向数值确实定建立根据：热力学、流膂力学、弹性力学、阅历等。 见P42表3-2 由相应的计算公式计算得到 类似规范公差表，采用尺寸分段计算、圆整、列表，制形成轴的根本偏向表，以后经过查表得到P254 附表3-4例：确定50a9的极限偏向解：查附表3-4，轴的根本偏向表 得：es=-320m 查附表3-2，规范公差表 得：IT9=62m那么另一极限偏向轴的下偏向为：ei=-320-62=-382m320. 0382. 0950a?60s6)(072. 0053. 08、孔的根本偏向数值确实定 孔的根本偏向没有直接的计算公式，而是由同名的轴的根本偏向换算而来。换算时遵守以下两个原那么

20、：1.换算原那么：同名配合的配合性质一样。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，普通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IT 7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工艺等价性是指同一配合中的孔和轴的加工难度大致一样的加工难度大致一样XmaxXminD+0-下面按配合的三种种类来讨论： 1间隙配合A-H中孔的根本偏向EI确实定如下图：平行挪动后，基孔制变成了基轴制，根据倒影关系有： Xmin=Xmin而 Xmin=0-es=-e

21、s Xmin=EI-0=EI 故有: EI=-es倒影关系XmaxXminYmaxXmax2过渡配合JSN中孔的根本偏向ES确实定对于JS,其公差带相对零线对称,根本偏向为IT/2对于J，由阅历数据作为其根本偏向；对于N，IT8级时，根本偏向数值为零；其它K、M、N由倒影关系换算得到：XmaxD+0-Ymax由倒影关系：Xmax=Xmax而其中： Xmax=ES-ei=EI+Th-ei=Th-ei Xmax=ES-ei=ES-es-Ts=ES+Ts代入整理得：ES=-ei+Th-Ts 令： =Th-Ts 那么有：ES=-ei+ 由工艺等价性：1当孔的IT8级时，孔轴取同一级别=0； 倒影关系2

22、当孔的IT8级时，孔比轴低一级别，0见P256附表3-5，孔的根本偏向表YminYmaxYmaxD+0-Ymin3过盈配合P-Zc中孔的根本偏向ES确实定如下图：平行挪动后，基孔制变成了基轴制，由倒影关系：Ymin=Ymin而其中： Ymin=ES-ei=EI+Th-ei=Th-ei Ymin=ES-ei=ES-es-Ts=ES+Ts代入整理得：ES=-ei+Th-Ts 令： =Th-Ts 那么有：ES=-ei+ 由工艺等价性：1当孔的IT7级时，孔轴取同一级别=0； 倒影关系2当孔的IT7级时，孔比轴低一级别，0J总结J通用规那么倒影关系J间隙配合：EI=-es (一切等级 AH)J过渡配合

23、：ES=-ei (8级 K、M、N)J过盈配合： ES=-ei (7级 P ZCJ特殊规那么J过渡配合： K、M、N 8级J ES=-ei+J过盈配合： P ZC 7级 =ITn-ITn-1根据以上这些公式和阅历数据，可计算并编制出孔根据以上这些公式和阅历数据，可计算并编制出孔的根本偏向数值表，见附表的根本偏向数值表，见附表35。例：将基孔制的配合45H7/t6转换为基轴制配合，并求根本偏向？解：查附表3-2 得 IT7=25m，IT6=16m 查附表3-4得 t的根本偏向ei=+54m 利用倒影关系转换为基轴制配合为 45T7/h6 T7孔的根本偏向 ES=-ei+Th-Ts =-54+9=

24、-45m 查附表3-5得 ES=-54+9=-45m 两种方法结果一样。 例：试用查表法确定 和 的孔和轴的极限偏向，计算极限间隙并画出公差带图及配合公差带图。umITeseiumesesumITEIESfHumITumITmmD64392582543)2(2570EI1)(8/745398,2572345得：，查附表上偏差的基本偏差为、配合为间隙配合，轴、采用基孔制，：，得，查附表解：据8/745fH8/745hF025. 0064. 0025. 00845745fHumITumumITeseieshF5025257EIES25EI53EI)2(39801)(8/745得：，查附表下偏差的基

25、本偏差为、配合为间隙配合，孔、采用基轴制，：45-+ 0+50-39+2545-+ 0+25-64-2545H7/f845H7/f80039. 0050. 0025. 0845745hF+89+25XY+0+89+258/745fH8/745hF可见，基孔制的配合变成同名基轴制的配合时，其配合性不变。可见，基孔制的配合变成同名基轴制的配合时，其配合性不变。 三、公差与配合在图样上的标注 1、装配图上，在根本尺寸后标配合代号 2、零件图上，在根本尺寸后标注公差代号，有三种标注方式：1代号标注法： 适用于大批量消费2偏向标注法： 适用于小批量消费3混和标注法： 适用于批量未定665 k)( 665

26、021. 0002. 0k)(65021. 0002. 0 四、孔、轴常用公差带和优先、常用配合1、孔轴常用公差带 规范公差20个等级，根本偏向28种，该当共有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。为了提高消费效率，国家规范利用简化原理提出了普通、常用、优先公差带：全部一般 常用 优先 孔5431054413轴 5441165913其他方框圆圈选择顺序从优先到全部选择顺序从优先到全部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种看P47页表33和表34，表

27、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，采用优先配合可以满足要求时，尽量采用优先配合，以便添加效率，减小设计周期。 在精度要求不高，小批量消费时可以利用优先配合快速设计。3 常用尺寸孔、轴公差与配合的选择常用尺寸孔、轴公差与配合的选择一、配合种类的选择一、配合种类的选择 它主要取决于制造工艺学、资料力学等课程在它主要取决于制造工艺学、资料力学等课程在构造、强度设计等方面的要求，以及实践运用构造、强度设计等方面的要求，以及实践运用中的详细要求。中的详细要求。选择配合种类时应思索的要素，主要有：选择配合种类时应思索的要素，主要有：1孔、轴能否有相对运动有，间隙没有，孔、轴能

28、否有相对运动有，间隙没有，过盈或过渡过盈或过渡2过盈配合的受载情况大扭矩，过盈量大一些，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，因此注：过盈量太大会使装配困难，甚至撑破，因此在运用大的过盈配合时，该当验算资料强度，在运用大的过盈配合时，该当验算资料强度，国标有相应的规定。国标有相应的规定。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拆装要求常装配零件应比不常装配零件松一些5孔、轴任务时，温度差别较大时，要思索资料的热膨胀影响缸套与活塞的配合6装配时的变形问题7尽量采用优先配合。P53页

29、表页表36，列出了间隙、，列出了间隙、过渡、过盈配合的实例，对今后从现实践设计提供了参过渡、过盈配合的实例，对今后从现实践设计提供了参考。考。二、配合确实定二、配合确实定 配合确实定取决于实践零件运动特性，有相配合确实定取决于实践零件运动特性，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，有力的传送时采用过盈配合。配合，有力的传送时采用过盈配合。 由：由：Tf=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax| 只需知道了配合的种类，才干得到配合公差，只需知道了配合的种类，才干得到配合公差，只需得到只需得到Tf，才干进一步计算零件

30、参数。，才干进一步计算零件参数。三、参数确实定三、参数确实定1、确定公差等级、确定公差等级 公差等级确实定根据以下两个原那么：公差等级确实定根据以下两个原那么：1公差的选择原那么：在满足运用要求的前提下，选择的公差该当尽量大。首要原那么2工艺等价性原那么：在高等级区孔比轴低一个级别。 参考原那么根据以上两个原那么，根据前面学过的公式： Tf=Th+ Ts 配合要求 加工要求由Tf计算Th和Ts的值，然后由规范公差表反查公差等级 即：Th =Ts =Tf /2，经过查表得到的是规范值， 故应满足: TfTh+Ts其中：Tf -由配合要求计算所得的配合公差 依工艺等价性原那么，孔的公差应大一些，依

31、工艺等价性原那么，孔的公差应大一些，轴的应小一些，即：轴的应小一些，即：TsTf/2 Th，然后由，然后由规范公差表反查公差等级，就可确定规范公差表反查公差等级，就可确定Th、Ts，且应满足且应满足Tf Tf= Th+Ts。2、基准制的选择、基准制的选择1优先选用基孔制优先选用基孔制 ，减少定值刀量具的规格，减少定值刀量具的规格 数目，提高经济效益。数目，提高经济效益。2基轴制的选用基轴制的选用 a、经济性：冷拔轴、经济性：冷拔轴 ； b 、构造性：一轴多配件；、构造性：一轴多配件； c 、规范件：轴类规范件滚动轴承、规范件：轴类规范件滚动轴承3非基准制的运用非基准制的运用 由以上原那么确定基

32、准公差带的极限偏向。由以上原那么确定基准公差带的极限偏向。3、根本偏向确实定、根本偏向确实定由要求的配合性质间隙或过盈确定另一公差由要求的配合性质间隙或过盈确定另一公差带的根本偏向。带的根本偏向。4、验算、验算(1)间隙配合合格条件：间隙配合合格条件：XmaxXmax XminXmin +0-XmaxXminXmaxXminXY(2)过渡配合合格条件： XmaxXmax YmaxYmax +0-XmaxYmaxXmaxYmaxXY(3)过盈配合合格条件：YminYmin YmaxYmax 5、画出孔、轴公差带图+0-YminYmaxYminYmaxXY例：知孔轴配合的根本尺寸例：知孔轴配合的根本尺寸D=100mm,要求平均要求平均间隙间隙Xav=+3.5m,最大间隙最大间隙Xmax=+32m,试采用试采用基孔制确定孔和轴的公差带代号和极限偏向，以基孔制确定孔和轴的公差带代号和极限偏向，以及配合公差和配合代号与规范公差，并画出孔轴及配合公差和配合代号与规范公差，并画出孔轴公差带图。公差带图。解：解：1由由Ymax= 2Xav-Xmax =-25m 先假设孔轴取同级，那么有：先假设孔轴取同级，那么有： Th=Ts=Tf/2=|Xmax-Ymax|/2 =28.5m查表有查表有IT7=35m ，IT6=22m那么孔取那么孔取7级级Th=35m，轴取，轴取6级，级，Ts=22