第2章 光滑圆柱体结合的极限与配合 第5、6节.ppt

1、1,第2章 光滑圆柱体结合的极限与配合2.5 极限与配合的选择 2.6 一般公差线性尺寸的未注公差,2020/7/28,2,2.5 极限与配合的选择 极限与配合的选择是机械设计和制造中的一项重要工作。极限与配合选择是否合理，对机器的使用性能和制造成本有很大的影响，有时甚至起决定性的作用。,2020/7/28,3,在设计工作中，极限与配合的选用主要包括基准制选择、公差等级确定和配合选择三方面的内容。 选择的原则是：能保证机械、机电产品的性能优良并且制造经济可行。即极限与配合的正确选择应能使产品的使用价值和制造成本的综合经济效益达到最佳。,2020/7/28,4,极限与配合的选择方法有：类比法，试

2、验法，计算法。 类比法主要是根据前人的经验来选取所设计的零部件的公差与配合。 试验法是通过专门的试验或统计分析来确定所需要的间隙或过盈，以此为依据选取恰当的配合。该方法较为可靠，成本较高。 计算法是按一定的理论和公式来计算需要的间隙或过盈。由于将条件理论化、简单化，其设计结果不完全符合实际。,2020/7/28,5,三种方法各有优劣点，故而在实际中应相互依托，综合应用。其中，应用最多也是最主要的是类比法。,2020/7/28,6,2.5.1 基准制的选择 国标对配合规定有两种基准制，即基孔制和基轴制。 选择基准制时，应从结构、工艺、功能、经济等几方面综合考虑：,2020/7/28,7,（1）

3、一般情况下应优先选用基孔制配合； 适用于中小尺寸的孔类零件加工。 （2） 选用基轴制配合具有明显经济效益； 1) 在纺织机械、农业机械、仪器仪表中，有些光轴常常使用具有一定精度的冷拉钢材，不需要再加工，此时选用基轴制配合较为经济合理。,2020/7/28,8,2) 由于结构的需要，同一基本尺寸的轴上需要装配多个配合性质不同的零件时，选用基轴制配合较为经济合理。 例如，发动机的活塞连杆机构中(如图2-15（a）)活塞销与连杆及活塞的配合。如果三段都采用基孔制配合，公差带如图2-15 (b)所示。如果改用基轴制配合，公差带如图2-15 (c)所示。,2020/7/28,9,图2-15 基准制选择示

4、例,2020/7/28,10,（3） 以标准件为基准件确定基准制 如滚动轴承、键、销等，一般由专业厂家生产，供各行业使用。 当与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定基准制。例如，滚动轴承内圈与轴颈的配合应采用基孔制配合；滚动轴承外圈与机座孔的配合则采用基轴制配合。,2020/7/28,11,（4）允许采用非基准件配合 非基准件配合是指相配合的两个零件既不是基准孔，也不是基准轴。 在某些特殊场合，允许采用任一孔、轴公差带组成的非基准件配合。当一个孔与几个轴相配合，或一个轴与几个孔相配合，其配合性质又各不相同时，有的配合采用非基准件的配合较为合理。,2020/7/28,12,例如：图2-16 所

5、示主轴箱中齿轮轴套和隔套的配合。 (a) (b) 图2-16 齿轮轴套和隔套的配合 1-齿轮轴套；2、3-隔套,2020/7/28,13,2.5.2 标准公差等级的选择 公差等级的高低是加工难易、成本高低、使用性能优劣的标志。 选择标准公差等级，根本上是为了正确处理零件的使用要求与制造工艺的复杂程度和成本之间的矛盾。 公差等级选择的基本原则是：在充分满足使用要求的前提下，尽量选择较低的公差等级以取得较好的综合经济效益。,2020/7/28,14,公差等级常用类比法选择，在选择过程中应注意以下几个问题： （1）相配合的孔、轴工艺等价性 基本尺寸500mm的较高等级的配合，由于孔比同级轴加工困难，

6、当标准公差IT8时，为使相配的孔与轴加工难易程度相当，即具有工艺等价性，国标推荐孔的公差等级比轴的公差等级低级相配合，如：IT6，IT7，IT8级的孔分别与IT5，IT6，IT7级的轴配合。,2020/7/28,15,对较低精度(标准公差IT8)或基本尺寸500mm的孔和轴推荐采用同级配合。 对基本尺寸3mm的配合，由于孔、轴加工工艺的多样化，其公差等级的选择也多样化。 对于非基准件配合，若其中有的零件精度要求不高，则相配件的公差等级可差23级，以降低加工成本。,2020/7/28,16,（2）配合性质 过渡配合和过盈配合一般不允许其间隙或过盈的变动量太大，应选较高的公差等级，推荐孔IT8，轴

7、IT7。 对间隙配合，允许间隙量小时，公差等级应高；允许间隙量大时，公差等级可以低些。例如，选用H6/g5，H11/a11是可以的，而选用H11/g11，H6/a5则不妥。,2020/7/28,17,（3）与相配合零部件的精度协调 （4）根据零件的功能要求和工作条件，考虑主次配合表面 （5）联系实际应用并参考加工成本 实际应用时，可参阅表2-17，表2-18进行综合分析选择,2020/7/28,18,2.5.3 配合的选用 选择配合主要是决定相配零件在工作时孔、轴结合的相互关系能保证机器和仪器正常使用。 一方面，应遵循设计原则，即在设计中根据使用要求，应尽可能地选用优先配合和常用配合。 另一方

8、面，应遵循配合选择的基本步骤，在基准制和公差等级选定后，主要确定非基准轴或非基准孔公差带的位置。,2020/7/28,19,（1）根据使用要求确定配合类别 国标规定了间隙配合、过渡配合和过盈配合等三大类配合，设计时究竟选择哪一种配合，主要取决于对于机器的使用要求。 机械产品中圆柱结合的应用，按其使用要求不同，可归纳为三类：,2020/7/28,20,1） 相对运动副 主要用于具有相对转动和移动的机构中。如轴颈在滑动轴承中的转动；齿轮孔在轴上的移动。可用间隙配合。,2020/7/28,21,2） 固定联结 主要用于将整体分为两部分加工，而装配后一般不拆卸的旋转件。如齿轮轴可分为齿轮与轴的结合；蜗

9、轮可分为轮缘与轮毂的结合。可用过盈配合。,2020/7/28,22,3） 定心可拆卸联结 主要用于保证较高的同轴度和定期装拆的机构。如销孔与定位销的结合。可用过渡配合。,2020/7/28,23,（2）选定基本偏差 使用类比法的步骤如下： 首先，必须要了解原有机器和机构的使用情况，分析要设计的机器或机构的功用、工作条件及技术要求，进而研究待定配合的结合件的结构、材料工艺、工作条件及使用要求； 其次，要了解各种配合的特性、应用场合及国标的有关推荐。,2020/7/28,24,1）确定间隙量和过盈量 要充分对比、考虑零件的物理特性，加工方法，工作情况等（参见表2-19）。 2）了解各种基本偏差的特

10、性和应用 具体情况可参见表2-20 列出了孔、轴的基本偏差的特性和应用。表2-21 给出了优先配合的特征及应用说明。表2-22 列举部分配合实例。 配合代号却确定练习：例2.7,2020/7/28,25,2.6 一般公差线性尺寸的未注公差,对不重要的尺寸，非配合的尺寸以及工艺方法可以保证的尺寸，就未注出公差。但为了保证使用要求，避免在生产中引起不必要的纠纷，国家标准(GBT 18042000)对一般公差 线性尺寸的未注公差作了明确规定。,2020/7/28,26,线性尺寸、角度尺寸的一般公差是指在车间一般加工条件下，机床设备可以保证的公差。它是机床设备在正常维护和操作情况下，可以达到的经济加工

11、精度。它主要用于较低精度的非配合尺寸。 国标规定了线性尺寸的一般公差等级和相应的极限偏差数值，见表2-23所示。 倒圆半径和倒角高度尺寸的特定线性尺寸的一般公差，见表2-24所示。 角度尺寸一般公差的极限偏差，见表2-25 所示。,2020/7/28,27,采用一般公差时，应在图样标题栏附近或技术要求、技术文件或相应标准中，用国家标准号（GB/T1804）和公差等级代号注出。 例如，按设计产品的精密程度和车间常规加工精度选用中等级别m时，标注为GBT1804-m，这表明该图样上凡未直接注出公差的所有线性尺寸（包括倒角与倒圆）和角度尺寸均按中等级别m加工和检查。,2020/7/28,28,习 题

12、 1、 基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸和作用尺寸有何区别与联系？ 2、 尺寸偏差、极限偏差、实际偏差有何区别与联系？ 3、 什么是标准公差、基本偏差？它们与公差带有何联系？ 4、 什么是基准制？为什么要规定基准制？为什么要优先采用基孔制？一般在什么情况下才选用基轴制？,2020/7/28,29,5、 公差等级的选用应考虑哪些问题？ 6、 间隙配合、过盈配合、过渡配合各适宜于哪些场合？各种配合在选定松紧程度时盈考虑哪些因素？配合的选择应考虑哪些因素？ 7、 根据题表1中已知数据，计算以下内容，并按适当比例绘制出各孔、轴的公差带图。 题表1 单位：mm,2020/7/28,30,8、 根据题表2中的

13、已知数据，计算以下内容，并按适当比例绘制出各对配合的尺寸公差带图和配合公差带图。 题表2 单位：mm,2020/7/28,31,9、 (a)求下列配合中孔与轴的公差带代号、公差、基本偏差、极限偏差、极限尺寸、极限间隙或极限过盈、平均间隙或过盈、配合公差和配合类别，并画出公差带与配合图。 (b) 将下列基孔（轴）制配合，改换成配合性质相同的基轴（孔）制配合，试确定改换后配合中孔、轴的极限偏差（不准查表）。 (1) 100 ； (2) 60 ； (3) 120 ； (4) 50 ； (5) 80,2020/7/28,32,10、 已知下列两组孔与轴相配合，根据允许其间隙和过盈的变动范围，选用适当的配合。 （1）基本尺寸=40, 配合间隙为+41 +116m。 （2）基本尺寸=60,