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文檔簡介

二光滑圓柱體結合的公差與配合西南交通大學光滑圓柱體結合的公差與配合2.1公差與配合的基本術語及定義

2.2公差與配合國家標準

2.3國際標準規(guī)定的公差帶與配合

2.4常用尺寸公差與配合的選用

2.5一般公差線性尺寸的未注公差第二章光滑圓柱體結合的公差與配合

幾何量精度主要包括尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。

圓柱體結合是由孔與軸構成的在機械制造中應用最廣泛的一種結合。從使用要求看,直徑通常最重要,因此本章以圓柱體零件的直徑為對象來討論線性尺寸的公差與配合(尺寸精度)。2.1公差與配合的基本術語及定義2.1.1孔和軸2.1.2有關“尺寸”的術語和定義2.1.3有關“公差與偏差”的術語和定義2.1.4有關“配合”的術語和定義2.1公差與配合的基本術語及定義一、孔(hole)和軸(shaft)孔是指圓柱形的內表面及其他內表面中由單一尺寸確定的部分。(D)軸是指圓柱形的外表面及其他外表面中由單一尺寸確定的部分。(d)

在機器或儀器中,最基本的裝配關系是由一個零件的內表面包容另一個零件的外表面(被包容面)所形成的。2.1公差與配合的基本術語及定義2.1.1孔和軸2.1.2有關“尺寸”的術語和定義2.1.3有關“公差與偏差”的術語和定義2.1.4有關“配合”的術語和定義二、尺寸(與“尺寸”有關的基本術語)(一)尺寸(SIZE)——用特定單位表示長度值的數字。(直徑、長度、寬度、高度、深度)

(二)基本尺寸(Basicsize)——設計給定的尺寸??譊,軸d

(三)實際尺寸(Actualsize)——測得的尺寸。包含測量誤差,且同一表面不同部位的實際尺寸往往也不相同。用Da、da表示。(四)作用尺寸(某個實際的)孔的作用尺寸:在配合面全長上,與實際孔內接的最大理想軸的直徑尺寸。

(某個實際的)軸的作用尺寸:在配合面全長上,與實際軸外界的最小理想孔的直徑尺寸。圓柱公差與配合孔的作用尺寸圓柱公差與配合小軸的作用尺寸(五)極限尺寸(Limitsofsize)——允許尺寸變化的兩個極限值。兩者中大的稱為最大極限尺寸,小的稱為最小極限尺寸。孔和軸的最大、最小極限尺寸分別為Dmax,dmax;Dmin,dmin表示

軸:MMS=dmax,LMS=dmin

孔:MMS=Dmin,LMS=Dmax(六)最大(?。嶓w尺寸(Materialsize){MMS,LMS}最大實體尺寸:對應于孔或軸的最大材料量的那個極限尺寸。即:軸的最大極限尺寸dmax;孔的最小極限尺寸Dmin。

最小實體尺寸:對應于孔或軸的最小材料量的那個極限尺寸。即:軸的最小極限尺寸dmin;孔的最大極限尺寸Dmax。2.1公差與配合的基本術語及定義2.1.1孔和軸2.1.2有關“尺寸”的術語和定義2.1.3有關“公差與偏差”的術語和定義2.1.4有關“配合”的術語和定義三、偏差和公差(一)尺寸偏差(deviation):某一尺寸減去基本尺寸的代數差。

(1)極限偏差(upperdeviation;lowerdeviation):極限尺寸減去基本尺寸的代數差。(一)尺寸偏差(二)尺寸公差(三)零線與公差帶

孔{ES=Dmax-D;EI=Dmin-D}

軸{es=dmax-d;ei=dmin-d}

最大極限尺寸減去基本尺寸上偏差(孔ES,軸es)最小極限尺寸減去基本尺寸下偏差(孔EI,軸ei)(2)實際偏差:實際尺寸減去基本尺寸的代數差

孔:Ea=Da-D;軸:ea=da-d(二)尺寸公差(tolerance):允許尺寸的變動量T

孔:Th=Dmax-Dmin=(D+ES)-(D+EI)=ES-EI

軸:Ts=dmax-dmin=(d+es)-(d+ei)=es-ei

公差與極限偏差的比較兩者區(qū)別:從數值上看:極限偏差是代數值,正、負或零值是有意義的;而公差是允許尺寸的變動范圍,是沒有正負號的絕對值,也不能為零(零值意味著加工誤差不存在,是不可能的)。實際計算時由于最大極限尺寸大于最小極限尺寸,故可省略絕對值符號。從作用上看:極限偏差用于控制實際偏差,是判斷完工零件是否合格的根據,而公差用于限制誤差;(對單個零件,只能測出尺寸“實際偏差”,而公差控制一批零件實際尺寸的差異程度。)從工藝上看:對某一具體零件,公差大小反映加工的難易程度,即反映加工精度的高低,它是制定加工工藝的主要依據,而極限偏差則取決于加工機床的調整(如車削時進刀的位置)它不反映加工難易。兩者聯(lián)系:公差是上、下偏差之代數差的絕對值,所以確定了兩極限偏差也就確定了公差。極限偏差主要反映公差帶的位置,影響配合松緊程度,而公差反映公差帶的大小,影響配合精度?;境叽缈卓椎淖畲髽O限尺寸公差孔的最小極限尺寸下偏差EI軸上偏差es下偏差ei零線軸的最大極限尺寸軸的最小極限尺寸公差上偏差ES

公差與配合示意圖:表達相配合的孔軸的基本尺寸、極限尺寸、極限偏差及公差之間關系的圖。

此圖作圖麻煩,可進行簡化。公差帶圖可以直觀地表示出公差的大小及公差帶相對于零線的位置。

公差帶圖:公差與配合示意圖的簡化形式。公差與配合示意圖公差帶圖公差帶兩要素大小位置(由標準公差決定)(由基本偏差確定)(4)基本偏差:國家標準規(guī)定的上偏差或下偏差,一般是靠近零線的那個極限偏差。使公差帶相對零線的位置標準化。(5)標準公差:國家標準規(guī)定的公差值,使公差帶大小標準化。(三)零線與公差帶(1)公差帶圖(2)零線:在公差帶圖中,代表基本尺寸的一條直線(偏差的基準線)。(3)尺寸公差帶:在公差帶圖中,由代表上下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域,稱尺寸公差帶。公差帶圖+0.008+0.024-0.006-0.022公差帶圖舉例:50+0.024+0.00850-0.006-0.022+-0050孔軸孔軸尺寸公差帶圖(舉例)畫出基本尺寸為?50,最大極限尺寸為?50.025、最小極限尺寸為?50mm的孔與最大極限尺寸為?49.975、最小極限尺寸為?49.959mm的軸的公差帶圖。0+-?50孔軸+0.025-0.025-0.0412.1公差與配合的基本術語及定義2.1.1孔和軸2.1.2有關“尺寸”的術語和定義2.1.3有關“公差與偏差”的術語和定義2.1.4有關“配合”的術語和定義1.配合的概念

2.間隙與過盈

3.配合的種類

4.配合公差

5.配合制五、配合與配合制(關于“配合”的術語和定義)(一)配合:基本尺寸相同、相互結合的孔和軸的公差帶之間的關系。(二)間隙與過盈:孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數差。差值為正時,稱為間隙(X)差值為負時,成為過盈(Y)(三)配合種類:間隙配合,過盈配合,過渡配合。

配合是指一批孔、軸的裝配關系,而不是指單個孔和單個軸的相配關系,所以只有用公差帶關系來反映配合才比較確切。1、間隙配合:具有間隙(包括最小間隙為零)的配合。孔的公差帶在軸的公差帶之上。最大間隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei

最小間隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es

配合公差是指允許間隙或過盈的變動量,它是設計人員根據機器配合部位使用性能的要求對配合松緊變動的程度給定的允許值,它反映配合的松緊變化程度,表示配合精度,是評定配合質量的一個重要的中和指標。

配合公差:允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差間隙配合的配合公差(間隙公差):Tf=|Xmax-Xmin|=Th+Ts實際生產中,平均間隙更能體現其配合性質。2、過盈配合:具有過盈(含Ymin=0)的配合??自谳S的公差帶之下。過盈配合的配合公差(過盈公差):Tf=|Ymax-Ymin|=Th+Ts實際生產中平均過盈能體現其配合性

最小過盈:Ymin=Dmax-dmin=ES-ei

最大過盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es最大過盈:孔的最小極限尺寸減軸的最大極限尺寸所得的代數差稱為最大過盈,Ymax表示。最小過盈:孔的最大極限尺寸減軸的最小極限尺寸所得的代數差稱為最小過盈,Ymin表示。3、過渡配合:可能具有間隙或過盈的配合。孔軸公差帶相互交疊。其配合的極限情況是最大間隙與最大過盈Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-es過渡配合的配合公差:最大間隙與最大過盈之代數差的絕對值。

Tf=|Xmax-Ymax|=Th+Ts實際生產中,其中平均松緊程度可能為平均間隙也可能為平均過盈例:計算:孔mm與軸mm

孔mm與軸mm

孔mm與軸mm

配合的極限間隙或極限過盈、配合公差并畫出公差帶圖,說明配合類別。

50+0.025050-0.025-0.04150+0.025050+0.0250解:(1)最大間隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)=+0.066mm

最小間隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm

配合公差Tf=︱Xmax-Xmin︱=︱+0.066-(+0.025)︱=0.041mm(2)最大過盈Ymax=EI-es==0-(+0.059)=-0.059mm

最小過盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043)=-0.018mm

配合公差Tf=︱Ymin—Ymax︱=︱-0.018-(-0.059)︱=0.041mm(3)最大間隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)=+0.023mm

最大過盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm

配合公差Tf=︱Xmax-Ymax︱=︱+0.023-(-0.018)︱=0.041mm(四)配合制:改變孔和軸的公差帶位置可以得到很多配合。為了確定孔軸公差帶的相對位置關系,規(guī)定了兩種配合制度:基孔制,基軸制?;字疲嚎椎墓顜恢貌蛔儯ㄟ^改變軸的公差帶位置以形成不同配合性質的配合制度?;字浦械目追Q為基準孔,其基本偏差為下偏差且為零,代號為H?;字婆浜匣S制:軸的公差帶位置不變,通過改變孔的公差帶位置以形成不同配合性質的配合制度?;S制中的軸稱為基準軸,其基本偏差為上偏差且為零,代號為h。基軸制配合例題:

計算:孔mm與軸mm

孔mm與軸mm

孔mm與軸mm

配合的極限間隙或極限過盈、配合公差并畫出公差帶圖,說明配合類別。000+++---?50?50?50+0.025-0.025-0.041+0.025+0.059+0.043+0.025+0.018+0.002解:(1)最大間隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)=+0.066mm最小間隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm配合公差Tf=︱Xmax—Xmin︱=︱+0.066-(+0.025)︱=0.041mm(2)最大過盈Ymax=EI-es==0-(+0.059)=-0.059mm最小過盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043)=-0.018mm配合公差Tf=︱Ymin—Ymax︱=︱-0.018-(-0.059)︱=0.041mm(3)最大間隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)=+0.023mm

最大過盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm

配合公差Tf=︱Xmax—Ymax︱=︱+0.023-(-0.018)︱=0.041mm000+++---?50?50?50+0.025-0.025-0.041+0.025+0.059+0.043+0.025+0.018+0.002六、極限尺寸判斷原則——泰勒原則如Φ100H7/h6的孔、軸配合,是屬于間隙配合,要求涂油后用手可以直接裝入。但是,當孔、軸的實際尺寸都為Φ100mm時,都是合格的,由于孔、軸都有形狀誤差存在,影響零件的實際配合狀態(tài),實際上是裝不進去的,甚至孔比軸大0.005mm時,也是裝不進去的。

泰勒原則(工件尺寸合格條件):孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實體尺寸;在任何位置上的實際尺寸不允許超過最小實體尺寸。孔:作用尺寸≥最大實體尺寸(最小極限尺寸),實際尺寸≤最大極限尺寸軸:作用尺寸≤最大實體尺寸(最大極限尺寸),實際尺寸≥最小極限尺寸Dm≥Dmin,Da≤Dmaxdm≤dmax,da≥dmin泰勒原則定義泰勒原則是指遵守包容要求的單一要素,孔或軸的實際尺寸和形狀誤差綜合形成的體外作用尺寸不允許超越最大實體尺寸,在孔或軸的任何位置上的實際尺寸不允許超越最小實體尺寸。光滑極限量規(guī)的檢驗原則依照極限尺寸判斷原則設計的量規(guī),稱為光滑極限量規(guī)(簡稱量規(guī))。檢驗孔用的量規(guī)稱為塞規(guī),檢驗軸用的量規(guī)叫環(huán)規(guī)或卡規(guī)。量規(guī)由通規(guī)(通端)和止規(guī)(止端)所組成。通規(guī)和止規(guī)是成對使用的。檢驗時,通規(guī)通過被檢軸、孔則表示工件的作用尺寸沒有超出最大實體邊界。而止規(guī)不通過,則說明該工件實際尺寸也正好沒有超越最小實體尺寸。故零件合格。通止法,著色法,光隙法復習題光滑圓柱體結合的公差與配合知識點問答1.如何正確理解基本尺寸、實際尺寸、作用尺寸、極限尺寸?答:基本尺寸:指由設計給定的尺寸。設計時可根據零件的使用要求,通過計算、試驗或類比相似零件的方法確定?;境叽鐟M量采用標準尺寸,通過它應用上、下偏差可算出極限尺寸。有配合關系的孔、軸基本尺寸相同?!嶋H尺寸:指通過測量所得的尺寸。由于存在測量誤差,實際尺寸并非尺寸的真值。由于零件的同一表面存在形狀誤差,被測表面各部位的實際尺寸不盡相同?!ぷ饔贸叽纾悍譃榭椎淖饔贸叽绾洼S的作用尺寸。孔的作用尺寸是指在配合面全長上,與實際孔內接的最大理想軸的尺寸;軸的作用尺寸是指在配合面全長上,與實際軸外接的最小理想孔的尺寸。作用尺寸是零件完工后綜合實際尺寸和形狀誤差的一個假想的理想圓柱體,不是實際存在的輪廓。但它確實影響著裝配和配合的性質。對于一批合格零件中的每一個具體零件,作用尺寸是唯一的確定值。軸的作用尺寸大于或等于軸的實際尺寸;孔的作用尺寸小于或等于孔的實際尺寸?!O限尺寸:指允許尺寸變化的兩個界限值。分為最大極限尺寸和最小極限尺寸。2.極限偏差、基本偏差、公差、配合公差的區(qū)別和聯(lián)系是什么?答:·極限偏差:分為上偏差和下偏差,指最大或最小極限尺寸減去基本尺寸所得的代數差??梢源笥?、小于或等于零,用于限制實際偏差?!せ酒睿褐赣靡源_定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差,一般指離零線距離最近的那個偏差。除JS和js外,基本偏差與公差等級無關?;酒钜呀洏藴驶?,可以通過查表獲得?!す睿褐赋叽缭试S的變動量。公差數值等于最大極限尺寸與最小極限尺寸的代數差的絕對值,也等于上偏差與下偏差的代數差的絕對值。公差永遠為正值。公差數值已經標準化,可以根據尺寸的大小和精度等級的高低查表獲得。極限偏差:用于限制實際偏差,公差用于限制誤差;偏差取決于加工機床的調整,公差反映加工的難易程度?!づ浜瞎睿褐冈试S間隙或過盈的變動量。等于最大間隙與最小間隙的代數差的絕對值或最小過盈與最大過盈的代數差的絕對值。配合公差永遠為正值。都等于相互配合的孔的公差與軸的公差的和。3.如何繪制公差帶圖?公差帶的位置和寬窄如何確定?答:·作零線:在公差帶圖中,表示基本尺寸并確定偏差位置的一條水平的基準直線,即零偏差線。正偏差位于零線的上方,負偏差位于零線的下方,零偏差重合于零線?!ぷ鞒叽绻顜В涸诠顜D中,由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域,稱為尺寸公差帶。尺寸公差帶包括兩個因素:公差帶的位置及公差帶的寬窄。公差帶的位置指公差帶距零線的距離,由基本偏差確定,公差帶的寬窄表示零件尺寸變動的范圍,由公差確定。如圖所示。4.什么是配合?有幾種性質的配合?公差帶的位置關系怎樣?答:配合是指基本尺寸相同,相互結合的孔與軸公差帶之間的關系。從以下兩方面予以理解:配合的條件:相互結合的孔與軸,指廣義的孔與軸,且它們的基本尺寸相同,即它們的極限偏差是以同一基本尺寸為基礎來確定的。配合的性質:指孔與軸配合后的松緊程度及松緊變化的程度?!び腥N性質的配合:間隙配合:孔和軸之間裝配后具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合。此時孔的公差帶位于軸的公差帶之上。過盈配合:孔和軸之間裝配后具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合。此時孔的公差帶位于軸的公差帶之下。過渡配合:孔和軸之間裝配后可能具有間隙或過盈的配合稱為過渡配合。此時孔與軸的公差帶相互交疊。5.有幾種性質的配合制?如何選擇配合制?答:有兩種配合制:基孔制配合與基軸制配合基孔制配合:基本偏差為一定的孔的公差帶,與不同基本偏差的軸的公差帶形成的一種制度稱為基孔制配合?;字频目诪榛鶞士?,代號為H,并規(guī)定基準孔的基本偏差即下偏差為零?;S制配合:基本偏差為一定的軸的公差帶,與不同基本偏差的孔的公差帶形成的一種制度稱為基軸制配合?;S制的軸為基準軸,代號為h,并規(guī)定基準軸的基本偏差即上偏差為零。·按以下原則選用配合制:1)一般情況下,設計時優(yōu)先選用基孔制。2)有些情況下采用基軸制配合:零件采用外徑不需加工的、具有一定精度等級的型材時。如直接用作軸;在同一基本尺寸的軸上裝配幾個具有不同性質的零件時,應選用基軸制配合;與標準件相配合的孔或軸,應以標準件為基準來確定配合制。如滾動軸承的外圈與軸承座的配合即屬于基軸制配合;又如定位銷與孔的配合為基軸制的配合等。3)非基準配合:在實際生產中的某些配合,如有充分的理由或特殊需要,允許采用非基準配合,即非基準孔和非基準軸的配合。如G8/m7,F7/n6等。6.什么是泰勒原則?如何理解?答:孔或軸的作用尺寸不允許超過最大實體尺寸。即對于孔,其作用尺寸應不小于最小極限尺寸;對于軸,其作用尺寸應不大于最大極限尺寸??谆蜉S在任何位置的實際尺寸不允許超過最小實體尺寸。即對于孔,其實際尺寸應不大于最大極限尺寸;對于軸,其實際尺寸應不小于最小極限尺寸。極限尺寸判斷原則告訴我們:對于存在形狀誤差的孔和軸配合時,如要求裝配后達到要求的配合性質,除滿足實際尺寸在極限尺寸范圍內這個條件外,還必須對作用尺寸加以控制。第二節(jié)、基本幾何量精度線性尺寸精度二線性尺寸精度(公差與配合國家標準)

GB/T1800.2-1998的標準規(guī)定了有關線性尺寸精度標準的主要內容:標準公差基本偏差公差代號優(yōu)先、常用和一般公差帶基孔制、基軸制常用、優(yōu)先配合的選用線性尺寸的一般公差2.2公差與配合國家標準

2.2.1標準公差

2.2.2基本偏差

2.2.3公差代號標準公差系列標準公差IT(ISOTolerance):是國標規(guī)定的,用以確定公差帶大小的任一公差值。它等于公差等級系數和公差單位的乘積。公差單位(公差因子)i:計算公差的基本單位。與基本尺寸呈一定的線性關系。單位μm。引入公差單位的原因:實踐表明,對基本尺寸相同的零件,可按公差大小評定其尺寸制造精度的高低,但對于基本尺寸不同的零件,就不能僅看公差大小來評定其制造精度。因此,為了評定零件精度等級或公差等級的高低,合理規(guī)定公差數值,就需要建立公差單位。對基本尺寸D≤500mm時:

D基本尺寸分段的計算值(mm)D基本尺寸分段的計算值(mm)在公差單位公示中包括兩項:第一項反映加工誤差,經驗、統(tǒng)計分析,呈拋物線規(guī)律;第二項用于補償與直徑成正比的誤差,包括由于測量偏離標準溫度時以及量規(guī)的變形等引起的測量誤差。它隨著直徑的增加而加快。當基本尺寸>500-3150mm范圍時,公差單位I(μm

)應按下式計算:

I=0.004D+2.1不能完全反映實際出現的誤差規(guī)律,但目前尚未確定出合理的計算公式,只能暫按此線性關系計算。公差等級系數a:確定公差等級的參數。在基本尺寸一定的情況下,公差等級系數是決定標準公差大小的唯一參數。據公差等級不同,國標規(guī)定標準公差分為20個等級,即IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18。從IT01到IT18,等級依次降低,而相應的標準公差值依次增大。IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.………………IT18

高←公差等級→低

小←公差數值→大

難←加工程度→易

常用公差等級IT5至IT18的標準公差T=aia為公差等級系數,不同精度等級有不同等級系數。

尺寸500mm各級標準公差計算表公差

等級公差值(μm)公差等級公差值(μm)公差等級公差值(μm)IT010.3+0.008DIT57iIT12160iIT00.5+0.012DIT610iIT13250iIT10.8+0.020DIT716iIT14400iIT2IT825iIT15640iIT3IT940iIT161000iIT4IT1064iIT171600iIT11100iIT182500iIT5—IT18乘積;IT6后各級公差等級系數按R5優(yōu)先數系增加;即a1.6。左主要考慮測量誤差,公差計算采用線性關系式。右?guī)缀渭墧祰覙藴矢鱾€公差等級之間,公差分布的規(guī)律性較強,故便于向高、低等級方向延伸,必要時,還可以插入中間等級。例如,可取:IT6.5=12.5iIT7.5=20iIT8.5=31.5i即按優(yōu)先數系R10,公比為(三)基本尺寸分段

基本尺寸在500mm內分為13段。每分段以該段首尾兩項的幾何平均值來計算標準公差,既分段內所有基本尺寸的標準公差都用該幾何平均值來計算?;境叽绶侄危簽闇p少標準公差的數目,簡化公差表格以利生產,國標對基本尺寸進行了分段。在標準公差和基本偏差的計算公式中,基本尺寸一律以所屬尺寸段的幾何平均值來計算。按幾何平均值計算出的公差值經尾數化整,即得出標準公差值。

小于3mm的分段,其平均值為1x3開平方=1.732按幾何平均值計算出的公差數值,再經尾數化整(以微米為單位取整),即得出標準公差數值。例題:基本尺寸為20mm,求IT6.IT7的公差值?標準公差的特點IT6可讀作:標準公差6級或簡稱6級公差。同一基本尺寸的孔與軸,其標準公差數值大小應

隨公差等級的高低而不同。

公差等級↑,公差值↓。同一公差等級的孔與軸,隨著基本尺寸大小的不

同應規(guī)定不同的標準公差值。(P119)公差是加工誤差的允許值,同一等級的公差具有

相同的加工難易程度。總之,標準公差的數值,一與公差等級有關,二

為基本尺寸的函數。

1基本偏差2公差與配合在圖樣上的標注3國家標準規(guī)定的公差帶與配合二.基本偏差:用來確定公差帶相對零線位置的靠近零線的偏差。當公差帶位于零線上方時,

基本偏差=下偏差當公差帶位于零線下方時,

基本偏差=上偏差二、基本偏差系列基本偏差:確定零件公差帶相對于零線位置的極限偏差。它是公差帶位置標準化的唯一指標。除JS和js外,均指靠近零線的偏差。與公差等級無關。

不同的工件之間有不同的配合要求,這就需要有多種位置的孔軸公差帶,要形成多種位置的公差帶,就必須有多種基本偏差數值。(一)基本偏差及其代號

國標對孔和軸分別定義了28種基本偏差,用拉丁字母表示。大寫表示孔,小寫表示軸。在26個字母中除去易與其它混淆的I、L、O、Q、W,再加上七個用兩個字母表示的代號(CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC),共有28個代號,即孔和軸各有28個基本偏差。其中JS和js相對于零線完全對稱。

基本偏差系列圖示軸+0-eseiabccddeefffgghjjskmnprstuvxyzzazbzc基本尺寸

孔基本尺寸

+0-EIESABCCDDEEFFFGGHJJSKMNPRSTUVXYZZAZBZC基本偏差分布簡圖孔軸a零線基本尺寸hAZCzc圖aH孔零線基本尺寸軸aAZCzceiESEI圖bHhes基本偏差及其代號特點:①軸a-h:es絕對值漸??;j-zc:ei絕對值漸大。②孔:A-H:EI絕對值漸??;J-ZC:ES絕對值漸大。③基本偏差的具體數值由經驗公式計算得出,主要與基本尺寸有關。④圖中基本偏差系列各公差只畫出一端,另一偏差取決于標準公差的大小。H為基準孔,基本偏差為下偏差,值為零;h為基準軸,基本偏差為上偏差,值為零。

.各種基本偏差所形成的配合的特征間隙配合

a-h(或A-H)等11種基本偏差與基準孔基本偏差H(或基準軸基本偏差h)形成間隙配合。過渡配合

js、j、k、m、n(或JS、J、K、M、N)等五種基本偏差與基準孔基本偏差H(或基準軸基本偏差h形成過渡配合)過盈配合

p-zc(或P-ZC)等12種基本偏差與基準孔基本偏差H(或基準軸基本偏差h)形成過盈配合。標準公差等級很高的n與H(或N與h)形成的配合為過盈配合。如?30H6/n5標準公差等級不高的p與H(或P與h)形成的配合為過渡配合。如?30P9/h9特例:孔、軸基本偏差系列.孔、軸公差帶代號及配合代號孔、軸公差帶代號

公差帶的代號由基本偏差代號與公差等級代號組成,如H7、h6、M8、d9等???、軸配合代號

孔和軸公差帶的組合,就構成了孔、軸配合代號。用分數表示,分子為孔公差帶,分母為軸公差帶,如?25H7/p6,?25P7/h6等.軸的基本偏差數值的確定

軸的各種基本偏差的數值根據表3.6計算獲得軸的基本偏差數值表(見附表3.7)基本偏差值軸的基本偏差:以基孔制為基礎,由經驗得出一系列公式,其計算公式見表2-6,其值已經標準化。a-h:用于X配合,es=Xmin;j-n用于過渡配合;p-zc常用于y配合,其數值是按Ymin來確定。如果確定了基本偏差,并且已知公差,則另一偏差可計算得到:

es=ei+IT;ei=es-IT

其中D基本尺寸的分段計算值(mm)除j和js之外,表中所列公式與公差等級無關。軸的各種基本偏差的應用

配合

種類基本偏差代號

配合特性及應用間隙配合a、b

可得到特別大的間隙,很少應用。c可得到很大的間隙,一般適用于緩慢、松弛的動配合。用于工作條件較差(如農業(yè)機械),受力變形,或為了便于裝配,且必須保證有較大的間隙時。推薦配合為H11/c11,其較高級的配合,如H8/c7適用一軸在高溫工作的緊密動配合,例如內燃機排氣閥和導管。

d配合一般用于IT7~IT11級,適用于松的轉動配合,如密封蓋、滑輪、空轉輪等與軸的配合。也適用于大直徑滑動軸承配合,如軋滾成型和重型彎曲機及其他重型機械中的一些滑動支承。

配合

種類基本

偏差

配合特性及應用間隙配合e多用于IT7~IT9級,通常適用于要求有明顯間隙,易于轉動的支承配合,如大跨距、多支點支承等,高等級的e軸適用于大型、高速、重載支承配合,如蝸輪發(fā)電機、大型電動機、內燃機、凸輪軸及搖臂支承等。

f多用于IT6~IT8級的一般轉動配合。當溫度影響不大時,被廣泛用于普通潤滑油(脂)潤滑的支承,如齒輪箱、小電動機、泵等的轉軸與滑動支承的配合。g配合間隙很小,制造成本高,除很輕負荷的精密裝置外,不推薦用于轉動配合。多用于IT5~IT7級,最適合不回轉的精密滑動配合,也用于插銷等定位配合,如精密連桿軸承、活塞、滑閥及連桿銷等。h多用于IT4~IT11級。廣泛用于無相對轉動的零件,作為一般的定位配合,若沒有溫度變形影響,也用于精密滑動配合。配合

種類基本

偏差

配合特性及應用過渡配合js為完全對稱偏差(+IT/2)。平均為稍有間隙的配合,多用于IT4-7級,要求間隙比h軸小,并允許略有過盈的定位配合(如聯(lián)軸器),可用手或木錘裝配。k平均為沒有間隙的配合,適用于IT4-IT7級。,推薦用于稍有過盈的定位配合,倒臺為了消除振動用的定位配合。一般用木錘裝配m平均為具有小過渡配合。適用IT4I-T7級,用錘或壓力機裝配,通常推薦用于緊密的組件配合。H6/n5配合時為過盈配合。n平均過盈比m軸稍大,很少得到間隙,適用IT4-IT7級,用錘或壓力機裝配,通常推薦用于緊密的組件配合。H6/n5配合時為過盈配合。

配合

種類基本

偏差

配合特性及應用過盈配合p與H6或H7配合時是過盈配合,與H8孔配合時則為過渡配合。對非鐵類零件,為較輕的壓入配合,當需要時易于拆卸。對鋼、鑄鐵或銅、鋼組件裝配是標準壓入配合。r對鐵類零件為中等的入配合,對非鐵類零件,為輕打入的配合,當需要時可以拆卸。與H8孔配合,直徑在100mm以上時為過盈配合,直徑小時為過渡配合。s用于鋼和鐵制零件的永久性和半永久裝配??僧a生相當大的結合力。當用彈性材料,如輕合金時,配合性質與鐵類零件的P軸相當。例如套環(huán)壓裝在軸上、閥座等配合。尺寸較大時,為了避免損傷配合表面,需有熱脹或冷縮法裝配。tuvxyz過盈量依次增大,一般不推薦。1.3.2基本偏差系列三.孔的基本偏差:D≤500mm時,孔基本偏差從軸的基本偏差換算而得。

由于構成基本偏差公式所考慮的因素是一致的,所以,孔的基本偏差不需要另外制定一套計算公式,而是根據相同字母代號軸的基本偏差,在相應的公差等級的基礎上按一定的規(guī)則換算得來的。孔的基本偏差換算原則:

孔軸為同一公差等級或孔比軸低一級配合條件下,當基軸制中孔的基本偏差代號與基孔制中軸的基本偏差代號相當時,其基本偏差的對應關系應保證按基軸制形成的配合與基孔制形成的配合相同。例如:H9/f9與F9/h9、H7/p6與P7/h6根據上述原則,孔的基本偏差有兩種換算規(guī)則:通用規(guī)則,特殊規(guī)則

1、通用規(guī)則:同一字母代號表示的孔、軸的基本偏差絕對值相等,符號相反??椎幕酒钍禽S的基本偏差相對于零線的倒影,因此又稱為倒影規(guī)則。即ES=-ei,EI=-es適用情況:1)所有公差等級的A-H:EI=-es2)標準公差低于IT8的K、M、N和低于IT7的P-ZC:ES=-ei

標準公差低于IT8,基本尺寸大于3mm的N例外:ES=0圖2-16孔的基本偏差的計算原則

2、特殊規(guī)則:用同一字母表示孔、軸基本偏差時,孔的基本偏差ES和軸的基本偏差ei符號相反,而絕對值相差一個△值。即:ES=-ei+△因為在較高級的公差等級中,同一公差等級的孔比軸加工困難,因而常采用比軸低一級的孔相配合,即異級配合,并要求兩種配合制所形成的配合性質相同?;字婆浜蠒rYmin=ES-ei=+ITn-ei基軸制配合時Ymin=ES-ei=ES-(-ITn-1)由此得出孔的基本偏差為ES=-ei+△

=ITn-ITn-1其中ITn

某一級孔的標準公差;ITn-1比某一級孔高一級的軸的標準公差??椎幕酒睿嚎椎牧硪黄羁汕螅?/p>

特殊規(guī)則適用于:

*D≤500mm,標準公差IT≤IT8級的J,K,M,N以及IT≤IT7級的P~ZC

對D>500mm時,國標規(guī)定孔與軸采用同級配合,只要孔與軸基本偏差代號對應,其基本偏差數值相等,正負號相反。確定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔與軸的極限偏差解:Φ25H7/f6---基孔制

Φ25F7/h6---基軸制D=25屬于18~30尺寸段

則其幾何平均D==23.24mm公差單位i=0.45+0.001D

=0.45+0.001×23.24

≈1.31(μm)

IT6=10i=10×1.31=13.1≈13(μm)

IT7=16i=16×1.31=20.96≈21(μm)軸f基本偏差為上偏差es(表3.6):

es=-5.5D0.41=-5.5×23.240.41=-20(μm)例題確定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔與軸的極限偏差

f6的下偏差:ei=es-IT=-20-13≈-33(μm)

基準孔H7的下偏差EI=0(基孔制決定)上偏差ES=EI+IT=0+IT7

=0+21=21(μm)對于F7/h6為基軸制,可按規(guī)則進行換算

F7的孔:當基軸制中孔的基本偏差代號(F)與基孔制中軸的基本偏差代號f相同,且同為7級,故按通用規(guī)則換算,A~H:EI=-es例題

確定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔與軸的極限偏差

EI=-es=+20(μm)

另一偏差:ES=EI+IT7(式1-7)

=+20+IT7=+20+21=+41(μm)基準軸h6:上偏差es=0(基軸制決定)另一偏差:ei=es-IT6=0-13=-13(μm)(式1-3)例題

確定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔與軸的極限偏差

例題孔、軸極限偏差的計算確定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6孔與軸的極限偏差。(用公式計算標準公差和基本偏差)

主要步驟:1.計算IT6和IT7的公差值2.計算軸f基本偏差上偏差(表3-2)3.根據通用規(guī)則,求解F7的下偏差4.計算其他極限偏差???、軸極限偏差的計算確定Φ25H7/p6,Φ25P7/h6孔與軸的極限偏差。

主要步驟:1.查表IT6,IT72.查表3.7,軸p的基本偏差下偏差ei3.特殊規(guī)則計算孔P的基本偏差ES(Δ=IT7-IT6)4.計算其他極限偏差。作業(yè)下列配合屬于哪種基準制的哪種配合,確定其配合的極限間隙(過盈)和配合公差。并畫出其公差帶圖。

?50H8/f7,?30K7/h6,?30H7/p6公差與配合在圖樣上的標注⒈在裝配圖上的標注標注形式為:基本尺寸—————————————孔的基本偏差代號、公差等級軸的基本偏差代號、公差等級

采用基孔制時,分子為基準孔代號H及公差等級。例如:基孔制間隙配合基孔制過渡配合30H8f740H7n6軸軸套箱體30H8f740H7n6底座滑輪銷軸開口銷

采用基軸制時,分母為基準軸代號h及公差等級。例如:基軸制間隙配合基軸制過渡配合12F8h712J8h712F8h712J8h730H8f730H8/f730+0.0330-0.04130-0.02030+0.0330-0.020-0.041

除前面講的基本標注形式外,還可采用下面的一些標注形式。借用尺寸線作為分數線用斜線作分數線標注上、下偏差值借用尺寸線作為分數線⒉在零件圖上的標注⑴在基本尺寸后注出基本偏差代號和公差等級。30H830f7

配合精度明確,標注簡單,但數值不直觀。適用于量規(guī)檢測的尺寸。⑵注出基本尺寸及上、下偏差值(常用方法)。30+0.0330-0.04130-0.020

數值直觀,用萬能量具檢測方便。試制單件及小批生產用此法較多。⑶在基本尺寸后,注出基本偏差代號、公差等級及上、下偏差值,偏差值要加上括號。30H8()+0.033030f7()-0.020-0.041

既明確配合精度又有公差數值。適用于生產規(guī)模不確定的情況。例:識別和分析圖8.5.6-1中襯套孔與銷軸,以及支架孔與銷軸的配合標注。1.4國家標準規(guī)定的公差帶與配合國標GB1800-79總論規(guī)定20個標準公差等級,28個基本偏差,其中軸的“j”僅限于IT5-IT8級,孔“J”僅限6,7,8三個等級,針對不同尺寸(Φ≤500)可形成公差帶數為

理論上講,可將任一基本偏差與任一等級的標準公差組合成公差帶(孔543,軸544),由這些公差帶又組成各種配合。但在實踐中,這樣做會使定值刀具、量具的規(guī)格種類繁雜,不能經濟合理地組織生長,此外存在一些不能實際應用的公差帶,如g12,a5等。所以,國標推薦了一些常用的公差帶和配合,減少實際應用中的公差帶和配合的種類,以減少定值刀具、量具和工藝裝備的品種及規(guī)格。一、常用尺寸段的公差帶與配合1、基本尺寸≤500mm,國標規(guī)定了三種情況的孔軸公差帶:一般用途(孔105種,軸119種)常用(孔44種,軸59種)優(yōu)先選用(孔13種,軸13種)

使用時,首先選用“優(yōu)先選用”的公差帶,其次選用“常用”公差帶,再其次選用“一般用途”公差帶,還允許按國標中的標準公差和基本偏差組合成所需要的公差帶,甚至可用給定的公式用插入或延伸的方法計算新的公差和基本偏差組成所需公差帶。圖3-17尺寸≤500mm軸一般、常用、優(yōu)先公差帶圖3-18尺寸≤500mm孔一般、常用、優(yōu)先公差帶優(yōu)先、常用配合原則上,任意一對孔、軸公差帶都可以構

成配合,為了簡化公差配合的種類,減少

定值刀、量具和工藝裝備的品種及規(guī)格,

國家標準在尺寸≤500mm的范圍內,規(guī)定

了基孔制和基軸制的優(yōu)先(基孔制、基軸

制各13種)和常用配合(基孔制59種,基軸制47種)。基孔制常用、優(yōu)先配合基軸制常用、優(yōu)先配合基孔制和基軸制的優(yōu)先配合公差帶圖(P127)常用尺寸段配合特點公差設計時,尺寸≤500mm的常用尺寸段配合,應按優(yōu)先、常用和一般公差帶和配合的順序,選用合適的公差帶和配合。標準推薦的優(yōu)先、常用配合滿足工藝等價原則:當孔的標準公差大于IT8時,與同級基準孔相配合,如:H9/h9,H10/d10;當孔的標準公差小于IT8時,與高一級的基準軸相配合,如:H7/m6,H6/k5;當孔的標準公差等于IT8,可與同級配合也可與高一級軸配合。如:H8/m7,H8/h8。其它尺寸段的公差與配合基本尺寸大于500mm,有些甚至超過10000mm的零件尺寸稱為大尺寸。重型機械制造中常遇到大尺寸公差與配合的問題。例如礦山機械、船舶制造、大型發(fā)電機組、飛機制造等。標準規(guī)定了常用大尺寸軸公差帶41種,孔公差帶31種,沒有推薦配合,規(guī)定大尺寸一般采用基孔制的同級配合。大尺寸公差配合特點:由于大尺寸軸比大孔更難測量,所以推薦孔、軸采用同級配合。由于大尺寸零件制造和測量的困難,因此在大尺寸范圍內一般選用IT6-IT12的公差值;除了采用互換配合外,根據其制造特點,可采用配制配合。根據零件制造特點和生產實際情況,可采用配制配合。先按互換性生產選取配合;再選取較難加工的那個零件作為先加工件(多數情況下是孔),給它一個容易達到的公差;最后再根據所選的配合公差確定配制件(多數情況下是軸)的公差。

“配制公差”的代號為MF。

(4)配制配合:

配制配合是以孔、軸中的一個零件的實際尺寸為基數,來配制另一個零件的一種工藝措施。

例如:基本尺寸為φ3000mm的孔和軸,要求配合的最大間隙為0.45mm,最小間隙為0.14mm

按互換性生產可選用H6/f6,若采用配制配合,則裝配圖上標注為φ3000H6/f6MF。加工時可降低精度先先加工孔,如采用H8,然后按照配合公差來決定軸的公差帶,則可采用f7。此時孔零件圖上標注φ3000H8MF,軸零件圖上標注φ3000f7MF。

優(yōu)點是既保證了配合要求,又降低了孔、軸尺寸加工的精度要求。其它尺寸段的公差與配合小尺寸段(尺寸至18mm):主要適用于儀器儀表和鐘表工業(yè)。小尺寸的特點:1加工誤差理論上講,零件加工誤差隨基本尺寸增大而增加,因此小尺寸零件加工誤差應很小。但實際上,由于小尺寸零件剛性差,受切削力影響變形很大,同時加工時定位、裝夾等都比較困難,因而有時零件尺寸越小反而加工誤差越大,而且小尺寸軸比孔加工困難。2測量誤差通過對小尺寸零件的測量誤差做一些列調查分析,至少尺寸在100mm范圍內,測量誤差與零件尺寸不成正比關系,這主要是由于量具誤差、溫度變化以及測量力等因素的影響。小尺寸段的公差帶與配合國標規(guī)定了163種軸公差帶和145種孔公差帶,標準未指明選用次序,也未推薦配合。由于小尺寸段軸比孔難加工,所以基軸制用的較多。配合公差等級也更為復雜。除孔、軸采用同級配合外,也有相差1-3級配合的,而且往往是孔的公差等級高于軸的公差等級。習題3-9Φ30N7/m6配合中孔和軸的基本偏差分別為-7μm和+8μm,孔和軸的標準公差分別為21μm和13μm。確定該孔和軸的極限偏差,該配合的極限間隙(或極限過盈)、平均間隙(或平均過盈)和配合公差,并畫出孔、軸的公差帶示意圖。

解題要點:一般孔軸的基本偏差為靠近零線最近的上、下偏差EI=-7,es=+8習題冊p73-133-13已知基孔制配合Φ45H7/t6中,孔和軸的標準公差分別為25μm和16μm。軸的基本偏差+54μm,確定配合性質不變的同名基軸制配合Φ45T7/h6

孔的基本偏差和極限偏差,并畫出孔、軸的公差帶示意圖。解題要點:特殊規(guī)則:標準公差≤IT8的K、M、N標準公差≤IT7的P至ZC習題冊p73-143-14已知Φ18M8/h7配合和Φ18H8/js7配合

,孔和軸的標準公差IT7=0.018mm,IT8=0.027mm。Φ18M7孔的基本偏差+0.002mm,計算這兩種配合各自的極限間隙,并畫出孔、軸的公差帶示意圖。

解題要點:js公差帶數值關于零線對稱分布常用尺寸公差與配合的選用

公差與配合的選擇是機械設計與制造中至關重要的一環(huán)。公差與配合的選用是否恰當,對機械的使用性能和制造成本有很大影響,有時甚至起決定性作用。因此公差與配合的選擇實質上是尺寸的精度設計。公差與配合的選用包括:基準制的選擇、標準公差等級的選擇和配合種類的選擇。一配合制的選擇基孔制和基軸制是兩種平行的配合制?;字婆浜夏軡M足要求的,用同一偏差代號按基軸制形成的配合,也能滿足使用要求。如:H7/k6與K7/h6的配合性質基本相同,稱為“同名配合”。所以,配合制的選擇與功能要求無關,主要考慮加工的經濟性和結構的合理性。1優(yōu)先選用基孔制在工業(yè)生產中,孔的加工難度比有相同精度要求的軸要大得多,而且孔的加工和檢驗常采用鉆頭,鉸刀,拉刀和量規(guī)等定值刀具和量具,如果孔的公差帶固定,則可相應減少刀具和量具的數量,因此一般情況下,總是優(yōu)先選用基孔制,以便減少刀具及量具的規(guī)格,數量,從而降低生產成本。由此可見:對于中小尺寸的配合,應盡量采用基孔制配合。2.某些情況下選用基軸制配合經濟合理①直接采用冷拔鋼作軸。冷拉圓型材,其尺寸公差可達IT7~IT9,能夠滿足農業(yè)機械、紡織機械上的軸頸精度要求,在這種情況下采用基軸制,可免去軸的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔,就能得到不同性質的配合。②由于結構的需要,同一基本尺寸的軸與多個孔相配合,且配合性質不同。③與標準件配合時,以標準件作為基準件確定基準制。a.與滾動軸承配合:軸頸加工采用基孔制配合。外殼孔加工采用基軸制;b.帶輪、齒輪與電機軸配合采用基軸制;c.鍵、銷等配合采用基軸制。滾動軸承配合3.在某些特殊場合,允許采用任一孔、軸公差帶組成的非基準件配合。在實際生產中,由于結構或某些特殊的需要,允許采用非配合制配合。即非基準孔H和非基準軸h配合,如:當機構中出現一個非基準孔(軸)和兩個以上的軸(孔)配合時,其中肯定會有一個非配合制配合。如圖所示,箱體孔與滾動軸承和軸承端蓋的配合。由于滾動軸承是標準件,它與箱體孔的配合選用基軸制配合,箱體孔的公差帶代號為J7,箱體孔與端蓋的配合可選低精度的間隙配合J7/f9,既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位,還有利于降低成本。二公差等級的選擇原則公差等級的選擇的實質就是尺寸制造精度的確定,尺寸的精度與加工的難易程度、加工的成本和零件的工作質量有關。公差等級越高,合格尺寸的大小越趨一致,配合精度就越高,但加工的成本也越高。公差與成本的關系如下圖所示。因此,公差等級選擇的基本原則是:在滿足使用性能的前提下,盡量選擇較低的精度等級。公差與成本的關系圖選擇公差等級時應注意以下幾個問題:(1)孔和軸的工藝等價性:即相互結合的零件,其加工的難易程度應基本相當。在已確定配合公差Tf的前提下,孔、軸公差必須滿足Tf=TH+TS,其中孔、軸公差大小的分配一般按工藝等價原則考慮?!?00mm的基本尺寸:IT8及其以上,孔比軸低一級

IT8也可采用同級孔、軸

IT9及其一下,孔、軸同級>500mm的基本尺寸:采用孔、軸同級≤

3mm的基本尺寸:多樣性,孔比軸高精度居多。(2)考慮配合性質:

過渡配合和過盈配合,一般不允許間隙和過盈的變動太大,故采用較高公差等級。(孔≤IT8,軸≤

IT7)原因:公差等級過低,使過盈配合的最大過盈過大,材料容易受到損壞;使過渡配合不能保證相配的孔、軸既裝卸方便又能實現定心的要求;使間隙配合產生較大的間隙,不能滿足較緊配合的要求。

間隙配合,一般間隙小,公差等級應較高;間隙大,公差等級應較低。(例如H6/g5、H11/all合理,而H10/g10、H6/a5不合理)(3)考慮相配件的精度:與齒輪孔相配合的軸的精度就受齒輪精度的制約;與滾動軸承相配合的外殼孔和軸的精度應當與滾動軸承的精度相匹配。

(4)在非配合制的配合中,當配合精度要求不高,為降低成本,允許相配合零件的公差等級相差2~3級,如圖所示的箱體孔與端蓋的配合。(5)掌握各種加工方法所能達到的公差等級;詳見表2.4,2.5,2.6(6)掌握公差等級的應用范圍。詳見下表配合IT5至IT13級的應用(尺寸≤500mm)三配合種類的選擇配合種類的選擇主要就是根據零件的功能要求,確定配合的類型及非配合制的基本偏差代號。配合種類的選擇,要考慮以下因素:1配合件的工作情況2各種基本偏差形成配合的特點3配合件的生產情況

1配合件的工作情況選擇配合的類型時,應考慮配合件間有無相對運動、定心精度高低、配合件受力情況、裝配情況等。配合類型的選擇可依據下表來對比選擇。

2各種基本偏差形成配合的特點間隙配合有A~H(a~h)共十一種,主要用于結合件有相對運動的配合(旋轉運動和軸向滑動)也可以用于一般的定位配合。其特點是利用間隙貯存潤滑油及補償溫度變形、安裝誤差、彈性變形等所引起的誤差。生產中應用廣泛,不僅用于運動配合,加緊固件后也可用于傳遞力矩。不同基本偏差代號與基準孔(或基準軸)分別形成不同間隙的配合。主要依據變形、誤差需要補償間隙的大小、相對運動速度、是否要求定心或拆卸來選定。各種基本偏差形成配合的特點(續(xù))過渡配合有JS~N(js~n)四種基本偏差,其主要用于定心精度高且可拆卸的相對靜止的聯(lián)結。也可加鍵、銷緊固件后用于傳遞力矩,主要根據機構受力情況、定心精度和要求裝拆次數來考慮基本偏差的選擇。定心要求高、受沖擊負荷、不常拆卸的,可選較緊的基本偏差,如N(n),反之應選較松的配合,如:K(k)或JS(js)。各種基本偏差形成配合的特點(續(xù))過盈配合有P~ZC(p~zc)13種基本偏差,其特點是由于有過盈,裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小,產生彈性變形,在結合面上產生一定的正壓力和摩擦力,用以傳遞力矩和緊固零件。選擇過盈配合時,如不加鍵、銷等緊固件,則最小過盈應能保證傳遞所需的力矩,最大過盈應不使材料破壞,故配合公差不能太大,所以公差等級一般為IT5~IT7。基本偏差根據最小過盈量及結合件的標準來選取。配合件的生產情況按大批大量生產時,加工后所得的尺寸通常呈正態(tài)分布;而單件小批量生產時,加工所得的孔的尺寸多偏向最小極限尺寸,軸的尺寸多偏向最大極限尺寸,即呈偏態(tài)分布。所以,對于同一使用要求,單件小批生產時采用的配合應比大批大量生產時要松一些。如大批量生產時的φ50H7/js6的要求,在單件小批生產時應選擇φ50H7/h6。(一)已知使用要求,用計算法確定配合配合精度設計實例例3-1:有一孔、軸配合的基本尺寸為Ф30mm,要求配合間隙在+0.020~+0.055mm之間,試確定孔和軸的精度等級和配合種類。解:1)選擇基準制

本例無特殊要求,選用基孔制??椎幕酒畲枮镠,EI=0。2)確定公差等級

根據使用要求,其配合公差為:

Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts=+0.055-(+0.020)=0.035μm

假設孔、軸同級配合,則:

Th=Ts=Tf/2=17.5μm

從附表3.5查得:孔和軸公差等級介于IT6和IT7之間。根據工藝等價原則,在IT6和IT7的公差等級范圍內,孔應比軸低一個公差等級故選孔為IT7,Th=21μm,軸為IT6,Ts=13μm

配合公差

Tf=Th+Ts=IT7+IT6=0.021+0.013=0.034<0.035mm

滿足使用要求3)選擇配合種類

根據使用要求,本例為間隙配合。采用基孔制配合,孔的基本偏差代號為H7,孔的上偏差為ES=EI+Th=0+0.021=+0.021mm??椎墓畲枮椐?0H7(+0.0210)。根據Xmin=EI-es,得es=-Xmin=-0.020mm,而es為軸的基本偏差,從附表中查得軸的基本偏差代號為f,即軸的公差帶為f6。ei=es-IT=-0.020-(+0.013)=-0.033mm,軸的公差帶代號為Ф30f6(-0.020-0.033)。選擇的配合為:Ф30H7/f64)驗算設計結果

Xmax=ES-ei=+0.021-(-0.033)=+0.054mmXmin=EI-es=0-(-0.020)=+0.020mmФ30H7/f6的Xmax=+54μm,Xmin=+20μm,它們分別小于要求的最大間隙(+55μm)和等于要求的最小間隙(+20μm),因此設計結果滿足使用要求,本例選定的配合為Ф30H7/f6。(二)典型配合的選擇實例例3-2如圖所示圓錐齒輪減速器,已知傳遞的功率P=10kw,中速軸轉速n=750r/min,稍有沖擊,在中、小型工廠小批生產。試選擇:1)聯(lián)軸器1和輸入端軸頸2;2)皮帶輪8和輸出端軸頸;3)小錐齒輪10內孔和軸頸;4)套杯4外徑和箱體6座孔,以上四處配合的公差等級和配合。解:以上四處配合,無特殊要求,優(yōu)先采用基孔制。

1)聯(lián)軸器1是用鉸制螺孔和精制螺栓連接的固定式剛性聯(lián)軸器。為防止偏斜引起附加載荷,要求對中性好,聯(lián)軸器是中速軸上重要配合件,無軸向附加定位裝置,結構上采用緊固件,故選用過渡配合Ф40H7/m6。

2)皮帶輪8和輸出軸軸頸配合和上述配合比較,定心精度因是撓性件傳動,故要求不高,且又有軸向定位件,為便于裝卸可選用:H8/h7(h8、jS7、js8),本例選用50H8/h8。

3)小錐齒輪10內孔和軸頸.是影響齒輪傳動的重要配合,內孔公差等級由齒輪精度決定,一般減速器齒輪為8級,故基準孔為IT7。傳遞負載的齒輪和軸的配合,為保證齒輪的工作精度和嚙合性能,要求準確對中,一般選用過渡配合加緊固件,可供選用的配合有H7/js6(k6、m6、n6,甚至p6、r6),至于采用那種配合,主要考慮裝卸要求,載荷大小,有無沖擊振動,轉速高低、批量等。此處為中速、中載,稍有沖擊,小批生產.故選用Ф45H7/k6。

4)套杯4外徑和箱體孔配合是影響齒輪傳動性能的重要部位,要求準確定心。但考慮到為調整錐齒輪間隙而有軸向移動的要求,為便于調整,故選用最小間隙為零的間隙定位配合Ф130H7/h6。例3-3臥式車床主軸箱中Ⅰ軸的局部結構示意圖,軸上裝有同一基本尺寸的滾動軸承內圈、擋圈和齒輪。根據標準件滾動軸承要求,軸的公差帶確定為Ф30k6。分析擋圈孔和軸配合的合理性。解:擋圈的作用是通過軸承蓋及其緊固螺釘使?jié)L動軸承和齒輪不產生軸向竄動,要求擋圈兩端面平行,而對尺寸的精度要求不高,為了裝配方便,擋圈孔和軸的配合要求為間隙配合。擋圈和軸之間無相對運動,擋圈尺寸對運動精度無影響,為了好加工,其孔的公差等級確定為IT9。要使擋圈孔和軸的配合為間隙配合,有兩種辦法:一是擋圈孔做大;二是將軸做成基本尺寸相同而極限偏差不同的階梯軸,使與擋圈孔配合處的軸做小。顯然,后一種方法,軸的加工困難,擋圈裝配也不方便。為此,應使擋圈孔的公差帶向基準孔公差帶Ф30H9的上方移動。經過公差帶Ф30G9和Ф30F9的試選,由圖3-13中下圖可以看出,采用公差帶Ф30F9較為合適。此時,擋圈孔和軸的配合為間隙配合,即Ф30F9/k6。圖2-19例2-5活塞與氣缸的配合優(yōu)先公差帶的使用解:基孔制1.查附表3-8,得基孔制配合?45H7/u62.求孔H的公差帶3.查附表3-4得軸u的下偏差ei4.計算其他極限偏差基軸制

?45U7/h6

有一過盈配合,孔軸基本尺寸為?45mm,要求過盈-0.045mm到-0.086mm之間,試用查表法確定孔、軸的配合代號和極限偏差數值。線性尺寸的一般公差線性尺寸未注公差(一般公差)是指在車間一般工藝條件下,機床設備的一般加工能力可以保證的公差。GB/T1804—2000

對于一般公差,在圖樣上只標注基本尺寸,不標注極限偏差,零件加工后一般不作檢驗。若對其合格性發(fā)生爭議,可根據極限偏差表3-6、3-7中的極限偏差作為判斷的依據。適用范圍:精度較低的非配合尺寸;功能上允許的公差大于、等于一般公差的尺寸。1.圖樣上采用未注公差的原因(1)簡化制圖,使圖樣清晰易讀。(2)節(jié)省設計時間。(3)簡化檢驗要求,利于質量管理。(4)突出重點,明確目標。2.線性尺寸的未注公差的公差等級和極限偏差國家標準GB/T1804—2000中對線性尺寸的一般公差規(guī)定了四個公差等級:精密級(f)、中等級(m)、粗糙級(c)、最粗級(v)。一般公差的極限偏差不分孔、軸或長度尺寸一律取對稱分布。3.一般公差的圖樣表示法線性尺寸的一般公差在圖樣上,技術文件或標準中應采用標準號和公差等級符號表示。例如:GB/T1804-m表示線性尺寸一般公差、中等級。圖樣上未曾注出的尺寸稱為未注公差尺寸。在車間一般加工條件下、機床設備一般加工能力可保證的公差稱為一般公差。它代表經濟加工精度。它主要用于公差等級較低的非配合尺寸。在工程圖紙上的尺寸標注中,該尺寸后面不標注極限偏差,工廠常稱為“自由尺寸”,正常情況下一般可不檢測。能簡化制圖,節(jié)省圖樣設計時間。國標將線性尺寸的一般公差規(guī)定為四級,分別用

f(精密級)、m(中等級)、

c(粗糙級)、v(最粗級)表示。一般公差線性尺寸的未注公差一般公差線性尺寸的未注公差表示方法

在圖樣上標注線性尺寸的一般公差,只需要在圖樣或技術文件中用國標號和公差等級代號標注即可。例如按產品精密程度和車間普通加工經濟精度選用標準中規(guī)定的m(中等)級時,可表示為:GB/T1804-m這表明圖樣上凡是未注公差的線性尺寸(包括倒圓半徑尺寸及倒角尺寸)均按m(中等)級加工和驗收。end角度尺寸精度的基本概念機械零件中的角度尺寸多為圓錐或棱體所形成。角度尺寸的概念與線性尺寸相似,也有基本角度(α)、實際角度(αa)、最大極限角度αmax和最小極限角度αmin等術語。角度尺寸和線性尺寸相似,也用角度尺寸的極限偏差和角度尺寸的公差來表達其精度要求。角度公差AT是實際角度的允許變動量。角度公差等于最大極限角度αmax和最小極限角度αmin之差,即

ATα=αmax-αmin角度尺寸公差GB11334國家標準規(guī)定的角度公差數值列于書P161表9-4中。角度公差分為12個公差等級,依精度從高至低的順序排列為AT1、AT2、…AT12

角度公差可以用角度單位表示,也可以用長度單位表示。當以微弧度(urad)或度、分、秒等角度單位表示時,角度公差代號為ATa;當以微米等長度單位表示時,角度公差的代號為ATD

。

ATa與ATD的換算關系為:

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