工程四：

項目四學(xué)問項目四學(xué)問目標(biāo)公差協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用理解并會應(yīng)用公差協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)時：2任務(wù)目標(biāo)技能目標(biāo)學(xué)會裝配圖中的協(xié)作公差符號的選用。公其它目標(biāo)團隊協(xié)作意識差配教學(xué)重點與教學(xué)重點應(yīng)用公差協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)；合難點標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)難點應(yīng)用公差協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)。的教學(xué)條件1、學(xué)院公差與測量實訓(xùn)室。2、多媒體設(shè)備。應(yīng)用教學(xué)方法演示法、實物展現(xiàn)法、團隊合作法、相互溝通法等教師：教學(xué)設(shè)計1的含義；2及學(xué)生：實施過程1、體會公差協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)代號的選擇步驟；效果評價2、進展簡潔的講解；學(xué)生：學(xué)生分組匯報學(xué)習(xí)心得；組間相互提問；教師：依據(jù)匯報提問、評價；進展任務(wù)總結(jié)；工程四：教學(xué)內(nèi)容公差協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用一、任務(wù)導(dǎo)入1、任務(wù)導(dǎo)入：用一份工廠機械加工過程中常用的和學(xué)生上學(xué)期制圖課作過的作業(yè)引入的學(xué)問點。2、學(xué)問點簡介：基準(zhǔn)制的選用、公差等級的選用、協(xié)作的選用；3、重點、難點提出二、任務(wù)分解圓柱結(jié)合的精度設(shè)計實際上就是圓柱結(jié)合的公差與協(xié)作的選用，它是機械設(shè)計與制造中至關(guān)重要的一環(huán)，公差與協(xié)作的選用是否恰當(dāng)，對機械的使用性能和制造本錢有著很大的影響。圓柱結(jié)合的精度設(shè)計包括：基準(zhǔn)制的選用公差等級的選用協(xié)作的選用一．基準(zhǔn)制的選用基孔制和基軸制是兩種平行的協(xié)作制。基孔制協(xié)作能滿足要求的，用同一偏差代K7/h6的協(xié)作性質(zhì)根本一樣，稱為“同名協(xié)作”的合理性。從制造加工方面考慮，兩種基準(zhǔn)制適用的場合不同；從加工工藝的角度來看，對應(yīng)用最廣泛的中小直徑尺寸的孔，通常承受定尺寸刀具〔如鉆頭、鉸刀、拉刀等〕加工和定尺寸量具〔如塞規(guī)、心軸等〕檢驗。而一種規(guī)格的定尺寸刀具和量具，只能滿足一種孔公差帶的需要。對于軸的加工和檢驗，一種通用的外尺寸量具，也能便利地對多種軸的公差帶進展檢驗。由此可見：對于中小尺寸的協(xié)作，應(yīng)盡量承受基孔制協(xié)作。用冷拉光軸作軸時。冷拉圓型材，其尺寸公差可達IT7～IT9，能夠滿足農(nóng)業(yè)機械、紡織機械上的軸頸精度要求，在這種狀況下承受基軸制，可免去軸的加工。只需依據(jù)不同的協(xié)作性能要求加工孔，就能得到不同性質(zhì)的協(xié)作。承受標(biāo)準(zhǔn)件時。滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，它的內(nèi)圈與軸頸協(xié)作無疑應(yīng)是基孔制，而外圈與外殼孔的協(xié)作應(yīng)是基軸制。圖4-1 標(biāo)準(zhǔn)件 滾動軸承的協(xié)作同一根本尺寸的軸與多孔相協(xié)作，且協(xié)作性質(zhì)要求不同時。如下圖的活塞部件中，活塞銷和活塞與連桿的協(xié)作，依據(jù)功能要求，活塞銷和活塞的協(xié)作應(yīng)為過渡協(xié)作，而活塞銷與連桿的協(xié)作則應(yīng)為間隙協(xié)作。圖4-2 連桿系統(tǒng)的協(xié)作基準(zhǔn)軸協(xié)作，如：當(dāng)機構(gòu)中消滅一個非基準(zhǔn)孔〔軸〕和兩個以上的軸〔孔〕協(xié)作時，其中確定是標(biāo)準(zhǔn)件，它與箱體孔的協(xié)作選用基軸制協(xié)作，箱體孔的公差帶代號為J7，箱體孔與端蓋的協(xié)作可選低精度的間隙協(xié)作J7/f9，既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位，還有利于降低本錢?；字?、基軸制的優(yōu)先、常用協(xié)作見表3-1、3-2。二．公差等級的選用4-3在滿足使用性能的前提下，盡量選擇較低的精度等級。4-3本錢與公差的關(guān)系圖公差等級的選擇的方法一般承受類比法4-1列出公差等級的應(yīng)用，表4-2列出各種加工方法所能到達的精度等級。一般協(xié)作尺寸的公差等級范圍為IT5～IT134-3IT5～IT13級的應(yīng)用，供承受類比法時比照選用。表4-1 公差等級的應(yīng)用4-2各種加工方法可能到達的公差等級表4-3 公差等級IT5至IT13級的應(yīng)用〔尺寸≤５００mm〕承受類比法選擇公差等級時應(yīng)考慮的問題應(yīng)遵循工藝等價的原則，即相互結(jié)合的零件，其加工的難易程度應(yīng)根本相500mm的，當(dāng)公差等級在IT8以上時，標(biāo)準(zhǔn)推舉孔比軸低一級，如：H8/m7，K7/h6；當(dāng)公差等級在IT8以下時，標(biāo)準(zhǔn)推舉孔與軸同級，如：H9/h9，D9/h9，IT8屬于臨界值，IT8級的孔可與同級的軸協(xié)作，也可以與高一級的軸協(xié)作，如：H8/f8，H8/k7。對于根本尺寸＞500mm的，一般承受孔、軸同級協(xié)作。表3-1.相協(xié)作的零、部件的精度應(yīng)相匹配。如：與齒輪孔相協(xié)作的軸的精度就受相匹配。過盈、過渡和較緊的間隙協(xié)作，精度等級不能太低。一般孔的公差等級應(yīng)不低于IT8級，軸的不低于IT7級。這是由于公差等級過低，使過盈協(xié)作的最大過盈過大，材料簡潔合產(chǎn)生較大的間隙，不能滿足較緊協(xié)作的要求。2～3級，如下圖的箱體孔與端蓋的協(xié)作表4-4 按工藝等價性選擇軸的公差等級要求協(xié)作條件：孔的公差等級軸應(yīng)選的公差等級實例間隙協(xié)作<=IT8 軸比孔高一級H7/f6過渡協(xié)作>IT8 軸與孔同級H9/d9過盈協(xié)作<=IT7 軸比孔高一級>IT7 軸與孔同級H7/t6H9/t9三．協(xié)作的選擇各類協(xié)作選擇的大體方向4-5從大體方向上確定應(yīng)選的協(xié)作類別。即從宏觀的角度初定協(xié)作大類。4-5協(xié)作選擇的大體方向無相對運動

需傳遞力矩

精確不行拆卸定心 可拆卸

過 盈 配 合鍵、銷緊固件有相對運動 緩慢轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)動、移動或復(fù)合運動

間隙協(xié)作加鍵、銷緊固件過渡協(xié)作或過盈量較小的過盈協(xié)作〔h、G(gD~F〔d~f〕等的間隙協(xié)作各種根本偏差的特點及應(yīng)用4-6軸的的根本偏差選用說明配 合間隙協(xié)作

根本偏差a,bc

特 性 應(yīng) 可得到特別大的間隙，應(yīng)用很少〔如農(nóng)業(yè)機械如內(nèi)燃機排氣閥和導(dǎo)管。 等與軸的協(xié)作，也適應(yīng)于大直徑滑動軸承協(xié)作，如透平機、球磨機和重型彎曲機，以及其它重型機械中的一些滑動軸承。 大跨度軸承，多支點軸承等協(xié)作。高等級的軸適用于大的、高速、重載支承，如渦輪發(fā)電機、大型電動機及內(nèi)燃機主要軸承，凸輪軸軸承等協(xié)作。 潤滑油或潤滑脂潤滑的軸承，如齒輪箱、小電動機、泵等的轉(zhuǎn)軸與滑動軸承的協(xié)作。協(xié)作間隙很小，制造本錢很高，除很輕負荷的周密裝置外，不推舉用于轉(zhuǎn)動協(xié)作如周密連桿軸承，活塞，連桿銷等。 假設(shè)沒有溫度變形影響，也用于周密滑動協(xié)作。js h過渡協(xié)作 k

。一般用木錘裝配。 時，要求相當(dāng)大的壓入力。 IT4~IT7裝配，推舉用于嚴(yán)密的組件協(xié)作。H6/n5過盈協(xié)作 p H8也協(xié)作時為過渡協(xié)作對非鐵類零件，為較輕的壓入?yún)f(xié)作，當(dāng)需要時簡潔拆卸。對鋼、鑄鐵或鋼、鋼組件裝配時標(biāo)準(zhǔn)壓入?yún)f(xié)作r對鐵類零件為中等打入?yún)f(xié)作。對非鐵類零件，為輕打入的協(xié)作，當(dāng)需要時。各類協(xié)作的選擇1)間隙協(xié)作的選擇〔1〕各種間隙協(xié)作的間隙程度a～hA～H)11aA)形成的協(xié)作間隙最大，間隙依次減小，由h(或H)形成的協(xié)作間隙最小，該協(xié)作的最小間隙為零，4—7。摩擦類型紊流液體摩擦層流液體摩擦半液體摩摩擦類型紊流液體摩擦層流液體摩擦半液體摩擦根本偏差a,b(A,B)c(C)d(D)e(E)f(F)g(G)h(H)代號間隙程度特大間隙很大間隙大間隙中等間隙小間隙較小間隙很小間隙注：1、f(F)、g(G)、h(H)可用于要求不高的定心場合；2、g(G)、h(H)也可用于需要拆卸的靜連接場合。2〕按相對運動的不同狀況選擇間隙協(xié)作的根本偏差間隙協(xié)作多用于孔與軸的相對運動，孔與軸的相對運動要保持長久的工作，必需在協(xié)作面間參加潤滑油，使協(xié)作面間形成油膜，以削減摩擦。所以其選用條件，要看運動的速度、承受載荷、定心要求和潤滑要求。相對運動速度高．工作溫度高，則間隙應(yīng)選大一些，相對4-84-8相對運動狀況相對運動狀況選擇根本偏差無定心要求的慢速轉(zhuǎn)動c(C)高速轉(zhuǎn)動中速轉(zhuǎn)動周密低速轉(zhuǎn)動或移動〔或不移動〕d(D)或e(E)f(F)g(G)h(H)〔3〕修正間隙協(xié)作49)表4-9 不同工作狀況對進擇間隙協(xié)作的影響具體狀況具體狀況工作時溫度孔高于軸時軸高于孔時外表粗糙度較粗時潤滑油粘度較大時定心精度較低時支承間同軸度誤差大時大批量生產(chǎn)時過盈的增或減過盈協(xié)作的選擇〔1〕依據(jù)傳遞扭矩的大小、是否加緊固件與拆卸困難程度等綜合因素選擇過盈協(xié)作，過較高(≤1T7種可能，一是裝配或拆卸需要；二是受零件材料強度和構(gòu)造限制)，這時只能選用允許的小過盈協(xié)作加緊固件。過盈協(xié)作的根本偏差的選擇可參見表4—10.4-10過盈程度過盈程度較小與小的過盈中等與大的過盈很大過盈特大過盈選擇依據(jù)傳遞扭矩的大小加緊固件傳遞一定的扭矩與軸向力，屬輕型過盈協(xié)作，不加緊固件可用于準(zhǔn)確定心僅傳遞小扭矩需軸向定位部位。Pp，R〔〕不加緊固件可用于 不加緊固件可用于 需傳遞較大扭矩和傳遞較小扭矩和軸 傳遞較大扭矩和動 動載荷〔屬特重向力〔屬中型。 載荷〔屬重型。 型。裝卸狀況用于很少拆卸時用于不需要拆卸時用于不需要拆卸時應(yīng)選擇的根本偏差S〔s〕,T〔t〕U〔u〕,V〔v〕X〔x〕,Y〔y〕,Z〔z〕可使用。Pp，R〔〕在特別狀況下可能為過渡協(xié)作?！?〕修正過盈協(xié)作依據(jù)不同的工作狀況對所選擇的過盈協(xié)作進展修正〔表4-11〕表4-11 對選擇的過盈協(xié)作進展修正具體狀況具體狀況材料強度小時常常拆卸有沖擊載荷減減增工作時溫度孔高于軸時軸高于孔時協(xié)作長度較大時裝配時可能歪斜轉(zhuǎn)速較高時外表粗糙度較粗時增減減減減增增3．過渡協(xié)作的選擇依據(jù)定心要求與拆卸狀況選擇過渡協(xié)作。過渡協(xié)作多用于作為定位協(xié)作和定心協(xié)作。選用主要考慮定心對中要求和保證裝拆、4-12。表4-12 各種過盈協(xié)作根本偏差的盈隙比較與選擇盈隙狀況 過盈率很小間隙定心要求 要求較好定心時裝配與拆卸狀況 木錘裝配拆卸便利

過盈率很小平均間隙接近為零時木錘裝配拆卸比較便利

盈較小要求周密定心時當(dāng)?shù)膲喝肓刹鹦?/p>

稍大要求更周密定心時拆卸較困難應(yīng)選擇的根本偏差 Js(JS) k(K) m(M) n(N)注：1、一般定心時，可選間隙協(xié)作中的h(H)或定心精度不高時可選間隙協(xié)作中的g(G);2、承受重負荷或沖擊、振動大時，應(yīng)選較緊協(xié)作。四、公差協(xié)作選擇綜合實例〔一〕使用要求，用計算法確定協(xié)作4-1：有一孔、軸協(xié)作的根本尺寸為Ф30mm，要求協(xié)作間隙在+0.020～+0.055mm確定孔和軸的精度等級和協(xié)作種類。解：1〕選擇基準(zhǔn)制 本例無特別要求，選用基孔制。孔的根本偏差代號為H，EI=0。2〕確定公差等級 依據(jù)使用要求，其協(xié)作公差為：T=Xf

-Xmax

min

=T+TD

=+0.055-〔+0.020〕=0.035μm假設(shè)孔、軸同級協(xié)作，則：T=T=T/2=17.5μmD d f從附表查得：孔和軸公差等級介于IT6IT7依據(jù)工藝等價原則，在IT6和IT7的公差等級范圍內(nèi)，孔應(yīng)比軸低一個公差等級應(yīng)選 孔為IT7，T=21μm，軸為IT6，T=13μmD d協(xié)作公差 T=T+T=IT7+IT6=0.021+0.013=0.034＜0.035mmf D d滿足使用要求選擇協(xié)作種類 依據(jù)使用要求，本例為間隙協(xié)作。承受基孔制協(xié)作，孔的根本偏差代號為H7ES=EI+TD

=0+0.021=+0.021mФ30H+0.021。0

min

=EI-es，得es=-X

min

=-0.020mmes的根本偏差代號為f，即軸的公差帶為f6。ei=es-IT=-0.020-(+0.013)=-0.033mm，軸的公Ф30f-0.020。-0.033選擇的協(xié)作為：Ф30H7/f6驗算設(shè)計結(jié)果Xmax =ES-ei=+0.021-〔-0.033〕=+0.054mmXmin=EI-es=0-(-0.020)=+0.020mmФ30H7/f6Xmax=+54μm，Xmin=+20μm，它們分別小于要求的最大間隙〔+55μm〕和〔+2μФ30H7/f〔二〕典型協(xié)作的選擇實例4-2如圖4-4P=10kw，中速軸轉(zhuǎn)速n=750r/min，稍有沖擊，在中、小型工廠小批生產(chǎn)。試選擇：1〕12；2〕8和輸出端軸頸；3〕104〕46的公差等級和協(xié)作。圖4-44-2解：以上四處協(xié)作，無特別要求，優(yōu)先承受基孔制。1載荷，要求對中性好，聯(lián)軸器是中速軸上重要協(xié)作件，無軸向附加定位裝置，構(gòu)造上承受緊固件，應(yīng)選用過渡協(xié)作Ф40H7／m6。8H／h〔h8jSjs，本例選用50H／h小錐齒輪10，一般減速器齒輪為8級，故基準(zhǔn)孔為IT7。傳遞負載的齒輪和軸的協(xié)作，為保證齒輪的工作精度和嚙合性能，要求準(zhǔn)確對中，一般選用過渡協(xié)作加緊固件，可供選用的協(xié)作有H7js6k6、m、n，甚至p6r6Ф45H7／k6。套杯4外徑和箱體孔協(xié)作是影響齒輪傳動性能的重要部位，要求準(zhǔn)確定心。但考慮Ф130H7/h6。4-3圖4-5Ф30k6。分析擋圈孔和軸協(xié)作的合理性。+0.072+0.072F9+0.059G9+0.020+ k60+0.052H9 +0.015+0.002-Ф30軸承內(nèi)徑公差帶圖4-5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(chǎn)生軸向竄動，要求擋圈兩端面平行，