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第2章-3 孔、轴的极限与配合
解:(1)根据式(2-19)间隙变动量=100×[12×10-6×(11020)-23×10-6×(180-20)]= -0.26mm。 即由于热变形配合间隙将减小0.26mm。 (2)在装配时应考虑热变形使间隙减少的影响,所以装配间隙 应为Xmax=0.30+0.26 =0.56mm Xmin=0.12+0.26 =0.38mm (3)选用基准制:选基孔制,EI=0
在基孔制配合中,对于间隙配合,其最小间隙等于轴的基本
偏差es的绝对值;对于过盈配合,在确定了基准孔的公差等
级后,按要求的最小过盈来确定轴的基本偏差ei,对过渡配
合,在确定了基准孔的公差等级后,可由最大间隙量确定轴 的基本偏差ei。
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表2-13 基孔(或基轴)制配合时,轴或孔的基本偏差与公差值和极限间隙 或过盈的关系 基准制 配合性质 间隙配合 基孔制 基本偏差 es 计算公式 es= -Xmin
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2.5 线性尺寸的未注公差
GB/T1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 适用范围 本标准适用于金属切削加工的尺寸,也适用于一般的冲压加工的尺寸非 金属材料和其他工艺方法加工的尺寸可参照采用。 1、线性尺寸 如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径、倒角高 度; 2、角度尺寸 包括通常不注出角度值的角度尺寸(如直角90°);GB/T1184提到的或 等多边形的角度除外; 3、机加工组装件的线性和角度尺寸。 不适用于: 其他一般公差标准涉及的线性和角度尺寸; 括号内的参考尺寸; 矩形方格内的理论正确尺寸。
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二、公差等级的选择
H? ?
H7 6
原则:在保证零件使用要求的前提下,尽可能地考虑工艺的可 能性和经济性。
1.轴、孔的公差等级应相互适应 孔、轴公差选取应满足Tf≥TH+Ts。分配孔、轴公差要使
孔、轴的公差等级相适应,即考虑所谓的工艺等价性。
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(1)在常用尺寸段,较高公差等级(8级或以上)时,考虑孔 的加工一般比轴困难,一般采用孔比轴低一级的配合。如 H7/f6、H7/s6。 (2)常用尺寸段,较低公差等级(>8级)时,孔、轴加工难 易程度相当,推荐孔、轴采用同级配合,如H9/d9。 (3)在大尺寸段,孔的加工比轴难一些,而轴的测量相对比 孔难一些,一般采用孔、轴同级配合。 (4)在极小尺寸段(公称尺寸≤3mm)时,根据工艺的不同, 可选孔和轴同级、孔较轴高一级、孔较轴低一级。在钟表业, 甚至有孔的公差等级较轴的公差等级高2-3级。
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(3)确定配合。 该配合是过渡配合,采用基孔制时,轴的基本偏差是下极限 偏差。由表2-13可知在过渡配合时: ei=Th-Xmax =0.025-0.010=+0.015mm。 查表2-3,轴的基本偏差代号为n,其偏差值ei=+0.017mm, 与上面所需的轴的基本偏差最为接近。则取轴的公差带为 φ35n6。 根据式(2-4),轴的另一极限偏差 es=ei+Ts=0.017+0.016=0.033mm(注意:式中ei不能代 0.015mm,因为它不是国际标准规定的偏差值)。 孔的公差带为H7,EI=0(基准孔),根据式(2-3)可得 ES=EI+Th=+0.025mm 。 孔、轴的配合为Φ35H7/n6,根据公式(2-11)、(2-12)可 计算出该配合的最大间隙、最大过盈: Xmax= ES-ei=0.025-0.017=+0.008mm, Ymax= EI-es =0-0.033=-0.033mm。
H? ? H7 ?6
H7 6 H7 g6
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一、基准制的选择
1、从工艺性和经济性出发,优先选用基孔制
选用基孔制可以减少孔用定值刀具和量具的规格数目。 2、下列情况下,应选用基轴制 当采用具有一定尺寸、形位精度和表面粗糙度的冷拉钢材 做轴,其外径不再经切削加工即能满足使用要求时,采用基 轴制。
同一基本尺寸的轴与多孔相配合,且配合性质要求不同时
因为是采用基孔制,所以EI=0,根据式(2-3)得
ES=EI+Th=+0.087mm。
(6)校对
该孔、轴配合代号:
φ 100
.087 H( 9 0 ) 0 0.380 a( 9 0.467)
Xmax=ES-ei=0.087-(-0.467)=0.554mm, Xmin=EI-es=0-(-0.380)=+0.380mm, 满足要求。
大间隙为+0.010,最大过盈-0.035mm,试确定孔轴的公差等 级和配合种类。 解:(1)选择基准制。 因没有特殊情况和要求,选用基孔制配合 (2)公差等级的确定。 根据公式(2-16),配合公差 Tf= Xmax-Ymax =0.010-(-0.035) =0.045mm。 又因为Tf=Th+Ts=0.045mm,孔、轴在公差等级较高时,取 孔比轴低一级,查表2-1,初取:IT6=0.016mm, IT7=0.025mm; 两者之和小于并接近配合公差Tf,所以取 孔的公差等级为IT7,轴为IT6。
过渡配合
过盈配合
ei
ei
ei=Th-Xmax
ei=Th+|Ymin|
间隙配合
基轴制 过渡配合 过盈配合
EI
ES ES
EI=Xmin
ES= Xmax–TS ES=Ymin –Ts
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四、在选择配合的时候要注意的问题
1. 孔、轴的工作环境温度对配合的影响
图样上极限与配合的标注是以标准温度20℃时工件的状态为
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4.按类比法选择配合时,要结合实际情况对类比对象进行 修正
各种机器的应用场合、加工批量、材料的许用应力、负荷
的大小和特性、装配条件及温度都会有或多或少的差异。 因此,在对照实例选取配合时,应根据所设计的机器的具
体情况对间隙或过盈量进行适当的修正。
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例2-13 有一公称尺寸为φ35mm的孔、轴配合,要求配合最
粉 末 冶 金 成 型 粉 末 冶 金 烧 结 砂 型 铸 造 、气 割 锻 造
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三、配合的选择
H7 ?6
H7 g6
1、根据工作要求确定配合类别 (1)若工作时配合件之间有相对运动,选用间隙配合;相对速 度越大,间隙应越大。如单位压力大,则间隙要小。
(2)若配合件工作时无相对运动,且有定心要求或便于装拆,
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3.公差等级的高低应与典型零部件的精度匹配
齿轮是比较常见的传动件。齿轮孔及与齿轮孔相配合的轴,
两者的公差等级取决于齿轮的精度等级。例如,齿轮的精 度等级为8级,一般取轮孔的公差等级为IT7,与齿轮孔 相配合的轴的公差等级为IT6。
滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精
度等级有关,P0级(普通级)的轴承,要求轴颈的公差等 级为IT6、外壳孔为IT7。P6级的轴承,一般要求轴颈的公 差等级为IT5、外壳孔为IT6。
应选用过渡配合。定心要求不高时,也可以用基孔制的小间隙配 合。采用过渡配合时,加键或销也可用于传递运动或载荷。 (3)装配后需要靠过盈来传递载荷的,应当选用过盈配合,传 动力大,过盈量要大。
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2.确定非基准件的基本偏差
当基准制和公差等级确定后,具体的间隙或过盈量的确定问
题也就是选择非基准件的基本偏差代号的问题。
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2. 装配变形
轴在轴套中转动,两者为间隙配合。套筒与箱体孔的配合取
过渡配合(有较小过盈的过渡配合)。由于套筒是薄壁件, 将其装入箱体孔后,套筒内径会收缩,使间隙配合减小。在 选用配合时要考虑装配变形对配合的影响。对此,可以采用 先将套筒装入箱体孔内,再加工套筒内孔,也可以适当加大 套筒内径来消除装配变形使尺寸减小而对配合的松紧程度造 成的影响。
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3.加工方式与尺寸分布特性的影响
在大批量生产时,多用“调整法”加工,即按加工件的上、
下极限尺寸的平均值调刀,加工出的尺寸变动范围接近正 态分布。 在单件小批生产时,多用“试切法”加工,孔的尺寸通常 靠近下极限尺寸,轴的尺寸通常靠近上极限尺寸,即孔的 尺寸偏小、轴的尺寸偏大。 按“试切法”加工的零件的配合往往比用“调整法”加工 的配合紧些。
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2.公差等级与配合种类相关联 公差等级的高低将影响配合的稳定性和一致性。 对过渡和过盈配合:一般不允许其间隙或过盈的变动太大, 如果公差等级过低,可能会使过盈量超过零件材料的极限 强度。因此,在过渡或过盈配合中,孔、轴的公差等级应 有较高的精度。通常,孔可选标准公差≤IT8,轴可选标准 公差≤IT7。 对间隙配合:可允许有较大的间隙变动范围,例如,配合 的孔、轴的公差等级可以选至IT12(参见表2-5、表2-6基 孔制、基轴制优先、常用配合)。但间隙小的配合,公差 等级应较高。而在较大的间隙配合中,公差等级可以低些。 例如,可选用H7/g6和H11/c11,而选用H7/a6则无实际意 义。
第2章孔、轴的极限与配合
2.1 概述 2.2 极限与配合基本术语 2.3 极限与配合国家标准 2.4 极限与配合的选择 2.5 一般未注公差
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2.4 极限与配合的选择
• 选择原则:满足机械产品的使用性能要求前提下,尽量
制造经济合理。 选择内容: 基准制 公差等级 配合种类 H?h?
准,检验结果也应以20℃的为准。
实际工作温度低于或高于20 ℃时。由热变形引起的间隙或过
盈变化量可用下式估算:
D[ h (t h 20) s (ts 20)]
式中,D为配合件的公称尺寸,单位为mm; αh、αs分别为孔、轴材料线膨胀系数,量纲为1/°C
(2-19)
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(4)确定孔、轴的公差等级
根据式(2-15),有Tf=Xmax- Xmin =0.56-0.38=0.18mm。
因为Tf=Th+Ts,试取Th=Ts=1/2Tf=0.090mm,反查表2-1可知,IT9的公 差值与之比较接近,取Th=Ts=0.087mm。 (5)确定非基准件(轴)的基本偏差代号和孔、轴的极限偏差值 es= -Xmin=-0.380mm;基本偏差a的es= -0.380mm, 选用轴的公差带为Φ100a9。ei=es-Ts=-0.380-0.087=-0.467mm