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zml-第二章 第三、四讲 孔和轴的极限与配合
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公差与成本的关系 公差等级选择的基本原则是:在满足使用性能的前提 下,尽量选择较低的精度等级。
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公差等级的选择方法
1、计算法
Tf=Th+Ts
•
•
对于已知配合要求的也可以用计算法确定其公差等级。
当基本尺寸不大于500mm,公差等级在IT8及以上精度时,
孔比轴低一级;对于IT8级,也可采用同级配合;公差等
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优先、常用和一般公差带
为了简化公差带种类,减少与之相适应的定值刀、量
具 和 工 艺 装 备 的 品 种 和 规 格 , GB/T1801-1999 参 考
ISO1829-1975“一般用途公差带的选择”,对基本尺寸 不超过500mm的孔、轴规定了优先、常用和一般用途公
差带。
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图2-24 尺寸≤500mm轴一般、常用、优先公差带
准公差大于IT8时,与同级轴相配合,如:H9/h9, H10/d10;当孔的标准公差小于IT8时,与高一级的轴相配 合,如:H7/m6,H6/k5;当孔的标准公差等于IT8,可与 同级配合也可与高一级轴配合。如:H8/m7,H8/h8。
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§2.6 一般公差线性尺寸的未注公差
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一般公差是指在车间的一般加工条件下可以保证的公差。 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 精度。 1 .线性尺寸的一般公差的等级分精密级、中等级、粗糙级、 最粗级;极限偏差都对称分布。 2 .一般公差是为了简化制图,方便设计。正常情况下,采 用一般公差的尺寸都可以不检验。
图中方框内的59种为常用公差带, 圆圈内的13种为优先公差带
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图2-25 尺寸≤500mm孔一般、常用、优先公差带
图中方框内的47种为常用公差带, 圆圈内的13种为优先公差带
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提醒:
设计时应优先使用优先公差带,其次才使用常用公
差带,再其次才考虑使用一般用途公差带。
仅在特殊情况下,当一般公差带不能满足要求时,
尺寸分段
> 30~120 > 120~400 > 400~1000 >1000~2000 > 2000~4000
精密级f
±0.05 ±0.05 ±0.1 ±0.15
±0.2
±0.3
±0.5
__
中等级m ±0.1
粗糙级c 最粗级v ± 0.2 __
± 0.1
±0.3 ± 0.5
± 0.2 ± 0.3
±0.5 ± 0.8 ±1 ±1.5
有利于降低成本。
2、公差等级的选择
公差等级的选择的实质就是尺寸制造精度的确定,尺
寸的精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质 量有关。公差等级越高,合格尺寸的大小越趋一致,配合
精度就越高,但加工的成本也越高。
因此,公差等级选择的基本原则是:在满足使用性能
的前提下,尽量选择较低的精度等级。
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配合的特征
间隙配合的特征是利用间隙贮存润滑油及补偿温度变 形、安装误差、弹性变形等所引起的误差。生产中应 用广泛,不仅用于运动配合,加紧固件后也可用于传 递力矩。主要依据变形、误差需要补偿间隙的大小、
相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。
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过渡配合的特点是定心精度高且可拆卸,也可加键、
工程中,常使用经过光轧成型的钢丝或有色金属棒料直 接作轴,此时采用基轴制配合。
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同一基本尺寸的轴与多孔相配合,且配合性质要求不 同时,采用基轴制配合。
如图a,b,c所示的活塞部件中,活塞销和活塞与连杆
的配合,根据功能要求,活塞销和活塞的配合应为过
渡配合,而活塞销与连杆的配合则应为间隙配合。
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配合,应尽量采用基孔制配合。
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必要时选用基轴制配合
用冷拉光轴作轴时。冷拉圆钢,其尺寸公差可达IT7~
IT9,能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求,
在这种情况下采用基轴制,可免去轴的加工。只需按照 不同的配合性能要求加工孔,就能得到不同性质的配合。
对于小尺寸的精密轴,在仪器制造、钟表生产和无线电
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例:设有基本尺寸为50㎜的孔、轴配合,要求配合
间隙为+0.08㎜ ~ +0.21㎜,试确定其配合。
解:(1)选定基准制。因无特殊要求,选用基孔制
(2)确定公差等级。
Tf=210-80=130um 由表2-4可得IT9=62um Tf=Th+Ts=62+62=124um<130um 故定孔、轴都为IT9级
试验法
对于与产品性能关系很大的关键配合,可采取多 种方案进行试验比较,从而选出具有最理想的间配合种类的主要方法。应用类比法选择
时,要考虑以下因素:
配合件的工作情况
各种基本偏差形成配合的特点
配合件的生产情况
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配合件的工作情况
选择配合的类型时,应考虑配合件间有无相对运动、 定心精度高低、配合件受力情况、装配情况等。
§ 2.5 常用和优先用公差带与配合
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优先、常用和一般公差带
标准公差系列中的任一公差与基本偏差系列中任一
偏差组合,即可得到不同大小和位臵的公差带。在基本 尺寸D≤500mm内组成543种孔的公差带和544种轴的公差 带。如果将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使用, 显然是不经济,而且也是不必要的。 20个公差等级 28个基本偏差 任取其一 组成公差带 孔、轴公差带 各有500多种, 配合更多
特殊需要时可采用非基孔、基轴制配合
按标准件而定
滚动轴承为标准件,它的内圈与轴颈配合无疑应是基 孔制,而外圈与外壳孔的配合应是基轴制。
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非基准制配合
在实际生产中,由于结构或某些特殊的需要,允许采用
非基准制配合。即非基准孔和非基准轴配合,如图所示,
箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由于滚动轴承是 标准件,它与箱体孔的配合选用基轴制配合,箱体孔的 公差带代号为 J7 ,箱体孔与端盖的配合可选低精度的间 隙配合 J7/f9 ,既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位,还 22
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合理选用极限与配合是机械设计与制造中至关重要的 一环,极限与配合的选用是否恰当,对机械的使用性 能和制造成本有着很大的影响。 极限与配合的选用包括:
1、基准制的选择 2、公差等级的选择 3、配合种类的选择
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1、基准制的选择
基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合
能满足要求的,用同一偏差代号按基轴制形成的配合, 也能满足使用要求。如:H7/k6与K7/h6的配合性质基本 相同,称为“同名配合”。所以,配合制的选择与功能 要求无关,主要考虑加工的经济性和结构的合理性。
才允许按标准中规定的标准公差与基本偏差组成所
需公差带,甚至按公式用插入或延伸的方法,计算
新的标准公差与基本偏差。
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基孔制常用配合59种,其中优先配合13种;基轴制常用配 合47种,优先配合13种 。
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GB1801-2009中列出了轴和孔的一般公差带的极限 偏差数值;还列出了基孔制与基轴制常用配合的极 限间隙和极限过盈值。
考虑热变形和装配变形的影响
热变形。当工作温度不是标准温度20℃,特别是孔、 轴温度相差较大,或其线膨胀系数相差较大时,应考 虑热变形的影响。
装配变形
措施:将内孔做大些;或将套筒压入后再加工。
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§ 2.8 大尺寸、小尺寸公差配合
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大尺寸段配合特点
± 0.5 ±0.8
±1.2 ±2.5 ±2 ±4
±1.2
±3 ±6
±2
±4 ±8
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倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值
单位(mm)
尺寸分段 公差等级 0.5~3 精密级f 中等级m 粗糙级c 最粗级v ±0.4 ±1 ±2 ±4
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>3~6 ±0.5
> 6~30 ±1
> 30 ±2
±0.2
§2.7 极限与配合的选用
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采用类比法选择公差等级时应考虑的问题
(3)过盈、过渡和较紧的间隙配合,精度等级不能太低。 (4)在非基准制的配合中,当配合精度要求不高,为降 低成本,允许相配合零件的公差等级相差 2 ~ 3 级,如箱 体孔与端盖的配合。
(5)各种加工方法所能够达到的公差等级,如书表2-15 所示。
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传递转 矩 无相对 运动 永久结合 要精确同轴 不要精确同轴
较大过盈的过盈配合 轻型过盈配合、过渡配合或基本偏差为H(h)的 间隙配合加紧固件 间隙配合加紧固件
可拆 结合
不传递转矩,要精确同轴 有相对 运动 缓慢移动或转动 转动或转动和移动的复合运动
过渡配合或过盈量小的过盈配合 基本偏差为H(h)、G(g)等间隙配合 基本偏差A~F(a~f) 等间隙配合 44
上产生一定的正压力和摩擦力,用以传递力矩和紧 固零件。选择过盈配合时,如不加键、销等紧固件, 则最小过盈应能保证传递所需的力矩,最大过盈应 不使材料破坏,故配合公差不能太大,所以公差等
级一般为 IT5 ~ IT7 。基本偏差根据最小过盈量及结
合件的标准来选取。
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根据使用要求确定配合的类别 孔、轴有相对运动(转动或移动)要求,必须选择间隙配 合;若孔、轴间无相对运动,应根据具体工作条件的不同确 定过盈、过渡甚至间隙配合。(表2-16)
3 .一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。在基本尺寸 后不标注极限偏差数值或公差带代号,所以,称未注公差。 但应在技术文件中注明采用一般公差标准号和公差等级。例 如选用中等级时,表示为:GB/T1804-2000-m。
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线性尺寸的极限偏差数值
单位(mm)