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项目一2-1孔轴的尺寸公差与配合
对于隔套与轴的配合,亦由于轴的公差带已确 定为Φl10k6,而隔套的作用只是隔开两个轴承,使 轴承的轴向位置固定,为了装拆方便,它只需很松 地套在轴上即可,故采用公差等级更低的,间隙较 大的配合:Φ110 D11/k6。
一、基准制的选用
基孔制和基轴制是公差与配合标准规定的两 种等效的基准制。
如仅为了满足所需的配合性质,则任选其中 之一即可。
但是选哪种基准制较为合理,还需根据工艺、 结构、装配以及经济性等因素来确定。
(一)基孔制的选用
一般情况下应优先选用基孔制。
为了说明问题,以加工7级精度的孔和6级精 度的轴为例,从工艺上来分析优先选用基孔制的 理由。
只要按照使用要求选择不同的孔公差带来加工 孔,就能得到不同性质的配合。
这种情况下采用基轴制配合,在技术上与经济 上都是合理的。
2. 同一轴上有多种不同性质的配合要求时
例如发动机的活塞连杆组件(图1.2.1a)
图1.2.1 基准制选择示例一 a)活塞连杆组件;b)基孔制;c)基轴制
装配后要求活塞销与连杆小头衬套孔之间能相 对运动,因此采用间隙配合。而活塞销与活塞上的 销座孔之间,要求相对静止但又不宜太紧,为此采 用过渡配合。
本章主要以孔、轴类件为代表来叙述精度设计 方面的基础知识。
在机械产品当中,对应用非常广泛,数量最 多、尺寸形状各异的孔轴配合件的使用要求,可 归纳为以下三个方面。
一、可动性 要求工作时孔轴配合件之间在一定转速下保持 正常的相对转动和沿固定轨迹及方向移动。
如轴颈在滑动轴承中正常的高速转动;导轨与滑 块之间的相对移动。
选用基孔制,由于孔公差带位置一定,轴公差 带位置不同,所以孔的极限尺寸类型少,轴的极限 尺寸类型多。
孔的尺寸类型少,昂贵的定尺寸孔用刀具(特 别是拉刀)和塞规可以减少,例如Φ30H7/f6、 Φ30H7/m6、Φ30H7/t6,只需用一种Φ30H7的定尺 寸刀具和定尺寸塞规即可。
轴的尺寸类型多,但不会引起刀具费用的相应 增加,因为车刀、砂轮对不同尺寸的轴是同样适用 的。
(三)非基准制的选用
某些特殊场合可用任一孔轴公差带组成非基准 制配合。
如图1.2.2所示,为了满足配合的特殊需要, 轴承端盖与外壳孔、隔套与轴的配合,即是采用H 和h以外的任一孔、轴公差带的配合(非基准制配 合,其极限间隙见图1.2.2b)。
对于轴承端盖与外壳孔的配合,由于外壳孔 的公差带已选定为Φ200J7,而轴承端盖的作用 仅是防尘、防漏及限制轴承的轴向位移量,为了 装拆和调整方便,故其与外壳孔的配合选为公差 等级较低的间隙配合:Φ200J7/f 9。
若选用基轴制,由于轴公差带位置一定,孔公 差带位置不同,则孔的尺寸类型多,需要多种规格 不同的制造工具。
例如Φ30F7/h6、Φ30M7/h6、Φ30T7/h6,其 虽与上述基孔制的技术效果相同,但需要Φ30F7、 Φ30M7、Φ30T7等多种定值刀具、塞规和心轴,从 而使工具费用及成本提高。
由此可见,从节省制造费用的经济效果看,选 用基孔制远比基轴制有利
这种情况下采用何种基准制较妥,就要从加 工、装配等方面综合考虑。
如果采用基孔制配合(图1.2.1b),活塞销 应制成两头粗中间细的阶梯形,才能保证配合性 质。
这不仅给活塞销的加工造成困难,也会给装配 带来困难;并且当活塞销大头端通过连杆的衬套孔 时,衬套内表面往往会被的光滑轴,这样便于制造(无心磨床加工), 装配也比较方便,确保了配合性质和使用要求。
为实现较高的定心精度和较准确的运动,应使配 合的间隙越小越好,但为了保证工作灵活性,孔与 轴之间必须留有足够的间隙。
二、固定性
要求工作时孔轴配合件之间在外力作用下不得 相对转动或移动。
如齿轮轴的齿轮和轴,蜗轮的轮缘和轮毅,它 们可以分别加工,装配之后形成一体,一般不再拆 卸。
要求工作时能传递一定的转矩和承受一定的轴 向力而不致打滑,因此孔轴配合必须具有足够的过 盈。
三、可拆性
要求装配和工作时孔、轴配合件之间有对心性 和较高的同轴度,修理时易于装拆,并且工作时 (附加固定件)保证不得相对运动。
如一般减速器中齿轮孔与轴的结合,销孔与 定位销的结合。这样,孔与轴之间必须具有很小 的间隙或过盈。
为了满足上述不同的使用要求及实现互换性, 必须正确地进行精度设计。
孔、轴尺寸公差与配合的选用主要解决以下三 个方面的问题: (1)基准制的选用; (2)公差等级的选用; (3)配合种类的选用。
项目一·2 孔、轴的尺寸公差及配合
孔与轴类件的精度设计是机械产品设计中一 个重要环节,是确保产品质量、性能和互换性的 一项很重要的工作。
其精度设计包括合理选择公差等级与配合、形 位公差项目及等级、表面粗糙度参数值等,以 达到设计所要求的精度和实现互换性生产。
选择是否得当,对机械的使用性能和制造成 本都有很大影响,有时甚至起决定作用。
图1.2.2 基准制选择示例二 a)滚动轴承与结合件的配合;b)公差带图
同滚动轴承内圈配合的轴,一定要以内圈孔为基 准件,按基孔制加工配合轴(Φ110k6);而与外圈配 合的机座孔,必须与外圈为基准件,按基轴制加工配 合孔(Φ200J7)。
即滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制;外圈与 机座孔的配合采用基轴制。图1.2.2b为配合公差带 图。
(二)基轴制的选用
下述情况下必须选用基轴制。
1.使用不再加工的冷拔棒料做轴时 冷拔棒料 即冷拉圆型材,其尺寸精度可达IT7~IT9,表面粗 糙度可达Ra3.2~0.8μm,这对农业机械、纺织机 械及仪器、仪表行业中的某些光滑轴来说,已能满 足使用性能要求,不必再对轴进行任何加工,截取 所需的长度就可做轴。
一般来说,对于同一基本尺寸的轴上装有几 个不同配合性质的零件时,即“一轴多孔配合”, 采用基轴制较为有利。
3.以标准件为基准件确定基准制 标准件即标 准零件或部件,如平键、滚动轴承等,其一般由 专业工厂制造供各行业使用。
因此与标准件相配合的孔或轴,基准制不可 自由选择,应以标准件为基准件,来确定基准制。 例如图1.2.2a所示,