机械制造中公差与配合的选用要点.doc

机械制造中公差与配合的选用一、基准制的选择 1、基孔制：中等尺寸精度较高的孔的加工和检验，常采用钻头、铰刀、量规等定值刀具和量具，孔的公差带位置固定，可减少刀具、量具的规格，有利于生产和降低成本。故一般情况下应优先选用基孔制。2、基轴制：在下列情况下采用基轴制较为经济合理： 采用冷拨光轴，一般IT8级左右已满足农业机械、纺织机械中某些轴类零件的精度要求，光轴可不再进行加工，因此采用基轴制减少加工较为经济合理，对于细小直径的轴尤为明显。 与标准件配合时，基准制的选择要依据标准件而定，如滚动轴承外圈与壳体孔的配合应采用基轴制。 基些结构上的需要,要求采用基轴制,如图示,柴油机活塞销同时与连孔和支承孔相配合,连杆要转动,故采用间隙配合,而与支承孔配合可紧些,采用过渡配合.如采用基孔制,则如图示,活塞销需做成中间小、两头大形状，这不仅对加工不利，同时装配也有困难，易拉毛连杆孔。改用基轴制如图示，活塞销可尺寸不变，而连杆孔、支承孔分别按不同要求加工，较为经济合理且便于安装。 任意孔、轴公差带组成的配合：如原需采用50 G7/h6（+0.034/+0.009）/(0/-0.016)，为间隙配合，Xmax=ES-ei=+0.050, Xmin=EI-es=+0.009。现无法实现，则可改选50 F7/k6（+0.050/+0.025）/(+0.018/+0.002), Xmax=+0.048, Xmin=+0.007，使保持近似的配合。二、公差等级的选择选择公差等级应在满足机器使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级。但如工艺条件许可，成本增加不多的情况下，也可适当提高公差等级，来保证机器的可靠性、延长使用寿命、提供一定精度储备，以取得更好的经济效益。 用于量块、量规的公差等级 IT01-IT1主要用于高精度量块的公差和其他精密标准块的公差，它们大致相当于量块1-3级精度。IT1-IT7用于检查IT5-IT6级工件的量规的尺寸公差。 用于工件配合尺寸的公差等级IT01-IT1仅用于极个别、重要的高精度配合处。IT2-IT5用于高精度和重要配合处，如精密机床主轴轴颈、主轴箱孔与轴承的配合等。IT5-IT8用于精密配合，如机床传动轴与轴承的配合、与齿轮、带轮的配合，夹具中钻套与钻模板的配合，内燃机中活塞销与与销孔的配合等。在此等级中一般选用孔比轴低一级，其中最常用的孔为IT7，轴为IT6。IT8-IT10为中等精度配合，如速度不高的轴与轴承的配合，重型机械和农业机械中精度要求稍高的配合，键与键槽宽的配合等。IT11-IT13用于不重要的配合，如铆钉与孔的配合。IT2-IT18用于未注公差尺寸处。 选择公差等级既要满足设计要求，也要考虑工艺的可能性及经济性。公差等级可用经验法选用，但在已知配合要求时也可用计算法确定公差等级。举例：对尺寸为95的孔、轴相配合，要求最小间隙为10m，最大间隙为70m，试确定孔、轴的公差等级。解：间隙配合公差Tf=Xmax-Xmin=70-10=60m1、在单件小批生产中可用Tf=TD+Td式计算，查表得95mm,IT6=22m, IT7=35m。较高精度的孔加工较困难，故可选比轴低一级精度，轴选IT6级Td=22m，孔选用IT7级Td=35m，Tf=TD+Td=35+22=57m，接近上述60m间隙配合公差的要求。2、在大批量生产中，一般采用自动机床进行加工，工件尺寸接近正态分布，即大部分尺寸位于平均公差处，故可用均方根法计算间隙配合公差Tf=(TD2+Td2)1/2。查表得95mm,IT7=35m, IT8=54m，轴选IT7=35m，孔选用IT8=54m，Tf=(TD2+Td2)1/2=（542+352）1/2=64m接近上述60m间隙配合公差的要求。 随着公差等级的提高，成本也随之提高。在低精度区，精度提高，成本增加不多；在高精度区，精度稍提高，成本急剧增加，故高精度公差等级的选用应特别慎重。 三、配合的选择基准制选好后，配合的选择就是确定相配件的基本公差。1、配合类别的选择配合共分三大类，即过盈、过渡和间隙配合。 过盈配合具有一定的过盈量，主要用于结合件间无相对运动不可拆卸联接。当过盈量较小时，只作精确定心用，如需传递力矩，需加键、销等坚固件。过盈量较大时，可直接用于传递力矩。 过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈，但无论间隙或过盈，量均较小，主要用于精确定心，结合件间无相对运动、可拆卸的静联接。要传递力矩时，需加键、销等坚固件。 间隙配合具有一定的间隙量，间隙量较小时主要用于精确定心又便于拆卸的静联接，或结合件间只有缓慢移动或转动的动联接。如需传递力矩，需加键销等紧固件。间隙量较大时主要用于结合件间有转动、移动或复合运动的动联接。 2、孔、轴的偏差值的选择配合类别确定后，基本偏差的选择有三种方法： 计算法：根据配合的性能要求，由理论公式算出所需的极限间隙或极限过盈。（计算法只在重要的配合件和有成熟理论公式时采用） 试验法：需通过一系列不同配合的试验，以得出最佳配合方案，要做大量试验，代价较高，一般在大量生产中的重要配合件才采用。 经验法：通过平时实践掌握各种配合特点和通过类比法确定基本偏差，经验法是最常用的方法。 间隙配合偏差的选择 间隙配合共有A-H（a-h）十一种，其基本偏差的绝对值即等于最小间隙，故可根据要求的最小间隙选择基本偏差代号。间隙配合中的间隙用于贮存润滑油，形成一层油膜，以保证液体摩擦，还用来补偿温度变形、安装误差及弹性变形等所引起的误差。间隙配合在生产中应用广泛,不仅用于运动副，加键销等坚固件后也可用于传递力矩。基本偏差A-C（a-c）为特大间隙配合，用于不重要的配合或高温及工作条件较差处的配合。基本偏差D（d）、E（e）为较大间隙配合，适用于IT6-IT11级。基本偏差F（f）为最常用的一种间隙配合，适用于IT5-IT9级，常用于齿轮箱、泵、小电动机中的滑动轴承配合。基本偏差G（g）为较小间隙的配合，适用于IT5-IT7级，用于精密机构转速较低的滑动配合。基本偏差H（h）最小间隙为零，IT1-IT12都可采用,常用于有低速滑动的配合，或用于要求精确定心的、便于拆卸的静联接的配合处。 过渡配合的基本偏差选择 过渡配合有Js-N(js-n)四种基本偏差，主要特点是定心精度高且可拆卸，也可加键销坚固件后用于传递力矩，主要根据机构受力情况、定心精度和要求装拆次数来考虑选择基本偏差，过渡配合公差等级不能太低，一般选IT5-IT8。过渡配合的松紧程度，一般是以它们获得间隙或过盈的百分率来衡量的，在批量生产时，都采用调整法加工，孔、轴加工后的尺寸接近正态分布。定心要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差如N（n），反之应选较松的基本偏差如Js(js)。 过盈配合的基本偏差选择 过盈配合共有P-ZC（p-zc）13种基本偏差，其特点上由于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，两者产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，借以传动力矩和坚固零件。选择过盈配合时，如不附加键销等坚固件，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，最小与最大过盈量不能相差太大，故一般过盈配合公差等级为IT5-IT7级，基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准公差来选取。如下图示的轴的基本偏差ei=TD+Ymin过盈配合的可靠性与装配方法有很大关系，一般 P-R(p-r)为轻型过盈配合，可用手锤或压力机压入，作精确定心用，并加键销传递力矩。 S-T（s-t）为中型过盈配合，可用压力机，也可用热胀孔或冷缩轴的法装配，可传不大的力矩。 U-V（u-v）为重型过盈配合，用热孔法装配，可传较大力矩而不需坚固件。 X（x）以上为特重型过盈配合，目前使用的经验与资料均很少，须经专门试验后才可应用。 由以上陈述可归纳出公差与配合的选用步骤:1、 选择基准制(基孔、基轴制)-满足使用要求的前提下定合适公差等级2、 配合的选择(间隙、过渡和过盈配合)-确定相配件的基本公差 公差与配合（摘自GB1800180479）1基本偏差系列及配合种类.2标准公差值及孔和轴的极限偏差值标准公差值(基本尺寸大于6至500mm)基本尺寸mm公 差 等 级IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT1261010181830305050808012012018018025025031531540040050068911131518202325279111316192225293236401518212530354046525763222733394654637281899736435262748710011513014015558708410012014016018521023025090110130160190220250290320360400150180210250300350400460520570630孔的极限差值（基本尺寸由大于10至315mm） m 公差带等级基本尺寸mm01818303050508080120120180180250250315D8+77+50+98+65+119+80+146+100+174+120+208+145+242+170+271+1909+93+50+117+65+142+80+174+100+207+120+245+145+285+170+320+19010+120+50+149+65+180+80+220+100+260+120+305+145+355+170+400+19011+160+50+195+65+240+80+290+100+340+120+395+145+460+170+510+190E6+43+32+53+40+66+50+79+60+94+72+110+85+129+100+142+1107+50+32+61+40+75+50+90+60+107+72+125+85+146+100+162+1108+59+32+73+40+89+50+106+60+126+72+148+85+172+100+191+1109+75+32+92+40+112+50+134+60+159+72+185+85+215+100+240+11010+102+32+124+40+150+50+180+60+212+72+245+85+285+100+320+110F6+27+16+33+20+41+25+49+30+58+36+68+43+79+50+88+567+34+16+41+20+50+25+60+30+71+36+83+43+96+50+108+568+43+16+53+20+64+25+76+30+90+36+106+43+122+50+137+569+59+16+72+20+87+25+104+30+123+36+143+43+165+50+186+56H6+110+130+160+190+220+250+290+3207+180+210+250+300+350+400+460+5208+270+330+390+460+540+630+720+8109+430+520+620+740+0+1000+1150+130010+700+840+1000+1200+1400+1600+1850+210011+1100+1300+1600+1900+2200+2500+2900+3200K6+29+211+313+415+418+421+524+5277+612+615+718+921+1025+1228+1333+16368+819+1023+1227+1432+1638+2043+2250+2556N69201128122414331638204522512557752372883393910451252146014668330336342450458467577586P615261831213726453052366141704779711291435174221512459286833793688轴的极限偏差 （基本尺寸由于大于10至315mm）公差带等级基本尺寸mm101818303050508080120120180180250250315d6506165788096100119120142145170170199190222750686586801051001301201551451851702161902428507765988011910014612017414520817024219027195093651178014210017412020714524517028519032010501206514980180100220120260145305170355190400f716342041255030603671438350965610881643205325643076369043106501225613791659207225873010436123431435016556186g561471692010231227143215351740661772092510291234143915441749762472893410401247145415611769h5080901113151820236011013016192225293270180210250300350400465280270330390460540630720819043052062074087010001150130K5+9+1+11+2+13+2+15+2+18+3+21+3+24+4+27+46+12+1+15+2+18+2+21+2+25+3+28+3+33+3+36+47+19+1+23+2+27+2+32+2+38+3+43+3+50+4+56+4M5+15+7+17+8+20+9+24+11+28+13+33+15+37+17+43+206+18+7+21+8+25+9+30+11+35+13+40+15+46+17+52+207+25+7+29+8+34+9+41+11+48+13+55+15+63+17+72+20N5+20+12+24+15+28+17+33+22+38+23+45+27+51+31+57+346+23+12+28+15+33+17+39+20+45+23+52+27+60+31+66+347+30+12+36+15+42+17+50+20+58+23+67+27+77+31+86+34p5+26+18+31+22+37+26+45+32+52+37+61+43+70+50+79+566+29+18+35+22+42+26+51+32+59+37+68+43+79+50+88+567+36+18+43+22+51+26+62+32+72+37+83+43+96+50+108+56注：标注者为优先公差等级，应优先选用。形状和位置公差（摘自GB1182118480）形位公差符号分类形状公差位 置 公 差项目直线度平面度圆度圆柱度平行度垂直度倾斜度同轴度对称度位置度圆跳动全跳动符号 圆度和圆柱度公差 m主参数d(D)图例公差等级主参数d(D) mm应用举例61010181830305050808012012018018025025031531540040050051.522.52.534578910安装E、C级滚动轴承的配合面，通用减速器的轴颈，一般机床的主轴。62.534456810121315745678101214161820千斤顶或压力油缸的活塞，水泵及减速器的轴颈，液压传动系统的分配机构868911131518202325279911131619222529323640起重机、卷扬机用滑动轴承等101518212530354046525763直线度和平面度公差 m主参数L图例公差等级主要参数L mm应用举例10101616252540406363100100160160250250400400630522.534568101215普通精度的机床导轨6345681012152025756810121520253040轴承体的支承面，减速器的壳体，轴系支承轴承的接合面881012152025304050609121520253040506080100辅助机构及手动机械的支承面，液压管件和法兰的连接面1020253040506080100120150平行度、垂直度和倾斜度公差 m主参数L、d (D)图例公差等级主参数L、d（D） mm应用举例10101616252540406363100100160160250250400400630556810121520253040垂直度用于发动机的轴和离合器的凸缘，装D、E级轴承和装C、D级轴承之箱体的凸肩68101215202530405060平行度用于中等精度钻模的工作面，710级精度齿轮传动壳体孔的中心线7121520253040506080100垂直度用于装F、G级轴承之壳体孔的轴线，按h6与g6连接的锥形轴减速机的机体孔中心线820253040506080100120150平行度用于重型机械轴承盖的端面、手动传动装置中的传动轴同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差确良 m主参数d(D)、B、L图例公差等级主参数d（D）、B、Lmm应用举例36610101818303050501201202502505005345681012156和7级精度齿轮轴的配合面，较高精度的快速轴，较高精度机床的轴套6568101215202578101215202530408和9级精度齿轮轴的配合面，普通精度高速轴（100r/min以下），长度在1m以下的主传动轴，起重运输机的鼓轮配合孔和导轮的滚动面M1215202530405060表面粗