光滑圆柱体结合的公差与配合.ppt

1、第一章 光滑圆柱体的公差与配合,机电系,学 习 指 导 本章学习的目的是掌握基础标准极限与配合的一般规律，为合理选用尺寸公差与配合、学习其它典型零件的公差与配合，进行尺寸精度设计打下基础。学习要求是对极限与配合标准中的术语定义，要着重搞清其概念与作用，并抓住它们之间的区别与联系进行分析，避免单纯从定义上孤立地去理解；重点要掌握标准公差与基本偏差的结构、特点和基本规律以及尺寸公差与配合的选用原则。,1944年：国民党政府制定了“尺寸公差与配合”的国家标准，但实际使用的是日本、德国、美国标准。 1955年：参照苏联标准，第一机械工业部颁布“公差与配合”的部颁标准，此标准只是将苏联标准（OCT标准）

2、付与了中文名词。 1959年：颁布了“公差与配合”的国家标准GB1591741959（简称“旧国标”）（精度等级偏低、配合种类偏少） 1979年：参照国际标准制定了“公差与配合”的国家标准GB18001804 1979（简称“新国标”）取代GB1591741959 19921996年上述新国标进行了部分修订，将公差与配合改为极限与配合，用极限与配合 基础 第一部分：词汇（GB/T1800.11996）替代GB1800-1979中的公差与配合的术语及定义，用一般公差 线性尺寸的未注公差（GB/T18041992）替代未注公差尺寸的极限偏差（GB18041979）。,国家标准极限与配合中，公差与配

3、合部分的标准主要包括： GB/T1800.11997极限与配合 基础 第1部分：词汇 GB/T1800.21998极限与配合基础 第2部分：公差、偏差和配合的基本规定 GB/T1800.31998极限与配合基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表 GB/T1800.41999极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表 GB/T18011999极限与配合 公差带和配合的选择 GB/T18042000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,第一节 概 述,机械设计包括： 1、原理设计：运动分析 运动机构 2、零件设计：刚度、强度 尺寸大小 3、精度设计：满足产品使用性能的要求。,精度设计包括：

4、 零件的精度 尺寸精度 形状精度 位置精度 零件与零件之间 部件与部件之间的相互位置精度,位置精度包括：,1两零件之间的距离。 2两零件空间的位置。 3两相联接零件联接的松紧程度。,一、有关尺寸的定义,1.尺寸 用特定单位表示线性尺寸值的数值。 2.基本尺寸（D、d） 通过它应用上下偏差可以算出极限尺寸的尺寸。,第二节 基本术语及定义,基本尺寸是机械设计零件时，根据使用要 求，通过强度、刚度计算及结构方面的考虑， 并按标准或标准长度圆整后所给定的尺寸。,一个孔或轴所允许的尺寸的两个极端。其中较大的一个称为最大极限尺寸，孔和轴分别用Dmax 和dmax表示；较小的一个称为最小极限尺寸，分别用Dm

5、in和dmin表示。,3.极限尺寸（限制实际尺寸的变化范围）,D,max,D,min,d,d,max,min,孔极限尺寸,轴极限尺寸,公差带,有关尺寸的术语和定义,通过测量获得的某一孔或轴的尺寸,分别用 Da 和 da 表示。,4. 实际尺寸,d,a,d,d,d,a,a,a,D,a,D,a,D,a,轴实际尺寸,孔实际尺寸,注意： 1.同一零件同一几何要素各局部实际尺寸值各不相同。 2.实际尺寸不一定为真实尺寸。,1.极限尺寸、基本尺寸的关系？,2.基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸是定值还是变量？,请问,例：已知衬套内孔25H7(+ )mm 求孔的极限尺寸.,解： Dmax=25+0.021=25.

6、021mm Dmin250=25mm,练习： 已知：中间轴25f6（ ）mm 求:轴径的极限尺寸。,二、有关孔和轴的定义,1.孔（hole）: 通常指工件 的圆柱形内表面，也包括非 圆柱形内表面。,2.轴(shaft): 通常指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面。轴是指由单一尺寸确定的被包容面。,如：如图所示，若方轴的宽度a等于方孔的宽度A；又 方轴的高度b等于方孔的高度B。当方轴放入方孔中， 则组成两组轴与孔的结合。它们都是广义的轴和孔。 (a) 方孔 (b) 方轴,有时由单一尺寸确定的既不是孔，又不是轴的那部分，则称为长度。（如：长度、直径、宽度、高度、深度和中心距等）,三、有关偏差

7、公差和公差带的定义,1.偏差：指某一尺寸减去其基本尺寸的代数差。 包括实际偏差a a 极限偏差 上偏差ES es 下偏差EI ei,（1）实际偏差： 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。,上偏差：最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。 下偏差：最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。,（2）极限偏差：,上下偏差可用公式表示：ESDmaxD EIDminDesdmaxd eidmind 实际偏差： 孔：a =Da-D 轴：a=da-d,孔和轴的上偏差分别用符号ES和es表示 下偏差分别用符号EI和ei表示,注意：尺寸的实际偏差必须介于上、下偏差之间，该尺寸才算合格。,如：25 mm,标准规定：

8、,上偏差标在基本尺寸的右上角，下偏差标在基本尺寸的右下角。当上下偏差数值相等符号相反时则标注为250.065mm。,指尺寸的允许变动量。 孔的公差Th 轴的公差Ts 公差与极限尺寸和极限偏差的关系如下： Th DmaxDmin ESEI TSdmax dmi n esei,2.尺寸公差,注意：公差值永远是正值。,例如：孔25H7+ mm和轴25f6 mm 计算公差.,解: Th=0.021mm Ts=0.013mm,例：56h6(0-0.019)，计算公差。 解： Ts = 0.019,孔的上偏差 ES= - D 孔的下偏差 EI= - D,轴的上偏差 es= - d 轴的下偏差 ei= -

9、d,轴,孔,零线,基本尺寸,+ 0 |,下偏差EI,上偏差ES,上偏差es,下偏差ei,公差,公差,最大极限尺寸,最大极限尺寸,最小极限尺寸,最小极限尺寸,公差与偏差图解,T,h,T,s,孔公差,轴公差,公差带与基本偏差,从数值看： 偏差是代数差，可以是+ -0 公差是绝对值，而且不等于0(?) 从作用看： 极限偏差用来限制实际偏差，代表公差带的位置,影响配合的松紧。单个零件能测出。 公差用来反映尺寸变化的均匀程度，限制尺寸误差，影响配合精度，对单个零件无公差可言。而对数量足够多的一批零件，才能确定尺寸误差。,公差与偏差的区别：,为了直观地表达极限与配合之间的关系，用 公差带图解来表达。公差带

10、图解由零线和公差带 两部分组成。 1）零线。指在公差带图解 中，表示基本尺寸的一条直 线，以其为基准确定偏差和 公差。正值位于零线上方， 负值位于零线下方。,3.公差带(尺寸公差带图),2）公差带。 指在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最 大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限制的区 域。公差带是由公差带大小和公差带位置两个要素决 定。 公差带的大小:即公差值的大小，它是指沿垂直于零 线方向计量的公差带宽度。由标准公差（IT）决定 （沿零线方向的宽度，画图时任意确定，不具有特 定的含义。） 公差带位置:沿零线垂直方向的坐标位置，由基本偏 差决定。,例：已知孔的尺寸100+ mm，轴的尺寸为

11、100 mm，试画出孔和轴的公差带图。,练习：作孔25H7+ mm 和轴25f6 mm公差带图.,四、有关配合的定义：,1、配合： 基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差关系。它表示在一 批轴和一批孔中，任取一个轴和一个孔的结合。也就是说，只有 一批轴与一批孔一一相互结合，才能构成配合。 2、间隙和过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，差值为正 时，称为间隙，用X 表示。 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，差值为负 时，称为过盈，用Y 表示。,(a) 间隙 (b) 过盈,3、配合类别：,1）间隙配合：具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。孔的公差 带在轴的公差带之上。 最大极限间

12、隙Xmax、最小极限间隙Xmin和平均间隙Xav，按下式 计算： Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax=EI-es Xav=Dav-dav=(Xmax+Xmin)/2,图1-4 间隙配合图,例:齿轮衬套孔25H7 + mm和中间轴轴径25f6( )mm，求配合的极限间隙和平均间隙。,解: Xmax=Es-ei =+0.021-(-0.033)mm=+0.054mm Xmin=Ei-es =0-(-0.020)mm=+0.020mm Xav= =+0.037mm,2）过盈配合： 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔的公差 带在轴的公差带之下。 最大极限过盈Y

13、max、最小极限过盈Ymin 和平均过盈Yav 按下式计算： YmaxDmindmaxEIes YminDmaxdminESei Yav ( Ymax+Ymin)/2,图1-5过盈配合,例:齿轮孔32H7(+ )mm和齿轮衬套外径32p6( )mm这对配合的极限过盈和平均过盈. 解: Ymin=Dmax-dmin=0.025-0.026 =-0.001mm Ymax=Dmin-dmax=0-0.042=-0.042mm Yav= =-0.0215mm,按下式计算： XmaxDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes Xav(Yav)Davdav=(Xmax+Ymax)/2 正时

14、平均间隙Xav 负时平均过盈Yav,3)过渡配合 指可能具有间隙或过盈的配合。此时，轴公差带与孔公差带相互 交叠。 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸的差值称为最大间隙 (用Xmax表示)。 孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸的差值称为最大过盈(用 Ymax表示)。 平均间隙或过盈等于最大间隙与最大过盈的平均值。若平均值为 正值，则为平均间隙(用Xav表示)；若平均值为负值，则为平均过盈 (用Yav表示)。,配合的特征、计算公式归纳汇总表,4配合公差及配合公差带图,配合公差是指间隙或过盈的允许变动量，用 Tf表示。 对于间隙配合：TfXmaxXmin 对于过盈配合：TfYminYmax 对于过

15、渡配合：TfXmaxYmax 不管是哪一类配合，其配合公差都应为： Tf=(ES-ei)-(EI-es) =(ES-EI)+(es-ei) =ThTs （重要！）,配合精度越高，则孔、轴的精度也应越高。,例1. 计算孔30（+ ）mm与轴30 mm配合的极限间隙、平均间隙和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。,解：先画出孔、轴公差带图,利用公式计算极限间隙、平均间隙：Xmax Es-ei=21（33） 54m,Xmin EI-es=0（20） 20m Xav =37m TfXmaxXmin5420=34m,例2 计算孔30+ mm与轴30 mm 配合的极限过盈、平均过盈和配合公差，并画

16、出孔、轴公差带和配合公差带图。,解：画出孔、轴公差带图。,YminES-ei =21-48-27m YmaxEI-es =0-61-61m Yav(Ymax+Ymin)/2 -44m 利用公式（1-5）计算配合公差 TfYmin-Ymax-27-（-61）34m,利用公式计算极限过盈、平均过盈：,例3 计算孔30+ mm与轴30 mm配合的极限间隙、极限过盈、平均间隙（或平均过盈）和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。,解：先画出孔、轴公差带图。,利用公式计算极限间隙、极限过盈、平均值：,XmaxES-ei=21813m YmaxEI-es= 02121m Yav(Xmax+Ymax)

17、/24m 利用公式计算配合公差 TfXmaxYmax13（21） 34m,练习： 已知孔的基本尺寸D轴的基本尺寸d25mm，孔的最大极限尺寸Dmax25.021mm，孔的最小极限尺寸Dmin=25.000mm，轴的最大极限尺寸dmax24.980mm，轴的最小极限尺寸dmin24.967mm。求孔与轴的极限偏差及公差。（提问）,解 孔的上偏差 ES Dmax - D(25.021-25)mm=+0.021mm 孔的下偏差 EI Dmin - D (25.000-25)mm0 轴的上偏差 es dmax- d (24. 980-25)mm-0.020mm 轴的下偏差 ei dmin- d (24

18、.967-25)mm-0.033mm 孔公差 Th| Dmax- Dmin |= |(25.021-25.000) | mm | ES - EI | =| +0.021-0|mm0.021mm 轴公差 Ts| dmax - dmin | 24.980一24.967|mm =| es- ei| | -0.020-(-0.033)|mm =0.013mm,用基本尺寸与极限偏差表示时可写为:孔 ，轴,五、配合的基准制, 基孔制,基本偏差为一定的孔的公差带, 与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度。,基准孔,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基准孔的基本偏差代号为“H”。,孔,轴,轴

19、,轴,轴, 基轴制,基准轴,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基本偏差为一定的轴的公差带, 与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度。,基准轴的基本偏差代号为“h”。,轴,孔,孔,孔,孔,注意：1、基孔制的孔称为基准孔，基本偏差 （EI）为零，公差带在零线以上。,2、基轴制的轴称为基准轴，基本偏差 （es）同样为零，公差带在零以下。,基轴制：,N,K,JS,r,fg,ef,h,js,j,k,m,n,p,s,t,u,g,f,轴,H,FG,F,J,M,G,R,S,T,P,U,孔,EF,A H 通常形成间隙配合,J N 通常形成过渡配合,P ZC 通常形成过盈配合,基孔制：,a h

20、通常形成间隙配合,j n 通常形成过渡配合,p zc 通常形成过盈配合,THE END,作业：3、4,第三节 常用尺寸孔、轴的公差与配合,配合是孔、轴公差带的组合，而孔、轴公差带是由它的大小和位置决定的，标准公差决定公差带的大小，基本偏差决定公差带的位置。 为了使公差与配合实现标准化，GB/T1800.3-1998极限与配合 基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表规定了两个基本系列，即标准公差系列和基本偏差系列。,一标准公差系列,1代号 IT:是国家标准规定的极限制中列出的任 一公差数值。与标准公差等级和基本尺寸分段有关。 2公差等级 在基本尺寸至500mm内，国家标准将标准公差等级规定为

21、20个等级，依次为IT01 IT0 IT1 IT18。在基本尺寸 大于500至3150mm内规定了IT1至IT18共18个标准公差等级。 IT01 IT0 IT1 IT18 等级 高 低 IT7 称为低于IT7级 公差值 小 大 IT7称为 高于IT7级 即公差等级相同，尺寸的精确程度相同。,标准公差的大小，即公差等级的高低，决定了孔、轴的尺寸精度和配合精度。,二、基本偏差系列 -国家标准（GB/T1800.21998）,1、基本偏差、代号及其特点 基本偏差： 一般是指上偏差或下偏差中离零线近的那一个。,代号：拉丁字母（按英文读音），孔大写、轴小写。 除去I、L、O、Q、W（i、l、o、q、w

22、） 加上CD、 EF、FG、Js、ZA、ZB、ZC（cd、ef、fg、js、za、 zb、zc），共有各28个代号。,即：26-5（i，l，o，q，w）+（cd，ef，fg，js，za，zb，zc）=28,a)分布简图如下图,特点,b) JS（js）的公差带想对零线对称分布。其 ES（es）=+IT/2 EI（ei）=-IT/2,例 查孔的基本偏差数值表和标准公差数值表，确定35E7孔的上、下偏差。 解： 先查孔的基本偏差数值表（附表D），确定孔的基本 偏差数值。基本尺寸35mm处于30 40mm尺寸分段内 ，基本偏差为下偏差，EI的数值为50m，于是EI 50m 。查标准公差数值表（附表A）

23、，确定孔的上偏差,因为: ThESEI 故: ESEITh 502575 m,基本尺寸处于3050mm尺寸分段内IT725m,基本偏差数值可由基本偏差代号及基本尺寸，查表确定。应注意：基本尺寸500时，在公差等级IT7的PZC和IT8的K、M、N，查表时要加，可从表附录D的右侧选取 。,M的数值为 9, 值可在附表的最右端查出， 9m，由该表可知， M为上偏差， 即 ES990 查标准公差数值（附表A），确定孔的下偏差。 由例4知孔的公差为， Th25m， 于是EIESTh02525 m,例 查孔的基本偏差数值表和标准公差数值表，确定35M7孔的上、下偏差。 解： 先查孔的基本偏差数值表，确定

24、孔的基本偏差数值。 基本尺寸35处于30 40mm尺寸分段内，因孔的公差 等级为IT7，应属等级IT8这一栏内。,例查孔的基本偏差数值表和标准公差数值表，确定35U7孔的上、下偏差。 解： 先查孔的基本偏差数值表（附表D），确定孔的基本偏 差数值。基本本尺寸35处于30 40mm尺寸分段内， U为上偏差，当公差等级7时，值为60m，但这不符 合本题的要求。,题意该孔的公差等级为7级，应属7这一条件，故应按表中左 端的说明，即“在7级的数值上增加一个值”，在该表右端查 出9m。 U的上偏差数值应为： ES - 609 - 51m 例4 已知 Th25 m， 所以：EIES - Th - 51 -

25、 25-76 m,注： 已知轴和孔的公差带，用查表法确定轴和孔 的基本偏差的步骤： 1、根据基本偏差代号是小写还是大写，决定查 轴或孔的基本偏差表。 2、在表中横行找到该代号并查出该代号基本偏 差是上偏差还是下偏差。 3、以该代号为竖列，以基本尺寸所在的尺寸分 段为横行，其相交处即基本偏差值。其偏差 值一定有“+”、“-”号。 4 、对几个特殊公差带数值的规定。,三、公差与配合在图样上的标注,在装配图上的标注,标注形式为：,采用基孔制时，分子为基准孔代号H及公差等级。,例：,基孔制间隙配合,基孔制过渡配合,采用基轴制时，分母为基准轴代号h及公差等级。,例：,基轴制间隙配合,基轴制过渡配合,除前

26、面讲的基本标注形式外，还可采用下面的一些标注形式。,借用尺寸线作为分数线,用斜线作分数线,标注上、下偏差值,借用尺寸线作为分数线,滚动轴承的内圈与轴的配合，外圈与机座孔的配合，不需标出轴承的公差代号，只标轴和机座孔的公差带代号。,在零件图上的标注, 在基本尺寸后注出基本偏差代号和公差等级。,配合精度明确，标注简单，但数值不直观。, 注出基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）。,数值直观，用万能量具检测方便。试制单件及小批生产用此法较多。, 在基本尺寸后，注出基本偏差代号、公差等级及上、下偏差值，偏差值要加上括号。,既明确配合精度又有公差数值。,注意: 零件图上只标公差带代号或极限偏差数值，或同时

27、标注。当上、下偏差的数值有一个是零时也必须标出。,四、公差带与配合,GB/T1800.2-1998中规定了公差等级20种及孔、轴基本 偏差代号28种，对于基本偏差为J的孔只有J6、J7、 J8；轴只有j5、j6、j7、j8，J逐步被Js取代，因此， 一般孔、轴公差带的种类分别有： （28-1）20+3=543 （28-1）20+4=544 每一种尺寸都会有很多种公差带，为了统一，便于制 造，标准规定： 孔:一般101 常用44 优先13 轴:一般116 常用59 优先13 配合: 基孔制:常用59 优先13 基轴制:常用47 优先13,一、一般、常用和优先的孔、轴公差带 （GB/T180119

28、99）,g6,js6,m6,n6,s6,t6,e7,h7,d9,h9,h11,g6,js6,m6,n6,s6,t6,e7,h7,d9,h9,b11,h11,图1-18 一般、常用和优先轴的公差带,图1-19 一般、常用和优先孔的公差带,表1-1 基孔制常用和优先配合（摘自GB/T18011999）,THE END,作业：3、4,一般公差 线性尺寸的未注公差（GB/T18042000）,第四节线性尺寸的一般公差,一般公差是在车间普通工艺条件下，机床设 备一般加工便可保证的公差。它是机床在正常维 护和操作下，可达到的经济加工精度。 线性尺寸的一般公差主要用于较低精度的非 配合尺寸。当功能上允许的公

29、差等于或大于一般 公差时，均应采用一般公差。,一、一般公差的概念,采用一般公差的尺寸，在该尺寸后不注出 极限偏差。 当两个表面分别由不同类型的工艺加工 时，它们之间线性尺寸的一般公差，应按规定 的两个一般公差数值中的较大值。 采用一般公差的线性尺寸，在正常车间加 工精度保证的条件下，一般可不用检测。,规定的四个等级： 精密级（f） 中等级（m） 粗糙级（c） 最粗级（v） 这4个公差等级相当于ITl2、ITl4、IT16和IT17。 在基本尺寸0.54000mm范围内分为8个尺寸 段。极限偏差均对称分布。标准同时也对极限偏差 的数值作了规定。,二、线性尺寸的一般公差,三、标注,当采用一般公差时

30、，在图样上只注基本尺寸，不注极限偏差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差等级代号作出总的说明。 例如： 当选用中等级m时，则表示为GB/T 1804m。 如用比一般公差还大的公差，则应在尺寸后标注相应的极限偏差（如：盲孔深度尺寸）。,第五节 公差配合的选用, 基准制的选择 标准公差等级的选择 配合种类的选择,公差配合的选择，其实就是：,一、基准制的选择,组成配合的孔、轴公差等级应符合“工艺等 价”原则，则用同一字母表示的孔、轴基本偏差， 按基孔制形成的配合和按基轴制形成的配合，配合 性质原则上相同。,凡基孔制能满足配合性质要求的配 合，基轴制的“同名配合”都能用来代替。,例如

31、：同名配合-在相配孔轴精度等级对应不变的条件下，当基轴制配合中孔的基本偏差代号与基孔制配合中轴的基本偏差代号呈相互对应时，相配孔轴与相应的基准轴或基准孔所形成的配合称为同名配合。 30H7/r6 和30R7/h6、30H8/f8 和30F8/h8。,标准规定的轴、孔基本偏差应满足下述要求：,1、优先采用基孔制,这是因为同一公差等级的孔比轴加工和测量 都要困难些，所用定尺寸刀具和量具也多些。,加工不同尺寸的轴，可采用同一车刀或 砂轮，而加工中等精度不同尺寸的孔，需要 扩孔钻、铰刀、拉刀等，测量也要用专用量 具（塞规）。基孔制孔的公差带位置只有一 种，故采用基孔制可减少孔加工及测量的专 用刀具和量

32、具的数量，既经济又合理。,例如,2、基轴制的应用,（1）直接采用冷拔圆型材作轴，采用基轴制。这 是因为其表面光洁，尺寸、形状准确，因而不需加 工就可直接当轴使用，因此采用基轴制更为经济合 理。这在纺织机械、农业机械中较为常见。,（2）加工尺寸小于1mm的精密轴，常采用基轴 制。这种轴比同级孔加工难度还要大，因此在 仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用 经过光扎成形的钢丝直接做轴，更加经济。,小尺寸孔可以采用激光、电火花等方法加工。,（3）由于机械结构的原因，宜采用基轴制。 例如在同一基本尺寸的轴上，装配有不同配合要 求的几个孔件时。,活塞,活塞销,连杆,（4）与标准件相配时，基准制的选用由

33、标准件 而定：与标准孔配合则选基孔制，与标准轴配合 则选用基轴制。,例如，滚动 轴承外圈与壳体 孔配合，就必须 采用基轴制；而 内圈与轴配合 时，则一定是基 孔制。,3、非基准制的应用,当机器上出现一个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）要求组成不同性质配合时，其中至少有一个非基准配合。,轴承座孔,滚动轴承,端盖,二、公差等级的选择,1、公差等级和使用性能、加工经济性 要求： 在满足使用要求前提下，要充分 考虑工艺的可能性和经济性。,在满足使用性能的前提下，尽量选取较低的 公差等级，以利于加工和降低成本。 所谓“较低的公差等级”是指：假如IT7级以 上(含IT7)的公差等级均能满足使用性能要求，

34、 那么，选择IT7级为宜。它既保证使用性能，又 可获得最佳的经济效益。,1）公差等级的选择原则,类比法 即经验法。所谓类比法，就是参考经过实践 证明合理的类似产品的公差等级，将所设计的机 械(机构、产品)的使用性能、工作条件、加工工 艺装备等情况与之进行比较，从而确定合理的公 差等级。对初学者来说，多采用类比法，此法主 要是通过查阅有关的参考资料、手册，并进行分 析比较后确定公差等级。类比法多用于一般要求 的配合。,2）公差等级的选择方法,计算法。 所谓计算法是指根据一定的理论和计算公式 计算后，再根据极限与配合的标准确定合理 的公差等级。即根据工作条件和使用性能要求确 定配合部位的间隙或过盈

35、允许的界限，然后通过 计算法确定相配合的孔、轴的公差等级。计算法 多用于重要的配合。, 了解各个公差等级的应用范围。公差等级的应 用范围见表1-3。 熟悉各种加工方法所能达到的公差等级。公差 等级与加工方法的关系见表1-4。 轴和孔的工艺等价性。基本尺寸不大于500mm 时，高精度(IT8)孔比相同精度的轴难加工， 为使相配的孔与轴加工难易程度相当，即具有 工艺等价性，一般推荐孔的公差等级比轴的公 差等级低一级；通常6、7、8级的孔分别与5、 6、7级的轴配合。低精度(IT8)的孔和轴采用 同级配合。,3)采用类比法确定公差等级应考虑的几个问题, 配合精度要求不高时，允许孔、轴公差等级相 差2

36、3级，以降低加工成本。如轴承端盖与轴 承座孔的配合100J7/f9。 协调与相配零(部)件的精度关系。例如：与滚 动轴承配合的轴或孔的公差等级应与滚动轴承 的公差等级相匹配。又如：带孔的齿轮，其孔 的公差等级是按照齿轮的精度等级（可查表） 选取的；而与齿轮孔相配合的轴的公差等级应 与齿轮孔的公差等级相匹配。,表1-3 公差等级的应用范围,表1-4 各种加工方法可能达到的公差等级,三、配合的选择,内燃机中活塞销与活塞孔及连杆套孔的配合,配合种类？,间隙配合,可否过渡配合？,否，不符合性能要求,可否F/h配合？,不，影响寿命和可靠性,否，增加摩擦、磨损、噪声。影响寿命和可靠性,采用过盈配合呢？,不

37、可以，无端增加装配困难和成本,配合选择的意义：选择既满足使用要求，又能使加工成本最低的配合种类。,1.配合选择的方法,配合的选择方法有类比法、计算法和试验法3种。,1）计算法。 计算法是根据相关理论公式，根据所 要求的间隙或过盈来确定配合的方法。,计算法主要用于两种情况：一是用于保证与滑 动轴承的间隙配合，当要求保证液体摩擦时，可 以根据液体润滑理论计算允许的最小间隙，从而 选定适当的配合；二是用于完全依靠装配过盈传 递运动和负载的过盈配合，可以根据弹性变形理 论，计算出保证传递一定负载所需要的最小过盈 和不使工件损坏的最大过盈，从而选定适当的配 合。,解：1) 选择公差等级 由公式知： Tf

38、XmaxXminThTs 则 ThTs662244m 查附表A确定Th和Ts值 由于轴承、轴的公差等级应符合“工艺等价”原 则，同时ThTs最接近Tf ，且不大于Tf 。,例 已知轴承、轴的基本尺寸45mm，已知配合间隙要求0.0220.066mm之间，采用基孔制，用计算法确定轴承、轴的公差等级和配合种类。,先假设：ThTsTf244222m 。查附附录A，此值介于IT6和IT7之间，按“工艺等价”原则，取轴承IT7、轴IT6，则 ThTs(25+16)=41m,该值符合上述原则。根据题意采用基孔制，故轴承孔45H7（+ ）mm。,2)选择配合种类 即选择轴的基本偏差，条件是轴承和轴组成配合的

39、最大间隙和最小间隙都要求在0.022 0.066mm的范围内。由公式知：XminEIes,而EI0；则esXmin22m，那么es是基本偏差。,查附录C轴的基本偏差表，22m介于25m (f)和9m (g)这间，根据上述条件，只有选取f (es25m) 才能配合最小间隙（Xmin25m）在规定（2266）m之间。轴为45f6（ ）mm。,3) 验算结果 所选配合为45H7f6，其公差带图其Xmax+25(41) m =66m=0.066mm，Xmin=0(25)m25m0.025mm则均在0.022 0.066mm之内。选择的配合符合题意的要求。,（1）确定基准制； （2）确定公差等级（根据要

40、求的极限盈隙）； （3）确定配合（基本偏差、极限偏差），应尽量 选用标准中规定的优先配合或常用配合。 （4）校核计算结果，所选取的极限盈隙应在原要 求的范围内，若有差别时，再用配合公差判断， 允许差别小于原范围的10%。,确定一对孔轴配合的具体步骤如下：,基本尺寸为40mm的配合孔轴，要求配合过盈为-0.035-0.076mm之间，试确定其配合。,练习：,解： 1) 确定基准制 一般情况下优先选基孔制，基准代号为H。,2) 确定公差等级 由公式知：配合公差 Tf=YminYmax -0.035-(-0.076) =0.041=ThTs查附表A确定Th和Ts值 由于孔、轴的公差等级应符合“工艺等

41、价”原则，同时ThTs最接近Tf ，且不大于Tf 。,先假设：ThTsTf20.04120.0205。查附附录A，此值介于IT6和IT7之间，按“工艺等价”原则，取孔IT7、轴IT6，则 ThTs(25+16)=41m,该值符合上述原则。故孔40H7（+ ）mm。,3)确定配合 孔的极限偏差：ES=IT7=+0.025，EI=0 轴的极限偏差： （1）基本偏差值：对过盈配合，据公式Ymin=ES-ei，得ei=ES-Ymin=0.025-（-0.035）=0.060 故轴的基本偏差为ei=+0.060 （2）基本偏差代号：反查轴的基本偏差表，得下偏差ei=+0.060，基本偏差代号为u。 （3

42、）另一极限偏差：es=ei+IT6=+0.060+0.016=+0.076 初步确定配合孔为40H7（+ ）mm，轴40u6（+ ）mm,4) 验算结果 所选配合为40H7u6，其公差带图其YmaxEI-es=0-0.076=-0.076， Ymin=ES-ei=0.025-0.060=-0.035 均在-0.035-0.076mm之内。选择的配合符合题意的要求。,2）类比法。（生产实际中最常用的方法） 类比法是参照同类机器或机构中经过生产 实践证明后已成熟应用的配合，结合所设计产 品的使用要求和应用条件，来确定所需配合的 一种方法。,掌握类比法，首先要切实地了解各类配合的 性质、特征，熟悉一

43、些典型的、被验证过的应用 实例；其次，必须充分研究配合件的工作条件和 使用要求，通过分析对比，从而得出合适的方案。,3)试验法。 试验法主要用于新产品和特别重要配合的选 择。这些部位的配合选择，需要进行专门的模 拟试验，以确定工作条件要求的最佳间隙或过 盈的范围，然后，确定配合性质。这种方法只 要实验设计合理、数据可靠，选用的结果比较 理想，但成本较高。,当基准配合制和孔、轴公差等级确定之 后，配合选择的任务是： 根据所选部位的松紧程度要求，确定非基 准件(基孔配合制中的轴或基轴配合制中的孔) 的基本偏差代号。,2.配合选择的任务,选择配合的主要依据是使用要求和工作条 件，对初学者而言，可以先

44、确定配合的类别，即 间隙、过盈，还是过渡配合。配合类别确定后， 再进一步类比确定哪一种配合。要注意优先选用 优先配合，其次选用常用配合，然后是考虑一般 公差带组成的配合。必要时，也允许选用其它公 差带组成的配合。,3.各类配合的选择,表1-5 功能要求及对应的配合类别,1)间隙配合的选择 尺寸至500mm常用和优先间隙配合的特征、应 用见书上表1-6。从表可以看出：,（1）间隙配合主要应用于相配件作相对运动的 场合，也可以利用其容易拆卸的特点，用于各种 静止连接中（要加紧固件）。,（2）对用于作相对运动部位的间隙配合，其间 隙大小和公差等级有较明显的联系，间隙小，公 差等级较高；间隙大，公差等

45、级较低。这反映了 间隙配合使用要求的一般规律。因为，精密滑动 或回转，不仅要求小间隙，而且也不允许间隙有 较大变动；而松动配合，不仅要求大间隙，一般 也完全没有必要把间隙变动限制在较小范围。,（3）从各类配合典型实例对比中，可以看出工 作条件变化对间隙大小的要求有明显影响，以滑 动轴承为例，中速、中载、温度变化不大的选用 H/f类配合，而转速增大或负载加大、温度高及 位置误差影响变坏时，间隙就要求相应加大，以 补偿这些因素的影响，而对中、定心要求高的精 密回转，间隙则要求小，而且工作时转速要求较 低。,1-6 各种间隙配合的性能特征,2) 过渡配合的选择 尺寸至500mm常用和优先过渡配合的特

46、征及应 用见表1-7。从表可以看出：,（1）表示过渡配合的松紧程度除用Ymax和Xmax 外，还可用出现过盈或间隙的百分率表示。在正 常大批量生产条件下，出现过盈百分率的大小趋 势，其过盈率越大，就越紧。由于装配后的实际 间隙或过盈大都出现在平均间隙附近。表中给出 各过渡配合平均间隙的大致情况，由js、JS组成 的过渡配合基本上具有平均间隙，而P、r组成的 过渡配合，则基本上是小过盈配合。,（2）过渡配合主要用于既要求对准中心、又要 求装卸方便的场合。为了保证对中性，其最大间 隙应小，而为了保证装卸方便，其最大过盈又不 宜大。所以，其配合公差Tf不大，故组成过渡配 合的孔、轴一般应有较高的公差

47、等级，常用 IT5IT8。除了对中和装卸要求之外，选择过渡 配合的松紧，还应考虑承受负载的大小和工作时 振动、冲击情况。总之，对中要求高，装卸次数 少，承受负载大，冲击振动大，应选较紧的过渡 配合，如H/n、H/m类；H/k和H/js类。,表1-7 各种过渡配合的性能特征,3)过盈配合的选择 尺寸至500mm常用和优先过盈配合的特征和应 用见表1-8。从表可以看出：,（1）不附加紧固件，完全靠过盈承受工作负荷 的配合，其选择原则是最小过盈应保证能传递或 承受工作时受到的转矩或轴向力，其最大过盈又 不至于使相配件的材料因应力过大而产生变形， 甚至产生破裂。如两者不能同时得到保证，应考 虑采用分组

48、装配或加紧固件。,（2）不受负荷，只作定心或轴向定位的过盈配 合，宜采用H/p、H/r或H/s的配合。冲击、振动较 大，则应选用重型过盈配合。主要靠紧固件传递 转矩的，一般选小过盈配合以增加联接的可靠性。,（3）应注意过盈配合，包括过渡配合可能出现过 盈的配合H/n、H/p和H/r,装配后的变形对本身及相 关部位松紧的影响。如超过允许的限度，应预先作 适当的调整。,4）工作条件的变动对配合松紧程度要求的影响,工作条件是选择配合的重要依据，在类比 法选择配合时，当待选部位和类比典型实例在 工作条件上有所变化时，应对配合的松紧作适 当的调整。,表1-8 各种过盈配合的性能特征,例8 已知图1-20

49、中连杆小头孔和衬套选用的配合为42H7r6；图123中齿轮和衬套选用的配合为32H7p6；图125中快换钻套用衬套和钻模板的配合为22H7n6，试分析所选用配合的合理性 。,三个衬套的结构相似，作用都是为增加相对运动部位的耐磨性，以保证其工作精度的稳定性。三个衬套所在部位分别是发动机、机床、钻模的重要配合部位，且都有较严的定心或定位要求，配合精度要求高，工作时与相配件均不要求有相对运动，故均选用7级孔和6级轴相配的过盈定位配合。,解：,其中，连杆小头衬套和齿轮衬套与相配件工作时除受较小的摩擦阻力外，不传递其它转矩和轴向力，齿轮和衬套则选用H7p6；考虑到连杆工作时受交变和冲击负荷，故连杆小头孔

50、和衬套的配合选用紧的H7r6配合；快换钻套的衬套工作时几乎不受负荷，因而选用H7n6类配合。,例9 已知图125中快换钻套引导钻头的内孔选用10F7；快换钻套的外径和衬套的配合选用15F7k6，试分析其合理性。,解： 10mm钻头本身直径公差带相当于基准 轴，可视作标准件。快换钻套工作时是引导旋 转钻头进给的，既要保证一定的导向精度，又 要防止间隙过小而卡住，故内孔选用F7。,快换钻套由于需要经常更换，所以的外径和衬套的配合既有准确定心的要求，又需一定间隙保证更换迅速，选用H7g6类配合是合适的。,夹具标准考虑到统一钻套和衬套内孔公差带均 选用以利制造。所以，在衬套内孔公差带为F7的前 提下选

51、用相当于H7g6类配合的F7k6非标准配 合。对比分析见图126公差带图，从图上可以发 现，两者的极限间隙基本相同。,例10 锥齿轮减速器，如图127所示，已知传递的功率P100kW，中速轴转速n750r/min，稍有冲击，在中小型工厂小批生产。试选择以下四处的公差等级和配合：1)联轴器1和输入端轴颈2；2)皮带轮8和输出端轴颈；3)小锥齿轮10和轴颈；4)套环4外径和箱体6座孔,解：由于四处配合无特殊的要求，所以优先采用基孔制。1)联轴器1是用铰制螺孔和精制螺栓连接的固定式刚性联轴器，为防止偏斜引起附加载荷，要求对中性好，联轴器是中速轴上重要配合件，无轴向附加定位装置，结构上采用紧固件，故选用过渡配合40H7m6。,2)皮带轮8和输出轴轴颈配合和上述配合比较，定心精度是挠性件传动，因而要求不高，且又有轴向定位件，为便于装卸可选用：H8h7(h8、js7、js8)，本例选用50H8h8。,3) 小锥齿轮10内孔和轴颈，是影响齿轮传动的重要配合，内孔公差等级由齿轮精度决定，一般减速器齿轮为8级，故基准孔为IT7(见附表齿坯公差)。,传递负载的齿轮和轴的配合，为保证