公差配合与测量技术上课PPT课件

1、第四讲极限与配合的选择原则主讲：杨建群第1页/共29页课题四：公差配合选择 教学目的：掌握基孔制与基轴制的选择方法；能采用类比法正确选择公差等级；熟悉各类配合特点并能参考资料选择配合 教学重点：基准制、公差等级、各类配合特点 教学难点：类比法选择配合 教学时数：2 使用图号：图1-16图1-22 教学提示：1.本堂课内容较多，讲课前建议预先布置预习 2.本节“公差配合选择综合实例”只作简要介绍可布置学生，课后自学第2页/共29页 机械设计与制造中的一个重要环节就是公差（极限）与配合的选择。其内容包括:选择基准制、公差等级和配合种类三大方面。 选择的原则:在满足使用要求的前提下能获得最佳的经济效

2、益，即它是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计。第三节 公差配合的选用第3页/共29页 一、基准制的选用一、基准制的选用 基准制的选用与使用要求无关，主要考虑结构、工艺、装配、经济等方面。 1.1.优先选用基孔制配合优先选用基孔制配合 从加工工艺方面考虑，中等尺寸精度较高的孔的加工和检验常采用定值刀具和量具，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；而测量轴类零件方便容易，故一般情况下，应优先采用基孔制。 2.2.特殊场合选用基轴制配合特殊场合选用基轴制配合 1)直接使用冷拉棒料做轴。冷拉棒料按基准轴的公差带制造，有一定公差等级(IT8ITll)而不再进行机械加

3、工。这种情况主要应用于农业、纺织、建筑机械中。 2)在仪表制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴(其加工尺寸1mm的精密轴)，这时采用基轴制比较经济。 第4页/共29页 3)3)有些零件根据结构上的需要，同一基本尺寸的有些零件根据结构上的需要，同一基本尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制配合，有利于加工，也便于装配。配合，有利于加工，也便于装配。 如图1-16所示：柴油机的活塞销同时与连杆孔和支承孔相配合，连杆要转动，故采用间隙配合，而与支承配合可紧一些，采用过渡配合。如采用基孔制，则如图1-17a所示，活塞

4、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1-17b所示，活塞销可尺寸不变，而连杆孔、支承孔分别按不同要求加工，较经济合理且便于安装。第5页/共29页图116活塞与活塞及连杆头衬套孔的配合1-活塞 2-间隙配合 3、6-过渡配合4-活塞销 5-连杆第6页/共29页图117活塞销配合基准的选用a) 采用基孔制 b) 采用基轴制a) b)第7页/共29页 3.3.与标准件配合时，必须按标准件来选择基准与标准件配合时，必须按标准件来选择基准制配合制配合 例如，滚动轴承的外围与壳体孔的配合必须采用基轴制，滚动轴承的内圈与轴颈的配合必须采用基孔制。 4.

5、4.非基准制的配合非基准制的配合 非基准制的配合是指相配合的两零件既无基准孔H又无基准轴h的配合，是为了满足配合的特殊要求,允许采用任一孔轴公差带所组成的配合。第8页/共29页图118非基准制混合配合1-隔套 2-主轴箱孔 3-齿轮轴筒第9页/共29页F8k65050k6110J7J7f9110图119非基准制混合配合第10页/共29页二、 公差等级的选用 选择基本原则：在满足使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。通常采用类比法来选择公差等级 公差等级的应用范围见表1-11，常用加工方法所能到的公差等级见表1-12，常用公差等级的应用见表1-13，选择时可供参考。第11页/共29页 1.1

6、.工艺等价性工艺等价性。基本尺寸500mm，对于较高精度等级的配合，孔比同级轴的加工困难，加工成本也要高一些，其工艺是不等价的。为了使相互配合的孔轴工艺等价，当公差等级IT8时，孔、轴为同级(如H9e9、F8h8)。 2.2.零、部件精度的匹配性。零、部件精度的匹配性。 例如与滚动轴承相配合的外壳孔和轴颈的公差等级和相配合滚动轴承公差等级有关。齿轮的基准孔与轴的配合，该孔与轴的公差等级由相关齿轮精度等级确定。 选用时应考虑如下几点：第12页/共29页 3.3.加工成本加工成本 从图中可以看出，制造公差小时，随着公差等级提高，其成本迅速增加。 在选用高公差等级时要特别慎重，但在低精度时，公差等级

7、提高，制造成本变化不大。考虑到在满足使用要求的前提下降低加工成本，不重要的相配合件的公差等级可以低二、三级。公差等级与生产成本的关系IT10100 标 准 公 差 （ m）相对成本（IT81.02.525113962IT96.7512.5%）IT6IT7IT5160IT11第13页/共29页 三、配合的选择三、配合的选择 配合的的选择是在基准孔和公差等级的确定后，对基准孔或基准轴的公差带的位置，以及相应的非基准件的基本偏差代号的选择。 配合的选择分为：配合类别的选择和非基准件基本偏差代号的选择。第14页/共29页三、配合的选择配合种类的选择选择配合时还应考虑：1）载荷的大小2）配合的装拆3）配

8、合件的长度 4）配合件的材料5）温度的影响6) 工作条件第15页/共29页 1. 1.配合类别的选择配合类别的选择 根据孔、轴配合的使用要求，分为间隙配合、过渡配合和过盈配合三种情况： 1)装配后有相对运动要求的，应选用间隙配合。小间隙的配合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。如结合件要传递力矩，需加键、销等紧固件。较大间隙配合主要用于结合件间有转动、移动或复合运动的动联接。 2)装配后需要靠过盈传递载荷的，应选用过盈配合。过盈配合主要用于结合件无相对运动不可拆卸的静联接。当过盈量较小时，只作精确定心用，传递力矩，则需加键、销等紧固件。过盈量较大时，可直接

9、用于传递力矩。 第16页/共29页 3)装配后有定位精度要求或需要拆卸的，应选用过渡配合或小间隙、小过盈的配合。过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈，但不论是间隙量还是过盈量都很小，主要用于精确定心，结合件间无相对运动，可拆卸的静联接。传递力矩，则需加键、销等紧固件。 确定配合类别后，应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如仍不能满足要求，可以按孔、轴公差带组成相应的配合。第17页/共29页各种基本偏差形成配合的特点 间隙配合 有AH（ah）共十一种，其特点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

10、于传递力矩。不同基本偏差代号与基准孔（或基准轴）分别形成不同间隙的配合。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。第18页/共29页各种基本偏差形成配合的特点（续） 过渡配合 有JSN（jsn）四种基本偏差，其主要特点是定心精度高且可拆卸。也可加键、销紧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基本偏差的选择。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），反之应选较松的配合，如：K（k）或JS（js）。第19页/共29页 各种基本偏差形成配合的特点（续） 过盈配合 有PZC（pzc）13种基本偏差，其特点是由

11、于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，产生弹性变形，在结合面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IT5IT7。基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。第20页/共29页 2.2.非基准件基本偏差的选择方法非基准件基本偏差的选择方法 选择方法有三种：计算法、试验法和类比法。 1)1)计算法计算法 根据零件的材料和结构，按照一定的理论公式计算出使用要求的间隙或过盈的大小来选择配合。由于影响间隙和过盈的因素很多，理论计算也是近似的，所以在

12、实际应用中还需经过试验来确定，很少使用。 2)2)试验法试验法 通过模拟试验和分析的方法来确定满足产品工作性能的间隙或过盈范围。按试验法选取配合最为可靠，但成本较高，一般只用于特别重要的、关键性配合的选取，应用比较少。 3)3)类比法类比法 参照同类型机器或机构中，经过实践验证的配合的实际情况，通过分析对比来确定配合的方法。在实际工作中，该方法应用最广。第21页/共29页（1）计算法选择配合若两工件结合面间的过盈或间隙量确定后，可以通过计算并查表选定其配合。根据极限间隙（或极限过盈）确定配合的步骤是：1) 首先确定基准制，2) 根据极限间隙（或极限过盈）计算配合公差，3) 根据配合公差查表选取

13、孔、轴的公差等级，4) 按公式计算基本偏差值，5) 反查表确定基本偏差代号，6) 校核计算结果。 第22页/共29页 （2 2）用类比法选择配合）用类比法选择配合 用类比法选择配合时，首先掌握和熟悉各个基本偏差在配合方面的特征和应用应，尽量采用国家标准规定的优先和常用配合。 此外，还要考虑以下因素：承受载荷情况，工作时结合件间是否有相对运动，温度变化，润滑条件，装配变形，装拆情况，生产类型以及材料的物理、化学、机械性能等对间隙或过盈的影响。根据不同的工作条件，结合件配合的间隙量或过盈量必须相应地改变，见表1-15至表1-22为轴的基本偏差选用说明，可供类比时参考。第23页/共29页 四、极限与

14、配合选择综合示例四、极限与配合选择综合示例例例1-11-1 已知基本尺寸为35mm的某孔与轴配合，允许其间隙和过盈的数值在 -0.018+0.023mm范围内变动，试按基孔制配合确定适当的孔与轴的公差带，并画尺寸公差带图。 解解：(1)选择基准制 题目已给出选用基孔制配合，基孔制配合EI=0。(2)选择孔、轴公差等级 根据题意得 Tf=TD+Td=Xmax-Ymax 根据使用要求，配合公差Tf =Xmax-Ymax =|+0.023-(-0.018)|mm=0.041mm=41m 即所选孔、轴公差之和TD+Td 应最接近而不大于Tf 查表1.1得：孔和轴的公差等级介于IT6和IT7之间，因为IT6和IT7属于高的公差等级。 一般取孔比轴大一级，故选为IT7，TD=