第2章极限与配合

1、互换性与测量技术基础 主编第2章极限与配合2.1基本术语及定义2.2极限与配合国家标准的基本构成2.3极限与配合的选用2.4滚动轴承的公差与配合2.1基本术语及定义2.1.1有关尺寸的术语及定义(1)尺寸是指用特定单位表示线性长度的数值，例如，零件的长、宽、高，圆柱体的直径，键槽的宽度和深度等。图2-1圆柱销2.1基本术语及定义(2)基本尺寸是指设计给定的尺寸。(3)实际尺寸是指测量得到的尺寸(Da,da)。(4)极限尺寸是指允许尺寸变化的两个界限值。2.1.2孔和轴 为了把光滑圆柱体的标准应用广泛化，GB/T3212005规定了孔和轴的新定义。1. 孔2.轴图2-2键与键槽a)轮毂孔b)平键

2、c)轴2.1基本术语及定义2.1.3尺寸偏差与公差1. 尺寸偏差(1)实际偏差是指实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差，用Ea和ea表示。(2)极限偏差是指极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。2. 尺寸公差3. 标准公差2.1基本术语及定义表2-1标准公差数值(摘自GB/T 1800.31998)2.1基本术语及定义2.1.4公差带图1.公差带2.公差带图的画法图2-3各尺寸之间的关系及公差带图2.1.5有关配合的术语和定义1. 配合2.1基本术语及定义2. 间隙或过盈3. 配合的种类(1)间隙配合具有间隙(包括最小间隙为零)的配合称为间隙配合。图2-4间隙配合2.1基本术语及定义(2)过盈配合具有

3、过盈(包括最小过盈为零)的配合称为过盈配合。图2-5过盈配合(3)过渡配合既可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。2.1基本术语及定义图2-6过渡配合4.配合公差5.配合公差带图2.1基本术语及定义例2-1已知某配合的基本尺寸为?60mm，配合公差Tf=0.049mm，最大间隙Xmax=0.019mm，孔的公差Th=0.030mm，轴的下偏差ei=+0.011mm，试画出该配合的尺寸公差带图与配合公差带图，并判断配合的类型。解：1)求孔和轴的极限偏差。2)画出尺寸公差带图和配合公差带图(见图2-7)。3) 求最大过盈。图2-7例2-1图(图中偏差单位为mm)2.2极限与配合国家标准的基

4、本构成2.2.1标准公差系列 前面介绍了标准公差的概念，国家标准规定的标准公差系列见表2 1。2.2.2基本偏差系列1.基本偏差2.基本偏差代号图2-8基本偏差系列图a)孔b)轴2.2极限与配合国家标准的基本构成3.基本偏差的特点表2-2常用尺寸(500mm)的轴的2.2极限与配合国家标准的基本构成2.js的数值：若IT的数值(m)为奇数，则取js(IT-1)/2。2.2极限与配合国家标准的基本构成表2-2常用尺寸(500mm)的轴的2.2极限与配合国家标准的基本构成表2-2常用尺寸(500mm)的轴的2.2极限与配合国家标准的基本构成表2-3常用尺寸(500mm)的孔的2.2极限与配合国家标

5、准的基本构成2.JS的数值：对于IT7IT11，若IT的数值(m)为奇数，则取JS=(IT-1)/2。3.特殊情况：当基本尺寸大于250315mm时，M6的ES等于9(不等于11)。2.2.3基准制 任意变更孔、轴公差带的相对位置，就可以组成不同性质、不同松紧程度的配合。1.基孔制2.2极限与配合国家标准的基本构成图2-9基准制配合a)基孔制b)基轴制间隙配合过渡配合过渡或过盈配合过盈配合(注：基准件公差画有两条虚线，一条表示公差等级较低，一条表示公差等级较高。当公差等级较高时，过渡配合可能成为过盈配合)2.2极限与配合国家标准的基本构成2.基轴制2.2.4公差带代号和配合代号1. 公差带代号

6、2. 配合代号图2-10尺寸公差带的标注形式2.2极限与配合国家标准的基本构成图2-11配合代号的标注例2-2查表确定两种配合的极限偏差，绘制公差带图与配合图，2.2极限与配合国家标准的基本构成计算极限间隙或极限过盈。(1)?30H7/p6解：1)查表确定孔和轴的标准公差。2)查表确定轴的基本偏差。3)查表确定孔的基本偏差。4)计算轴h6的另一极限偏差。5)计算孔的另一极限偏差。6)配合代号可标注为7)绘制公差与配合图解，如图2-12所示。2.2极限与配合国家标准的基本构成图2-12例2-2图a)?30H7/p6公差带图b)?30P7/h6公差带图c)配合图解8)计算极限过盈。2.2.5一般、

7、常用和优先的公差带与配合2.2极限与配合国家标准的基本构成GB/T 180041999规定了20种公差等级和孔、轴各28种基本偏差，其中基本偏差j仅保留j5j8四个公差等级，J仅保留J6J8三个公差等级。1. 一般、常用和优先的公差带图2-13孔的一般、常用和优先的公差带2.2极限与配合国家标准的基本构成图2-14轴的一般、常用和优先的公差带2. 一般、常用和优先的配合2.2极限与配合国家标准的基本构成表2-4基孔制优先、常用配合(摘自GB/T 18011999)2.2极限与配合国家标准的基本构成表2-5基轴制优先、常用配合(摘自GB/T 18011999)2.2极限与配合国家标准的基本构成2

8、.2.6一般公差(线性尺寸的未注公差)1.一般公差的定义2.GB/T表2-6线性尺寸的未注极限偏差的数值 (摘自GB/T 18042000)(单位：mm)2.2极限与配合国家标准的基本构成表2-7倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值(摘自GB/T 18042000) (单位：mm)3.线性尺寸的一般公差的应用2.2.7标准温度标准规定标准温度20。2.3极限与配合的选用2.3.1基准制的选用选择基准制时，应从结构、工艺性及经济性等方面综合分析考虑，并遵守下列原则：1)一般情况下优先选用基孔制。2)在有明显经济效益的前提下可以选用基轴制。 当采用冷拔钢直接做轴时，选用基轴制可以省掉轴的加工工序。

9、这种情况主要用在农业机械和纺织机械中。 在特小尺寸(其加工尺寸1mm)配合中，加工小尺寸的精密轴比同级孔要难。在仪表、无线电等工程中，直接使用光轧成形的钢丝直接做轴，比较经济。2.3极限与配合的选用 根据结构需要和加工方便，宜采用基轴制。例如，同一基本尺寸(直径)的轴与多个孔配合时，采用基轴制较为经济。例如，在内燃机中的活塞销同时与连杆衬套孔和活塞销孔配合，如图2-15a所示。根据工作需要及装配性，活塞销与活塞销孔要求相对静止采用过渡配合，而与连杆衬套孔要求相对运动采用间隙配合。若采用基孔制配合如图2-15b所示，销轴做成两头大中间小，既加工麻烦又难于装配。若采用如图2-15c所示的基轴制，销

10、轴做成光轴一次加工成形，加工方便，装配性好。图2-15活塞销与活塞销孔及连杆衬套孔的配合2.3极限与配合的选用3)与标准件配合时以标准件为基准件。图2-16与标准件配合实例4)特殊情况下允许采用非基准制。2.3.2公差等级的选用2.3极限与配合的选用 公差等级不仅直接与零件的工作性能有关，而且决定加工难易和制造成本。(1)孔和轴的工艺等价性孔和轴的工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相当。表2-8按工艺等价选择公差等级(2)与相配件的精度匹配例如，齿轮孔与轴的配合，其公差等级参考齿轮的精度等级确定。2.3极限与配合的选用(3)联系配合与加工装配成本满足配合公差要求，所选孔、轴应符合TD+TdTf

11、；在此前提下，为了降低成本，应尽可能取较低等级。(4)参考企业的加工能力各种加工方法能达到的公差等级见表2-9。2.3极限与配合的选用表2-9各种加工方法能达到的公差等级2.3极限与配合的选用(5)参考已有的应用经验公差等级的应用范围见表2-10。表2-10公差等级的应用范围2.3极限与配合的选用表2-11常用公差等级的应用2.3极限与配合的选用2.3.3配合的选用确定了基准制和公差等级之后，基准件的公差带以及非基准件公差带的大小均已确定。1.各类配合选择的大体方向表2-12配合类别选择的大体方向 指非基准件的基本偏差代号。 紧固件指键、销、螺钉。2.3极限与配合的选用2.各种基本偏差的特点和

12、应用2.3极限与配合的选用表2-13各种基本偏差的特点和应用2.3极限与配合的选用表2-13各种基本偏差的特点和应用2.3极限与配合的选用表2-13各种基本偏差的特点和应用2.3极限与配合的选用3.各类配合的选择(1)间隙配合的选择1)各种间隙配合的间隙程度。表2-14各种间隙配合间隙程度与摩擦类型2.g(G)、h(H)也可用于需拆卸的静联接配合。2)按相对运动的不同情况选择间隙配合的基本偏差。表2-15按相对运动情况选择间隙配合的极限偏差3)间隙配合的修正。2.3极限与配合的选用表2-16不同工作情况对选择间隙配合的影响(2)过盈配合的选择1)传递转矩的大小。2.3极限与配合的选用表2-17

13、各种过盈配合基本偏差的比较与选择2)过盈配合的修正。2.3极限与配合的选用表2-18对选择的过盈配合的修正表2-18对选择的过盈配合的修正(3)过渡配合的选择根据定心要求与拆卸情况选择过渡配合，2.3极限与配合的选用可参考表2-19。表2-19各种过渡配合基本偏差的盈隙比较与选择2.承受重负荷或冲击、振动大时，应选较紧的配合。2.3.4公差配合选择举例例2-3有一配合，基本尺寸为?40mm，工作要求：Xmax=+0.068mm，Xmin=。要求选择合适的配合代号，并对结果进行检验。解：1)选择基准制。2)确定公差等级。2.3极限与配合的选用3)确定非基准件的基本偏差。4)检验选择结果。例2-4

14、有一配合，基本尺寸为?70mm，工作要求：Ymax=-0.062mm，Ymin=。要求选择合适的配合代号，并对结果进行检验。解：1)选择基准制。2)确定公差等级。3)确定非基准件的基本偏差。4)检验选择结果。2.4滚动轴承的公差与配合2.4.1滚动轴承公差1.滚动轴承的精度等级2.滚动轴承内径、外径公差带及特点图2-17滚动轴承内径与外径的公差带2.4滚动轴承的公差与配合3.滚动轴承与轴和外壳孔配合的基准制图2-18与滚动轴承配合的轴和外壳孔的公差带2.4滚动轴承的公差与配合4.轴颈和外壳孔的公差带2.4.2滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择，对保证滚动轴承的正常运转，延长使用寿命关系密切。

15、2.4滚动轴承的公差与配合表2-20安装向心轴承和角接触轴承的轴颈公差带2.4滚动轴承的公差与配合表2-20安装向心轴承和角接触轴承的轴颈公差带 凡对精度有较高要求的场合，2.4滚动轴承的公差与配合应用j5、k5代替j6、k6。 圆锥滚子轴承、角接触球轴承配合对游隙影响不大，可用k6、m6代替k5、m5。 重负荷下轴承游隙应选大于0组。 凡有较高精度或转速要求的场合，应选用h7(IT5)代替h8(IT6)等。 IT6、IT7表示圆柱度公差数值。表2-21安装向心轴承和角接触轴承的外壳孔公差带2.4滚动轴承的公差与配合2.对于轻合金外壳，应选择比钢或铸铁外壳较紧的配合。2.4.3选择滚动轴承配合

16、时应考虑的问题1.负荷方向与轴承套圈的相对关系2.负荷的大小表2-22负荷类型3.工作温度4.径向游隙5.转速的影响6.公差等级的协调2.4滚动轴承的公差与配合2.4.4配合表面的其他技术要求GB/T 2751993规定了与轴承配合的轴颈和外壳孔表面的粗糙度和形位公差要求，见表2 23、表2 24。表2-23轴和外壳孔的形位公差2.4滚动轴承的公差与配合表2-24配合面的表面粗糙度(单位：m)2.4.5应用举例2.4滚动轴承的公差与配合例2-5有一直齿圆柱齿轮减速器，已知该减速器的功率为5kW，小齿轮轴要求较高的旋转精度，其两端的轴承均为6210深沟球轴承(d50mm，D=110mm),额定动

17、负荷Cr32000N，经计算得到轴承承受的当量径向动负荷Pr=4000N。试确定轴颈和外壳孔的公差带，并将它们分别标注在装配图上。解:1)确定负荷类型。2)确定负荷大小。3)确定与轴承配合的轴颈和外壳孔的公差带。4)根据表2-23、表2-24选择轴颈和外壳孔表面的粗糙度和形位公差要求。5)由于滚动轴承为标准件，在装配图上只需标出轴颈和外壳孔的公差带代号。2.4滚动轴承的公差与配合图2-19轴承配合及轴颈与外壳孔的标注(1)基本尺寸就是理想的设计尺寸，2.4滚动轴承的公差与配合零件的实际尺寸越接近理想尺寸，则精度越高。(2)公差可以说是零件尺寸允许的最大偏差。(3)公差可以为正值、零，但不能为负值。(4)基本偏差可能为上偏差，也可能为下偏差。(5)某孔的实际尺寸小于与其配合的轴的实际尺寸，则该配合