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文档简介
二光滑圆柱体结合的公差与配合西南交通大学光滑圆柱体结合的公差与配合2.1公差与配合的基本术语及定义
2.2公差与配合国家标准
2.3国际标准规定的公差带与配合
2.4常用尺寸公差与配合的选用
2.5一般公差线性尺寸的未注公差第二章光滑圆柱体结合的公差与配合
几何量精度主要包括尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。
圆柱体结合是由孔与轴构成的在机械制造中应用最广泛的一种结合。从使用要求看,直径通常最重要,因此本章以圆柱体零件的直径为对象来讨论线性尺寸的公差与配合(尺寸精度)。2.1公差与配合的基本术语及定义2.1.1孔和轴2.1.2有关“尺寸”的术语和定义2.1.3有关“公差与偏差”的术语和定义2.1.4有关“配合”的术语和定义2.1公差与配合的基本术语及定义一、孔(hole)和轴(shaft)孔是指圆柱形的内表面及其他内表面中由单一尺寸确定的部分。(D)轴是指圆柱形的外表面及其他外表面中由单一尺寸确定的部分。(d)
在机器或仪器中,最基本的装配关系是由一个零件的内表面包容另一个零件的外表面(被包容面)所形成的。2.1公差与配合的基本术语及定义2.1.1孔和轴2.1.2有关“尺寸”的术语和定义2.1.3有关“公差与偏差”的术语和定义2.1.4有关“配合”的术语和定义二、尺寸(与“尺寸”有关的基本术语)(一)尺寸(SIZE)——用特定单位表示长度值的数字。(直径、长度、宽度、高度、深度)
(二)基本尺寸(Basicsize)——设计给定的尺寸。孔D,轴d
(三)实际尺寸(Actualsize)——测得的尺寸。包含测量误差,且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。用Da、da表示。(四)作用尺寸(某个实际的)孔的作用尺寸:在配合面全长上,与实际孔内接的最大理想轴的直径尺寸。
(某个实际的)轴的作用尺寸:在配合面全长上,与实际轴外界的最小理想孔的直径尺寸。圆柱公差与配合孔的作用尺寸圆柱公差与配合小轴的作用尺寸(五)极限尺寸(Limitsofsize)——允许尺寸变化的两个极限值。两者中大的称为最大极限尺寸,小的称为最小极限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为Dmax,dmax;Dmin,dmin表示
轴:MMS=dmax,LMS=dmin
孔:MMS=Dmin,LMS=Dmax(六)最大(小)实体尺寸(Materialsize){MMS,LMS}最大实体尺寸:对应于孔或轴的最大材料量的那个极限尺寸。即:轴的最大极限尺寸dmax;孔的最小极限尺寸Dmin。
最小实体尺寸:对应于孔或轴的最小材料量的那个极限尺寸。即:轴的最小极限尺寸dmin;孔的最大极限尺寸Dmax。2.1公差与配合的基本术语及定义2.1.1孔和轴2.1.2有关“尺寸”的术语和定义2.1.3有关“公差与偏差”的术语和定义2.1.4有关“配合”的术语和定义三、偏差和公差(一)尺寸偏差(deviation):某一尺寸减去基本尺寸的代数差。
(1)极限偏差(upperdeviation;lowerdeviation):极限尺寸减去基本尺寸的代数差。(一)尺寸偏差(二)尺寸公差(三)零线与公差带
孔{ES=Dmax-D;EI=Dmin-D}
轴{es=dmax-d;ei=dmin-d}
最大极限尺寸减去基本尺寸上偏差(孔ES,轴es)最小极限尺寸减去基本尺寸下偏差(孔EI,轴ei)(2)实际偏差:实际尺寸减去基本尺寸的代数差
孔:Ea=Da-D;轴:ea=da-d(二)尺寸公差(tolerance):允许尺寸的变动量T
孔:Th=Dmax-Dmin=(D+ES)-(D+EI)=ES-EI
轴:Ts=dmax-dmin=(d+es)-(d+ei)=es-ei
公差与极限偏差的比较两者区别:从数值上看:极限偏差是代数值,正、负或零值是有意义的;而公差是允许尺寸的变动范围,是没有正负号的绝对值,也不能为零(零值意味着加工误差不存在,是不可能的)。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸,故可省略绝对值符号。从作用上看:极限偏差用于控制实际偏差,是判断完工零件是否合格的根据,而公差用于限制误差;(对单个零件,只能测出尺寸“实际偏差”,而公差控制一批零件实际尺寸的差异程度。)从工艺上看:对某一具体零件,公差大小反映加工的难易程度,即反映加工精度的高低,它是制定加工工艺的主要依据,而极限偏差则取决于加工机床的调整(如车削时进刀的位置)它不反映加工难易。两者联系:公差是上、下偏差之代数差的绝对值,所以确定了两极限偏差也就确定了公差。极限偏差主要反映公差带的位置,影响配合松紧程度,而公差反映公差带的大小,影响配合精度。基本尺寸孔孔的最大极限尺寸公差孔的最小极限尺寸下偏差EI轴上偏差es下偏差ei零线轴的最大极限尺寸轴的最小极限尺寸公差上偏差ES
公差与配合示意图:表达相配合的孔轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差及公差之间关系的图。
此图作图麻烦,可进行简化。公差带图可以直观地表示出公差的大小及公差带相对于零线的位置。
公差带图:公差与配合示意图的简化形式。公差与配合示意图公差带图公差带两要素大小位置(由标准公差决定)(由基本偏差确定)(4)基本偏差:国家标准规定的上偏差或下偏差,一般是靠近零线的那个极限偏差。使公差带相对零线的位置标准化。(5)标准公差:国家标准规定的公差值,使公差带大小标准化。(三)零线与公差带(1)公差带图(2)零线:在公差带图中,代表基本尺寸的一条直线(偏差的基准线)。(3)尺寸公差带:在公差带图中,由代表上下偏差的两条直线所限定的一个区域,称尺寸公差带。公差带图+0.008+0.024-0.006-0.022公差带图举例:50+0.024+0.00850-0.006-0.022+-0050孔轴孔轴尺寸公差带图(举例)画出基本尺寸为Ø50,最大极限尺寸为Ø50.025、最小极限尺寸为Ø50mm的孔与最大极限尺寸为Ø49.975、最小极限尺寸为Ø49.959mm的轴的公差带图。0+-ø50孔轴+0.025-0.025-0.0412.1公差与配合的基本术语及定义2.1.1孔和轴2.1.2有关“尺寸”的术语和定义2.1.3有关“公差与偏差”的术语和定义2.1.4有关“配合”的术语和定义1.配合的概念
2.间隙与过盈
3.配合的种类
4.配合公差
5.配合制五、配合与配合制(关于“配合”的术语和定义)(一)配合:基本尺寸相同、相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。(二)间隙与过盈: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(X)差值为负时,成为过盈(Y)(三)配合种类:间隙配合,过盈配合,过渡配合。
配合是指一批孔、轴的装配关系,而不是指单个孔和单个轴的相配关系,所以只有用公差带关系来反映配合才比较确切。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。最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei
最小间隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es
配合公差是指允许间隙或过盈的变动量,它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值,它反映配合的松紧变化程度,表示配合精度,是评定配合质量的一个重要的中和指标。
配合公差:允许间隙或过盈的变动量称为配合公差间隙配合的配合公差(间隙公差):Tf=|Xmax-Xmin|=Th+Ts实际生产中,平均间隙更能体现其配合性质。2、过盈配合:具有过盈(含Ymin=0)的配合。孔在轴的公差带之下。过盈配合的配合公差(过盈公差):Tf=|Ymax-Ymin|=Th+Ts实际生产中平均过盈能体现其配合性
最小过盈:Ymin=Dmax-dmin=ES-ei
最大过盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es最大过盈:孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈,Ymax表示。最小过盈:孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈,Ymin表示。3、过渡配合:可能具有间隙或过盈的配合。孔轴公差带相互交叠。其配合的极限情况是最大间隙与最大过盈Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-es过渡配合的配合公差:最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值。
Tf=|Xmax-Ymax|=Th+Ts实际生产中,其中平均松紧程度可能为平均间隙也可能为平均过盈例:计算:孔mm与轴mm
孔mm与轴mm
孔mm与轴mm
配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图,说明配合类别。
50+0.025050-0.025-0.04150+0.025050+0.0250解:(1)最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)=+0.066mm
最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm
配合公差Tf=︱Xmax-Xmin︱=︱+0.066-(+0.025)︱=0.041mm(2)最大过盈Ymax=EI-es==0-(+0.059)=-0.059mm
最小过盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043)=-0.018mm
配合公差Tf=︱Ymin—Ymax︱=︱-0.018-(-0.059)︱=0.041mm(3)最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)=+0.023mm
最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm
配合公差Tf=︱Xmax-Ymax︱=︱+0.023-(-0.018)︱=0.041mm(四)配合制:改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合。为了确定孔轴公差带的相对位置关系,规定了两种配合制度:基孔制,基轴制。基孔制:孔的公差带位置不变,通过改变轴的公差带位置以形成不同配合性质的配合制度。基孔制中的孔称为基准孔,其基本偏差为下偏差且为零,代号为H。基孔制配合基轴制:轴的公差带位置不变,通过改变孔的公差带位置以形成不同配合性质的配合制度。基轴制中的轴称为基准轴,其基本偏差为上偏差且为零,代号为h。基轴制配合例题:
计算:孔mm与轴mm
孔mm与轴mm
孔mm与轴mm
配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图,说明配合类别。000+++---ø50ø50ø50+0.025-0.025-0.041+0.025+0.059+0.043+0.025+0.018+0.002解:(1)最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)=+0.066mm最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm配合公差Tf=︱Xmax—Xmin︱=︱+0.066-(+0.025)︱=0.041mm(2)最大过盈Ymax=EI-es==0-(+0.059)=-0.059mm最小过盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043)=-0.018mm配合公差Tf=︱Ymin—Ymax︱=︱-0.018-(-0.059)︱=0.041mm(3)最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)=+0.023mm
最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm
配合公差Tf=︱Xmax—Ymax︱=︱+0.023-(-0.018)︱=0.041mm000+++---ø50ø50ø50+0.025-0.025-0.041+0.025+0.059+0.043+0.025+0.018+0.002六、极限尺寸判断原则——泰勒原则如Φ100H7/h6的孔、轴配合,是属于间隙配合,要求涂油后用手可以直接装入。但是,当孔、轴的实际尺寸都为Φ100mm时,都是合格的,由于孔、轴都有形状误差存在,影响零件的实际配合状态,实际上是装不进去的,甚至孔比轴大0.005mm时,也是装不进去的。
泰勒原则(工件尺寸合格条件):孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸;在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。孔:作用尺寸≥最大实体尺寸(最小极限尺寸),实际尺寸≤最大极限尺寸轴:作用尺寸≤最大实体尺寸(最大极限尺寸),实际尺寸≥最小极限尺寸Dm≥Dmin,Da≤Dmaxdm≤dmax,da≥dmin泰勒原则定义泰勒原则是指遵守包容要求的单一要素,孔或轴的实际尺寸和形状误差综合形成的体外作用尺寸不允许超越最大实体尺寸,在孔或轴的任何位置上的实际尺寸不允许超越最小实体尺寸。光滑极限量规的检验原则依照极限尺寸判断原则设计的量规,称为光滑极限量规(简称量规)。检验孔用的量规称为塞规,检验轴用的量规叫环规或卡规。量规由通规(通端)和止规(止端)所组成。通规和止规是成对使用的。检验时,通规通过被检轴、孔则表示工件的作用尺寸没有超出最大实体边界。而止规不通过,则说明该工件实际尺寸也正好没有超越最小实体尺寸。故零件合格。通止法,着色法,光隙法复习题光滑圆柱体结合的公差与配合知识点问答1.如何正确理解基本尺寸、实际尺寸、作用尺寸、极限尺寸?答:基本尺寸:指由设计给定的尺寸。设计时可根据零件的使用要求,通过计算、试验或类比相似零件的方法确定。基本尺寸应尽量采用标准尺寸,通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸。有配合关系的孔、轴基本尺寸相同。·实际尺寸:指通过测量所得的尺寸。由于存在测量误差,实际尺寸并非尺寸的真值。由于零件的同一表面存在形状误差,被测表面各部位的实际尺寸不尽相同。·作用尺寸:分为孔的作用尺寸和轴的作用尺寸。孔的作用尺寸是指在配合面全长上,与实际孔内接的最大理想轴的尺寸;轴的作用尺寸是指在配合面全长上,与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。作用尺寸是零件完工后综合实际尺寸和形状误差的一个假想的理想圆柱体,不是实际存在的轮廓。但它确实影响着装配和配合的性质。对于一批合格零件中的每一个具体零件,作用尺寸是唯一的确定值。轴的作用尺寸大于或等于轴的实际尺寸;孔的作用尺寸小于或等于孔的实际尺寸。·极限尺寸:指允许尺寸变化的两个界限值。分为最大极限尺寸和最小极限尺寸。2.极限偏差、基本偏差、公差、配合公差的区别和联系是什么?答:·极限偏差:分为上偏差和下偏差,指最大或最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。可以大于、小于或等于零,用于限制实际偏差。·基本偏差:指用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,一般指离零线距离最近的那个偏差。除JS和js外,基本偏差与公差等级无关。基本偏差已经标准化,可以通过查表获得。·公差:指尺寸允许的变动量。公差数值等于最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值,也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值。公差永远为正值。公差数值已经标准化,可以根据尺寸的大小和精度等级的高低查表获得。极限偏差:用于限制实际偏差,公差用于限制误差;偏差取决于加工机床的调整,公差反映加工的难易程度。·配合公差:指允许间隙或过盈的变动量。等于最大间隙与最小间隙的代数差的绝对值或最小过盈与最大过盈的代数差的绝对值。配合公差永远为正值。都等于相互配合的孔的公差与轴的公差的和。3.如何绘制公差带图?公差带的位置和宽窄如何确定?答:·作零线:在公差带图中,表示基本尺寸并确定偏差位置的一条水平的基准直线,即零偏差线。正偏差位于零线的上方,负偏差位于零线的下方,零偏差重合于零线。·作尺寸公差带:在公差带图中,由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域,称为尺寸公差带。尺寸公差带包括两个因素:公差带的位置及公差带的宽窄。公差带的位置指公差带距零线的距离,由基本偏差确定,公差带的宽窄表示零件尺寸变动的范围,由公差确定。如图所示。4.什么是配合?有几种性质的配合?公差带的位置关系怎样?答:配合是指基本尺寸相同,相互结合的孔与轴公差带之间的关系。从以下两方面予以理解:配合的条件:相互结合的孔与轴,指广义的孔与轴,且它们的基本尺寸相同,即它们的极限偏差是以同一基本尺寸为基础来确定的。配合的性质:指孔与轴配合后的松紧程度及松紧变化的程度。·有三种性质的配合:间隙配合:孔和轴之间装配后具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。此时孔的公差带位于轴的公差带之上。过盈配合:孔和轴之间装配后具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。此时孔的公差带位于轴的公差带之下。过渡配合:孔和轴之间装配后可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。此时孔与轴的公差带相互交叠。5.有几种性质的配合制?如何选择配合制?答:有两种配合制:基孔制配合与基轴制配合基孔制配合: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的一种制度称为基孔制配合。基孔制的孔为基准孔,代号为H,并规定基准孔的基本偏差即下偏差为零。基轴制配合: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的一种制度称为基轴制配合。基轴制的轴为基准轴,代号为h,并规定基准轴的基本偏差即上偏差为零。·按以下原则选用配合制:1)一般情况下,设计时优先选用基孔制。2)有些情况下采用基轴制配合:零件采用外径不需加工的、具有一定精度等级的型材时。如直接用作轴;在同一基本尺寸的轴上装配几个具有不同性质的零件时,应选用基轴制配合;与标准件相配合的孔或轴,应以标准件为基准来确定配合制。如滚动轴承的外圈与轴承座的配合即属于基轴制配合;又如定位销与孔的配合为基轴制的配合等。3)非基准配合:在实际生产中的某些配合,如有充分的理由或特殊需要,允许采用非基准配合,即非基准孔和非基准轴的配合。如G8/m7,F7/n6等。6.什么是泰勒原则?如何理解?答:孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。即对于孔,其作用尺寸应不小于最小极限尺寸;对于轴,其作用尺寸应不大于最大极限尺寸。孔或轴在任何位置的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。即对于孔,其实际尺寸应不大于最大极限尺寸;对于轴,其实际尺寸应不小于最小极限尺寸。极限尺寸判断原则告诉我们:对于存在形状误差的孔和轴配合时,如要求装配后达到要求的配合性质,除满足实际尺寸在极限尺寸范围内这个条件外,还必须对作用尺寸加以控制。第二节、基本几何量精度线性尺寸精度二线性尺寸精度(公差与配合国家标准)
GB/T1800.2-1998的标准规定了有关线性尺寸精度标准的主要内容:标准公差基本偏差公差代号优先、常用和一般公差带基孔制、基轴制常用、优先配合的选用线性尺寸的一般公差2.2公差与配合国家标准
2.2.1标准公差
2.2.2基本偏差
2.2.3公差代号标准公差系列标准公差IT(ISOTolerance):是国标规定的,用以确定公差带大小的任一公差值。它等于公差等级系数和公差单位的乘积。公差单位(公差因子)i:计算公差的基本单位。与基本尺寸呈一定的线性关系。单位μm。引入公差单位的原因:实践表明,对基本尺寸相同的零件,可按公差大小评定其尺寸制造精度的高低,但对于基本尺寸不同的零件,就不能仅看公差大小来评定其制造精度。因此,为了评定零件精度等级或公差等级的高低,合理规定公差数值,就需要建立公差单位。对基本尺寸D≤500mm时:
D基本尺寸分段的计算值(mm)D基本尺寸分段的计算值(mm)在公差单位公示中包括两项:第一项反映加工误差,经验、统计分析,呈抛物线规律;第二项用于补偿与直径成正比的误差,包括由于测量偏离标准温度时以及量规的变形等引起的测量误差。它随着直径的增加而加快。当基本尺寸>500-3150mm范围时,公差单位I(μm
)应按下式计算:
I=0.004D+2.1不能完全反映实际出现的误差规律,但目前尚未确定出合理的计算公式,只能暂按此线性关系计算。公差等级系数a:确定公差等级的参数。在基本尺寸一定的情况下,公差等级系数是决定标准公差大小的唯一参数。据公差等级不同,国标规定标准公差分为20个等级,即IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18。从IT01到IT18,等级依次降低,而相应的标准公差值依次增大。IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.………………IT18
高←公差等级→低
小←公差数值→大
难←加工程度→易
常用公差等级IT5至IT18的标准公差T=aia为公差等级系数,不同精度等级有不同等级系数。
尺寸500mm各级标准公差计算表公差
等级公差值(μm)公差等级公差值(μm)公差等级公差值(μm)IT010.3+0.008DIT57iIT12160iIT00.5+0.012DIT610iIT13250iIT10.8+0.020DIT716iIT14400iIT2IT825iIT15640iIT3IT940iIT161000iIT4IT1064iIT171600iIT11100iIT182500iIT5—IT18乘积;IT6后各级公差等级系数按R5优先数系增加;即a1.6。左主要考虑测量误差,公差计算采用线性关系式。右几何级数国家标准各个公差等级之间,公差分布的规律性较强,故便于向高、低等级方向延伸,必要时,还可以插入中间等级。例如,可取:IT6.5=12.5iIT7.5=20iIT8.5=31.5i即按优先数系R10,公比为(三)基本尺寸分段
基本尺寸在500mm内分为13段。每分段以该段首尾两项的几何平均值来计算标准公差,既分段内所有基本尺寸的标准公差都用该几何平均值来计算。基本尺寸分段:为减少标准公差的数目,简化公差表格以利生产,国标对基本尺寸进行了分段。在标准公差和基本偏差的计算公式中,基本尺寸一律以所属尺寸段的几何平均值来计算。按几何平均值计算出的公差值经尾数化整,即得出标准公差值。
小于3mm的分段,其平均值为1x3开平方=1.732按几何平均值计算出的公差数值,再经尾数化整(以微米为单位取整),即得出标准公差数值。例题:基本尺寸为20mm,求IT6.IT7的公差值?标准公差的特点IT6可读作:标准公差6级或简称6级公差。同一基本尺寸的孔与轴,其标准公差数值大小应
随公差等级的高低而不同。
公差等级↑,公差值↓。同一公差等级的孔与轴,随着基本尺寸大小的不
同应规定不同的标准公差值。(P119)公差是加工误差的允许值,同一等级的公差具有
相同的加工难易程度。总之,标准公差的数值,一与公差等级有关,二
为基本尺寸的函数。
1基本偏差2公差与配合在图样上的标注3国家标准规定的公差带与配合二.基本偏差:用来确定公差带相对零线位置的靠近零线的偏差。当公差带位于零线上方时,
基本偏差=下偏差当公差带位于零线下方时,
基本偏差=上偏差二、基本偏差系列基本偏差:确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。它是公差带位置标准化的唯一指标。除JS和js外,均指靠近零线的偏差。与公差等级无关。
不同的工件之间有不同的配合要求,这就需要有多种位置的孔轴公差带,要形成多种位置的公差带,就必须有多种基本偏差数值。(一)基本偏差及其代号
国标对孔和轴分别定义了28种基本偏差,用拉丁字母表示。大写表示孔,小写表示轴。在26个字母中除去易与其它混淆的I、L、O、Q、W,再加上七个用两个字母表示的代号(CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC),共有28个代号,即孔和轴各有28个基本偏差。其中JS和js相对于零线完全对称。
基本偏差系列图示轴+0-eseiabccddeefffgghjjskmnprstuvxyzzazbzc基本尺寸
孔基本尺寸
+0-EIESABCCDDEEFFFGGHJJSKMNPRSTUVXYZZAZBZC基本偏差分布简图孔轴a零线基本尺寸hAZCzc图aH孔零线基本尺寸轴aAZCzceiESEI图bHhes基本偏差及其代号特点:①轴a-h:es绝对值渐小;j-zc:ei绝对值渐大。②孔:A-H:EI绝对值渐小;J-ZC:ES绝对值渐大。③基本偏差的具体数值由经验公式计算得出,主要与基本尺寸有关。④图中基本偏差系列各公差只画出一端,另一偏差取决于标准公差的大小。H为基准孔,基本偏差为下偏差,值为零;h为基准轴,基本偏差为上偏差,值为零。
.各种基本偏差所形成的配合的特征间隙配合
a-h(或A-H)等11种基本偏差与基准孔基本偏差H(或基准轴基本偏差h)形成间隙配合。过渡配合
js、j、k、m、n(或JS、J、K、M、N)等五种基本偏差与基准孔基本偏差H(或基准轴基本偏差h形成过渡配合)过盈配合
p-zc(或P-ZC)等12种基本偏差与基准孔基本偏差H(或基准轴基本偏差h)形成过盈配合。标准公差等级很高的n与H(或N与h)形成的配合为过盈配合。如ø30H6/n5标准公差等级不高的p与H(或P与h)形成的配合为过渡配合。如ø30P9/h9特例:孔、轴基本偏差系列.孔、轴公差带代号及配合代号孔、轴公差带代号
公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成,如H7、h6、M8、d9等。孔、轴配合代号
孔和轴公差带的组合,就构成了孔、轴配合代号。用分数表示,分子为孔公差带,分母为轴公差带,如Ø25H7/p6,Ø25P7/h6等.轴的基本偏差数值的确定
轴的各种基本偏差的数值根据表3.6计算获得轴的基本偏差数值表(见附表3.7)基本偏差值轴的基本偏差:以基孔制为基础,由经验得出一系列公式,其计算公式见表2-6,其值已经标准化。a-h:用于X配合,es=Xmin;j-n用于过渡配合;p-zc常用于y配合,其数值是按Ymin来确定。如果确定了基本偏差,并且已知公差,则另一偏差可计算得到:
es=ei+IT;ei=es-IT
其中D基本尺寸的分段计算值(mm)除j和js之外,表中所列公式与公差等级无关。轴的各种基本偏差的应用
配合
种类基本偏差代号
配合特性及应用间隙配合a、b
可得到特别大的间隙,很少应用。c可得到很大的间隙,一般适用于缓慢、松弛的动配合。用于工作条件较差(如农业机械),受力变形,或为了便于装配,且必须保证有较大的间隙时。推荐配合为H11/c11,其较高级的配合,如H8/c7适用一轴在高温工作的紧密动配合,例如内燃机排气阀和导管。
d配合一般用于IT7~IT11级,适用于松的转动配合,如密封盖、滑轮、空转轮等与轴的配合。也适用于大直径滑动轴承配合,如轧滚成型和重型弯曲机及其他重型机械中的一些滑动支承。
配合
种类基本
偏差
配合特性及应用间隙配合e多用于IT7~IT9级,通常适用于要求有明显间隙,易于转动的支承配合,如大跨距、多支点支承等,高等级的e轴适用于大型、高速、重载支承配合,如蜗轮发电机、大型电动机、内燃机、凸轮轴及摇臂支承等。
f多用于IT6~IT8级的一般转动配合。当温度影响不大时,被广泛用于普通润滑油(脂)润滑的支承,如齿轮箱、小电动机、泵等的转轴与滑动支承的配合。g配合间隙很小,制造成本高,除很轻负荷的精密装置外,不推荐用于转动配合。多用于IT5~IT7级,最适合不回转的精密滑动配合,也用于插销等定位配合,如精密连杆轴承、活塞、滑阀及连杆销等。h多用于IT4~IT11级。广泛用于无相对转动的零件,作为一般的定位配合,若没有温度变形影响,也用于精密滑动配合。配合
种类基本
偏差
配合特性及应用过渡配合js为完全对称偏差(+IT/2)。平均为稍有间隙的配合,多用于IT4-7级,要求间隙比h轴小,并允许略有过盈的定位配合(如联轴器),可用手或木锤装配。k平均为没有间隙的配合,适用于IT4-IT7级。,推荐用于稍有过盈的定位配合,倒台为了消除振动用的定位配合。一般用木锤装配m平均为具有小过渡配合。适用IT4I-T7级,用锤或压力机装配,通常推荐用于紧密的组件配合。H6/n5配合时为过盈配合。n平均过盈比m轴稍大,很少得到间隙,适用IT4-IT7级,用锤或压力机装配,通常推荐用于紧密的组件配合。H6/n5配合时为过盈配合。
配合
种类基本
偏差
配合特性及应用过盈配合p与H6或H7配合时是过盈配合,与H8孔配合时则为过渡配合。对非铁类零件,为较轻的压入配合,当需要时易于拆卸。对钢、铸铁或铜、钢组件装配是标准压入配合。r对铁类零件为中等的入配合,对非铁类零件,为轻打入的配合,当需要时可以拆卸。与H8孔配合,直径在100mm以上时为过盈配合,直径小时为过渡配合。s用于钢和铁制零件的永久性和半永久装配。可产生相当大的结合力。当用弹性材料,如轻合金时,配合性质与铁类零件的P轴相当。例如套环压装在轴上、阀座等配合。尺寸较大时,为了避免损伤配合表面,需有热胀或冷缩法装配。tuvxyz过盈量依次增大,一般不推荐。1.3.2基本偏差系列三.孔的基本偏差:D≤500mm时,孔基本偏差从轴的基本偏差换算而得。
由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一致的,所以,孔的基本偏差不需要另外制定一套计算公式,而是根据相同字母代号轴的基本偏差,在相应的公差等级的基础上按一定的规则换算得来的。孔的基本偏差换算原则:
孔轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合条件下,当基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当时,其基本偏差的对应关系应保证按基轴制形成的配合与基孔制形成的配合相同。例如:H9/f9与F9/h9、H7/p6与P7/h6根据上述原则,孔的基本偏差有两种换算规则:通用规则,特殊规则
1、通用规则:同一字母代号表示的孔、轴的基本偏差绝对值相等,符号相反。孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影,因此又称为倒影规则。即ES=-ei,EI=-es适用情况:1)所有公差等级的A-H:EI=-es2)标准公差低于IT8的K、M、N和低于IT7的P-ZC:ES=-ei
标准公差低于IT8,基本尺寸大于3mm的N例外:ES=0图2-16孔的基本偏差的计算原则
2、特殊规则:用同一字母表示孔、轴基本偏差时,孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反,而绝对值相差一个△值。即:ES=-ei+△因为在较高级的公差等级中,同一公差等级的孔比轴加工困难,因而常采用比轴低一级的孔相配合,即异级配合,并要求两种配合制所形成的配合性质相同。基孔制配合时Ymin=ES-ei=+ITn-ei基轴制配合时Ymin=ES-ei=ES-(-ITn-1)由此得出孔的基本偏差为ES=-ei+△
△
=ITn-ITn-1其中ITn
某一级孔的标准公差;ITn-1比某一级孔高一级的轴的标准公差。孔的基本偏差:孔的另一偏差可求:
特殊规则适用于:
*D≤500mm,标准公差IT≤IT8级的J,K,M,N以及IT≤IT7级的P~ZC
对D>500mm时,国标规定孔与轴采用同级配合,只要孔与轴基本偏差代号对应,其基本偏差数值相等,正负号相反。确定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔与轴的极限偏差解:Φ25H7/f6---基孔制
Φ25F7/h6---基轴制D=25属于18~30尺寸段
则其几何平均D==23.24mm公差单位i=0.45+0.001D
=0.45+0.001×23.24
≈1.31(μm)
IT6=10i=10×1.31=13.1≈13(μm)
IT7=16i=16×1.31=20.96≈21(μm)轴f基本偏差为上偏差es(表3.6):
es=-5.5D0.41=-5.5×23.240.41=-20(μm)例题确定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔与轴的极限偏差
f6的下偏差:ei=es-IT=-20-13≈-33(μm)
基准孔H7的下偏差EI=0(基孔制决定)上偏差ES=EI+IT=0+IT7
=0+21=21(μm)对于F7/h6为基轴制,可按规则进行换算
F7的孔:当基轴制中孔的基本偏差代号(F)与基孔制中轴的基本偏差代号f相同,且同为7级,故按通用规则换算,A~H:EI=-es例题
确定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔与轴的极限偏差
EI=-es=+20(μm)
另一偏差:ES=EI+IT7(式1-7)
=+20+IT7=+20+21=+41(μm)基准轴h6:上偏差es=0(基轴制决定)另一偏差:ei=es-IT6=0-13=-13(μm)(式1-3)例题
确定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6,孔与轴的极限偏差
例题孔、轴极限偏差的计算确定Φ25H7/f6,Φ25F7/h6孔与轴的极限偏差。(用公式计算标准公差和基本偏差)
主要步骤:1.计算IT6和IT7的公差值2.计算轴f基本偏差上偏差(表3-2)3.根据通用规则,求解F7的下偏差4.计算其他极限偏差。孔、轴极限偏差的计算确定Φ25H7/p6,Φ25P7/h6孔与轴的极限偏差。
主要步骤:1.查表IT6,IT72.查表3.7,轴p的基本偏差下偏差ei3.特殊规则计算孔P的基本偏差ES(Δ=IT7-IT6)4.计算其他极限偏差。作业下列配合属于哪种基准制的哪种配合,确定其配合的极限间隙(过盈)和配合公差。并画出其公差带图。
ø50H8/f7,ø30K7/h6,ø30H7/p6公差与配合在图样上的标注⒈在装配图上的标注标注形式为:基本尺寸—————————————孔的基本偏差代号、公差等级轴的基本偏差代号、公差等级
采用基孔制时,分子为基准孔代号H及公差等级。例如:基孔制间隙配合基孔制过渡配合30H8f740H7n6轴轴套箱体30H8f740H7n6底座滑轮销轴开口销
采用基轴制时,分母为基准轴代号h及公差等级。例如:基轴制间隙配合基轴制过渡配合12F8h712J8h712F8h712J8h730H8f730H8/f730+0.0330-0.04130-0.02030+0.0330-0.020-0.041
除前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⒉在零件图上的标注⑴在基本尺寸后注出基本偏差代号和公差等级。30H830f7
配合精度明确,标注简单,但数值不直观。适用于量规检测的尺寸。⑵注出基本尺寸及上、下偏差值(常用方法)。30+0.0330-0.04130-0.020
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。⑶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。30H8()+0.033030f7()-0.020-0.041
既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。例:识别和分析图8.5.6-1中衬套孔与销轴,以及支架孔与销轴的配合标注。1.4国家标准规定的公差带与配合国标GB1800-79总论规定20个标准公差等级,28个基本偏差,其中轴的“j”仅限于IT5-IT8级,孔“J”仅限6,7,8三个等级,针对不同尺寸(Φ≤500)可形成公差带数为
理论上讲,可将任一基本偏差与任一等级的标准公差组合成公差带(孔543,轴544),由这些公差带又组成各种配合。但在实践中,这样做会使定值刀具、量具的规格种类繁杂,不能经济合理地组织生长,此外存在一些不能实际应用的公差带,如g12,a5等。所以,国标推荐了一些常用的公差带和配合,减少实际应用中的公差带和配合的种类,以减少定值刀具、量具和工艺装备的品种及规格。一、常用尺寸段的公差带与配合1、基本尺寸≤500mm,国标规定了三种情况的孔轴公差带:一般用途(孔105种,轴119种)常用(孔44种,轴59种)优先选用(孔13种,轴13种)
使用时,首先选用“优先选用”的公差带,其次选用“常用”公差带,再其次选用“一般用途”公差带,还允许按国标中的标准公差和基本偏差组合成所需要的公差带,甚至可用给定的公式用插入或延伸的方法计算新的公差和基本偏差组成所需公差带。图3-17尺寸≤500mm轴一般、常用、优先公差带图3-18尺寸≤500mm孔一般、常用、优先公差带优先、常用配合原则上,任意一对孔、轴公差带都可以构
成配合,为了简化公差配合的种类,减少
定值刀、量具和工艺装备的品种及规格,
国家标准在尺寸≤500mm的范围内,规定
了基孔制和基轴制的优先(基孔制、基轴
制各13种)和常用配合(基孔制59种,基轴制47种)。基孔制常用、优先配合基轴制常用、优先配合基孔制和基轴制的优先配合公差带图(P127)常用尺寸段配合特点公差设计时,尺寸≤500mm的常用尺寸段配合,应按优先、常用和一般公差带和配合的顺序,选用合适的公差带和配合。标准推荐的优先、常用配合满足工艺等价原则:当孔的标准公差大于IT8时,与同级基准孔相配合,如:H9/h9,H10/d10;当孔的标准公差小于IT8时,与高一级的基准轴相配合,如:H7/m6,H6/k5;当孔的标准公差等于IT8,可与同级配合也可与高一级轴配合。如:H8/m7,H8/h8。其它尺寸段的公差与配合基本尺寸大于500mm,有些甚至超过10000mm的零件尺寸称为大尺寸。重型机械制造中常遇到大尺寸公差与配合的问题。例如矿山机械、船舶制造、大型发电机组、飞机制造等。标准规定了常用大尺寸轴公差带41种,孔公差带31种,没有推荐配合,规定大尺寸一般采用基孔制的同级配合。大尺寸公差配合特点:由于大尺寸轴比大孔更难测量,所以推荐孔、轴采用同级配合。由于大尺寸零件制造和测量的困难,因此在大尺寸范围内一般选用IT6-IT12的公差值;除了采用互换配合外,根据其制造特点,可采用配制配合。根据零件制造特点和生产实际情况,可采用配制配合。先按互换性生产选取配合;再选取较难加工的那个零件作为先加工件(多数情况下是孔),给它一个容易达到的公差;最后再根据所选的配合公差确定配制件(多数情况下是轴)的公差。
“配制公差”的代号为MF。
(4)配制配合:
配制配合是以孔、轴中的一个零件的实际尺寸为基数,来配制另一个零件的一种工艺措施。
例如:基本尺寸为φ3000mm的孔和轴,要求配合的最大间隙为0.45mm,最小间隙为0.14mm
按互换性生产可选用H6/f6,若采用配制配合,则装配图上标注为φ3000H6/f6MF。加工时可降低精度先先加工孔,如采用H8,然后按照配合公差来决定轴的公差带,则可采用f7。此时孔零件图上标注φ3000H8MF,轴零件图上标注φ3000f7MF。
优点是既保证了配合要求,又降低了孔、轴尺寸加工的精度要求。其它尺寸段的公差与配合小尺寸段(尺寸至18mm):主要适用于仪器仪表和钟表工业。小尺寸的特点:1加工误差理论上讲,零件加工误差随基本尺寸增大而增加,因此小尺寸零件加工误差应很小。但实际上,由于小尺寸零件刚性差,受切削力影响变形很大,同时加工时定位、装夹等都比较困难,因而有时零件尺寸越小反而加工误差越大,而且小尺寸轴比孔加工困难。2测量误差通过对小尺寸零件的测量误差做一些列调查分析,至少尺寸在100mm范围内,测量误差与零件尺寸不成正比关系,这主要是由于量具误差、温度变化以及测量力等因素的影响。小尺寸段的公差带与配合国标规定了163种轴公差带和145种孔公差带,标准未指明选用次序,也未推荐配合。由于小尺寸段轴比孔难加工,所以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复杂。除孔、轴采用同级配合外,也有相差1-3级配合的,而且往往是孔的公差等级高于轴的公差等级。习题3-9Φ30N7/m6配合中孔和轴的基本偏差分别为-7μm和+8μm,孔和轴的标准公差分别为21μm和13μm。确定该孔和轴的极限偏差,该配合的极限间隙(或极限过盈)、平均间隙(或平均过盈)和配合公差,并画出孔、轴的公差带示意图。
解题要点:一般孔轴的基本偏差为靠近零线最近的上、下偏差EI=-7,es=+8习题册p73-133-13已知基孔制配合Φ45H7/t6中,孔和轴的标准公差分别为25μm和16μm。轴的基本偏差+54μm,确定配合性质不变的同名基轴制配合Φ45T7/h6
孔的基本偏差和极限偏差,并画出孔、轴的公差带示意图。解题要点:特殊规则:标准公差≤IT8的K、M、N标准公差≤IT7的P至ZC习题册p73-143-14已知Φ18M8/h7配合和Φ18H8/js7配合
,孔和轴的标准公差IT7=0.018mm,IT8=0.027mm。Φ18M7孔的基本偏差+0.002mm,计算这两种配合各自的极限间隙,并画出孔、轴的公差带示意图。
解题要点:js公差带数值关于零线对称分布常用尺寸公差与配合的选用
公差与配合的选择是机械设计与制造中至关重要的一环。公差与配合的选用是否恰当,对机械的使用性能和制造成本有很大影响,有时甚至起决定性作用。因此公差与配合的选择实质上是尺寸的精度设计。公差与配合的选用包括:基准制的选择、标准公差等级的选择和配合种类的选择。一配合制的选择基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足要求的,用同一偏差代号按基轴制形成的配合,也能满足使用要求。如:H7/k6与K7/h6的配合性质基本相同,称为“同名配合”。所以,配合制的选择与功能要求无关,主要考虑加工的经济性和结构的合理性。1优先选用基孔制在工业生产中,孔的加工难度比有相同精度要求的轴要大得多,而且孔的加工和检验常采用钻头,铰刀,拉刀和量规等定值刀具和量具,如果孔的公差带固定,则可相应减少刀具和量具的数量,因此一般情况下,总是优先选用基孔制,以便减少刀具及量具的规格,数量,从而降低生产成本。由此可见:对于中小尺寸的配合,应尽量采用基孔制配合。2.某些情况下选用基轴制配合经济合理①直接采用冷拔钢作轴。冷拉圆型材,其尺寸公差可达IT7~IT9,能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求,在这种情况下采用基轴制,可免去轴的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔,就能得到不同性质的配合。②由于结构的需要,同一基本尺寸的轴与多个孔相配合,且配合性质不同。③与标准件配合时,以标准件作为基准件确定基准制。a.与滚动轴承配合:轴颈加工采用基孔制配合。外壳孔加工采用基轴制;b.带轮、齿轮与电机轴配合采用基轴制;c.键、销等配合采用基轴制。滚动轴承配合3.在某些特殊场合,允许采用任一孔、轴公差带组成的非基准件配合。在实际生产中,由于结构或某些特殊的需要,允许采用非配合制配合。即非基准孔H和非基准轴h配合,如:当机构中出现一个非基准孔(轴)和两个以上的轴(孔)配合时,其中肯定会有一个非配合制配合。如图所示,箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由于滚动轴承是标准件,它与箱体孔的配合选用基轴制配合,箱体孔的公差带代号为J7,箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合J7/f9,既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位,还有利于降低成本。二公差等级的选择原则公差等级的选择的实质就是尺寸制造精度的确定,尺寸的精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质量有关。公差等级越高,合格尺寸的大小越趋一致,配合精度就越高,但加工的成本也越高。公差与成本的关系如下图所示。因此,公差等级选择的基本原则是:在满足使用性能的前提下,尽量选择较低的精度等级。公差与成本的关系图选择公差等级时应注意以下几个问题:(1)孔和轴的工艺等价性:即相互结合的零件,其加工的难易程度应基本相当。在已确定配合公差Tf的前提下,孔、轴公差必须满足Tf=TH+TS,其中孔、轴公差大小的分配一般按工艺等价原则考虑。≤500mm的基本尺寸:IT8及其以上,孔比轴低一级
IT8也可采用同级孔、轴
IT9及其一下,孔、轴同级>500mm的基本尺寸:采用孔、轴同级≤
3mm的基本尺寸:多样性,孔比轴高精度居多。(2)考虑配合性质:
过渡配合和过盈配合,一般不允许间隙和过盈的变动太大,故采用较高公差等级。(孔≤IT8,轴≤
IT7)原因:公差等级过低,使过盈配合的最大过盈过大,材料容易受到损坏;使过渡配合不能保证相配的孔、轴既装卸方便又能实现定心的要求;使间隙配合产生较大的间隙,不能满足较紧配合的要求。
间隙配合,一般间隙小,公差等级应较高;间隙大,公差等级应较低。(例如H6/g5、H11/all合理,而H10/g10、H6/a5不合理)(3)考虑相配件的精度:与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约;与滚动轴承相配合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相匹配。
(4)在非配合制的配合中,当配合精度要求不高,为降低成本,允许相配合零件的公差等级相差2~3级,如图所示的箱体孔与端盖的配合。(5)掌握各种加工方法所能达到的公差等级;详见表2.4,2.5,2.6(6)掌握公差等级的应用范围。详见下表配合IT5至IT13级的应用(尺寸≤500mm)三配合种类的选择配合种类的选择主要就是根据零件的功能要求,确定配合的类型及非配合制的基本偏差代号。配合种类的选择,要考虑以下因素:1配合件的工作情况2各种基本偏差形成配合的特点3配合件的生产情况
1配合件的工作情况选择配合的类型时,应考虑配合件间有无相对运动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。
2各种基本偏差形成配合的特点间隙配合有A~H(a~h)共十一种,主要用于结合件有相对运动的配合(旋转运动和轴向滑动)也可以用于一般的定位配合。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。各种基本偏差形成配合的特点(续)过渡配合有JS~N(js~n)四种基本偏差,其主要用于定心精度高且可拆卸的相对静止的联结。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)。各种基本偏差形成配合的特点(续)过盈配合有P~ZC(p~zc)13种基本偏差,其特点是由于有过盈,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IT5~IT7。基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。配合件的生产情况按大批大量生产时,加工后所得的尺寸通常呈正态分布;而单件小批量生产时,加工所得的孔的尺寸多偏向最小极限尺寸,轴的尺寸多偏向最大极限尺寸,即呈偏态分布。所以,对于同一使用要求,单件小批生产时采用的配合应比大批大量生产时要松一些。如大批量生产时的φ50H7/js6的要求,在单件小批生产时应选择φ50H7/h6。(一)已知使用要求,用计算法确定配合配合精度设计实例例3-1:有一孔、轴配合的基本尺寸为Ф30mm,要求配合间隙在+0.020~+0.055mm之间,试确定孔和轴的精度等级和配合种类。解:1)选择基准制
本例无特殊要求,选用基孔制。孔的基本偏差代号为H,EI=0。2)确定公差等级
根据使用要求,其配合公差为:
Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts=+0.055-(+0.020)=0.035μm
假设孔、轴同级配合,则:
Th=Ts=Tf/2=17.5μm
从附表3.5查得:孔和轴公差等级介于IT6和IT7之间。根据工艺等价原则,在IT6和IT7的公差等级范围内,孔应比轴低一个公差等级故选孔为IT7,Th=21μm,轴为IT6,Ts=13μm
配合公差
Tf=Th+Ts=IT7+IT6=0.021+0.013=0.034<0.035mm
满足使用要求3)选择配合种类
根据使用要求,本例为间隙配合。采用基孔制配合,孔的基本偏差代号为H7,孔的上偏差为ES=EI+Th=0+0.021=+0.021mm。孔的公差代号为Ф30H7(+0.0210)。根据Xmin=EI-es,得es=-Xmin=-0.020mm,而es为轴的基本偏差,从附表中查得轴的基本偏差代号为f,即轴的公差带为f6。ei=es-IT=-0.020-(+0.013)=-0.033mm,轴的公差带代号为Ф30f6(-0.020-0.033)。选择的配合为:Ф30H7/f64)验算设计结果
Xmax=ES-ei=+0.021-(-0.033)=+0.054mmXmin=EI-es=0-(-0.020)=+0.020mmФ30H7/f6的Xmax=+54μm,Xmin=+20μm,它们分别小于要求的最大间隙(+55μm)和等于要求的最小间隙(+20μm),因此设计结果满足使用要求,本例选定的配合为Ф30H7/f6。(二)典型配合的选择实例例3-2如图所示圆锥齿轮减速器,已知传递的功率P=10kw,中速轴转速n=750r/min,稍有冲击,在中、小型工厂小批生产。试选择: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内孔和轴颈;4)套杯4外径和箱体6座孔,以上四处配合的公差等级和配合。解:以上四处配合,无特殊要求,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Ф40H7/m6。
2)皮带轮8和输出轴轴颈配合和上述配合比较,定心精度因是挠性件传动,故要求不高,且又有轴向定位件,为便于装卸可选用:H8/h7(h8、jS7、js8),本例选用50H8/h8。
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。传递负载的齿轮和轴的配合,为保证齿轮的工作精度和啮合性能,要求准确对中,一般选用过渡配合加紧固件,可供选用的配合有H7/js6(k6、m6、n6,甚至p6、r6),至于采用那种配合,主要考虑装卸要求,载荷大小,有无冲击振动,转速高低、批量等。此处为中速、中载,稍有冲击,小批生产.故选用Ф45H7/k6。
4)套杯4外径和箱体孔配合是影响齿轮传动性能的重要部位,要求准确定心。但考虑到为调整锥齿轮间隙而有轴向移动的要求,为便于调整,故选用最小间隙为零的间隙定位配合Ф130H7/h6。例3-3卧式车床主轴箱中Ⅰ轴的局部结构示意图,轴上装有同一基本尺寸的滚动轴承内圈、挡圈和齿轮。根据标准件滚动轴承要求,轴的公差带确定为Ф30k6。分析挡圈孔和轴配合的合理性。解:挡圈的作用是通过轴承盖及其紧固螺钉使滚动轴承和齿轮不产生轴向窜动,要求挡圈两端面平行,而对尺寸的精度要求不高,为了装配方便,挡圈孔和轴的配合要求为间隙配合。挡圈和轴之间无相对运动,挡圈尺寸对运动精度无影响,为了好加工,其孔的公差等级确定为IT9。要使挡圈孔和轴的配合为间隙配合,有两种办法:一是挡圈孔做大;二是将轴做成基本尺寸相同而极限偏差不同的阶梯轴,使与挡圈孔配合处的轴做小。显然,后一种方法,轴的加工困难,挡圈装配也不方便。为此,应使挡圈孔的公差带向基准孔公差带Ф30H9的上方移动。经过公差带Ф30G9和Ф30F9的试选,由图3-13中下图可以看出,采用公差带Ф30F9较为合适。此时,挡圈孔和轴的配合为间隙配合,即Ф30F9/k6。图2-19例2-5活塞与气缸的配合优先公差带的使用解:基孔制1.查附表3-8,得基孔制配合Ø45H7/u62.求孔H的公差带3.查附表3-4得轴u的下偏差ei4.计算其他极限偏差基轴制
Ø45U7/h6
有一过盈配合,孔轴基本尺寸为Ø45mm,要求过盈-0.045mm到-0.086mm之间,试用查表法确定孔、轴的配合代号和极限偏差数值。线性尺寸的一般公差线性尺寸未注公差(一般公差)是指在车间一般工艺条件下,机床设备的一般加工能力可以保证的公差。GB/T1804—2000
对于一般公差,在图样上只标注基本尺寸,不标注极限偏差,零件加工后一般不作检验。若对其合格性发生争议,可根据极限偏差表3-6、3-7中的极限偏差作为判断的依据。适用范围:精度较低的非配合尺寸;功能上允许的公差大于、等于一般公差的尺寸。1.图样上采用未注公差的原因(1)简化制图,使图样清晰易读。(2)节省设计时间。(3)简化检验要求,利于质量管理。(4)突出重点,明确目标。2.线性尺寸的未注公差的公差等级和极限偏差国家标准GB/T1804—2000中对线性尺寸的一般公差规定了四个公差等级:精密级(f)、中等级(m)、粗糙级(c)、最粗级(v)。一般公差的极限偏差不分孔、轴或长度尺寸一律取对称分布。3.一般公差的图样表示法线性尺寸的一般公差在图样上,技术文件或标准中应采用标准号和公差等级符号表示。例如:GB/T1804-m表示线性尺寸一般公差、中等级。图样上未曾注出的尺寸称为未注公差尺寸。在车间一般加工条件下、机床设备一般加工能力可保证的公差称为一般公差。它代表经济加工精度。它主要用于公差等级较低的非配合尺寸。在工程图纸上的尺寸标注中,该尺寸后面不标注极限偏差,工厂常称为“自由尺寸”,正常情况下一般可不检测。能简化制图,节省图样设计时间。国标将线性尺寸的一般公差规定为四级,分别用
f(精密级)、m(中等级)、
c(粗糙级)、v(最粗级)表示。一般公差线性尺寸的未注公差一般公差线性尺寸的未注公差表示方法
在图样上标注线性尺寸的一般公差,只需要在图样或技术文件中用国标号和公差等级代号标注即可。例如按产品精密程度和车间普通加工经济精度选用标准中规定的m(中等)级时,可表示为:GB/T1804-m这表明图样上凡是未注公差的线性尺寸(包括倒圆半径尺寸及倒角尺寸)均按m(中等)级加工和验收。end角度尺寸精度的基本概念机械零件中的角度尺寸多为圆锥或棱体所形成。角度尺寸的概念与线性尺寸相似,也有基本角度(α)、实际角度(αa)、最大极限角度αmax和最小极限角度αmin等术语。角度尺寸和线性尺寸相似,也用角度尺寸的极限偏差和角度尺寸的公差来表达其精度要求。角度公差AT是实际角度的允许变动量。角度公差等于最大极限角度αmax和最小极限角度αmin之差,即
ATα=αmax-αmin角度尺寸公差GB11334国家标准规定的角度公差数值列于书P161表9-4中。角度公差分为12个公差等级,依精度从高至低的顺序排列为AT1、AT2、…AT12
角度公差可以用角度单位表示,也可以用长度单位表示。当以微弧度(urad)或度、分、秒等角度单位表示时,角度公差代号为ATa;当以微米等长度单位表示时,角度公差的代号为ATD
。
ATa与ATD的换算关系为:
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