-孔轴的极限与配合.pptx

2.4 极限与配合的选择极限与配合的选择l选择内容：选择内容：基准制基准制 H？h?公差等级公差等级 配合种类配合种类1选择原则选择原则：满足机械产品的使用性能要求：满足机械产品的使用性能要求前提下，尽量前提下，尽量制造经济合理。制造经济合理。第1页/共35页2一、基准制的选择一、基准制的选择1、从工艺性和经济性出发，优先选用、从工艺性和经济性出发，优先选用基孔制基孔制选用基孔制可以减少孔用定值刀具和量具的规格数目。选用基孔制可以减少孔用定值刀具和量具的规格数目。2、下列情况下，应选用、下列情况下，应选用基轴制基轴制l当采用具有一定尺寸、形位精度和表面粗糙度的冷拉钢材当采用具有一定尺寸、形位精度和表面粗糙度的冷拉钢材做轴，其外径不再经切削加工即能满足使用要求时，采用基做轴，其外径不再经切削加工即能满足使用要求时，采用基轴制。轴制。l同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时第2页/共35页3活塞销和活塞与连活塞销和活塞与连杆的配合，根据功杆的配合，根据功能要求，活塞销和能要求，活塞销和活塞的配合应为过活塞的配合应为过渡配合，而活塞销渡配合，而活塞销与连杆的配合则应与连杆的配合则应为间隙配合。为间隙配合。第3页/共35页4第4页/共35页5第5页/共35页6l与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定基准制与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定基准制第6页/共35页7第7页/共35页8 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。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。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，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。既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位，还有利于降低成本。l有特殊需要时可采用非配合制配合有特殊需要时可采用非配合制配合第8页/共35页9原则：在保证零件使用要求的前提下，尽可能地考虑工艺的可原则：在保证零件使用要求的前提下，尽可能地考虑工艺的可能性和经济性。能性和经济性。1轴、孔的公差等级应相互适应轴、孔的公差等级应相互适应孔、轴公差选取应满足孔、轴公差选取应满足TfTHTs。分配孔、轴公差要使。分配孔、轴公差要使孔、轴的公差等级相适应，即考虑所谓的工艺等价性。孔、轴的公差等级相适应，即考虑所谓的工艺等价性。二、公差等级的选择二、公差等级的选择第9页/共35页（1）在常用尺寸段，较高公差等级（在常用尺寸段，较高公差等级（8级或以上）级或以上）时，考虑孔时，考虑孔的加工一般比轴困难，一般采用孔比轴低一级的配合。如的加工一般比轴困难，一般采用孔比轴低一级的配合。如H7/f6、H7/s6。（2）常用尺寸段，较低公差等级（常用尺寸段，较低公差等级（8级）时级）时，孔、轴加工难，孔、轴加工难易程度相当，推荐孔、轴采用同级配合，如易程度相当，推荐孔、轴采用同级配合，如H9/d9。（3）在大尺寸段，在大尺寸段，孔的加工比轴难一些，而轴的测量相对比孔的加工比轴难一些，而轴的测量相对比孔难一些，一般采用孔、轴同级配合。孔难一些，一般采用孔、轴同级配合。（4）在极小尺寸段（公称尺寸在极小尺寸段（公称尺寸3mm）时）时，根据工艺的不同，根据工艺的不同，可选孔和轴同级、孔较轴高一级、孔较轴低一级。在钟表业，可选孔和轴同级、孔较轴高一级、孔较轴低一级。在钟表业，甚至有孔的公差等级较轴的公差等级高甚至有孔的公差等级较轴的公差等级高2-3级。级。10第10页/共35页2公差等级与配合种类相关联公差等级与配合种类相关联 公差等级的高低将影响配合的稳定性和一致性。公差等级的高低将影响配合的稳定性和一致性。对过渡和过盈配合：一般不允许其间隙或过盈的变动太大，对过渡和过盈配合：一般不允许其间隙或过盈的变动太大，如果公差等级过低，可能会使过盈量超过零件材料的极限如果公差等级过低，可能会使过盈量超过零件材料的极限强度。因此，在过渡或过盈配合中，孔、轴的公差等级应强度。因此，在过渡或过盈配合中，孔、轴的公差等级应有较高的精度。通常，有较高的精度。通常，孔可选标准公差孔可选标准公差IT8，轴可选标准，轴可选标准公差公差IT7。对间隙配合：可允许有较大的间隙变动范围，例如，配合对间隙配合：可允许有较大的间隙变动范围，例如，配合的孔、轴的公差等级可以选至的孔、轴的公差等级可以选至IT12（参见表（参见表2-5、表、表2-6基基孔制、基轴制优先、常用配合）。但间隙小的配合，公差孔制、基轴制优先、常用配合）。但间隙小的配合，公差等级应较高。而在较大的间隙配合中，公差等级可以低些。等级应较高。而在较大的间隙配合中，公差等级可以低些。例如，可选用例如，可选用H7/g6和和H11/c11，而选用，而选用H7/a6则无实际意义。则无实际意义。11第11页/共35页3公差等级的高低应与典型零部件的精度匹配公差等级的高低应与典型零部件的精度匹配齿轮是比较常见的传动件。齿轮孔及与齿轮孔相配合的轴，齿轮是比较常见的传动件。齿轮孔及与齿轮孔相配合的轴，两者的公差等级取决于齿轮的精度等级。例如，齿轮的精两者的公差等级取决于齿轮的精度等级。例如，齿轮的精度等级为度等级为8级，一般取齿轮孔的公差等级为级，一般取齿轮孔的公差等级为IT7，与齿轮孔，与齿轮孔相配合的轴的公差等级为相配合的轴的公差等级为IT6。滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精度等级有关，度等级有关，P0级（普通级）的轴承，要求轴颈的公差等级（普通级）的轴承，要求轴颈的公差等级为级为IT6、外壳孔为、外壳孔为IT7。P6级的轴承，一般要求轴颈的公级的轴承，一般要求轴颈的公差等级为差等级为IT5、外壳孔为、外壳孔为IT6。12第12页/共35页表表2-9 各公差等级的应用范围各公差等级的应用范围13第13页/共35页14表表2-10 各种加工方法的加工精度各种加工方法的加工精度第14页/共35页1 1、根据工作要求确定配合类别、根据工作要求确定配合类别15（1）若工作时配合件之间有相对运动，选用）若工作时配合件之间有相对运动，选用间隙配合间隙配合；相对速；相对速度越大，间隙应越大。如单位压力大，则间隙要小。度越大，间隙应越大。如单位压力大，则间隙要小。（2）若配合件工作时无相对运动，且有定心要求或便于装拆，）若配合件工作时无相对运动，且有定心要求或便于装拆，应选用应选用过渡配合过渡配合。定心要求不高时，也可以用基孔制的小间隙配。定心要求不高时，也可以用基孔制的小间隙配合。采用过渡配合时，加键或销也可用于传递运动或载荷。合。采用过渡配合时，加键或销也可用于传递运动或载荷。（3）装配后需要靠过盈来传递载荷的，应当选用）装配后需要靠过盈来传递载荷的，应当选用过盈配合过盈配合，传，传动力大，过盈量要大。动力大，过盈量要大。三、配合的选择三、配合的选择第15页/共35页2确定非基准件的基本偏差确定非基准件的基本偏差当当基准制基准制和和公差等级公差等级确定后，具体的间隙或过盈量的确定问确定后，具体的间隙或过盈量的确定问题也就是选择非基准件的基本偏差代号的问题。题也就是选择非基准件的基本偏差代号的问题。在基孔制配合中，对于间隙配合，其最小间隙等于轴的基本在基孔制配合中，对于间隙配合，其最小间隙等于轴的基本偏差偏差es的绝对值；对于过盈配合，在确定了基准孔的公差等的绝对值；对于过盈配合，在确定了基准孔的公差等级后，按要求的最小过盈来确定轴的基本偏差级后，按要求的最小过盈来确定轴的基本偏差ei，对过渡配，对过渡配合，在确定了基准孔的公差等级后，可由最大间隙量确定轴合，在确定了基准孔的公差等级后，可由最大间隙量确定轴的基本偏差的基本偏差ei。16第16页/共35页表表2-13 基孔（或基轴）制配合时，轴或孔的基本偏差与公差值和极限间隙基孔（或基轴）制配合时，轴或孔的基本偏差与公差值和极限间隙或过盈的关系或过盈的关系基准制基准制配合性质配合性质基本偏差基本偏差计算公式计算公式基孔制基孔制间隙配合间隙配合eses=-Xmin过渡配合过渡配合eiei=Th-Xmax过盈配合过盈配合eiei=Th+|Ymin|基轴制基轴制间隙配合间隙配合EIEI=Xmin过渡配合过渡配合ESES=XmaxTS过盈配合过盈配合ESES=Ymin Ts17第17页/共35页1.孔、轴的工作环境温度对配合的影响孔、轴的工作环境温度对配合的影响图样上极限与配合的标注是以标准温度图样上极限与配合的标注是以标准温度20时工件的状态为时工件的状态为准，检验结果也应以准，检验结果也应以20的为准。的为准。实际工作温度低于或高于实际工作温度低于或高于20 时。由热变形引起的间隙或过时。由热变形引起的间隙或过盈变化量可用下式估算：盈变化量可用下式估算：（2-19）式中，式中，D为配合件的公称尺寸，单位为为配合件的公称尺寸，单位为mm；h、s分别为孔、轴材料线膨胀系数，量纲为分别为孔、轴材料线膨胀系数，量纲为1/Cth、ts分别为孔、轴实际工作温度，单位为分别为孔、轴实际工作温度，单位为C18四、在选择配合的时候要注意的问题四、在选择配合的时候要注意的问题第18页/共35页例例2-12 活塞与缸体孔在工作时要求配合间隙在活塞与缸体孔在工作时要求配合间隙在0.12-0.30mm之间。之间。已知活塞与缸体的公称尺寸已知活塞与缸体的公称尺寸D=100mm，活塞采用铝合金，线膨，活塞采用铝合金，线膨胀系数胀系数s=2310-6/C，工作温度，工作温度ts=180，缸体采用钢质材料，缸体采用钢质材料，其线膨胀系数其线膨胀系数h=1210-6/C，工作温度，工作温度th=110C，装配温度为，装配温度为20C，试设计此配合。，试设计此配合。解：（解：（1）根据式（）根据式（2-19）间隙变动量）间隙变动量=1001210-6（110-20）-2310-6（180-20）=-0.26mm。即由于热变形配合间隙将减小即由于热变形配合间隙将减小0.26mm。（2）在装配时应考虑热变形使间隙减少的影响）在装配时应考虑热变形使间隙减少的影响,所以装配间隙所以装配间隙应为应为Xmax=0.30+0.26=0.56mm Xmin=0.12+0.26=0.38mm（3）选用基准制：选基孔制，）选用基准制：选基孔制，EI=019第19页/共35页（4）确定孔、轴的公差等级）确定孔、轴的公差等级根据式（根据式（2-15），有），有Tf=Xmax-Xmin=0.56-0.38=0.18mm。因为因为Tf=Th+Ts，试取，试取Th=Ts=1/2Tf=0.090mm，反查表，反查表2-1可知，可知，IT9的公差的公差值与之比较接近，取值与之比较接近，取Th=Ts=0.087mm。（5）确定非基准件（轴）的基本偏差代号和孔、轴的极限偏差值）确定非基准件（轴）的基本偏差代号和孔、轴的极限偏差值 es=-Xmin=-0.380mm；基本偏差；基本偏差a的的es=-0.380mm，选用轴的公差带为选用轴的公差带为100a9。ei=es-Ts=-0.380-0.087=-0.467mm因为是采用基孔制，所以因为是采用基孔制，所以EI=0，根据式（，根据式（2-3）得）得 ES=EI+Th=+0.087mm。（6）校对）校对该孔、轴配合代号：该孔、轴配合代号：Xmax=ES-ei=0.087-（-0.467）=0.554mm，Xmin=EI-es=0-(-0.380)=+0.380mm，满足要求。满足要求。20第20页/共35页2.装配变形装配变形轴在轴套中转动，两者为间隙配合。套筒与箱体孔的配合取轴在轴套中转动，两者为间隙配合。套筒与箱体孔的配合取过渡配合（有较小过盈的过渡配合）。由于套筒是薄壁件，过渡配合（有较小过盈的过渡配合）。由于套筒是薄壁件，将其装入箱体孔后，套筒内径会收缩，使间隙配合减小。在将其装入箱体孔后，套筒内径会收缩，使间隙配合减小。在选用配合时要考虑装配变形对配合的影响。对此，可以采用选用配合时要考虑装配变形对配合的影响。对此，可以采用先将套筒装入箱体孔内，再加工套筒内孔，也可以适当加大先将套筒装入箱体孔内，再加工套筒内孔，也可以适当加大套筒内径来消除装配变形使尺寸减小而对配合的松紧程度造套筒内径来消除装配变形使尺寸减小而对配合的松紧程度造成的影响。成的影响。21第21页/共35页3加工方式与尺寸分布特性的影响加工方式与尺寸分布特性的影响在大批量生产时，多用在大批量生产时，多用“调整法调整法”加工加工,即按加工件的上、即按加工件的上、下极限尺寸的平均值调刀，加工出的尺寸变动范围接近正下极限尺寸的平均值调刀，加工出的尺寸变动范围接近正态分布。态分布。在单件小批生产时，多用在单件小批生产时，多用“试切法试切法”加工，孔的尺寸通常加工，孔的尺寸通常靠近下极限尺寸，轴的尺寸通常靠近上极限尺寸，即孔的靠近下极限尺寸，轴的尺寸通常靠近上极限尺寸，即孔的尺寸偏小、轴的尺寸偏大。尺寸偏小、轴的尺寸偏大。按按“试切法试切法”加工的零件的配合往往比用加工的零件的配合往往比用“调整法调整法”加工加工的配合紧些。的配合紧些。22第22页/共35页4按类比法选择配合时，要结合实际情况对类比对象进行按类比法选择配合时，要结合实际情况对类比对象进行修正修正各种机器的应用场合、加工批量、材料的许用应力、负荷各种机器的应用场合、加工批量、材料的许用应力、负荷的大小和特性、装配条件及温度都会有或多或少的差异。的大小和特性、装配条件及温度都会有或多或少的差异。因此，在对照实例选取配合时，应根据所设计的机器的具因此，在对照实例选取配合时，应根据所设计的机器的具体情况对间隙或过盈量进行适当的修正。体情况对间隙或过盈量进行适当的修正。23第23页/共35页例例2-13 有一公称尺寸为有一公称尺寸为35mm的孔、轴配合，要求配合最的孔、轴配合，要求配合最大间隙为大间隙为+0.010，最大过盈，最大过盈-0.035mm，试确定孔轴的公差等，试确定孔轴的公差等级和配合种类。级和配合种类。解：（解：（1）选择基准制。）选择基准制。因没有特殊情况和要求，选用基孔制配合因没有特殊情况和要求，选用基孔制配合（2）公差等级的确定。）公差等级的确定。根据公式（根据公式（2-16），配合公差），配合公差Tf=Xmax-Ymax=0.010-(-0.035)=0.045mm。又因为又因为Tf=Th+Ts=0.045mm，孔、轴在公差等级较高时，取，孔、轴在公差等级较高时，取孔比轴低一级，查表孔比轴低一级，查表2-1，初取：，初取：IT6=0.016mm，IT7=0.025mm；两者之和小于并接近配合公差两者之和小于并接近配合公差Tf，所以取孔，所以取孔的公差等级为的公差等级为IT7，轴为，轴为IT6。24第24页/共35页（3）确定配合。）确定配合。该配合是过渡配合，采用基孔制时，轴的基本偏差是下极限该配合是过渡配合，采用基孔制时，轴的基本偏差是下极限偏差。由表偏差。由表2-13可知在过渡配合时：可知在过渡配合时：ei=Th-Xmax=0.025-0.010=+0.015mm。查表查表2-3，轴的基本偏差代号为，轴的基本偏差代号为n，其偏差值，其偏差值ei=+0.017mm，与上面所需的轴的基本偏差最为接近。则取轴的公差带为与上面所需的轴的基本偏差最为接近。则取轴的公差带为35n6。根据式（根据式（2-4），轴的另一极限偏差），轴的另一极限偏差es=ei+Ts=0.017+0.016=0.033mm（注意：式中（注意：式中ei不能代不能代0.015mm，因为它不是国际标准规定的偏差值）。，因为它不是国际标准规定的偏差值）。孔的公差带为孔的公差带为H7，EI=0（基准孔），根据式（基准孔），根据式（2-3）可得）可得ES=EI+Th=+0.025mm。孔、轴的配合为孔、轴的配合为35H7/n6，根据公式（，根据公式（2-11）、（）、（2-12）可）可计算出该配合的最大间隙、最大过盈：计算出该配合的最大间隙、最大过盈：Xmax=ES-ei=0.025-0.017=+0.008mm，Ymax=EI-es=0-0.033=-0.033mm。25第25页/共35页GB/T1804-2000 一般公差一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差未注公差的线性和角度尺寸的公差适用范围适用范围 本标准适用于金属切削加工的尺寸本标准适用于金属切削加工的尺寸,也适用于一般的冲压加工的尺寸非金也适用于一般的冲压加工的尺寸非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸可参照采用。属材料和其他工艺方法加工的尺寸可参照采用。1、线性尺寸、线性尺寸 如如外外尺尺寸寸、内内尺尺寸寸、阶阶梯梯尺尺寸寸、直直径径、半半径径、距距离离、倒倒圆圆半半径径、倒倒角角高高度；度；2、角度尺寸、角度尺寸 包包括括通通常常不不注注出出角角度度值值的的角角度度尺尺寸寸（如如直直角角90）；GB/T1184提提到到的的或或等多边形的角度除外；等多边形的角度除外；3、机加工组装件的线性和角度尺寸。、机加工组装件的线性和角度尺寸。不适用于：不适用于：其他一般公差标准涉及的线性和角度尺寸；其他一般公差标准涉及的线性和角度尺寸；括号内的参考尺寸；括号内的参考尺寸；矩形方格内的理论正确尺寸。矩形方格内的理论正确尺寸。262.5 线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差第26页/共35页一、定义及优点一、定义及优点1、一般公差的定义、一般公差的定义在车间通常加工条件下可保证的公差，在车间通常加工条件下可保证的公差，即车间普通工艺条即车间普通工艺条件下，机床设备可保证的公差，件下，机床设备可保证的公差，采用一般公差的尺寸，在该尺寸后不需要注出采用一般公差的尺寸，在该尺寸后不需要注出其极限偏差数值。其极限偏差数值。在正常维护和操作情况下，代表车间通常的加工精度。在正常维护和操作情况下，代表车间通常的加工精度。一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸，在正常的车间一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸，在正常的车间精度保证条件下，一般可不检验。精度保证条件下，一般可不检验。27第27页/共35页能简化制图，图面清晰易读；能简化制图，图面清晰易读；节省图样设计时间；节省图样设计时间；明确哪些要素可由一般工艺水平保证，可简化检验要求，明确哪些要素可由一般工艺水平保证，可简化检验要求，便于质量管理；便于质量管理；突出图样上注出公差的尺寸；突出图样上注出公差的尺寸；买卖双方能更方便地进行订货谈判。买卖双方能更方便地进行订货谈判。282、采用一般公差的优点、采用一般公差的优点第28页/共35页二、总则二、总则1、对功能上无特殊要求的要素可给出一般公差。、对功能上无特殊要求的要素可给出一般公差。2、选取图样上未注公差的尺寸的一般公差的公差等级时，应、选取图样上未注公差的尺寸的一般公差的公差等级时，应考虑车间的精度并由相应的技术文件或标准做出具体规定。考虑车间的精度并由相应的技术文件或标准做出具体规定。3、对任一单一尺寸，如功能上要求比一般公差更小的公差或、对任一单一尺寸，如功能上要求比一般公差更小的公差或允许更大的公差并更为经济时，其相应的极限偏差要在相关允许更大的公差并更为经济时，其相应的极限偏差要在相关的基本尺寸后注出。的基本尺寸后注出。4、由不同类型的工艺分别加工形成的两个表面间的未注公差、由不同类型的工艺分别加工形成的两个表面间的未注公差的尺寸应按规定的两个一般公差数值中的较大值进行控制。的尺寸应按规定的两个一般公差数值中的较大值进行控制。5、以角度单位规定的一般公差仅控制表面的线或素线的总方、以角度单位规定的一般公差仅控制表面的线或素线的总方向，不控制它们的形状误差。从实际表面得到的线的总方向向，不控制它们的形状误差。从实际表面得到的线的总方向是理想几何形状的接触线方向。接触线和实际线之间的最大是理想几何形状的接触线方向。接触线和实际线之间的最大距离是最小可能值。距离是最小可能值。29第29页/共35页三、一般公差的公差等级和极限偏差数值三、一般公差的公差等级和极限偏差数值1、公差等级、公差等级 精密精密f、中等、中等m、粗糙、粗糙c、很粗、很粗v2、一般公差的图样表示法、一般公差的图样表示法 在图样标题栏附近或技术要求中、技术文件中（如企业标在图样标题栏附近或技术要求中、技术文件中（如企业标准）注出本标准号及公差等级代号。准）注出本标准号及公差等级代号。如：如：GB/T1804-m 这这表表明明图图样样上上凡凡是是未未注注公公差差的的线线性性尺尺寸寸（包包括括倒倒圆圆半半径径尺尺寸及倒角尺寸）均按寸及倒角尺寸）均按m（中等）级加工和检验。（中等）级加工和检验。30第30页/共35页3、线性尺寸的极限偏差数值、线性尺寸的极限偏差数值31单位：单位：mm第31页/共35页4、倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值、倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值32单位：单位：mm第32页/共35页5、角度尺寸的极限偏差数值、角度尺寸的极限偏差数值33第33页/共35页6、判定、判定 除另有规定，超出一般公差的工件如未达到损害其功除另有规定，超出一般公差的工件如未达到损害其功能时，通常不应判定拒收。能时，通常不应判定拒收。零件功能允许的公差通常是大于一般公差，故当工件零件功能允许的公差通常是大于一般公差，故当工件任一要素超出（偶然地超出）一般公差时，零件的功能通常不任一要素超出（偶然地超出）一般公差时，零件的功能通常不会损害。只有当零件功能受到损害时，超出一般公差的工件才会损害。只有当零件功能受到损害时，超出一般公差的工件才能被拒收。能被拒收。34第34页/共35页1 1、极限与配合选择的原则？、极限与配合选择的原则？QuestionsQuestions：2 2、极限与配合选择的内容包括哪些？、极限与配合选择的内容包括哪些？3 3、在选择配合时要注意哪些问题？、在选择配合时要注意哪些问题？4 4、一般公差的公差等级有哪几种？如何标注？、一般公差的公差等级有哪几种？如何标注？第35页/共35页