机械零部件的公差配合（间隙、过盈、过度）装配要点.docx

一、配合的类型
1. 间隙配合
（1）定义
孔的尺寸总是大于轴的尺寸，具有间隙（包括最小间隙为零）。这种配合允许轴在孔中自由转动或滑动。例如，滑动轴承与轴颈的配合，在正常工作状态下，轴颈能够在轴承孔内灵活转动，两者之间存在一定的间隙用于储存润滑油，以减少摩擦和磨损。
（2）应用场景
主要用于需要相对运动的场合，如发动机的活塞与气缸壁（活塞在气缸壁内做往复运动）、机床的导轨与滑块等。在这些情况下，适当的间隙可以保证运动的顺畅性。
（3）装配方法及要点
方法：小型简单的直接用手插入，注意轴线重合；大型或精度高的用工具辅助，如铜棒敲击，涂润滑油。
装配要点：①清洁工作：装配前确保轴和孔表面无杂质，如汽车发动机活塞与气缸壁的清洗。②检查间隙：用塞尺等工具检查间隙是否符合要求，如在规定范围内且均匀。③对中操作：保证轴和孔轴线对中，大型设备可用百分表检查调整。
2. 过盈配合
（1）定义
轴的尺寸大于孔的尺寸，装配后会产生过盈。这种配合使零件之间结合紧密，能传递较大的扭矩或轴向力。例如，火车车轮与车轴的配合，通过过盈配合可以确保车轮在高速运转时不会与车轴发生相对位移，保证了行车安全。
（2）应用场景
常用于需要牢固连接且不允许有相对运动的部件，如齿轮与轴的连接（在一些情况下，通过过盈配合将齿轮固定在轴上，使齿轮能够有效地传递动力）、滚动轴承的外圈与轴承座孔的配合等。

（3）装配方法和要点
方法：
①压入法：用压力机压入，控制压力和速度，如滚动轴承外圈与轴承座孔的装配。
②热装法：将孔加热膨胀后插入轴，如火车车轮与车轴装配，要控制加热温度。一般情况下，对于钢铁材料，加热温度通常在80 - 300℃之间，当加热温度为100℃时，对于钢铁材料，线膨胀系数大约为1.2×10⁻⁵/℃，如果零件直径为100mm，那么膨胀量Δd =α×d×ΔT（α为线膨胀系数，d为零件直径，ΔT为温度变化量），即1.2×10⁻⁵×100×100 = 0.12mm左右。这意味着加热后零件孔径会增加约 0.12mm，这个膨胀量可以作为确定过盈配合间隙的参考。实际应用中，考虑到冷却过程中的收缩以及装配的便利性，热装时的间隙一般比理论计算的膨胀量稍大一些。通常会预留 0.1- 0.3mm 的装配间隙（除了计算出的膨胀量部分）。
③冷装法：将轴冷却收缩后插入孔，如小型高精度装置，注意冷却介质安全和装配时间。常用的冷却介质是液氮，液氮温度为 - 196℃。在使用液氮冷却轴类零件时，零件温度能迅速降低到很低的水平。不过，并不是所有零件都需要冷却到液氮温度，一般冷却到- 80℃至- 196℃之间即可满足大多数过盈配合的装配要求。以钢铁材料为例，同样根据线膨胀系数计算收缩量。假设将直径为50mm的轴冷却到- 100℃，线膨胀系数为1.2×10⁻⁵/℃，收缩量Δd =α×d×ΔT = 1.2×10⁻⁵×50×100 = 0.06mm。实际冷装时，考虑到零件从冷却介质中取出后的升温以及装配过程中的一些因素，预留的间隙一般比理论收缩量稍大。通常预留0.05 - 0.15mm 的装配间隙（除了计算出的收缩量部分）。
装配要点：①计算过盈量：精确计算，考虑零件材料、尺寸和工作要求，如齿轮与轴配合。②表面处理：保证表面光洁度，如航空发动机零件装配前研磨。③加热或冷却操作控制：严格控制温度和时间，避免材料性能改变和确保足够膨胀或收缩量。
3. 过渡配合
（1）定义
可能具有间隙或过盈，具体取决于零件的实际尺寸。其间隙或过盈量一般都比较小。例如，在一些精度要求较高的机械装置中，定位销与销孔的配合可能是过渡配合，当定位销插入销孔时，有可能是间隙配合状态，也有可能是轻微过盈配合状态。
（2）应用场景
用于对同轴度要求较高，同时又需要便于装配的场合，如机床夹具中的定位元件与工件定位基准面的配合，既要求保证工件的定位精度（通过过渡配合使定位元件与工件紧密接触），又要考虑在装配和拆卸过程中的便利性。
（3）装配方法和要点
方法：小过盈时像间隙配合一样手工装配，如小型电子设备定位销与销孔装配。小间隙或小过盈时用压力机装配，如机床夹具定位元件与工件装配。
装配要点：①尺寸检查：装配前仔细检查轴和孔尺寸，确保在过渡配合允许范围内。②装配后的检查：检查装配质量，包括是否松动或卡死，对同轴度等精度要求高的用量具检查。
二、配合的基准制
1. 基孔制
定义：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配合的一种制度。在基孔制中，孔是基准件，其下偏差为零。例如，在一般的机械加工中，如果先加工出孔，然后根据孔的尺寸来选择合适公差带的轴进行配合，这就是采用基孔制。
优点：因为孔的加工通常比轴的加工更困难，采用基孔制可以减少孔的刀具和量具的规格数量。例如，在大量生产同一种规格的孔时，只需要准备一种加工孔的刀具和量具，通过改变轴的公差带来实现不同的配合要求。
2. 基轴制
定义：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配合的一种制度。在基轴制中，轴是基准件，其上偏差为零。例如，在一些特殊情况下，如在一根光轴上安装多个不同配合要求的零件，可能会先确定轴的尺寸，然后根据轴的尺寸来加工孔，这就是采用基轴制。
优点：适用于结构上的需要或轴的尺寸已经标准化的情况。例如，在农业机械的一些轴类部件中，由于轴的规格可能是按照标准件生产的，此时采用基轴制来设计与之配合的孔更为方便。
三、配合公差
1. 定义：配合公差是允许间隙或过盈的变动量。它是组成配合的孔、轴公差之和。例如，对于一个间隙配合，孔的公差为+0.03mm，轴的公差为 -0.02mm，那么配合公差就是0.03 + 0.02 = 0.05mm，这表示间隙的大小可以在一定范围内变化。
2. 重要性：配合公差的大小直接影响着机械产品的装配精度和性能。如果配合公差过大，可能会导致间隙过大或过盈不足，从而影响机械产品的运动精度、密封性等性能；如果配合公差过小，可能会增加加工成本，并且在装配过程中可能会因为尺寸稍有偏差而难以装配。