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1、第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合常用尺寸孔、轴公差与配合的选择第1页/共25页主要内容 孔、轴公差与配合的选用，它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着很大的影响。孔、轴公差与配合的选用包括：n基准制的选择n标准公差等级的选择n配合种类的选择第2页/共25页 基准制的选择n基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。n基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。第3页/共25页 基准制的选择 基孔制和基轴制是两种平
2、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/f6与F7/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。第4页/共25页 1.基孔制的选择：从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同；从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工可以使用车刀、砂轮等通用刀具，一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。所
3、以采用基孔制配合可以减少孔公差带的数量，从而减少定尺寸刀具和量具的数量。由此可见：对于中小尺寸的配合，应尽量采用基孔制配合。基准制的选择第5页/共25页基准制的选择2.基轴制的选择n用冷拉光轴作轴时。冷拉圆型材，其尺寸公差可达IT7IT9，能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求。采用基轴制，可免去轴的加工。n采用标准件时。滚动轴承为标准件，它的内圈与轴颈配合无疑应是基孔制，而外圈与外壳孔的配合应是基轴制。n同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时。如图所示的活塞部件中，活塞销和活塞与连杆的配合，根据功能要求活塞销和活塞的配合应为过渡配合，而活塞销与连杆的配合则应为间隙配合。第6页
4、/共25页同一基本尺寸的轴与多孔相配合选用基轴制配合第7页/共25页基准制的选择3.非基准制的选择：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，即非基准孔和非基准轴配合。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。第8页/共25页例：箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合，其中箱体孔和轴承端盖采用非基准制配合。第9页/共25页 如图所示，车床C616主轴箱齿轮轴筒与隔套的配合。由于滚动轴承是标准件，它与
5、齿轮轴筒的配合选用基孔制配合，齿轮轴筒的公差带代号为60js6，而隔套作用只是将两个滚动轴承隔开，作轴向定位用，为了方便装配，它只要松套在齿轮轴筒的外径上即可，公差等级也可选用更低的。这类配合就是用不同公差等级的非基准孔公差带组成。第10页/共25页标准公差等级的选择 公差等级的选择的方法一般采用类比法，对于已知配合要求的也可以用计算法确定其公差等级。基本原则：在满足使用要求的前提下，尽量采用低的公差等级。第11页/共25页 公差等级的应用 第12页/共25页配合IT5至IT13级的应用（尺寸500mm）第13页/共25页需考虑的重要问题：(1)应遵循工艺等价的原则，即相互结合的零件其加工难易
6、程度应基本相当。基本尺寸500mm，当公差等级在IT8以上时，标准推荐孔比轴低一级，如：H8/f7，K7/h6；当公差等级在IT8以下时，标准推荐孔与轴同级，如：H9/h9，D9/h9，IT8属于临界值，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一级的轴配合，如：H8/f8，H8/k7。基本尺寸500mm，一般采用孔、轴同级配合。(2)相配合的零、部件的精度应相匹配。如：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。第14页/共25页需考虑的重要问题：（3）配合性质及加工成本：过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低。一般孔的公差等
7、级应不低于IT8级，轴的不低于IT7级。这是因为公差等级过低，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。（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23级，如图所示的箱体孔与端盖的配合。第15页/共25页如图所示的箱体孔与端盖的配合，相配合零件的公差等级相差23级第16页/共25页配合种类的选择 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。选择的基本方法还是类比法、计算法和试验法三种。类比法是选择配合种类
8、的主要方法。应用类比法选择时，要考虑以下因素：1.各种基本偏差形成配合的特点 （1）间隙配合（2）过渡配合（3）过盈配合 2.配合件的工作情况3.配合件的生产情况 第17页/共25页 1.间隙配合的选择 工作时有相对运动或虽无相对运动而要求装拆方便的孔、轴配合，应选用间隙配合。n一般工作条件的滑动轴承，可以选用基本偏差f或F组成的配合，如H8/f7n相对运动速度较高、支承数目较多可以选用基本偏差d、e(或D、E)所组成的配合，如H8/e7n对孔、轴仅有轴向相对运动或速度很低，且有对准中心要求的配合，可选用基本偏差g(或G)所组成的配合，如H8/g7 n要求装拆方便且无相对运动的孔、轴配合可选用
9、基本偏差h(或H)所组成的配合，如H8/h7 第18页/共25页2.过渡配合的选择：对于既要求定位精确，又要求装拆方便的场合，应该选择过渡配合。n过渡配合最大间隙Xmax应小，以保证对中性，最大过盈Ymax也应小，以保证装拆方便，也就是配合公差Tf应该小，因此过渡配合中孔、轴标准公差等级应该较高n当对中性要求高、不常拆卸，传递载荷大、冲击和振动大时，应该选用较紧的配合，如H7/m6，H7/n6。反之，可以选择较松的配合，如H7/js6，H7/k6。第19页/共25页3.过盈配合的选择：对于利用过盈来保证固定或传递载荷的孔、轴配合，应选用过盈配合。n不传递载荷而只以作为定位用的过盈配合，可以选用
10、由基本偏差r、s(或R、S)组成的配合。n连接件如销、键等传递载荷的配合，可以选用小过盈的基本偏差p、r(或P、R)组成的配合，以增加联结的可靠性。n利用过盈传递载荷的配合，经过计算过盈大小，来选用由基本偏差t、u(或T、U)组成的配合。n过盈要求很大时，如基本偏差x、y、z(或X、Y、Z)组成的配合，要经过试验证明是否合理可靠。第20页/共25页其他情况对配合选择的影响u工作温度对配合选择的影响 温度差别很大时，选择配合就要考虑热变形的影响。如铝活塞与气缸钢套孔的配合u装配变形对配合选择的影响 在机械结构中，薄壁套筒装配后变形u生产类型对配合选择的影响 生产类型即批量的影响 大批量生产、单件
11、小批量生产第21页/共25页装配变形对配合选择的影响 由于套筒外表面与机座孔装配时会产生过盈，当套筒压入机座孔时，套筒内孔会收缩，产生变形，套筒孔径减小，不能满足要求解决方法：1.预先将套筒内孔加工的比60H7大些，用来补偿装配变形。2.将套筒压入机座孔之后，再按照60H7加工套筒内孔。第22页/共25页生产类型对配合选择的影响1.大批量生产，多用调整法进行加工，加工后的尺寸的分布通常遵循正态分布。2.单件小批量生产，多用试切法进行加工，孔和轴加工后的尺寸通常遵循偏态分布 孔加工之后多偏向最小极限尺寸，轴加工之后多偏向轴最大极限尺寸。第23页/共25页例：分析齿轮泵重要孔轴配合所采用的基准制，标准公差等级和配合种类第24页/共25页谢谢您的观看！第25页/共25页