光滑圓柱面的公差配合(二)

1、課題三、（續(xù)） 光滑圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)（常用尺寸尺寸公差與配合的選用）圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)n 圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)實(shí)際上就是圓柱結(jié)合的公差與配合的選用，它是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中至關(guān)重要的一環(huán)，公差與配合的選用是否恰當(dāng)，對(duì)機(jī)械的使用性能和制造成本有著很大的影響。圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)包括：n配合制的選用n公差等級(jí)的選用n配合的選用配合制的選擇n基孔制和基軸制是兩種平行的配合制?；字婆浜夏軡M足要求的，用同一偏差代號(hào)按基軸制形成的配合，也能滿足使用要求。如：H7/k6與K7/h6的配合性質(zhì)基本相同，稱為“同名配合”。所以，配合制的選擇與功能要求無(wú)關(guān)，主要考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的合理性。n從制造加工方面考慮，兩

2、種基準(zhǔn)制適用的場(chǎng)合不同；從加工工藝的角度來(lái)看，對(duì)應(yīng)用最廣泛的中小直徑尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞規(guī)、心軸等）檢驗(yàn)。而一種規(guī)格的定尺寸刀具和量具，只能滿足一種孔公差帶的需要。對(duì)于軸的加工和檢驗(yàn)，一種通用的外尺寸量具，也能方便地對(duì)多種軸的公差帶進(jìn)行檢驗(yàn)。由此可見：對(duì)于中小尺寸的配合，應(yīng)盡量采用基孔制配合。 基軸制的應(yīng)用n用冷拉光軸作軸時(shí)。冷拉圓型材，其尺寸公差可達(dá)IT7IT9，能夠滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械上的軸頸精度要求，在這種情況下采用基軸制，可免去軸的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性質(zhì)的配合。 n采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)。滾動(dòng)軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，

3、它的內(nèi)圈與軸頸配合無(wú)疑應(yīng)是基孔制，而外圈與外殼孔的配合應(yīng)是基軸制。 n同一基本尺寸的軸與多孔相配合，且配合性質(zhì)要求不同時(shí)。如圖所示的活塞部件中，活塞銷和活塞與連桿的配合，根據(jù)功能要求，活塞銷和活塞的配合應(yīng)為過(guò)渡配合，而活塞銷與連桿的配合則應(yīng)為間隙配合。 非基準(zhǔn)制的應(yīng)用n在實(shí)際生產(chǎn)中，由于結(jié)構(gòu)或某些特殊的需要，允許采用非配合制配合。即非基準(zhǔn)孔和非基準(zhǔn)軸配合，如：當(dāng)機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)一個(gè)非基準(zhǔn)孔（軸）和兩個(gè)以上的軸（孔）配合時(shí)，其中肯定會(huì)有一個(gè)非配合制配合。如圖所示，箱體孔與滾動(dòng)軸承和軸承端蓋的配合。由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，它與箱體孔的配合選用基軸制配合，箱體孔的公差帶代號(hào)為J7，箱體孔與端蓋的配合可選低精

4、度的間隙配合J7/f9 ，既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位，還有利于降低成本。n基孔制、基軸制的優(yōu)先、常用配合見表2-13、2-14。公差等級(jí)的選擇原則n公差等級(jí)的選擇的實(shí)質(zhì)就是尺寸制造精度的確定，尺寸的精度與加工的難易程度、加工的成本和零件的工作質(zhì)量有關(guān)。公差等級(jí)越高，合格尺寸的大小越趨一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。公差與成本的關(guān)系如圖3-12所示。因此，公差等級(jí)選擇的基本原則是：在滿足使用性能的前提下，盡量選擇較低的精度等級(jí)。 公差等級(jí)的選擇方法n公差等級(jí)的選擇的方法一般采用類比法，對(duì)于已知配合要求的也可以用計(jì)算法確定其公差等級(jí)。書P35頁(yè)列出公差等級(jí)的應(yīng)用，表2-21列出各種

5、加工方法所能達(dá)到的精度等級(jí)。一般配合尺寸的公差等級(jí)范圍為IT5IT13，表列出配合IT5IT13級(jí)的應(yīng)用，供采用類比法時(shí)對(duì)比選用。 公差等級(jí)的應(yīng)用 配合IT5至IT13級(jí)的應(yīng)用（尺寸mm） 采用類比法選擇公差等級(jí)時(shí)應(yīng)考慮 的問(wèn)題n（1）應(yīng)遵循工藝等價(jià)的原則，即相互結(jié)合的零件，其加工的難易程度應(yīng)基本相當(dāng)。根據(jù)這一原則，對(duì)于基本尺寸500mm的，當(dāng)公差等級(jí)在IT8以上時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級(jí)，如：H8/m7，K7/h6；當(dāng)公差等級(jí)在IT8以下時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)推薦孔與軸同級(jí)，如：H9/h9，D9/h9，IT8屬于臨界值，IT8級(jí)的孔可與同級(jí)的軸配合，也可以與高一級(jí)的軸配合，如：H8/f8，H8/k7。對(duì)于基

6、本尺寸500mm的，一般采用孔、軸同級(jí)配合。n（2）相配合的零、部件的精度應(yīng)相匹配。如：與齒輪孔相配合的軸的精度就受齒輪精度的制約；與滾動(dòng)軸承相配合的外殼孔和軸的精度應(yīng)當(dāng)與滾動(dòng)軸承的精度相匹配。 采用類比法選擇公差等級(jí)時(shí)應(yīng)考慮 的問(wèn)題 （續(xù)）n（3）過(guò)盈、過(guò)渡和較緊的間隙配合，精度等級(jí)不能太低。一般孔的公差等級(jí)應(yīng)不低于IT8級(jí)，軸的不低于IT7級(jí)。這是因?yàn)楣畹燃?jí)過(guò)低，使過(guò)盈配合的最大過(guò)盈過(guò)大，材料容易受到損壞；使過(guò)渡配合不能保證相配的孔、軸既裝卸方便又能實(shí)現(xiàn)定心的要求；使間隙配合產(chǎn)生較大的間隙，不能滿足較緊配合的要求。n（4）在非配合制的配合中，當(dāng)配合精度要求不高，為降低成本，允許相配合零件

7、的公差等級(jí)相差23級(jí)，如圖所示的箱體孔與端蓋的配合。 配合種類的選擇n配合種類的選擇主要就是根據(jù)零件的功能要求，確定配合的類型及非配合制的基本偏差代號(hào)。選擇的基本方法還是類比法、計(jì)算法和試驗(yàn)法三種。類比法是選擇配合種類的主要方法。應(yīng)用類比法選擇時(shí)，要考慮以下因素： n配合件的工作情況 n各種基本偏差形成配合的特點(diǎn) n配合件的生產(chǎn)情況 配合件的工作情況n選擇配合的類型時(shí)，應(yīng)考慮配合件間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)、定心精度高低、配合件受力情況、裝配情況等。配合類型的選擇可依據(jù)下表來(lái)對(duì)比選擇。 各種基本偏差形成配合的特點(diǎn)n間隙配合有AH（ah）共十一種，其特點(diǎn)是利用間隙貯存潤(rùn)滑油及補(bǔ)償溫度變形、安裝誤差、彈性變形

8、等所引起的誤差。生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，不僅用于運(yùn)動(dòng)配合，加緊固件后也可用于傳遞力矩。不同基本偏差代號(hào)與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）分別形成不同間隙的配合。主要依據(jù)變形、誤差需要補(bǔ)償間隙的大小、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、是否要求定心或拆卸來(lái)選定。n過(guò)渡配合有JSN（jsn）四種基本偏差，其主要特點(diǎn)是定心精度高且可拆卸。也可加鍵、銷緊固件后用于傳遞力矩，主要根據(jù)機(jī)構(gòu)受力情況、定心精度和要求裝拆次數(shù)來(lái)考慮基本偏差的選擇。定心要求高、受沖擊負(fù)荷、不常拆卸的，可選較緊的基本偏差，如N（n），反之應(yīng)選較松的配合，如：K（k）或JS（js）。各種基本偏差形成配合的特點(diǎn)（續(xù)）n過(guò)盈配合有PZC（pzc）13種基本偏差，其特點(diǎn)是由于有過(guò)盈，裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小，產(chǎn)生彈性變形，在結(jié)合面上產(chǎn)生一定的正壓力和摩擦力，用以傳遞力矩和緊固零件。選擇過(guò)盈配合時(shí)，如不加鍵、銷等緊固件，則最小過(guò)盈應(yīng)能保證傳遞所需的力矩，最大過(guò)盈應(yīng)不使材料破壞，故配合公差不能太大，所以公差等級(jí)一般為IT5IT7?；酒罡鶕?jù)最小過(guò)盈量及結(jié)合件的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選取。n軸的基本偏差在具體選用，可參考表2-23，并按表2-24所推薦的，盡量選用優(yōu)先配合。配合件的生產(chǎn)情況n按大批大量生產(chǎn)時(shí)，加工后所得的尺寸通常呈正態(tài)分布；而單件小批量生產(chǎn)時(shí)，加工所得的孔的尺寸多偏向最小