公差配合與檢測(cè)技術(shù)孔、軸的公差與配合

1、第2章 孔、軸的公差與配合課前導(dǎo)讀 從最簡(jiǎn)單的光滑圓柱形即孔與軸的互換性要求出發(fā)，全面介紹了?公差與配合?國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，本章是本門課程的重要的核心內(nèi)容，是學(xué)習(xí)以后各章的根底。根底知識(shí) 公差與配合的根本術(shù)語及定義重點(diǎn)知識(shí) 公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)課前導(dǎo)讀孔和軸 (1)孔 主要指工件圓柱形的內(nèi)外表，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱形的內(nèi)外表局部由二平行平面或切面形成的包容面。 (2)軸 主要指工件的圓柱形外外表，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱外外表局部由二平行平面或切面形成的被包容面 在公差與配合標(biāo)準(zhǔn)中，孔是包容面，軸是被包容面，孔與軸都是由單一的主要尺寸構(gòu)成，例如：圓柱形的直徑、軸的鍵槽寬和鍵的鍵寬等。

2、孔和軸不僅表示通常的慨念,即圓柱體的內(nèi)、外外表，而且也表示由二平行平面或切面形成的包容面、被包容面。由此可見，除孔、軸以外，類似鍵連接的公差與配合也可直截應(yīng)用公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如圖2-1所示 。 .根本術(shù)語和定義圖2-12.1.2 有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義1.尺寸尺寸是指用特定單位表示長(zhǎng)度值的數(shù)值。 長(zhǎng)度值包括：直徑、半徑、寬度、深度、高度和中心距等。在機(jī)械制造中，一般常用毫米mm作為特定單位，在圖樣上標(biāo)注尺寸時(shí)，可將單位省略，僅標(biāo)注數(shù)值。當(dāng)以其它單位表示尺寸時(shí)，那么應(yīng)注明相應(yīng)的長(zhǎng)度單位，如：50m。2 .根本尺寸(D，d) 根本尺寸是由設(shè)計(jì)時(shí)給定的，孔用D表示，軸用d表示。它是設(shè)計(jì)者根據(jù)使用要

3、求，通過強(qiáng)度、剛度計(jì)算及結(jié)構(gòu)等方面的考慮，并按標(biāo)準(zhǔn)直徑或標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度圓整后所給定的尺寸。3.實(shí)際尺寸Da，da實(shí)際尺寸是通過測(cè)量所得的尺寸?？椎膶?shí)際尺寸以Da 表示，軸的實(shí)際尺寸以da表示。由于存在測(cè)量誤差，實(shí)際尺寸并非是被測(cè)尺寸的真值，它只是接近真實(shí)尺寸的一個(gè)隨機(jī)尺寸。 (4)極限尺寸允許尺寸變化的兩個(gè)極限值，其中極限值較大者稱為最大極限尺寸 ， ，極限值較小者稱為最小極限尺寸 ， ，如圖2-2所示。 圖2-21上偏差 最大極限尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差稱為上偏差。孔用ES表示，軸用es表示2下偏差 最小極限尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差稱為下偏差?？子肊I表示，軸用ei表示ES= Dmax -

4、 D， es=dmax - dEI=Dmin - D ei=d min - d 2-11、尺寸偏差某一尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差稱為尺寸偏差簡(jiǎn)稱偏差?？子肊表示，軸用e表示。偏差可能為正值或負(fù)值，亦可為零。2、極限偏差 上偏差和下偏差統(tǒng)稱為極限偏差。有關(guān)偏差、公差 的術(shù)語及定義3、實(shí)際偏差 實(shí)際尺寸減其根本尺寸所得的代數(shù)差稱為實(shí)際偏差?？缀洼S的實(shí)際偏差代號(hào)分別為Ea和ea。4、根本偏差 在公差與配合標(biāo)準(zhǔn)中，確定尺寸公差帶相對(duì)零線位置的那個(gè)極限偏差稱為根本偏差?？?、軸的根本偏差數(shù)值均已標(biāo)準(zhǔn)化，它可以是上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個(gè)極限偏差。 最大極限尺寸減最小極限尺寸之差。它是允許尺寸的

5、變動(dòng)量。尺寸公差是一個(gè)沒有符號(hào)的絕對(duì)值。假設(shè)孔的公差用TD表示，軸的公差用Td表示，其關(guān)系為 孔的公差 軸的公差5、尺寸公差簡(jiǎn)稱公差6、標(biāo)準(zhǔn)公差 公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的用以確定公差帶大小的任一公差值稱為標(biāo)準(zhǔn)公差。表示零件的尺寸相對(duì)其根本尺寸所允許變動(dòng)的范圍，叫做尺寸公差帶。1零線 公差帶圖中用于確定極限偏差的一條基準(zhǔn)線，即零偏差線，表示根本尺寸。位于零線上方的極限偏差值為正數(shù)，位于零線下方的極限偏差為負(fù)數(shù)，當(dāng)與零線重合時(shí)，表示偏差為零。 2偏差線 公差帶圖中與零線平行的直線，用于表示上、下偏差，亦稱為上、下偏差線。其間的寬度表示公差帶的大小即公差值。公差帶相對(duì)零線的位置由根本偏差確定。公

6、差帶圖的實(shí)例畫法如圖2-5所示。7、公差帶圖圖2-5公差與極限偏差是兩個(gè)極為重要的概念，既有區(qū)別又有聯(lián)系，搞清這兩個(gè)概念對(duì)于正確理解?公差與配合?國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有幫助?，F(xiàn)簡(jiǎn)單歸納如下：1兩者都是由設(shè)計(jì)給定的，反映了使用或設(shè)計(jì)要求。2公差是絕對(duì)值，且不能為零；偏差是代數(shù)值，可以為正值、負(fù)值或零。3公差反映了對(duì)尺寸分布的密集、均勻程度的要求，是用以限制尺寸誤差的；極限偏差表示對(duì)尺寸偏移程度的要求，是用以限制實(shí)際偏差的。8、公差與偏差的異同點(diǎn)說明4極限偏差決定了加工零件時(shí)機(jī)床進(jìn)刀、退刀位置，一般與零件加工精度要求無關(guān)，通常任何機(jī)床可加工任一極限偏差的零件；公差反映對(duì)制造精度的要求，表達(dá)了加工的難易程度。某

7、一精度等級(jí)的機(jī)床只能夠加工公差值在某一范圍內(nèi)的零件。5極限偏差在公差帶圖中限定公差帶的位置，影響孔軸結(jié)合的松緊程度；公差值表示公差帶的大小，影響配合松緊的均勻程度或配合精確程度。1、配合配合是指根本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。2、間隙X或過盈Y在軸與孔的配合中，孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差，當(dāng)差值為正時(shí)稱為間隙，用X表示；當(dāng)差值為負(fù)時(shí)稱為過盈，用Y表示。3、配合種類按配合性質(zhì)不同，配合可分為間隙配合，過盈配合和過渡配合三類。 有關(guān)配合的術(shù)語及定義 具有間隙包括最小間隙等于零的配合稱為間隙配合。在間隙配合中，孔的公差帶在軸的公差帶之上，如圖2-7所示。當(dāng)孔為最大極限尺寸而軸

8、為最小極限尺寸時(shí)，裝配后得到最大間隙Xmax；當(dāng)孔為最小極限尺寸而軸為最大極限尺寸時(shí)，裝配后得到最小間隙Xmin。最大間隙 Xmax= Dmax - dmin= ES - ei 2-4最小間隙 Xmin= Dmin - d max = EI - es 2-5平均間隙 Xav= Xmax + Xmin 2-6圖2-7 間隙配合4、間隙配合具有過盈包括最小過盈等于零的配合稱為過盈配合。在過盈配合中，孔的公差帶在軸的公差帶之下，如圖2-8所示。當(dāng)孔為最小極限尺寸而軸為最大極限尺寸時(shí)，裝配后得到最大過盈Ymax ；當(dāng)孔為最大極限尺寸而軸為最小極限尺寸時(shí)，裝配后得到最小過盈Ymin。最大過盈 Ymax=

9、 Dmin - dmax= EI - es 2-7最小過盈 Ymin= D max - d min = ES - ei 2-8平均過盈 Yav= Ymax + Ymin 2-9圖2-8過盈配合 5、過盈配合可能具有間隙或過盈的配合。對(duì)于孔、軸群體而言。假設(shè)單對(duì)孔、軸配合那么無過渡之說。此時(shí)，孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，如圖2-9所示。當(dāng)孔為最大極限尺寸而軸為最小極限尺寸時(shí)，裝配后得到最大間隙Xmax ；當(dāng)孔為最小極限尺寸而軸為最大極限尺寸時(shí)，裝配后得到最大過盈Ymax。最大間隙 Xmax= Dmax - dmin= ES - ei 2-10最大過盈 Ymax= Dmin - dmax= E

10、I - es 2-11平均過盈 Xav Yav= Xmax + Y max 2-12 圖2-9過渡配合 6、過渡配合允許間隙或過盈的變動(dòng)量稱為配合公差。它說明配合松緊程度的變化范圍。配合公差用Tf表示，是一個(gè)沒有符號(hào)的絕對(duì)值。對(duì)間隙配合 Tf = Xmax - Xmin對(duì)過盈配合 Tf = Ymin - Ymax對(duì)過渡配合 Tf = Xmax - Ymax 2-13)在上式中，把最大、最小間隙和過盈分別用孔、軸的極限尺寸或偏差帶入，可得三種配合的配合公差都為 Tf = TD + Td 2-14上式說明配合件的裝配精度與零件的加工精度有關(guān)，要提高裝配精度，使配合后間隙或過盈的變動(dòng)量小，那么應(yīng)減小

11、零件的公差，提高零件的加工精度。7、配合公差 用直角坐標(biāo)表示出相配合的孔和軸的間隙或過盈的變動(dòng)范圍的圖形叫做配合公差帶圖。三種配合的公差帶圖如以下圖所示。例2-1 假設(shè)某配合的根本尺寸為60mm，配合公差Tf=49m，最大間隙 = 19m，孔的公差 = 30m，軸的下偏差 = +11m，試畫出該配合的尺寸公差帶圖與配合公帶圖，并說明配合類別。解 求孔與軸的極限偏差 因?yàn)椋?所以 =49-30 m =19 m 因?yàn)?，所以 =19+11 m =30m =30-30 m =0 m 因?yàn)镋Sei且EIes，所以此配合為過渡配合。 求最大過盈 因?yàn)?所以 =19-49m =-30 m 。 畫出尺寸公差

12、帶圖和配合公差帶圖見以下圖a、b。 例題 根本偏差為一定的孔的公差帶，與不同根本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度，稱為基孔制配合，簡(jiǎn)稱基孔制?；字频目追Q為基準(zhǔn)孔，根本偏差為H，其下偏差為零，如圖2-10所示。 圖2-10基孔制配合2.2 公差與配合的標(biāo)準(zhǔn)化 2.2.1 基準(zhǔn)制 1、基孔制配合 根本偏差為一定的軸的公差帶，與不同根本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度，稱為基軸制配合，簡(jiǎn)稱基軸制?；S制的軸稱為基準(zhǔn)軸，根本偏差為h，其上偏差為零，如圖2-11所示。 2.基軸制配合圖2-11 基軸制配合 基準(zhǔn)制公差帶圖如圖2-12所示。由圖可知，基準(zhǔn)件公差畫有兩條虛線，一個(gè)表示精度較低，

13、一個(gè)表示精度較高。當(dāng)精度較高時(shí)，過渡配合將可能成為過盈配合，如 30H7/n6。此外，圖中所有孔、軸公差帶未封口者表示該位置待定，取決于公差值的大小。圖2-12 基準(zhǔn)制公差帶1、公差單位 公差單位是計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)公差的根本單位，是制定標(biāo)準(zhǔn)公差系列表格的根底。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定根本尺寸D500mm的常用尺寸段的公差單位i的計(jì)算公式如下i = 0. 45 3 D + 0.001D 2-15式中 D孔或軸的根本尺寸mmi 公差單位m 2、公差等級(jí)確定尺寸精確程度的等級(jí)稱為公差等級(jí)。不同零件和零件上不同部位的尺寸，對(duì)精確程度的要求往往不同，為了滿足生產(chǎn)的需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了20個(gè)公差等級(jí)，各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差的代號(hào)為IT01

14、、IT0、IT1、IT2、IT18，其中IT01精度最高，其余依次降低，標(biāo)準(zhǔn)公差值依次增大。2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)公差系列在尺寸500mm的常用尺寸范圍內(nèi)，各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算公式見表2-2。由表2-2可見，常用公差等級(jí)IT5 IT18，其計(jì)算公式可歸納為： IT=ai 2-16式中 a 公差等級(jí)系數(shù)，符合R5優(yōu)先數(shù)系。3、尺寸分段由標(biāo)準(zhǔn)公差的計(jì)算式可知，對(duì)應(yīng)每一個(gè)根本尺寸和公差等級(jí)就可計(jì)算出一個(gè)相應(yīng)的公差值，這樣編制的公差表格將非常龐大，給生產(chǎn)、設(shè)計(jì)帶來麻煩，同時(shí)也不利于公差值的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。為了減少標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)目、統(tǒng)一公差值、簡(jiǎn)化公差表格以便于實(shí)際應(yīng)用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)根本尺寸進(jìn)行了分段，對(duì)同一個(gè)尺寸段

15、內(nèi)的所有根本尺寸，在相同公差等級(jí)情況下，規(guī)定相同的標(biāo)準(zhǔn)公差。在計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)公差和根本偏差時(shí)，公差單位算式中D取尺寸段首尾兩個(gè)尺寸的幾何平均值。例如對(duì)3050mm尺寸段，D= 3050。 2.2.3 根本偏差系列1、代號(hào)為了滿足機(jī)器中各種不同性質(zhì)和不同松緊程度的配合需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔和軸分別規(guī)定了28個(gè)公差帶位置，分別由28個(gè)根本偏差代號(hào)來確定。根本偏差代號(hào)用拉丁字母表示，孔用大寫字母表示，軸用小寫字母表示。28種根本偏差代號(hào)，由26個(gè)拉丁字母中除去5個(gè)容易與其他參數(shù)混淆的字母I、L、O、Q、Wi、l、o、q、w，剩下的21個(gè)字母加上7個(gè)雙寫的字母CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZCcd、ef、

16、fg、js、za、zb、zc組成。這28種根本偏差構(gòu)成了根本偏差系列。2、根本偏差系列圖及其特征圖2-13為根本偏差系列圖。該圖主要有以下特征：1根本偏差系列中的Hh其根本偏差為零。2JSjs與零線對(duì)稱，上偏差ESes= + IT/2，下偏差EIei= - IT/2，上下偏差均可作為根本偏差。JS和js將逐漸代替近似對(duì)稱于零線的根本偏差J和j，因此在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，孔僅有J6、J7和J8，軸僅保存了j5、j6、j7和j8。3在孔的根本偏差系列中，A至H的根本偏差為下偏差EI，J至ZC的根本偏差為上偏差ES。在軸的根本偏差系列中，a至h的根本偏差為上偏差es，j至zc的根本偏差為下偏差ei。從A至H

17、a至h其根本偏差的絕對(duì)值逐漸減小，從J至ZCj至zc其根本偏差的絕對(duì)值一般為逐漸增大。4圖2-13中各公差帶只畫出根本偏差一端，另一端取決于標(biāo)準(zhǔn)公差值的大小。3、軸的根本偏差數(shù)值 軸的根本偏差數(shù)值是以基孔制配合為根底，按照各種配合要求，再根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果得出的一系列公式經(jīng)計(jì)算后圓整尾數(shù)而得出。軸的根本偏差計(jì)算公式見有關(guān)參考資料。為了方便使用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按有關(guān)軸的根本偏差計(jì)算公式計(jì)算列出了軸的根本偏差數(shù)值表，見表2-4。軸的根本偏差可查表確定，另一個(gè)極限偏差可根據(jù)軸的根本偏差數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)公差值按以下關(guān)系計(jì)算： ei = es- IT 2-17 es = ei + IT 2-184、孔的

18、根本偏差數(shù)值 孔的根本偏差數(shù)值是由同名的軸的根本偏差換算得到的。換算原那么為：同名配合的配合性質(zhì)不變，即基孔制的配合如H9/f9、40H7/p6變成同名基軸制的配合如F9/h9、40P7/h6時(shí)，其配合性質(zhì)極限間隙或極限過盈不變。根據(jù)上述原那么，孔的根本偏差按以下兩種規(guī)那么換算：1通用規(guī)那么 用同一字母表示的孔、軸的根本偏差的絕對(duì)值相等，符號(hào)相反。孔的根本偏差是軸的根本相對(duì)于零線的倒影。即ES = - ei 適用于AH 2-19EI = - es 適用于同級(jí)配合的JZC 2-202特殊規(guī)那么 用同一字母表示的孔、軸的根本偏差的符號(hào)相反，而絕對(duì)值相差一個(gè)值。即 ES = - ei + = ITn

19、 - ITn-1 2-21特殊規(guī)那么適用于根本尺寸500mm，標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8的J、K、M、N和標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T7的PZC。孔的另一個(gè)極限偏差可根據(jù)孔的根本偏差數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)公差值按以下關(guān)系式計(jì)算 EI = ES - IT 2-22 ES = EI + IT 2-23按上述換算規(guī)那么，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定出孔的根本偏差數(shù)值表，見表2-5。例2-1 查表確定35j6、72K8、90R7的根本偏差與另一極限偏差。解：35j6：查表2-3 IT6時(shí)，Td = 16m 查表2-4 ei = - 5m，那么es = ei + T d = 11m即35j6 35 mm72K8：查表2-3 IT8時(shí)，TD = 46m 查表2

20、-5 ES= - 2m + = -2+16m=14m EI = ES - T D = 14 - 46m = - 32m即72K8 72 mm90R7：查表2-3 IT7時(shí)，TD =35m查表2-5 ES = - 51m +=-15+13m=- 38mEI =ES -TD = -38-35m= -73m即90R7 90 mm各種根本偏差的應(yīng)用說明見表2-6。+0.011+0.014-0.0381、公差帶代號(hào)與配合代號(hào) 孔、軸的公差帶代號(hào)由根本偏差代號(hào)和公差等級(jí)數(shù)字組成，例如H7、F7、K7、P6等為孔的公差帶代號(hào)；h7、g6、m6、r7等為軸的公差帶代號(hào)。 當(dāng)孔和軸組成配合時(shí)，配合代號(hào)寫成分?jǐn)?shù)形

21、式，分子為孔的公差帶代號(hào)，分母為軸的公差代號(hào)。如 或H7/g6。如指某根本尺寸的配合，那么根本尺寸標(biāo)在配合代號(hào)之前，如30H7/g6。2、圖樣中尺寸公差的標(biāo)注形式零件圖中尺寸公差的三種標(biāo)注形式如圖2-14所示。1、標(biāo)注根本尺寸和公差帶代號(hào) 如圖2-14a所示，此種標(biāo)注適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品零件。H72.2.4 公差與配合在圖樣上的標(biāo)注2、標(biāo)注根本尺寸和極限偏差值 如圖2-14b所示，此標(biāo)注一般在單件或小批生產(chǎn)的產(chǎn)品零件圖樣上采用，應(yīng)用較廣泛。3、標(biāo)注根本尺寸、公差帶代號(hào)和極限偏差值，如圖2-14c所示，此種標(biāo)注適用于中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品零件。3、圖樣中配合代號(hào)的標(biāo)注形式在裝配圖上，主要標(biāo)注配合代

22、號(hào)，即標(biāo)注孔、軸的根本偏差代號(hào)及公差等級(jí)代號(hào)，如圖2-15所示。圖2-15 裝配圖上配合代號(hào)的標(biāo)注圖2-14 零件圖中尺寸公差的標(biāo)注2.2.5 常用和優(yōu)先公差帶與配合 國(guó)標(biāo)規(guī)定了20個(gè)公差等級(jí)和28種根本偏差，如將任一根本偏差與任一標(biāo)準(zhǔn)公差組合，在根本尺寸500mm的范圍內(nèi)，孔公差帶有2027+3=543個(gè)，軸公差帶有2027+4=544個(gè)。如此多的公差帶都使用顯然是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)樗厝粚?dǎo)致定值刀具和量具規(guī)格的繁多。 為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先軸用公差帶共119種，如圖2-16所示。圖中方框內(nèi)的59種為常用公差帶，圓圈內(nèi)的13種為優(yōu)先公差帶。圖2-16 一般、常用和優(yōu)先軸公差帶 國(guó)家

23、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先孔用公差帶共105種，如圖2-17所示。圖中方框內(nèi)的44種為常用公差帶，圓圈內(nèi)的13種為優(yōu)先公差帶。 選用公差帶時(shí)，應(yīng)按優(yōu)先、常用、一般公差帶的順序選取。假設(shè)一般公差帶中也沒有滿足要求的公差帶，那么按國(guó)標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)公差和根本偏差組成的公差帶來選取。 對(duì)于配合，國(guó)標(biāo)規(guī)定基孔制常用配合59種，優(yōu)先配合13種，如表2-7所示。基軸制常用配合47種，優(yōu)先配合13種，如表2-8所示。圖2-17 一般、常用和優(yōu)先孔公差帶 一般公差是指在車間一般加工條件下可以保證的公差，是機(jī)床設(shè)備在正常維護(hù)操作情況下，能到達(dá)的經(jīng)濟(jì)加工精度。采用一般公差時(shí)，在該尺寸后不標(biāo)注極限偏差或其他代號(hào)，所以也

24、稱未注公差。 GB/T1804-2000對(duì)線性尺寸的一般公差規(guī)定了4個(gè)公差等級(jí)：精密級(jí)、中等級(jí)、粗糙級(jí)和最粗級(jí)。 當(dāng)采用一般公差時(shí)，在圖樣上只注根本尺寸，不注極限偏差，而應(yīng)在圖樣的技術(shù)要求或有關(guān)技術(shù)文件中，用標(biāo)準(zhǔn)號(hào)和公差等級(jí)代號(hào)作出總的表示。例如，中選用中等級(jí)m時(shí)那么表示為GB/T1804m。 分別用字母f、m、c和v表示，而對(duì)尺寸也采用了大的分段，具體數(shù)值見表2-112.2.6 一般公差 2.3 公差與配合選擇 公差與配合的選擇主要是基準(zhǔn)制、公差等級(jí)和配合種類的選擇。 公差配合的選擇一般有3種方法：類比法、計(jì)算法和試驗(yàn)法。類比法就是通過對(duì)類似機(jī)器和零部件進(jìn)行調(diào)查研究、分析比照后，根據(jù)前人的經(jīng)

25、驗(yàn)教訓(xùn)來選取公差與配合。這是目前應(yīng)用最多、也是最主要的一種方法。計(jì)算法是按照一定的理論和公式來確定需要的間隙或過盈。這種方法雖然麻煩，但比較科學(xué)，只是有時(shí)將條件理論化、簡(jiǎn)單化了，使得計(jì)算結(jié)果不完全符合實(shí)際。試驗(yàn)法是通過試驗(yàn)或統(tǒng)計(jì)分析來確定間隙或過盈。這種方法合理、可靠，只是代價(jià)較高，因而只用于重要產(chǎn)品的重要配合處。本節(jié)討論公差配合的選擇，主要采用類比法。 基準(zhǔn)制的選擇主要考慮結(jié)構(gòu)的工藝性及加工的經(jīng)濟(jì)性，一般原那么如下。1一般情況下優(yōu)先選用基孔制 優(yōu)先選用基孔制，這主要是從工藝性和經(jīng)濟(jì)性來考慮的?？淄ǔＳ枚ㄖ档毒呷玢@頭、鉸刀、拉刀等加工，用極限量規(guī)塞規(guī)檢驗(yàn)。當(dāng)孔的根本尺寸和公差等級(jí)相同而根本偏差

26、改變時(shí)，就需要更換刀具、量具。而一種規(guī)格的磨輪或車刀，可以加工不同根本偏差的軸，軸還可以用通用量具進(jìn)行測(cè)量。所以，為了減少定值刀具、量具的規(guī)格和數(shù)量，利于生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制。 2.3.1 基準(zhǔn)制的選擇2有明顯經(jīng)濟(jì)效益時(shí)應(yīng)選用基軸制1當(dāng)在機(jī)械制造中采用具有一定公差等級(jí)IT7IT9的冷拉鋼材，其外徑不經(jīng)切削加工即能滿足使用要求如農(nóng)業(yè)機(jī)械和紡織機(jī)械等時(shí)，就應(yīng)選擇基軸制，再按配合要求選用適當(dāng)?shù)目坠顜Ъ庸た拙涂梢粤恕＿@在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上都是合理的。2由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，宜采用基軸制。圖2-18a所示為發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞銷軸與連桿銅套孔和活塞孔之間的配合，根據(jù)工作要求，活塞銷軸與活塞孔應(yīng)為過渡配合

27、，而活塞銷軸與連桿之間由于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)為間隙配合。假設(shè)采用基孔制配合，如圖2-18b所示，銷軸將做成階梯狀，這樣既不便于加工，又不利于裝配。假設(shè)采用基軸制配合，如圖2-18c所示，銷軸做成光軸，既方便加工，又利于裝配。圖2-18 基準(zhǔn)制選擇例如之一3與標(biāo)準(zhǔn)件配合時(shí)，應(yīng)服從標(biāo)準(zhǔn)件的既定外表 標(biāo)準(zhǔn)件通常由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)，在制造時(shí)其配合部位的基準(zhǔn)制已確定。所以與其配合的軸和孔一定要服從標(biāo)準(zhǔn)件既定的基準(zhǔn)制。例如，與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈配合的軸應(yīng)選用基孔制，而與滾動(dòng)軸承外圈外徑相配合的外殼孔應(yīng)選用基軸制，如圖2-19所示。4在特殊需要時(shí)可采用非基準(zhǔn)制配合 非基準(zhǔn)制配合是指由不包含根本偏差H和h的任一孔、軸公差

28、帶組成的配合。圖2-19所示為軸承座孔同時(shí)與滾動(dòng)軸承外徑和端蓋的配合，滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，它與軸承座孔的配合應(yīng)為基軸制過渡配合，選取軸承座孔公差帶為110J7，而軸承座孔與端蓋的配合應(yīng)為較低精度的間隙配合，座孔公差帶已定為J7，現(xiàn)在只能對(duì)端蓋選定一個(gè)位于J7下方的公差帶，以形成所要求的間隙配合。考慮到端蓋的性能要求和加工的經(jīng)濟(jì)性，采用f9的公差帶，最后確定端蓋與軸承座孔之間的配合為110J7/f9。圖2-19 基準(zhǔn)制選擇例如之二 選擇公差等級(jí)的根本原那么是：在滿足使用要求的前提下，盡量選取低的公差等級(jí)。 公差等級(jí)的選擇常采用類比法，即參考從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)資料，聯(lián)系待定零件的工藝、配合和

29、結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，經(jīng)分析后再確定公差等級(jí)。其一般過程如下：1、了解各個(gè)公差等級(jí)的應(yīng)用范圍 可參考表2-10和附錄A中的附表3。2、掌握配合尺寸公差等級(jí)的應(yīng)用情況 可參考表2-11。3、熟悉各種工藝方法的加工精度 公差等級(jí)與加工方法的關(guān)系見表2-12。要慎重選擇使用高精度公差等級(jí)，否那么會(huì)使加工本錢急劇增加。4、注意孔、軸配合時(shí)的工藝等價(jià)性 孔和軸的工藝等價(jià)性是指孔和軸加工難易程度應(yīng)相同。 2.3.2 公差等級(jí)的選用 表2-13按工藝等價(jià)性選擇軸的公差等級(jí)要 求 配 合條件：孔的公差等級(jí)軸應(yīng)選的公差等級(jí)實(shí) 例IT8IT8軸比孔高一級(jí)軸與孔同級(jí)H7/f6H9/d9過盈配合IT7IT7軸比孔高一級(jí)軸與孔同

30、級(jí)H7/p6H8/s8 精度要求不高的配合允許孔、軸的公差等級(jí)相差23級(jí)，如圖2-19中軸承端蓋凸緣與箱體外殼孔的配合代號(hào)為110J7/f9，孔、軸的公差等級(jí)相差2級(jí)。 1.按表2-14確定大體方向初選。 1間隙配合具有一定的間隙量，間隙量小時(shí)主要用于精確定心又便于拆卸的靜連接，或結(jié)合件間只有緩慢移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)聯(lián)接;間隙量較大時(shí)主要用于結(jié)合件間有轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)的動(dòng)連接。 2過渡配合可能具有間隙或過盈，但不管是間隙量還是過盈量都很小，主要用于精確定心，結(jié)合件間無相對(duì)運(yùn)動(dòng),可拆卸的靜聯(lián)接 3)過盈配合具有一定的過盈量，主要用于結(jié)合件無相對(duì)運(yùn)動(dòng)不可拆卸的靜連接。當(dāng)過盈量較小時(shí)，只作精確定心用;

31、過盈量較大時(shí)，可直接用于傳遞力矩 2.3.3 配合的選擇 表2-14配合類別選擇的大體方向無相對(duì)運(yùn)動(dòng)要傳遞轉(zhuǎn)矩要精確同軸永久結(jié)合過盈配合可拆結(jié)合過渡配合或基本偏差為H(h)的間隙配合加緊固件不要精確同軸間隙配合加緊固件不需要傳遞轉(zhuǎn)矩過渡配合或輕的過盈配合有相對(duì)運(yùn)動(dòng)只有移動(dòng)基本偏差為H(h)、G(g) 等間隙配合轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)基本偏差A(yù)F(af) 等間隙配合注： 緊固件指鍵、銷釘和螺釘?shù)取?指非基準(zhǔn)件的根本偏差代號(hào)。(一)配合種類選擇的根本方法 配合種類選擇的根本方法有三種：計(jì)算法、試驗(yàn)法和類比法。在實(shí)際工作中，大多采用類比法來選擇公差與配合。 (二)各種配合的特征及應(yīng)用 1).間隙配

32、合 1H/a、H/b、H/c配合為特大間隙配合，應(yīng)用不廣泛，一般應(yīng)用于受力變形較大或較大間隙的場(chǎng)合的場(chǎng)合，如起重機(jī)吊鉤的鉸鏈等。 2H/d配合一般用于IT7IT11級(jí) 間隙較大，適用于較松的配合，如滑輪、空轉(zhuǎn)帶輪等與軸的配合，推薦的配合H9/d9。2. 按表2-15、表2-16和表2-17確定精選。3H/e配合多用于IT7IT9級(jí)，通常適用于要求有明顯間隙，易于轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐配合，如內(nèi)燃機(jī)主軸承的配合 4H/f配合多用于IT6IT8級(jí)的一般轉(zhuǎn)動(dòng)配合。當(dāng)溫度影響不大時(shí)，被廣泛用于普通潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的支承。推薦的配合為H8/f7 5H/g配合多用于IT5IT7級(jí)，配合間隙很小，制造本錢高，該配合最

33、適合不回轉(zhuǎn)的精密滑動(dòng)配合，也用于插銷等的定位配合 6H/h配合多用于IT4IT11級(jí)。廣泛用于無相對(duì)傳動(dòng)零件，作為一般的定位配合。推薦的配合為H7/h6、H8/h7、H9/h9、H11/h11。 2).過渡配合 屬于過渡配合一類的根本偏差代號(hào)主要是js、j、k、m、n或J、JS、K、M、N，適用于IT4IT7級(jí)。 1H/js和H/j配合用于要求間隙比h軸小并且允許略有過盈的定位配合，推薦的配合為H7/js6。用于較精密的定位，如帶輪與軸的配合。2H/k配合為平均間隙接近于0的配合?？捎糜谏杂姓駝?dòng)的定位配合，推薦的配合為H7/k6，用于精確定位，如剛性聯(lián)軸器的配合 3H/m配合為平均具有很小過盈

34、的配合。用于能抗振的精確定位，加鍵能傳遞較大的荷載，一般可用木錘來裝配，但在最大過盈時(shí)，要求有相當(dāng)?shù)膲喝肓Α?4H/n配合的平均過盈比m軸稍大，通常用于精確定位或精密組件配合，加鍵能傳遞大轉(zhuǎn)矩或沖擊性載荷，一般大修時(shí)才拆卸，用錘或壓入機(jī)裝配。3).過盈配合 屬于過盈配合一類的根本偏差代號(hào)為pzc或PZC共十二種根本偏差,一般過盈配合公差等級(jí)為IT5IT7級(jí) (1)H/p、H/r配合為輕型過盈配合，主要用于定位精度很高。推薦的配合為H7/p6 2H/s、H/t配合為中型過盈配合，多采用IT6、IT7級(jí)。主要用于鋼或鐵制零件的永久性或半永久性結(jié)合。一般用壓力機(jī)裝配 。3H/u、H/v配合為重型過盈

35、配合。適用于傳遞和承受大的轉(zhuǎn)矩和動(dòng)荷載，完全依靠過盈產(chǎn)生的結(jié)合力保證牢靠聯(lián)結(jié)的配合。 4H/x、H/y、H/z配合為特重型過盈配合。經(jīng)試驗(yàn)后才能應(yīng)用。 3按表2-18和表2-19調(diào)整。 表2-18對(duì)選擇的間隙配合的調(diào)整具 體 情 況間隙的增大或減小具 體 情 況間隙的增大或減小減小增大兩支承距離較大或多支承時(shí)增大表面粗糙度值較大時(shí)減小支承間同軸度誤差大時(shí)增大潤(rùn)滑油黏度較大時(shí)增大增大減小定心精度較低時(shí)增大4工程中常用機(jī)構(gòu)的配合如圖2-20所示?，F(xiàn)簡(jiǎn)要說明如下。 圖2-20a所示為車床尾座和頂尖套筒的配合，套筒在調(diào)整時(shí)要在車床尾座孔中滑動(dòng)，需有間隙，但在工作時(shí)要保證頂尖高的精度，所以要嚴(yán)格控制間隙

36、量以保證同軸度，應(yīng)選擇了最小間隙為零的間隙定位配合H/h類。 圖2-20b所示為三角皮帶輪與轉(zhuǎn)軸的配合，皮帶輪上的力矩通過鍵連接作用于轉(zhuǎn)軸上，為了防止沖擊和振動(dòng)，兩配合件采用了輕微定心配合H/js類。 圖2-20c所示為起重機(jī)吊鉤鉸鏈配合，這類粗糙機(jī)械只要求動(dòng)作靈活，便于裝配，且多為露天作業(yè)，對(duì)工作環(huán)境要求不高，故采用了特大間隙低精度配合。 圖2-20d所示為管道的法蘭連接，為使管道連接時(shí)能對(duì)準(zhǔn)，一個(gè)法蘭上有一凸緣和另一法蘭上的凹槽相結(jié)合，用凸緣和凹槽的內(nèi)徑作為對(duì)準(zhǔn)的配合尺寸。為了防止?jié)B漏，在凹槽底部放有密封填料，并由凸緣將之壓緊。凸緣和凹槽的外徑處的配合本來只要求有一定間隙，易于裝配即可；但

37、由于凸緣和凹槽的外徑在加工時(shí)，不可防止地會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于內(nèi)徑的同軸度誤差，所以在外徑處采用大的間隙配合，這里用的是H12/h12。 圖2-20e所示為內(nèi)燃機(jī)排氣閥與導(dǎo)管的配合，由于氣門導(dǎo)桿工作時(shí)溫度很高，為補(bǔ)償熱變形，故采用很大間隙H7/c6配合，以確保氣門導(dǎo)桿不被卡住。 圖2-20f所示為滑輪與心軸的配合注：心軸是只承受彎矩作用而不承受轉(zhuǎn)矩作用的軸，傳動(dòng)軸正好相反，轉(zhuǎn)軸那么兼而有之，既承受彎矩作用又承受轉(zhuǎn)矩作用。為使滑輪在心軸上能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，宜采用較大的間隙配合，故采用了H/d配合。機(jī)器中有些結(jié)合本來只需稍有間隙，能有活動(dòng)作用即可，但為了補(bǔ)償形位誤差對(duì)裝配的影響，需增大間隙，這時(shí)也常采用這種配合。

38、 圖2-20g所示為連桿小頭孔與襯套的配合，這類配合的過盈能產(chǎn)生足夠大的夾緊力，確保兩相配件連為一個(gè)整體，而又不致于在裝配時(shí)壓壞襯套。 圖2-20h所示為聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸的配合，這種配合過盈較大，對(duì)鋼和鑄鐵件適于作永久性結(jié)合，圖2-20e中的內(nèi)燃機(jī)閥座和缸頭的配合也屬于H/t類。 圖2-20i所示為火車輪緣與輪轂的配合，這種配合過盈量很大，需用熱套法裝配，且應(yīng)驗(yàn)算在最大過盈時(shí)其內(nèi)應(yīng)力不許超出材料的屈服強(qiáng)度。圖2-20 工程中常用機(jī)構(gòu)的配合 例-1 如下圖為鉆模的一局部。鉆模板4上有襯套2，快換鉆套1在工作中要求能迅速更換，當(dāng)快換鉆套1以其銑成的缺邊對(duì)正鉆套螺釘3后可以直接裝入襯套2的孔中，再順時(shí)

39、針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，鉆套螺釘3的下端面就蓋住鉆套2.4 公差與配合選擇綜合例如 解：(1)基準(zhǔn)制的選擇：對(duì)襯套與鉆模板的配合以及鉆套與襯套的配合，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)無特殊要求，按國(guó)際規(guī)定，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制。 對(duì)鉆頭與鉆套內(nèi)孔的配合，因鉆頭屬于標(biāo)準(zhǔn)刀具，可以視為標(biāo)準(zhǔn)件，故與鉆套的內(nèi)孔配合應(yīng)該采用基軸制。 1的另一缺面。這樣鉆削時(shí)，鉆套1便不會(huì)因?yàn)榍行寂懦霎a(chǎn)生的摩擦力而使其退出襯套2的孔外，當(dāng)鉆孔后更換鉆套1時(shí)，可將鉆套1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后直接取下，換上另一個(gè)孔徑不同的快換鉆套而不必將鉆套螺釘3取下。鉆?，F(xiàn)需加工工件上的12mm孔時(shí)，試選擇如圖襯套2與鉆模板4的公差配合、鉆孔時(shí)快換鉆套1與襯套2以及內(nèi)孔與鉆頭

40、的公差配合。 (2)公差等級(jí)的選擇：參看表2-13，鉆模夾具各元件的連接，可以按照用于配合尺寸的IT5IT8級(jí)選用。 參看表2-16，重要的配合尺寸，對(duì)軸可以選IT6，對(duì)孔可以選擇IT7。本例中鉆模板的孔、襯套的孔、鉆套的孔統(tǒng)一按照IT7選用。而襯套的外圓、鉆套的外圓那么按照IT6選用。3配合種類的選擇：襯套與鉆模的配合，要求連接牢靠，在輕微沖擊和負(fù)荷下不用連接件也不會(huì)發(fā)生松動(dòng)，即使襯套內(nèi)孔磨損了，需要更換時(shí)拆卸的次數(shù)也不多。因此選擇平均過盈率大的過渡配合，本例配合選為 。 鉆套與襯套的配合，經(jīng)常用手更換，故需要一定間隙保證更換迅速，但是因?yàn)橛忠笥袦?zhǔn)確的定心，間隙不能過大，為此精密手動(dòng)移動(dòng)的配合選定為。本例中選為 。 至于鉆套內(nèi)孔，因要引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)著的刀具進(jìn)給，既要保證一定的導(dǎo)向精度，又要防止間隙過小而