《互换性与测量技术》课件第二章-极限与配合及圆柱结合的互换性

,第二章,极限与配合及圆柱结合,的互换性,第一节 概述,第三节 标准公差系列,第四节 基本偏差系列,第五节 公差与配合的标准化,第六节 一般尺寸公差,第二节 极限与配合的基本术语及定义,第七节 公差与配合的选用,圆柱结合是机械制造中应用最广泛的一种结合，,由孔和轴构成,。,圆柱结合的公差制是机械工程方面重要的基础标,准，包括,极限制、配合制、检验制及量规制,等。这种公差制不仅用于圆柱形内、外表面的结合，也适用于其他结合中由单一尺寸确定的部分，例如键结合中的键,(,槽,),宽，花键结合中的外径、内径及键,(,槽,),宽等。,.,概述,公差与配合概念,“,公差,”主要反映机器零件使用要求与制造要求的矛盾；而“,配合,”则反映组成机器的零件之间的关系。,公差与配合的标准化有利于机器的设计、制造、使用和维修。公差与配合标准是使机械工业能广泛组织专业化集中生产和协作，实现互换性生产的一个基本条件，国际上公认它是特别重要的基础标准之一。,2.2,极限与配合的基本术语及定义,2.2.1,孔和轴,孔：指圆柱形内表面也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成的包容面）。其尺寸由,D,表示；,轴：指圆柱形的外表面也包括非圆柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。其尺寸由,d,表示。,即：孔为包容面，轴为被包容面。如图所示。,D,1,D,2,d,在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义，即：,孔和轴区分,2.2.2,有关,“,尺寸,”,的术语和定义,1,尺寸,：用特定单位表示线性尺寸值的数值。常以,mm,为单位,2,基本尺寸,basic size,:,设计者给定的尺寸,零件设计的基本尺寸，是设计者根据使用要求，通过刚度强度验算或结构总体要求，并按标准直径或标准长度圆整后所给定的尺寸。它是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。相互配合的孔与轴，其基本尺寸相同。并分别用,D,和,d,表示孔轴基本尺寸。,3,实际尺寸,actual size,:,由测量得到的尺寸,但由于存在测量误差，实际尺寸并非“实际”的真正,数值；不同的人测量值也不同。零件加工之后存在形状,误差，使得零件同一表面不同位置测量的尺寸值也不完全,一致。,4,极限尺寸,limits size,:,允许尺寸变化的两个极限尺寸,最大极限尺寸,:,较大的一个，孔用,Dmax,表示，,轴用,dmax,表示 ；,最小极限尺寸,:,较小的一个。孔用,Dmin,表示，,轴用,dmin,表示。,例 孔、轴基本尺寸为,50mm,轴,50g7 ( ),孔,50H8,（,),最大实体状态,指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最多时的状态。,最小实体状态,指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最少时的状态,。,5,最大实体极限,(MML),和最小实体,极限,(LML),MML,：,在允许的公差范围内,孔、轴具有允许的材料量为最多的状态下的极限尺寸。,LML,：,在允许的公差范围内,孔、轴具有允许的材料量为最少的状态,下的极限尺寸。,如,50,配合中 孔,50,轴,50,最大实体极限,最小实体极限,2.2.3,有关公差与偏差的术语及定义,1,偏差,deviation,:,某一尺寸（）基本尺寸,(1),实际偏差,actual deviation,:,实际尺寸（）基本尺寸,(2),极限偏差,limit deviation,:,极限尺寸（）基本尺寸,上偏差,=,最大极限尺寸基本尺寸,ES es,下偏差,=,最小极限尺寸基本尺寸,EI ei,2,公差,tolerance,:,允许尺寸的变动量,T =,最大极限尺寸最小极限尺寸,=,上偏差下偏差,例,:,基本尺寸,d =,50,，,d,max,=,50.004,，,d,min,=,49.992,，,试计算偏差和公差。,解,: es = 50.004,50 = 0.004 = 4,m,ei,= 49.992,50 =,0.008 =,8 m,T = 4,(,8) = 12 m,3.,零线与公差带,公差带图解,公差带图,在图,22,公差与配合的示意图中，可以看到两个相互配合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系。在实际使用中，图,22,有些复杂，图表,23,公差与配合图解比较简单、直观。这个公差与配合图解,简称公差带图。,图,22,图,23,基本尺寸,最小极限尺寸,最大极限尺寸,0,ei,es,零线（零偏差线）,零 线,:,表示基本尺寸的一条直线,公差带,0,基本尺寸,es,ei,公差带,:,由代表上下偏差的两条直线所限定的区域,最大极限尺寸,最小极限尺寸,+,-,+0.004,-0.008,T,公差带包括,基本偏差,fundamental deviation,:,用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,0,+,-,基本尺寸,孔,孔,轴,轴,EI,ei,基本偏差,为下偏差,ES,es,基本偏差,为上偏差,在公差带图中靠近零线的那个偏差。当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差；反之，位于零线下方时其基本偏差为上偏差 。,4,标准公差（,IT,）,Standard Tolerance,：国家标准极限与配合制中所规定的用来确定公差带大小的任一公差。,1,基孔制,hole-basic system of fit,:,基本偏差固定不变的孔的公差带,与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度,基准孔,basic hole,EI=0,代号,: H,ES=IT,孔,2.2.4,有关配合的术语及定义,一 配合,fit:,基本尺寸相同的,相互结合的孔和轴公差带之间的关系,2,基轴制,shaft-basic system of fit,:,基本偏差固定不变的轴的公差带,与不同基本偏差的,孔,公差带形成各种配合的一种制度,基准,轴,basic shaft,es,=0,代号,: h,ei=-IT,轴,二 间隙与过盈,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，差值为正时，称为间隙，差值为负时，称为过盈。,本教材规定在计算中，以“,X”,表示间隙，以“,Y”,表示过盈。,三 间隙配合,clearance fit,:,保证具有间隙,(,包括最小间隙为零,),的配合,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,Xmin=Dmin-dmax=EI-es,X,max,X,min,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,配合公差,T,f,=Xmax-Xmin=T,孔,+T,轴,例,:,孔 轴相配合,孔,50,轴,50,计算间隙（过盈）和配合公差,+0.025,0,-0.025,-0.050,解：,+0.025,-0.025,-0.050,0,+,-,50,孔,轴,x,max,= 0.025-(-0.050)=0.075,x,min,=0-(-0.025)=0.025,T,f,=0.075-0.025,=0.050,四,过盈配合,interference fit,:,保证具有过盈,(,包括最小过盈为零,),的配合,Y,max,=D,min-dmax=EI-es,Y,min,=D,max-dmin=ES-ei,配合公差,T,f,=,Y,max-,Y,min =T,孔,+T,轴,Y,max,Y,min,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,例,:,孔 轴相配合,孔,50,轴,50,计算间隙（过盈）和配合公差,+0.025,0,+0.043,+0.059,+0.025,0,+,-,孔,+0.043,+0.059,轴,解：,Y,max=0-0.059=-0.059,Y,min=0.025-0.043=-0.018,T,f,= -0.059- (- 0.018) =0.041,50,五 过渡配合,transition fit,:,可能具有间隙也可能具有过盈的配合,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,Y,max,=D,min-dmax=EI-es,T,f,=,X,max,- Ymax,=T,孔,+T,轴,X,min= -,Y,max,X,max= -,Ymin,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,Xmax,Y,max,例,:,孔 轴相配合,孔,50,轴,50,计算间隙（过盈）和配合公差,+0.025,0,+0.038,+0.002,+0.025,0,+,-,孔,50,+0.002,+0.038,轴,解：,X,max =,0.025-0.002=0.023,Y,max,= 0-0.038=-0.038,T,f,= 0.023-(-0.038)=0.061,六 配合公差,Variation of Fit,配合公差,:,组成配合的孔轴公差之和,;,是指允许间隙或过盈的变动量,;,反映配合的松紧变化程度；,表示配合精度；,是评定配合质量的一个重要的综合指标。,公式,对于间隙配合,T,f,=X,max,X,min,对于过盈配合,T,f,=Y,max,Y,min,对于过渡配合,T,f,=X,max,Y,max,三类配合的配合公差的共同公式为：,T,f,= T,h,+T,s,小结,:,1.,有关”尺寸”的术语和定义掌握：,基本尺寸,实际尺寸,极限尺寸,以后用到,：,最大实体尺寸,最小实体尺寸,的概念,作用尺寸,2.,有关“公差与偏差”掌握：,尺寸偏差,尺寸公差及标准公差,的概念,.,公差带,零线,基本偏差,3.,公差是用以限制误差的，工件的误差在公差范围内即为合格。公差代表制造精度的要求，反映加工的难易程度。这一点必须与偏差区别开来，因为偏差仅仅表示与基本尺寸偏离的程度，与加工难易程度无关。,4.,有关”配合”的术语及定义掌握：,基准制,三种配合性质,(,间隙配合,过盈配合,过渡配合,).,5.,T,f,=T,h,+T,s,是个很重要的公式，,它反映了设计使用要求与制造工艺要求之间的矛盾关系。,T,f,是使用要求，表示配合的精确程度；而,T,h,和,T,S,是制造要求，表示孔、轴加工的精确程度。,进行零件的精度设计时，应从该式入手，来进行合理分配孔、轴公差数值。,以上是基础部分的内容,要掌握基本理论和基本知识,补充,:,1.,基本偏差代号,:,基本偏差代号用拉丁字母表示,大写为孔,小写为轴,各,28,个,.,见教科书上,14,页图,.,其中,H,代表基准孔，,h,代表基准轴。,2.,公差带代号：,孔、轴公差带代号用基本偏差代号与公差等级代号组成。如：,H8,、,F7,、,K7,、,P6,等为孔的公差带代号。,h7,、,f7,、,k6,、,p6,等为轴的公差带代号。,3.,配合代号：,用孔、轴公差带的组合表示，写成分数形式，分子为孔的，分母为轴的。例如：,H8/f7,或,4.,基准制：,标准规定有基孔制和基轴制。一般情况下，优先采用基孔制。,例,:,从标注就知道是哪种基准制,.,50,基孔制 间隙配合,50,基轴制 间隙配合,课堂练习,公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。,公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。,图样标注 的轴，加工得愈靠近基本尺寸,就愈精确。,4.,孔的基本偏差即下偏差，轴的基本偏差即上偏差。,5.,某孔要求尺寸为 ，今测得其实际尺寸为,19.962mm,，可以判断该孔合格。,6.,基本偏差决定公差带相对零线的位置。,间隙配合中，孔公差带一定在零线以上，轴公差带一,定在零线以下。,8.,某一零件尺寸基本偏差越小，加工越困难。,2.3,标准公差系列,标准公差是极限与配合国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值。其制定由以下三项因素决定 。,公差单位（公差因子）公差等级,基本尺寸分段。,一,.,公差单位（公差因子）,规定公差单位是因为零件加工误差,不仅与,加工方法、,而且与,基本尺寸大小有关,。,为了便于合理评定零件尺寸公差等级的高低，合理的规定公差数值，而规定了公差单位。,公差单位重要性,（作用）,：,公差单位是计算标准公差的基本单位。,公差单位是制订标准公差系列表格的基础,当尺寸,500mm,时，国家标准的公差单位,i,与,D,的关系，,i,0.45 +0.001D (m) (2-8),注意,：,式中,D,不是零件图给定的尺寸，,D,是基本尺寸分段的计算尺寸,(mm),(,后面专门介绍,),式,(2,8),包括：,第一项主要反映加工误差，经验和统计表明，它呈抛物线规律。,第二项用于补偿与直径成正比的测量误差，即由测量偏离标准温度、量规的变型引起的测量误差。,当基本尺寸,500,3150mm,时，国家标准的公差单位,i,与,D,的关系：,i,0.004D+2.1(m) (2-9),当尺寸,3150 mm,时，以式,(2-9),为基础来计算标准公差也难以完全反映实际出现的误差规律。,二,.,公差等级,根据公差等级系数不同，国家标准公差分为,20,级，即,IT01,、,IT0,、,IT1,、,IT2IT18,。,01,、,1,、,2,、,18,表示公差等级，精度依次降低，相应标准公差依次增大。,IT,表示标准公差，即国际公差（,ISOTOICYANCE,）的缩写代号。,标准公差计算公式,标准公差由标准公差因子,i,乘以与公差等级对应的系数,a,得到，即,T=,a,i,。,国家标准规定的标准公差,T,是用,公差等,级对应的系数,a,和公差单位,i,的乘积来决定的。,注：,i,公差单位,尺寸,500,时,i,0.45 +0.001D,（,m,）,尺寸,5003150,时,i,0.004D,2.1,（,m,）,D,尺寸分段的计算尺寸（）,IT6,IT18,公差等级系数按,R5,优先数系增加,公比 ,1.6,IT6,后每后数,5,个等级，公差值增加,10,倍,IT01,IT1,的计算公式中的系数均采用优先数系,R10/2,故,IT02,的公式为,IT02,0.2,0.005D,当有需要时，可按,R10,插入中间等级,例如：,IT6.5=1.25IT6=12.5,i,IT7.5=1.25IT7=20,i,IT8.5=1.25IT8=31.25,i,三,.,基本尺寸分段,1),为什么进行尺寸分段：,),为了减少公差数目。,),统一公差值，便于公差值的标准化和系列化；,),简化公差表格便于应用,2),分段方法,：,),180,尺寸分段，采用不均匀的递增数系,（表,2,2,）,),180,尺寸分段，按,q,10,1.25,),对于过盈或间隙比较敏感的一些配合，使用分段,较密的中间 段落,(,表,2,4 ),，但,不能用来作尺,寸分段的计算尺寸,3),应用：,）公式法；）查表法,；,公式：先计算公差单位,再用标准公差计算表计算,D,的计算方法所属尺寸分段内，首尾两个尺寸的几何平均值,。,例如,：,3,D,=1.732,D= =4.42,30,50,D= = =38.73,80,120,D= = =97.98,注意,：,尺寸分段计算,D,时，按表,2,2,基本尺寸分段计算，不能用表,2,4,细分尺寸分段计算,如：基本尺寸,35,， 求,IT7,、,IT8,35,属于,30,50,尺寸分段（表,2,2,）。,（表,2,4,分的段属于,30,40mm,段，不能用）。,D,的几何平均值：,D= = =38.73,由式,2,8,公差单位,0.45 +0.001D,0.45 + 0.00138.73=1.56,由表,2,1 IT7=16,161.56,24.96 25,（,m,）,IT8,25,251.56,39,（,m,）,表,2,2,中的标准公差就是经过这样的计算，并按规定的尾数化整规则进行圆整后得到的。,标准公差等级,(m),基本,尺寸,mm,IT1,IT2,IT3,IT4,IT5,IT6,IT7,IT8,IT9,IT10,IT11,IT12,.,IT18,3,0.8,1.2,2,3,4,6,10,14,25,40,60,100,1400,3,6,1,1.5,2.5,4,5,8,12,18,30,48,75,120,1800,6,10,1,1.5,2.5,4,6,9,15,22,36,58,90,150,.,2200,10,18,1.2,2,3,5,8,11,18,27,43,70,110,180,.,2700,18,30,1.5,2.5,4,6,9,13,21,33,52,84,130,210,.,3300,30,50,1.5,2.5,4,7,11,16,25,39,62,100,160,250,.,3900,标准公差数值表,一,.,基本偏差及代号,基本偏差的含义（已讲过）,基本偏差是用来确定公差带位置的上偏差或下偏差，在公差带图中靠近零线的那个偏差。,从图,（,24,）,可见，当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差；反之，位于零线下方时，其基本偏差为上偏差。,基本偏差的作用,使公差带位置标准化的唯一指标。基本偏差系列（见书上图,25,）。,2.4,基本偏差系列,28,种孔、轴基本偏差系列分布,1.,基本偏差代号用拉丁字母表示，大写代表孔，小写代表轴；,2.,26,个字母中无易于其它字母含义混淆的,I,、,L,、,O,、,Q,、,W,（,i,、,l,、,o,、,q,、,w,）五个字母；,3.,加,CD,（,cd,）、,EF,（,ef,）、,FG,（,fg,）、,ZA,（,za,）、,ZB,（,zb,）、,ZC,（,zc,）、,J,S,(j,s,),七个，共,28,个代号，即孔轴各,28,个基本偏差；,4.,JS(js),在各公差等级中完全对称，故基本偏差可以是,ES,（,es,）或,EI,（,ei,）（,IT/2,）；,5.,AH,基本偏差为下偏差（,EI,），绝对值逐渐减少；,JZC,基本偏差为上偏差（,ES,），绝对值逐渐增大,；,ah,基本偏差为上偏差（,es,），绝对值逐渐减少；,jzc,基本偏差为下偏差（,es,），绝对值逐渐增大；,7.,H,与,h,的基本偏差为零。,H,基准孔，,h,基准轴；,8.,图,25,（基本偏差系列图中），仅绘出了公差带的一端，另一端取决于公差等级和这个基本偏差的组合。,2.4.2,轴的基本偏差,以基孔制配合为前提来考虑,基本偏差的大小往往决定着孔、轴的配合性质，因此它体现了设计、使用方面的要求。在大量的生产实践和科学试验的基础上，根据各种不同的配合要求，国家标准制订了轴的基本偏差计算公式，见表,2-3,。,轴的另一个偏差,(,上偏差或下偏差,),根据轴的基本偏差和标准公差，按关系式计算,即：,ei,es,IT,es,ei,IT,轴的基本偏差表,2-4,就是按此表计算出来的。,表,2-4,基本尺寸至,500mm,轴的基本偏差（摘自,GB/T 1800.31998,）,a,h:,间隙配合 基本偏差,esIT8,K,M,N,和, IT7,的,P,ZC,2,特殊规则,对标准公差,IT8,的,K,M,N,和,IT7,的,P,ZC,ES=,ei,(IT,n,IT,n-1,),其中,:IT,n,:,某一级孔的标准公差；,IT,n-1,:,比某一等级孔高一公差等级轴的标准公差,因在较高公差等级中，孔比轴精度低一级（因同级孔比轴加工困难）的配合，要求两种基准制所形成的配合性质相同,推导孔基本偏差图,基孔制时最小过盈：,ES,基孔制,ei,基孔制,IT,孔标准差,ei,基孔制,基轴制时最小过盈 ,ES,基轴制,ei,基轴制,ES,基轴制,（,IT,）,轴标准差,因为 ,(,相同配合的目的或前提,),。,即,IT,孔标准差,ei,基孔制,ES,基轴制,(,IT,),轴标准差,可得基轴制时孔的基本偏差,:,ES,基轴制,ei,基孔制,IT,孔标准差,(IT,),轴标准差,ei,基孔制,IT,某一级孔的标准公差；,IT,比某一级孔高一级的轴的标准公差；,上式的特殊规则适合于 基本尺寸,500,标准公差,IT8,级的,K,、,M,、,N,标准公差,IT7,级的,P,ZC,孔的另一个偏差（上偏差或下偏差），根据孔的基本偏差和标准公差可得：,EI=ES-IT,（,2,18,）,ES=EI+IT,（,2,19,）,尺寸,500mm,轴的基本偏差数值见表,2-4,，孔的基本偏差数值见表,2-5,。,表,2-5,基本尺寸至,500mm,孔的基本偏差（摘自,GB/T 1800.31998,）,直接注写,上、下偏差,50,+0.023,0.002,注写规定,的代、符号,50,k7,即注规定的代、符号,又注写上、下偏差,50,k,7,+0.023,0.002,( ),配合要求的注写,50,k,7,H8,50,H8,/,k,7,或,零件图的尺寸公差标注,（,1,）尺寸的极限与配合要求,应用举例一,(,公式法,),例,2-4,试计算确定,30H7,f6,和,30F7,h6,配合中孔与轴的极限偏差。,解：,30H7,f6,配合，基本尺寸属于,18,30mm,尺寸段，故几何平均值为,mm,所以,IT6=a,i=101.30713m,IT7=a,i=161.30721m,根据表,2-3,，轴,f6,的基本偏差为上偏差，数值为,轴,f6,的下偏差为,m,根据（,2-8,）式，标准公差因子为：,基准孔,H7,的下偏差,EI=0,上偏差,ES=EI+IT7=0+21=+21m,孔,F7,的基本偏差应按通用规则换算，,故,EI=-es = + 20m,孔,F7,的上偏差,ES=EI+IT7=+20+21=+41m,基准轴,h6,的上偏差,es=0,下偏差,ei=es-IT6=0-13=-13m,故得：,公差带图解见,P22,图,2-6,（,a,）。,应用举例二,(,查表法,),例,2-5,试确定,30H8,p8,和,30P8,h8,配合中孔与轴的极限偏差。,解：由表,2-2,查得,IT8=33m,轴,p8,的基本偏差为下偏差，查表,2-4,得：,ei=+22m,轴,p8,的上偏差,es=ei+IT8=+22+33=+55m,基准孔,H8,的下偏差,EI=0,上偏差,ES=EI+IT8=+33m,基准轴,h8,的上偏差,es=0,下偏差,ei=es-IT8=-33m,由此可得：,公差带图解见图,2-11,（,b,）。,孔,P8,的基本偏差为上偏差，查表,2-5,得：,ES=-22m,孔,P8,的下偏差,EI=ES-IT8=-22-33=-55m,应用举例三,(,查表法,),例,2-6,试确定,30H7,p6,和,30P7,h6,配合中孔与轴的极限偏差。,解：由表,2-2,查得,IT7=21m,，,IT6=13m,由表,2-4,查得，轴,p6,的基本偏差为下偏差，,ei=+22m,轴,p6,的上偏差,es=ei+IT6=+22+13=+35m,孔,P7,的基本偏差为上偏差，应按特殊规则换算,(,也可由表,2-5,查得,),：,= IT7- IT6=21-13=8m,ES=-ei+=-22+8=-14m,孔,P7,的下偏差,EI=ES-IT7=-14-21=-35m,由此可得： ， ；,孔,30H7,、轴,30h6,见例,2-4,。公差带图解见图,2-11,（,c,）。,公差带图解,2-11,13,种,(,孔,),优先,13,种,(,轴,),44,种,常用,59,种,105,种,一般,118,种,二 配合,基孔制,:,优先,13,种,常用,59,种,基轴制,:,优先,13,种,常用,47,种,2.5,公差与配合的标准化,一 公差带,对,500,规定了一般、常用、和优先,选用的轴和孔公差带：,表,2-6,一般、常用和优先的孔公差带（,500mm,）,表,2-7,一般、常用和优先的轴公差带（,500mm,）,表,2-8,基孔制优先、常用配合,表,2-9,基轴制优先、常用配合,2.6,线性尺寸的未注公差,一 一般公差,general,tolerance,指在车间一般加工条件下可以保证的公差,二 原因,1,较低精度等级的非配合尺寸,2,现有的加工工艺、设备可保证的公差,3,对功能无特殊要求的要素,4,为简化制图,1,适用于金属切削加工尺寸,也适用于一般的冲,压加工尺寸,2,适用于线性尺寸、角度尺寸,形状和位置几何,要素,3,工序尺寸；,4,零件组装后，再经过加工所形成的尺寸,。,5,非配合尺寸,三 适用的范围,2,国标给出了线性尺寸和导角、倒圆半径与倒角高度尺寸的四个公差等级的极限偏差,3,标准不分孔、轴、长度，其极限偏差均按双向对称分布取值,1,四个等级,f,精密级,c,粗糙级,m,中等级,v,最粗级,四,一般公差的公差等级和极限偏差,表,2-10,线性尺寸的极限偏差数值,表,2-11,倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值,1,采用一般公差的要素在图样上不单独注出公 差,而是在图样、技术文件中作出总的说明,2,在图样上,技术文件中用本标准号和公差等级符号表示,如,: GB/T1804,m,五 表示方法,2.7,公差与配合的选择,在机械设计工作中，公差与配合的选用包括,确定基准制；,公差等级,；,配合种类（性质）；,2.7.1,基准制的选择,(1),优先选用基孔制,孔的制造比轴难度大：切屑不易排出；不易观察；,刀具,定尺寸刀具难加工，且刀具刚性低；量具数,量多也难加工；,减少定尺寸刀具和量具的规格和数量；,2,3,1,例,:,内燃机中的活塞销,1,与活塞,2,及连杆,3,的配合,(2),基轴制用在有明显经济效益的情况下；,或由于结构原因，在同一根轴（基本尺寸相同）,的多处与孔配合，且配合性质要求不同。,1,）若采用基孔制配合,:,2,）若采用基轴制配合,:,5,6,30,h,M,5,6,30,h,M,外圈与壳体孔采用基轴制,（,3,）与标准件配合时,随标准件决定,内圈与轴径采用基孔制,（,4,）在特殊应用时,允许采用任一孔、轴公差带组成配合,过去称为,混合配合,.,即不同公差等级的非基准孔公差带和,非基准轴公差带组成的,非基准制,配合,。,X,max=0.229,X,mix=0.091,2.7.2,公差等级的确定,合理地选择公差等级，就是要解决、协调零、部件的使用与制造工艺、成本之间的矛盾,(1),满足使用要求的最低等级,(2),尺寸,500,标准公差,IT8,时,推荐孔比轴,低一等级相配合,标准公差,IT8,或尺寸,500,，推荐孔、轴同级相配合,(3),选择公差等级时,应考虑与其相关零件或部件的精度,表,2-12,公差等级的应用,表,2-13,各种加工方法的加工精度,IT01-IT02:,量块长度公差和其它精密尺寸标准块公差,IT3-IT5:,精密度要求很高和重要的配合处,IT6-IT7:,精密配合和关键件,要求配合的均匀性,IT7-IT8:,一般精度的配合或重型机械中,用于精度要求,高的场合,农业机械中的重要场合,IT9-IT11:,一般要求的场合,不重要的场合或精度等级,要求较高的槽宽配合或长度尺寸配合要求,较高的场合,IT12-IT18:,未注尺寸公差,包括冲压件,铸件和锻件,公差等级,适用范围,举 例,孔,轴, IT5,IT5,用于航空、航海、机床等中特别精密、重要的配合，一般机械制造中极少应用。特点是能保证配合性质的稳定性,。,飞机和发动机中个别特别精密的零件；与特别精密的滚动轴承相配合的机床主轴和壳体孔；高精度齿轮的基准孔和基准轴。,IT6,IT5,应用于机械制造中精度要求很高的重要配合；,特点是能得到均匀的配合性质，使用可靠。,航空发动机中活塞销与活塞孔座、连杆孔；飞机和发动机、航空仪表中的重要精密小孔；精密丝杠的基准轴；与精密轴承相配合的轴或孔；精密齿轮的基准孔和基准轴。,IT7,IT8,广泛应用于一般机械制造中精度要求高、较重要的配合。,曲轴轴颈和连杆孔；气缸头排气处的孔与导套外径的配合。机床丝杠的支承轴颈和孔、摇臂钻床立柱；齿轮孔与轴；机床夹具导向件的内孔；定位用的销和孔；与普通精密轴承相配合的轴和孔。,公差等级,适用范围,举 例,孔,轴,IT8,IT7,IT8,在机械制造中属于中等精度，用于对配合性质要求不太高的次要配合。,一般机械中速度不高的皮带轮与轴的配合；重型、农用机械中的重要配合处；气缸头的气门座和座孔；涡轮叶片凸台的基准孔。,IT9-IT10,属于较低精度；配合的确定性较差。,只用于一般要求的圆柱件配合，机床制造中轴套外径与孔配合；操纵件与轴；光学仪器中的一般配合；键槽宽与键宽的配合；纺织机械中一般配合零件。,IT11-IT13,属于低精度，配合性质粗糙，只适用于无太大或基本上无配合要求处。多用于装配后，可能有较大或很大间隙的场合,。,机床中法兰盘止口与孔；滑块与滑移齿轮凹槽；手工制造中用的工具及设备中的未注公差尺寸；纺织机械中粗糙活动配合。,2.7.3,配合的选择,配合的选用就是要解决结合零件孔和轴在工作时的相,互关系，以保证机器正常工作。,原则：,1.,确定基准制、配合性质（间隙、过盈、过渡配合）。同时确定公差等级。,2.,根据使用要求，制造工艺性，经济性等条件，尽可能选用优先配合,次之选用常用配合，不得以选用标准推荐的一般用孔、轴公差带。,方法：,1.,计算法：,根据一定的理论和公式，计算所需的间隙或,过盈。,2.,试验法：,对产品性能影响很大的配合，往往需要用试验法来确定机器工作性能的最佳间隙或过盈。但这种方法必须进行大量的试验，成本较高。,3.,类比法,(,经验法,),:,（实践得越多，应用越熟， 选择得越准）。,(,1,、,2,用得很少，,3,用得较多。,),类比法,了解本机构的工作条件及性能,了解同类机构的设计要求、性能及实践结果,了解标准公差带形成配合的特征,间隙配合,:,考虑运动特性、运动条件及运动精度,温度,等条件,由,Xmin =,基本偏差,按,Xmin,确定基本偏差代号,过盈配合,:,考虑负荷的大小、特性、所用材料的许用,应力,装配条件,装配变形及温度等,过盈小,:,用键传递扭矩 好拆卸,过盈大,:,靠结合力传递扭矩 不好拆卸,为保证联结强度,按,Y,min,选取基本偏差代号,过渡配合,:,考虑对中精度和对拆卸的要求,用于定位精,度比较高,并要求可拆卸的相对静止的联结,一般按,Xmax,确定基本偏差代号,无,相,对,运,动,传,递,转,矩,精 确,同 轴,永 久,配 合,过盈配合,可 拆,结 合,过渡配合或基本偏差为,H(h),间隙配合,+,紧固件,不要求精确同轴,稍大的间隙配合,+,紧固件,不需要传递转矩（定位要求）,过渡配合或小的过盈配合,有相对运动,只有移动,基本偏差为,H(h),、,G(g),等间隙配合,转动或移动,转动和移动的复合运动,基本偏差为,A-F(a-f),间隙配合,配合类别选择的一般方向,1,结合件间有相对运动,轴向移动件间的间隙要比旋转运动件的间隙大。,运动的准确性要求高或回转精度要求高，间隙应小。,当支撑数目多时，为补偿位置误差的影响间隙大。,润滑油的粘度大时间隙应稍大。,3,承受载荷的性质,在过盈配合中，承受动载荷要比承受静,载荷的过盈大。,在间隙配合中，承受动载荷要比承受静,载荷的间隙小。,4,定心精度的要求,结合件间定心精度要求高时，当有相对运动时，间隙应小；当无相对运动时，过盈应小。,5,工作温度,若孔的温度高于轴温,对过盈配合,过盈应大,;,对间隙配合,间隙应小。,若轴的温度高于孔温,对过盈配合,过盈应小,;,对间隙配合,间隙应大。,2,结合件间无相对运动,结合件间靠过盈来保证传递较大转矩或,轴向力时过盈应大；如果加附加紧固件,而不单纯靠结合面间的过盈，过盈小。,配,合,基本,偏差,特 点,应用说明,最 小,间 隙,运动,间,隙,配,合,a,b,特 大,应用很少,c,很 大,松弛,用于工作条件差，受力变形，或为了装配，而必须保证有较大的间隙时，推荐,H11/c11,d,大,松转,一般用于,IT7-IT10,。常用于密封盖、孔转皮带轮与轴的配合。也适用于大直径滑动轴承配合。,e,明 显,易转,多用于,IT7,、,IT8,、,IT9,级，适用于大跨距支承，多支点支承配合，高等级的,e,适用于大的、高速、重载支承。,f,适 中,正常,多用于,IT6,、,IT7,、,IT8,级的一般转动配合。当温度影响不大时，广泛用于如齿轮箱、小电动机、泵等转轴与滑动支承的配合。,g,很 小,滑,动,多用于,IT5,、,IT6,、,IT7,级。配合间隙很小，制造成本高，除很轻负荷的精度装置外，不推荐用于转动配合。最适于不回转的精密滑动配合。,h,无,不动,多用于,IT4-IT11,。最小间隙虽为零，但多少有点间隙，广泛用于无相对转动的零件，作为一般的定位配合，如果温度变化不大，也可用于精密滑动配合。,1,间隙配合,优先配合选用说明,间隙配合,H11,c11,C11,h11,间隙量非常大，用于很松、转动很慢的,动配合；要求大公差与大间隙量的外露,部件；要求装配方便的很松的配合。,H9,d9,D9,h9,间隙量很大的自由转动配合，用于精度非,主要要求时，或有大的温度变动、高转速,或大的轴颈压力时。,H8,f7,F8,h7,间隙不大的转动配合。用于中等转速与中,等轴颈压力的精确转动；也可用于装配较,容易的中等定位配合。,H7,g6,G7,h6,间隙很小的滑动配合。用于不希望自由转,动，但可以自由移动和滑动；也可用于要,求明确的定位配合。,H7,h6,H8,h7,H9,h9,H11,h11,在最小实体条件下的间隙量由公差等级决定。,在最大实体条件下的间隙为零。,均为间隙定位配合,，零件可自由装拆，而工,作时一般相对静止不动。,（,1,）大间隙,大间隙配合，用于不重要的配合或高温及工作条件较差处的配合。,管道法兰连接配,合，外径采用很松,的配合,H12/b12,H12/h12,（,2,）正常间隙,基本偏差,D(d)E(e),为较大间隙配合，使用于,IT6,IT11,级。图为,C616,尾架部位，偏心轴,815,与尾架体,802,有前后两孔相配合，为补偿尾架体前后两孔同轴度误差，及便于装配，采用较松的配合,H8/d8,。,偏心轴与尾架体配合,配合的间隙较大，多用于精度要求不高、易于转动的支撑，如球磨机、轧钢机等重型机械的滑动轴承、密封盖与轴的配合；或用与大跨距支撑和多支点支撑,内燃机主轴承,H8/e7,为较小间隙的配合，用于精密机构、转速较低的滑动配合，如分度头的主轴与轴承配合，还用于同轴度要求较高，工作中要求能快速装拆的定位配合。,钻套及衬套的配合,H7/g6,H7/n6,IT1,IT12,都可用，常用于有低速滑动的配合，或用于要求精确定心的、便于拆卸的静联接的配合。,最小间隙配合,车床尾座配合,（,3,）小间隙,H6/h5,配,合,基本,偏差,特 点,应 用 说 明,平均间隙或过盈,过盈,概率,过,渡,配,合,js,j,平均间隙较小,1%,多用于,IT4-IT7,。配合的间隙或过盈很小。主要用于要求定心且定期拆卸的定位配合。滚动轴承、齿圈与轮毂等，可用手或木锤装配。,k,平均间隙接近零,30%,用于,IT4-IT7,。定心较好，装配后零件受的接触应力小，能拆卸，推荐用于为了消除振动的定位配合，用木锤装配。,m,平均过盈不大,约,90%,一般用于,IT4-IT7,。定心好，在过渡配合中，配合较紧。加紧固件可传递较大载荷。一般用木锤装配。,n,平均过盈稍大,99%,多用于,IT4-IT7,。配合很紧，可用于精确定位处，加紧固件可传递大转矩或冲击负荷，但拆卸较难。需用锤或压力机装配。,2,过渡配合,H7,k6,K7,h6,过渡配合，用于精密定位,H7,n6,N7,h6,过渡配合，允许有较大过盈的更精密定位,过渡配合,H7/k6,刚性联轴节的配合,冲床齿轮与轴配合，一般大修时才拆卸，加键后传递冲击力矩,H7/n6,齿轮与轴的配合,蜗轮青铜轮缘与轮辐的配合,H7/n6(H7/m6),带轮与轴的配合,H7/js6,n6-,重载、有冲击振动载荷,m6-,中等载荷具有冲击振动载荷,k6-,中等载荷,js6-,轻载荷不太重要的地方,H7/n6(m6,k6,js6),齿轮与轴的配合,配,合,基 本,偏 差,特 点,应用说明,平均间隙或 过盈,过 盈,概 率,过,盈,配,合,p,轻 压,容 易,属于轻型压入配合。只用于传递较小扭矩或轴向力。若受冲击载荷，应加辅助紧固件。与,H8,配合时为过渡配合。,r,轻 打,可 拆,属于轻型压入配合。只能用于传递较小扭矩或轴向力。若受冲击载荷，应加辅助紧固件。对铁类零件为中等打入配合，对非铁类零件为轻打入配合。,s,中 等,困 难,中等过盈配合。靠过盈可直接传递载荷。适于钢和铁类零件，可作为永久或半永久性的装配。尺寸较大时，为了避免损伤配合表面，需用热胀或冷缩法装配。当受动载荷、振动冲击时，需加紧固件。,t u v,x y z,分别属于中型、重型、特重型压,入配合。过盈量依次增大，一般不推荐。,3,过盈配合,H7,p6,P7,h6,过盈定位配合，即小过盈量配合。用于定,位精度特别重要时，能以最好的定位精度,达到部件的刚性及对中性要求。若要传递,力，须加紧固件。,过盈配合,H7,s6,S7,h6,中等压入配合，适用于一般钢件；或用于,薄壁件的冷缩配合；用于铸铁件可得到最,紧的配合。当受冲击力时，须加紧固件。,H7,u6,U7,h6,压入配合，适用于可以承受高压力的零,件，无需加紧固件。,联轴节与轴的结合,蜗轮与轴的结合,H7/r6,H7/t6,连杆小头孔与衬套的配合,40H6/r5,火车车轮与钢箍的配合,H6/u5,课堂练习,基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可,以说明它们的精度要求相同。,未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。,零件的实际尺寸就是零件的真实尺寸。,4.,某一个零件的实际尺寸正好等于其基本尺寸，则此尺,寸必定合格。,基孔制即先加工孔，然后以孔配轴。,现代科学技术虽然很发达，但要把两个尺寸做得完全相同是不可能的。,同一公差等级的孔和轴的标准公差数值一定相等。,8. 10f6,、,10f7,和,10f8,的上偏差是相等的,只是它们的,下偏差各不相同。,9.,若某配合的最大间隙为微米，配合公差为微,米，则该配合一定是过渡配合。,10.,尺寸公差大的一定比尺寸公差小的公差等级低。,11.,基本偏差为,a-h,的轴与基孔制的孔必定构成间隙配合。,12.,因为公差等级不同，所以,50H7,与,50H8,的基本偏差,值不相等。,13.,50H10,的孔和,50js10,的轴，已知,IT10=0.100mm,，,其,ES=,mm,，,EI=,mm,，,es=,mm,，,ei=,mm,。,车床,C616,30,活塞,连杆,活塞销,例：要求某内燃机中，,活塞销与活塞配合的,间隙量在,0-0.022mm,之,间；连杆与活塞销配,合的间隙量不得大于,0.005mm,过盈量不,大于,0.017mm,。试确定,其配合。,解：,1,、活塞与活塞销之间的配合：,30,活塞,连杆,活塞销,2,、选用基轴制，故,es,0,X,min,EI,es,X,min,X,max,ES,ei,X,max,es+,X,min,EI,ei-T,D,+,X,max,T,D,=ES-EI,则,EI,0,，选活塞偏差代号为,30H6,，,活塞与活塞销之间的配合为,30H6,/,h5,孔：,6,级,IT,孔,13,m,轴：,5,级,IT,轴,9,m,T,f,X,max,X,min,22,0=22,m,IT,孔,+IT,轴,2,、连杆与活塞销之间的配合：,30,活塞,连杆,活塞销,X,max,ES,ei,X,max,Y,max,EI,es,Y,max,活塞销公差为,30,h5,连杆公差等级,IT6=13,m,T,D,=ES-EI,T,D,+es+,Y,max,ES,ei+,X,max,ES,=,-4,查表：,M,对应数值为,8+ ,公差等级为,6,时，,4,故,M,对应的基本偏差为,4,选连杆偏差代号为,30,M6,与活塞销的配合为,30M6,/,h5,