圆柱公差配合及标准化.ppt
第3章 圆柱体公差配合及其标准化,3.1 概述 圆柱结合，也包括平行平面的结合 相对运动结合、固定连接接合、定位连接 相应标准：1GB/T1800.1-1800.4极限与配合 基础 极限与配合 偏差和配合的基本规定极限与配合 标准公差和基本偏差数值表极限与配合 标准公差等级和孔轴的权限偏差表 2GB1801-1999权限与配合 公差带和配合的选择 3GB1804-20000一般公差 末注公差线的性和角度尺寸公差,3.2 基本术语及定义,1 孔与轴 孔圆柱形内表面或由单一尺寸形成的内表面(包容面)。轴圆柱形外表面或由单一尺寸形成的外表面(被包容面)。,2.关于尺寸 1)基本尺寸：设计确定的尺寸。孔D；轴d 2)实际尺寸：测量所得：孔D a；轴d a,3)极限尺寸：允许实际尺寸变化的两个界限尺寸（控制实际尺寸）。最大极限尺寸：D max d max 最小极限尺寸：D min d min,设计中确定的尺寸是极限尺寸的作用是,3.关于“公差”与“偏差”,1)偏差 尺寸偏差（偏差）某一尺寸其基本尺寸 实际偏差实际尺寸基本尺寸：孔的实际偏差=Da；轴的实际偏差dad 极限偏差极限尺寸基本尺寸 上偏差 孔：D maxD=ES 轴：d max d=es；下偏差 D min D=EI，d min d=ei；2）尺寸公差（公差）允许尺寸的变动量 孔：T hD max D minESEI;轴：Tdd max d min es ei；,3）公差带图：用图直观反映基本尺寸、公差、偏差之间的关系。4）标准公差国标规定的公差值 5）基本偏差极限偏差中的一个，一般为靠近0线的极限偏差。它在公差带图中确定公差带的位置。,小结：,1 极限尺寸控制实际尺寸；2 极限偏差控制实际偏差；公差控制加工误差，表示对制造精度的要求，其大小反映加工的难易程度。其数值不可能为0，更不能为负。偏差表示与基本尺寸偏离的程度，反映公差带的位置，影响配合的松紧。偏差有正负，图示或书写中必须带正负号 5 公差带有两要素：1）大小：由公差值确定（上下偏差间宽度）。2）位置：由基本偏差确定，即相对零线位置。,4.关于“配合”,1）间隙和过盈：相结合的孔尺寸轴尺寸，所得值的正负区别之2）配合基本尺寸相同的相结合的孔、轴公差带间的关系。3）配合的分类 1）间隙配合公差带：孔上轴下。,最大间隙：X max=D max d min=ES ei;(0)最小间隙：X min=D min d max=EI es;(0),3)过渡配合公差带：孔轴交叠，可能形成间隙或者过盈,最大间隙：X max=D max d min=ES ei;(0)最大过盈：Y max=D min d max=EI es;(0)平均间隙或平均过盈：X a(或Y a)=（X max+Y max）/2,2）过盈配合公差带：孔下轴上,最大过盈：Y max=D min d max=EI es;(0)最小过盈：Y min=D max d min=ES ei;(0),4)配合公差（T f）允许间隙或过盈的变动量（T f0），其大小反映配合精度（即松紧程度的一致性）间隙配合：T fX maxX minT DTd 过盈配合：T fY maxY minT DTd 过渡配合：T fX maxY maxT DTd,即：配合公差 T fT DTd,5)配合公差带图,1）基孔制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所形成的各种配合的制度。基准孔：公差带在零线上方，且EI=0。2）基轴制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所形成的各种配合的制度。基准轴：公差带在零线下方，且es=0。,5.关于“基准制”,3）建立基准制的目的：（）形成各种所需的配合；（）减少零件极限尺寸数目；,配合是对基本尺寸相同的一批孔、轴而言，而非某一根轴与孔的配合 反映配合性质差异的因素：）配合的松紧程度（由孔、轴基本偏差确定）配合的精度（由T f大小确定）由孔轴的精度决定 配合公差 T fTDTd 配合精度要求越高,则对孔轴的精度要求越高,加工越困难,加工成本越高,因此设计时注意在满足功能要求和寿命前提下,精度要尽量低,小结：,课堂练习题,孔轴配合代号如上：1）画孔轴公差带图，计算孔轴公差值2）画配合公差带图,计算配合公差值3）计算极限间隙或极限过盈的大小注意：公差带图要规范、代号要正确,3.3 公差带大小的标准化,标准公差等级及查表）等级：）公差值：注意：仅根据公差数值大小不能确定尺寸精度高低。（还应考虑尺寸分段）标准公差值的确定）标准公差值的计算：T=ai 或 T=aI）标准公差因子 i（I）计算公式反映了加工误差及测量误差随尺寸大小的变化关系 3）公差等级系数a，反映精度高低,3.4 公差带位置的标准：,基本偏差 2 作用 3.代号：国家标准分别对孔、轴规定了28种基本偏差（为避免混淆，不用Ii Ll Oo Qq Ww）,4 基本偏差的位置：,孔：AH 的 基本偏差为 EI(公差带在0线上方)H 基准孔 EI=0 Js 基本偏差：ES=EI=IT/2 JZC 基本偏差为ES轴：ah 基本偏差为 es(公差带在0线下方)h 基准轴 es=0 js 基本偏差：es=ei=IT/2 jzc 基本偏差为 ei,记 忆：,一线、二点、三段 一线：28种基本偏差AZC(或azc)相对零线位置的变化规律线 二点：（1）H（或h）点；（2）JS（或js）点 三段：孔：AH段：与h形成间隙配合；Js、JN段：与h主要形成过渡配合 PZC段：与h主要形成过盈配合 轴：ah段：与H形成间隙配合 js、jn段：与H主要形成过渡配合 pzc段：与H主要形成过盈配合,5孔、轴基本偏差的制定规律：,）轴的基本偏差值确定通过公式计算）孔的基本偏差值确定由同名轴的基本偏差值换算而得。换算规律：通用规则 EI-es；ES-ei 特殊规则 ES-ei+TD-Td(此时孔的精度等级比轴低一级）特殊规则用于：1）公差等级高于或等于IT8的K、M、N 2）公差等级高于或等于IT7的PZC,基本偏差值查表,例：查 30 k h g r 30 Js K M P 260 M6,7 公差带代号及配合代号：公差带代号：基本偏差代号公差等级代号 例：15P8，15P6，18js8 配合代号：孔、轴公差代号的组合例：45H7/r6，45R7/h68、公差与配合在图样上的标注 零件图上有三种标注形式,练习：分别计算50H7/t7和50T7/h7配合中极限间隙或过盈,并画出孔、轴公差带图步骤：（由于Y min ES ei；Y max EI es）按先查ES、EI、es、ei再求 X max、Y max的步骤解：查表IT725m，（）50H7/t7：EI0，ES+25m；ei+54m,es+79m 则：Y min 29m，Y max-79m（）50T7/h7：ES-54+9-45m，EI-70m；es0，ei-25m,则：Y min 20m，Y max-70m（）画公差带图和配合公差带图,问题：（）50H7/t7与50T7/h7的配合性质是否相同？（）怎样处理才能使两同名配合性质相同？,3.5 公差带与配合的优化 1.常用和优先孔、轴公差带 2.常用和优先配合,注意：在国标常用与优先公差带与配合中，大间隙配合精度等级低 小间隙配合精度等级较高 过渡和过盈配合精度等级较高这是与实际使用情况相符的,3.7 线性尺寸的未注公差,适用标准GB/T1804-2000一般公差 线性尺寸的末注公差 国标规定了四个公差等级f级（精密级）、m级（中等级）、c级（粗糙级）、v级（最粗级）适用范围精度较低的非配合尺寸 3未注公差的极限偏差数值：采用对称偏差值,一般不在尺寸后标注。只有当要素的功能允许的公差比未注公差值更大时才在尺寸后注出相应的极限偏差 4 标注：在图样技术要求、技术文件或标准中标明：GB1804-f（或m、c、v）,3.6 圆柱结合的精度设计,3.6.1 配合制的选择:1.优先选用基孔制减少定值刀具和塞规数量 2.与标准件配合时，以标准件为基准件 3.下列情况采用基轴制）当配合的轴为标准件时以标准件为基准件 例如：（1）键与键槽的配合；（2）滚动轴承外圈与孔的配合）直接采用冷拉钢料作轴时一般用于精度要求不高的机械中,）考虑一轴与多孔配合，且配合性质不同时,左视图中18H7/s6，18H7/f6处选用基孔制是否会造成加工和装配困难?为什么?,3.特殊需要时可采用非基准制的配合,3.6.2 标准公差等级的选用,1.原则:在满足使用要求的前提下,尽量选择低的等级.选择方法:类比法,2使用“类比法”应掌握的知识）各公差等级的应用范围,2)各种加工方法可达到的加工精度等级,IT01IT1 用于量块或标准块尺寸 IT2IT5 用于精密配合件 IT5IT12 用于配合件 IT5，IT6 高精度主要配合 IT6，IT7 重要配合，如普通机床的主要配合 IT7，IT8 中等精度要求的配合 IT9，IT10 一般要求的配合 IT11，IT12 不重要的配合 IT12IT18 非配合尺寸，未注尺寸公差的尺寸,3.选用时应考虑以下问题:1)相配合的孔和轴的工艺等价性,基本尺寸500mm：精度等级高于IT8推荐孔比轴低一级 精度等级等于IT8：孔轴同级过盈配合 或孔低一级过渡或间隙配合 精度等级低于IT8孔轴同级,基本尺寸500mm，精度等级高于IT8，一般轴、孔同级 基本尺寸3mm，有时轴比孔低一级,2）考虑配合类型：（1）过渡、过盈配合，不允许间隙或过盈变动量过大，要求精度较高（2）间隙配合：小间隙较高精度；大间隙较低精度3）考虑相配件的精度 齿轮与轴的配合取决于齿轮精度等级 滚动轴承与轴、孔的配合与轴承的精度等级有关考,4)考虑加工成本：有时相配合的孔、轴精度等级可相差几级,3.6.3 基本偏差的选择（即配合种类的选择）,1.配合的选择原则,2.配合种类确定方法 1）计算法 过盈配合的设计计算 最小过盈量时，弹性变形产生的结合强度应能满足设计传递负荷；最大过盈量时，结合件不能产生塑性变形 间隙配合计算 应用最广的是保证滑动轴承单油楔的形成，并有一定的刚度 2）试验法 3）类比法,3.类比法选择配合种类时应考虑的因素:1)相配件是否有相对运动：2)孔轴定心精度要求：孔轴定心精度要求高，且孔轴间无相对运动时过渡配合，甚至小过盈配合 孔轴有定心精度要求，且孔轴间有相对运动时小间隙配合，一般H/h 3)受载情况：载荷大或冲击载荷紧的过盈或过渡配合 4)装拆要求：经常装拆稍松的配合（间隙增大或过盈量减小）,5)配合件的材料：塑性材料易变形，选稍紧的配合（间隙减小或过盈量增大）6）孔轴工作温度：孔的工作温度高于轴的稍紧一些的配合 孔的工作温度低于轴的稍松一些的配合 7)配合件的形位精度：形位误差大稍松一些的配合 8)表面粗糙度：表面粗糙度大稍紧一些的配合 9)装配变形：10)生产类型：单件小批量生产稍松一些的配合,例题：,孔、轴配合处D=30mm，要求间隙配合，且X=0.0200.055mm 间，试确定配合代号和孔、轴公差带。用查表法确定：基本尺寸D=55mm,相配合孔轴的上下偏差。要求过盈配合：YMIN=-23m,YMAX=-74m.,大尺寸、小尺寸公差与配合,一.大尺寸零件特点:1.一般是小批量生产;2.影响加工误差的主要因素是测量误差;且温度引起的测量误差大 3.外尺寸较内尺寸更难测量;二.配合特点:1.一般采用配制公差 2.一般采用孔轴同级的配合 3.一般不选用高精度公差等级(选用IT6IT12)(参见国标推荐的大尺寸段孔轴公差带),三.关于配制配合以一个零件的实际尺寸为基数来配制另一个零件,1.标注 公差代号后加注 MF2.计算、加工方法：按互换性要求选择配合选择一较难加工但能得到较高加工精度的零件（一般为孔）先加工给先加工件一个较容易达到的公差加工先加工件得到实际尺寸以该实际尺寸为基本尺寸按配合公差确定配制件的极限尺寸,小尺寸公差与配合,小尺寸零件刚性差，加工定位装夹难小尺寸轴难加工相配合的孔的精度等级常高于轴,第三章主要内容回顾,公差、偏差、公差带、配合、配合公差概念及其符号、计算标准公差值、基本偏差值、优先公差带的极限偏差等表格的查表各种基本偏差所形成配合的特征 公差与配合的选用,
