【教学课件】第三章孔、轴公差与配合.ppt

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1、第三章 孔、轴公差与配合,目的要求 了解孔轴公差与配合的基本术语及定义，掌握标准公差与基本偏差的确定方法，学会尺寸公差的标注与配合的选择。重点 1、有关孔轴的广义定义；2、基本偏差和标准公差的定义和选择；3、孔轴公差带图的画法；4、常用孔轴配合的选择及标注；难点 1、基本偏差和标准公差的定义和选择；2、常用孔轴配合的选择及标注；,一、有关孔和轴的定义 1、孔：工件圆柱形内表面(具有单一尺寸的内表面)2、轴（广义）：工件圆柱形外表面（具有单一尺寸的外表面）,1 基本术语及其定义,越加工尺寸越大,越加工尺寸越小,二、有关尺寸的术语及定义 设计图样上的尺寸标注1、线性尺寸：两点间的直线距离。2、基本

2、尺寸：由设计给定的尺寸。孔-D 轴-d（强度，刚度，结构工艺性三要素决定）3、极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。孔 轴 最大极限尺寸 Dmax dmax 最小极限尺寸 Dmin dmin4、实际尺寸：在零件上实际测量的尺寸。Da,da 实际尺寸只能用测量尺寸代替.,三、有关偏差和公差的术语及定义1、尺寸偏差（偏差）：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。说明：偏差可为正、负、零 孔：ES=Dmax-D EI=Dmin-D 轴：es=dmax-d ei=d min-d 实际尺寸（Da）-基本尺寸（D）=实际偏差（Ea）零件合格的条件：实际偏差在极限偏差范围内。,2、尺寸公差(公差)：Th Ts 定

3、义：允许尺寸的变动量 1000.14mm，变动量为0.28 计算：Th=Dmax-Dmin=ES-EI Ts=dmax-dmin=es-ei 公差与偏差的关系：偏差可以是正、负、零，而公差是一个绝对值，不能加符号；公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程 度。极限偏差用于限制实际偏差，而公差用于限制误差；单一零件实际偏差，一批零件尺寸误差。,eg：已知 轴20f6（）,孔20H7（）求孔轴的极限偏差和公差。解：孔 ES=Dmax-D=20.021-20=+0.021mm EI=Dmin-D=20-20=0 轴 es=dmax-d=19.980-20=-0.020mm ei=d min-d=

4、19.967-20=-0.033mm孔公差：Th=|Dmax-Dmin|=20.021-20=0.021轴公差：Ts=|dmax-dmin|=19.980-19.967=0.013,例如：画尺寸公差带图：轴25f6（）孔25H7（）,-33,+0-,+21,-20,25mm,3、公差带示意图及公差带为清晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图。不画孔、轴的结构，只画放大了的孔、轴公差带。,零线：指公差带图中，代表基本尺寸的一条直线。零线以上的偏差为正，以下的偏差为负。尺寸公差带：在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。说明：公差带图中，基本尺寸用表示，上下偏差用m表示，除之

5、外，其他尺寸不标注单位。孔轴的表示方法。公差带的大小由标准公差决定，位置由基本偏差决定。公差带两要素4、基本偏差：靠近或位于零线的那个极限偏差。5、标准公差：国家标准所规定的公差值。,四、有关配合的术语、定义 1、配合：基本尺寸相同的互相结合的孔与轴公差带之间关系。配合性质：孔与轴装配后的松紧程度 2、间隙、过盈 孔-轴=正（间隙 X）、负（过盈 Y）3、配合的分类 可分为三大类,1）间隙配合 定义：一定具有间隙的配合，间隙配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax=EI-es Xav=(Xmax+Xmin)/2,例1：计算25H7（）与25f6（

6、）的三个特征值 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=+0.021-（-0.033）=+0.054 Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0-（-0.020）=+0.020Xav=1/2（Xmax+Xmin）=+0.037,2）过盈配合定义：一定具有过盈的配合。过盈配合的三个特征值：Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiYav=（Ymax+Ymin）/2,3）过渡配合 定义：可能具有间隙或过盈的配合 过渡配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Ymax=Dmin-dmax=EI-es Xav 或Yav=（Xmax+Ymax）

7、/2,4）配合公差 定义：允许间隙或过盈的变动量（大小表示装配 精度）间隙配合：Tf=|Xmax-Xmin|过盈配合：Tf=|Ymin-Ymax|过渡配合：Tf=|Xmax-Ymax|Tf=|(ES-ei)-(es-EI)|=|(ES-EI)+(es-ei)|=Th+Ts 4、配合制 1）非基准制 例如：减速箱体轴承端盖与外壳孔的配合,2)基准制 三种配合最基本的区别：孔轴公差带的相对位置不同即孔轴公差带位置相对移动，就可获得不同的配合。(1)基孔制：孔公差带位置固定，改变轴公差带位置而 得到不同的配合性质的一 种制度。基孔制中孔为基准孔 EI=0,(2)基轴制：轴公差带位置固定，改变孔公差带

8、位置而 得到不同的配合性质的一种制度。基轴制中轴为基准轴 es=0 说明：基孔制和基轴制是两个等效的配合制度，但 实际应用中有所区别。,一、孔、轴标准公差系列 1、标准公差等级及其代号：确定尺寸精确程度的等级。国标设置了20个公差等级，代号为：IT01、IT0、IT1、IT2、IT10 IT17、IT18 最高 最低 2、标准公差因子 3、标准公差数值的计算,2 常用尺寸孔轴极限与配合国家标准的构成,4、尺寸分段 为简化标准公差表，标准公差按尺寸分段来确定。实际应用时公差值一般通过查表确定。二、孔、轴基本偏差系列 1、基本偏差的定义 用来确定公差带相对零线位置的偏差，一般靠近零线的偏差为基本偏

9、差。2、基本偏差的代号 国标规定了28个基本偏差，大写表示孔，小写表示轴。由图115，认识28个基本偏差代号。,3、轴的基本偏差系列（基孔制H：EI=0时）间隙配合：a-h-基本偏差为上偏差 es 其中a-g的es为负，并依次增大 h的基本偏差es=0 是基轴制的标志 过渡配合：js、j、k、m、n-基本偏差为下偏差ei 其中js的基本偏差为IT/2，公差带对零线 对称公布，其它依次增大 过盈配合:p-zc-基本偏差为下偏差ei 数值为正，并依次增大,4、孔的基本偏差系列（基轴制h：es=0）间隙配合：A-H-基本偏差为下偏差 EI 其中A-G的EI为正，并依次减小 H的基本偏差EI=0 是基

10、孔制的标志 过渡配合：JS、J、K、M、N-基本偏差为上偏差ES 其中JS的基本偏差为IT/2，公差带对零线 对称公布，其它依次减小 过盈配合:P-Zc-基本偏差为上偏差ES 数值为负，并依次减小 5、各种基本偏差形成的配合的特征（见3 和 4）,6、孔、轴公差代号与配合代号 1）孔、轴公差带代号 由基本偏差代号与标准公差等级号组成，例如：50H8基本尺寸为50的孔的公差带代号；其中基本偏差代号为H，标准公差等级8级 25f7基本尺寸为25轴公差带代号；其中基本偏差代号为f，标准公差等级7级2）孔、轴配合代号 将相互配合的孔公差带号与轴公差带代号组合而成，写成分子分母的形式：50H8/f7,7

11、、轴的基本偏差数值的确定 见P42表3-2 由相应的计算公式计算得到 类似标准公差表，采用尺寸分段计算、圆整、列表，制作成轴的基本偏差表，以后通过查表得到（P254 附表3-4）例：确定50a9的极限偏差解：查附表3-4，轴的基本偏差表 得：es=-320m 查附表3-2，标准公差表 得：IT9=62m则另一极限偏差轴的下偏差为：ei=-320-62=-382m,8、孔的基本偏差数值的确定 孔的基本偏差没有直接的计算公式，而是由同名的轴的基本偏差换算而来。换算时遵守以下两个原则：1.换算原则(倒影关系):同名配合的配合性质相同。即：基孔制的配合（如30H8/f8）变成同名的基轴制的配合（30F

12、8/h8）时，其配合性质不变。2.工艺等价性：在高精度或较高精度的间隙、过渡和过盈配合中，一般取孔比轴低一个级别。其中：间隙和过渡配合时IT8级为高或较高精度，过盈配合时IT 7级为高精度或较高精度。下面按配合的三种种类来讨论：,Xmax,D,+0-,Xmin,1）间隙配合A-H中孔的基本偏差EI的确定如图所示：平行移动后，基孔制变成了基轴制，根据倒影关系有：Xmin=Xmin而 Xmin=0-es=-es Xmin=EI-0=EI 故有:EI=-es,2）过渡配合JSN中孔的基本偏差ES的确定对于JS,其公差带相对零线对称,基本偏差为T/2对于J，由经验数据作为其基本偏差；对于N，IT8级时

13、，基本偏差数值为零；其它K、M、N由倒影关系换算得到：,Xmax,D,+0-,Ymax,由倒影关系：Xmax=Xmax而其中：Xmax=ES-ei=（EI+Th）-ei=Th-ei Xmax=ES-ei=ES-（es-Ts）=ES+Ts代入整理得：ES=-ei+（Th-Ts）令：=Th-Ts 则有：ES=-ei+由工艺等价性：（1）当孔的IT8级时，孔轴取同一级别=0；（2）当孔的IT8级时，孔比轴低一级别，0见P256附表3-5，孔的基本偏差表,Ymax,D,+0-,Ymin,3）过盈配合P-Zc中孔的基本偏差ES的确定如图所示：平行移动后，基孔制变成了基轴制，,由倒影关系：Ymin=Ymi

14、n而其中：Ymin=ES-ei=（EI+Th）-ei=Th-ei Ymin=ES-ei=ES-（es-Ts）=ES+Ts代入整理得：ES=-ei+（Th-Ts）令：=Th-Ts 则有：ES=-ei+由工艺等价性：（1）当孔的IT7级时，孔轴取同一级别=0；（2）当孔的IT7级时，孔比轴低一级别，0,例：将基孔制的配合45H7/t6转换为基轴制配合，并求基本偏差？解：查附表3-2 得 IT7=25m，IT6=16m 查附表3-4得 t的基本偏差ei=+54m 利用倒影关系转换为基轴制配合为 45T7/h6 T7孔的基本偏差 ES=-ei+（Th-Ts）=-54+9=-45m 查附表3-5得 ES

15、=-54+9=-45m 两种方法结果相同。,三、公差与配合在图样上的标注 1、装配图上，在基本尺寸后标配合代号 2、零件图上，在基本尺寸后标注公差代号，有三种标注形式：1）代号标注法：适用于大批量生产2）偏差标注法：适用于小批量生产3）混和标注法：适用于批量未定,五、孔、轴常用公差带和优先、常用配合1、孔轴常用公差带 标准公差20个等级，基本偏差28种，应当共有2028=560种公差带，国标规定孔的J用3种，轴j用4种，因此 孔公差带有543种，轴公差带有544种为了提高生产效率，国家标准利用简化原理提出了一般、常用、优先公差带：,2、孔、轴的优先配合和常用配合 在精度要求不高，小批量生产时可

16、以利用优先配合快速设计。,3 常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,一、配合的确定 配合的确定取决于实际零件运动特性，有相对运动时选择间隙配合，相对固定时选择过渡配合，有力的传递时采用过盈配合。由：Tf=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax|只有知道了配合的种类，才能得到配合公差，只有得到Tf，才能进一步计算零件参数。二、参数的确定1、确定公差等级 公差等级的确定依据以下两个原则：,（1）公差的选择原则：在满足使用要求的前提下，选择的公差应当尽量大。（首要原则）（2）工艺等价性原则：在高等级区孔比轴低一个级别。（参考原则）依据以上两个原则，根据前面学过的公式：Tf=T

17、h+Ts 配合要求 加工要求由Tf计算Th和Ts的值，然后由标准公差表反查公差等级 即：Th=Ts=Tf/2，通过查表得到的是标准值，故应满足:TfTh+Ts其中：Tf-由配合要求计算所得的配合公差,2、基准制的选择（1）优先选用基孔制，减少定值刀量具的规格 数目，提高经济效益。（2）基轴制的选用 a、冷拔轴；b、一轴多配件；c、轴类标准件（滚动轴承）（3）非基准制的应用 由以上原则确定基准公差带的极限偏差。3、基本偏差的确定由要求的配合性质间隙（或过盈）确定另一公差带的基本偏差。,4、验算(1)间隙配合合格条件：XmaxXmax XminXmin,+0-,Xmax,Xmin,Xmax,Xmi

18、n,X,Y,(2)过渡配合合格条件：XmaxXmax YmaxYmax,+0-,Xmax,Ymax,Xmax,Ymax,X,Y,(3)过盈配合合格条件：YminYmin YmaxYmax5、画出孔、轴公差带图,+0-,Ymin,Ymax,Ymin,Ymax,X,Y,例：已知孔轴配合的基本尺寸D=100mm,要求平均间隙Xav=+3.5m,最大间隙Xmax=+32m,试采用基孔制确定孔和轴的公差带代号和极限偏差，以及配合公差和配合代号与标准公差，并画出孔轴公差带图。解：（1）由Ymax=2Xav-Xmax=-25m 先假设孔轴取同级，则有：Th=Ts=Tf/2=|Xmax-Ymax|/2=28.

19、5m查表有IT7=35m，IT6=22m则孔取7级Th=35m，轴取6级，Ts=22m。,（2）选择基孔制，则孔为100H7，EI=0m，ES=+35m（3）轴的基本偏差的确定 ei=ES-Xmax=35-32=+3m查轴的基本偏差表得取 k时，ei=+3m则es=ei+Ts=+3+22=+25m，轴的公差代号为100k6（4）验算 Xmax=ES-ei=32m=Xmax 合格 Ymax=EI-es=-25m=Ymax 合格,（5）孔、轴的公差带图,H7,k6,+0-,100mm,+35,+25,+3,5 线性尺寸的未注公差 一般公差：图样上没有注出的公差 一般公差主要用于较低精度非配合尺寸 GB/T 1804-2000对一般公差各规定了四个公差等级，即 f级（精密级）m级（中等级）c级（粗糙级）v级（最粗级）技术要求（文件）中的写法：GB/T 1804-m,