尺寸的极限与圆柱结合的互换性.ppt

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1、1,第七节 尺寸公差与配合的选用,一、零件结合的类型及使用要求,按照不同的使用要求，将零件的结合划分为三种类型：1.活动结合 主要用于具有相对转动和移动的机构中。2.固定结合 主要用于将整体分为两部分，装配后一般不拆卸的旋转件。3.可拆结合 主要用于保证较高的同轴度和定期拆卸的机构。,2,由于零件结合的类型不同，对它们的使用要求也不尽相同。1.要求活动结合的零件间必须保证运动准确，在一定转速下维持正常的工作。零件必须具有适当的间隙。2.要求固定结合的零件，传递一定转矩或轴向力时，零件必须具有足够的过盈。3.要求可拆结合的零件，保证定心精度、易于装拆和工作时无相对运动，零件应具有较小的间隙或过盈

2、。,3,二、基准制的选用,1一般情况下应优先选用基孔制2特殊情况下选用基轴制,H,h,（1）采用冷拉钢材直接作轴。,（2）直径小的光轧钢丝作轴。,常常应用在农业、纺织机械中。,常常应用在仪器仪表中。,4,（3）结构上的需要。,常常应用于一轴与多孔配合，且配合性质要求不同的情况(如图所示)。,5,3.与标准零部件配合,基准件的选用由配合的标准件决定。,滚动轴承,轴,外壳孔,轴承盖,6,4非基准制配合的采用 为满足特殊配合要求，可采用任一孔、轴公差带组成配合。,任一孔、轴公差带组成的配合,7,二、公差等级的选用,1.选用原则：,在充分满足使用条件下，考虑工艺的可能性，应尽量选用精度较低的公差等级。

3、,8,2.选用方法：,根据具体情况，参照已被实践证明合理的实例来选用。,利用类比法，,表2-10各种加工方法可能达到的标准公差等。,类比法,计算查表法,（1）类比法,应有一定的实践经验和,参考有关的资料。,例如 表2-9 标准公差等级的应用范围，,9,例如:表2.9标准公差等级的应用范围。,2.9,10,表2.10,表2.10各种加工方法可能达到的标准公差等。,11,类比法应考虑以下几点：1）非配合表面比配合表面的公差等级低；2）考虑配合性质；3）相配零件或部件精度要匹配；4）遵守工艺等价原则；5）在满足配合要求的前提下，孔、轴的公差等级可以任意组合，不受工艺等价原则的限制。类比法示例,12,

4、（2）计算查表法（需要掌握）,根据使用要求确定的极限间隙或过盈,Tf,查表 1-1,孔和轴的公差等级,=|Xmax-Xmin|,=|Ymin-Yman|,=|Xmax-Yman|,=TD+Td,为了孔、轴工艺等价。,轴的公差等级比孔的公差等级高一级。,下面举例说明。,13,例2.10 已知 D(d)=95，要求Xmax+55m，Xmin+10m，确定孔、轴公差等级。,解:,Tf=|Xmax-Xmin|,=45m,根据Tf=45m=TD+Td和D(d)=95 查表3.2,得:IT5=15m，,IT7=35m,IT6=22m,14,如果孔、轴都选6级，则Tf=44 45m），虽然符合上述公式要求，

5、但不符合此时孔必须比轴低一级的标准要求（考虑工艺等价）。,因此，孔选 6 级，轴选 5 级。,即 Tf=15+22=37 45（m）,符合D(d)=95，Xmax+55m，Xmin+10m要求的是 TD=IT6，Td=IT5。,15,配合的选择就是根据所选部位松紧程度的要求，确定非基准件的基本偏差代号，尽可能地选用优先配合，其次考虑常用配合，然后是一般配合。,1一般、常用、优先公差带的配合（P2324）,三、配合的选用,16,2配合选择的步骤（配合类别的选择、配合种类的选择）,配合类别,17,ah:间隙配合(es)a,b,c:大间隙热动配合d,e,f：用于转动配合 g,h:滑动配合js-n:过

6、渡配合(ei)对中、定位配合p-zc：过盈配合(ei)传递扭矩,2配合选择的步骤（续1）（配合类别的选择、配合种类的选择）,18,配合类别的选择,2配合选择的步骤（续2）（配合类别的选择、配合种类的选择）,19,配合种类的选择,基本方法：计算法、试验法、类比法,计算法：根据配合部位的使用要求和工作条件，按一定理论建立极限间隙或极限过盈的计算公式。,试验法：对于特别重要的配合，需要做专门的模拟试验，确定配合代号，这种方法较为可靠，但成本较高，一般用于大量生产的产品的关键配合。,类比法：在对机械设备上现有的行之有效的一些配合有充分了解的基础上，用参照类比的方法确定配合，这是目前选择配合的主要方法。

7、用类比法选择配合，必须掌握各类配合的特点和应用场合，并充分研究配合件的工作条件和使用要求，进行合理选择。（表5-6、5-7 P120124）,20,计算法确定配合种类的步骤：1、确定基准制：基孔制：EI=0 基本偏差代号H；基轴制：es=0 基本偏差代号h;2、确定公差等级Tf=Xmax(Ymin)-Xmin(Ymax)根据（表1-1）确定 TD 和 Td,计算Tf=TD+Td 使 Tf Tf 3、确定基准件的公差带（画公差带图）4、确定非基准件的基本偏差和公差带（画公差带图）5、验算，（画配合公差带图）,21,孔公差：TD=|ESEI|轴公差：Td=|esei|,配合公差：Tf=|Xmax

8、Ymax|=TD+Td,Xmax=ES ei Xmin=EIes,配合选择常用计算公式,间隙配合：,过盈配合：,过渡配合：,Ymin=ES ei Ymax=EIes,Xmax=ES ei Ymax=EIes,配合公差：Tf=|Xmax Xmin|=TD+Td,配合公差：Tf=|Ymin Ymax|=TD+Td,22,基孔制：（EI=0)轴ah（间隙配合)：基本偏差=es Xmin=EI-es Xmin kn（过渡配合):基本偏差=ei Xmax=ES-ei Xmax pzc(过盈配合)：基本偏差=ei Ymin=ES-ei Ymin基轴制：（es=0)孔AH:(间隙配合）：基本偏差=EI Xm

9、in=EI-esXmin KN：(过渡配合)：基本偏差=ES Xmax=ES-ei Xmax PZC：(过盈配合）：基本偏差=ES Ymin=ES-ei Ymin,确定基本偏差代号常用计算公式,23,已知配合的极限盈、隙时，基本偏差的确定方法,计算查表法确定基本偏差代号的计算公式,24,例2.11：某配合的基本尺寸为40mm，要求间隙在+22-+66m之间，若决定采用基孔制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,解:(1)确定基准制 选择基孔制，EI=0 基本偏差代号：H,Tf=|Xmax-Xmin|=|+66-22|=44 m查表1-1得：I

10、T6=16m IT7=25 m,IT6+IT7=16+25=41 44，满足使用要求。所以，选孔为7级，轴为6级，Td=16 m，TD=25 m,(3)确定孔的公差带代号：40H7，ES=EI+Td=+25 m 孔公差带40H7,(2)确定孔、轴的公差等级,25,例2.11：某配合的基本尺寸为40mm，要求间隙在+22-+66m之间，若决定采用基孔制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,(4)确定轴的基本偏差代号：es Xmin=EI-es=0-es+22,es-22 m,查表1-4得，轴的基本偏差代号为 f,es=-25m，轴的公差带代号为

11、f6:公差带40f6 而Td=16m，所以ei=es-Td=-25-16=-41 m,(5)验算：Xmax=ES-ei=+25-(-41)=+66 m+66 m Xmin=EI-es=0-(-25)=+25 m+22 m（间隙在+22+66 m之间，符合给定要求）配合代号为：40H7/f6,属于常用配合,26,例2.12：某配合的基本尺寸为40mm，要求间隙在+22-+66m之间，若决定采用基轴制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,解:(1)确定基准制 选择基轴制，es=0 基本偏差代号：h,Tf=|Xmax-Xmin|=|+66-22|=

12、44 m查表3.2得：IT6=16m IT7=25 m,IT6+IT7=16+25=41 44，满足使用要求。所以，选孔为7级，轴为6级，Td=16 m，TD=25 m,(3)确定轴的公差带代号：h6，ei=es-Td=-16 m 公差带40h6,(2)确定孔、轴的公差等级,27,(4)确定孔的基本偏差代号：EI Xmin=EI-es=EI-0+22,EI+22 m,查表1-5，孔的基本偏差代号为 F,EI=+25m，孔的公差带代号为F7:公差带40F7 而TD=25m，所以ES=EI+Td=+25+25=+50 m,(5)验算：Xmax=ES-ei=+50-(-16)=+66 m+66 m

13、Xmin=EI-es=+25-0=+25 m+22 m（间隙在+22+66 m之间，符合给定要求）配合的代号为：40F7/h6,属于常用配合,例2.12：某配合的基本尺寸为40mm，要求间隙在+22-+66m之间，若决定采用基轴制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,28,(2)确定孔、轴的公差等级,例2.13：有一基本尺寸为60的配合，经计算为了保证连接可靠，其最小过盈为-20m，为了保证装配后孔不发生塑性变形，其最大过盈为-55m。若决定采用基孔制配合，试确定此配合孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,

14、解:(1)确定基准制选择基孔制，EI=0 基本偏差代号：H,Tf=|Ymax-Ymin|=|-55-（-20）|=35 m查表1-1得：IT6=19m IT5=13 m,IT6+IT7=19+13=32 35，满足使用要求。所以，选孔为6级，轴为5级，Td=13 m，TD=19 m,(3)确定孔的公差带代号：H6，ES=EI+TD=+19 m 公差带 60H6,29,(4)确定轴的基本偏差代号：ei Ymin=ES-ei=19-ei-20,ei+39 m,查表1-4得，轴的基本偏差代号为 r,ei=+41m，轴的公差带60r5 而Td=13m，所以es=ei+Td=+41+13=+54 m,(

15、5)验算：Ymin=ES-ei=19-41=-22 m-55 m（间隙在-20-55 m之间，符合给定要求）配合的代号为：40H6/r5,属于常用配合,例2.13：有一基本尺寸为60的配合，经计算为了保证连接可靠，其最小过盈为-20m，为了保证装配后孔不发生塑性变形，其最大过盈为-55m。若决定采用基孔制配合，试确定此配合孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,30,解:(1)确定基准制选择基轴制，es=0 基本偏差代号：h,(2)确定孔、轴的公差等级 Tf=|Ymax-Ymin|=|-55-（-20）|=35 m查表3.2得：IT6=19m IT5=13 m

16、,IT6+IT7=19+13=32 35，满足使用要求。所以，选孔为6级，轴为5级，Td=13 m，TD=19 m,(3)确定轴的公差带代号：h5，ei=es-Ts=-13 m 60h5,例2.14：有一基本尺寸为60的配合，经计算为了保证连接可靠，其最小过盈为-20m，为了保证装配后孔不发生塑性变形，其最大过盈为-55m。若决定采用基轴制配合，试确定此配合孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,31,(4)确定孔的基本偏差代号：ES Ymin=ES-ei=ES-(-13)-20,ES-33 m,查表3.5得，孔的基本偏差代号为 R,ES=-35m，孔的公差带

17、60R6 而TD=19m，所以EI=ES-TD=-35-19=-54 m,(5)验算：Ymin=ES-ei=-35-(-13)=-22 m-55 m（间隙在-20-55 m之间，符合给定要求）配合的代号为：40R6/h5,属于常用配合,例2.14：有一基本尺寸为60的配合，经计算为了保证连接可靠，其最小过盈为-20m，为了保证装配后孔不发生塑性变形，其最大过盈为-55m。若决定采用基轴制配合，试确定此配合孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。,32,3用类比法选择配合时应考虑的因素 用类比法选择配合，首先要掌握各种配合的特征和应用场合，尤其是对国家标准所规定的

18、优先配合要非常熟悉。教材表2-15是轴的基本偏差选用说明和应用。教材表2-16是尺寸至500mm基孔制优先配合的特征及应用。配合的选择应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能满足要求，可以选择其他的配合。选择方法主要是类比法。,33,各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用场合大致总结如下：,间隙配合按相对运动速度选择,凸轮机构中导杆与衬套的配合,顶尖套筒和尾座体的配合,齿轮轴套与轴的配合,34,各种过盈配合基本偏差的比较与选择,35,卷扬机的绳轮与齿轮的配合,连杆小头孔与衬套的配合,齿轮与轴配合,36,各种过渡配合基本偏差的比较与选择,37,蜗轮青铜轮缘与铸

19、铁轮心,齿轮与轴配合,带轮与轴的配合,刚性联轴器的配合,38,用类比法选择配合时还必须考虑如下一些因素：受载情况拆装情况配合件的结合长度和形位误差配合件的材料温度的影响 装配变形的影响 生产类型,39,表3.15,40,表3.14,41,小 结,本次课讲授了国家标准规定的一般、常用和优先的公差带与配合、一般公差的规定以及公差与配合的选择，其中几何精度设计包括基准制的选择，公差等级的选择，配合（即与基准件相配合的非基准件的基本偏差代号）的选择。基准制的选择方法主要是类比法。应优先选用基孔制。确定公差等级的基本原则是，在满足使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。确定方法主要是类比法。配合的选择

20、应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能满足要求，可以选择其他的配合。选择方法主要是类比法。要非常熟悉各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用场合。,42,课堂思考题与习题,1、为什么孔与轴配合应优先采用基孔制？在什么情况下应采用基轴制？2、确定公差等级的基本原则是什么？3、如何选择合适的配合？4、试述各个标准公差等级和各种配合的应用场合。5、光滑圆柱结合精度设计应从哪几方面开始？常用方法有哪些？,43,已知某配合的间隙或过盈，试确定孔和轴的公差等级。,实例 1：已知：某配合基本尺寸为10mm，允许的间隙变动量为：Xmax=+38m,Xmin=+13m，试选择孔和轴的公差等级。,解：Tf=|Xmax-Xmin|=|+38-13|=25 m Tf=TD+Td=25m,查表得：IT5=6 m,IT6=9m IT7=15 m，IT8=22 m,IT6+IT7=15+9=24 25 而且最接近25 m选孔为7级，轴为6级，即Td=9m，TD=15 m,课堂练习计算法,44,类比法（应用示例）,