孔、轴公差与配合(1)(精品值得参考)

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1、讲师： 用时： 目的：,孔、轴公差与配合,目 录,第一节 基本术语和定义 第二节 国家标准的构成 第三节 常用尺寸孔、轴公差与配合的选择 第四节 公差与配合在图样上的标注 第五节 线性尺寸的未注公差,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；,第一节 基本术语和定义,一、有关孔和轴的定义 1、孔：(宏观的、

2、广义的孔)具有单一尺寸的内表面； 2、轴： (宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的外表面； 二、有关尺寸的术语及定义 1、尺寸：包括线性尺寸和角度尺寸,设计图样上的尺寸标注 1000.14mm 2、基本尺寸（D） 100 3、极限尺寸：允许尺寸变化的两各界限值。 最大极限尺寸：Dmax dmax 最小极限尺寸：Dmin dmin,4、实际尺寸：在零件上实际测量的尺寸。 举例： 一批轴尺寸为 1000.14mm ，若某一轴实际尺寸为 99.92mm，判断其合格性。,5、实体状态和实体尺寸 最大实体状态：合格零件占有材料最多时的状态 最大实体尺寸：Dmin dmax 最小实体状态：合格零件占有材料最小

3、时的状态 最小实体尺寸：Dmax dmin 三 、尺寸偏差、公差 1、 尺寸偏差 ： 某一尺寸基本尺寸所得的代数差； 偏差必须带符号，正号也不能省略。,2、实际偏差：实际尺寸基本尺寸=实际偏差 3、极限偏差 极限尺寸基本尺寸=极限偏差 上偏差：ES=Dmax-D es=dmax-D 下偏差：EI=Dmin-D ei=dmin-D 实际偏差在极限偏差范围内即为合格 极限偏差在图样上的标注： 1000.14mm 50 25 说明：偏差可为正、负、零。,4、尺寸公差： Th Ts 定义：允许尺寸的变动量 1000.14mm ，变动量为0.28 计算： Th=Dmax-Dmin=ES-EI Ts=dm

4、ax-dmin=es-ei 说明：公差值为正值 公差大小反映零件加工的难易程度， 尺寸的精确程度。 5、尺寸的公差带图 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。,尺寸公差带图,由于公差与偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示， 故采用公差带图。 零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。 尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。 基本偏差：用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极

5、限偏差。 标准公差：国家标准中所规定的公差值。,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、过渡 孔-轴=正（间隙）、负（过盈） 简单的讲：孔大轴小，间隙(X) 孔小轴大，过盈(Y),3、 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= 1/2(Xmax + Xmin ),4、 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-es Ymin=Dm

6、ax-dmin=ES-ei Yav= 1/2（ Ymax + Ymin ）,5、 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 = 1/2（Xmax + Ymax）,6、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,五

7、、配合公差带图解,单位:um,六、基准制,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。,第二节 国家标准的构成 一 、标准公差系列 1、公差等级：确定尺寸精确程度的等级。 例： 30 30 IT7 IT8 国标设置了20个公差等级，代号为 IT01、IT0、 IT1IT18。,标准公差数值的计算公式,2、公差单位（标准公差因子）：计算标准公差的基本单位

8、加工误差w与基本尺寸D之间的关系：,3、标准公差的计算及规律：,(1)、IT01IT1 因精度较高，受加工误差影响比较小，主要考虑测量误差的影响，所以采用线性公式计算，IT=a+b*D，D为基本尺寸，a、b是按R10/2变动的系数。 (2)、IT2IT4 在IT1与IT5间呈等比数列，公比q=(IT5/IT1)1/4 (2)、IT5IT18 IT=a*i，i为公差单位（标准公差因子） a为标准公差等级系数，采用R5优先数系。公差等级越高，a值越小。 标准公差等级系数的划分符合优先数系的规律，有利于标准的发展和扩大使用。 例如：按R5系列可确定IT19=4000i 按R10系列可确定IT6.5=

9、12.5i,4、尺寸分段,为了简化表格，将常用尺寸分成若干段，这叫尺寸分段。基本尺寸一项，工程上分为13段。 尺寸分段后，标准公差计算公式中的基本尺寸，按尺寸分段的首、末两个尺寸的几何平均值Dj代入，即：,D首*D末,标准公差数值,二、基本偏差系列 1、基本偏差；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差。 2、对于轴和孔来说，基本偏差规定了28种系列，每一种基本偏差都是由一个或两个英文字母表示，孔用大写字母，轴用小写字母，在26个英文字母中去掉容易与其他符号含义混淆的字母（I、L、O、Q、W）,剩下21个，加上七组字母（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC）,共有28

10、种。,三、各种基本偏差所形成的配合特征,1、 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,2、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 是基孔制的标志 过渡配合：JS、J、K、M、N-基本偏差为

11、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,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、轴的基本偏差数值的确定 轴的基本偏差数值采用尺寸分段计算、圆整、列表，制作成轴的基本偏差表

12、，以后通过查表得到。 例：确定50a9的极限偏差 解：查表轴的基本偏差表 得：es=-320m 查表，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,六、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.通用规则(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（30F8/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，

13、过盈配合时IT 7级为高精度或较高精度。 工艺等价性是指同一配合中的孔和轴的加工难度大致相同,七 、常用公差带和优先、常用配合,1、孔、轴的常用公差带 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 国标规定了基孔制优先配合有13种，常用配合59种,基轴制优先配合有13种，常用配合47种 表中带的配合为优先配合。 选择配合时，应按照优先、常用的顺序选择，采用优先配合能够满足要求时，尽量采用优

14、先配合，以便增加效率，减小设计周期。 在精度要求不高，小批量生产时可以利用优先配合快速设计。,基轴制配合优先、常用的配合,基孔制配合优先、常用的配合,第三节 常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,一、配合种类的选择 它主要取决于制造工艺学、材料力学等课程在结构、强度设计等方面的要求，以及实际应用中的具体要求。 选择配合种类时应考虑的因素，主要有： 1）孔、轴是否有相对运动（有，间隙）（没有，过盈或过渡） 2）过盈配合的受载情况（大扭矩，过盈量大一些，小扭矩，过盈量小一些） 注：过盈量太大会使装配困难，甚至撑破，因此在使用大的过盈配合时，应当验算材料强度，国标有相应的规定。,3）孔、轴定心精度 定心精

15、度高时不宜采用间隙配合，而用过渡配合、小过盈量配合。 4）拆装要求 常拆卸零件应比不常拆卸零件松一些 5）孔、轴工作时，温度差别较大时，要考虑材料的热膨胀影响 6）装配时的变形问题 7）尽量采用优先配合。,二、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。 三、配合的设计 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

16、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（参考原则） ： 基本尺寸小于500mm的高等级公差，孔比轴加工困难，所以在轴孔配合时，公差等级高于IT8时，国标推荐孔比轴低一级，公差等级为IT8时，国标推荐孔比轴低一级或同一级，公差等级低于IT8时，国标推荐孔、轴同一级。 各种加工方法能够达到的公差等级。 公差等级的应用范围 。 相配零件或部件的精度要匹配。 在非基准制配合中，有的零件要求不高，可与相配合零件的公差等级低23级。,各种加工方法所能达到的公差等级,2、基准制的选择 （1）采用基准制 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。 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）,公差等级的应用,（2）采用非基准