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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