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1、2.4 2.4 极限与配合的选用极限与配合的选用 圆柱结合的精度设计圆柱结合的精度设计 极限与配合的选用、公差配合选用极限与配合的选用、公差配合选用 是机电产品设计制造的重要一环。是机电产品设计制造的重要一环。 直接关系到产品质量。直接关系到产品质量。 极限与配合选用的原则极限与配合选用的原则 使机械产品获得最佳的性价比与制造成本的综合使机械产品获得最佳的性价比与制造成本的综合 技术经济效益。技术经济效益。 既要保证产品性能优良，又要兼顾制造上的经济既要保证产品性能优良，又要兼顾制造上的经济 可行。可行。 极限与配合设计选用的主要任务极限与配合设计选用的主要任务 确定配合制（基准制）；确定配合
2、制（基准制）； 确定标准公差等级；确定标准公差等级； 确定孔轴配合种类和性质。确定孔轴配合种类和性质。 2.4.1 2.4.1 配合制的选用配合制的选用 80K7/h6 80H7/k6 选择不同基准制的理由：主要考虑 结构；结构； 工艺；工艺； 经济性。经济性。 与功能要求无关！与功能要求无关！ 同样的配合性质要求，到底选哪一种基准制呢？同样的配合性质要求，到底选哪一种基准制呢？ 1. 1. 应优先采用基孔制应优先采用基孔制 理由理由 通常孔比轴难加工、难测量。通常孔比轴难加工、难测量。 孔在加工和测量等方面的调整也比轴复杂。孔在加工和测量等方面的调整也比轴复杂。 采用采用基孔制基孔制 能减少
3、孔公差带数量；能减少孔公差带数量； 能减少能减少定值定值刀具、量具的规格和数量，有利于其标准刀具、量具的规格和数量，有利于其标准 化、系列化。化、系列化。 2.2.以下几种情况下，采用基轴制更合理以下几种情况下，采用基轴制更合理 轴直接采用冷拔（拉）棒材，不再进行切削加工；轴直接采用冷拔（拉）棒材，不再进行切削加工； 结构上的需要。结构上的需要。 一根一根光轴光轴上有多处与孔配合、且配合要求不同；上有多处与孔配合、且配合要求不同； 轴采用标准件；轴采用标准件； 光光 轴轴 同一基本尺寸的轴同一基本尺寸的轴 【典型实例典型实例】活塞连杆机构活塞连杆机构 发动机的核心 活塞连杆组的组成 活塞活塞
4、活塞环活塞环 活塞销活塞销 连杆连杆 连杆轴瓦等连杆轴瓦等 发动机工作原理 【典型实例典型实例】活塞连杆机构活塞连杆机构 活塞销活塞销活塞（活塞（2处）：处）：过盈配合过盈配合 活塞销活塞销连杆：连杆：过渡配合过渡配合 如选基孔制基孔制： 30H7/m630H7/h630H7/m6 H7 h6 m6 m6 选基轴制基轴制： 30M7/h630H7/h630M7/h6 采用基轴制的好处采用基轴制的好处. H7 h6 M7 M7 3.3.特殊需要时，可采用任一孔、轴公差带组成的配合特殊需要时，可采用任一孔、轴公差带组成的配合 非配合制配合非配合制配合 2.4.2 2.4.2 公差等级的选用公差等级
5、的选用 确定公差等级确定公差等级= =确定尺寸精度确定尺寸精度 公差等级的高低直接影响产品的功能、技术指标公差等级的高低直接影响产品的功能、技术指标 和加工的经济性。和加工的经济性。 形象化的尺寸精度形象化的尺寸精度 一根头发丝的直径大约是一根头发丝的直径大约是70微米（微米（0.07mm） 挑战极限挑战极限在头发丝上钻孔在头发丝上钻孔 使用超精度和纳米级精度的机床在人的头发丝上 钻出了一个直径为60微米的洞。 重新定义精度 微米级精度微米级精度 公差不超过公差不超过5微米微米 超精度超精度 公差不超过公差不超过2.5微米微米 纳米级精度纳米级精度 公差不超过公差不超过1微米微米 公差等级、尺
6、寸精度与加工成本公差等级、尺寸精度与加工成本 公差公差- -成本曲线、公差成本曲线、公差- -废品率曲线废品率曲线 1.公差等级选择的基本原则公差等级选择的基本原则 在满足设计使用要求的前提下，尽量选用较低的在满足设计使用要求的前提下，尽量选用较低的 公差等级。公差等级。 2.公差等级的选用 公差等级的选用方法公差等级的选用方法 类比法类比法 计算法。计算法。 （1 1）类比法）类比法 类比法就是根据工艺、配合及零件结构的特点，类比法就是根据工艺、配合及零件结构的特点， 参考已被实践证明合理的类似零件的尺寸精度来参考已被实践证明合理的类似零件的尺寸精度来 确定公差等级。确定公差等级。 目前最常
7、用！目前最常用！ 配合应用场合公差等级的选用配合应用场合公差等级的选用 配合表面的公差等级高于非配合表面，配合尺寸配合表面的公差等级高于非配合表面，配合尺寸 比非配合尺寸要求高！比非配合尺寸要求高！ 重要配合表面次要配合表面非配合表面 从配合性质上考虑从配合性质上考虑 对对过渡配合或过盈配合过渡配合或过盈配合，一般不允许，一般不允许间隙或过盈间隙或过盈变动变动 过大，故：应选较高的公差等级。过大，故：应选较高的公差等级。一般孔的公差等级一般孔的公差等级 高于高于IT8，轴的公差等级高于，轴的公差等级高于IT7。 对于对于间隙配合间隙配合，允许有较大的间隙变动，可根据配合，允许有较大的间隙变动，
8、可根据配合 间隙的大小，选择公差等级的高低。间隙的大小，选择公差等级的高低。 对一般小间隙配合选用较高的公差等级，大间隙配合对一般小间隙配合选用较高的公差等级，大间隙配合 选用较低的公差等级选用较低的公差等级，例如：，例如：H6/g5、H11/b11 。 怎样才能选好公差等级？怎样才能选好公差等级？ 知识储备知识储备了解、熟悉：了解、熟悉： 各个公差等级的应用范围和应用场合（各个公差等级的应用范围和应用场合（GBGB推荐推荐） 常用加工方法常用加工方法经济经济的加工精度（等级）的加工精度（等级） 设计经验积累设计经验积累 标准公差等级的大致应用范围标准公差等级的大致应用范围 常用加工方法常用加
9、工方法经济经济的加工精度（等级）的加工精度（等级） 公差等级的应用（参考）公差等级的应用（参考） （2 2）计算法）计算法 根据工作条件，确定配合的极限间隙（或过盈），根据工作条件，确定配合的极限间隙（或过盈）， 计算出配合公差，然后确定相配合孔、轴的公差计算出配合公差，然后确定相配合孔、轴的公差 等级。等级。 例例2-8 已知孔、轴的基本尺寸为已知孔、轴的基本尺寸为90mm，根据使用要求，其，根据使用要求，其 允许的最大间隙为允许的最大间隙为Smax+55m，最小间隙为，最小间隙为 Smin+10m，试确定孔、轴的公差等级。，试确定孔、轴的公差等级。 【解解】 求配合公差求配合公差 Tf S
10、max 一Smin 5510 45m 按照按照 Tf TD 十十 Td 确定孔、轴的允许确定孔、轴的允许 公差及公差等级公差及公差等级 孔选孔选IT6，轴选，轴选IT5 例例2-9 已知孔、轴的基本尺寸为已知孔、轴的基本尺寸为200mm，根据使用要求，根据使用要求， 其允许的最大过盈为其允许的最大过盈为 max180m，最小过盈为，最小过盈为 min45m，试确定孔、轴的公差等级。，试确定孔、轴的公差等级。 【解解】 求配合公差求配合公差 Tf max 一min 18045 135m 按照按照 Tf TD 十十 Td 确定孔、轴的允许确定孔、轴的允许 公差及公差等级公差及公差等级 孔选孔选IT
11、8，轴选，轴选IT7 在实际生产中，可以根据工作条件预先确定配合在实际生产中，可以根据工作条件预先确定配合 的允许极限间隙或过盈的情况并不是很多，的允许极限间隙或过盈的情况并不是很多， 故故 计算法确定公差等级只能在少数情况下采用，大部分计算法确定公差等级只能在少数情况下采用，大部分 情况下还是要采用类比法确定公差等级。情况下还是要采用类比法确定公差等级。 2.4.3 2.4.3 配合的选用配合的选用 选择配合是为了确定孔、轴在工作时的相互关系，选择配合是为了确定孔、轴在工作时的相互关系， 保证机器工作时各零件之间的协调，从而实现预保证机器工作时各零件之间的协调，从而实现预 定的工作性能。定的
12、工作性能。 选用配合的主要依据选用配合的主要依据 设计使用要求设计使用要求 配合的选用配合的选用 1.先确定配合类型（种类）先确定配合类型（种类） 当孔、轴之间有相对运动要求时，应选间隙配合；当孔、轴之间有相对运动要求时，应选间隙配合； 当孔、轴之间需传递足够大的扭矩，且不要求拆卸时，当孔、轴之间需传递足够大的扭矩，且不要求拆卸时， 一般选过盈配合；一般选过盈配合； 如果孔、轴之间需要传递一定的扭矩，精确定位（对如果孔、轴之间需要传递一定的扭矩，精确定位（对 中），但要求能够拆卸时，应选过渡配合。中），但要求能够拆卸时，应选过渡配合。 2.再选配合性质（松紧程度及其变动）再选配合性质（松紧程度
13、及其变动） 确定与基准件配合的轴或孔的基本偏差代号。确定与基准件配合的轴或孔的基本偏差代号。 极限配合选用的一般步骤极限配合选用的一般步骤 确定：确定：配合制配合制 确定确定：与：与基准件相配的基准件相配的 孔（轴）的基本偏差代号孔（轴）的基本偏差代号 确定确定：基准件、相配件的公差等级基准件、相配件的公差等级 选择配合的三种方法选择配合的三种方法 计算法计算法： GB/T5371-2005 极限与配合：过盈配合的计算和选极限与配合：过盈配合的计算和选 用用 试验法试验法： 适用于对产品质量有至关重要影响的一些配合。适用于对产品质量有至关重要影响的一些配合。 类比法类比法： 是根据零件的使用要
14、求，以经过生产验证的，类似的机械、机是根据零件的使用要求，以经过生产验证的，类似的机械、机 构和零部件为样板，来选用配合种类。构和零部件为样板，来选用配合种类。 在生产实践中应用最为广泛。在生产实践中应用最为广泛。 采用类比法选择配合的步骤步骤 1）根据使用要求和工作条件确定配合类别（种）根据使用要求和工作条件确定配合类别（种 类）类） 工作条件与配合类别的关系工作条件与配合类别的关系 工作条件对间隙和过盈的影响工作条件对间隙和过盈的影响 2）确定基本偏差代号）确定基本偏差代号 当公差等级和基准制确定后，配合的选择主要就是根据使当公差等级和基准制确定后，配合的选择主要就是根据使 用要求，确定非
15、基准件的基本偏差代号。用要求，确定非基准件的基本偏差代号。 采用基孔制时，选择配合主要是确定轴的基本偏差代号；采用基孔制时，选择配合主要是确定轴的基本偏差代号； 采用基轴制时，选择配合主要是确定孔的基本偏差代号。采用基轴制时，选择配合主要是确定孔的基本偏差代号。 了解、熟悉了解、熟悉： 各类配合的特性和应用场合各类配合的特性和应用场合/实例；实例； 孔、轴基本偏差的特性及应用场合孔、轴基本偏差的特性及应用场合/实例。实例。 如何确定非基准件的基本偏差代号？如何确定非基准件的基本偏差代号？ 对间隙配合，按最小间隙选择基本偏差代号。对间隙配合，按最小间隙选择基本偏差代号。 对过盈配合，可由最小过盈确定基本偏差代号。对过盈配合，可由最小过盈确定基本偏差代号。 3）最后选定配合代号最后选定配合代号 按照按照GBGB推荐，考虑次序推荐，考虑次序 公差带公差带： 优先孔（轴）公差带优先孔（轴）公差带 常用孔（轴）公差带常用孔（轴）公差带 一般孔（轴）公差带一般孔（轴）公差带 配合配合： 优先基孔制（基轴制）配合优先基孔制（基轴制）配合 常
