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1、互换性与测量技术基础,主编,第2章 极限与配合,2.1 基本术语及定义 2.2 极限与配合国家标准的基本构成 2.3 极限与配合的选用 2.4 滚动轴承的公差与配合,2.1 基本术语及定义,2.1.1 有关尺寸的术语及定义 (1)尺寸 是指用特定单位表示线性长度的数值，例如，零件的长、宽、高，圆柱体的直径，键槽的宽度和深度等。,图2-1 圆柱销,2.1 基本术语及定义,(2)基本尺寸 是指设计给定的尺寸。 (3)实际尺寸 是指测量得到的尺寸(Da,da)。 (4)极限尺寸 是指允许尺寸变化的两个界限值。 2.1.2 孔和轴 为了把光滑圆柱体的标准应用广泛化，GB/T3212005规定了孔和轴的
2、新定义。 1. 孔 2.轴,图2-2 键与键槽 a)轮毂孔 b)平键 c)轴,2.1 基本术语及定义,2.1.3 尺寸偏差与公差 1. 尺寸偏差 (1)实际偏差 是指实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差，用Ea和ea表示。 (2)极限偏差 是指极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。 2. 尺寸公差 3. 标准公差,2.1 基本术语及定义,表2-1 标准公差数值(摘自GB/T 1800.31998),2.1 基本术语及定义,2.1.4 公差带图 1.公差带 2.公差带图的画法,图2-3 各尺寸之间的关系及公差带图,2.1.5 有关配合的术语和定义 1. 配合,2.1 基本术语及定义,2. 间隙或过盈 3
3、. 配合的种类 (1)间隙配合 具有间隙(包括最小间隙为零)的配合称为间隙配合。,图2-4 间隙配合,2.1 基本术语及定义,(2)过盈配合 具有过盈(包括最小过盈为零)的配合称为过盈配合。,图2-5 过盈配合,(3)过渡配合 既可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。,2.1 基本术语及定义,图2-6 过渡配合,4.配合公差 5.配合公差带图,2.1 基本术语及定义,例2-1 已知某配合的基本尺寸为60mm，配合公差Tf=0.049mm，最大间隙Xmax=0.019mm，孔的公差Th=0.030mm，轴的下偏差ei=+0.011mm，试画出该配合的尺寸公差带图与配合公差带图，并判断配合
4、的类型。 解：1)求孔和轴的极限偏差。 2)画出尺寸公差带图和配合公差带图(见图2-7)。 3) 求最大过盈。,图2-7 例2-1图(图中偏差单位为mm),2.2 极限与配合国家标准的基本构成,2.2.1 标准公差系列 前面介绍了标准公差的概念，国家标准规定的标准公差系列见表21。 2.2.2 基本偏差系列 1.基本偏差 2.基本偏差代号,图2-8 基本偏差系列图 a)孔 b)轴,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,3.基本偏差的特点,表2-2 常用尺寸(500mm)的轴的,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,2.js的数值：若IT的数值(m)为奇数，则取js(IT-1)/2。,2.2 极
5、限与配合国家标准的基本构成,表2-2 常用尺寸(500mm)的轴的,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,表2-2 常用尺寸(500mm)的轴的,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,表2-3 常用尺寸(500mm)的孔的,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,2.JS的数值：对于IT7IT11，若IT的数值(m)为奇数，则取JS=(IT-1)/2。 3.特殊情况：当基本尺寸大于250315mm时，M6的ES等于9(不等于11)。,2.2.3 基准制 任意变更孔、轴公差带的相对位置，就可以组成不同性质、不同松紧程度的配合。 1.基孔制,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,图2-9 基准制配合
6、 a)基孔制 b)基轴制 间隙配合 过渡配合 过渡或过盈配合 过盈配合 (注：基准件公差画有两条虚线，一条表示公差等级较低，一条表示公差等级较高。 当公差等级较高时，过渡配合可能成为过盈配合),2.2 极限与配合国家标准的基本构成,2.基轴制 2.2.4 公差带代号和配合代号 1. 公差带代号 2. 配合代号,图2-10 尺寸公差带的标注形式,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,图2-11 配合代号的标注,例2-2 查表确定两种配合的极限偏差，绘制公差带图与配合图，,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,计算极限间隙或极限过盈。 (1)30H7/p6 解：1)查表确定孔和轴的标准公差。 2)
7、查表确定轴的基本偏差。 3)查表确定孔的基本偏差。 4)计算轴h6的另一极限偏差。 5)计算孔的另一极限偏差。 6)配合代号可标注为 7)绘制公差与配合图解，如图2-12所示。,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,图2-12 例2-2图 a)30H7/p6公差带图 b)30P7/h6公差带图 c)配合图解,8)计算极限过盈。 2.2.5 一般、常用和优先的公差带与配合,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,GB/T 180041999规定了20种公差等级和孔、轴各28种基本偏差，其中基本偏差j仅保留j5j8四个公差等级，J仅保留J6J8三个公差等级。 1. 一般、常用和优先的公差带,图2-1
8、3 孔的一般、常用和优先的公差带,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,图2-14 轴的一般、常用和优先的公差带,2. 一般、常用和优先的配合,2.2 极限与配合国家标准的基本构成,表2-4 基孔制优先、常用配合(摘自GB/T 18011999),2.2 极限与配合国家标准的基本构成,表2-5 基轴制优先、常用配合(摘自GB/T 18011999),2.2 极限与配合国家标准的基本构成,2.2.6 一般公差(线性尺寸的未注公差) 1.一般公差的定义 2.GB/T,表2-6 线性尺寸的未注极限偏差的数值 (摘自GB/T 18042000)(单位：mm),2.2 极限与配合国家标准的基本构成,表2
9、-7 倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值(摘自GB/T 18042000) (单位：mm),3.线性尺寸的一般公差的应用 2.2.7 标准温度 标准规定标准温度20。,2.3 极限与配合的选用,2.3.1 基准制的选用 选择基准制时，应从结构、工艺性及经济性等方面综合分析考虑，并遵守下列原则： 1)一般情况下优先选用基孔制。 2)在有明显经济效益的前提下可以选用基轴制。 当采用冷拔钢直接做轴时，选用基轴制可以省掉轴的加工工序。这种情况主要用在农业机械和纺织机械中。 在特小尺寸(其加工尺寸1mm)配合中，加工小尺寸的精密轴比同级孔要难。在仪表、无线电等工程中，直接使用光轧成形的钢丝直接做轴，比
10、较经济。,2.3 极限与配合的选用, 根据结构需要和加工方便，宜采用基轴制。例如，同一基本尺寸(直径)的轴与多个孔配合时，采用基轴制较为经济。例如，在内燃机中的活塞销同时与连杆衬套孔和活塞销孔配合，如图2-15a所示。根据工作需要及装配性，活塞销与活塞销孔要求相对静止采用过渡配合，而与连杆衬套孔要求相对运动采用间隙配合。若采用基孔制配合如图2-15b所示，销轴做成两头大中间小，既加工麻烦又难于装配。若采用如图2-15c所示的基轴制，销轴做成光轴一次加工成形，加工方便，装配性好。,图2-15 活塞销与活塞销孔及连杆衬套孔的配合,2.3 极限与配合的选用,3)与标准件配合时以标准件为基准件。,图2
11、-16 与标准件配合实例,4)特殊情况下允许采用非基准制。 2.3.2 公差等级的选用,2.3 极限与配合的选用,公差等级不仅直接与零件的工作性能有关，而且决定加工难易和制造成本。 (1)孔和轴的工艺等价性 孔和轴的工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相当。,表2-8 按工艺等价选择公差等级,(2)与相配件的精度匹配 例如，齿轮孔与轴的配合，其公差等级参考齿轮的精度等级确定。,2.3 极限与配合的选用,(3)联系配合与加工装配成本 满足配合公差要求，所选孔、轴应符合TD+TdTf；在此前提下，为了降低成本，应尽可能取较低等级。 (4)参考企业的加工能力 各种加工方法能达到的公差等级见表2-9。,
12、2.3 极限与配合的选用,表2-9 各种加工方法能达到的公差等级,2.3 极限与配合的选用,(5)参考已有的应用经验 公差等级的应用范围见表2-10。,表2-10 公差等级的应用范围,2.3 极限与配合的选用,表2-11 常用公差等级的应用,2.3 极限与配合的选用,2.3.3 配合的选用 确定了基准制和公差等级之后，基准件的公差带以及非基准件公差带的大小均已确定。 1.各类配合选择的大体方向,表2-12 配合类别选择的大体方向, 指非基准件的基本偏差代号。 紧固件指键、销、螺钉。,2.3 极限与配合的选用,2.各种基本偏差的特点和应用,2.3 极限与配合的选用,表2-13 各种基本偏差的特点
13、和应用,2.3 极限与配合的选用,表2-13 各种基本偏差的特点和应用,2.3 极限与配合的选用,表2-13 各种基本偏差的特点和应用,2.3 极限与配合的选用,3.各类配合的选择 (1)间隙配合的选择 1)各种间隙配合的间隙程度。,表2-14 各种间隙配合间隙程度与摩擦类型,2.g(G)、h(H)也可用于需拆卸的静联接配合。 2)按相对运动的不同情况选择间隙配合的基本偏差。,表2-15 按相对运动情况选择间隙配合的极限偏差,3)间隙配合的修正。,2.3 极限与配合的选用,表2-16 不同工作情况对选择间隙配合的影响,(2)过盈配合的选择 1)传递转矩的大小。,2.3 极限与配合的选用,表2-
14、17 各种过盈配合基本偏差的比较与选择,2)过盈配合的修正。,2.3 极限与配合的选用,表2-18 对选择的过盈配合的修正,表2-18 对选择的过盈配合的修正,(3)过渡配合的选择 根据定心要求与拆卸情况选择过渡配合，,2.3 极限与配合的选用,可参考表2-19。,表2-19 各种过渡配合基本偏差的盈隙比较与选择,2.承受重负荷或冲击、振动大时，应选较紧的配合。 2.3.4 公差配合选择举例 例2-3 有一配合，基本尺寸为40mm，工作要求：Xmax=+0.068mm，Xmin=。要求选择合适的配合代号，并对结果进行检验。 解：1)选择基准制。 2)确定公差等级。,2.3 极限与配合的选用,3
15、)确定非基准件的基本偏差。 4)检验选择结果。 例2-4 有一配合，基本尺寸为70mm，工作要求：Ymax=-0.062mm，Ymin=。要求选择合适的配合代号，并对结果进行检验。 解：1)选择基准制。 2)确定公差等级。 3)确定非基准件的基本偏差。 4)检验选择结果。,2.4 滚动轴承的公差与配合,2.4.1 滚动轴承公差 1.滚动轴承的精度等级 2.滚动轴承内径、外径公差带及特点,图2-17 滚动轴承内径与外径的公差带,2.4 滚动轴承的公差与配合,3.滚动轴承与轴和外壳孔配合的基准制,图2-18 与滚动轴承配合的轴和外壳孔的公差带,2.4 滚动轴承的公差与配合,4.轴颈和外壳孔的公差带
16、 2.4.2 滚动轴承配合的选择 滚动轴承配合的选择，对保证滚动轴承的正常运转，延长使用寿命关系密切。,2.4 滚动轴承的公差与配合,表2-20 安装向心轴承和角接触轴承的轴颈公差带,2.4 滚动轴承的公差与配合,表2-20 安装向心轴承和角接触轴承的轴颈公差带, 凡对精度有较高要求的场合，,2.4 滚动轴承的公差与配合,应用j5、k5代替j6、k6。 圆锥滚子轴承、角接触球轴承配合对游隙影响不大，可用k6、m6代替k5、m5。 重负荷下轴承游隙应选大于0组。 凡有较高精度或转速要求的场合，应选用h7(IT5)代替h8(IT6)等。 IT6、IT7表示圆柱度公差数值。,表2-21 安装向心轴承和角接触轴承的外壳孔公差带,2.4 滚动轴承的公差与配合,2.对于轻合金外壳，应选择比钢或铸铁外壳较紧的配合。 2.4.3 选择滚动轴承配合时应考虑的问题 1.负荷方向与轴承套圈的相对关系 2.负荷的大小,表2-22 负荷类型,3.工作温度 4.径向游隙
