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1、孔轴公差与配合的选用孔轴公差与配合的选用 常用尺寸尺寸公差与配合的选用孔、轴配合的精度设计孔、轴配合的精度设计 圆圆柱柱结结合合的的精精度度设设计计实实际际上上就就是是圆圆柱柱结结合合的的公公差差与与配配合合的的选选用用，它它是是机机械械设设计计与与制制造造中中至至关关重重要要的的一一环环，公公差差与与配配合合的的选选用用是是否否恰恰当当，对对机机械械的的使使用用性性能能和和制制造造成成本本有有着着很很大大的的影影响响。圆圆柱柱结结合合的精度设计包括：的精度设计包括：配合制的选用配合制的选用公差等级的选用公差等级的选用配合的选用配合的选用配合制的选择配合制的选择基孔制和基轴制是两种平行的配合制
2、。基孔制配合能满基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足要求的，用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能足要求的，用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能满足使用要求。如：满足使用要求。如：H7/k6与与K7/h6的配合性质基本相同，的配合性质基本相同，称为称为“同名配合同名配合”。所以，。所以，配合制的选择与功能要求无配合制的选择与功能要求无关，主要考虑加工的经济性和结构的合理性关，主要考虑加工的经济性和结构的合理性。从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同；从从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同；从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的加工工艺的角度来看，对应用
3、最广泛的中小直径尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：对于中小对于中小尺寸的配合尺寸的配合，应尽量采用，应尽量采用基孔制基孔制配合。配合。 基轴制的应用基轴制的应用用冷
4、拉光轴作轴时。冷拉圆型钢材，其尺寸公差可达用冷拉光轴作轴时。冷拉圆型钢材，其尺寸公差可达IT7IT9，能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求，在能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求，在这种情况下采用基轴制，可免去轴的加工。只需按照不同这种情况下采用基轴制，可免去轴的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性质的配合。的配合性能要求加工孔，就能得到不同性质的配合。 采用标准件时。滚动轴承为标准件，它的内圈与轴颈配合采用标准件时。滚动轴承为标准件，它的内圈与轴颈配合无疑应是基孔制，而外圈与外壳孔的配合应是基轴制。无疑应是基孔制，而外圈与外壳孔的配合应是基轴制。 同一基本尺寸的
5、轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时。同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时。如图所示的活塞部件中，活塞销和活塞与连杆的配合，根如图所示的活塞部件中，活塞销和活塞与连杆的配合，根据功能要求，活塞销和活塞的配合应为过渡配合，而活塞据功能要求，活塞销和活塞的配合应为过渡配合，而活塞销与连杆的配合则应为间隙配合。销与连杆的配合则应为间隙配合。 非基准制的应用非基准制的应用在在实实际际生生产产中中，由由于于结结构构或或某某些些特特殊殊的的需需要要，允允许许采采用用非非配配合合制制配配合合。即即非非基基准准孔孔和和非非基基准准轴轴配配合合，如如：当当机机构构中中出出现现一一个个非非基基准准孔
6、孔（轴轴）和和两两个个以以上上的的轴轴（孔孔）配配合合时时，其其中中肯肯定定会会有有一一个个非非配配合合制制配配合合。如如图图所所示示，箱箱体体孔孔与与滚滚动动轴轴承承和和轴轴承承端端盖盖的的配配合合。由由于于滚滚动动轴轴承承是是标标准准件件，它它与与箱箱体体孔孔的的配配合合选选用用基基轴轴制制配配合合，箱箱体体孔孔的的公公差差带带代代号号为为J7，箱箱体体孔孔与与端端盖盖的的配配合合可可选选低低精精度度的的间间隙隙配配合合J7/f9 ，既既便便于于拆拆卸卸又又能能保保证证轴轴承的轴向定位，还有利于降低成本。承的轴向定位，还有利于降低成本。基孔制、基轴制的优先、常用配合见书中的表。基孔制、基轴
7、制的优先、常用配合见书中的表。 如图所示，车床如图所示，车床C616C616主主轴箱齿轮轴筒与隔套的配合。轴箱齿轮轴筒与隔套的配合。由于滚动轴承是标准件，它与由于滚动轴承是标准件，它与齿轮轴筒的配合选用基孔制配齿轮轴筒的配合选用基孔制配合，齿轮轴筒的公差带代号为合，齿轮轴筒的公差带代号为60js660js6，而隔套作用只是将两，而隔套作用只是将两个滚动轴承隔开，作轴向定位个滚动轴承隔开，作轴向定位用，为了方便装配，它只要松用，为了方便装配，它只要松套在齿轮轴筒的外径上即可，套在齿轮轴筒的外径上即可，公差等级也可选用更低的。这公差等级也可选用更低的。这类配合就是用不同公差等级的类配合就是用不同公
8、差等级的非基准孔公差带组成。非基准孔公差带组成。举例举例公差等级的选择原则公差等级的选择原则公差等级的选择的实质就是尺寸制造精度的确定，尺寸的公差等级的选择的实质就是尺寸制造精度的确定，尺寸的精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质量有精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质量有关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。公差与成本的关系如图所就越高，但加工的成本也越高。公差与成本的关系如图所示。因此，公差等级选择的基本原则是：示。因此，公差等级选择的基本原则是：在满足使用性能在满足使用性能的前提下
9、，尽量选择较低的精度等级。的前提下，尽量选择较低的精度等级。 公差等级的选择方法公差等级的选择方法公差等级的选择的方法一般公差等级的选择的方法一般采用类比法采用类比法，对于已知配合要，对于已知配合要求的也可以用计算法确定其公差等级。书中列出公差等级求的也可以用计算法确定其公差等级。书中列出公差等级的应用，列出各种加工方法所能达到的精度等级和各种基的应用，列出各种加工方法所能达到的精度等级和各种基本偏差的应用实例。一般配合尺寸的公差等级范围为本偏差的应用实例。一般配合尺寸的公差等级范围为IT5IT13，表中列出配合表中列出配合IT5IT13级的应用，供采用类比法时级的应用，供采用类比法时对比选用
10、。对比选用。 公差等级的应用公差等级的应用 配合配合IT5IT5至至IT13IT13级的应用（尺寸级的应用（尺寸mmmm） 类比法选择公差等级时应考虑的问题类比法选择公差等级时应考虑的问题（1）应应遵遵循循工工艺艺等等价价的的原原则则，即即相相互互结结合合的的零零件件，其其加加工工的的难难易易程程度度应应基基本本相相当当。根根据据这这一一原原则则，对对于于基基本本尺尺寸寸500mm的的，当当公公差差等等级级在在IT8以以上上时时，标标准准推推荐荐孔孔比比轴轴低低一一级级，如如：H8/m7，K7/h6；当当公公差差等等级级在在IT8以以下下时时，标标准准推推荐荐孔孔与与轴轴同同级级，如如：H9/
11、h9，D9/h9，IT8属属于于临临界界值值，IT8级级的的孔孔可可与与同同级级的的轴轴配配合合，也也可可以以与与高高一一级级的的轴轴配配合合，如如：H8/f8，H8/k7。对对于于基基本本尺尺寸寸500mm的，一般采用孔、轴同级配合。的，一般采用孔、轴同级配合。（2）相配合的零、部件的精度应相匹配相配合的零、部件的精度应相匹配。如：与齿轮孔。如：与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约；与滚动轴承相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约；与滚动轴承相配合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相相配合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相匹配。匹配。 类比法选择公差等级时应考虑的问题类比法选择公
12、差等级时应考虑的问题 （3）过过盈盈、过过渡渡和和较较紧紧的的间间隙隙配配合合，精精度度等等级级不不能能太太低低。一一般般孔孔的的公公差差等等级级应应不不低低于于IT8级级，轴轴的的不不低低于于IT7级级。这这是是因因为为公公差差等等级级过过低低，使使过过盈盈配配合合的的最最大大过过盈盈过过大大，材材料料容容易易受受到到损损坏坏；使使过过渡渡配配合合不不能能保保证证相相配配的的孔孔、轴轴既既装装卸卸方方便便又又能能实实现现定定心心的的要要求求；使使间间隙隙配配合合产产生生较较大大的的间隙，不能满足较紧配合的要求。间隙，不能满足较紧配合的要求。（4）在非配合制的配合中，当配合精度要求不）在非配合
13、制的配合中，当配合精度要求不高，为降低成本，允许相配合零件的公差等级高，为降低成本，允许相配合零件的公差等级相差相差23级，如图所示的箱体孔与端盖的配合。级，如图所示的箱体孔与端盖的配合。 配合种类的选择配合种类的选择配合种类的选择主要就是根据零件的功能要求，配合种类的选择主要就是根据零件的功能要求，确定配合的类型及非配合制的基本偏差代号。选确定配合的类型及非配合制的基本偏差代号。选择的基本方法还是类比法、计算法和试验法三种。择的基本方法还是类比法、计算法和试验法三种。类比法是选择配合种类的主要方法。应用类比法类比法是选择配合种类的主要方法。应用类比法选择时，要考虑以下因素：选择时，要考虑以下
14、因素： 配合件的工作情况配合件的工作情况 各种基本偏差形成配合的特点各种基本偏差形成配合的特点 配合件的生产情况配合件的生产情况 配合件的工作情况配合件的工作情况选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。 间隙配合的特点间隙配合的特点 间隙配合有间隙配合有A AH H（a ah h）共十一种，其特点是：共十一种，其特点是：利利用用间间隙隙贮贮存存润润滑滑油油及及补补偿偿温温度度变变形形、安安
15、装装误误差差、弹弹性性变形等所引起的误差。变形等所引起的误差。生生产产中中应应用用广广泛泛，不不仅仅用用于于运运动动配配合合，加加紧紧固固件件后后也也可可用于传递力矩。用于传递力矩。不不同同基基本本偏偏差差代代号号与与基基准准孔孔（或或基基准准轴轴）分分别别形形成成不不同同间隙的配合。间隙的配合。 设设计计时时主主要要依依据据变变形形、误误差差需需要要补补偿偿间间隙隙的的大大小、相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。小、相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。间隙配合的选用 工作时有相对运动或虽无相对运动而要求装工作时有相对运动或虽无相对运动而要求装拆方便的孔拆方便的孔 、轴配合，应选用间隙
16、配合。、轴配合，应选用间隙配合。 一般工作条件的滑动轴承，可以选用基本偏差一般工作条件的滑动轴承，可以选用基本偏差f或或F组成的组成的配合，如配合，如H8/f7相对运动速度较高、支承数目较多可以选用基本偏差相对运动速度较高、支承数目较多可以选用基本偏差d、e(或或D、E)所组成的配合，如所组成的配合，如H8/e7对孔、轴仅有轴向相对运动或速度很低，且有对准中心要对孔、轴仅有轴向相对运动或速度很低，且有对准中心要求的配合，可选用基本偏差求的配合，可选用基本偏差g(或或G)所组成的配合，如所组成的配合，如H8/g7 要求装拆方便且无相对运动的孔、轴配合可选用基本偏差要求装拆方便且无相对运动的孔、轴
17、配合可选用基本偏差h(或或H)所组成的配合，如所组成的配合，如H8/h7 过渡配合的特点 过过渡渡配配合合有有JSJSN N（jsjsn n）四四种种基基本本偏偏差差，其其主主要要特点是：特点是：定定心心精精度度高高且且可可拆拆卸卸。也也可可加加键键、销销紧紧固固件件后后用用于于传传递递力力矩矩，主主要要根根据据机机构构受受力力情情况况、定定心心精精度度和和要要求求装装拆拆次次数数来来考考虑虑基基本本偏偏差差的选择。的选择。定定心心要要求求高高、受受冲冲击击负负荷荷、不不常常拆拆卸卸的的，可可选选较较紧紧的的基基本本偏偏差差，如如N N（n n），），反之应选较松的配合，如：反之应选较松的配合
18、，如：K K（k k）或或JSJS（jsjs）。）。 对于既要求定位精确，又要求装拆方便的场合，对于既要求定位精确，又要求装拆方便的场合，应该选择过渡配合。应该选择过渡配合。过渡配合最大间隙过渡配合最大间隙Xmax应小，以保证对中性，最大过盈应小，以保证对中性，最大过盈Ymax也应小，以保证装拆方便，也就是配合公差也应小，以保证装拆方便，也就是配合公差Tf应该小，应该小，因此过渡配合中孔、轴标准公差等级应该较高因此过渡配合中孔、轴标准公差等级应该较高当对中性要求高、不常拆卸，传递载荷大、冲击和振动当对中性要求高、不常拆卸，传递载荷大、冲击和振动大时，应该选用较紧的配合，如大时，应该选用较紧的配
19、合，如H7/m6，H7/n6。反之，。反之，可以选择较松的配合，如可以选择较松的配合，如H7/js6，H7/k6。过渡配合的选用过盈配合的特点过盈配合的特点 过过盈盈配配合合有有P PZCZC（p pzczc）1313种种基基本本偏偏差差，其其特特点点是是: :由由于于有有过过盈盈，装装配配后后孔孔的的尺尺寸寸被被胀胀大大而而轴轴的的尺尺寸寸被被压压小小，产产生生弹弹性性变变形形，在在结结合合面面上上产产生生一一定定的的正正压压力力和和摩摩擦擦力力，用以用以传递力矩和紧固零件传递力矩和紧固零件。选选择择过过盈盈配配合合时时，如如不不加加键键、销销等等紧紧固固件件，则则最最小小过过盈盈应应能能保
20、保证证传传递递所所需需的的力力矩矩，最最大大过过盈盈应应不不使使材材料料破破坏坏，故故配配合合公公差差不不能能太太大大，所所以以公公差差等等级级一一般般为为IT5IT7。基基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。轴的基本偏差具体选，尽量选用优先配合。轴的基本偏差具体选，尽量选用优先配合。 对于利用过盈来保证固定或传递载荷的孔、轴对于利用过盈来保证固定或传递载荷的孔、轴配合，应选用过盈配合。配合，应选用过盈配合。不传递载荷而只以作为定位用的过盈配合，可以选用不传递载荷而只以作为定位用的过盈配合，可以选用由基本偏差由基本偏差r r、s(s(或或R R、
21、S)S)组成的配合。组成的配合。连接件如销、键等传递载荷的配合，可以选用小过盈连接件如销、键等传递载荷的配合，可以选用小过盈的基本偏差的基本偏差p p、r(r(或或P P、R)R)组成的配合，以增加联结的组成的配合，以增加联结的可靠性。可靠性。利用过盈传递载荷的配合，经过计算过盈大小，来选利用过盈传递载荷的配合，经过计算过盈大小，来选用由基本偏差用由基本偏差t t、u(u(或或T T、U)U)组成的配合。组成的配合。过盈要求很大时，如基本偏差过盈要求很大时，如基本偏差x x、y y、z(z(或或X X、Y Y、Z)Z)组组成的配合，要经过试验证明是否合理可靠。成的配合，要经过试验证明是否合理可
22、靠。过盈配合的选用其他情况对配合选择的影响其他情况对配合选择的影响工作温度对配合选择的影响工作温度对配合选择的影响 温度差别很大时，选择配合就要考虑热变形的影响。如铝温度差别很大时，选择配合就要考虑热变形的影响。如铝活塞与气缸钢套孔的配合活塞与气缸钢套孔的配合装配变形对配合选择的影响装配变形对配合选择的影响 在机械结构中，薄壁套筒装配后变形在机械结构中，薄壁套筒装配后变形生产类型对配合选择的影响生产类型对配合选择的影响 生产类型即批量的影响生产类型即批量的影响 大批量生产、单件小批量生产大批量生产、单件小批量生产装配变形对配合选择的影响装配变形对配合选择的影响 由于套筒外表面与机座由于套筒外表
23、面与机座孔装配时会产生过盈，当套孔装配时会产生过盈，当套筒压入机座孔时，套筒内孔筒压入机座孔时，套筒内孔会收缩，产生变形，套筒孔会收缩，产生变形，套筒孔径减小，不能满足要求。径减小，不能满足要求。解决方法：解决方法：1.预先将套筒内孔加工的比预先将套筒内孔加工的比60H7大些，用来大些，用来补偿装配装配变形。形。2.将套筒将套筒压入机座孔之后，入机座孔之后，再按照再按照60H7加工套筒内孔。加工套筒内孔。配合件的生产情况配合件的生产情况按大批大量生产时，加工后所得的尺寸通常呈正态分布；而单件小批量生产时，加工所得的孔的尺寸多偏向最小极限尺寸，轴的尺寸多偏向最大极限尺寸，即呈偏态分布。所以，对于同一使用要求，单件小批生产时采用的配合应比大批大量生产时要松一些。如大批量生产时的50H7/js6的要求，在单件小批生产时应选择50H7/h6。同样，受其它工作条件的影响，配合的间隙或过盈也应随之变化。如表2-22。 例：分析齿轮泵重要孔轴配合所采用的基准制、例：分析齿轮泵重要孔轴配合所采用的基准制、 标准公差等级和配合种类标准公差等级和配合种类
