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1、一、配合的類型
1.?間隙配合
(1)定義
孔的尺寸總是大于軸的尺寸,具有間隙(包括最小間隙為零)。這種配合允許軸在孔中自由轉(zhuǎn)動或滑動。例如,滑動軸承與軸頸的配合,在正常工作狀態(tài)下,軸頸能夠在軸承孔內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動,兩者之間存在一定的間隙用于儲存潤滑油,以減少摩擦和磨損。
(2)應(yīng)用場景
主要用于需要相對運動的場合,如發(fā)動機(jī)的活塞與氣缸壁(活塞在氣缸壁內(nèi)做往復(fù)運動)、機(jī)床的導(dǎo)軌與滑塊等。在這些情況下,適當(dāng)?shù)拈g隙可以保證運動的順暢性。
(3)裝配方法及要點
方法:小型簡單的直接用手插入,注意軸線重合;大型或精度高的用工具輔助,如銅棒敲擊,涂潤滑油。
裝配要點:①清潔工作:裝配前確保軸和
2、孔表面無雜質(zhì),如汽車發(fā)動機(jī)活塞與氣缸壁的清洗。②檢查間隙:用塞尺等工具檢查間隙是否符合要求,如在規(guī)定范圍內(nèi)且均勻。③對中操作:保證軸和孔軸線對中,大型設(shè)備可用百分表檢查調(diào)整。
2. 過盈配合
(1)定義
軸的尺寸大于孔的尺寸,裝配后會產(chǎn)生過盈。這種配合使零件之間結(jié)合緊密,能傳遞較大的扭矩或軸向力。例如,火車車輪與車軸的配合,通過過盈配合可以確保車輪在高速運轉(zhuǎn)時不會與車軸發(fā)生相對位移,保證了行車安全。
(2)應(yīng)用場景
常用于需要牢固連接且不允許有相對運動的部件,如齒輪與軸的連接(在一些情況下,通過過盈配合將齒輪固定在軸上,使齒輪能夠有效地傳遞動力)、滾動軸承的外圈與軸承座孔的配合等。
3、
(3)裝配方法和要點
方法:
①壓入法:用壓力機(jī)壓入,控制壓力和速度,如滾動軸承外圈與軸承座孔的裝配。
②熱裝法:將孔加熱膨脹后插入軸,如火車車輪與車軸裝配,要控制加熱溫度。一般情況下,對于鋼鐵材料,加熱溫度通常在80 - 300℃之間,當(dāng)加熱溫度為100℃時,對于鋼鐵材料,線膨脹系數(shù)大約為1.2×10??/℃,如果零件直徑為100mm,那么膨脹量Δd =α×d×ΔT(α為線膨脹系數(shù),d為零件直徑,ΔT為溫度變化量),即1.2×10??×100×100 = 0.12mm左右。這意味著加熱后零件孔徑會增加約 0.12mm,這個膨脹量可以作為確定過盈配合間隙的參考。實際應(yīng)用中,考慮到冷卻過
4、程中的收縮以及裝配的便利性,熱裝時的間隙一般比理論計算的膨脹量稍大一些。通常會預(yù)留 0.1- 0.3mm 的裝配間隙(除了計算出的膨脹量部分)。
③冷裝法:將軸冷卻收縮后插入孔,如小型高精度裝置,注意冷卻介質(zhì)安全和裝配時間。常用的冷卻介質(zhì)是液氮,液氮溫度為 - 196℃。在使用液氮冷卻軸類零件時,零件溫度能迅速降低到很低的水平。不過,并不是所有零件都需要冷卻到液氮溫度,一般冷卻到- 80℃至- 196℃之間即可滿足大多數(shù)過盈配合的裝配要求。以鋼鐵材料為例,同樣根據(jù)線膨脹系數(shù)計算收縮量。假設(shè)將直徑為50mm的軸冷卻到- 100℃,線膨脹系數(shù)為1.2×10??/℃,收縮量Δd =α×d×ΔT =
5、 1.2×10??×50×100 = 0.06mm。實際冷裝時,考慮到零件從冷卻介質(zhì)中取出后的升溫以及裝配過程中的一些因素,預(yù)留的間隙一般比理論收縮量稍大。通常預(yù)留0.05 - 0.15mm 的裝配間隙(除了計算出的收縮量部分)。
裝配要點:①計算過盈量:精確計算,考慮零件材料、尺寸和工作要求,如齒輪與軸配合。②表面處理:保證表面光潔度,如航空發(fā)動機(jī)零件裝配前研磨。③加熱或冷卻操作控制:嚴(yán)格控制溫度和時間,避免材料性能改變和確保足夠膨脹或收縮量。
3. 過渡配合
(1)定義
可能具有間隙或過盈,具體取決于零件的實際尺寸。其間隙或過盈量一般都比較小。例如,在一些精度要求較高的機(jī)械裝置中,
6、定位銷與銷孔的配合可能是過渡配合,當(dāng)定位銷插入銷孔時,有可能是間隙配合狀態(tài),也有可能是輕微過盈配合狀態(tài)。
(2)應(yīng)用場景
用于對同軸度要求較高,同時又需要便于裝配的場合,如機(jī)床夾具中的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面的配合,既要求保證工件的定位精度(通過過渡配合使定位元件與工件緊密接觸),又要考慮在裝配和拆卸過程中的便利性。
(3)裝配方法和要點
方法:小過盈時像間隙配合一樣手工裝配,如小型電子設(shè)備定位銷與銷孔裝配。小間隙或小過盈時用壓力機(jī)裝配,如機(jī)床夾具定位元件與工件裝配。
裝配要點:①尺寸檢查:裝配前仔細(xì)檢查軸和孔尺寸,確保在過渡配合允許范圍內(nèi)。②裝配后的檢查:檢查裝配質(zhì)量,包括是否松動
7、或卡死,對同軸度等精度要求高的用量具檢查。
二、配合的基準(zhǔn)制
1. 基孔制
定義:基本偏差為一定的孔的公差帶,與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。在基孔制中,孔是基準(zhǔn)件,其下偏差為零。例如,在一般的機(jī)械加工中,如果先加工出孔,然后根據(jù)孔的尺寸來選擇合適公差帶的軸進(jìn)行配合,這就是采用基孔制。
優(yōu)點:因為孔的加工通常比軸的加工更困難,采用基孔制可以減少孔的刀具和量具的規(guī)格數(shù)量。例如,在大量生產(chǎn)同一種規(guī)格的孔時,只需要準(zhǔn)備一種加工孔的刀具和量具,通過改變軸的公差帶來實現(xiàn)不同的配合要求。
2.?基軸制
定義:基本偏差為一定的軸的公差帶,與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的
8、一種制度。在基軸制中,軸是基準(zhǔn)件,其上偏差為零。例如,在一些特殊情況下,如在一根光軸上安裝多個不同配合要求的零件,可能會先確定軸的尺寸,然后根據(jù)軸的尺寸來加工孔,這就是采用基軸制。
優(yōu)點:適用于結(jié)構(gòu)上的需要或軸的尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的情況。例如,在農(nóng)業(yè)機(jī)械的一些軸類部件中,由于軸的規(guī)格可能是按照標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的,此時采用基軸制來設(shè)計與之配合的孔更為方便。
三、配合公差
1. 定義:配合公差是允許間隙或過盈的變動量。它是組成配合的孔、軸公差之和。例如,對于一個間隙配合,孔的公差為+0.03mm,軸的公差為 -0.02mm,那么配合公差就是0.03 + 0.02 = 0.05mm,這表示間隙的大小可以在一定范圍內(nèi)變化。
2. 重要性:配合公差的大小直接影響著機(jī)械產(chǎn)品的裝配精度和性能。如果配合公差過大,可能會導(dǎo)致間隙過大或過盈不足,從而影響機(jī)械產(chǎn)品的運動精度、密封性等性能;如果配合公差過小,可能會增加加工成本,并且在裝配過程中可能會因為尺寸稍有偏差而難以裝配。