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孔軸公差與配合的選用,常用尺寸尺寸公差與配合的選用,1,孔、軸配合的精度設(shè)計(jì),圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)實(shí)際上就是圓柱結(jié)合的公差與配合的選用，它是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中至關(guān)重要的一環(huán)，公差與配合的選用是否恰當(dāng)，對(duì)機(jī)械的使用性能和制造成本有著很大的影響。圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)包括：配合制的選用公差等級(jí)的選用配合的選用,2,配合制的選擇,基孔制和基軸制是兩種平行的配合制。基孔制配合能滿足要求的，用同一偏差代號(hào)按基軸制形成的配合，也能滿足使用要求。如：H7/k6與K7/h6的配合性質(zhì)基本相同，稱為“同名配合”。所以，配合制的選擇與功能要求無關(guān)，主要考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的合理性。從制造加工方面考慮，兩種基準(zhǔn)制適用的場(chǎng)合不同；從加工工藝的角度來看，對(duì)應(yīng)用最廣泛的中小直徑尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞規(guī)、心軸等）檢驗(yàn)。而一種規(guī)格的定尺寸刀具和量具，只能滿足一種孔公差帶的需要。對(duì)于軸的加工和檢驗(yàn)，一種通用的外尺寸量具，也能方便地對(duì)多種軸的公差帶進(jìn)行檢驗(yàn)。由此可見：對(duì)于中小尺寸的配合，應(yīng)盡量采用基孔制配合。,3,基軸制的應(yīng)用,用冷拉光軸作軸時(shí)。冷拉圓型鋼材，其尺寸公差可達(dá)IT7～I(xiàn)T9，能夠滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械上的軸頸精度要求，在這種情況下采用基軸制，可免去軸的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性質(zhì)的配合。采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)。滾動(dòng)軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，它的內(nèi)圈與軸頸配合無疑應(yīng)是基孔制，而外圈與外殼孔的配合應(yīng)是基軸制。同一基本尺寸的軸與多孔相配合，且配合性質(zhì)要求不同時(shí)。如圖所示的活塞部件中，活塞銷和活塞與連桿的配合，根據(jù)功能要求，活塞銷和活塞的配合應(yīng)為過渡配合，而活塞銷與連桿的配合則應(yīng)為間隙配合。,,4,非基準(zhǔn)制的應(yīng)用,在實(shí)際生產(chǎn)中，由于結(jié)構(gòu)或某些特殊的需要，允許采用非配合制配合。即非基準(zhǔn)孔和非基準(zhǔn)軸配合，如：當(dāng)機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)一個(gè)非基準(zhǔn)孔（軸）和兩個(gè)以上的軸（孔）配合時(shí)，其中肯定會(huì)有一個(gè)非配合制配合。如圖所示，箱體孔與滾動(dòng)軸承和軸承端蓋的配合。由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，它與箱體孔的配合選用基軸制配合，箱體孔的公差帶代號(hào)為J7，箱體孔與端蓋的配合可選低精度的間隙配合J7/f9，既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位，還有利于降低成本?；字?、基軸制的優(yōu)先、常用配合見書中的表。,,5,如圖所示，車床C616主軸箱齒輪軸筒與隔套的配合。由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，它與齒輪軸筒的配合選用基孔制配合，齒輪軸筒的公差帶代號(hào)為Φ60js6，而隔套作用只是將兩個(gè)滾動(dòng)軸承隔開，作軸向定位用，為了方便裝配，它只要松套在齒輪軸筒的外徑上即可，公差等級(jí)也可選用更低的。這類配合就是用不同公差等級(jí)的非基準(zhǔn)孔公差帶組成。,舉例,6,公差等級(jí)的選擇原則,公差等級(jí)的選擇的實(shí)質(zhì)就是尺寸制造精度的確定，尺寸的精度與加工的難易程度、加工的成本和零件的工作質(zhì)量有關(guān)。公差等級(jí)越高，合格尺寸的大小越趨一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。公差與成本的關(guān)系如圖所示。因此，公差等級(jí)選擇的基本原則是：在滿足使用性能的前提下，盡量選擇較低的精度等級(jí)。,,7,公差等級(jí)的選擇方法,公差等級(jí)的選擇的方法一般采用類比法，對(duì)于已知配合要求的也可以用計(jì)算法確定其公差等級(jí)。書中列出公差等級(jí)的應(yīng)用，列出各種加工方法所能達(dá)到的精度等級(jí)和各種基本偏差的應(yīng)用實(shí)例。一般配合尺寸的公差等級(jí)范圍為IT5～I(xiàn)T13，表中列出配合IT5～I(xiàn)T13級(jí)的應(yīng)用，供采用類比法時(shí)對(duì)比選用。,8,公差等級(jí)的應(yīng)用,,9,配合IT5至IT13級(jí)的應(yīng)用（尺寸≤５００mm）,,10,類比法選擇公差等級(jí)時(shí)應(yīng)考慮的問題,（1）應(yīng)遵循工藝等價(jià)的原則，即相互結(jié)合的零件，其加工的難易程度應(yīng)基本相當(dāng)。根據(jù)這一原則，對(duì)于基本尺寸≤500mm的，當(dāng)公差等級(jí)在IT8以上時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級(jí)，如：H8/m7，K7/h6；當(dāng)公差等級(jí)在IT8以下時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)推薦孔與軸同級(jí)，如：H9/h9，D9/h9，IT8屬于臨界值，IT8級(jí)的孔可與同級(jí)的軸配合，也可以與高一級(jí)的軸配合，如：H8/f8，H8/k7。對(duì)于基本尺寸＞500mm的，一般采用孔、軸同級(jí)配合。（2）相配合的零、部件的精度應(yīng)相匹配。如：與齒輪孔相配合的軸的精度就受齒輪精度的制約；與滾動(dòng)軸承相配合的外殼孔和軸的精度應(yīng)當(dāng)與滾動(dòng)軸承的精度相匹配。,11,類比法選擇公差等級(jí)時(shí)應(yīng)考慮的問題,（3）過盈、過渡和較緊的間隙配合，精度等級(jí)不能太低。一般孔的公差等級(jí)應(yīng)不低于IT8級(jí)，軸的不低于IT7級(jí)。這是因?yàn)楣畹燃?jí)過低，使過盈配合的最大過盈過大，材料容易受到損壞；使過渡配合不能保證相配的孔、軸既裝卸方便又能實(shí)現(xiàn)定心的要求；使間隙配合產(chǎn)生較大的間隙，不能滿足較緊配合的要求。（4）在非配合制的配合中，當(dāng)配合精度要求不高，為降低成本，允許相配合零件的公差等級(jí)相差2～3級(jí)，如圖所示的箱體孔與端蓋的配合。,,12,配合種類的選擇,配合種類的選擇主要就是根據(jù)零件的功能要求，確定配合的類型及非配合制的基本偏差代號(hào)。選擇的基本方法還是類比法、計(jì)算法和試驗(yàn)法三種。類比法是選擇配合種類的主要方法。應(yīng)用類比法選擇時(shí)，要考慮以下因素：配合件的工作情況各種基本偏差形成配合的特點(diǎn)配合件的生產(chǎn)情況,13,配合件的工作情況,選擇配合的類型時(shí)，應(yīng)考慮配合件間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)、定心精度高低、配合件受力情況、裝配情況等。配合類型的選擇可依據(jù)下表來對(duì)比選擇。,14,間隙配合的特點(diǎn),間隙配合有A～H（a～h）共十一種，其特點(diǎn)是：利用間隙貯存潤(rùn)滑油及補(bǔ)償溫度變形、安裝誤差、彈性變形等所引起的誤差。生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，不僅用于運(yùn)動(dòng)配合，加緊固件后也可用于傳遞力矩。不同基本偏差代號(hào)與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）分別形成不同間隙的配合。設(shè)計(jì)時(shí)主要依據(jù)變形、誤差需要補(bǔ)償間隙的大小、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、是否要求定心或拆卸來選定。,15,間隙配合的選用,工作時(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或雖無相對(duì)運(yùn)動(dòng)而要求裝拆方便的孔、軸配合，應(yīng)選用間隙配合。,一般工作條件的滑動(dòng)軸承，可以選用基本偏差f或F組成的配合，如H8/f7相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高、支承數(shù)目較多可以選用基本偏差d、e(或D、E)所組成的配合，如H8/e7對(duì)孔、軸僅有軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)或速度很低，且有對(duì)準(zhǔn)中心要求的配合，可選用基本偏差g(或G)所組成的配合，如H8/g7要求裝拆方便且無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的孔、軸配合可選用基本偏差h(或H)所組成的配合，如H8/h7,16,過渡配合的特點(diǎn),過渡配合有JS～N（js～n）四種基本偏差，其主要特點(diǎn)是：定心精度高且可拆卸。也可加鍵、銷緊固件后用于傳遞力矩，主要根據(jù)機(jī)構(gòu)受力情況、定心精度和要求裝拆次數(shù)來考慮基本偏差的選擇。定心要求高、受沖擊負(fù)荷、不常拆卸的，可選較緊的基本偏差，如N（n），反之應(yīng)選較松的配合，如：K（k）或JS（js）。,17,對(duì)于既要求定位精確，又要求裝拆方便的場(chǎng)合，應(yīng)該選擇過渡配合。過渡配合最大間隙Xmax應(yīng)小，以保證對(duì)中性，最大過盈Ymax也應(yīng)小，以保證裝拆方便，也就是配合公差Tf應(yīng)該小，因此過渡配合中孔、軸標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)應(yīng)該較高當(dāng)對(duì)中性要求高、不常拆卸，傳遞載荷大、沖擊和振動(dòng)大時(shí)，應(yīng)該選用較緊的配合，如H7/m6，H7/n6。反之，可以選擇較松的配合，如H7/js6，H7/k6。,過渡配合的選用,18,過盈配合的特點(diǎn),過盈配合有P～ZC（p～zc）13種基本偏差，其特點(diǎn)是:由于有過盈，裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小，產(chǎn)生彈性變形，在結(jié)合面上產(chǎn)生一定的正壓力和摩擦力，用以傳遞力矩和緊固零件。選擇過盈配合時(shí)，如不加鍵、銷等緊固件，則最小過盈應(yīng)能保證傳遞所需的力矩，最大過盈應(yīng)不使材料破壞，故配合公差不能太大，所以公差等級(jí)一般為IT5～I(xiàn)T7?；酒罡鶕?jù)最小過盈量及結(jié)合件的標(biāo)準(zhǔn)來選取。軸的基本偏差具體選，盡量選用優(yōu)先配合。,19,對(duì)于利用過盈來保證固定或傳遞載荷的孔、軸配合，應(yīng)選用過盈配合。不傳遞載荷而只以作為定位用的過盈配合，可以選用由基本偏差r、s(或R、S)組成的配合。連接件如銷、鍵等傳遞載荷的配合，可以選用小過盈的基本偏差p、r(或P、R)組成的配合，以增加聯(lián)結(jié)的可靠性。利用過盈傳遞載荷的配合，經(jīng)過計(jì)算過盈大小，來選用由基本偏差t、u(或T、U)組成的配合。過盈要求很大時(shí)，如基本偏差x、y、z(或X、Y、Z)組成的配合，要經(jīng)過試驗(yàn)證明是否合理可靠。,過盈配合的選用,20,其他情況對(duì)配合選擇的影響,工作溫度對(duì)配合選擇的影響溫度差別很大時(shí)，選擇配合就要考慮熱變形的影響。如鋁活塞與氣缸鋼套孔的配合裝配變形對(duì)配合選擇的影響在機(jī)械結(jié)構(gòu)中，薄壁套筒裝配后變形生產(chǎn)類型對(duì)配合選擇的影響生產(chǎn)類型即批量的影響大批量生產(chǎn)、單件小批量生產(chǎn),21,裝配變形對(duì)配合選擇的影響,由于套筒外表面與機(jī)座孔裝配時(shí)會(huì)產(chǎn)生過盈，當(dāng)套筒壓入機(jī)座孔時(shí)，套筒內(nèi)孔會(huì)收縮，產(chǎn)生變形，套筒孔徑減小，不能滿足要求。解決方法：1.預(yù)先將套筒內(nèi)孔加工的比Φ60H7大些，用來補(bǔ)償裝配變形。2.將套筒壓入機(jī)座孔之后，再按照Φ60H7加工套筒內(nèi)孔。,22,配合件的生產(chǎn)情況,按大批大量生產(chǎn)時(shí)，加工后所得的尺寸通常呈正態(tài)分布；而單件小批量生產(chǎn)時(shí)，加工所得的孔的尺寸多偏向最小極限尺寸，軸的尺寸多偏向最大極限尺寸，即呈偏態(tài)分布。所以，對(duì)于同一使用要求，單件小批生產(chǎn)時(shí)采用的配合應(yīng)比大批大量生產(chǎn)時(shí)要松一些。如大批量生產(chǎn)時(shí)的φ50H7/js6的要求，在單件小批生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選擇φ50H7/h6。同樣，受其它工作條件的影響，配合的間隙或過盈也應(yīng)隨之變化。如表2-22。,23,例：分析齒輪泵重要孔軸配合所采用的基準(zhǔn)制、標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和配合種類,24,