孔與軸的極限與配合.pptVIP

第一章 孔與軸的極限與配合,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 極限與配合的基本詞匯 第三節(jié) 極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn) 第四節(jié) 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差帶與配合 第五節(jié) 公差與配合的選用 第六節(jié) 線性尺寸的未注公差,第一節(jié) 概述,在機(jī)器制造業(yè)中，“極限”是用于協(xié)調(diào)零件的使用要求與制造經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾。 “配合”是反映機(jī)器零件之間有關(guān)功能要求的相互關(guān)系。 “極限與配合”的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造、使用和維修，直接影響產(chǎn)品的精度、性能和使用壽命，是評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 “極限與配合”標(biāo)準(zhǔn)，不僅是機(jī)械工業(yè)各部門進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和制定其他標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，而且是廣泛組織協(xié)作和專業(yè)化生產(chǎn)的重要依據(jù)。,一、有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和定義,1. 尺寸：尺寸是以特定單位表示線性或角度值的數(shù)值。 2. 孔和軸 孔：通常指工件的圓柱形內(nèi)表面，也包括非圓柱形內(nèi)表面，其尺寸由D表示。 軸：通常指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面，其尺寸由d表示。,第二節(jié) 極限與配合的基本詞匯,a)軸 b)孔 c)非孔非軸,基本尺寸：由設(shè)計(jì)給定的尺寸，一般要求符合標(biāo)準(zhǔn)的尺寸系列。 實(shí)際尺寸：通過測(cè)量所得的尺寸。包含測(cè)量誤差，且同一表面不同部位的實(shí)際尺寸往往也不相同。,極限尺寸：允許尺寸變化的兩個(gè)界限值。兩者中大的稱為最大極限尺寸，小的稱為最小極限尺寸。,最小實(shí)體狀態(tài)(LMC)和最小實(shí)體尺寸（LMS）：對(duì)應(yīng)于孔或軸的最小材料量（實(shí)體大?。┑哪莻€(gè)極限尺寸， 即軸的最小極限尺寸dmin；孔的最大極限尺寸Dmax。 最大實(shí)體狀態(tài)(MMC)和最大實(shí)體尺寸（MMS）：對(duì)應(yīng)于孔或軸的最大材料量（實(shí)體大?。┑哪莻€(gè)極限尺寸，即軸的最大極限尺寸dmax；孔的最小極限尺寸Dmin。,零線與公差帶圖,零線：表示基本尺寸的一條直線，以其為基準(zhǔn)確定偏差和公差，零線以上為正，以下為負(fù)。 公差帶：由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個(gè)區(qū)域。公差帶有兩個(gè)基本參數(shù)，即公差帶大小與位置。大小由標(biāo)準(zhǔn)公差確定，位置由基本偏差確定。 基本偏差：標(biāo)準(zhǔn)中表列的，用以確定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或下偏差。一般為靠近零線的那個(gè)極限偏差。 標(biāo)準(zhǔn)公差：標(biāo)準(zhǔn)中表列的，用確定公差帶大小的任一公差。,孔,軸,0,基本尺寸,ES,EI,es,ei,Th,T s,+,-,二、有關(guān)“偏差與公差”的術(shù)語及定義,1. 尺寸偏差：某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差。包括實(shí)際偏差和極限偏差。極限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。 孔的上偏差 ES=Dmax-D 軸的上偏差 es=dmax-d 孔的下偏差 EI=Dmin-D 軸的上偏差 ei=dmin-d 2. 公差：允許尺寸的變動(dòng)量。等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數(shù)差的絕對(duì)值?？住⑤S的公差分別用Th和Ts表示。 Th= Dmax- Dmin = ES-EI Ts= dmax- dmin = es-ei,公差帶圖（舉例）,0,+,-,50,孔,軸,+0.025,-0.025,-0.041,畫出基本尺寸為 50，最大極限尺寸為 50 .025 、最小極限尺寸為 50 mm的孔與最大極限尺寸為 49.975 、最小極限尺寸為 49.959mm的軸的公差帶圖。,三、有關(guān)“配合”的術(shù)語及定義 1. 間隙和過盈 孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸，所得之差為正時(shí)，此差值稱為間隙，用代號(hào)“X”表示。 孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸，所得之差為負(fù)時(shí)，此差值稱為過盈，用代號(hào)“Y ”表示。 2.配合 基本尺寸相同的相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系，稱為配合。國家標(biāo)準(zhǔn)分為基孔制配合與基軸制配合。 基孔制：基準(zhǔn)孔的基本偏差(下偏差)為零(即EI=0) 基軸制：基準(zhǔn)軸的基本偏差(上偏差)為零(即es=0) 兩種基準(zhǔn)制都可形成間隙、過渡和過盈三類配合。,基孔制和基軸制,例題：基本尺寸是50，孔的上偏差是0.039，軸的上偏差是-0.025，下偏差是-0.050，計(jì)算配合參數(shù)。,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei= 0.039-（-0.050 ）=0.089 Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0- （-0.025 ）= 0.025 Tf=Xmax-Xmin= 0.089-0.025=0.064=Th+Ts,間隙配合中： 最大間隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最小間隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es 配合公差Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts 平均間隙Xav =（Xmax +Xmin）/2,過盈配合中： 最小過盈Ymin=Dmax-dmin=ES-ei 最大過盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es 配合公差Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts 平均過盈Yav =（Ymax +Ymin）/2,例題：基本尺寸是50，孔的上偏差是0.025，軸的上偏差是0.059，下偏差是0.043，計(jì)算配合參數(shù)。,Ymin=Dmax-dmin=ES-ei= 0.025- 0.043=-0.018 Ymax=Dmin-dmax=EI-es=0- 0.059=- 0.059 Tf=Ymin-Ymax= -0.018-(-0.059)=0.041 =Th+Ts,過渡配合中： 最大間隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最大過盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es 配合公差Tf=Xmax-Ymax=Th+Ts 平均間隙（過盈）Xav （或Yav ）=（Xmax +Ymax）/2,例題：基本尺寸是50，孔的上偏差是0.025，軸的上偏差是0.018 ，下偏差是0.002，計(jì)算配合參數(shù)。,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei= 0.025 -0.002= 0.023 Ymax=Dmax-dmin=EI-es=0- 0.018=-0.018 Tf=Xmax-Ymax= 0.023-(-0.018)=0.041=Th+Ts,配合公差是指允許間隙或過盈的變動(dòng)量。它是設(shè)計(jì)人員根據(jù)機(jī)器配合部位使用性能的要求對(duì)配合松緊變動(dòng)的程度給定的允許值。它反映配合的松緊變化程度，表示配合精度，是評(píng)定配合質(zhì)量的一個(gè)重要的綜合指標(biāo)。 在數(shù)值上，它是一個(gè)沒有正、負(fù)號(hào)，也不能為零的絕對(duì)值。它的數(shù)值用公式表示為： 對(duì)于間隙配合 Tf =XmaxXmin 對(duì)于過盈配合 Tf =YminYmax 對(duì)于過渡配合 Tf =XmaxYmax 將最大、最小間隙和過盈分別用孔、軸極限尺寸或極限偏差換算后代入上式，則得三類配合的配合公差的共同公式為： Tf = Th +Ts,第三節(jié) 極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn),一、標(biāo)準(zhǔn)公差系列 1. 標(biāo)準(zhǔn)公差因子 標(biāo)準(zhǔn)公差因子是計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)公差的基本單位，是制定標(biāo)準(zhǔn)公差系列值的基礎(chǔ)。,當(dāng)尺寸500mm時(shí)，國家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)公差因子i按下式計(jì)算： i=0. 45D1/3十0. 001 D i標(biāo)準(zhǔn)公差因子，單位為m ； D基本尺寸分段內(nèi)首尾兩個(gè)尺寸的幾何平均值，單位為mm。 當(dāng)尺寸=3153150mm I=0.004D+2.1,2. 標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)=公差等級(jí)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)公差因子 在基本尺寸一定的情況下，公差等級(jí)系數(shù)是決定標(biāo)準(zhǔn)公差大小的惟一參數(shù)。 標(biāo)準(zhǔn)公差分為20個(gè)等級(jí)，即IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。從IT01到IT18，等級(jí)依次降低，而相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)公差值依次增大。,3. 基本尺寸分段 為了減少公差數(shù)目，統(tǒng)一公差值，簡化公差表格，特別考慮到便于應(yīng)用，國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)基本尺寸進(jìn)行了分段。,例題：基本尺寸25 mm，求IT6和IT7 解: 25 mm屬于1830mm尺寸分段 幾何平均值: D=（18 30）1/2=23. 24mm 標(biāo)準(zhǔn)公差因子: i=0. 45D1/3+0. 001 D=0.45 23.241/3+0. 001 23. 24=1.31m IT6=10i=10 1 .31=13.1 13m IT7=16i=16 1.31=20. 96m 21 m,二、基本偏差系列,ah用于間隙配合 jn用于過渡配合 pzc用于過盈配合,基本偏差代號(hào)：用拉丁字母表示。大寫表示孔，小寫表示軸。在26個(gè)字母中除去易與其它混淆的I、L、O、Q、W，再加上七個(gè)用兩個(gè)字母表示的代號(hào)（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC），共有28個(gè)代號(hào)，即孔和軸各有28個(gè)基本偏差。其中JS和js相對(duì)于零線完全對(duì)稱。 孔或軸的另一個(gè)偏差，根據(jù)基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差，按下列關(guān)系式計(jì)算： ei=es-IT es=ei+IT EI=ES-IT ES=EI+IT,基本偏差按表1-9中給出的公式計(jì)算，由該表中的公式，對(duì)同一字母的孔的本偏差與軸的基本偏差相對(duì)于零線是完全對(duì)稱的，即孔、軸基本偏差的絕對(duì)值相等符號(hào)相反。 EI=-es ES=-ei 這一規(guī)則適用于所有的基本偏差，但下列情況除外： （1）基本尺寸3500mm標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)為IT9IT16的基本偏差N，其數(shù)值(ES)等于零。 （2）基本尺寸3500mm，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)IT8 的基本偏差J，K，M，N以及標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí) IT7的基本偏差PZC，在計(jì)算孔的基本偏差時(shí)，應(yīng)附加一個(gè)“”值。,在大于8的公差等級(jí)中，孔比同級(jí)軸加工困難，在生產(chǎn)中常采用孔比軸低一級(jí)相配，并要求按基軸制和基孔制形成的配合(如H7/p6和P7/h6 )，具有相同的極限間隙或過盈。,例題：確定 25H7/f6， 25F7/h6孔與軸的極限偏差。 解： 25 mm屬于1830mm尺寸分段 IT6=13m IT7=21m 孔H7 EI=0 ES=0.021mm 軸f6 es=-0.020mm es=-0.020-0.013=-0.033mm 孔F7 EI=0.020mm ei=0.020+0.021=0.041mm 軸h6 es=0 ei=-0.013mm,例題：確定 25H8/p8， 25P8/h8孔與軸的極限偏差。 解： 25 mm屬于1830mm尺寸分段 IT8=33m 孔H8 EI=0 ES=0.033mm 軸p8 ei=0.022mm es=0.022+0.033=0.055mm 孔P8 ES=-0.022mm EI=-0.022-0.033=-0.055mm 軸h8 es=0 ei=-0.033mm,例題：確定 25H7/p6， 25P7/h6孔與軸的極限偏差。 解： 25 mm屬于1830mm尺寸分段 IT6=13m IT7=21m 孔H7 EI=0 ES=EI+IT7=0.021mm 軸p6 ei=0.022mm es=ei+IT6=0.035mm 孔P7 ES=-0.022+0.008=-0.014 EI= ES -IT7= =-0.035 軸h6 es=0 ei=es-IT6=-0.013mm,公差帶的代號(hào)由基本偏差代號(hào)與公差等級(jí)代號(hào)組成，如H7、h6、M8、d9等等。在圖樣上標(biāo)注尺寸公差時(shí)，可以標(biāo)注極限偏差，（上偏差放在基本尺寸的右上角，下偏差放在基本尺寸的右下角）,也可以標(biāo)注尺寸公差帶代號(hào),或者兩者都標(biāo)注,第四節(jié) 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差帶與配合,標(biāo)準(zhǔn)公差系列中的任一公差與基本偏差系列中任一偏差組合，即可得到不同大小和位置的公差帶。在基本尺寸500mm內(nèi)組成543種孔的公差帶和544種軸的公差帶。如果將這些孔軸公差帶在生產(chǎn)實(shí)際中都投入使用，顯然是不經(jīng)濟(jì)的，而且也不必要的。 為了簡化公差帶種類，減少與之相適應(yīng)的定值刀、量具和工藝裝備的品種和規(guī)格，對(duì)基本尺寸至500mm的孔、軸規(guī)定了優(yōu)先、常用和一般用途公差帶。 書中表1-12和表1-13分別是軸和孔的一般用途公差帶，其中方框內(nèi)為常用公差帶，帶圓圈的為優(yōu)先公差帶。,基孔制優(yōu)先配合公差帶圖（13種）,基軸制優(yōu)先配合公差帶圖（13種）,第五節(jié) 公差與配合的選用,一、基準(zhǔn)制的選用 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。 例如：H7/k6與K7/h6的配合性質(zhì)基本相同，稱為“同名配合”。 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。,同名配合舉例： 25H7/f6 25F7/h6,同名配合中孔軸公差帶的相對(duì)位置一樣，只是零線位置不同。 本例中兩種基準(zhǔn)制都是實(shí)現(xiàn)間隙配合，而且最小間隙和最大間隙是相同的，因此功能是相同的。,公差帶位置有什么特點(diǎn)呢？,（1）一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制。加工孔比加工軸要困難些，而且所用的刀、量具尺寸規(guī)格也多些。 加工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。 但對(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)。 采用基孔制，可大大縮減定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量。,配合制的選擇舉例： 假設(shè)某工廠要生產(chǎn)一批配合的孔和軸 采用基孔制：25H7/f6 25H7/k6 25H7/p6 工具：麻花鉆1個(gè)，鉸刀1個(gè)，塞規(guī)1套（含通規(guī)和止規(guī)）、粗車刀1個(gè)、精車刀1個(gè)，游標(biāo)卡尺1個(gè)。 采用基軸制：25F7/h6 25K7/h6 25P7/h6 工具：麻花鉆1個(gè)，鉸刀3個(gè)，塞規(guī)3套（含通規(guī)和止規(guī)）、粗車刀1個(gè)、精車刀1個(gè)，游標(biāo)卡尺1個(gè)。 采用基孔制節(jié)省了2個(gè)鉸刀，2套塞規(guī)。,需要哪些工具呢？,同名配合，功能相同,工具數(shù)量有何不同呢？,只有在具有明顯經(jīng)濟(jì)效果的情況下，如用冷拔鋼作軸，不必對(duì)軸加工，或在同一基本尺寸的軸上要裝配幾個(gè)不同配合的零件時(shí)，才采用基軸制。,F7/h6,K7/h6,K7/h6,H7/f6,若中間的配合為基孔制，則兩邊只能是非基準(zhǔn)制的配合,（2）與標(biāo)準(zhǔn)件配合時(shí)，基準(zhǔn)制的選擇通常依標(biāo)準(zhǔn)件而定。例如，與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈配合的軸應(yīng)按基孔制，與滾動(dòng)軸承外圈配合的孔應(yīng)按基軸制。,K7和js6都是為了與軸承配合，軸承的公差帶不用標(biāo)，可根據(jù)型號(hào)查得。,軸套作用是軸向定位，軸徑不是配合尺寸，取較大的間隙就可以了。,由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，箱體孔為J7,由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，軸為js6,端蓋只負(fù)責(zé)軸承的軸向定位，所以取間隙，且精度等級(jí)低。,結(jié)論：在特殊情況下，允許取非基準(zhǔn)制的配合。這個(gè)特殊情況就是有經(jīng)濟(jì)效益的時(shí)候。,二、公差等級(jí)的選用 （1)對(duì)于基本尺寸500mm的較高等級(jí)的配合，由于孔比同級(jí)軸加工困難，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差 IT8時(shí)，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級(jí)相配合，但對(duì)標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8級(jí)或基本尺寸500mm的配合，由于孔的測(cè)量精度比軸容易保證，推薦采用同級(jí)孔、軸配合。 鏜孔視頻 (2)選擇公差等級(jí)，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要考慮工藝的可能性和經(jīng)濟(jì)性。也就是說：滿足使用要求的情況下，盡量擴(kuò)大公差值，亦即選用較低的公差等級(jí)。 國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的各公差等級(jí)的應(yīng)用范圍如下： IT01 、 IT0、 IT1級(jí)一般用于高精度量塊和其他精密尺寸標(biāo)準(zhǔn)塊的公差。它們大致相當(dāng)量塊的1 、 2 、 3級(jí)精度的公差。 IT2IT5級(jí)用于特別精密零件的配合及精密量規(guī)。,IT5IT12級(jí)用于配合尺寸公差。 IT5(孔到IT6)級(jí)用于高精度和重要的配合處。 精密機(jī)床主軸的軸頸，主軸箱體孔與精密滾動(dòng)軸承的配合，車床尾座孔和頂尖套簡的配合，內(nèi)燃機(jī)中活塞銷與活塞銷孔的配合等。 IT6(孔到IT7)級(jí)用于要求精密配合的情況。 機(jī)床中一般傳動(dòng)軸和軸承的配合，輪、皮帶輪和軸的配合，內(nèi)燃機(jī)中曲軸與軸套的配合。這個(gè)公差等級(jí)在機(jī)械制造中應(yīng)用較廣，國標(biāo)推薦的常用公差帶也較多。,IT7IT8級(jí)用于一般精度要求的配合。 一般機(jī)械中速度不高的軸與軸承的配合，在重型機(jī)械中用于精度要求稍高的配合，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中則用于較重要的配合。 IT9IT10級(jí)常用于一般要求的地方，或精度要求較高的槽寬的配合。 IT11IT12級(jí)用于不重要的配合。 IT12IT18級(jí)用于未注尺寸公差的尺寸精度，包括沖壓件、鑄鍛件的公差等。,三、配合的選用 在設(shè)計(jì)中，根據(jù)使用要求，應(yīng)盡可能地選用優(yōu)先配合和常用配合。 如果優(yōu)先配合與常用配合不能滿足要求時(shí)，可選標(biāo)準(zhǔn)推薦的一般用途的孔、軸公差帶，按使用要求組成需要的配合。 若仍不能滿足使用要求，還可以從國家標(biāo)準(zhǔn)所提供的544種軸公差帶和543種孔公差帶中選取合用的公差帶，組成所需要的配合。,確定了基準(zhǔn)制以后，選擇配合就是根據(jù)使用要求配合公差(間隙或過盈)的大小，確定與基準(zhǔn)件相配的孔、軸的基本偏差代號(hào)，同時(shí)確定基準(zhǔn)件及配合件的公差等級(jí)。 對(duì)間隙配合，由于基本偏差的絕對(duì)值等于最小間隙，故可按最小間隙確定基本偏差代號(hào)。 對(duì)過盈配合，在確定基準(zhǔn)件的公差等級(jí)后，即可按最小過盈選定配合件的基本偏差代號(hào)。,機(jī)器的質(zhì)量大多取決于對(duì)其零部件所規(guī)定的配合及其技術(shù)條件是否合理，許多零件的尺寸公差，都是由配合的要求決定的，一般選用配合的方法有：計(jì)算法、試驗(yàn)法、類比法。,(1)計(jì)算法：就是根據(jù)一定的理論和公式，計(jì)算出所需的間隙或過盈。 對(duì)間隙配合中的滑動(dòng)軸承，可用流體潤滑理論來計(jì)算保證滑動(dòng)軸承處于液體摩擦狀態(tài)所需的間隙，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用合適的配合； 對(duì)過盈配合，可按彈塑性變形理論，計(jì)算出必需的最小過盈，選用合適的過盈配合，并按此驗(yàn)算在最大過盈時(shí)是否會(huì)使工件材料損壞。 由于影響配合間隙量和過盈量的因素很多，理論的計(jì)算也是近似的，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還需經(jīng)過試驗(yàn)來確定。,(2)試驗(yàn)法：就是對(duì)產(chǎn)品性能影響很大的一些配合，往往用試驗(yàn)法來確定機(jī)器工作性能的最佳間隙或過盈。 例如，風(fēng)鎬錘體與鎬筒配合的間隙量對(duì)風(fēng)鎬工作性能有很大影響，一般采用試驗(yàn)法較為可靠 試驗(yàn)法須進(jìn)行大量試驗(yàn)，成本較高。 (3)類比法