第2章極限與配合

1、互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 主編第2章極限與配合2.1基本術(shù)語及定義2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成2.3極限與配合的選用2.4滾動軸承的公差與配合2.1基本術(shù)語及定義2.1.1有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義(1)尺寸是指用特定單位表示線性長度的數(shù)值，例如，零件的長、寬、高，圓柱體的直徑，鍵槽的寬度和深度等。圖2-1圓柱銷2.1基本術(shù)語及定義(2)基本尺寸是指設(shè)計給定的尺寸。(3)實際尺寸是指測量得到的尺寸(Da,da)。(4)極限尺寸是指允許尺寸變化的兩個界限值。2.1.2孔和軸 為了把光滑圓柱體的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用廣泛化，GB/T3212005規(guī)定了孔和軸的新定義。1. 孔2.軸圖2-2鍵與鍵槽a)輪轂孔b)平鍵

2、c)軸2.1基本術(shù)語及定義2.1.3尺寸偏差與公差1. 尺寸偏差(1)實際偏差是指實際尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差，用Ea和ea表示。(2)極限偏差是指極限尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差。2. 尺寸公差3. 標(biāo)準(zhǔn)公差2.1基本術(shù)語及定義表2-1標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值(摘自GB/T 1800.31998)2.1基本術(shù)語及定義2.1.4公差帶圖1.公差帶2.公差帶圖的畫法圖2-3各尺寸之間的關(guān)系及公差帶圖2.1.5有關(guān)配合的術(shù)語和定義1. 配合2.1基本術(shù)語及定義2. 間隙或過盈3. 配合的種類(1)間隙配合具有間隙(包括最小間隙為零)的配合稱為間隙配合。圖2-4間隙配合2.1基本術(shù)語及定義(2)過盈配合具有

3、過盈(包括最小過盈為零)的配合稱為過盈配合。圖2-5過盈配合(3)過渡配合既可能具有間隙也可能具有過盈的配合稱為過渡配合。2.1基本術(shù)語及定義圖2-6過渡配合4.配合公差5.配合公差帶圖2.1基本術(shù)語及定義例2-1已知某配合的基本尺寸為?60mm，配合公差Tf=0.049mm，最大間隙Xmax=0.019mm，孔的公差Th=0.030mm，軸的下偏差ei=+0.011mm，試畫出該配合的尺寸公差帶圖與配合公差帶圖，并判斷配合的類型。解：1)求孔和軸的極限偏差。2)畫出尺寸公差帶圖和配合公差帶圖(見圖2-7)。3) 求最大過盈。圖2-7例2-1圖(圖中偏差單位為mm)2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基

4、本構(gòu)成2.2.1標(biāo)準(zhǔn)公差系列 前面介紹了標(biāo)準(zhǔn)公差的概念，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)公差系列見表2 1。2.2.2基本偏差系列1.基本偏差2.基本偏差代號圖2-8基本偏差系列圖a)孔b)軸2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成3.基本偏差的特點(diǎn)表2-2常用尺寸(500mm)的軸的2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成2.js的數(shù)值：若IT的數(shù)值(m)為奇數(shù)，則取js(IT-1)/2。2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成表2-2常用尺寸(500mm)的軸的2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成表2-2常用尺寸(500mm)的軸的2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成表2-3常用尺寸(500mm)的孔的2.2極限與配合國家標(biāo)

5、準(zhǔn)的基本構(gòu)成2.JS的數(shù)值：對于IT7IT11，若IT的數(shù)值(m)為奇數(shù)，則取JS=(IT-1)/2。3.特殊情況：當(dāng)基本尺寸大于250315mm時，M6的ES等于9(不等于11)。2.2.3基準(zhǔn)制 任意變更孔、軸公差帶的相對位置，就可以組成不同性質(zhì)、不同松緊程度的配合。1.基孔制2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成圖2-9基準(zhǔn)制配合a)基孔制b)基軸制間隙配合過渡配合過渡或過盈配合過盈配合(注：基準(zhǔn)件公差畫有兩條虛線，一條表示公差等級較低，一條表示公差等級較高。當(dāng)公差等級較高時，過渡配合可能成為過盈配合)2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成2.基軸制2.2.4公差帶代號和配合代號1. 公差帶代號

6、2. 配合代號圖2-10尺寸公差帶的標(biāo)注形式2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成圖2-11配合代號的標(biāo)注例2-2查表確定兩種配合的極限偏差，繪制公差帶圖與配合圖，2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成計算極限間隙或極限過盈。(1)?30H7/p6解：1)查表確定孔和軸的標(biāo)準(zhǔn)公差。2)查表確定軸的基本偏差。3)查表確定孔的基本偏差。4)計算軸h6的另一極限偏差。5)計算孔的另一極限偏差。6)配合代號可標(biāo)注為7)繪制公差與配合圖解，如圖2-12所示。2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成圖2-12例2-2圖a)?30H7/p6公差帶圖b)?30P7/h6公差帶圖c)配合圖解8)計算極限過盈。2.2.5一般、

7、常用和優(yōu)先的公差帶與配合2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成GB/T 180041999規(guī)定了20種公差等級和孔、軸各28種基本偏差，其中基本偏差j僅保留j5j8四個公差等級，J僅保留J6J8三個公差等級。1. 一般、常用和優(yōu)先的公差帶圖2-13孔的一般、常用和優(yōu)先的公差帶2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成圖2-14軸的一般、常用和優(yōu)先的公差帶2. 一般、常用和優(yōu)先的配合2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成表2-4基孔制優(yōu)先、常用配合(摘自GB/T 18011999)2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成表2-5基軸制優(yōu)先、常用配合(摘自GB/T 18011999)2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成2

8、.2.6一般公差(線性尺寸的未注公差)1.一般公差的定義2.GB/T表2-6線性尺寸的未注極限偏差的數(shù)值 (摘自GB/T 18042000)(單位：mm)2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)成表2-7倒圓半徑與倒角高度尺寸的極限偏差數(shù)值(摘自GB/T 18042000) (單位：mm)3.線性尺寸的一般公差的應(yīng)用2.2.7標(biāo)準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度20。2.3極限與配合的選用2.3.1基準(zhǔn)制的選用選擇基準(zhǔn)制時，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、工藝性及經(jīng)濟(jì)性等方面綜合分析考慮，并遵守下列原則：1)一般情況下優(yōu)先選用基孔制。2)在有明顯經(jīng)濟(jì)效益的前提下可以選用基軸制。 當(dāng)采用冷拔鋼直接做軸時，選用基軸制可以省掉軸的加工工序。

9、這種情況主要用在農(nóng)業(yè)機(jī)械和紡織機(jī)械中。 在特小尺寸(其加工尺寸1mm)配合中，加工小尺寸的精密軸比同級孔要難。在儀表、無線電等工程中，直接使用光軋成形的鋼絲直接做軸，比較經(jīng)濟(jì)。2.3極限與配合的選用 根據(jù)結(jié)構(gòu)需要和加工方便，宜采用基軸制。例如，同一基本尺寸(直徑)的軸與多個孔配合時，采用基軸制較為經(jīng)濟(jì)。例如，在內(nèi)燃機(jī)中的活塞銷同時與連桿襯套孔和活塞銷孔配合，如圖2-15a所示。根據(jù)工作需要及裝配性，活塞銷與活塞銷孔要求相對靜止采用過渡配合，而與連桿襯套孔要求相對運(yùn)動采用間隙配合。若采用基孔制配合如圖2-15b所示，銷軸做成兩頭大中間小，既加工麻煩又難于裝配。若采用如圖2-15c所示的基軸制，銷

10、軸做成光軸一次加工成形，加工方便，裝配性好。圖2-15活塞銷與活塞銷孔及連桿襯套孔的配合2.3極限與配合的選用3)與標(biāo)準(zhǔn)件配合時以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn)件。圖2-16與標(biāo)準(zhǔn)件配合實例4)特殊情況下允許采用非基準(zhǔn)制。2.3.2公差等級的選用2.3極限與配合的選用 公差等級不僅直接與零件的工作性能有關(guān)，而且決定加工難易和制造成本。(1)孔和軸的工藝等價性孔和軸的工藝等價性是指孔和軸加工難易程度應(yīng)相當(dāng)。表2-8按工藝等價選擇公差等級(2)與相配件的精度匹配例如，齒輪孔與軸的配合，其公差等級參考齒輪的精度等級確定。2.3極限與配合的選用(3)聯(lián)系配合與加工裝配成本滿足配合公差要求，所選孔、軸應(yīng)符合TD+TdTf

11、；在此前提下，為了降低成本，應(yīng)盡可能取較低等級。(4)參考企業(yè)的加工能力各種加工方法能達(dá)到的公差等級見表2-9。2.3極限與配合的選用表2-9各種加工方法能達(dá)到的公差等級2.3極限與配合的選用(5)參考已有的應(yīng)用經(jīng)驗公差等級的應(yīng)用范圍見表2-10。表2-10公差等級的應(yīng)用范圍2.3極限與配合的選用表2-11常用公差等級的應(yīng)用2.3極限與配合的選用2.3.3配合的選用確定了基準(zhǔn)制和公差等級之后，基準(zhǔn)件的公差帶以及非基準(zhǔn)件公差帶的大小均已確定。1.各類配合選擇的大體方向表2-12配合類別選擇的大體方向 指非基準(zhǔn)件的基本偏差代號。 緊固件指鍵、銷、螺釘。2.3極限與配合的選用2.各種基本偏差的特點(diǎn)和

12、應(yīng)用2.3極限與配合的選用表2-13各種基本偏差的特點(diǎn)和應(yīng)用2.3極限與配合的選用表2-13各種基本偏差的特點(diǎn)和應(yīng)用2.3極限與配合的選用表2-13各種基本偏差的特點(diǎn)和應(yīng)用2.3極限與配合的選用3.各類配合的選擇(1)間隙配合的選擇1)各種間隙配合的間隙程度。表2-14各種間隙配合間隙程度與摩擦類型2.g(G)、h(H)也可用于需拆卸的靜聯(lián)接配合。2)按相對運(yùn)動的不同情況選擇間隙配合的基本偏差。表2-15按相對運(yùn)動情況選擇間隙配合的極限偏差3)間隙配合的修正。2.3極限與配合的選用表2-16不同工作情況對選擇間隙配合的影響(2)過盈配合的選擇1)傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。2.3極限與配合的選用表2-17

13、各種過盈配合基本偏差的比較與選擇2)過盈配合的修正。2.3極限與配合的選用表2-18對選擇的過盈配合的修正表2-18對選擇的過盈配合的修正(3)過渡配合的選擇根據(jù)定心要求與拆卸情況選擇過渡配合，2.3極限與配合的選用可參考表2-19。表2-19各種過渡配合基本偏差的盈隙比較與選擇2.承受重負(fù)荷或沖擊、振動大時，應(yīng)選較緊的配合。2.3.4公差配合選擇舉例例2-3有一配合，基本尺寸為?40mm，工作要求：Xmax=+0.068mm，Xmin=。要求選擇合適的配合代號，并對結(jié)果進(jìn)行檢驗。解：1)選擇基準(zhǔn)制。2)確定公差等級。2.3極限與配合的選用3)確定非基準(zhǔn)件的基本偏差。4)檢驗選擇結(jié)果。例2-4

14、有一配合，基本尺寸為?70mm，工作要求：Ymax=-0.062mm，Ymin=。要求選擇合適的配合代號，并對結(jié)果進(jìn)行檢驗。解：1)選擇基準(zhǔn)制。2)確定公差等級。3)確定非基準(zhǔn)件的基本偏差。4)檢驗選擇結(jié)果。2.4滾動軸承的公差與配合2.4.1滾動軸承公差1.滾動軸承的精度等級2.滾動軸承內(nèi)徑、外徑公差帶及特點(diǎn)圖2-17滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶2.4滾動軸承的公差與配合3.滾動軸承與軸和外殼孔配合的基準(zhǔn)制圖2-18與滾動軸承配合的軸和外殼孔的公差帶2.4滾動軸承的公差與配合4.軸頸和外殼孔的公差帶2.4.2滾動軸承配合的選擇滾動軸承配合的選擇，對保證滾動軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長使用壽命關(guān)系密切。

15、2.4滾動軸承的公差與配合表2-20安裝向心軸承和角接觸軸承的軸頸公差帶2.4滾動軸承的公差與配合表2-20安裝向心軸承和角接觸軸承的軸頸公差帶 凡對精度有較高要求的場合，2.4滾動軸承的公差與配合應(yīng)用j5、k5代替j6、k6。 圓錐滾子軸承、角接觸球軸承配合對游隙影響不大，可用k6、m6代替k5、m5。 重負(fù)荷下軸承游隙應(yīng)選大于0組。 凡有較高精度或轉(zhuǎn)速要求的場合，應(yīng)選用h7(IT5)代替h8(IT6)等。 IT6、IT7表示圓柱度公差數(shù)值。表2-21安裝向心軸承和角接觸軸承的外殼孔公差帶2.4滾動軸承的公差與配合2.對于輕合金外殼，應(yīng)選擇比鋼或鑄鐵外殼較緊的配合。2.4.3選擇滾動軸承配合

16、時應(yīng)考慮的問題1.負(fù)荷方向與軸承套圈的相對關(guān)系2.負(fù)荷的大小表2-22負(fù)荷類型3.工作溫度4.徑向游隙5.轉(zhuǎn)速的影響6.公差等級的協(xié)調(diào)2.4滾動軸承的公差與配合2.4.4配合表面的其他技術(shù)要求GB/T 2751993規(guī)定了與軸承配合的軸頸和外殼孔表面的粗糙度和形位公差要求，見表2 23、表2 24。表2-23軸和外殼孔的形位公差2.4滾動軸承的公差與配合表2-24配合面的表面粗糙度(單位：m)2.4.5應(yīng)用舉例2.4滾動軸承的公差與配合例2-5有一直齒圓柱齒輪減速器，已知該減速器的功率為5kW，小齒輪軸要求較高的旋轉(zhuǎn)精度，其兩端的軸承均為6210深溝球軸承(d50mm，D=110mm),額定動

17、負(fù)荷Cr32000N，經(jīng)計算得到軸承承受的當(dāng)量徑向動負(fù)荷Pr=4000N。試確定軸頸和外殼孔的公差帶，并將它們分別標(biāo)注在裝配圖上。解:1)確定負(fù)荷類型。2)確定負(fù)荷大小。3)確定與軸承配合的軸頸和外殼孔的公差帶。4)根據(jù)表2-23、表2-24選擇軸頸和外殼孔表面的粗糙度和形位公差要求。5)由于滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，在裝配圖上只需標(biāo)出軸頸和外殼孔的公差帶代號。2.4滾動軸承的公差與配合圖2-19軸承配合及軸頸與外殼孔的標(biāo)注(1)基本尺寸就是理想的設(shè)計尺寸，2.4滾動軸承的公差與配合零件的實際尺寸越接近理想尺寸，則精度越高。(2)公差可以說是零件尺寸允許的最大偏差。(3)公差可以為正值、零，但不能為負(fù)值。(4)基本偏差可能為上偏差，也可能為下偏差。(5)某孔的實際尺寸小于與其配合的軸的實際尺寸，則該配合