第2章-尺寸的極限與圓柱結(jié)合的互換性1

尺寸的極限與圓柱結(jié)合的互換性KunmingUniversityofScienceandTechnology講授：鄭必舉第二章第四節(jié)基本偏差系列基本偏差是用來確定公差帶相對于零線的位置的。不同公差帶位置與基準件將形成不同配合?；酒顢?shù)量將決定配合種類的數(shù)量。國標（GB/T1800.2-2009）對孔和軸分別規(guī)定了28中基本偏差，構成基本偏差系列。用拉丁字母表示，其中孔用大寫字母，軸用小寫字母表示，如右圖所示一、基本偏差代號孔、軸基本偏差特征a)孔基本偏差中，A~H的基本偏差值是EI（除H外皆為正）。J~ZC（JS除外）的基本偏差值是ES（除J和K外其余一般均為負）。軸基本偏差中，a~h的基本偏差值是es（除H外皆為負）。j~zc（JS除外）的基本偏差值是ei（除J外其余一般均為正b)JS(js)的上、下極限偏差完全對稱。J(j)的公差帶一般不對稱。J的基本偏差為ES，其值為正；j的基本偏差為ei，其值為負。J(j)數(shù)值與JS(js)相近，故這兩種基本偏差代號放在同一位置c)基本偏差原則上與公差等級無關。除JS（js）和J（j）（嚴格說兩者無基本偏差），以及K(k)、M(m)、N(n)（由于公差等級不同，公差帶有兩種可能的位置J(j)、K(k)、M(m)、N(n)的基本偏差值與公差等級的關系見表2-5和表2-6d)“A～ZC”（a～zc）除J（j）以外，標準公差等級齊全，即它們分別能與20個公差等級組成公差帶孔只有J6、J7、J8，軸只有j5、j6、j7、j8，逐步將被JS(js)取代基本意義在于：n、p、r與H；P、R、N與h有時形成過渡配合，有時形成過盈配合，形成什么配合性質(zhì)與公稱尺寸及公差等級有關1、軸的基本偏差數(shù)值

以基孔制為基礎，根據(jù)各種配合要求和生產(chǎn)實踐，依據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果整理出一系列公式而計算出來。軸的基本偏差計算公式如P21表2-4。計算結(jié)果按一定規(guī)則將尾數(shù)進行圓整。實際工作中，軸的基本偏差數(shù)值不用計算，見P24表2-5二、基本偏差數(shù)值（GB/T1800.1-2009）孔軸當軸的基本偏差確定后，另一個極限偏差可根據(jù)軸的基本偏差數(shù)值和標準公差值按下式計算ei=es-IT，es=ei+IT2、孔的基本偏差數(shù)值

由于構成基本偏差公式所考慮的因素是一致的，所以，孔的基本偏差不需要另外制定一套計算公式，而是根據(jù)相同字母代號軸的基本偏差，在相應的公差等級的基礎上按一定的規(guī)則換算得來的換算原則

基本偏差字母代號同名的孔和軸，分別構成的基軸制與基孔制的配合（這樣的配合稱為同名配合），在孔、軸為同一公差等級或孔比軸低一級的條件下（如H9/f9與F9/h9、H7/p6與P7/h6），其配合的性質(zhì)必須相同（即具有相同的極限間隙或極限過盈）。換算過程及換算規(guī)則如下：（換算原則：基孔制、基軸制同名配合的配合性質(zhì)相同）1）基本偏差的換算過程2）基本偏差的換算規(guī)則①通用規(guī)則：同名字母代號的孔和軸的基本偏差的絕對值相等，而符號相反，即從公差帶圖解看，孔的基本偏差是軸的基本偏差相對于零線的倒影例題：P26例2-4和例2-5②特殊規(guī)則：同名代號的孔和軸的基本偏差的符號相反，而絕對值相差一個△值即用上述公式計算出孔的基本偏差并按照一定規(guī)則化整，編制出孔的基本偏差表，見P28表2-6。實際使用時，可直接查此表，不必計算。孔的另一個極限偏差可根據(jù)下列公式計算

ES=EI+ITEI=ES–IT3）基孔制、基軸制同名配合的配合性質(zhì)間隙配合：只要是同名配合，其配合性質(zhì)一定相同。過渡配合、過盈配合：高精度時，孔的基本偏差一般用特殊規(guī)則換算，孔比軸低一級，同名配合的配合性質(zhì)才相同。低精度時，孔的基本偏差一般用通用規(guī)則換算，孔、軸必須同級，同名配合配合性質(zhì)才相同。即：同名配合配合性質(zhì)，必須：1、公差帶的表示三、公差帶與配合的表示①公差帶代號表示由基本偏差代號（位置）及公差等級代號（大小）組成。或用數(shù)字（mm）表示（或兩者結(jié)合）例：Ф5g8、Ф5或Ф5g8（

）對稱偏差表示為：Ф10Js5(±0.003)－0.004－0.022－0.004－0.022②注公差尺寸的公差帶表示（即注公差尺寸在圖樣上的標注）要求注出公差的尺寸，用公稱尺寸加上所要求的公差帶或（和）對應的極限偏差值表示?？梢员硎境扇N形式，如P30圖2-162、配合的表示配合用相同公稱尺寸后跟孔、軸公差帶表示，孔、軸公差寫成分數(shù)形式，分子為孔公差帶，分母為軸公差帶。裝配圖上也有三種表示方法，其中前一種應用最廣，后兩種一般分別用于批量生產(chǎn)和單件小批量生產(chǎn)。表示如下：小結(jié)1、基本偏差一般為靠近零線的那個上偏差或下偏差作為基本偏差。國標分別規(guī)定了28個孔、軸基本偏差代號。2、基本偏差數(shù)值可由基本偏差代號及基本尺寸，查表確定。應注意：基本尺寸≤500mm，公差等級≤IT7的P～ZC;≤IT8的J、K、M、N查表時，要加Δ值。3、同名配合基孔或基軸制中，基本偏差代號相當，孔、軸公差等級同級或孔比軸低一級的配合稱同名配合。

所有基孔或基軸制的同名的間隙配合的配合性質(zhì)相同?；谆蚧S制的同名的過渡和過盈配合只有公差等級組合符合國標在換算孔的基本偏差時的規(guī)定，配合性質(zhì)才能相同。即①D≤500mm的＞IT8的K、M、N以及＞IT7的P～ZC，還有D＞500mm、D＜3mm的所有J～ZC形成配合時，須采用孔、軸同級；②D≤500mm的≤IT8的J、K、M、N以及≤IT7的P～ZC形成配合時，必須采用孔比軸低一級第五節(jié)一般、常用和優(yōu)先的公差帶與配合GB/T1801—1999規(guī)定了公稱尺寸≤500mm的一般用途軸的公差帶116個和孔的公差帶105個，再從中選出常用軸的公差帶59個和孔的公差帶44個，并進一步挑選出孔和軸的優(yōu)先用途公差帶各13個，如教材P31圖2-17（一般、常用和優(yōu)先軸的公差帶）和圖2-18（一般、常用和優(yōu)先孔的公差帶）所示。圖中方框中的為常用公差帶，圓圈中的為優(yōu)先公差帶。選用時，以優(yōu)先、常用、一般、任意孔、軸公差帶為順序；并以優(yōu)先、常用、任意孔、軸公差帶組成配合為順序一、一般、常用和優(yōu)先的孔、軸公差帶（GB/T1801-2009）圖2-17一般、常用和優(yōu)先軸的公差帶圖2-18一般、常用和優(yōu)先孔的公差帶二、常用的優(yōu)先配合（GB/T1801-2009）①對于基孔制，規(guī)定有59種常用配合，其中優(yōu)先配合13種（P32表2-7）；對于基軸制，規(guī)定有47種常用配合，其中優(yōu)先配合13種（P32表2-8）②表2-7中，當軸的標準公差小于或等于IT7級時，是與低一級的孔相配合；大于或等于IT8級時，與同級基準孔相配。表2-8中當孔的標準公差小于IT8級或少數(shù)等于IT8級時，是與高一級的基準軸相配，其余是孔軸同級相配第六節(jié)一般公差（線性尺寸的未注公差）定義：一般公差是指在車間一般加工條件下可以保證的公差。它是機床在正常維護和操作下，可達到的經(jīng)濟加工精度。國家標準GB/T1804-2000《一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差》等效采用了國際標準中的有關部分。簡單地說一般公差就是只標注公稱本尺寸，未標注公差。一般公差正常情況下，一般不測量規(guī)定：一般公差規(guī)定四個等級：f（精密級）、m（中等級）、c（粗糙級）、v（最粗級）。這4個公差等級相當于ITl2、ITl4、IT16和IT17。在公稱尺寸0.5～4000mm范圍內(nèi)分為8個尺寸段。具體值見P33表2-9和表2-10應用：主要用于不重要的，較低精度的非配合尺寸及以工藝方法可保證的尺寸（鑄、模鍛）。（簡化制圖，節(jié)約設計、檢驗時間）標注：當采用一般公差時，在圖樣上只注公稱尺寸，不注極限偏差，但應在圖樣的技術要求或有關技術文件中，用標準號和公差等級代號作出總的說明。例如，當選用中等級m時，則表示為GB/T1804-m。一般公差主要用于精度較低的非配合尺寸，如要求用比一般公差還大的公差，而該公差比一般公差更經(jīng)濟時，則應在公稱尺寸后直接標注出具體的極限偏差值（如：盲孔深度尺寸）①不論孔和軸還是長度尺寸，其極限偏差的取值都采用對稱分布的公差帶；②對倒圓半徑與倒角高度的極限偏差公稱尺寸分4段第七節(jié)尺寸公差與配合的選用1、一般情況下應優(yōu)先選用基孔制2、基軸制的選擇下列情況選用基軸制①直接使用有一定公差等級（IT8～IT11）而不再進行機械加工的冷拔鋼材（這種鋼材是按基準軸的公差帶制造）制作軸。若需要各種不同的配合時，可選擇不同的孔公差帶位置來實現(xiàn)一、基準制的選用（與使用要求無關）是在公稱尺寸已確定情況下進行的尺寸精度設計，其內(nèi)容包括選擇基準制、公差等級和配合種類。選擇的方法有計算法、試驗法和類比法②加工尺寸小于1mm的精密軸比同級孔要困難，因此在儀器的制造、鐘表生產(chǎn)、無線電工程中，常使用經(jīng)過光軋成形的鋼絲直接做軸，這時采用基軸制較經(jīng)濟。③根據(jù)結(jié)構上的需要，在同一公稱尺寸的軸上裝配有不同配合要求的幾個孔件時應采用基軸制。如下圖所示間隙配合過渡配合過渡配合連桿活塞銷活塞g6H7m6m6+0fD_G7M7h6M7+0fD_圖2-19基準制選擇示例(一)④與標準件配合的基準制選擇若與標準件(零件或部件)配合，應以標準件為基準件、來確定采用基孔制還是基軸制。如平鍵、半圓鍵等鍵聯(lián)接，由于鍵是標準件，鍵與鍵槽的配合應采用基軸制；滾動軸承外圈與箱體孔的配合應采用基軸制，滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合應采用基孔制，如教材圖2-20所示選擇箱體孔的公差帶為J7，選擇軸頸的公差帶為k6k6f50f110J7J7f110f9圖2-20基準制選擇示例（二）3、非基準制配合的采用是指相配合的兩零件既無基準孔H又無基準軸h的配合。當一個孔與幾個軸相配合或一個軸與幾個孔相配合，其配合要求各不相同時，則有的配合就要出現(xiàn)非基準制的配合。如圖2-20中滾動軸承與箱體孔和軸承端蓋的配合1、依據(jù)

TD＋Td≤Tf2、選擇原則基本原則是在滿足使用要求的前提下，盡量選取較低的公差等級或較大的公差值3、選用方法有類比法和計算法。實際應用中，常采用類比法二、公差等級的選用4、選擇應考慮的方面

①應滿足工藝等價原則。對于公稱尺寸≤500mm有較高公差等級的配合，因孔比同級軸難加工，當標準公差≤IT8時，國標推薦孔比軸低一級相配合，使孔、軸的加工難易程度相同。但對＞IT8級或基本尺寸＞500mm的配合，因孔的測量精度比軸容易保證，推薦采用孔、軸同級配合②公差等級的應用范圍。如表2-11和表2-12③各種加工方法能夠達到的公差等級。如表2-13④相配零件或部件精度要匹配。如圖2-20⑤過盈、過渡配合的公差等級不能太低。一般孔的標準公差≤IT8。間隙配合則不受此限制。但間隙小的配合，公差等級應較高；而間隙大的配合，公差等級可以低些⑥在非基準制配合中，有的零件精度要求不高，可與相配合零件的公差等級差2~3級。如圖2-20中箱體與軸承端蓋的配合三、配合的選用首先要確定配合類別。選擇時，應根據(jù)具體使用要求確定是間隙配合還是過渡或過盈配合。如，孔、軸有相對運動(轉(zhuǎn)動或移動)要求，必須選擇間隙配合；若孔、軸間應無相對運動，應根據(jù)具體工作條件確定過盈、過渡甚至間隙配合。如P37表2-141、根據(jù)使用要求確定配合類別選擇方法有三種：計算法、試驗法和類比法①計算法

就是根據(jù)理論公式，計算出使用要求的間隙或過盈大小來選定配合的方法。對依靠過盈來傳遞運動和負載的過盈配合，可根據(jù)彈性變形理論公式，計算出能保證傳遞一定負載所需要的最小過盈和不使工件損壞的最大過盈。在實際應用中還需經(jīng)過試驗來確定，一般情況下，很少使用計算法②試驗法

就是用試驗的方法確定滿足產(chǎn)品工作性能的間隙或過盈范圍。主要用于對產(chǎn)品性能影響大而又缺乏經(jīng)驗的場合。試驗法比較可靠，但周期長、成本高，應用也較少③類比法就是參照同類型機器或機構中經(jīng)過生產(chǎn)實踐驗證的配合的實例，再結(jié)合所設計產(chǎn)品的使用要求和應用條件來確定配合類型。該方法應用最廣2、選定基本偏差（配合）的方法用類比法選擇配合，首先要掌握各種配合的特征和應用場合，尤其是對國家標準所規(guī)定的優(yōu)先配合要非常熟悉。P38表2-15是軸的基本偏差選用說明和應用。表2-16是尺寸至500mm基孔制優(yōu)先配合的特征及應用。配合的選擇應盡可能地選用優(yōu)先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能滿足要求，可以選擇其他的配合。選擇