2010極限配合1-緒論孔軸的極限與配合及選用(97-03)

熟悉機(jī)械制圖中有關(guān)標(biāo)注的含義并能正確標(biāo)注能對機(jī)器中的典型零部件提出幾何參數(shù)精度要求能選擇合適量具并對幾何量進(jìn)行檢測熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

任務(wù)：課程性質(zhì)：對零部件幾何參數(shù)精度提哪些要求？精度設(shè)計(jì)確定尺寸精度確定形狀精度確定位置精度確定表面粗糙度對特殊零件提出要求課程特點(diǎn)及要求特點(diǎn)要求第一章導(dǎo)論一、制造業(yè)中的互換性什么是互換性?

同一規(guī)格的零部件按規(guī)定的技術(shù)要求制造能夠彼此相互替換使用效果相同的性能互換性分類按互換性程度完全互換不完全互換例：Ф50孔、軸裝配，間隙要求為：0—0.002mm按用于部件內(nèi)部或外部內(nèi)互換外互換互換性的作用：設(shè)計(jì)過程——使用標(biāo)準(zhǔn)化零部件，簡化設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)時間制造及裝配過程——批量生產(chǎn)，有效地提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量，降低成本使用過程——縮短修理時間，節(jié)約修理費(fèi)用，提高修理質(zhì)量互換性的實(shí)現(xiàn)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、裝配和檢驗(yàn)公差是互換性生產(chǎn)的保證二、標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)——是指對需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的重復(fù)性事物（如產(chǎn)品、零部件）和概念（如術(shù)語、規(guī)則代號）所做的統(tǒng)一規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)化——制定、發(fā)布、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的全過程標(biāo)準(zhǔn)是科學(xué)，是生產(chǎn)力；標(biāo)準(zhǔn)是動態(tài)過程

什么是標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化？標(biāo)準(zhǔn)的分類：

按作用范圍分；國際標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等按對象分；基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等三、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系1）一組近似等比數(shù)系：

共四個基本系列（R5，R10，R20，R40）；

一個補(bǔ)充系列（R80）

2）按1——10、10——100、……1——0.1、0.1——001……劃分區(qū)間，即十進(jìn)區(qū)間問題的提出：目的即建立科學(xué)統(tǒng)一的數(shù)值制度，對各種技術(shù)參數(shù)加以協(xié)調(diào)、簡化、優(yōu)先數(shù)系包含性：R5、R10、R20、R40，后者均包含前者。相對差相等：能用最少的級數(shù)滿足廣泛的要求

用派生系列和復(fù)合系列，滿足更廣泛的使用要求取值：分為理論值、計(jì)算值、常用值、取整值機(jī)械產(chǎn)品主要參數(shù)按R5，R10系列選用；專用工具的：R10系列；通用零件和工具及通用型材：R20系列優(yōu)先數(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用四、極限配合與測量技術(shù)的發(fā)展1．

極限與配合標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展概況

2．

測量技術(shù)的發(fā)展概況。第二章

孔和軸的極限與配合

本章適用標(biāo)準(zhǔn)：

1．GB/T1800.1-1800.4《極限與配合基礎(chǔ)》《極限與配合偏差和配合的基本規(guī)定》《極限與配合標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差數(shù)值表》第一節(jié)概述1加工誤差與公差1）加工誤差——加工后零件的幾何參數(shù)與理論幾何參數(shù)之間的差異，是不可避免的誤差類型：尺寸誤差，形狀誤差，位置誤差，表面粗糙度，表面波紋度2）公差——允許加工誤差變動的范圍因此相應(yīng)的公差有：尺寸公差，形狀公差，位置公差，表面粗糙度，表面波紋度第二節(jié)基本術(shù)語及定義

一、孔與軸孔——圓柱形內(nèi)表面或由單一尺寸形成的內(nèi)表面(包容面)。軸——圓柱形外表面或由單一尺寸形成的外表面(被包容面)。二、關(guān)于尺寸

1．

基本尺寸：設(shè)計(jì)確定的尺寸。孔——D；軸——d2．實(shí)際尺寸：測量所得：孔——Da；軸——da

3．極限尺寸：允許實(shí)際尺寸變化的兩個界限尺寸（控制實(shí)際尺寸）。最大極限尺寸：Dmaxdmax

最小極限尺寸：Dmindmin

設(shè)計(jì)中確定的尺寸是——加工后測量得到的尺寸是——極限尺寸的作用是——三、關(guān)于“公差”與“偏差”1．尺寸偏差（偏差）——＝某一尺寸－其基本尺寸

2．實(shí)際偏差＝實(shí)際尺寸－基本尺寸：

Ea=Da－D；ea＝da－d3．極限偏差＝極限尺寸－基本尺寸孔：Dmax－D=ES軸：dmax－d=es；（上偏差）

Dmin–D=EI，dmin–d=ei；(下偏差）

4．尺寸公差（公差）——允許尺寸的變動量

孔：Th＝Dmax－Dmin＝ES－EI;

軸：Ts＝dmax–dmin

＝es－ei；

5．公差帶圖：用圖直觀反映基本尺寸、公差、偏差之間的關(guān)系。

6．標(biāo)準(zhǔn)公差——國標(biāo)規(guī)定的公差值７．基本偏差——極限偏差中的一個，一般為靠近0線的極限偏差。它在公差帶圖中確定公差帶的位置。

8.極限制——經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的公差與偏差制度小結(jié)：1．

極限尺寸——控制實(shí)際尺寸；

2．

極限偏差——控制實(shí)際偏差；３．公差——表示對制造精度的要求，其大小反映加工的難易程度。其數(shù)值不可能為0，更不能為負(fù)。４．偏差——表示與基本尺寸偏離的程度，

基本偏差——反映公差帶的位置，影響配合的松緊。

偏差有正負(fù)，圖示或書寫中必須帶正負(fù)號

5．

公差帶由兩要素決定：

1）

大小：由公差值確定（上下偏差間寬度）。

2）

位置：由基本偏差確定，即相對零線位置。四、關(guān)于“配合”

1．配合——基本尺寸相同的相結(jié)合的孔、軸公差帶間的關(guān)系。

2．間隙或過盈：由“孔的尺寸—軸的尺寸”決定

3．配合的分類

1）

間隙配合——公差帶：孔上軸下。

最大間隙：Xmax=Dmax–dmin=ES–ei;(>0)

最小間隙：Xmin=Dmin–dmax=EI–es;(>0)3)過渡配合——公差帶：孔軸交疊，可能形成間隙或過盈

最大間隙：Xmax=Dmax–dmin=ES

–ei;(>0)

最大過盈：Ymax=Dmin–dmax=EI

–es;(<0)

平均間隙或平均過盈：Xa(或Ya)=（Xmax+Ymax）/22）過盈配合——公差帶：孔下軸上

最大過盈：Ymax=Dmin–dmax=EI

–es;(<0)

最小過盈：Ymin=Dmax–dmin=ES

–ei;(<0)4．配合公差（Tf）——允許間隙或過盈的變動量（Tf>0），其大小反映配合精度（即松緊程度的一致性）間隙配合：Tf＝Xmax－Xmin＝Th＋Ts

過盈配合：Tf＝Y(jié)max－Ymin＝Th＋Ts

過渡配合：Tf＝Xmax－Ymax＝Th＋Ts即：配合公差Tf＝Th＋Ts5.配合公差帶圖6.配合制——同一極限制的孔和軸組成配合的一種制度1）基孔制——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所形成的各種配合的制度。

基準(zhǔn)孔：公差帶在零線上方，且EI=0。

2）基軸制——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所形成的各種配合的制度。

基準(zhǔn)軸：公差帶在零線下方，且es=0。五．

關(guān)于“基準(zhǔn)制”3）建立基準(zhǔn)制的目的：

（１）

形成各種所需的配合；

（２）

減少零件極限尺寸數(shù)目；１．配合是對基本尺寸相同的一批孔、軸而言，而非某一根軸與孔的配合2．配合公差Tf＝Th＋Ts

配合精度越高,配合松緊程度一致性越好，但對孔軸的精度要求越高,加工成本越高3.反映配合性質(zhì)差異的因素：１）

配合的松緊程度（由孔、軸基本偏差確定）２）

配合的精度（由Tf大小確定）由孔軸的精度決定小結(jié)：課堂練習(xí)題孔軸配合代號及極限偏差值如上：1）畫孔軸公差帶圖，計(jì)算孔軸公差值2）畫配合公差帶圖,計(jì)算配合公差值3）計(jì)算極限間隙或極限過盈的大小注意：公差帶圖要規(guī)范、代號要正確第三節(jié)標(biāo)準(zhǔn)公差系列：

１．標(biāo)準(zhǔn)公差等級及查表１）

等級：20個等級：IT01，IT0，IT1～I(xiàn)T18２）

公差值：查標(biāo)準(zhǔn)公差值表，注意尺寸分段注意：僅根據(jù)公差數(shù)值大小不能確定尺寸精度高低。還應(yīng)考慮尺寸大小分段

２．

標(biāo)準(zhǔn)公差值的確定１）

標(biāo)準(zhǔn)公差值的計(jì)算：IT=a·i

２）

標(biāo)準(zhǔn)公差因子i和公差等級系數(shù)a3)尺寸分段第四節(jié)基本偏差系列：

１．基本偏差的定義

2．作用

3.代號：

國家標(biāo)準(zhǔn)分別對孔、軸規(guī)定了28種基本偏差（為避免混淆，不用IiLlOoQqWw）4

基本偏差的位置：孔：A——H的基本偏差為EI(公差帶在0線上方)H基準(zhǔn)孔EI=0Js基本偏差：ES=EI=±IT/2J——ZC基本偏差為ES軸：a——h基本偏差為es(公差帶在0線下方)h基準(zhǔn)軸es=0js基本偏差：es=ei=±IT/2j——zc基本偏差為ei

記憶：

一線、二點(diǎn)、三段一線：28種基本偏差A(yù)——ZC(或a——zc)相對零線位置的變化規(guī)律線

二點(diǎn)：（1）H（或h）點(diǎn)；（2）JS（或js）點(diǎn)

三段：孔：A——H段：與h形成間隙配合；

Js、J——N段：與h主要形成過渡配合

P——ZC段：與h主要形成過盈配合軸：a——h段：與H形成間隙配合

js、j——n段：與H主要形成過渡配合

p——zc段：與H主要形成過盈配合5．孔、軸基本偏差的制定規(guī)律：

１）軸的基本偏差值確定——通過公式計(jì)算（js，j，k與公差等級有關(guān)）２）孔的基本偏差值確定——由同名軸的基本偏差值換算而得。換算原則:同名配合,配合性質(zhì)不變，即極限間隙或過盈不變換算規(guī)律：通用規(guī)則——EI＝-es；ES＝-ei

適用于A～H配合和孔軸同級配合的K～Zc

特殊規(guī)則——ES＝-ei+△△＝Th-Ts

適用于過渡和過盈配合，孔的精度等級比軸低一級時）特殊規(guī)則的應(yīng)用：國家標(biāo)準(zhǔn)制定中，考慮工藝等價性，在較高精度配合中，采用孔精度比軸低一級

1）公差等級高于或等于IT8的K、M、N（過渡配合），采用孔比軸低一級的配合。

2）公差等級高于或等于IT7的P—ZC（過盈配合），采用孔比軸低一級的配合。因此，以上兩種情況下的孔基本偏差，必須按照特殊規(guī)則換算，即在相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)中，都有相應(yīng)的△，在查表和進(jìn)行基準(zhǔn)制變換時要特別注意例：H7/k7與K7/h7配合性質(zhì)不相同基本偏差值查表例：查Φ30j

hg

的極限偏差Φ30JsKMP的極限偏差Φ260M6的極限偏差7

公差帶代號及配合代號：公差帶代號：基本偏差代號＋公差等級代號例：Φ15P8，Φ15P6，Φ18js8

配合代號：孔、軸公差代號的組合例：Φ45H7/r6，Φ45R7/h68、公差與配合在圖樣上的標(biāo)注

第五節(jié)常用和優(yōu)先公差帶與配合

1.

常用和優(yōu)先孔、軸公差帶

2.

常用和優(yōu)先配合

注意：在國標(biāo)常用與優(yōu)先公差帶與配合中，

大間隙配合——精度等級低小間隙配合——精度等級較高過渡和過盈配合——精度等級較高這是與實(shí)際使用情況相符的第六節(jié)一般公差線性尺寸的未注公差

１．適用標(biāo)準(zhǔn)——GB/T1804-2000《一般公差線性尺寸的末注公差》(代替GB/T1804-1994)

國標(biāo)規(guī)定了四個公差等級f級（精密級）、m級（中等級）、c級（粗糙級）、v級（最粗級）２．適用范圍——精度較低的非配合尺寸

3．未注公差的極限偏差數(shù)值：采用對稱偏差值,一般不在尺寸后標(biāo)注。只有當(dāng)要素的功能允許的公差比未注公差值更大時才在尺寸后注出相應(yīng)的極限偏差

4．

標(biāo)注：在圖樣技術(shù)要求、技術(shù)文件或標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)明：

GB1804-2000f（或m、c、v）第七節(jié)

極限與配合的選用

一、基準(zhǔn)制的選擇:1.

優(yōu)先選用基孔制——減少定值刀具和塞規(guī)數(shù)量

2.

下列情況采用基軸制１）當(dāng)配合的軸為標(biāo)準(zhǔn)件時——以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn)件例如：（1）鍵與鍵槽的配合；（2）滾動軸承外圈與孔的配合２）直接采用冷拉鋼料作軸時——一般用于精度要求不高的機(jī)械中

３）考慮一軸與多孔配合，且配合性質(zhì)不同時

3.特殊需要時可采用非基準(zhǔn)制的配合

二、公差等級的選用1.

原則:在滿足使用要求的前提下,盡量選擇低的等級.

選擇方法:類比法

基本尺寸≤500mm：精度等級高于IT8——推薦孔比軸低一級精度等級等于IT8：孔軸同級——過盈配合或孔低一級——過渡或間隙配合精度等級低于IT8——孔軸同級2.

選用時應(yīng)考慮以下問題:1)相配合的孔和軸的工藝等價性

基本尺寸≥500mm，精度等級高于IT8，一般軸、孔同級基本尺寸≤3mm，有時軸比孔低一級

2）考慮配合類型：（1）過渡、過盈配合，不允許間隙或過盈變動量過大，要求精度較高（2）

間隙配合：小間隙——較高精度；大間隙——較低精度3）考慮相配件的精度齒輪與軸的配合——取決于齒輪精度等級滾動軸承與軸、孔的配合——與軸承的精度等級有關(guān)考4)考慮加工成本：有時相配合的孔、軸精度等級可相差幾級

3．使用“類比法”應(yīng)掌握的知識１）各公差等級的應(yīng)用范圍2)各種加工方法可達(dá)到的加工精度等級IT01——IT1用于量塊或標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸

IT2——IT5用于精密配合件

IT5——IT12用于配合件

IT5，IT6高精度主要配合

IT6，IT7重要配合，如普通機(jī)床的主要配合

IT7，IT8中等精度要求的配合

IT9，IT10一般要求的配合

IT11，IT12不重要的配合

IT12——IT18非配合尺寸，未注尺寸公差的尺寸三、配合種類的選擇1.配合種類選擇原則無相對運(yùn)動需傳遞轉(zhuǎn)矩有定心要求不可拆卸過盈配合或過渡配合可拆卸過渡配合或小間隙(g,h)或小過盈的配合,但需加鍵銷等緊固件無定心要求間隙配合,但需加鍵銷等緊固件不需傳遞轉(zhuǎn)矩間隙,過渡，過盈配合都可,考慮其它情況定有相對運(yùn)動精密轉(zhuǎn)動或移動小間隙的間隙配合(g,h)一般的轉(zhuǎn)動,移動或復(fù)合運(yùn)動視情況取基本偏差為a—f的間隙配合2.

選擇配合種類時應(yīng)考慮的因素:1)

相配件是否有相對運(yùn)動：

2)

孔軸定心精度要求：孔軸定心精度要求高，且孔軸間無相對運(yùn)動時——過渡配合，甚至小過盈配合孔軸有定心精度要求，且孔軸間有相對運(yùn)動時——小間隙配合，一般H/h3)

受載情況：載荷大或沖擊載荷——緊的過盈或過渡配合

4)

裝拆要求：經(jīng)常裝拆——稍松的配合（間隙增大或過盈量減?。?)

配合件的材料：——塑性材料易變形，選稍緊的配合（間隙減小或過盈量增大）孔6）孔軸工作溫度：孔的工作溫度高于軸的——稍緊一些的配合孔的工作溫度低于軸的——稍松一些的配合

7)

配合件的形位精度：形位誤差大——稍松一些的配合

8)

表面粗糙度：表面粗糙度大——稍緊一些的配合

9)

裝配變形：

10)

生產(chǎn)類型：單件小批量生產(chǎn)——稍松一些的配合

例題：１．孔、軸配合處D=Φ30mm，要求間隙配合，且X=0.020—0.055mm間，試確定配合代號和孔、軸公差帶。

２．用查表法確定：基本尺寸D=Φ55mm,相配合孔軸的上下偏差。要求過盈配合：YMIN=-23μm,YMAX=-74μm.

第八節(jié)大尺寸、小尺寸公差與配合

一.大尺寸零件特點(diǎn):1.一般是小批量生產(chǎn);2.影響加工誤差的主要因素是測量誤差;且溫度引起的測量誤差大