尺寸的极限与圆柱结合的互换性.pptx
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1、 由于零件结合的类型不同,对它们的使用要求也由于零件结合的类型不同,对它们的使用要求也不尽相同。不尽相同。1.要求要求活动结合的零件活动结合的零件间必须保证运动准确,在一间必须保证运动准确,在一定转速下维持正常的工作。零件必须具有定转速下维持正常的工作。零件必须具有适当的适当的间隙间隙。2.要求要求固定结合的零件固定结合的零件,传递一定转矩或轴向力时,传递一定转矩或轴向力时,零件必须具有零件必须具有足够的过盈足够的过盈。3.要求要求可拆结合的零件可拆结合的零件,保证定心精度、易于装拆,保证定心精度、易于装拆和工作时无相对运动,零件应具有和工作时无相对运动,零件应具有较小的间隙或较小的间隙或过盈
2、过盈。公差与配合的选用1 1、基准制的选用、基准制的选用 在选择基准制时,主要应考虑零件加工工艺的经济性和结构的合理在选择基准制时,主要应考虑零件加工工艺的经济性和结构的合理性。选择原则如下:性。选择原则如下:(1 1)一般情况下优先选用基孔制)一般情况下优先选用基孔制 因为加工孔比加因为加工孔比加工轴困难工轴困难 从从工工艺艺上上看看,对对高高精精度度的的中中小小尺尺寸寸孔孔,通通常常用用钻钻头头、铰铰刀刀、拉拉刀刀等等定定值值刀刀具具加加工工即即可可保保证证加加工工质质量量,但但这这种种刀刀具具是是定定值值的的,每每一一种种刀刀具具只只能能加加工工一一种种孔孔。若若孔孔的的公公差差带带位位
3、置置改改变变时时,又又要要更更换换刀刀具具,而而这这种种刀刀具具的的价价格格一一殷殷比比较较昂昂贵贵。例例如如,加加工工一一批批基基孔孔制制配配合合的的20H7g6、20H7/k6、20H7/s6的的孔孔20H7,只只要要使使用用一一种种定定值值刀刀、量量具具,即即可可完完成成加加工工和和检检验验;而而加加工工具具有有相相同同性性质质的的20G7h6、20K7h6、20S7h6的的孔孔却却各各需需一一种种定定值值刀刀和和量量具具,显显然然采采用用基基孔孔制制较较经经济济。对对于于尺尺寸寸较较大大、精精度度较较低低的的孔孔,从从工工艺艺上上讲讲采采用用基基孔孔制制和和基基铀铀制都可以,但一殷情况
4、下还是采用基孔制较经济。制都可以,但一殷情况下还是采用基孔制较经济。2.5.22.5.2基准制的选择基准制的选择基准制的选择基准制的选择 从制造加工方面考虑,两种基准制适用的场合不同;从制造加工方面考虑,两种基准制适用的场合不同;从制造加工方面考虑,两种基准制适用的场合不同;从制造加工方面考虑,两种基准制适用的场合不同;1.1.基孔制的应用基孔制的应用基孔制的应用基孔制的应用 从加工工艺的角度来看,对应用最广泛的中小直径尺寸从加工工艺的角度来看,对应用最广泛的中小直径尺寸从加工工艺的角度来看,对应用最广泛的中小直径尺寸从加工工艺的角度来看,对应用最广泛的中小直径尺寸的孔,通常采用定尺寸刀具(如
5、钻头、铰刀、拉刀等)加工的孔,通常采用定尺寸刀具(如钻头、铰刀、拉刀等)加工的孔,通常采用定尺寸刀具(如钻头、铰刀、拉刀等)加工的孔,通常采用定尺寸刀具(如钻头、铰刀、拉刀等)加工和定尺寸量具(如塞规、心轴等)检验。而一种规格的定尺和定尺寸量具(如塞规、心轴等)检验。而一种规格的定尺和定尺寸量具(如塞规、心轴等)检验。而一种规格的定尺和定尺寸量具(如塞规、心轴等)检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具,只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加寸刀具和量具,只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加寸刀具和量具,只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加寸刀具和量具,只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和
6、检验,一种通用的外尺寸量具,也能方便地对多种轴的工和检验,一种通用的外尺寸量具,也能方便地对多种轴的工和检验,一种通用的外尺寸量具,也能方便地对多种轴的工和检验,一种通用的外尺寸量具,也能方便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见:公差带进行检验。由此可见:公差带进行检验。由此可见:公差带进行检验。由此可见:pp对于中小尺寸的配合,为减少定值刀具和量具的规格和种类,对于中小尺寸的配合,为减少定值刀具和量具的规格和种类,对于中小尺寸的配合,为减少定值刀具和量具的规格和种类,对于中小尺寸的配合,为减少定值刀具和量具的规格和种类,应尽量采用应尽量采用应尽量采用应尽量采用基孔制配合。基孔制配合。基孔制配
7、合。基孔制配合。pp孔的尺寸增大到一定程度后,采用通用工具制造孔和轴,选择孔的尺寸增大到一定程度后,采用通用工具制造孔和轴,选择孔的尺寸增大到一定程度后,采用通用工具制造孔和轴,选择孔的尺寸增大到一定程度后,采用通用工具制造孔和轴,选择哪种基准制都一样。标准规定,应哪种基准制都一样。标准规定,应哪种基准制都一样。标准规定,应哪种基准制都一样。标准规定,应优先选择基孔制。优先选择基孔制。优先选择基孔制。优先选择基孔制。标准规定标准规定:应应优先选择基孔制优先选择基孔制二、基准制的选用二、基准制的选用n1一般情况下应优先选用基孔制(一般情况下应优先选用基孔制(孔比轴难加工孔比轴难加工)n2特殊情况
8、下选用基轴制特殊情况下选用基轴制(1 1)直接使用有一定公差等级()直接使用有一定公差等级(IT8IT8IT11IT11)而不)而不再进行机械加工的冷拔钢材(这种钢材是按基准轴再进行机械加工的冷拔钢材(这种钢材是按基准轴的公差带制造)制作轴。若需要各种不同的配合时,的公差带制造)制作轴。若需要各种不同的配合时,可选择不同的孔公差带位置来实现。这种情况主要可选择不同的孔公差带位置来实现。这种情况主要应用在农业机械和纺织机械中。应用在农业机械和纺织机械中。(2)加工尺寸小于加工尺寸小于1mm的精密轴比的精密轴比同级孔要困难,同级孔要困难,因此在仪器制造、钟表生产、无线电工程中,常使因此在仪器制造、
9、钟表生产、无线电工程中,常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴,这时采用基轴制用经过光轧成形的钢丝直接做轴,这时采用基轴制较经济较经济。(3)根据结构上的需要)根据结构上的需要 例如,在活塞连扦机构中,活塞销与活塞孔的配例如,在活塞连扦机构中,活塞销与活塞孔的配合要求紧些合要求紧些(M6h5),而活塞销与连杆孔的配合则要求松些,而活塞销与连杆孔的配合则要求松些(H6h5)。若采用基孔制,则活塞孔和连扦孔的公差带相同,而两种不同的配合就需若采用基孔制,则活塞孔和连扦孔的公差带相同,而两种不同的配合就需要按两种公差来加工活塞销,这时活塞销应制成如同哑铃一样的轴,不利要按两种公差来加工活塞销,这时活塞销应
10、制成如同哑铃一样的轴,不利于加工与装配;反之,若采用基轴制,则活塞销按基准轴加工成光轴,活于加工与装配;反之,若采用基轴制,则活塞销按基准轴加工成光轴,活塞孔和连杆孔按不同的公差带加工、来获得两种不同的配合。这样,活塞塞孔和连杆孔按不同的公差带加工、来获得两种不同的配合。这样,活塞销加工方便,并能顺利装配。销加工方便,并能顺利装配。因此,根据结构上的需要在同一基本尺寸的轴上装有不同配合要求的因此,根据结构上的需要在同一基本尺寸的轴上装有不同配合要求的几个孔件时,应采用基轴制几个孔件时,应采用基轴制(3)根据结构上的需要)根据结构上的需要,在同一基本尺寸的轴上,在同一基本尺寸的轴上装配有不同配合
11、要求的几个孔件时应采用基轴制。装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图如下图2-22所示所示。(4)与标准件配合的基准制选择,)与标准件配合的基准制选择,若与标准件若与标准件(零零件或部件件或部件)配合,应以标准件为基准件、来确定采配合,应以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制,用基孔制还是基轴制,如图所示如图所示。如如平键、半圆键平键、半圆键等键联接,由于键是标准件,等键联接,由于键是标准件,键与键槽的配合应采用基轴制;键与键槽的配合应采用基轴制;滚动轴承滚动轴承外圈与外圈与箱体孔的配合应采用基轴制,箱体孔的配合应采用基轴制,滚动轴承滚动轴承内圈与轴内圈与轴的配合应采用基孔制
12、。的配合应采用基孔制。n3非基准制配合的采用非基准制配合的采用 为满足特殊配合要求,可采用任一孔、轴公差为满足特殊配合要求,可采用任一孔、轴公差带组成配合。带组成配合。图图220基准制选择示例(二)基准制选择示例(二)k6f55f100J7J7f100e9如图所示,箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由如图所示,箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由于滚动轴承是标准件,它与箱体孔的配合选用基轴制于滚动轴承是标准件,它与箱体孔的配合选用基轴制配合,箱体孔的公差带代号为配合,箱体孔的公差带代号为J7J7,箱体孔与端盖的配,箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合合可选低精度的间隙配合J7/e9 J7/e
13、9,既便于拆卸又能保,既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位,还有利于降低成本。证轴承的轴向定位,还有利于降低成本。k6f55f100J7J7f100e9外圈与壳体孔采用基轴制与标准件配合时与标准件配合时,基准值基准值 由标准件决定由标准件决定内圈与轴径采用基孔制在特殊应用时在特殊应用时,允许采用任一孔、轴公差带组成配合允许采用任一孔、轴公差带组成配合Xmax=0.229Xmix=0.091在特殊情况下可以采用非基准配合,即由不包括基本偏差为H和h的任一孔、轴公差带组成配合。C616车床主轴箱中齿轮轴筒和隔套的配合(上图),由于齿轮轴筒的外径已根据和滚动轴承配合的要求选为60js6,而隔套的作用只是
14、将2个滚动轴承隔开而作轴向定位用,为了方便装配,它只要松套在齿轮轴筒的外径上即可,公差等级也可选用更低的,所以它的公差带选为60D10.同样,另一个隔套与主轴箱孔的配合采用95K7/d11。非基准制的选择:非基准制的选择:为了满足配合的特殊需要,可用任意孔、轴公差带组成的非基淮制为了满足配合的特殊需要,可用任意孔、轴公差带组成的非基淮制配合。配合。例如,圆柱齿轮减速器箱体,轴上的隔套与轴上例如,圆柱齿轮减速器箱体,轴上的隔套与轴上 50外轴颈酌配外轴颈酌配合也采用非基准制间隙配合。合也采用非基准制间隙配合。公差与配合的选用二、公差等级的选用公差等级的选用原则:公差等级的选用原则:公差与配合的选
15、用国家标准推荐的各公差等级的应用范围见后或有关资料国家标准推荐的各公差等级的应用范围见后或有关资料1 1、在满足使用要求的前提下,尽量选用较低的公差等级、在满足使用要求的前提下,尽量选用较低的公差等级 2 2、对基本尺寸、对基本尺寸500mm,标准公差,标准公差IT8时,孔比同级轴加工困难,时,孔比同级轴加工困难,推荐孔比轴低一级组成配合,一般孔为推荐孔比轴低一级组成配合,一般孔为6、7、8级,轴为级,轴为5、6、7级,最常用的配合为级,最常用的配合为 3、对基本尺寸对基本尺寸500mm或标准公差或标准公差IT8时,孔的测量精度时,孔的测量精度比轴容易保证,孔轴采用同级配合。比轴容易保证,孔轴
16、采用同级配合。4、一般配合尺寸的公差等级为一般配合尺寸的公差等级为IT5IT12 5、各种加工方法与公差等级的关系见表各种加工方法与公差等级的关系见表-21-21 应当指出的是,要从综合经济效益考虑问题,不能盲目追求应当指出的是,要从综合经济效益考虑问题,不能盲目追求局部的低成本。对重要的配合,应适当提高配合精度,也就是要局部的低成本。对重要的配合,应适当提高配合精度,也就是要适当提高孔、轴的公差等级,以保证生产高质量的产品。精度高,适当提高孔、轴的公差等级,以保证生产高质量的产品。精度高,可以延长机器的使用寿命,提高可靠性,并提供一定的精度储备,可以延长机器的使用寿命,提高可靠性,并提供一定
17、的精度储备,这样会带来更大的经济效益;反之,对不重要的配合,要尽量采这样会带来更大的经济效益;反之,对不重要的配合,要尽量采用较低的公差等级,如圆柱齿轮减速器中隔套、端盖的公差等级用较低的公差等级,如圆柱齿轮减速器中隔套、端盖的公差等级比相配的孔和轴颈公差等级低比相配的孔和轴颈公差等级低23级,以利于降低成本。级,以利于降低成本。选择公差等级时还应注意相关件和相配零件的精度。例如,选择公差等级时还应注意相关件和相配零件的精度。例如,与齿轮相配合的轴的公差等级取决于相关件齿轮的精度;与滚动与齿轮相配合的轴的公差等级取决于相关件齿轮的精度;与滚动轴承相配合的壳体孔和轴颈的公差等级取决于滚动铀承的精
18、度等轴承相配合的壳体孔和轴颈的公差等级取决于滚动铀承的精度等级级(将在以后章节中叙述将在以后章节中叙述)。二、公差等级的选择1轴、孔的公差等级应相互适应孔、轴公差选取应满足TfTHTs。分配孔、轴公差要使孔、轴的公差等级相适应,即考虑所谓的工艺等价性。工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相同。(1)在常用尺寸段,较高公差等级(8级或以上)时,一般采用孔比轴低一级的配合。如H7/f6、H7/s6。(2)常用尺寸段,较低公差等级(8级)时,推荐孔、轴采用同级配合,如H9/d9。可参见表2-5(基孔制优先、常用配合表)。(3)在大尺寸段,一般采用孔、轴同级配合。(4)在极小尺寸段(公称尺寸3mm)时,
19、根据工艺的不同,可选孔和轴同级、孔较轴高一级、孔较轴低一级。在钟表业,甚至有孔的公差等级较轴的公差等级高2-3级。2公差等级与配合种类相关联公差等级的高低将影响配合的稳定性和一致性。对过渡和过盈配合:一般不允许其间隙或过盈的变动太大,如果公差等级过低,可能会使过盈量超过零件材料的极限强度。因此,在过渡或过盈配合中,孔、轴的公差等级应有较高的精度。通常,孔可选标准公差IT8,轴可选标准公差IT7。对间隙配合:可允许有较大的间隙变动范围,例如,配合的孔、轴的公差等级可以选至IT12(参见表2-5、表2-6基孔制、基轴制优先、常用配合)。但间隙小的配合,公差等级应较高。而在较大的间隙配合中,公差等级
20、可以低些。例如,可选用H7/g6和H11/c11,而选用H7/a6则无实际意义。3公差等级的高低应与典型零部件的精度匹配齿轮是比较常见的传动件。齿轮孔及与齿轮孔相配合的轴,两者的公差等级取决于齿轮的精度等级。例如,齿轮的精度等级为8级,一般取齿轮孔的公差等级为IT7,与齿轮孔相配合的轴的公差等级为IT6。滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精度等级有关,P0级(普通级)的轴承,要求轴颈的公差等级为IT6、外壳孔为IT7。P6级的轴承,一般要求轴颈的公差等级为IT5、外壳孔为IT6。协调零、部件的使用与制造工艺、成本之间的矛盾协调零、部件的使用与制造工艺、成本之间的矛盾 (1)(1)
21、满足使用要求的最低等级满足使用要求的最低等级 (2)(2)尺寸尺寸500500,标准公差标准公差IT8IT8时时,推荐孔比轴推荐孔比轴 低一等级相配合低一等级相配合 标准公差标准公差IT8IT8或尺寸或尺寸500500,推荐孔、轴同级相配合,推荐孔、轴同级相配合 (3)(3)选择公差等级时选择公差等级时,应考虑与其相关零件或部件的精度应考虑与其相关零件或部件的精度 二、公差等级的选用二、公差等级的选用公差等级的选用公差等级的选用2-5 尺寸精度及配合的设计尺寸精度及配合的设计选用原则选用原则:1 1)在在满满足足使使用用要要求求的的前前提提下下,尽尽可可能能选选较较低低的的公公差差等等级或较大
22、的公差值。级或较大的公差值。2 2)满足)满足GBGB推荐的公差等级组合规定。推荐的公差等级组合规定。对对于于基基本本尺尺寸寸500mm500mm有有较较高高公公差差等等级级的的配配合合,因因孔孔比比同同级级轴轴难难加加工工,当当标标准准公公差差IT8IT8时时,国国标标推推荐荐孔孔比比轴轴低低一一级级相相配配合合,使使孔孔、轴轴的的加加工工难难易易程程度度相相同同。但但对对IT8IT8级级或或基基本本尺尺寸寸500mm500mm的的配配合合,因因孔孔的的测测量量精精度度比比轴轴容容易易保证,推荐采用孔、轴同级配合。保证,推荐采用孔、轴同级配合。公差等级的选用公差等级的选用2-5 尺寸精度及配
23、合的设计尺寸精度及配合的设计选用原则选用原则:1 1)在在满满足足使使用用要要求求的的前前提提下下,尽尽可可能能选选较较低低的的公公差差等等级或较大的公差值。级或较大的公差值。2 2)满足)满足GBGB推荐的公差等级组合规定。推荐的公差等级组合规定。对对于于基基本本尺尺寸寸500mm500mm有有较较高高公公差差等等级级的的配配合合,因因孔孔比比同同级级轴轴难难加加工工,当当标标准准公公差差IT8IT8时时,国国标标推推荐荐孔孔比比轴轴低低一一级级相相配配合合,使使孔孔、轴轴的的加加工工难难易易程程度度相相同同。但但对对IT8IT8级级或或基基本本尺尺寸寸500mm500mm的的配配合合,因因
24、孔孔的的测测量量精精度度比比轴轴容容易易保证,推荐采用孔、轴同级配合。保证,推荐采用孔、轴同级配合。公差等级的选用公差等级的选用2-5 尺寸精度及配合的设计尺寸精度及配合的设计公差等级的应用公差等级的应用 IT01-IT02:IT01-IT02:量块长度公差和其它精密尺寸标准块公差量块长度公差和其它精密尺寸标准块公差IT3-IT5:IT3-IT5:精密度要求很高和重要的配合处精密度要求很高和重要的配合处IT6-IT7:IT6-IT7:精密配合和关键件精密配合和关键件,要求配合的均匀性要求配合的均匀性 IT7-IT8:IT7-IT8:一般精度的配合或重型机械中一般精度的配合或重型机械中,用于精度
25、要求用于精度要求 高的场合高的场合,农业机械中的重要场合农业机械中的重要场合 IT9-IT11:IT9-IT11:一般要求的场合一般要求的场合,不重要的场合或精度等级不重要的场合或精度等级 要求较高的槽宽配合或长度尺寸配合要求要求较高的槽宽配合或长度尺寸配合要求 较高的场合较高的场合IT12-IT18:IT12-IT18:未注尺寸公差未注尺寸公差,包括冲压件包括冲压件,铸件和锻件铸件和锻件公差等级公差等级适用范围适用范围举举 例例孔孔轴轴IT5IT5用用于于航航空空、航航海海、机机床床等等中中特特别别精精密密、重重要要的的配配合合,一一般般机机械械制制造造中中极极少少应应用用。特特点点是是能能
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