常用尺寸尺寸公差與配合的選用分解.ppt

課題三 續(xù) 光滑圓柱結(jié)合的精度設(shè)計 常用尺寸尺寸公差與配合的選用 圓柱結(jié)合的精度設(shè)計 圓柱結(jié)合的精度設(shè)計實(shí)際上就是圓柱結(jié)合的公差與配合的選用 它是機(jī)械設(shè)計與制造中至關(guān)重要的一環(huán) 公差與配合的選用是否恰當(dāng) 對機(jī)械的使用性能和制造成本有著很大的影響 圓柱結(jié)合的精度設(shè)計包括 配合制的選用公差等級的選用配合的選用 配合制的選擇 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 用同一偏差代號按基軸制形成的配合 也能滿足使用要求 如 H7 k6與K7 h6的配合性質(zhì)基本相同 稱為 同名配合 所以 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 從制造加工方面考慮 兩種基準(zhǔn)制適用的場合不同 從加工工藝的角度來看 對應(yīng)用最廣泛的中小直徑尺寸的孔 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 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 對于軸的加工和檢驗 一種通用的外尺寸量具 也能方便地對多種軸的公差帶進(jìn)行檢驗 由此可見 對于中小尺寸的配合 應(yīng)盡量采用基孔制配合 基軸制的應(yīng)用 用冷拉光軸作軸時 冷拉圓型材 其尺寸公差可達(dá)IT7 IT9 能夠滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械 紡織機(jī)械上的軸頸精度要求 在這種情況下采用基軸制 可免去軸的加工 只需按照不同的配合性能要求加工孔 就能得到不同性質(zhì)的配合 采用標(biāo)準(zhǔn)件時 滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件 它的內(nèi)圈與軸頸配合無疑應(yīng)是基孔制 而外圈與外殼孔的配合應(yīng)是基軸制 同一基本尺寸的軸與多孔相配合 且配合性質(zhì)要求不同時 如圖所示的活塞部件中 活塞銷和活塞與連桿的配合 根據(jù)功能要求 活塞銷和活塞的配合應(yīng)為過渡配合 而活塞銷與連桿的配合則應(yīng)為間隙配合 非基準(zhǔn)制的應(yīng)用 在實(shí)際生產(chǎn)中 由于結(jié)構(gòu)或某些特殊的需要 允許采用非配合制配合 即非基準(zhǔn)孔和非基準(zhǔn)軸配合 如 當(dāng)機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)一個非基準(zhǔn)孔 軸 和兩個以上的軸 孔 配合時 其中肯定會有一個非配合制配合 如圖所示 箱體孔與滾動軸承和軸承端蓋的配合 由于滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件 它與箱體孔的配合選用基軸制配合 箱體孔的公差帶代號為J7 箱體孔與端蓋的配合可選低精度的間隙配合J7 f9 既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位 還有利于降低成本 基孔制 基軸制的優(yōu)先 常用配合見表2 13 2 14 公差等級的選擇原則 公差等級的選擇的實(shí)質(zhì)就是尺寸制造精度的確定 尺寸的精度與加工的難易程度 加工的成本和零件的工作質(zhì)量有關(guān) 公差等級越高 合格尺寸的大小越趨一致 配合精度就越高 但加工的成本也越高 公差與成本的關(guān)系如圖3 12所示 因此 公差等級選擇的基本原則是 在滿足使用性能的前提下 盡量選擇較低的精度等級 公差等級的選擇方法 公差等級的選擇的方法一般采用類比法 對于已知配合要求的也可以用計算法確定其公差等級 書P35頁列出公差等級的應(yīng)用 表2 21列出各種加工方法所能達(dá)到的精度等級 一般配合尺寸的公差等級范圍為IT5 IT13 表列出配合IT5 IT13級的應(yīng)用 供采用類比法時對比選用 公差等級的應(yīng)用 配合IT5至IT13級的應(yīng)用 尺寸 mm 采用類比法選擇公差等級時應(yīng)考慮的問題 1 應(yīng)遵循工藝等價的原則 即相互結(jié)合的零件 其加工的難易程度應(yīng)基本相當(dāng) 根據(jù)這一原則 對于基本尺寸 500mm的 當(dāng)公差等級在IT8以上時 標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級 如 H8 m7 K7 h6 當(dāng)公差等級在IT8以下時 標(biāo)準(zhǔn)推薦孔與軸同級 如 H9 h9 D9 h9 IT8屬于臨界值 IT8級的孔可與同級的軸配合 也可以與高一級的軸配合 如 H8 f8 H8 k7 對于基本尺寸 500mm的 一般采用孔 軸同級配合 2 相配合的零 部件的精度應(yīng)相匹配 如 與齒輪孔相配合的軸的精度就受齒輪精度的制約 與滾動軸承相配合的外殼孔和軸的精度應(yīng)當(dāng)與滾動軸承的精度相匹配 采用類比法選擇公差等級時應(yīng)考慮的問題 續(xù) 3 過盈 過渡和較緊的間隙配合 精度等級不能太低 一般孔的公差等級應(yīng)不低于IT8級 軸的不低于IT7級 這是因為公差等級過低 使過盈配合的最大過盈過大 材料容易受到損壞 使過渡配合不能保證相配的孔 軸既裝卸方便又能實(shí)現(xiàn)定心的要求 使間隙配合產(chǎn)生較大的間隙 不能滿足較緊配合的要求 4 在非配合制的配合中 當(dāng)配合精度要求不高 為降低成本 允許相配合零件的公差等級相差2 3級 如圖所示的箱體孔與端蓋的配合 配合種類的選擇 配合種類的選擇主要就是根據(jù)零件的功能要求 確定配合的類型及非配合制的基本偏差代號 選擇的基本方法還是類比法 計算法和試驗法三種 類比法是選擇配合種類的主要方法 應(yīng)用類比法選擇時 要考慮以下因素 配合件的工作情況各種基本偏差形成配合的特點(diǎn)配合件的生產(chǎn)情況 配合件的工作情況 選擇配合的類型時 應(yīng)考慮配合件間有無相對運(yùn)動 定心精度高低 配合件受力情況 裝配情況等 配合類型的選擇可依據(jù)下表來對比選擇 各種基本偏差形成配合的特點(diǎn) 間隙配合有A H a h 共十一種 其特點(diǎn)是利用間隙貯存潤滑油及補(bǔ)償溫度變形 安裝誤差 彈性變形等所引起的誤差 生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛 不僅用于運(yùn)動配合 加緊固件后也可用于傳遞力矩 不同基本偏差代號與基準(zhǔn)孔 或基準(zhǔn)軸 分別形成不同間隙的配合 主要依據(jù)變形 誤差需要補(bǔ)償間隙的大小 相對運(yùn)動速度 是否要求定心或拆卸來選定 過渡配合有JS N js n 四種基本偏差 其主要特點(diǎn)是定心精度高且可拆卸 也可加鍵 銷緊固件后用于傳遞力矩 主要根據(jù)機(jī)構(gòu)受力情況 定心精度和要求裝拆次數(shù)來考慮基本偏差的選擇 定心要求高 受沖擊負(fù)荷 不常拆卸的 可選較緊的基本偏差 如N n 反之應(yīng)選較松的配合 如 K k 或JS js 各種基本偏差形成配合的特點(diǎn) 續(xù) 過盈配合有P ZC p zc 13種基本偏差 其特點(diǎn)是由于有過盈 裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小 產(chǎn)生彈性變形 在結(jié)合面上產(chǎn)生一定的正壓力和摩擦力 用以傳遞力矩和緊固零件 選擇過盈配合時 如不加鍵 銷等緊固件 則最小過盈應(yīng)能保證傳遞所需的力矩 最大過盈應(yīng)不使材料破壞 故配合公差不能太大 所以公差等級一般為IT5 IT7 基本偏差根據(jù)最小過盈量及結(jié)合件的標(biāo)準(zhǔn)來選取 軸的基本偏差在具體選用 可參考表2 23 并按表2 24所推薦的 盡量選用優(yōu)先配合 配合件的生產(chǎn)情況 按大批大量生產(chǎn)時 加工后所得的尺寸通常呈正態(tài)分布 而單件小批量生產(chǎn)時 加工所得的孔的尺寸多偏向最小極限