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1、第三章第三章 孔、軸公差與配合孔、軸公差與配合目的要求目的要求 了解孔軸公差與配合的基本術(shù)語及定義,掌握標準公差與基本偏差的確定方法,學會尺寸公差的標注與配合的選擇。 重點重點 1、有關(guān)孔軸的廣義定義; 2、基本偏差和標準公差的定義和選擇; 3、孔軸公差帶圖的畫法; 4、常用孔軸配合的選擇及標注;難點難點 1、基本偏差和標準公差的定義和選擇; 2、常用孔軸配合的選擇及標注;一、有關(guān)孔和軸的定義一、有關(guān)孔和軸的定義 1、孔(廣義):具有單一尺寸的內(nèi)表面 2、軸(廣義) :具有單一尺寸的外表面 1 基本術(shù)語及其定義基本術(shù)語及其定義二、有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義二、有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義 設計圖樣上的尺寸標
2、注 1、線性尺寸:兩點間的直線距離 2、基本尺寸: 孔-D 軸-d 3、極限尺寸:允許尺寸變化的兩各界限值。 孔 軸 最大極限尺寸 Dmax dmax 最小極限尺寸 Dmin dmin 4、實際尺寸:在零件上實際測量的尺寸。 Da 故實際尺寸只能用測量尺寸代替三、有關(guān)偏差和公差的術(shù)語及定義三、有關(guān)偏差和公差的術(shù)語及定義1、 尺寸偏差 : 某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差。 說明:偏差可為正、負、零 實際尺寸(Da)-基本尺寸(D)=實際偏差(Ea)零件合格的條件:實際偏差在極限偏差范圍內(nèi)。ei EI es ES )(-minmax下偏差上偏差極限偏差基本尺寸極限尺寸DDD 2、尺寸公差: Th
3、 Ts 定義:允許尺寸的變動量 1000.14mm ,變動量為0.28 計算: Th=Dmax-Dmin=ES-EI Ts=dmax-dmin=es-ei 說明:公差值為正值 公差大小反映零件加工的難易程度, 尺寸的精確程度。 3、公差帶示意圖及公差帶 為清晰表達一批軸和孔的公差與配合,引入公差帶圖。不畫孔、軸的結(jié)構(gòu),只畫放大了的孔、軸公差帶。例如:畫尺寸公差帶圖:軸25f6 孔25H7020. 0033. 0021. 00-33+0-+21-2025mm 四、有關(guān)配合的術(shù)語、定義四、有關(guān)配合的術(shù)語、定義 1、配合:基本尺寸相同的互相結(jié)合的孔與軸公差帶之間關(guān)系。 配合性質(zhì):孔與軸裝配后的松緊程
4、度 2、間隙、過盈 孔-軸=正(間隙 X)、負(過盈 Y) 3、配合的分類 可分為三大類 1)間隙配合 定義:一定具有間隙的配合,間隙配 合的三個特征值: Xmax=Dmax- dmin=ES-ei Xmin=Dmin- dmax=EI-es Xav= (Xmax + Xmin )/2 例1:計算25H7( )與25f6( ) 的三個特征值 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=+0.021-(-0.033)=+0.054 Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0-(-0.020)=+0.020Xav= 1/2( Xmax + Xmin )=+0.037021. 00020. 0033
5、. 0 2) 過盈配合定義:一定具有過盈的配合過盈配合的三個特征值Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiYav= ( Ymax + Ymin )/2 3)過渡配合 定義:可能具有間隙或過盈的配合 過渡配合的三個特征值: Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Ymax=Dmin-dmax=EI-es Xav 或Yav = (Xmax + Ymax)/2 4)配合公差 定義:允許間隙或過盈的變動量(大小表示裝配 精度) 間隙配合:Tf= |Xmax - Xmin | 過盈配合: Tf = | Ymin - Ymax | 過渡配合: Tf = | Xma
6、x -Ymax | Tf=|(ES-ei)-(es-EI)|=|(ES-EI)+(es-ei)|= Th+Ts 4、配合制 1)非基準制 例如:減速箱體軸承端蓋與外殼孔的配合2)基準制基準制 三種配合最基本的區(qū)別:孔軸公差帶的相對位置不同即孔軸公差帶位置相對移動,就可獲得不同的配合。 (1)基孔制:孔公差帶位置固定,改變軸公差帶位置而 得到不同的配合性質(zhì)的一 種制度。 基孔制中孔為基準孔 EI=0 (2)基軸制:軸公差帶位置固定,改變孔公差帶位置而 得到不同的配合性質(zhì)的一種制度?;S制中軸為基準軸 es=0 說明:基孔制和基軸制是兩個等效的配合制度,但 實際應用中有所區(qū)別。 一、孔、軸標準公差
7、系列、孔、軸標準公差系列 1、標準公差等級及其代號:確定尺寸精確程度的等級。 國標設置了20個公差等級,代號為: IT01、IT0、IT1、IT2、 IT10 IT17、IT18 最高 最低 2、標準公差因子 3、標準公差數(shù)值的計算 2 常用尺寸孔軸常用尺寸孔軸極限與配合極限與配合國家標準的構(gòu)國家標準的構(gòu)成成)(001.045.03mDDiiaIT 4、 尺寸分段 為簡化標準公差表,標準公差按尺寸分段來確定。實際應用時公差值一般通過查表確定。二、孔、軸基本偏差系列二、孔、軸基本偏差系列 1、基本偏差的定義 用來確定公差帶相對零線位置的偏差,一般靠近零線的偏差為基本偏差。 2、基本偏差的代號 國
8、標規(guī)定了28個基本偏差,大寫表示孔,小寫表示軸。 由圖115,認識28個基本偏差代號。末首DDDj 3、 軸的基本偏差系列 (基孔制H:EI=0時) 間隙配合:a-h- 基本偏差為上偏差 es 其中a-g的es為負,并依次增大 h的基本偏差es=0 是基軸制的標志 過渡配合:js、j、k、m、n-基本偏差為下偏差ei 其中js的基本偏差為IT/2,公差帶對零線 對稱公布,其它依次增大 過盈配合: p-zc-基本偏差為下偏差ei 數(shù)值為正,并依次增大 4、孔的 基本偏差系列 (基軸制h:es=0) 間隙配合:A-H- 基本偏差為下偏差 EI 其中A-G的EI為正,并依次減小 H的基本偏差EI=0
9、 是基孔制的標志 過渡配合:JS、J、K、M、N-基本偏差為上偏差ES 其中JS的基本偏差為IT/2,公差帶對零線 對稱公布,其它依次減小 過盈配合: P-Zc-基本偏差為上偏差ES 數(shù)值為負,并依次減小 5、各種基本偏差形成的配合的特征 (見3 和 4) 6、孔、軸公差代號與配合代號 1)孔、軸公差帶代號 由基本偏差代號與標準公差等級號組成,例如: 50H8基本尺寸為50的孔的公差帶代號; 其中基本偏差代號為H,標準公差等級8級 25f7基本尺寸為25軸公差帶代號; 其中基本偏差代號為f,標準公差等級7級2)孔、軸配合代號 將相互配合的孔公差帶號與軸公差帶代號組合而成,寫成分子分母的形式:
10、50H8/f7 7、軸的基本偏差數(shù)值的確定 見P42表3-2 由相應的計算公式計算得到 類似標準公差表,采用尺寸分段計算、圓整、列表,制作成軸的基本偏差表,以后通過查表得到(P254 附表3-4)例:確定50a9的極限偏差解:查附表3-4,軸的基本偏差表 得:es=-320m 查附表3-2,標準公差表 得:IT9=62m則另一極限偏差軸的下偏差為:ei=-320-62=-382m8、孔的基本偏差數(shù)值的確定 孔的基本偏差沒有直接的計算公式,而是由同名的軸的基本偏差換算而來。換算時遵守以下兩個原則:1.換算原則(倒影關(guān)系):同名配合的配合性質(zhì)相同。即:基孔制的配合(如30H8/f8)變成同名的基軸
11、制的配合(30F8/h8 )時,其配合性質(zhì)不變。2.工藝等價性:在高精度或較高精度的間隙、過渡和過盈配合中,一般取孔比軸低一個級別。其中:間隙和過渡配合時IT8級為高或較高精度,過盈配合時IT 7級為高精度或較高精度。下面按配合的三種種類來討論:XminXmaxXmaxD+0-Xmin1)間隙配合A-H中孔的基本偏差EI的確定如圖所示:平行移動后,基孔制變成了基軸制,根據(jù)倒影關(guān)系有: Xmin=Xmin而 Xmin=0-es=-es Xmin=EI-0=EI 故有: EI=-esYmaxXmax2)過渡配合JSN中孔的基本偏差ES的確定對于JS,其公差帶相對零線對稱,基本偏差為T/2對于J,由
12、經(jīng)驗數(shù)據(jù)作為其基本偏差;對于N,IT8級時,基本偏差數(shù)值為零;其它K、M、N由倒影關(guān)系換算得到:XmaxD+0-Ymax由倒影關(guān)系:Xmax=Xmax而其中: Xmax=ES-ei=(EI+Th)-ei=Th-ei Xmax=ES-ei=ES-(es-Ts)=ES+Ts代入整理得:ES=-ei+(Th-Ts) 令: =Th-Ts 則有:ES=-ei+ 由工藝等價性:(1)當孔的IT8級時,孔軸取同一級別=0;(2)當孔的IT8級時,孔比軸低一級別,0見P256附表3-5,孔的基本偏差表YminYmaxYmaxD+0-Ymin3)過盈配合P-Zc中孔的基本偏差ES的確定如圖所示:平行移動后,基孔
13、制變成了基軸制,由倒影關(guān)系:Ymin=Ymin而其中: Ymin=ES-ei=(EI+Th)-ei=Th-ei Ymin=ES-ei=ES-(es-Ts)=ES+Ts代入整理得:ES=-ei+(Th-Ts) 令: =Th-Ts 則有:ES=-ei+ 由工藝等價性:(1)當孔的IT7級時,孔軸取同一級別=0;(2)當孔的IT7級時,孔比軸低一級別,0例:將基孔制的配合45H7/t6轉(zhuǎn)換為基軸制配合,并求基本偏差?解:查附表3-2 得 IT7=25m,IT6=16m 查附表3-4得 t的基本偏差ei=+54m 利用倒影關(guān)系轉(zhuǎn)換為基軸制配合為 45T7/h6 T7孔的基本偏差 ES=-ei+(Th-
14、Ts) =-54+9=-45m 查附表3-5得 ES=-54+9=-45m 兩種方法結(jié)果相同。 三、公差與配合在圖樣上的標注、公差與配合在圖樣上的標注 1、裝配圖上,在基本尺寸后標配合代號 2、零件圖上,在基本尺寸后標注公差代號,有三種標注形式:1)代號標注法: 適用于大批量生產(chǎn)2)偏差標注法: 適用于小批量生產(chǎn)3)混和標注法: 適用于批量未定665 k)( 665021. 0002. 0k)(65021. 0002. 0 五、孔、軸常用公差帶和優(yōu)先、常用配合五、孔、軸常用公差帶和優(yōu)先、常用配合1、孔軸常用公差帶 標準公差20個等級,基本偏差28種,應當共有2028=560種公差帶,國標規(guī)定孔
15、的J用3種,軸j用4種,因此 孔公差帶有543種,軸公差帶有544種為了提高生產(chǎn)效率,國家標準利用簡化原理提出了一般、常用、優(yōu)先公差帶:全部一般常用優(yōu)先孔5431054413軸54411659132、孔、軸的優(yōu)先配合和常用配合 在精度要求不高,小批量生產(chǎn)時可以利用優(yōu)先配合快速設計。3 常用尺寸孔、軸公差與配合的選擇常用尺寸孔、軸公差與配合的選擇一、配合的確定一、配合的確定 配合的確定取決于實際零件運動特性,有相對運動時選擇間隙配合,相對固定時選擇過渡配合,有力的傳遞時采用過盈配合。 由:Tf=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax| 只有知道了配合的種類,才能得到
16、配合公差,只有得到Tf,才能進一步計算零件參數(shù)。二、參數(shù)的確定二、參數(shù)的確定1、確定公差等級 公差等級的確定依據(jù)以下兩個原則:(1)公差的選擇原則:在滿足使用要求的前提下,選擇的公差應當盡量大。(首要原則)(2)工藝等價性原則:在高等級區(qū)孔比軸低一個級別。 (參考原則)依據(jù)以上兩個原則,根據(jù)前面學過的公式: Tf=Th+Ts 配合要求 加工要求由Tf計算Th和Ts的值,然后由標準公差表反查公差等級 即:Th=Ts=Tf/2,通過查表得到的是標準值, 故應滿足: TfTh+Ts其中:Tf-由配合要求計算所得的配合公差2、基準制的選擇、基準制的選擇(1)優(yōu)先選用基孔制 ,減少定值刀量具的規(guī)格 數(shù)目
17、,提高經(jīng)濟效益。(2)基軸制的選用 a、冷拔軸 ; b 、 一軸多配件; c 、軸類標準件(滾動軸承)(3)非基準制的應用 由以上原則確定基準公差帶的極限偏差。3、基本偏差的確定、基本偏差的確定由要求的配合性質(zhì)間隙(或過盈)確定另一公差帶的基本偏差。4、驗算、驗算(1)間隙配合合格條件:XmaxXmax XminXmin+0-XmaxXminXmaxXminXY(2)過渡配合合格條件: XmaxXmax YmaxYmax+0-XmaxYmaxXmaxYmaxXY(3)過盈配合合格條件:YminYmin YmaxYmax5、畫出孔、軸公差帶圖、畫出孔、軸公差帶圖+0-YminYmaxYminYm
18、axXY例:已知孔軸配合的基本尺寸例:已知孔軸配合的基本尺寸D=100mm,要求平要求平均間隙均間隙Xav=+3.5m,最大間隙最大間隙Xmax=+32m,試采試采用基孔制確定孔和軸的公差帶代號和極限偏差,用基孔制確定孔和軸的公差帶代號和極限偏差,以及配合公差和配合代號與標準公差,并畫出孔以及配合公差和配合代號與標準公差,并畫出孔軸公差帶圖。軸公差帶圖。解:(1)由Ymax= 2Xav-Xmax =-25m 先假設孔軸取同級,則有: Th=Ts=Tf/2=|Xmax-Ymax|/2 =28.5m查表有IT7=35m ,IT6=22m則孔取7級Th=35m,軸取6級,Ts=22m。(2)選擇基孔制,則孔為100H7,EI=0m, ES=+35m(3)軸的基本偏差的確定 ei=ES-Xmax=35
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