圓柱體結(jié)合的互換性

§2-6公差與配合選擇的綜合分析選用公差與配合的基本原則：在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量降低成本，即優(yōu)先選用低的公差與配合。設(shè)計時，確定了孔、軸的基本尺寸后，還需進(jìn)行尺寸精度設(shè)計。尺寸精度設(shè)計包括下列三各方面：1、選擇基準(zhǔn)制2、選擇公差等級3、選擇配合種類公差等級和配合種類的選擇的方法有：1、計算法2、實驗法3、類比法作業(yè)：P93，III，3（2），P94題1（IV）

zxb一、基準(zhǔn)制的選擇原則

l選擇基準(zhǔn)制主要從零件結(jié)構(gòu)，工藝性及制造的經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮。1．考慮工藝,優(yōu)先采用基孔制①中等尺寸（10-200mm）的孔多采用基孔制，可以大大減少備用的定值刀量具的品種規(guī)格；提高加工的經(jīng)濟(jì)性。例如：Ф50H7/k6Ф50H7/f6用一把Ф50H7的鉸刀

Ф50K7/h6Ф50F7/h6用兩把Ф50K7,Ф50F7的鉸刀②無特殊要求優(yōu)先采用基孔制，③光孔與多個軸的配合，優(yōu)先采用基孔制④相配孔的標(biāo)準(zhǔn)件時，采用基孔制。例如：軸承內(nèi)孔返回目錄zxb（2）以下情況采用基軸制經(jīng)濟(jì)效果明顯①直接采用冷拉、冷拔或粉末冶金的棒材，采用基軸制②一個光軸與多個孔的配合，優(yōu)先采用基軸制③相配軸的標(biāo)準(zhǔn)件時，采用基軸制。例如：與滾動軸承的外圈相配。④小尺寸的孔軸配合。例如：在鐘表工業(yè)中/MEMS返回目錄zxb（3）非基準(zhǔn)制

用于特殊情況，應(yīng)具體分析。因為它多用于非單一孔軸的配合Ф50的軸是光軸Ф50k6；齒輪與軸的配合--過渡配合Ф50G7/k6；套筒與軸的配合—采用間隙配合Ф50F9/k6。如果采用基孔制，要用階梯軸返回目錄zxb活塞連桿機(jī)構(gòu)1返回zxb采用基孔制，要用階梯軸，兩端為過盈配合，中間為間隙配合zxb如果采用基軸制，則孔采用不同的尺寸公差帶。zxb此外，在必要時還可以采用任一孔、軸公差帶組成配合。如圖：減速器中軸承蓋處及軸套處的配合

箱體孔與軸承蓋公差帶zxb減速器中軸承蓋處及軸套處的配合返回zxb箱體孔與軸承蓋公差帶返回zxb基準(zhǔn)制的選擇要點：一般采用基孔制，減少備用的定值刀量具的品種規(guī)格；相配標(biāo)準(zhǔn)件時，將就標(biāo)準(zhǔn)件；多件配合要具體分析：光軸與多個孔的配合，優(yōu)先采用基軸制，如果采用基孔制，要用階梯軸；光孔與多個軸的配合，優(yōu)先采用基孔制，如果采用基軸制，要用階梯孔。最后協(xié)調(diào)不了，才用非基準(zhǔn)制。

zxb各種基本偏差的應(yīng)用實例1zxb各種基本偏差的應(yīng)用實例2

zxb注意：基準(zhǔn)制只說明基本偏差的制度，不說明加工的順序

zxb二、公差等級的選擇選擇公差等級，應(yīng)在滿足零件使用要求的前提下，把工藝、配合、有關(guān)零部件或機(jī)構(gòu)結(jié)合起來考慮，盡量選用較低的公差等級。

1．聯(lián)系工藝 按使用要求確定的配合公差Tf，應(yīng)按工藝等價原則分配給孔、軸------難加工者，公差大；易加工者，公差小。并使孔公差Th，軸公差TS滿足Tf=Th+TS的關(guān)系。

具體來說：返回目錄zxb3<D（d）≤500（mm）

公差等級優(yōu)于IT8，孔比軸難加工，軸TS比孔TH高一級（例如：Ф50H7/k6）；公差等級低于IT8，孔、軸取同一級（例如：Ф50H9/d9）；公差等級=IT8，孔和軸的工藝等價性即孔和軸加工難易程度應(yīng)相同，軸TS比孔TH高一級或孔、軸取同一級。D（d）>500（mm）

孔軸都難加工，孔、軸取同一級精度。D（d）≤3（mm）

軸比孔難加工，軸應(yīng)比孔低一級精度

zxb2．聯(lián)系配合決定零件的尺寸精度要求時，一定要考慮配合精度。過渡配合和過盈配合——多取較小的公差值，取孔TH多高于公差等級IT8；取軸TS多高于公差等級IT7。間隙配合——孔TH和軸TS多與間隙X有關(guān)：X大，公差T大；X小，T小。

zxb

3.

聯(lián)系相配的零部件相配的零部件精度高，配合的精度高，孔TH和軸TS也精度高。（例如：5級精度的齒輪，其齒輪孔、軸配合的精度取IT5；與C級滾動軸承的相配軸的精度取IT4或IT5）P60的表2-9和表2-10，給出了公差等級應(yīng)用的主要場合和一些主要加工方法對應(yīng)的精度、成本

題外：舉兩個例子：第一個例子：

返回目錄zxb第二個例子：

zxb三、配合的選用配合分三大類，即間隙配合、過渡配合和過盈配合。間隙配合主要用于結(jié)合面間有相對運動（包括旋轉(zhuǎn)運動和軸向移動）的場合。過盈配合廣泛地用于各種機(jī)械零件的固定聯(lián)接中。過渡配合主要用于定位，并要求易于拆卸的相對靜止的聯(lián)接。返回目錄zxbA．確定配合種類的方法有計算法，試驗法及類比法。（1）計算法：根據(jù)實際問題所依據(jù)的理論及相應(yīng)計算公式，計算出所需要的間隙或過盈，根據(jù)計算結(jié)果選用合適的基本偏差代號和公差。（優(yōu)點：是有根有據(jù)；缺點是不成熟）（2）試驗法：對機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量影響很大的特別重要的配合，應(yīng)通過反復(fù)試驗保證機(jī)械產(chǎn)品工作性能所需的最佳間隙或過盈。（優(yōu)點可靠；缺點是成本高）（3）類比法是機(jī)械設(shè)計中確定配合最常用的方法。它主要參照經(jīng)過生產(chǎn)驗證的，類似的機(jī)械，機(jī)構(gòu)和零部件的有關(guān)配合的實用情況，考慮所設(shè)計產(chǎn)品的使用要求，對比分析后確定所需配合。（參考P62的表2-12，2-13，2-14，2-15）

返回目錄zxbB、配合選擇通常按以下步驟進(jìn)行：1．確定配合類別通過對機(jī)械工作時結(jié)合件的相對運動狀態(tài)分析確定配合類別。2．確定基本偏差代號配合類別確定后，應(yīng)對照實例，進(jìn)一步按具體情況考慮間隙或過盈量修正，確定配合松緊，即規(guī)定合適的基本偏差代號。n對間隙配合，應(yīng)考慮運動特性、運動條件及運動精度等。n對過盈配合，應(yīng)考慮承受負(fù)荷的特性、負(fù)荷大小、材料的許用應(yīng)力、裝配條件等。n對過渡配合，應(yīng)考慮對中性要求及拆裝要求等。返回目錄zxb3選用配合時應(yīng)注意的問題

（1）應(yīng)注意公差與配合標(biāo)準(zhǔn)的溫度適用條件：極限與配合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溫度條件是+20℃。溫度升高，孔、軸一般變大，因此，孔、軸不等溫，需要修正；孔、軸材質(zhì)不同，需要修正。（2）在選用配合時應(yīng)考慮裝配變形的影響

返回目錄zxb加襯套的二重配合。過盈配合會使內(nèi)孔變小，使間隙配合變形成過渡配合。因此，襯套的變形修正：一是設(shè)計是將內(nèi)孔的公差帶上移；或者裝配后再加工。zxb（3）應(yīng)注意公差與配合標(biāo)準(zhǔn)的適用條件:

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的配合參數(shù)（間隙或過盈）適用于大批量生產(chǎn)。

人工對刀時，孔偏小，軸偏大，這樣一來即使不合格，也可以反修，所以是偏態(tài)分布；自動對刀公差帶對中心對稱分布

zxb（4）精度儲備影響配合選擇間隙配合：實際選的間隙稍小于設(shè)定的間隙，留一點余量去磨損。（以最小間隙來設(shè)計）過盈配合：連接可靠，又不脹破孔。即，取值在設(shè)定范圍內(nèi)（以最小過盈來設(shè)計）。過渡配合一般多以間隙來設(shè)計。(5)配合穩(wěn)定性zxb

例：某配合，基本尺寸Ф25，要求Xmax=+0.013,Ymax=-0.023，試選擇公差配合。解：①沒有特殊說明，優(yōu)先選用基孔制②Tf設(shè)=|Xmax-Ymax|=0.036∴Tf設(shè)/2=0.018（查表2-1，P43）在IT6和IT7之間取軸比孔高一級精度孔TH=IT7=21(μm)軸TS=IT6=13(μm)TH+TS<0.036因而，孔為Ф25H7，ES=21，EI=0

zxb③∵Xmax=ES-ei∴ei=ES-Xmax=21-13=8(μm)查表2-5（P49），取ei≥+8的軸的基本偏差，取m=+8。因而es=ei+TS=21(μm)所以軸為Ф25m6zxb④驗算：Xmax=+0.013,Ymax=EI-es=-21(μm)≥-0.023（mm）⑤因而選用配合為Ф25,公差帶為+8φ25mmThTs+0－+21+21zxb例2有一過盈配合，孔和軸的基本尺寸為?45mm，要求過盈在-0.045mm至-0.086mm范圍內(nèi)。并采用基孔制，孔公差等于軸公差的一倍半，確定孔和軸的極限偏差，確定公差帶圖。解：（1）求孔、軸的公差的配合公差Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts=(-0.045)-(-0.086)=0.041mm一般取Th=(1—1.6)Ts,本例Th=1.5Ts，即1.5Th+Ts=0.041mm，因此Th=0.025mm/IT7Ts=0.016mm/IT6TH+TS<=0.041zxb(2)求孔和軸的極限偏差按基孔制，則EI=0，?45H7因此ES=Th+EI=0.025+0=+0.025mm。由此Ymin=ES-ei，得ei=ES-Ymin=(+0.025)-(-0.045)=+0.070mm，u6?45u6,而es=ei+Ts=(+0.070)+0.016=+0.086因而選用配合為?45H7/u6zxb公差帶圖zxb例如：如果相互配合的孔和軸工作時與裝配時的溫度差別較大，則選擇配合要考慮熱變形的影響。現(xiàn)以鋁活塞與汽缸鋼套孔的配合為例加以說明，設(shè)配合的基本尺寸D為?110mm，活塞的工作溫度t1為180℃，線膨脹系數(shù)為a1為24×10-6/℃;鋼套的工作溫度t2為110℃，線膨脹系數(shù)a2為12×10-6/℃。要求工作時間的間隙在0.1——0.28mm范圍內(nèi)。裝配時的溫度應(yīng)為t為20℃，這時鋼套孔與活塞的配合種類可如下確定：zxb由熱變形引起的鋼套與活塞的間隙變化量為：⊿

X=D[a2(t2-t)-a1(t1-t)]=-0.304mm,即在工作時將把裝配間隙減小0.304mm。因此，裝配時必須滿足最小間隙Xmin=0.1+0.304=0.404mm,最大間隙Xmax=0.28+0.304=0.584mm才能保證工作間隙在0.1—0.28范圍內(nèi)。zxb

又Xmax-Xmin=0.18mm取鋼套孔和活塞的公差等級相同，并采用基孔制，則Th=Ts=90um，孔的下偏差為0。由表2—1和公差90um查得孔和軸公差等級靠近IT9,則取IT9。

由Xmin=EI-es,得es=EI-Xmin=-0.404mm

由表2-5選取軸的基本偏差代號為a。

最后確定鋼套孔與活塞的配合為?110H9/a9。zxb例5用類比法分析確定如圖所示減速器的輸出軸上?58mm和?55mm處以及端蓋2和箱體1的?100mm的配合種類。解:參看圖減速器中軸承蓋處及軸套處的配合，這三處的配合種類可如下確定：1?58mm處為從動齒輪孔與軸頭的配合根據(jù)齒輪精度等級，齒輪孔的公差等級應(yīng)為IT7。本例采用基孔制，確定齒輪孔的公差帶為?58H7。由于齒輪須能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，因此齒輪孔與軸頭要求采用過盈配合和鍵來結(jié)合，并要求一定的定心精度，所以軸頭的公差等級取為?58r6，此處的配合為?58H7/r6

zxb2?55mm處為軸套孔與軸頸的配合

軸套用于從動齒輪的軸向定位。軸套孔與軸頸的配合允許幼較大的間隙，進(jìn)行自由裝配，但該軸頸與滾動軸承內(nèi)圈的配合必須采用基孔制，且按軸承工作條件的需要，確定軸頸的公差帶為?55k6。在這種情況下，軸套孔公差帶必須根據(jù)業(yè)已確定軸頸公差帶?55k6來選取，滿足較大間隙的要求并且軸套孔的公差等級可以低些。因此，確定軸套孔公差帶為?55D9。故此處的配合為基軸制孔公差帶與基孔制軸公差帶組成間隙配合，配合代號為?55D9/k6，孔和軸公差帶圖見圖

zxb3?100mm處為箱體孔與端蓋定位圓柱面的配合

端蓋的作用是將滾動軸承在箱體孔中軸向定位密封。箱體孔與滾動軸承外圈的配合必須采用基軸制，按軸承工作條件，確定箱體孔的公差帶為J7。在這種情況下，端蓋定位圓柱面的公差帶必須根據(jù)業(yè)已確定的箱體孔公差帶?100J7來選取，滿足拆裝方便、間隙允許較大的要求，并且該圓柱面的的公差等級可以低些。因此，確定端蓋的公差帶?100e9。此處，箱體孔與端蓋定位圓柱面的配合為?100J7/e9，孔和軸的公差帶圖見圖

zxb減速器中軸承蓋處及軸套處的配合返回zxb軸套孔與軸頸的公差帶圖返回zxb箱體孔與軸承蓋公差帶返回zxb四、未注公差尺寸的極限偏差的確定對于車間一般加工條件能夠保證的非配合尺寸的公差和極限偏差可以不注出，而GB/T1804—92就規(guī)定了線性尺寸一般公差

f級

m級c級o級規(guī)定了四個公差等級由車間在加工是控制

zxb大尺寸的孔、軸公差與配合大尺寸是指500mm至3150mm的尺寸。大尺寸與常用的孔、軸公差與配合相比較，在它們既有聯(lián)系，又有差別。在常用尺寸段中，公差單位與基本尺寸呈立方拋物線關(guān)系。但是，隨著基本尺寸的加大，測量誤差、溫度以及形狀誤差等因數(shù)的影響將顯著增加，測量誤差在總誤差中所占的比重將隨基本尺寸的加大而增加，并逐步化成主要部分，所以大尺寸的公差單位I與基本尺寸D呈線性關(guān)系。其關(guān)系如下：

I=0.0004D+2.1(?m)n大尺寸孔和軸的配合一般為基孔制配合，孔、軸采用相同公差等級

下一張幻燈片zxb§2-7光滑極限量規(guī)的選擇

一般有通用量儀和量規(guī)兩種檢驗手段1.問題：

a）通用量儀、量具：是有刻度的變值測量器具，通常用“兩點”測量。

它的優(yōu)點：給出了實際尺寸，可以用作工藝分析，通用性好；缺點：效率低，且測不出形狀誤差。

b）看圖2-40作業(yè)：P93，III，7，9

zxbzxbc）量規(guī)是沒有刻度的專用檢驗量具，只能確定零件合格與否，不能驗出實際尺寸。極限量規(guī)是成對使用的（止規(guī)，通規(guī)），止規(guī)通過為不合格，通規(guī)通過為合格。止規(guī)按工件孔、軸的最小實體尺寸制成。通規(guī)按工件孔、軸的最大實體尺寸制成。檢驗孔的為塞規(guī)，是精確制造的軸；檢驗軸的為卡規(guī)和環(huán)規(guī)，類似孔。zxb2.

量規(guī)的分類a）工作量規(guī)：（工件制造過程中，操作者用于檢驗工件的量規(guī)）b）驗收量規(guī)：（檢驗員與用戶代表驗收用的量規(guī)。其中通規(guī)應(yīng)該是仍然合格的舊通規(guī)。而現(xiàn)在檢驗員多用新的量規(guī)，工人用舊的量規(guī)，這是不對的，時常會引起麻煩）c）核對量規(guī)：（檢驗量規(guī)的量規(guī)，類似于工件）zxb1．作用尺寸由于形狀誤差的存在，會影響孔、軸的具體結(jié)合狀態(tài)。為此引入了作用尺寸這個概念。（見圖2-41）二、檢驗尺寸的判別原則和量規(guī)形式zxb1)孔的作用尺寸又叫體外作用尺寸被測要素的給定長度上，與實際內(nèi)表面體外相接的最大理想面的直徑或?qū)挾确Q為體外作用尺寸。Dm=Da-tDm——孔的作用尺寸，Da——孔的實際尺寸，t——形狀誤差2）軸的作用尺寸又叫體內(nèi)作用尺寸若被測要素的給定長度上，與實際外表面體內(nèi)相接的最小理想面的直徑或?qū)挾取m=da+tdm——軸的作用尺寸，da——軸的實際尺寸，t——形狀誤差

zxb2．極限尺寸判斷原則（即泰勒原則）

為了保證孔軸配合的性質(zhì)，按泰勒原則，形狀誤差應(yīng)限制在尺寸公差帶內(nèi)。泰勒原則：（1）作用尺寸不允許超過最大實體尺寸，對孔Dm≥Dmin，軸dm≤dmax（2）實際尺寸不允許超過最小實體尺寸，對孔Da≤Dmax，軸da≥dminzxb即用式：孔軸因此，通規(guī)做成全形（對應(yīng)作用尺寸即最大實體尺寸），止規(guī)（檢驗實際尺寸）按兩點接觸，長度均等于配合的全長。（對大尺寸的通規(guī)，實際上做成片狀，必須沿圓周方向測多次）問題：通規(guī)檢驗不合格，能否返修？止規(guī)檢驗不合格，能否返修？

zxb3.量規(guī)的尺寸說明（1）量規(guī)也有公差要求（2）量規(guī)的公差帶與零件的公差帶的位置關(guān)系：量規(guī)的公差帶在零件的公差帶之外，造成誤收；量規(guī)的公差帶在零件的公差帶之內(nèi)，造成誤廢。我國采用量規(guī)的公差帶在零件的公差帶之內(nèi)。見P83圖2-45zxbzxb三、量規(guī)尺寸的計算（參考P84的例2-13）（一般只計算工作量規(guī)的尺寸）（非機(jī)制專業(yè)的學(xué)生自己看）例：試計算Ф30配合用的工作量規(guī)的尺寸解：（1）查P41表2-1和P49表2-5得到孔Ф30和軸Ф30

（2）畫出零件的公差帶圖zxbThφ30mmThLMS+21MMS－20LMS－33MMSTsTSThTS+0－+0－zhThThzSzxb

3)查

P84表2-26孔用量規(guī)

軸用量規(guī)

看圖2-45，注意內(nèi)收原則時，通規(guī)的公差帶內(nèi)移了z，為什么？zxb這是因為通規(guī)會磨損，所以要預(yù)留磨損量

參照圖2-45，畫工作量規(guī)的公差帶圖孔用量規(guī)

止規(guī)

通規(guī)=（按向體原則，孔用量規(guī)相當(dāng)于一個軸）軸用量規(guī)

通規(guī)=（按向體原則，軸用量規(guī)相當(dāng)于一個孔）

止規(guī)

zxb按向體原則表注尺寸，孔用量規(guī)相當(dāng)于一個軸：；軸用量規(guī)相當(dāng)于一個孔：。

zxb§2-8測量器具的選擇

1.由于測量誤差的存在，測得實際尺寸是一隨機(jī)變量。表示測得實際尺寸分散程度的測量誤差范圍成為測量不確定度U。它主要受兩個部分影響。第一，測量器具的誤差，計量器具內(nèi)在誤差所引