汽車機(jī)械基礎(chǔ)（第2版）張本生課件第5章 汽車構(gòu)件的互換性與公差配合

學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握互換性的種類2、理解互換性的作用3、了解互換性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)4、掌握極限與配合概念5、理解尺寸術(shù)語定義與公差與偏差的術(shù)語定義和配合術(shù)語定義6、掌握配合種類的選用和基準(zhǔn)制的選用7、了解公差等級(jí)的選用能力要求1、 會(huì)選擇互換性種類2、 能正確選擇基準(zhǔn)制3、 能為常用零件齒輪與軸配合、軸與軸承的連接選擇配合種類第5章汽車構(gòu)件的互換性與公差配合第5章汽車構(gòu)件的互換性與公差配合5.1互換性知識(shí)一、互換性的定義所謂互換性是指機(jī)械產(chǎn)品中同一規(guī)格的一批零件或部件，任取其中一件，不需作任何挑選、調(diào)整或輔助加工（如鉗工修配），就能進(jìn)行裝配，并能保證滿足汽車機(jī)械產(chǎn)品的使用性能要求的一種特性。二、互換性的種類1．完全互換２．不完全互換零件在裝配或更換時(shí)，不需選擇、不需調(diào)整或輔助加工就能安裝到機(jī)器上，并符合使用時(shí)的工作性能要求，這種互換性稱為完全互換性。

將零件的制造公差進(jìn)行適當(dāng)放大，使之便于加工，而在零件完工后，再用測量器具將零件按實(shí)際尺寸的大小分為若干組，使每組零件間實(shí)際尺寸的差別減小，裝配時(shí)按相應(yīng)組進(jìn)行（例如，大孔組零件與大軸組零件裝配，小孔組零件與小軸組零件裝配）。這樣，既可保證裝配精度和使用要求，又能解決加工困難，降低成本。此種僅組內(nèi)零件可以互換，組與組之間不能互換的特性，稱為不完全互換性。三、互換性的作用1、使用2、制造3、設(shè)計(jì)由于零件具有互換性，零件壞了，可以以新?lián)Q舊，方便維修，從而提高機(jī)器的利用率和延長機(jī)器的使用壽命。互換性是組織專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，而專業(yè)化生產(chǎn)有利于采用高科技和高生產(chǎn)率的先進(jìn)工藝和裝備，從而提高生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。可以簡化制圖、計(jì)算工作，縮短設(shè)計(jì)周期，這對(duì)發(fā)展系列產(chǎn)品十分重要?？茖W(xué)技術(shù)越發(fā)展，對(duì)互換性的要求越高、越嚴(yán)格?；Q性原則是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的極為重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則。四、互換性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)1．公差2．檢測把零件幾何參數(shù)允許的變動(dòng)量稱為公差。尺寸公差、形狀公差、位置公差建立各種幾何參數(shù)的公差標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)對(duì)零件誤差進(jìn)行控制和保證互換性的基礎(chǔ)。加工后的零件是否滿足要求，要通過檢測加以判定，檢測不僅用來評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量，而且用于分析零件產(chǎn)生不合格品的原因，以便監(jiān)督工藝過程，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，預(yù)防廢品產(chǎn)生。五、極限與配合互換性要求尺寸的一致性，但并不是要求零件都準(zhǔn)確地制成一個(gè)指定的尺寸，只要求尺寸在某一合理的范圍內(nèi)；對(duì)于相互結(jié)合的零件，這個(gè)范圍既要保證相互結(jié)合的尺寸之間形成一定的關(guān)系，以滿足不同的使用要求，又要在制造上是經(jīng)濟(jì)合理，這就是“極限與配合”。第二節(jié)汽車零件公差配合應(yīng)用1．尺寸

包括直徑、長度、寬度、高度、厚度以及中心距、圓角半徑等。一、尺寸術(shù)語定義2．基本尺寸基本尺寸是從零件的功能出發(fā)，通過強(qiáng)度、剛度等方面的計(jì)算或結(jié)構(gòu)需要，并考慮工藝方面的其他要求后確定的，它一般應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)尺寸（GB2822-81）選取并在圖樣上標(biāo)注。4．極限尺寸一個(gè)孔或軸允許的尺寸有兩個(gè)極限，孔或軸允許的最大尺寸稱為最大極限尺寸，分別以Dmax

和

dmax表示?？谆蜉S允許的最小尺寸稱為最小極限尺寸，分別以Dmin

和dmin表示。3．實(shí)際尺寸通過測量獲得的尺寸。由于存在測量誤差，所以實(shí)際尺寸并非尺寸的真值。二、公差與偏差的術(shù)語定義1．尺寸偏差（簡稱偏差）某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。實(shí)際尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為實(shí)際偏差；最大極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為上偏差；最小極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為下偏差。上偏差與下偏差統(tǒng)稱為極限偏差。偏差可以為正、負(fù)或零值?？祝簩?shí)際偏差

Ea=Da-D

上偏差

ES=Dmax-D；下偏差

EI=Dmin-D軸：實(shí)際偏差

ea=da–d

上偏差

es=dmax-d；

下偏差

ei=dmin-d

；2．尺寸公差（簡稱公差）公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸代數(shù)差的絕對(duì)值，也等于上、下偏差之代數(shù)差的絕對(duì)值。公差取絕對(duì)值，不存在負(fù)值，也不允許為零?？坠睿?/p>

Th=｜

Dmax-Dmin｜

=｜ES-EI｜軸公差：

Ts=｜

dmax-dmin｜

=｜es-ei｜3．基準(zhǔn)制1）基孔制H基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差軸的公差帶形成各種配合的一種制度?；字浦械目诪榛鶞?zhǔn)孔，下偏差為零。2）基軸制h基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差孔的公差帶形成各種配合的一種制度。基軸制中的軸為基準(zhǔn)軸，上偏差為零。4．基本偏差極限與配合制標(biāo)準(zhǔn)中，所規(guī)定的確定公差帶相對(duì)于零線位置的那個(gè)極限偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個(gè)極限偏差。1、孔和軸孔－指圓柱形內(nèi)表面，也包括非圓柱形內(nèi)表面D

在加工過程中，隨著余量的切除，孔的尺寸由小變大。三、配合術(shù)語定義軸－通常指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面d在加工過程中，隨著余量的切除，軸的尺寸則由大變小。2．配合基本尺寸相同，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。根據(jù)孔和軸公差帶之間的關(guān)系不同，配合分為間隙配合、過盈配合和過渡配合三大類。１）間隙配合具有間隙（包括最小間隙為零）的配合。此時(shí)，孔的公差帶在軸的公差帶之上。

Xmax=Dmax－dmin

=ES－eiXmin=Dmin－dmax=EI－es孔XmaxXmin0+-軸2）過盈配合具有過盈（包括最小過盈為零）的配合。孔的公差帶在軸的公差帶的下方。

Ymax

=Dmin－dmax=EI－es

Ymin

=Dmax－dmin=ES－ei軸0+-YmaxYmin孔３）過渡配合可能具有間隙或過盈的配合?？椎墓顜c軸的公差帶相互交疊。Xmax=Dmax－dmin=ES－eiYmax=Dmin－dmax=EI－es孔軸0+-XmaxYmax四、配合種類的選用當(dāng)配合制和公差等級(jí)確定后，配合的選擇就是根據(jù)所選部位松緊程度的要求，確定非基準(zhǔn)件的基本偏差代號(hào)。

1．了解各類配合的特點(diǎn)與應(yīng)用情況，正確選擇配合類別a～h（或A～H）11種基本偏差與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）形成間隙配合，主要用于結(jié)合件有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或需方便裝拆的配合。j～n（或J～N）5種基本偏差與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）一般形成過渡配合，主要用于需精確定位和便于裝拆的相對(duì)靜止的配合。p～zc（或P～ZC）12種基本偏差與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）一般形成過盈配合，主要用于孔、軸間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，需傳遞一定的扭矩的配合。過盈不大時(shí)主要借助鍵聯(lián)接（或其它緊固件）傳遞扭矩，可拆卸；過盈大時(shí)，主要靠結(jié)合力傳遞扭矩，不便拆卸。無相對(duì)運(yùn)動(dòng)要傳遞轉(zhuǎn)矩要精確同軸永久結(jié)合過盈配合可拆結(jié)合過渡配合或基本偏差為H、(h)①的間隙配合加緊固件②不要求精確同軸間隙配合加緊固件不需要傳遞轉(zhuǎn)矩過渡配合或輕的過盈配合有相對(duì)運(yùn)動(dòng)只有移動(dòng)基本偏差為H(h)、G（g）①的間隙配合轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)基本偏差為A～F（a～f）①的間隙配合配合類別的大體方向

各種基本偏差的特點(diǎn)及選用說明

配合基本偏差配合特性及應(yīng)用間隙配合a(A)b(B)可得到特別大的間隙，應(yīng)用很少。主要用于工作時(shí)溫度高，熱變形大的零件的配合，如發(fā)動(dòng)機(jī)中活塞與缸套的配合為H9/a9c(C)可得到很大的間隙，一般用于工作條件較差（如農(nóng)業(yè)機(jī)械），工作時(shí)受力變形大及裝配工藝性不好的零件的配合，也適用于高溫工作的動(dòng)配合，如內(nèi)燃機(jī)排氣閥與導(dǎo)管的配合為H8/c7d(D)與IT7～I(xiàn)T11對(duì)應(yīng)，適用于較松的間隙配合（如滑輪、空轉(zhuǎn)皮帶輪與軸的配合），以及大尺寸滑動(dòng)軸承與軸的配合（如渦輪機(jī)、球磨機(jī)等的滑動(dòng)軸承）?；钊h(huán)與活塞槽的配合可用H9/d9e(E)與IT6～I(xiàn)T9對(duì)應(yīng)，具有明顯的間隙，用于大跨距及多支點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸與軸承的配合，以及高速、重載的大尺寸軸與軸承的配合，如大型電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的主要軸承處的配合為H8/e7f(F)多與IT6～I(xiàn)T8對(duì)應(yīng)，用于一般轉(zhuǎn)動(dòng)的配合，受溫度影響不大，采用普通潤滑油的軸與滑動(dòng)軸承的配合滑動(dòng)軸承，如齒輪箱、小電機(jī)、泵等的轉(zhuǎn)軸與滑動(dòng)軸承的配合為H7/f6g(G)多與IT5、IT6、IT7對(duì)應(yīng)，形成配合的間隙較小，用于輕載精密裝置中的轉(zhuǎn)動(dòng)配合，最適合不回轉(zhuǎn)的精密滑動(dòng)配合，也用于插銷等定位配合，如精密連桿軸承、活塞及滑閥、連桿銷等處的配合。h(H)多與IT4～I(xiàn)T11對(duì)應(yīng)，

廣泛用于無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的零件，作為一般的定位配合。若沒有溫度、變形的影響，也可用于精密滑動(dòng)配合，如車床尾座孔與滑動(dòng)套筒的配合為H6/h5配合基本偏差配合特性及應(yīng)用過渡配合js(JS)j(J)多用于IT4～I(xiàn)T7具有平均間隙的過渡配合，用于略有過盈的定位配合，如聯(lián)軸節(jié)、齒圈與輪轂的配合，滾動(dòng)軸承外圈與外殼孔的配合多用JS7或J7。一般用手或木槌裝配k(K)多用于IT4～I(xiàn)T7平均間隙接近零的配合，用于定位配合，如滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈分別與軸頸、外殼孔的配合，用木槌裝配m(M)多用于IT4～I(xiàn)T7平均過盈較小的配合，用于精密定位的配合，如蝸輪的青銅輪緣與輪轂的配合為H7/m6n(N)多用于IT4～I(xiàn)T7平均過盈較大的配合，很少形成間隙。用于加鍵傳遞較大扭矩的配合，如沖床上齒輪與軸的配合各種基本偏差的特點(diǎn)及選用說明配合基本偏差配合特性及應(yīng)用過盈配合p(P)小過盈配合。與H6或H7的孔形成過盈配合，而與H8的孔形成過渡配合。碳鋼和鑄鐵制零件形成的配合為標(biāo)準(zhǔn)壓入配合，如卷揚(yáng)機(jī)的繩輪與齒圈的配合為H7/p6。對(duì)彈性材料，如輕合金等，往往要求很小的過盈，故可采用p（或P）與基準(zhǔn)件形成的配合r(R)用于傳遞大扭矩或受沖擊負(fù)荷而需加鍵的配合，如蝸輪與軸的配合為H7/r6。配合H8/r7在基本尺寸小于100mm時(shí)，為過渡配合s(S)用于鋼和鑄鐵制零件的永久性和半永久性結(jié)合，可產(chǎn)生相當(dāng)大的結(jié)合力，如套環(huán)壓在軸、閥座上用H7/s6的配合。尺寸較大時(shí)，為避免損傷配合表面，需用熱脹或冷縮法裝配t(T)用于鋼和鑄鐵制零件的永久性結(jié)合，不用鍵可傳遞扭矩，需用熱脹或冷縮法裝配，如聯(lián)軸節(jié)與軸的配合為H7/t6u(U)大過盈配合，最大過盈需驗(yàn)算材料的承受能力，用熱脹或冷縮法裝配，如火車輪轂和軸的配合為H6/u5v(V)x(X)y(Y)z(Z)特大過盈配合，目前使用的經(jīng)驗(yàn)和資料很少，須經(jīng)試驗(yàn)后才能應(yīng)用，一般不推薦2．分析零件的工作條件及使用要求，合理調(diào)整配合的間隙與過盈零件的工作條件是選擇配合的重要依據(jù)。必須充分分析零件的具體工作條件和使用要求，考慮工作時(shí)結(jié)合件的相對(duì)位置狀態(tài)（如運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向、停歇時(shí)間、運(yùn)動(dòng)精度要求等）、承受負(fù)荷情況、潤滑條件、溫度變化、配合的重要性、裝卸條件以及材料的物理機(jī)械性能等，。具體情況過盈量間隙量具體情況過盈量間隙量材料強(qiáng)度小減-裝配時(shí)可能歪斜減增經(jīng)常拆卸減增旋轉(zhuǎn)速度增高增增有沖擊載荷增減有軸向運(yùn)動(dòng)－增工作時(shí)孔溫高于軸溫增減潤滑油粘度增大－增工作時(shí)軸溫高于孔溫減增表面趨向粗糙增減配合長度增長減增單件生產(chǎn)相對(duì)于成批生產(chǎn)減增配合面形狀和位置誤差增大減增不同工作條件影響配合間隙或過盈的趨勢

五、基準(zhǔn)制的選用1．一般優(yōu)先采用基孔制１）先按互換性生產(chǎn)選取配合類型。間隙配合、過盈配合還是過渡配合。２）基準(zhǔn)的選擇。選取較難加工的那個(gè)零件作為先加工件（多數(shù)情況下是孔），給它一個(gè)容易達(dá)到的公差。３）再根據(jù)所選的配合公差確定配制件（多數(shù)情況下是軸）的公差。2．下列情況用基軸制1）用冷拉光軸作軸時(shí)。冷拉圓型材，其尺寸公差可達(dá)IT7～I(xiàn)T9，能夠滿足通用機(jī)械的精度要求，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。2）采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)。如滾動(dòng)軸承，它的內(nèi)圈與軸頸配合無疑應(yīng)是基孔制，而外圈與箱體孔的配合應(yīng)是基軸制。3）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(shí)。3．非基準(zhǔn)制配合六、公差等級(jí)的選用尺寸精度等級(jí)分為IT01、IT02、IT1