第二章-孔與軸的極限與配合

第二章孔與軸的極限與配合化學工業(yè)出版社第二章孔與軸的極限與配合

2.1

概述2.2極限與配合的基本詞匯2.3極限與配合的國家標準2.4公差與配合的選用2.5線性尺寸的未注公差

結(jié)束就尺寸而言，互換性要求尺寸的一致性，是指要求尺寸在某一合理的范圍之內(nèi)，在此范圍內(nèi)，既要保證相互結(jié)合的尺寸之間關系，以滿足不同的使用要求，又要在制造上經(jīng)濟合理。上一頁2.1概述極限—用于協(xié)調(diào)機器零件使用要求與制造經(jīng)濟性之間的矛盾配合—則反映零件組合時相互之間的關系。

2.2極限與配合的基本詞匯

有關“尺寸”的術(shù)語和定義有關“偏差與公差”的術(shù)語和定義有關“配合”的術(shù)語和定義2.2.1有關“尺寸”的術(shù)語和定義尺寸：用特定單位表示長度值的數(shù)字。它由數(shù)字和長度單位（如mm）組成。如圖中Φ20、Φ30、50都是以mm為單位的尺寸。

基本尺寸(D、d)：設計時給定的尺寸，通常根據(jù)使用要求，由剛度、強度計算或工藝結(jié)構(gòu)等方面的考慮，并按標準直徑或標準長度圓整后所給定的尺寸。通過它應用上下偏差可算出極限尺寸，它是確定偏差位置的起始尺寸，一般要求符合標準的尺寸系列，以減少刀具、量具、夾具等的規(guī)格和數(shù)量?？祝―）軸（d）配合的基本尺寸相同。實際尺寸(Da、da)：通過測量所得的尺寸。由于存在測量誤差，所以實際尺寸并非尺寸的真值。又由于被測工件形狀誤差的影響和測量誤差的隨機性，工件上同一表面不同部位的實際尺寸往往是不同的。局部實際尺寸：任何兩相對點之間測得的尺寸。極限尺寸：允許尺寸變化的兩個界限值。它們是以基本尺寸為基數(shù)來確定的。界限值大者稱為最大極限尺寸界限值小者稱為最小極限尺寸如不考慮形狀誤差的影響，則合格零件應符合：

Dmax>Da>Dmin

dmax>da>dmin

最大實體狀態(tài)（MMC）與最大實體尺寸（MMS）：孔或軸在尺寸極限范圍內(nèi)，具有允許的材料量為最多時的狀態(tài)稱為最大實體狀態(tài)，在最大實體狀態(tài)下的極限尺寸稱為最大實體尺寸?？缀洼S的最大實體尺寸分別以DM和dM表示。Dmin=MMS，dmax=MMS。最小實體狀態(tài)（LMC）與最小實體尺寸（LMS）：孔或軸在尺寸極限范圍內(nèi)，具有允許的材料量為最少時的狀態(tài)稱為最小實體狀態(tài)，在最小實體狀態(tài)下的極限尺寸稱為最小實體尺寸?？缀洼S的最小實體尺寸分別以DL和dL表示。

Dmax=LMS，dmin=LMS。作用尺寸：零件的實際尺寸與形位誤差的綜合狀態(tài)下的尺寸?？椎淖饔贸叽纾涸谂浜厦娴娜L上，與實際孔內(nèi)接的最大理想軸的尺寸稱為孔的作用尺寸。以Df表示。軸的作用尺寸：在配合面的全長上，與實際軸外接的最小理想孔的尺寸稱為軸的作用尺寸。以df表示。極限尺寸判斷原則（泰勒原則）：孔或軸的作用尺寸不允許超過其最大實體尺寸（MMS），在任何位置的實際尺寸不允許超過其最小實體尺寸（LMS）。孔：Df>DminDa<Dmax

軸：df<dmax

da>dmin

2.2.2有關“偏差與公差”的術(shù)語和定義

制造零件時，為了使零件具有互換性，要求零件的尺寸在一個合理范圍之內(nèi)，由此就規(guī)定了極限尺寸。制成后的實際尺寸，應在規(guī)定的最大極限尺寸和最小極限尺寸范圍內(nèi)。允許尺寸的變動量稱為尺寸公差，簡稱公差。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。

（1）極限偏差：極限尺寸減基本尺寸所得的代數(shù)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

（2）實際偏差：實際尺寸減基本尺寸所得的代數(shù)差。注意：由于最大極限尺寸總是大于最小極限尺寸，所以上偏差總是大于下偏差。2.尺寸公差：允許尺寸的變動量。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸代數(shù)差的絕對值，也等于上、下偏差之代數(shù)差的絕對值。公差取絕對值，不存在負值，也不允許為零。三者之間的關系：TD=∣Dmax-Dmin∣=∣（D+ES）-（D+EI）∣=∣ES-EI∣3.公差帶圖：由于公差或偏差的數(shù)值與基本尺寸相差太大，不便用同一比例表示；同時為了簡化，在分析有關問題時，不畫出孔軸的結(jié)構(gòu)，只畫出放大的孔軸公差區(qū)域和位置。采用這種表達方法的圖形，稱為公差帶圖，或稱為公差與配合圖解。零線：在公差帶圖中，確定偏差位置的一條基準直線，稱為零偏差線。通常零線位置表示基本尺寸位置，正偏差位于零線的上方，負偏差位于零線的下方。公差帶：在公差帶圖中，由代表上偏差和下偏差或最大極限尺寸與最小極限尺寸的兩條平行直線所限定的區(qū)域。

4.標準公差（IT）：國家標準表列的用以確定公差帶大小的任一公差。5.基本偏差：國家標準規(guī)定的用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個極限偏差。當公差帶位于零線以上時，其基本偏差為下偏差；當公差帶位于零線以下時，其基本偏差為上偏差。2.2.3有關“配合”的術(shù)語和定義

1.孔和軸：孔：通常指圓柱形的內(nèi)表面，也包括非圓柱形內(nèi)表面（由二平行平面或切面形成的包容面）。軸：通常指圓柱形的外表面，也包括非圓柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。2.配合：基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關系，稱為配合。根據(jù)使用的要求不同，孔和軸之間的配合有松有緊，因而配合分為三類，即間隙配合、過盈配合和過渡配合。3.間隙與間隙配合（1）間隙：孔的尺寸減去相配合的軸尺寸所得差為正時稱之為間隙。(X)

（2）間隙配合：保證具有間隙（包括Xmin=0）的配合。返回4.過盈與過盈配合（1）過盈：孔的尺寸減相配合的軸的尺寸所得差為負時稱之為過盈。(Y)

（2）過盈配合：保證具有過盈（包括Ymin=0）的配合。返回返回5.過渡配合：可能具有間隙也可能具有過盈的配合。返回例：已知D=Φ60mmTf=49μmXmax=+19μmTD=30μmei=+11μm求作尺寸公差帶圖與配合公差帶圖。（1）∵Tf=TD+Td∴Td=Tf-TD=49-30=19μm∵Td=es-ei∴es=Td+ei=19+11=30μm∵Xmax=ES-ei∴ES=Xmax+ei=19+11=30μm∵TD=ES-EI∴EI=ES-TD=30-30=0（2）作配合公差帶圖已知Xmax=+19μmYmax=EI-es=0-30=-30μm由此作圖2.3極限與配合的國家標準2.3.1標準公差系列2.3.2基本偏差系列2.3.3公差帶與配合

2.3.1標準公差系列標準公差系列是國家標準制定出的一系列標準公差數(shù)值，標準公差取決于公差等級和基本尺寸兩個因素。公差等級：確定尺寸精確程度的等級。不同零件和零件上不同部位的尺寸，對精確程度的要求往往是不相同的，為此國標將標準公差分為20個等級，以滿足各種不同精度的要求。各級標準公差的代號由字母IT及數(shù)字：01，0，1，2，3，……18表示，IT01公差數(shù)值最小，精度最高；IT18公差數(shù)值最大，精度最低。

2.3.2基本偏差系列基本偏差代號及其特點為了滿足各種不同配合的需要，國標分別對孔軸規(guī)定了28種基本偏差2.3.3公差帶與配合基孔制配合：基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度?；鶞士椎南缕顬榱?，上偏差為正值，即公差帶單向偏置在零線的上方，用代號H表示，基本偏差為EI=0。（2）基軸制配合：基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度?；鶞瘦S的上偏差為零，公差帶偏置在零線的下方，其基本偏差代號為h，基本偏差為es=0。公差帶代號：由于公差帶相對于零線的位置是由基本偏差確定，公差帶的大小由公差等級確定，因此孔和軸的公差帶代號由基本偏差代號與公差等級代號組成。

2.4公差與配合的選用選用的原則，是應當保證產(chǎn)品性能優(yōu)良，制造經(jīng)濟。公差與配合標準的選用，主要包含三個內(nèi)容，即基準制的選擇、公差等級的選擇和配合種類的選擇。2.4.1基準制的選擇從加工經(jīng)濟性考慮，應優(yōu)選基孔制配合。下列情況應考慮采用基軸制（1）某些冷拔型材，其尺寸精度可達IT8～IT12級。（2）由于結(jié)構(gòu)上的原因不宜采用基孔制時。標準件尺寸已經(jīng)標準化了，故與標準件配合時，基準制的選擇應依標準件而定。2.4.2公差等級的選擇國家標準規(guī)定有20個公差等級，公差等級選擇過高，則制造成本增高，公差等級過低，將不能滿足使用性能的要求。因此選擇的原則是在滿足使用性能的前提下盡量選用較低的公差等級，即盡可能經(jīng)濟地滿足使用性能的要求。公差等級的選擇可采用計算法和類比法。2.4.3配合的選擇配合選擇的主要任務是：對基孔制，選擇軸的基本偏差代號；對基軸制，選擇孔的基本偏差代號。配合選擇的方法有：計算法、試驗法、類比