公差与配合--孔轴公差配合,公差与配合的选用

时间:2010-12-20

公差与配合--孔轴公差配合,公差与配合的选用

公 差 与 配 合孔轴公差配合

 

  本章主要阐述近年来全国公差与配合标准化技术委员会根据与

国际接轨的原则,陆续制订修订并颁布了《极限与配合》系列国家

标准的组成规律、特点及基本内容并分析公差与配合选用的原则与

方法。《极限与配合》国家标准包括六个标准.

 

5.1.1 极限与配合的一般术语、定义及规定

 

   孔 主要指圆柱形的内表面,也包括非圆柱形内表面(由二平

行平面或切面形成的包容面),见图5-l
图5-1
图5-2

  轴 主要指圆柱形的外表面,也包括非圆柱形外表面(由二平

行平面或切面形成的被包容面)。见图5-2。
           
  基本尺寸 设计给定的尺寸。(见图5-3)

图5-3 公差与配合的示意图

  极限尺寸 是以基本尺寸为基数来确定,允许尺寸变化的两个

界限值。   

  两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸;较小的一个称为最

小极限尺寸(见图5-3)。
                 
  最大实体尺寸 孔或轴具有允许材料量为最多时的状态,称为

最大实体状态(简称MMC)。在此状态下的极限尺寸称为最大实体尺

寸,即孔的最小极限尺寸(lmin)和轴的最大极限尺寸(lmin)的统

称,见图5-4。

  最小实体尺寸

孔或轴具有允许材

料量为最少时的状

态,称为最小实体

状态(简称LMC)。

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图5-4 实体尺寸与极限尺寸

在此状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸,即孔的最大极限尺

寸(lmin)和轴的最小极限尺寸(lmin)的统称,见图5-4。
    
  尺寸偏差(简称偏差)某一尺寸减其基本尺寸所得代数差

  上偏差 最大极限尺寸减其基本尺寸所得代数差。
      
  下偏差 最小极限尺寸减其基本尺寸所得代数差。 
     
  尺寸公差(简称公差)允许尺寸的变动量。由图5-3可见,公差

为:最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差;也等于上偏差与下偏差

之代数差。 

  公差带 是限制尺寸变动的区域,公差带

包括“公差带大小”与“公差带位置”,前者

指公差带在零线垂直方向的宽度,后者指公

差带相对于零线的位置(见图5-5)。

  标准公差 是表列中用以确定公差带大小

的任一公差(表见《机械设计手册》)。

  基本偏差 国际采用基本偏差来确定公差带相对于零线的位置,

基本偏差是两个极限偏差(上偏差、下偏差)中的一个,原则上是指

靠近零线的那个极限偏差(图5-6)。

图5-6 基本偏差系列

  孔、轴的基本偏差数值表参照《机械设计手册》。
     
  孔、轴极限偏差 由上可见,根据孔、轴的基本偏差和标准公差

可计算得孔、轴的极限偏差: 
                
  孔的极限偏差:ES=EI+IT EI=ES-IT 
          
  轴的极限偏差:ei=es-IT es=ei+IT 
          
  孔、轴的极限偏差表见《机械设计手册》。 
        
  基孔制配合  基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差

的轴的公差带形成各种配合的一种制度(见图5-7)

图5-7 基孔制配合
图5-8 基轴制配合

  基孔制的孔为基准孔,国标规定的基准孔其基本偏差,即下偏

差EI=0(代号为H)。
                 
  基轴制配合 基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的

孔的公差带形成各种配合的一种制度(见图5-8)。
       
  基轴制为基准轴,国标规定的基准轴,其基本偏差,即上偏差 

  e=0(代号为h)。 
                 
  公差与配合的表示方法如图5-9所示。

图5-9 公差与配合的表示方法

  实际尺寸 通过测量所得尺寸。 
            
  由于存测量误差,所以实际尺寸并非尺寸的真值。
      
  孔的作用尺寸  在配合面的全长上,与实际孔内接的最大理想

轴的尺寸称为孔的作用尺寸(图5-10)。

图5-10 孔的作用尺寸
图5-11 轴的作用尺寸

  轴的作用尺寸 在配合面的全长上,与实际轴外接的最小理想孔

的尺寸称为轴的作用尺(图5-11)。

  实际尺寸与作用尺寸的关系当工件没有形状误差时,其作用尺寸

等于实际尺寸;当工件存在形状误差时,孔的作用尺寸小于孔的实际

尺寸的最小值,轴的作用尺寸大于轴的实际尺寸的最大值。

公差与配合的选用
  (1)选择原则 保证机械产品的性能优良,制造上 经济可行。

  (2)方法 本章重点介绍计算法和类比法。


  (3)内容 基准制的选择;公差等级的选择;配合选择。


  l)基准制的选择 一般情况下,优先采用基孔制。


  基轴制一般只用于下面三种情况

  a.零件由冷拉棒材制成,联结表面不再经切削加工,直接用于

配合。

  b.配合轴较长或是管状零件,特别是在同一基本尺寸的某一段

轴上必须安装几个不同配合零件的情况下。

  C.用于按基轴制生产的标准零、部件的配合,如滚动轴承的外

圈与机器基座孔的配合,轴、轴套的键和槽的结合等等。
     
如有特殊需要,允许将任一孔、轴公差带组成配合。

  2)公差等级的选用

  公差等级的选择取决于:

  a.不同用途对产品(机器,机构和仪表)所提出的精度要求;

  b.在使用条件下,保证产品工作可靠性所要求的联结特性。


  还必须注意的是精度与加工成本

的关系,如图5-12 所示,当精度从

IT7提高到IT5后,零件加工相对成本

提高将近一倍。因此,当选用IT6以

上公差等级时应特别慎重考虑。

  选择公差等级可采用类比法和计

算法两种:下面以类比法介绍。

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图5-12 公差与成本的关系

图5-13 公差等级选用系统

  ①公差等级选用系统,如图5-13所示。
  
  ②推荐有关选用的资料(表见《机械设计手册》)。

  3)配合的选择

  配合选择常用的方法有类比法、计算法和试验法三种。

  在实际生产中,应用选择配合最广泛的方法是类比法,或称经验

法。其基本特点是:与工作条件非常类似的结合相比较来确定配合的

一种方法。

  类比法 配合选择的一般过程见图5-14所示。

图5-14  配合选择的一般过程

一般公差 线性尺寸的未注公差

 

  线性尺寸的一般公差是在车间普通工艺条件下,机床设备一般加

工能力可保证的公差。

  线性尺寸的一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。采用一般

公差的尺寸在图样上不单独注出公差。

  线性尺寸的一般公差规定四个公差等级。

  即精密级(f)、中等级(m)、粗糙级(c)、最粗级(V),其

中精密级公差等级最高,公差数值最小,最粗级公差等级最低,公差

数值最大。线性尺寸的极限偏差数值见表5-1所示,倒圆半径和倒角

高度尺寸的极限偏差数值见表5-2所示。

表5-1 线形尺寸的极限偏差数值             /mm
公差等级
尺  寸  分  段
0.5~3
>3~6
>6~30
>30~120
>120~400
>400~1000
>1000~2000
>2000~4000
f(精密级)
±0.05
±0.05
±0.1
±0.15
±0.2
±0.3
±0.5
 
m(中等级)
±0.1
±0.1
±0.2
±0.3
±0.5
±0.8
±1.2
±2
c(粗糙级)
±0.2
±0.3
±0.5
±0.8
±1.2
±2
±3
±4
v(最粗级
 
±0.5
±1
±1.5
±2.5
±4
±6
±8

             表5-2 倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值       /mm
公差等级
尺 寸 分 段
0.5~3
>3~6
>6~30
>30
F(精密级)
±0.2
±0.5
±1
±2
M(中等级)
C(粗糙级)
±0.4
±1
±2
±4
V(最粗级)
 注:倒角半径与倒角高度的含义参见国际标准GB6403.4《零件倒圆与倒角》

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