24常用尺寸公差与配合的选用

2.4常用尺寸公差与配合的选用一、基准制的选用1．一般情况下应优先选用基孔制基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足要求的，用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能满足使用要求。如：H7/k6与K7/h6的配合性质相同，称为“同名配合”。所以，配合制的选择与功能要求无关，主要考虑加工的经济性和结构的合理性。一、基准制的选用（续）1．一般情况下应优先选用基孔制（续）•从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同；从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：对于中小尺寸的配合，应尽量采用基孔制配合。2．选择基轴制的情况（1）直接使用有一定公差等级（IT8～IT11）而不再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。若需要各种不同的配合时，可选择不同的孔公差带位置来实现。这种情况主要应用在农业机械和纺织机械中。（2）加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济。（3）结构上的需要。常常应用于一轴与多孔配合，且配合性质不同的情况。1-活塞销2-活塞3-连杆（4）与标准件配合的要求若与标准件(零件或部件)配合，应以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键槽的配合应采用基轴制；滚动轴承外圈与箱体孔的配合应采用基轴制，滚动轴承内圈与轴的配合应采用基孔制。3．非基准制配合的采用非基准制的应用•在实际生产中，由于结构或某些特殊的需要，允许采用非配合制配合。即非基准孔和非基准轴配合，如：当机构中出现一个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）配合时，其中肯定会有一个非配合制配合。如图所示，箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由于滚动轴承是标准件，它与箱体孔的配合选用基轴制配合，箱体孔的公差带代号为J7，箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合J7/f9，既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位，还有利于降低成本。•基孔制、基轴制的优先、常用配合见表2-13、2-14。二、公差等级的选用1.依据：Th＋Ts≤Tf2.选择原则（1）加工成本在满足使用要求的前提下，尽可能选较低的公差等级或较大的公差值。（2）工艺等价对于基本尺寸≤500mm有较高公差等级的配合，因孔比同级轴难加工，当标准公差≤IT8时，国标推荐孔比轴低一级相配合，使孔、轴的加工难易程度相同。但对＞IT8级或基本尺寸＞500mm的配合，因孔的测量精度比轴容易保证，推荐采用孔、轴同级配合。（3）配合性质过盈、过渡配合的公差等级不能太低，一般孔的标准公差≤IT8，轴的标准公差≤IT7。间隙配合则不受此限制。但间隙小的配合，公差等级应较高；而间隙大的配合，公差等级可以低些。例如，选用H6/g5和H11/a11是可以的，而选用H11/g11和H6/a5则不合适。表2-6（4）公差等级的应用范围表2-7（5）各种加工方法能够达到的公差等级3.选用方法：计算法根据具体情况，参照已被实践证明合理的实例来选用。利用类比法，表2-21各种加工方法可能达到的标准公差等级。类比法计算查表法（1）类比法应有一定的实践经验和参考有关的资料。例如表2-6标准公差等级的应用范围，（2）计算查表法（需要掌握）根据使用要求确定的极限间隙或过盈→Tf→表2-4标准公差数值→孔和轴的公差等级=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax|=Th+Ts为了孔、轴工艺等价。轴的公差等级比孔的公差等级高一级。孔6轴57687下面举例说明。例1已知D(d)=φ95，要求Xmax≤+55μm，Xmin≥+10μm，确定孔、轴公差等级。解:Tf=|Xmax-Xmin|=45μm≥ITn+IT(n-1)2-4根据Tf=45μm≥Th+Ts和D(d)=φ95查表2-4得:IT5=15μm，IT7=35μm。IT6=22μm如果孔、轴都选6级，则Tf=44＜45（μm），虽然符合上述公式要求，但不符合此时孔必须比轴低一级的标准要求（考虑工艺等价）。因此，孔选6级，轴选5级。即Tf=15+22=37＜45（μm）符合要求的是Th=IT6，Ts=IT5。三、配合的选用1．根据使用要求确定配合的类别配合的选择首先要确定配合的类别。选择时，应根据具体的使用要求确定是间隙配合还是过渡或过盈配合。例如，孔、轴有相对运动(转动或移动)要求，必须选择间隙配合；若孔、轴间应无相对运动，应根据具体工作条件的不同确定过盈、过渡甚至间隙配合。三、配合的选用1．根据使用要求确定配合的类别无相对运动要传递转矩永久结合较大过盈的过盈配合可拆结合要精确同轴轻型过盈配合、过渡配合或基本偏差为H(h)①的间隙配合加紧固件②不要精确同轴间隙配合加紧固件②不需要传递转矩，要精确同轴过渡配合或轻的过盈配合有相对运动只有移动基本偏差为H(h)、G(g)①等间隙配合转动或转动和移动的复合运动基本偏差A～F(a～f)①等间隙配合配合类别选择的大体方向2．选定基本偏差（配合）的方法计算法就是根据理论公式，计算出使用要求的间隙或过盈大小来选定配合的方法。对依靠过盈来传递运动和负载的过盈配合，可根据弹性变形理论公式，计算出能保证传递一定负载所需要的最小过盈和不使工件损坏的最大过盈。由于影响间隙和过盈的因素很多，理论的计算也是近似的，所以在实际应用中还需经过试验来确定，一般情况下，很少使用计算法。试验法就是用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过盈范围。该方法主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验法比较可靠，但周期长、成本高，应用也较少。类比法就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配合的实例，再结合所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合。该方法应用最广。3．用类比法选择配合时应考虑的因素用类比法选择配合，首先要掌握各种配合的特征和应用场合，尤其是对国家标准所规定的优先配合要非常熟悉。配合的选择应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能满足要求，可以选择其他的配合。选择方法主要是类比法。图2-18孔的公差带(GB/1801—2009)（1）尽量选用优先、常用、一般的公差带与配合一般的公差带（105）常用公差带（44）优先公差带（13）孔的基本偏差和公差等级可组成544种孔的公差带。图2-19轴的公差带（GB/T1801--2009）一般公差带（116）常用公差带（59）优先公差带（13）轴的基本偏差和公差等级可组成543种轴的公差带。表2-82009）尽量选用常用、优先的配合。表2-92009）表2-11表2-22相对运动情况无定心要求的慢速转动高速转动中速转动精密低速转动或移动或手动移动选择基本偏差c(C)d(D)或e(E)f(F)g(G)h(H)（2）各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用场合间隙配合按相对运动速度选择各种过盈配合基本偏差的比较与选择过盈程度选择根据较小或小的过盈中等与大的过盈很大与特大的过盈传递扭矩的大小加紧固件传递一定的扭矩与轴向力，属轻型过盈配合。不加紧固件可用于准确定心仅传递小扭矩，需轴向定位（过盈配合时）不加紧固件可传递较小的扭矩与轴向力，属中型过盈配合不加紧固件可传递大的扭矩与轴向力、特大扭矩和动载荷，属重型、特重型过盈配合装卸情况用于需要拆卸时，装入时使用压入机用于很少拆卸时用于不拆卸时，一般不推荐使用。对于特重型过盈配合（后三种）需经试验才能应用应选择的基本偏差p（P）、r（R）s（S）、t（T）u（U）、v(V)、x（X）、y（Y）、z（Z）盈、隙情况过盈率很小稍有平均间隙过盈率中等平均过盈接近为零过盈率较大平均过盈较小过盈率大平均过盈稍大定心要求要求较好定心时要求定心精度较高时要求精密定心时要求更精密定心时装配与拆卸情况木锤装配拆卸方便木锤装配拆卸比较方便最大过盈时需相当的压入力，可以拆卸用锤或压力机装配拆卸较困难应选择的基本偏差js（JS）k（K）m（M）n（N）各种过渡配合基本偏差的比较与选择用类比法选择配合时还必须考虑如下一些因素：•受载情况•拆装情况•配合件的结合长度和形位误差•配合件的材料•温度的影响•装配变形的影响•生产类型例2已知D(d)=φ40，要求X=+20~+90μm，若采用基孔制。解：（2）确定孔、轴公差等级Tf=查表2-2得TD=IT8=39μm，按例1的方法确定孔、轴的公差等级。（1）确定基准制∵采用基孔制，∴孔的基本偏差为H(EI=0）。|+90-(+20)|=70=TD+TdTd=IT7=25μm求孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图。（3）确定轴的基本偏差代号Xmax=ES-eiXmin=EI-esTd=es-ei=（2）（1）=+90=+20≤[Xmax]≥[Xmin]25（3）由式（2）得算得es≤-20es≤EI－｜Xmin｜=0-20由式（3）得∴es≥-26解得es≥ES＋Td－｜Xmax｜=39+25–90=-26ei=es-Td代入式（1）即轴的基本偏差应满足：-26≤es≤-20为什么不计算ei?表2-4根据d和es查表2-4得(4)确定孔、轴公差带和配合代号孔：图2-20配合:轴的基本偏差代号为f(es=-25μm)。轴：H8,f7。φ40H8/f7(5)公差带图例3已知D（d）＝Φ60，由于使用要求其配合的｜Ymin｜≥20μm，｜Ymax｜≤55μm，若采用h配合。解（1）由题意为基轴制（h）配合∴es＝0（2）确定孔、轴公差等级Tf=｜Ymin－Ymax｜＝｜－20－（－55）｜TD＝IT6＝19（μm），Td＝IT5＝13（μm）试确定配合代号，并指出是否属于优先配合？=35=TD+Td由表2-2（查教材中的表）得（3）确定孔的基本偏差代号Ymin＝ES－ei≤「Ymin」＝－20（1）Ymax＝EI－es≥「Ymax」＝－55（2）TD＝ES－EI＝IT6=19（3）由式（1）得ES≤－33，由式（2）、（3）得ES≥－36－36≤ES≤7（＝ES＞7＋Δ）≤－33即－42≤ES＞7≤－39(为什么计算上偏差？)其中Δ＝IT6-IT5=6(或查表)由表2-5(教材中的表)得孔的基本偏差代号为RΦ60R6／h5由表2-5可知：对于IT7的R,其ES=-41μm。所以≤IT7的R:ES=-41+Δ=-41+6=-35μm。EI=ES-IT6=-35-19=-54μm。(4)配合代号（5）公差带图图2-19Φ60R6／h5公差带2.5一般公差线性尺寸的未注公差1.未注尺寸公差的公差等级f-精密级m-中等级c-粗糙级v-最粗级是指在车间一般工艺条件下和机械加工能力可能达到的公差，在零件图上不标注它们的公差。线性尺寸的未注公差（一般公差）若在生产中产生纠纷时，对未注公差按GB/T1804—2000，即表2-25、表2-26和表2-27验收。表2-26表2-252.未注尺寸公差数值(表2-25和表2-26)其尺寸的极限偏差取值，一律取对称分布。在图样标题栏附近或技术要求中注出标准号和公差等级。3.未注尺寸公差图样标注例如图中Φ225加工后，按表2-13查得Φ225±0.2。R3加工后，按表2-14查得3±0.2。如未注尺寸公差为f级时，标注见图。小结本次课讲授了国家标准规定的一般、常用和优先的公差带与配合、一般公差的规定以及公差与配合的选择，其中配合的选择包括基准制的选择，公差等级的选择，配合（即与基准件相配合的非基准件的基本偏差代号）的选择。选择方法主要是类比法。应优先选用基孔制。确定公差等级的基本原则是，在满足使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。确定方法主要是类比法。配合的选择应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能满足要求，可以选择其他的配合。选择方法主要是类比法。要非常熟悉各类基本偏差在形成