第二章 4.2尺寸精度设计的基本原则和方法

零件几何精度设计要求：掌握基本原则和方法2.7极限与配合的选用配合制公差等级配合种类实质：圆柱结合的公差与配合的选用几何精度设计的原则：保证机械产品使用性能优良，而制造上经济合理，尽可能获得最佳的技术经济效益。几何精度设计的基本方法类比法试验法计算法a.类比法---最常用的方法按同类型机器或机构，经过生产实践验证的已用配合的实际情况，再考虑所设计机器的使用要求，参照确定需要的配合。b.试验法：对产品性能影响很大的配合，用此方法来确定机器的最佳工作性能的间隙或过盈。需大量的试验，成本较高c.计算法：根据一定的理论公式，计算出所需的间隙和过盈。由于影响配合间隙量和过盈量的因素很多，理论计算的结果也只是近似的。所以，在实际应用中还需经过试验来确定。具体步骤：3.配合种类2.公差等级1.配合制1-配合制的选用基孔制、基轴制—两种平行的配合制主要考虑：加工的经济性结构的合理性⑴.优先选用基孔制配合目的：减少定值刀具和量具的规格和种类。定尺寸刀具：钻头、铰刀、拉刀等定尺寸量具：塞规、心轴等定尺寸刀具和量具→孔公差带⑵.基轴制的选用冷拉钢材作轴尺寸公差可达IT7～IT9，无需加工采用标准件或标准部件时必须以标准件为基准件来选择配合制间隙配合过渡配合过渡配合连杆活塞销活塞g6H7m6m6+0fD_G7M7h6M7+0fD_同一基本尺寸的轴与多孔相配合且配合性质要求不同时⑶.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1便于拆卸又能保证轴承的轴向定位2降低成本k6f50f110J7J7f110f9原则：在满足使用性能的前提下，尽量选择较低的公差等级。依据：任务：确定尺寸制造精度2-公差等级的选择fshTTT选择依据：Ⅰ.工艺等价性☞对基本尺寸≤500mm，公差等级≤IT8，推荐轴比孔小一级，H8/f7，H7/n6；☞公差等级＞IT8或基本尺寸＞500mm，一般采用同级孔、轴配合，如H8/f8、H9/c9。Ⅱ.公差等级的应用范围Ⅲ.加工能力加工方法公差等级范围加工方法公差等级范围研磨IT01～IT5镗IT7～IT11圆磨IT5～IT8铣IT8～IT11平磨IT5～IT8钻IT10～IT13铰孔IT7～IT10砂型铸造IT16～IT18车IT7～IT11锻造IT15～IT16Ⅳ.相关件和相配件的精度箱体孔精度等级匹配轴在非配合制的配合中，当配合精度要求不高时，允许相配合零件的公差等级相差2～3级。Ⅴ.加工成本公差等级IT5至IT13级的应用（尺寸≤５００mm）目的：解决结合零件孔与轴在工作时的相互关系，以保证机器正常工作。任务：确定配合种类、配合代号3-配合的选用⑴.配合种类选择依据考虑配合件之间：1.有无相对运动2.定心精度高低3.配合件受力情况4.装配情况有相对运动间隙配合无相对运动不经常拆卸需传递扭矩过盈配合经常拆卸过渡配合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⑶.配合选择的顺序应尽量依次选用国家标准推荐的配合优先配合常用配合一般配合必要时可选用其它配合⑵.确定基本偏差常用、优先配合基本尺寸≤500mm优先配合基孔制13种基轴制13种常用配合基孔制59种基轴制47种[几何精度设计实例]已知使用要求，用计算法确定配合例：有一孔、轴配合的基本尺寸Ф30mm，要求配合间隙在+0.020～+0.055mm之间,试确定孔和轴的精度等级和配合代号。解：1）选择基准制无特殊要求，选用基孔制孔的基本偏差代号为H，EI=02）确定公差等级根据使用要求，其配合公差为：查表2.1maxmin552035ffhsTXXmTTT根据工艺等价原则在IT6和IT7的公差等级范围内孔应比轴低一个公差等级故选孔为IT7，Th=21μm，轴为IT6，Ts=13μm配合公差Tf=Th+Ts=IT7+IT6=21+13=34μm＜0.035mm满足使用要求孔的公差带代号：H73）确定轴的基本偏差根据使用要求:基孔制、间隙配合查表2.17确定轴的基本偏差表2.5轴的基本偏差代号:f公差带:f6极限偏差：es=-20μmei=es-IT6=-20-(+13)=-33μm选择的配合：Ф30H7/f64）验算设计结果Ф30H7/f6Xmax=ES-ei=+21-（-33）=+54μmXmin=EI-es=0-(-20)=+20μm小于要求的最大间隙（+55μm）等于要求的最小间隙（+20μm）因此设计结果满足使用要求Φ30孔-33-20+21+0-轴练习：已知使用要求，用计算法确定配合有一孔、轴配合，基本尺寸为Ф90mm，要求过盈配合在-0.015～-0.075mm之间,试确定基轴制孔和轴的公差带和配合代号。解：1基轴制hes=02公差等级的确定maxmin751560ffhsTYYmTTT查表2.1IT6=22IT7=35依据工艺等价性故选孔为IT7，Th=35μm，轴为IT6，Ts=22μm配合公差Tf=Th+Ts=IT7+IT6=22+135=57μm＜0.060mm满足使用要求轴的公差带代号：h6ei=-223孔的基本偏差的确定过盈配合查表2.17确定孔的基本偏差：查表2.6R7选择的配合：Ф90R7/h64验算Theend