尺寸公差与配合的选择

6.3.4尺寸公差与配合的选用一、配合制度的选用1．一般情况下应优先选用基孔制2．基轴制的选择（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）根据结构上的需要，在同一基本尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示。间隙配合过渡配合过渡配合连杆活塞销活塞g6H7m6m6+0fD_G7M7h6M7+0fD_教材图2-19基准制选择示例(一)（4）与标准件配合的基准制选择若与标准件(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，如下图20所示选择箱体孔的公差带为J7，选择轴颈的公差带为k6。3．非基准制配合的采用图20基准制选择示例（二）k6f50f110J7J7f110f9二、公差等级的选用1.依据：Th＋Ts≤Tf2.选择原则:1）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）满足GB推荐的公差等级组合规定P25。(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.方法：1）计算—查表（下面将举例说明）2）类比法：参照类似的机构、工作条件和使用要求的经验资料，进行比照。（常用方法）＃类比法应考虑以下几点：•1）公差等级的应用范围，见教材表6-10；配合尺寸公差等级的应用见教材表6-10。•2）工艺等价•3）各种加工方法能够达到的公差等级，见教材表6-11，可供选择时参考。•4）相配零件或部件精度要匹配。如与滚动轴承相配合的轴和孔的公差等级与轴承的精度有关，如图20所示。再如与齿轮相配合的轴的公差等级直接受齿轮的精度影响。•5）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。•6）在非基准制配合中，有的零件精度要求不高，可与相配合零件的公差等级差2～3级，如图20中箱体孔与轴承端盖的配合。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。表2-14给出了配合类别选择的大体方向。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等间隙配合表2-14配合类别选择的大体方向2．确定基本偏差（配合代号）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。教材表6-12是轴的基本偏差选用说明和应用。教材表6-13是尺寸至500mm基孔制优先配合的特征及应用。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。教材表6-9是基孔制常用、优先配合。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。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)各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用场合大致总结如下：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TDDmaxDminTddmaxdminf6f60H7。f80H7u64.已知配合的极限过盈、间隙时，基本偏差的确定方法间隙配合可按Xmin来选择基本偏差代号对基孔制间隙配合有es≤-Xmin对基轴制间隙配合有EI≥+Xmin过渡配合可按Xmax来选择基本偏差代号对基孔制过渡配合有Th-ei≤Xmax对基轴制过渡配合有ES-(-Ts)≤Xmax过盈配合可分别按Ymin来选择基本偏差代号基孔制过渡配合有Th-ei≤Ymin对基轴制过渡配合有ES-(-Ts)≤Ymin计算—查表法确定基本偏差代号的计算公式3.5.4极限与配合选择综合示例例已知基本尺寸为φ35mm的某孔与轴配合，允许其间隙和过盈的数值在-0.018～+0.023mm范围内变动，试按基孔制配合确定适当的孔与轴的公差带，并画尺寸公差带图。解：(1)选择基准制题目已给出选用基孔制配合，基孔制配合EI=0。(2)选择孔、轴公差等级根据题意得Tf=Th+Ts=│Xmax-Ymax│根据使用要求，配合公差T＇f=│X＇max-Y＇max│=|+0.023-(-0.018)|mm=0.041mm=41μm即所选孔、轴公差之和Th+Ts应最接近而不大于T＇f而不大于T＇f查表6-3得：孔和轴的公差等级介于IT6和IT7之间，因为IT6和IT7属于高的公差等级。所以，一般取孔比轴大一级，故选为IT7，Th=25μm；轴为IT6，Ts=16μm，则配合公差Tf=Th+Ts=25mm+16mm=41μm，等于T＇f，因此满足使用要求。(3)确定孔、轴公差带代号因为是基孔制配合，且孔的标准公差为IT7，所以孔的公差带为又因为是过渡配合，Xmax=ES-ei=+0.025-ei由已知条件知X＇max=23μm，即轴的基本偏差ei应最接近于2μm。查表6-7，取轴的基本偏差为k，ei=2μm，则es=ei+IT6=(2+16)μm=18μm，所以轴的公差带为(4)验算设计结果以上所选孔、轴公差带组成的配合为φ35H7／k6，其最大间隙Xmax=[+25-2]μm=+23μm=+0.023㎜=X＇max最大过盈Ymax=[0-18]μm=-18μm=-0.018㎜=Y＇max所以间隙和过盈的数值在-0.018～+0.023mm之间，设计结果满足使用要求。根据以上分析，所选φ35H7/k6是适宜的。）025.00(735H)(6k35018.0002.0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基孔制（或基轴制）配合时的应用场合。