常用尺寸軸孔公差與配合的選擇ppt課件
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孔軸公差與配合的選用,常用尺寸尺寸公差與配合的選用,1,孔、軸配合的精度設(shè)計(jì),圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)實(shí)際上就是圓柱結(jié)合的公差與配合的選用,它是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中至關(guān)重要的一環(huán),公差與配合的選用是否恰當(dāng),對機(jī)械的使用性能和制造成本有著很大的影響。圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)包括:配合制的選用公差等級的選用配合的選用,2,配合制的選擇,基孔制和基軸制是兩種平行的配合制?;字婆浜夏軡M足要求的,用同一偏差代號按基軸制形成的配合,也能滿足使用要求。如:H7/k6與K7/h6的配合性質(zhì)基本相同,稱為“同名配合”。所以,配合制的選擇與功能要求無關(guān),主要考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的合理性。從制造加工方面考慮,兩種基準(zhǔn)制適用的場合不同;從加工工藝的角度來看,對應(yīng)用最廣泛的中小直徑尺寸的孔,通常采用定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、拉刀等)加工和定尺寸量具(如塞規(guī)、心軸等)檢驗(yàn)。而一種規(guī)格的定尺寸刀具和量具,只能滿足一種孔公差帶的需要。對于軸的加工和檢驗(yàn),一種通用的外尺寸量具,也能方便地對多種軸的公差帶進(jìn)行檢驗(yàn)。由此可見:對于中小尺寸的配合,應(yīng)盡量采用基孔制配合。,3,基軸制的應(yīng)用,用冷拉光軸作軸時(shí)。冷拉圓型鋼材,其尺寸公差可達(dá)IT7~I(xiàn)T9,能夠滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械上的軸頸精度要求,在這種情況下采用基軸制,可免去軸的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔,就能得到不同性質(zhì)的配合。采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)。滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件,它的內(nèi)圈與軸頸配合無疑應(yīng)是基孔制,而外圈與外殼孔的配合應(yīng)是基軸制。同一基本尺寸的軸與多孔相配合,且配合性質(zhì)要求不同時(shí)。如圖所示的活塞部件中,活塞銷和活塞與連桿的配合,根據(jù)功能要求,活塞銷和活塞的配合應(yīng)為過渡配合,而活塞銷與連桿的配合則應(yīng)為間隙配合。,,4,非基準(zhǔn)制的應(yīng)用,在實(shí)際生產(chǎn)中,由于結(jié)構(gòu)或某些特殊的需要,允許采用非配合制配合。即非基準(zhǔn)孔和非基準(zhǔn)軸配合,如:當(dāng)機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)一個(gè)非基準(zhǔn)孔(軸)和兩個(gè)以上的軸(孔)配合時(shí),其中肯定會有一個(gè)非配合制配合。如圖所示,箱體孔與滾動軸承和軸承端蓋的配合。由于滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件,它與箱體孔的配合選用基軸制配合,箱體孔的公差帶代號為J7,箱體孔與端蓋的配合可選低精度的間隙配合J7/f9,既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位,還有利于降低成本?;字?、基軸制的優(yōu)先、常用配合見書中的表。,,5,如圖所示,車床C616主軸箱齒輪軸筒與隔套的配合。由于滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件,它與齒輪軸筒的配合選用基孔制配合,齒輪軸筒的公差帶代號為Φ60js6,而隔套作用只是將兩個(gè)滾動軸承隔開,作軸向定位用,為了方便裝配,它只要松套在齒輪軸筒的外徑上即可,公差等級也可選用更低的。這類配合就是用不同公差等級的非基準(zhǔn)孔公差帶組成。,舉例,6,公差等級的選擇原則,公差等級的選擇的實(shí)質(zhì)就是尺寸制造精度的確定,尺寸的精度與加工的難易程度、加工的成本和零件的工作質(zhì)量有關(guān)。公差等級越高,合格尺寸的大小越趨一致,配合精度就越高,但加工的成本也越高。公差與成本的關(guān)系如圖所示。因此,公差等級選擇的基本原則是:在滿足使用性能的前提下,盡量選擇較低的精度等級。,,7,公差等級的選擇方法,公差等級的選擇的方法一般采用類比法,對于已知配合要求的也可以用計(jì)算法確定其公差等級。書中列出公差等級的應(yīng)用,列出各種加工方法所能達(dá)到的精度等級和各種基本偏差的應(yīng)用實(shí)例。一般配合尺寸的公差等級范圍為IT5~I(xiàn)T13,表中列出配合IT5~I(xiàn)T13級的應(yīng)用,供采用類比法時(shí)對比選用。,8,公差等級的應(yīng)用,,9,配合IT5至IT13級的應(yīng)用(尺寸≤500mm),,10,類比法選擇公差等級時(shí)應(yīng)考慮的問題,(1)應(yīng)遵循工藝等價(jià)的原則,即相互結(jié)合的零件,其加工的難易程度應(yīng)基本相當(dāng)。根據(jù)這一原則,對于基本尺寸≤500mm的,當(dāng)公差等級在IT8以上時(shí),標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級,如:H8/m7,K7/h6;當(dāng)公差等級在IT8以下時(shí),標(biāo)準(zhǔn)推薦孔與軸同級,如:H9/h9,D9/h9,IT8屬于臨界值,IT8級的孔可與同級的軸配合,也可以與高一級的軸配合,如:H8/f8,H8/k7。對于基本尺寸>500mm的,一般采用孔、軸同級配合。(2)相配合的零、部件的精度應(yīng)相匹配。如:與齒輪孔相配合的軸的精度就受齒輪精度的制約;與滾動軸承相配合的外殼孔和軸的精度應(yīng)當(dāng)與滾動軸承的精度相匹配。,11,類比法選擇公差等級時(shí)應(yīng)考慮的問題,(3)過盈、過渡和較緊的間隙配合,精度等級不能太低。一般孔的公差等級應(yīng)不低于IT8級,軸的不低于IT7級。這是因?yàn)楣畹燃夁^低,使過盈配合的最大過盈過大,材料容易受到損壞;使過渡配合不能保證相配的孔、軸既裝卸方便又能實(shí)現(xiàn)定心的要求;使間隙配合產(chǎn)生較大的間隙,不能滿足較緊配合的要求。(4)在非配合制的配合中,當(dāng)配合精度要求不高,為降低成本,允許相配合零件的公差等級相差2~3級,如圖所示的箱體孔與端蓋的配合。,,12,配合種類的選擇,配合種類的選擇主要就是根據(jù)零件的功能要求,確定配合的類型及非配合制的基本偏差代號。選擇的基本方法還是類比法、計(jì)算法和試驗(yàn)法三種。類比法是選擇配合種類的主要方法。應(yīng)用類比法選擇時(shí),要考慮以下因素:配合件的工作情況各種基本偏差形成配合的特點(diǎn)配合件的生產(chǎn)情況,13,配合件的工作情況,選擇配合的類型時(shí),應(yīng)考慮配合件間有無相對運(yùn)動、定心精度高低、配合件受力情況、裝配情況等。配合類型的選擇可依據(jù)下表來對比選擇。,14,間隙配合的特點(diǎn),間隙配合有A~H(a~h)共十一種,其特點(diǎn)是:利用間隙貯存潤滑油及補(bǔ)償溫度變形、安裝誤差、彈性變形等所引起的誤差。生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,不僅用于運(yùn)動配合,加緊固件后也可用于傳遞力矩。不同基本偏差代號與基準(zhǔn)孔(或基準(zhǔn)軸)分別形成不同間隙的配合。設(shè)計(jì)時(shí)主要依據(jù)變形、誤差需要補(bǔ)償間隙的大小、相對運(yùn)動速度、是否要求定心或拆卸來選定。,15,間隙配合的選用,工作時(shí)有相對運(yùn)動或雖無相對運(yùn)動而要求裝拆方便的孔、軸配合,應(yīng)選用間隙配合。,一般工作條件的滑動軸承,可以選用基本偏差f或F組成的配合,如H8/f7相對運(yùn)動速度較高、支承數(shù)目較多可以選用基本偏差d、e(或D、E)所組成的配合,如H8/e7對孔、軸僅有軸向相對運(yùn)動或速度很低,且有對準(zhǔn)中心要求的配合,可選用基本偏差g(或G)所組成的配合,如H8/g7要求裝拆方便且無相對運(yùn)動的孔、軸配合可選用基本偏差h(或H)所組成的配合,如H8/h7,16,過渡配合的特點(diǎn),過渡配合有JS~N(js~n)四種基本偏差,其主要特點(diǎn)是:定心精度高且可拆卸。也可加鍵、銷緊固件后用于傳遞力矩,主要根據(jù)機(jī)構(gòu)受力情況、定心精度和要求裝拆次數(shù)來考慮基本偏差的選擇。定心要求高、受沖擊負(fù)荷、不常拆卸的,可選較緊的基本偏差,如N(n),反之應(yīng)選較松的配合,如:K(k)或JS(js)。,17,對于既要求定位精確,又要求裝拆方便的場合,應(yīng)該選擇過渡配合。過渡配合最大間隙Xmax應(yīng)小,以保證對中性,最大過盈Ymax也應(yīng)小,以保證裝拆方便,也就是配合公差Tf應(yīng)該小,因此過渡配合中孔、軸標(biāo)準(zhǔn)公差等級應(yīng)該較高當(dāng)對中性要求高、不常拆卸,傳遞載荷大、沖擊和振動大時(shí),應(yīng)該選用較緊的配合,如H7/m6,H7/n6。反之,可以選擇較松的配合,如H7/js6,H7/k6。,過渡配合的選用,18,過盈配合的特點(diǎn),過盈配合有P~ZC(p~zc)13種基本偏差,其特點(diǎn)是:由于有過盈,裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小,產(chǎn)生彈性變形,在結(jié)合面上產(chǎn)生一定的正壓力和摩擦力,用以傳遞力矩和緊固零件。選擇過盈配合時(shí),如不加鍵、銷等緊固件,則最小過盈應(yīng)能保證傳遞所需的力矩,最大過盈應(yīng)不使材料破壞,故配合公差不能太大,所以公差等級一般為IT5~I(xiàn)T7?;酒罡鶕?jù)最小過盈量及結(jié)合件的標(biāo)準(zhǔn)來選取。軸的基本偏差具體選,盡量選用優(yōu)先配合。,19,對于利用過盈來保證固定或傳遞載荷的孔、軸配合,應(yīng)選用過盈配合。不傳遞載荷而只以作為定位用的過盈配合,可以選用由基本偏差r、s(或R、S)組成的配合。連接件如銷、鍵等傳遞載荷的配合,可以選用小過盈的基本偏差p、r(或P、R)組成的配合,以增加聯(lián)結(jié)的可靠性。利用過盈傳遞載荷的配合,經(jīng)過計(jì)算過盈大小,來選用由基本偏差t、u(或T、U)組成的配合。過盈要求很大時(shí),如基本偏差x、y、z(或X、Y、Z)組成的配合,要經(jīng)過試驗(yàn)證明是否合理可靠。,過盈配合的選用,20,其他情況對配合選擇的影響,工作溫度對配合選擇的影響溫度差別很大時(shí),選擇配合就要考慮熱變形的影響。如鋁活塞與氣缸鋼套孔的配合裝配變形對配合選擇的影響在機(jī)械結(jié)構(gòu)中,薄壁套筒裝配后變形生產(chǎn)類型對配合選擇的影響生產(chǎn)類型即批量的影響大批量生產(chǎn)、單件小批量生產(chǎn),21,裝配變形對配合選擇的影響,由于套筒外表面與機(jī)座孔裝配時(shí)會產(chǎn)生過盈,當(dāng)套筒壓入機(jī)座孔時(shí),套筒內(nèi)孔會收縮,產(chǎn)生變形,套筒孔徑減小,不能滿足要求。解決方法:1.預(yù)先將套筒內(nèi)孔加工的比Φ60H7大些,用來補(bǔ)償裝配變形。2.將套筒壓入機(jī)座孔之后,再按照Φ60H7加工套筒內(nèi)孔。,22,配合件的生產(chǎn)情況,按大批大量生產(chǎn)時(shí),加工后所得的尺寸通常呈正態(tài)分布;而單件小批量生產(chǎn)時(shí),加工所得的孔的尺寸多偏向最小極限尺寸,軸的尺寸多偏向最大極限尺寸,即呈偏態(tài)分布。所以,對于同一使用要求,單件小批生產(chǎn)時(shí)采用的配合應(yīng)比大批大量生產(chǎn)時(shí)要松一些。如大批量生產(chǎn)時(shí)的φ50H7/js6的要求,在單件小批生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選擇φ50H7/h6。同樣,受其它工作條件的影響,配合的間隙或過盈也應(yīng)隨之變化。如表2-22。,23,例:分析齒輪泵重要孔軸配合所采用的基準(zhǔn)制、標(biāo)準(zhǔn)公差等級和配合種類,24,- 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