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第二章 孔轴公差与配合

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    • 1、第二章 孔轴公差与配合 1 2.1 公差与配合的基本概念 公差加工误差 2 1. 有关“尺寸”的术语和意义 (1)尺寸 尺寸是用特定单位表示长度 的数字。 3 (2)基本尺寸 基本尺寸是由设计者经过计 算或按经验确定后,再按标准 选取的标注在设计图上的尺寸 。 4 (3)实际尺寸 实际尺寸是通过测量所得的 尺寸。 5 (4)极限尺寸 极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。 其中: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 6 7 2. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 (1)尺寸偏差 尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸 偏差包括:实际偏差=实际尺寸-基本尺寸 极限偏差 8 极限偏差 上偏差=最大极限尺寸基本尺寸 ES(孔)、es(轴) 下偏差= 最小极限尺寸基本尺寸 EI(孔)、ei(轴) 9 (2)尺寸公差(公差) 尺寸公差是指尺寸允许的变动量。 尺寸公差 = 最大极限尺寸最小极限尺寸 = 上偏差下偏差 10 (3)零线 零线是在公差带图中,确定偏差的一条 基准直线,也叫零偏差线。 11 n讨论题1 计算下面孔轴标注的基本尺寸、上偏差、下偏差、公差。 并用图解表示。 12 (

      2、4)公差带 上偏差 下偏差 零线 基 本 尺 寸 下偏差 上偏差 13 在公差带图中,由代表上、下偏差两条直线 所限定的一个区域称为公差带。 在国家标准中,公差带包括: 公差带大小 由标准公差确定 公差带位置 由基本偏差确定 14 (5)标准公差 标准公差就是国家标准所确定的公差。 15 (6)基本偏差 基本偏差就是用来确定公差带相对于零 线位置的上偏差或下偏差,一般指靠近零 线的那个偏差。 16 (7)误差 误差是指零件的设计值X0与加工后的实测 值Xi之差,用Xi表示。 即 Xi = Xi X0 式中,i = 1、2、3、n,为测量次数 。 误差Xi恒不为零 ! 17 3. 有关“配合”的术语和定义 (1)配合 配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔 与轴公差带之间的相配关系。 基孔制 基轴制 装配 18 图2-11 基孔制配合与基轴制配合 19 (2)配合类型 间隙配合 过渡配合 过盈配合 20 间隙配合: 孔公差带在轴公差带上方,则孔轴形成间隙配合。 21 22 过盈配合: 孔公差带在轴公差带下方,则孔轴形成过盈配合。 23 24 过渡配合: 孔轴公差带有重叠,则孔轴形成过度配合

      3、。 25 26 (3)配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。 间隙配合:配合公差=最大间隙最小间隙 过盈配合:配合公差=最大过盈最小过盈 过渡配合:配合公差=最大间隙+最大过盈 27 (3)配合公差 配合公差=轴公差+孔公差 28 制造前 公 差 上下偏差 配 合 制造后 误 差 实际偏差 装 配 制造前后公差配合 概念区别和对应关系 29 讨论题: 1公差、误差、实际偏差三个概念有什么区别? 如何获得它们? 2有一轴基本直径为50mm,制造了100个,测得它 们的最大直径为49.996mm,最小直径为49.970mm ,试确定该轴的公差和误差。 3已知某轴公称直径50mm,测得其直径为 49.985mm,请画出该轴的公差带图。 30 2.3 标准公差系列与基本偏差系列 1. 标准公差系列 附表 31 (1)公差单位(公差因子,单位m) 当尺寸500mm时, (mm) 反映加工误差 反映测量误差 32 (2)公差等级 标准公差共分20级: IT01、IT0、IT1、IT2、到IT18。 IT国际标准公差 (ISO Tolerance)的缩写代 号 IT7表示标准公差7级。 从I

      4、T01至IT18,公差等级依次降低,相应的标准 公差数值依次增大。 33 尺寸500mm的IT5至IT11级标准公差 公差等级 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 加工精度 精加工 半精加工 粗加工 34 公差等级系数a(见表2-6) 标准公差的值T= a i 表2-6 尺寸500mm的IT5至IT18级标准公差计算表 公差等级 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 公差值 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i 35 (3)基本尺寸分段 标准公差的值T= a i 36 例:基本尺寸45 mm(在30mm50mm 尺寸段 )的IT6与IT7的公差值。 计算基本尺寸 (mm) 37 例:基本尺寸45 mm(在30mm50mm 尺寸段)的IT6与IT7的公差值。 公差单位 (mm) IT6 = 10 i = 101.5616 (mm) IT7 = 16 i = 161.5624.9725 (mm) 38 讨论题: 查表下列标准公差值: 1.尺寸45 mm的IT5公差值。 2.尺寸65 mm的IT6公差值。 3

      5、.尺寸35 mm的IT8公差值。 39 2. 基本偏差系列 40 基本偏差系列 41 2. 基本偏差系列 (1)轴的基本偏差 附表 42 讨论题: 查表下列基本偏差值: 1.尺寸45 mm孔的H基本偏差值。 2.尺寸45 mm孔的F基本偏差值。 3.尺寸45 mm孔的JS基本偏差值。 4.尺寸45 mm轴的h基本偏差值。 5.尺寸45 mm轴的f基本偏差值。 6.尺寸45 mm轴的js基本偏差值。 43 有了基本偏差和标准公差,就不难求出轴的 另一个偏差(上偏差或下偏差): es = ei + IT ei = es IT 44 1)a、b、c三种用于大间隙或热动配合; 2)d、e、f主要用于旋转运动; 3)g主要用于滑动和半液体摩擦,或用于定位 配合; 4)cd、ef、fg适用于小尺寸的旋转运动件; 5)j h主要用于过渡配合,对中性好; 6)p zc主要用于过盈配合,保证轴和孔有 足够的连接强度。 45 (2)孔的基本偏差 附表 46 当基本尺寸500mm时,孔的基本偏差 是从轴的基本偏差换算得来的。 孔与轴基本偏差换算的前提是: “基本偏差代号相当时,应保持配合相同” 。 47 换

      6、算规则: 1)通用规则 a)全部间隙配合AH; b)标准公差IT8的K、M、N; c)标准公差IT7的PZC; 孔的基本偏差与轴的基本偏差数值相等,但符号相反 。 但有个别例外,对公差等级IT8,基本尺寸3mm的N ,其基本偏差ES = 0。 48 2)特殊规则 a)标准公差IT8的K、M、N; b)标准公差IT7的PZC; 孔的基本偏差要在上述基础上增加一个值。 49 讨论计算题: 讨论计算例: 1分别查表画出30H8/f8和30F8/h8的配合公差带图,求 其最大间隙和最小间隙。 2分别查表画出30H7/g6和30G7/h6的配合公差带图,求 其最大间隙和最小间隙。 同名配合:配合性能相同,但基准制不同的配合称为同名配 合。如30H8/f8和30F8/h8,30H7/g6和30G7/h6。 讨论例: 分别给出30H7/f6、50H6/r5、30H7/h6、35M7/h6的 同名配合。 50 尺寸公差标注: 装配图和零件图 51 2.3 常用尺寸孔轴公差配合的选择 n孔轴公差配合的选择内容有三点 : n基准制的选择 n公差等级的选择 n基本偏差的选择 52 n考虑因素: n标准刀具(

      7、钻头、绞刀、拉刀等) n标准量具(卡规、塞规等) 每一把刀具都对应一个公差带,由于公差带繁多,为了减少刀具 的种类,一般是按照基准孔的公差带来制造刀具。因此应优先选用基 孔制。 一般的孔轴配合可选基孔制,也可选基轴 制,但按照惯例选用基孔制。 一、基准制的选择 53 一轴与多孔配合 54 55 当轴为标准件 56 2 公差等级的选择 n IT5 IT7:高精度配合(较高精度机床加工才能达到 ) n IT8 IT9: 一般精度配合(一般机床加工能达到) n IT10 : 低精度配合 (粗加工能达到) 57 加工方法公 差 等 级 (IT) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 研 磨 珩 磨 圆 磨 平 磨 金刚石车 金刚石镗 拉 削 铰 孔 车 镗 铣 创、插 钻 常用加工方法所能达到的公差等级 58 尺寸精度与加工成本 59 配合IT5至IT13级的应用(尺寸500mm) 60 考虑因素: 工艺等价性原则 30H6/g5, 30H7/f6,30H8/f8,30H9/f9。 相关件精度 与轴承配合的精度,与齿轮配合的精度。 配合性质 过度配合、过盈配合的精度等级要高于I

      8、T7(因此时公差 对配合性质敏感)。 61 三、基本偏差的选择 n考虑因素: n孔轴间隙配合;相对转动或滑动。 n孔轴过盈配合;利用过盈力传递低载扭矩,不可拆卸 ,热胀冷缩装配法。 n孔轴过度配合;用于定位配合,定位销,木捶装配。 n孔轴工作时的温度;发动机气缸与活塞环配合,孔 轴材料热涨系数不同。 n装配变形;薄壁零件装配时。 62 63 四、优先公差带 轴常用优先公差带 64 孔常用优先公差带 65 五、配合选择例 66 讨论题: 1已知某孔的公差为为30H7,试问试问 批量生产产和单单件生产产 时时机床的调调刀尺寸应应分别为别为 多少? 2讨论讨论 尺寸加工误误差的原因(以车车削为为例)。 (进给精度、工件刚性、机床刚性、误差复映) 3如何提高机械部件精度的寿命? (材料的磨损因素、刚度) 4分别说别说 明基准制、基本偏差和公差对对制造成本和配合性 能的影响。 67 n1公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。( ) n2基本尺寸不同的零件,只要它们的公差值相同,就可以 说明它们的精度要求相同。( ) n3国家标准规定,孔只是指圆柱形的内表面。( ) n4图样标注200 -0.021 mm的轴,加工得愈靠近基本尺寸 就愈精确。( ) n5孔的基本偏差即下偏差,轴的基本偏差即上偏差。( ) n6.某孔要求尺寸为20-0.046 ,今测得其实际尺寸为 19.962mm,可以判断该孔合格。( ) n7未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。( ) 一、判断题 正确的打,错误的打X 68 n8.某一配合,其配合公差等于孔与轴的尺寸公差之和。 ( ) n9.最大实体尺寸是孔和轴的最大极限尺寸的总称。( ) n10.公差值可以是正的或负的。( ) n11.实际尺寸等于基本尺寸的零件必定合格。( ) n12.因为公差等级不同,所以50H7与50H8的基本偏差值不相 等。 ( ) n13.尺寸公差大的一定比尺寸公差小的公差等级低。 ( ) n14.一光滑轴与多孔配合,其配合性质不同时,应当选用基孔制 配合。 ( ) n15.标准公差的数值与公差等级有关,而与基本偏差无关。 ( ) n16.只要零件不经挑选或修配,便能装配到机器上去,则该零件 具有互换性。 ( ) 69 n二、选择题(将下列题目中所有正确的论述选择出来) n 1下列论述中正确的有

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