第三章孔、轴公差与配合ppt课件.ppt

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1、第三章孔、轴公差与配合,目的要求了解孔轴公差与配合的基本术语及定义，掌握标准公差与基本偏差的确定方法，学会尺寸公差的标注与配合的选择。重点 1、有关孔轴的广义定义； 2、基本偏差和标准公差的定义和选择； 3、孔轴公差带图的画法； 4、常用孔轴配合的选择及标注；难点 1、基本偏差和标准公差的定义和选择； 2、常用孔轴配合的选择及标注；,一、有关孔和轴的定义 1、孔：(宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的内表面； 2、轴： (宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的外表面；当尺寸加工时越来越大，我们认为是孔；尺寸加工时越来越小，我们认为是轴。二、有关尺寸的术语及定义 1、尺寸：包括线性尺寸和角度尺寸

2、,第一节基本术语和定义,设计图样上的尺寸标注 1000.14mm 2、基本尺寸（D） 100 3、极限尺寸：允许尺寸变化的两各界限值。最大极限尺寸：Dmax dmax 最小极限尺寸：Dmin dmin,4、实际尺寸：在零件上实际测量的尺寸。举例：一批轴尺寸为 1000.14mm ，若某一轴实际尺寸为 99.92mm，判断其合格性。,5、实体状态和实体尺寸最大实体状态：合格零件占有材料最多时的状态最大实体尺寸：Dmin dmax 最小实体状态：合格零件占有材料最小时的状态最小实体尺寸：Dmax dmin三、尺寸偏差、公差 1、尺寸偏差：某一尺寸基本尺寸所得的代数差；偏差必

3、须带符号，正号也不能省略。,2、实际偏差：实际尺寸基本尺寸=实际偏差3、极限偏差极限尺寸基本尺寸=极限偏差上偏差：ES=Dmax-D es=dmax-D 下偏差：EI=Dmin-D ei=dmin-D 实际偏差在极限偏差范围内即为合格极限偏差在图样上的标注： 1000.14mm 50 25 说明：偏差可为正、负、零。,4、尺寸公差： Th Ts 定义：允许尺寸的变动量 1000.14mm ，变动量为0.28 计算： Th=Dmax-Dmin=ES-EI Ts=dmax-dmin=es-ei 说明：公差值为正值公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程度。 5、尺寸的公差带图为清

4、晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图。不画孔、轴的结构，只画放大了的孔、轴公差带。,尺寸公差带图,由于公差与偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示，故采用公差带图。零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。基本偏差：标准中表列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。标准公差：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差。,尺寸公差带图（举例）,画出基本尺寸为 50，最大极限尺寸

5、为 50 .025 、最小极限尺寸为 50 mm的孔与最大极限尺寸为 49.975 、最小极限尺寸为 49.959mm的轴的公差带图。,0,+,-,50,孔,轴,+0.025,-0.025,-0.041,尺寸公差带图（举例）,D=30mm,Dmax=30.021mm,Dmin=30mm,dmax=29.980mmdmin=29.967mm求：孔和轴的极限偏差及公差,0,+,-,30,孔,轴,+0.021,-0.020,-0.033,四、有关配合的术语、定义 1、配合：基本尺寸相同的互相结合的孔与轴公差带之间关系。配合性质：孔与轴装配后的松紧程度 2、间隙、过盈、过渡孔-轴=正（间隙）、负

6、（过盈）简单的讲：孔大轴小，间隙(X) 孔小轴大，过盈(Y),3、间隙配合定义：一定具有间隙的配合，间隙配合的三个特征值： Xmax=Dmax- dmin=ES-ei Xmin=Dmin- dmax=EI-es Xav= 1/2(Xmax + Xmin ),例1：计算25H7（）与25f6（）的三个特征值 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=+0.021-（-0.033）=+0.054 Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0-（-0.020）=+0.020Xav= 1/2（ Xmax + Xmin ）=+0.037,4、过盈配合定义：一定具有过盈的配合过盈配合的三个

8、合最基本的区别：孔轴公差带的相对位置不同即孔轴公差带位置相对移动，就可获得不同的配合。 1、基孔制：孔公差带位置固定，改变轴公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基孔制中孔为基准孔 EI=0,2、基轴制：轴公差带位置固定，改变孔公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基轴制中轴为基准轴 es=0 说明：基孔制和基轴制是两个等效的配合制度，但实际应用中有所区别。,例：D=30mm，Dmax=30.033mm，Dmin=30mm,dmax29.993mm，dmin=29.972,求孔、轴的极限偏差、公差、极限间隙（或极限过盈）、平均间隙（或平均过盈）、配合公差，并画出尺寸公差带图和

9、配合公差带图，说明该配合属于哪种基准制，是什么配合？,第二节常用尺寸孔、轴极限与配合国家标准的构成一、标准公差系列 1、公差等级；确定尺寸精确程度的等级。例： 30 30 IT7 IT8 国标设置了20个公差等级，代号为 IT01、IT0、 IT1IT18。,2、公差单位（标准公差因子）：计算标准公差的基本单位加工误差w与基本尺寸D之间的关系：,3、标准公差的计算及规律：,(1)、IT01IT1 因精度较高，受加工误差影响比较小，主要考虑测量误差的影响，所以采用线性公式计算，IT=a+b*D，D为基本尺寸，a、b是按R10/2变动的系数。(2)、IT2IT4 在IT1与IT5间呈等比数

10、列，公比q=(IT5/IT1)1/4(2)、IT5IT18 IT=a*i，i为公差单位（标准公差因子）a为标准公差等级系数，采用R5优先数系。公差等级越高，a值越小。标准公差等级系数的划分符合优先数系的规律，有利于标准的发展和扩大使用。例如：按R5系列可确定IT19=4000i 按R10系列可确定IT6.5=12.5i,4、尺寸分段,为了简化表格，将常用尺寸分成若干段，这叫尺寸分段。基本尺寸一项，工程上分为13段。见P253附表3-2、附表3-3。尺寸分段后，标准公差计算公式中的基本尺寸，按尺寸分段的首、末两个尺寸的几何平均值Dj代入，即：,D首*D末,见 P39页例题4。,二、基本偏差

11、系列 1、基本偏差；用来确定公差带相对零线位置的偏差。一般靠近零线的偏差为基本偏差。 2、基本偏差的代号国际规定了28个基本偏差。大写表示孔，小写表示轴。由图115，认识28个基本偏差代号。,三、各种基本偏差所形成的配合特征,(1)、孔的基本偏差（图314）（基轴制）当轴取h时，es=0,与之配合的孔的偏差变化。 A最松，ZC最紧 AH：间隙配合，孔基本偏差为下偏差EI； JSN 过渡配合。JS与h配合较松，获得间隙配合的概率较大。N与h配合较松，获得过盈配合的概率较大；JS上下偏差为：IT/2。JSN的孔，对应的基本偏差为上偏差ES； PZC 过盈配合，孔的基本偏差为上偏差ES。P

12、与h配合的过盈最小，ZC与h配合的过盈最大。,(2)、轴的基本偏差（图315）（基孔制）当孔取H时，EI=0,与之配合的轴的偏差变化。 a最松，zc最紧 ah：间隙配合，轴基本偏差为上偏差es； jsn 过渡配合，除js上下偏差对称(IT/2)外。轴对应的基本偏差为下偏差ei； pzc 过盈配合，轴的基本偏差为下偏差ei 。,四、公差带代号及配合代号,（1）公差带代号：由基本偏差代号和标准公差等级代号中的阿拉伯数字组合而成。例：孔公差带代号H7、F8;轴的公差带代号h7、f6 公差代号标注在零件图上（2）配合代号：它用分数形式表示，分子为孔公差带，分母为轴公差带，构成孔、轴的配合代号。例

13、：基孔制配合代号配合代号标注在装配图上,五、轴的基本偏差的确定,与标准公差的确定方法相同，基本偏差也已按尺寸分段代入公式计算，化整后列成表格形式，只需直接查表即可。 P42页表3-2为轴的基本偏差的计算公式。 P254页附表3-4为尺寸至500mm轴的基本偏差数值。（画“”的为实际中不予采用的）看P42页例5,六、孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差没有直接的计算公式，而是由同名的轴的基本偏差换算而来。换算时遵守以下两个原则：1.换算原则(倒影关系):同名配合的配合性质相同。即：基孔制的配合（如30H8/f8）变成同名的基轴制的配合（30F8/h8 ）时，其配合性质不变。2.工艺等价性

14、：在高精度或较高精度的间隙、过渡和过盈配合中，一般取孔比轴低一个级别。其中：间隙和过渡配合时IT8级为高或较高精度，过盈配合时IT 7级为高精度或较高精度。工艺等价性是指同一配合中的孔和轴的加工难度大致相同,例：试用查表法确定和的孔和轴的极限偏差，计算极限间隙并画出公差带图及配合公差带图。,可见，基孔制的配合变成同名基轴制的配合时，其配合性不变。,根据上述换算原则，按孔、轴配合的分类分别讨论孔的基本偏差的计算。,D,+0-,1）间隙配合A-H中孔的基本偏差EI的确定如图所示：平行移动后，基孔制变成了基轴制，根据倒影关系有： Xmin=Xmin而 Xmin=0-es=-es Xmin=EI-

15、0=EI 故有: EI=-es,Xmax,Xmin,即：孔的基本偏差为下偏差，它和用同一字母表示的轴的基本偏差（上偏差）的绝对值相等，而符号相反。,（1）间隙配合中孔的基本偏差AH的确定,2）过渡配合JSN中孔的基本偏差ES的确定对于JS,其公差带相对零线对称,基本偏差为IT/2对于J，由经验数据作为其基本偏差；对于N，IT8级时，基本偏差数值为零；其它K、M、N由倒影关系换算得到：,Xmax,D,+0-,Ymax,由倒影关系：Xmax=Xmax而其中： Xmax=ES-ei=（EI+Th）-ei=Th-ei Xmax=ES-ei=ES-（es-Ts）=ES+Ts代入整理得：ES=-ei+（T

16、h-Ts）令： =Th-Ts 则有：ES=-ei+ 由工艺等价性：（1）当孔的IT8级时，孔轴取同一级别=0；（2）当孔的IT8级时，孔比轴低一级别，0见P256附表3-5，孔的基本偏差表,（2）过渡配合中孔的基本偏差K、M、N的确定,对于JS,其公差带相对零线对称,基本偏差为IT/2对于J，由经验数据作为其基本偏差；对于N，IT8级时，基本偏差数值为零；其它K、M、N由倒影关系换算得到：,设ITn为孔的标准公差Th，ITn-1为轴的标准公差Ts，则由工艺等价性：（1）当孔的IT8级时，孔轴取同一级别=0；（2）当孔的IT8级时，孔比轴低一级别，0见P256附表3-5，孔的基本偏差表,基孔制

17、中，Xmax=(+Th)-ei基轴制中，Xmax=ES-(-Ts)=ES+Ts据换算原则： XmaxXmax，因此 Th-ei ES+Ts ES-ei+Th-Ts令Th-Ts=，故 ES=-ei+ ,Ymax,D,+0-,Ymin,3）过盈配合P-Zc中孔的基本偏差ES的确定如图所示：平行移动后，基孔制变成了基轴制，,由倒影关系：Ymin=Ymin而其中： Ymin=ES-ei=（EI+Th）-ei=Th-ei Ymin=ES-ei=ES-（es-Ts）=ES+Ts代入整理得：ES=-ei+（Th-Ts）令： =Th-Ts 则有：ES=-ei+ 由工艺等价性：（1）当孔的IT7级时，孔轴取同

18、一级别=0；（2）当孔的IT7级时，孔比轴低一级别，0,（3）过盈配合中孔的基本偏差PZC的确定,基孔制中， Ymin =(+Th)-ei基轴制中，Ymin= ES-(-Ts)=ES+Ts据换算原则： Ymin Ymin ，因此 Th-ei ES+Ts ES-ei+Th-Ts令Th-Ts=，故 ES=-ei+ ,设ITn为孔的标准公差Th，ITn-1为轴的标准公差Ts，则由工艺等价性：（1）当孔的IT7级时，孔轴取同一级别=0；（2）当孔的IT7级时，孔比轴低一级别，0,孔的 28种基本偏差中，除了上述方法确定外，还有JS的基本偏差为IT/2，J的基本偏差为经验数据。根据以上这些公式和经验数

19、据，可计算并编制出孔的基本偏差数值表，见附表35。例：用标准公差数值表和轴的基本偏差数值表，按，确定中孔的基本偏差。,解：由附表32查得：IT6=16u m，IT7=25u m 由附表34查得：t的基本偏差数值为：ei=+54u m因配合性质为过盈配合，所以孔(T7)的基本偏差为 ES=-ei+，而IT7 - IT6=25 - 169u m ES=-ei += - (+54)+9= - 45u m,一般情况下，基本偏差与公差等级无关，然而孔在过盈、过渡配合时，在公差等级7或8时，要加上一个值。基本尺寸D=100mm的孔或轴，其基本偏差不同的是： A、r7和r8 B、R7和R8 C、C7

20、和C8 D、c7和c8 5、工艺等价性的详细描述（P51页1、同一配合中孔与轴的工艺等价性）,1、对于间隙配合和过渡配合，标准公差等级为8级或高于8级(标准公差等级IT8)的孔应与高一级的轴配合。2、对于间隙配合和过渡配合，标准公差等级为9级或低于9级(标准公差等级IT9)的孔应与同一级的轴配合。3、对于过盈配合，标准公差等级为7级或高于7级(标准公差等级IT7)的孔应与高一级的轴配合。4、对于过盈配合，标准公差等级为8级或低于8级(标准公差等级IT8)的孔应与同一级的轴配合。,例：通过查表确定50M9的极限偏差解：查附表32，得：IT9=62u m 查附表35，得：ES=-9u m EI=

21、-9-62= -71u m求：确定配合中孔、轴的极限偏差,七、公差与配合在图样上的标注（看P45页图316）,八、常用公差带和优先、常用配合,1、孔、轴的常用公差带（P46页图中）标准公差20个等级，基本偏差28种，应当共有2028=560种公差带，国标规定孔的J用3种，轴j用4种，因此孔公差带有543种，轴公差带有544种为了提高生产效率，国家标准利用简化原理提出了一般、常用、优先公差带：,2、孔、轴的优先配合和常用配合国标规定了基孔制优先配合有13种，常用配合59种基轴制优先配合有13种，常用配合47种看P47页表33和表34，表中带的配合为优先配合。选择配合时，应按照优先、常

22、用的顺序选择，采用优先配合能够满足要求时，尽量采用优先配合，以便增加效率，减小设计周期。在精度要求不高，小批量生产时可以利用优先配合快速设计。,3 常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,一、配合种类的选择它主要取决于制造工艺学、材料力学等课程在结构、强度设计等方面的要求，以及实际应用中的具体要求。选择配合种类时应考虑的因素，主要有：1）孔、轴是否有相对运动（有，间隙）（没有，过盈或过渡）2）过盈配合的受载情况（大扭矩，过盈量大一些，小扭矩，过盈量小一些）注：过盈量太大会使装配困难，甚至撑破，因此在使用大的过盈配合时，应当验算材料强度，国标有相应的规定。,3）孔、轴定心精度定心精度高时不宜采用间隙

23、配合，而用过渡配合、小过盈量配合。4）拆装要求常拆卸零件应比不常拆卸零件松一些5）孔、轴工作时，温度差别较大时，要考虑材料的热膨胀影响6）装配时的变形问题7）尽量采用优先配合。,P53页表36各种基本偏差的应用实例，列出了间隙、过渡、过盈配合的实例，对今后从事实际设计提供了参考。,二、配合的确定配合的确定取决于实际零件运动特性，有相对运动时选择间隙配合，相对固定时选择过渡配合，有力的传递时采用过盈配合。由：Tf=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax| 只有知道了配合的种类，才能得到配合公差，只有得到Tf，才能进一步计算零件参数。三、配合的设计1、确定公差等级

24、公差等级的确定依据以下两个原则：,（1）公差的选择原则：在满足使用要求的前提下，选择的公差应当尽量大。（首要原则）（2）工艺等价性原则：在高等级区孔比轴低一个级别。（参考原则）依据以上两个原则，根据前面学过的公式： Tf=Th+Ts Tf=Th+Ts 应满足： Th+Ts = Tf Tf=Th+Ts即： Tf Th+Ts （ Tf 为已知， Th、Ts未知）,配合要求使用要求,设计要求加工要求,假设Th和Ts为同级，即：Th=Ts=Tf/2 依工艺等价性原则，孔的公差应大一些，轴的应小一些，即：TsTf/2 Th，然后由标准公差表反查公差等级，就可确定Th、Ts，且应满足Tf Tf= Th

25、+Ts。2、配合制的选择（1）采用基准制优先选用基孔制，减少定值刀量具的规格数目，提高经济效益。基轴制的选用 a、冷拔轴； b 、一轴多配件； c 、轴类标准件（滚动轴承）,（2）采用非基准制对一些特殊或低精度的配合，不需要采用基准制配合就可满足技术要求的情况下，可以采用非基准制。（例：P50页图3-21）3、极限偏差的确定配合制确定后，基准件的基本偏差及另外一个极限偏差也就随之确定。对非基准件，可利用配合性质与基本偏差的对应关系，确定基本偏差是上偏差，还是下偏差，然后再利用该基本偏差与极限间隙或过盈的关系，确定基本偏差的估计值，最后通过查基本偏差数值表，确定基本偏差代号及数值。从

27、24.5m查表有IT7=30m ，IT6=19m则孔取7级Th=30m，轴取6级，Ts=19m。,（2）选择基孔制，则孔为70H7，EI=0m， ES=+30m（3）轴的基本偏差的确定 ei=ES-Xmax=30-28=+2m查轴的基本偏差表得取 k时，ei=+2m则es=ei+Ts=+2+19=+21m，轴的公差代号为70k6（4）验算 Xmax=ES-ei=+28m=Xmax 合格 Ymax=EI-es=-21m=Ymax 合格,（5）孔、轴的公差带图,H7,k6,+0-,70,+30,+21,+2,例2：已知孔轴配合的基本尺寸D=70mm,要求最大间隙Xmax=+28m,最大过盈Ymax

28、=-21m,试采用基轴制确定孔和轴的公差带代号和极限偏差，以及配合公差和配合代号与标准公差，并画出孔轴公差带图。解：（1）先假设孔轴取同级，则有： Th=Ts=Tf/2=|Xmax-Ymax|/2 =24.5m查表有IT7=30m ，IT6=19m则孔取7级Th=30m，轴取6级，Ts=19m。,（2）选择基轴制，则轴为70h6，es=0m， ei=es-Ts=-19m（3）孔的基本偏差的确定 ES=ei+Xmax=-19+28=+9m 因该配合为过渡配合，孔的公差等级为7级，因此要考虑=IT7-IT6=11m，因此孔的基本偏差表里的Value-2+。(ES=-ei+ -19 + -8，为什么？) 查孔的基本偏差表得取 k时，ES=+9m则EI=ES-Th=-21m，孔的公差代号为70k7（4）验算 Xmax=ES-ei=+28m=Xmax 合格 Ymax=EI-es=-21m=Ymax 合格,（5）孔、轴的公差带图, 5 线性尺寸的未注公差一般公差：图样上没有注出的公差一般公差主要用于较低精度非配合尺寸 GB/T 1804-2000对一般公差各规定了四个公差等级，即 f级（精密级） m级（中等级） c级（粗糙级） v级（最粗级）技术要求（文件）中的写法：GB/T 1804-m,

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第三章 孔、轴公差与配合ppt课件.ppt

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