第3章-极限与配合.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章,极限与配合,本章基本要求,本章讲述,18,学时,本章从互换性的角度出发，围绕误差和公差这两个概念来研究如何解决制造与使用间的矛盾。本章主要包括极限与配合的基本术语、极限与配合的国家标准、极限与配合的选用这三方面的内容。,3.1,基本术语及定义,3.1.1,尺寸的术语及定义,1.,孔和轴的定义,2.,有关尺寸的定义,（,1,）尺寸：尺寸是用特定单位表示线性尺寸值的数值，一般是指两点之间的距离。,（,2,）基本尺寸（,D,、,d,）：基本尺寸是由设计时给定的，孔用,D,表示，轴用,d,表示。,（,3,）实际尺寸（,Da,、,da,）：实际尺寸是通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。,（,4,）极限尺寸（,Dmax,、,Dmin,、,dmax,、,dmin,）：极限尺寸是一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。,3.1.2,偏差和公差的术语及定义,1.,尺寸偏差,(1),极限偏差,孔 上偏差,下偏差,轴 上偏差,下偏差,(2),实际偏差,2.,尺寸公差（简称公差）,3.,尺寸公差带（简称公差带），如图,3-1,所示。,图,31,公差带图,4.,标准公差,：用以确定公差带大小的任一公差称为,标准公差。,5.,基本偏差,：一般为靠近零线的那个偏差。,3.1.3,配合的术语及定义,1,配合,基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的位置关系。,2,间隙（,X,）或过盈（,Y,）,孔的尺寸减去与之相配合的轴的尺寸所得的代数差。当差值为正时称为间隙，用符号“,X”,表示；差值为负时称为过盈，用符号“,Y”,表示。,3.,配合种类,（,1,）间隙配合，如图,3-2,所示,图,3,2,间隙配合,（,2,）过盈配合，如图,3-3,所示,图,3,3,过盈配合,图,3,4,过渡配合,（,3,）过渡配合，如图,3-4,所示,（,4,）配合公差,间隙配合,过盈配合,过渡配合,在上式中，将极限间隙、极限过盈分别用孔、轴的,极限尺寸或极限偏差代入，可将三种配合的配合公差,改为：,例,3-1,已知基本尺寸为,30,的孔和轴，孔的最大极限尺寸为,30.041mm,，孔的最小极限尺寸为,30.020mm,；轴的最大极限尺寸为,29.993mm,，轴的最小极限尺寸为,29.980mm,。求孔、轴的极限偏差及公差，并画出尺寸公差带图。,解：孔的极限偏差,ES=,Dmax,D=30.041,30=+0.041,（,mm,）,EI=,Dmin,D=30.020,30=+0.020,（,mm,）,孔的公差,Th,=ES,EI=,（,+0.041,）,-,（,+0.020,）,=0.021,（,mm,）,轴的极限偏差,es,=,dmax,d=29.99330=0.007,（,mm,）,ei,=,dmin,d=29.98030=0.020,（,mm,）,轴的公差,Ts=,es,ei,=,（,0.007,）,（,0.020,）,=0.013,（,mm,）,公差带如图,35,所示。,图,35,公差带图,例,3-2,若已知某配合的基本尺寸为,60mm,，配合公差,Tf,=49m,，最大间隙,Xmax,=+19m,，孔的公差,Th,=30m,，轴的下偏差,ei,=+11m,。试画出该配合的尺寸公差带图和配合公差带图。,解：（,1,）求孔和轴的极限偏差,由 得,由,Ts=es-ei,得,由,Xmax=ES-ei,得,（,2,）求最大过盈,由,ES,ei,且,EI,es,可知，此配合为过渡配合。,则由,得,（,3,）画出公差带图，如图,36,所示。,图,3,6,尺寸公差带图和配合公差带图,3.2,极限与配合的国家标准,3.2.1,基准制,1,基孔制,如图,3-7,（,a,）所示。在基孔制配合中，孔称为基准孔，基本偏差代号为,H,，其公差带在零线上方，基本偏差为下偏差，且下偏差,EI=0,2,基轴制,如图,3-7,（,b,）所示。在基轴制配合中，轴称为基准轴，基本偏差代号为,h,，其公差带在零线下方，基本偏差为上偏差，且上偏差,es,=0,。,（,a,）基孔制,(b),基轴制,图,3-7,配合制,3.2.2,标准公差系列,1.,标准公差因子,对于基本尺寸,500mm,，,IT5,IT18,的公差单位的计算公式如下：,D500mm,500D3150mm,式中，,a,为公差等级系数；,i,（,I,）为标准公差因子,（单位为,m,）；,D,为基本尺寸段的几何平均值（单位为,mm,）。,2,公差等级及其代号,国家标准中设置了,20,个公差等级，其代号依次为,IT01,，,IT0,，,IT1,，,，,IT18,，其中,IT01,精度最高,其余依次降低。,3,基本尺寸分段,常用尺寸（,500mm,）的尺寸分为,13,个尺寸段,3.2.3,基本偏差系列,1,基本偏差代号及其特点,国家标准对孔和轴各规定了,28,种基本偏差，其代号用一个或两个拉丁字母表示，其中孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。如图,3-8,所示。,图,3,8,基本偏差系列,对于孔,：代号,A,H,的基本偏差为下偏差,EI,，除,H,基本,偏差为零外，其余均为正值，代号,J,ZC,的基本偏差为,上偏差,ES,，除,JKMN,外，其余皆为负值。,对于轴,：代号,a,h,的基本偏差为上偏差,es,，除,h,基本偏差,为零外，其余均为负值；代号,j,zc,的基本偏差为下偏,差,ei,，除,j,和,k,外，其余皆为负值。,基本偏差是靠近零线的那个极限偏差，而另一个极限,偏差的数值可由基本偏差和标准公差,按下列公式计算：,基本偏差为下偏差时，另一极限偏差：,ES=,EI+Th,es,=,ei+Ts,基本偏差为上偏差时，另一极限偏差：,EI=ES,Th,ei,=,es,Ts,3.2.4,极限与配合在图样上的标注,1.,零件图中尺寸公差带的标注如图,3-9,所示,2.,装配图中配合的三种标注方法,如图,3-10,所示,图,3-10,配合的标注方法,图,3-9,零件图的标注方法,例,3-3,试用查表法确定,孔和轴的极限偏差，计算两种配合的极限过盈，并画出公差带图。,解（,1,）查表确定孔和轴的标准公差，查表得：,IT7=21m,，,IT6=13m,（,2,）查表确定孔和轴的基本偏差,孔：查表，,H,的基本偏差,EI=0m,，,S,的基本偏差,ES=-35+=-35+8=-27m,轴：查表，,h,的基本偏差,es,=0m,，,s,的基本偏差,ei,=+35m,。,（,3,）计算孔和轴的另一个极限偏差,孔：,H7,的另一个极限偏差,ES=EI+IT7=,（,0+21,）,m,=+21m,，,S7,的另一个极限偏差,EI=ES-IT7=(-27-21),m,=-48m,。,轴：,h6,的另一个极限偏差,ei,=es-IT6=(013),m,=-13m,，,S6,的另一个极限偏差,es,=ei+IT6=(+35+13),m,=+48m,。,（,4,）计算极限过盈,通过计算，可知两种配合的极限过盈相同，所以,的配合性质相同。,（,5,）标出极限偏差,（,6,）画出公差带图，如图,3-11,所示。,图,3-11,公差带图,3.2.5,国标中规定的公差带与配合,1.,优先、常用和一般用途公差带,图,3-12,列出了轴的一般公差带,119,种，其中，常用公差带（方框内的）,59,种，优先公差带（圆圈中）,13,种。,图,3-12,一般、常用和优先的轴公差带,图,3-13,列出了孔的一般公差带,105,种，常用公差带,（方框内的）,44,种，优先公差带（圆圈中）,13,种。,选用公差带时，应按优先、常用、一般公差带的顺,序选取。,图,3-13,一般、常用和优先的孔公差带,在此基础上，标准又规定了基孔制常用配合,59,种，,优先配合（方框内的）,13,种，见表,3-1,。基轴制的常用,配合,47,种，优先配合（方框内的）,13,种，见表,3-2,。,表,3-1,基孔制优先、常用配合,表,3-2,基轴制优先、常用配合,3.3.1,基准制的选择,1.,一般情况下优先选用基孔制配合,2.,在某些情况下应选用基轴制,3.,与标准件配合时应按标准件确定,4.,特殊需要时采用非基准制配合,3.3.2,公差等级的选择,选择公差等级的原则是，在满足使用性能的前提下，尽量选取较低的公差等级。,3.3,极限与配合的选择,3.3.3,配合种类的选择,1.,配合种类的选择，如表,3-3,所示。,无相对运动,需传递力矩,精确定心,不可拆卸,过盈配合,可拆卸,过渡配合或基本偏差为,H,（,h,）,的间隙配合加键、销紧固件,不需精确定心,间隙配合加键、销紧固件,不需传递力矩,过渡配合或过盈较小的过盈配合,有相对运动,缓慢转动或移动,基本偏差为,H,（,h,）、,G,（,g,）等过盈配合,转动、移动或复合运动,基本偏差为,A,F,（,a,f,）,等间隙配合,表,3-3,配合种类的选择,2.,配合种类选择的方法,配合种类的选择方法有三种：计算法、试验法和类比法。,3.,用类比法选择配合时应考虑的因素,（,1,）受载荷情况,（,2,）孔和轴的定心精度要求,（,3,）拆装情况,（,4,）配合件的结合长度和形位误差,（,5,）孔和轴工作时的温度影响,（,6,）装配变性的影响,（,7,）生产类型,4.,选用实例,例,3-6,某配合的基本尺寸为,50mm,，要求间隙在,0.022,0.066mm,之间，试确定此配合的孔和轴的公差带和配合代号。,解：（,1,）选择基准制 由于没有特殊要求，所以应优先选用基孔制，即孔的基本偏差代号为,H,，,EI=0,（,2,）确定孔、轴的公差等级 由已知给定条件可知，此孔、轴的配合为间隙配合，其允许的配合公差为,因为，,假设孔与轴为同级配合，则,查表,3-2,可知，,0.022mm,介于,IT6=0.016mm,和,IT7=0.025mm,之间，而在这个公差等级范围内，国家标准要求孔比轴低一级配合，于是取孔的公差等级为,IT7,，轴的公差等级为,IT6,IT6+IT7=0.016mm+0.025mm=0.041mmTf,（,3,）确定轴的基本偏差代号 由于采用的是基孔制配合，则孔的基本偏差代号为,H7,，孔的基本偏差为,EI=0,，孔的另一个极限偏差为,ES=EI+IT7=0+0.025=+0.025mm,，所以孔的公差带为,因为是间隙配合，,Xmin,=EI-,es,=0-es=0.022mm,，所以,es,=-0.022mm,。查表,3,3,，取轴的基本偏差,es,=-0.025mm,，则,ei,=es-IT6=,（,-0.025-0.016,）,mm=-0.041mm,，所以轴的公差带为,（,4,）选择的配合为,（,5,）验算,Xmax=ES,ei=(+0.025),(,0.041)mm=0.066mm,Xmin=EI,es=0,(,0.025)mm=0.025mm,故间隙在,0.022,0.066mm,之间，设计结果满足使用要求。,本章小结,本章主要讲述了以下内容：,1,极限与配合的基本术语及定义,（,1,）孔和轴,（,2,）尺寸、基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸,（,3,）偏差、公差、公差带,（,4,）间隙配合、过渡配合、过盈配合,2,极限与配合的国家标准,（,1,）基孔制和基轴制,（,2,）标准公差系列和基本偏差系列,（,3,）公差带代号和配合代号,（,4,）极限与配合在图样上的标注,（,5,）优先和常用配合,3,极限与配合的选择,（,1,）基准制的选择,（,2,）公差等级的选择,（,3,）配合种类的选择,