第二章极限及配合的选用.ppt

第3章 机械精度设计基础标准的应用  3.2 极限与配合的应用 零件几何的精度设计 几何精度基础标准的应用主要是解决零件几何精度的设计，它是机械设计与制造中至关重要的一环，极限与配合的选用是否恰当，对机械的使用性能和制造成本有着很大的影响。极限与配合的选用包括： 基准制的选用 公差等级的选用 配合种类的选用 3.2.1基准制的选用 基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足要求的，用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能满足使用要求。如：H7/k6与K7/h6的配合性质基本相同，称为“同名配合”。所以，配合制的选择与功能要求无关，主要考虑加工的经济性和结构的合理性。 从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同；从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：对于中小尺寸的配合，应尽量采用基孔制配合。 基轴制的选用场合 用冷拉光轴作轴时。冷拉圆型材，其尺寸公差可达IT7～IT9，能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求，在这种情况下采用基轴制，可免去轴的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性质的配合。 结构上的需要，例如活塞销与活塞及连杆衬套的配合。活塞销的两端与活塞的配合要求为过渡配合，活塞销与连杆小头衬套孔的配合要求为间隙配合，实现上述两种配合可以按基孔制，也可按基轴制，但考虑工艺的经济性和结构的合理性，显然采用基轴制较为有利 例如活塞销与活塞及连杆衬套的配合 基轴制的应用 采用标准件时。滚动轴承为标准件，它的内圈与轴颈配合无疑应是基孔制，而外圈与外壳孔的配合应是基轴制。 非基准制的应用 在实际生产中，由于结构或某些特殊的需要，允许采用非配合制配合。即非基准孔和非基准轴配合，如：当机构中出现一个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）配合时，其中肯定会有一个非配合制配合。如图所示，箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由于滚动轴承是标准件，它与箱体孔的配合选用基轴制配合，箱体孔的公差带代号为J7，箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合J7/f9 ，既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位，还有利于降低成本。 非基准制的应用 3.2.2公差等级的选择原则 公差等级的选择的实质就是尺寸制造精度的确定，尺寸的精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质量有关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。因此，公差等级选择的基本原则是：在满足使用性能的前提下，尽量选择较低的精度等级。采用计算法选择公差等级的依据是： [例3—1] 有一对滑动轴承，它们的基本尺寸为φ30mm，根据使用要求应保证：Xmin ≥ +0.020mm，Xmax ≤ +0.080mm，试确定此机构中孔、轴的公差等级。 解：配合公差Tf =│Xmax - Xmin│=│0.080–0.020│= 0.060mm。由 表2-2查得：当d 18-30mm时，IT7=0.021mm，IT8=0.033mm。由此，可选孔为8级，轴为7级，它们的配合公差 Tf = 0.033+0.021=0.0540.060mm 公差与成本的关系 公差等级与应用情况之间的关系 公差等级与加工方法之间的关系 公差等级与加工方法之间的关系 配合IT5至IT13级的应用（尺寸≤５００mm） 采用类比法选择公差等级时应考虑 的问题 （1）应遵循工艺等价的原则，即相互结合的零件，其加工的难易程度应基本相当。根据这一原则，对于基本尺寸≤500mm的，当公差等级在IT8以上时，标准推荐孔比轴低一级，如：H8/m7，K7/h6；当公差等级在IT8以下时，标准推荐孔与轴同级，如：H9/h9，D9/h9，IT8属于临界值，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一级的轴配合，如：H8/f8，H8/k7。对于基本尺寸＞500mm的，一般采用孔、轴同级配合。 （2）相配合的零、部件的精度应相匹配。如：与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约；与滚动轴承相配合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相匹配。 采用类比法选择公差等级时应考虑 的问题 （续） （3）过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低。一般孔的公差等级应不低于IT8级，轴的不低于IT7级。这是因为公差等级过低，使过盈配合的最大过盈过大，材料容易受到损坏；使过渡配合不能保证相配的孔、轴既装卸方便又能实现定心的要求；