孔、軸公差與配合

1、第三章第三章 孔、軸公差與配合孔、軸公差與配合目的要求目的要求 了解孔軸公差與配合的基本術(shù)語(yǔ)及定義，掌握標(biāo)準(zhǔn)公差與基本偏差的確定方法，學(xué)會(huì)尺寸公差的標(biāo)注與配合的選擇。 重點(diǎn)重點(diǎn) 1、有關(guān)孔軸的廣義定義； 2、基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差的定義和選擇； 3、孔軸公差帶圖的畫(huà)法； 4、常用孔軸配合的選擇及標(biāo)注；難點(diǎn)難點(diǎn) 1、基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差的定義和選擇； 2、常用孔軸配合的選擇及標(biāo)注；一、有關(guān)孔和軸的定義一、有關(guān)孔和軸的定義 1、孔（廣義）：具有單一尺寸的內(nèi)表面 2、軸（廣義） ：具有單一尺寸的外表面 1 基本術(shù)語(yǔ)及其定義基本術(shù)語(yǔ)及其定義二、有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)及定義二、有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)及定義 設(shè)計(jì)圖樣上的尺寸標(biāo)

2、注 1、線性尺寸：兩點(diǎn)間的直線距離 2、基本尺寸： 孔-D 軸-d 3、極限尺寸：允許尺寸變化的兩各界限值。 孔 軸 最大極限尺寸 Dmax dmax 最小極限尺寸 Dmin dmin 4、實(shí)際尺寸：在零件上實(shí)際測(cè)量的尺寸。 Da 故實(shí)際尺寸只能用測(cè)量尺寸代替三、有關(guān)偏差和公差的術(shù)語(yǔ)及定義三、有關(guān)偏差和公差的術(shù)語(yǔ)及定義1、 尺寸偏差 ： 某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差。 說(shuō)明：偏差可為正、負(fù)、零 實(shí)際尺寸（Da）-基本尺寸（D）=實(shí)際偏差（Ea）零件合格的條件：實(shí)際偏差在極限偏差范圍內(nèi)。ei EI es ES )(-minmax下偏差上偏差極限偏差基本尺寸極限尺寸DDD 2、尺寸公差： Th

3、 Ts 定義：允許尺寸的變動(dòng)量 1000.14mm ，變動(dòng)量為0.28 計(jì)算： Th=Dmax-Dmin=ES-EI Ts=dmax-dmin=es-ei 說(shuō)明：公差值為正值 公差大小反映零件加工的難易程度， 尺寸的精確程度。 3、公差帶示意圖及公差帶 為清晰表達(dá)一批軸和孔的公差與配合，引入公差帶圖。不畫(huà)孔、軸的結(jié)構(gòu)，只畫(huà)放大了的孔、軸公差帶。例如：畫(huà)尺寸公差帶圖：軸25f6 孔25H7020. 0033. 0021. 00-33+0-+21-2025mm 四、有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)、定義四、有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)、定義 1、配合：基本尺寸相同的互相結(jié)合的孔與軸公差帶之間關(guān)系。 配合性質(zhì)：孔與軸裝配后的松緊程

4、度 2、間隙、過(guò)盈 孔-軸=正（間隙 X）、負(fù)（過(guò)盈 Y） 3、配合的分類(lèi) 可分為三大類(lèi) 1）間隙配合 定義：一定具有間隙的配合，間隙配 合的三個(gè)特征值： Xmax=Dmax- dmin=ES-ei Xmin=Dmin- dmax=EI-es Xav= (Xmax + Xmin )/2 例1：計(jì)算25H7（ ）與25f6（ ） 的三個(gè)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 ）=+0.037021. 00020. 0033

5、. 0 2） 過(guò)盈配合定義：一定具有過(guò)盈的配合過(guò)盈配合的三個(gè)特征值Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiYav= （ Ymax + Ymin ）/2 3）過(guò)渡配合 定義：可能具有間隙或過(guò)盈的配合 過(guò)渡配合的三個(gè)特征值： Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Ymax=Dmin-dmax=EI-es Xav 或Yav = （Xmax + Ymax）/2 4）配合公差 定義：允許間隙或過(guò)盈的變動(dòng)量（大小表示裝配 精度） 間隙配合：Tf= |Xmax - Xmin | 過(guò)盈配合： Tf = | Ymin - Ymax | 過(guò)渡配合： Tf = | Xma

6、x -Ymax | Tf=|(ES-ei)-(es-EI)|=|(ES-EI)+(es-ei)|= Th+Ts 4、配合制 1）非基準(zhǔn)制 例如：減速箱體軸承端蓋與外殼孔的配合2)基準(zhǔn)制基準(zhǔn)制 三種配合最基本的區(qū)別：孔軸公差帶的相對(duì)位置不同即孔軸公差帶位置相對(duì)移動(dòng)，就可獲得不同的配合。 (1)基孔制：孔公差帶位置固定，改變軸公差帶位置而 得到不同的配合性質(zhì)的一 種制度。 基孔制中孔為基準(zhǔn)孔 EI=0 (2)基軸制：軸公差帶位置固定，改變孔公差帶位置而 得到不同的配合性質(zhì)的一種制度。基軸制中軸為基準(zhǔn)軸 es=0 說(shuō)明：基孔制和基軸制是兩個(gè)等效的配合制度，但 實(shí)際應(yīng)用中有所區(qū)別。 一、孔、軸標(biāo)準(zhǔn)公差

7、系列、孔、軸標(biāo)準(zhǔn)公差系列 1、標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)及其代號(hào)：確定尺寸精確程度的等級(jí)。 國(guó)標(biāo)設(shè)置了20個(gè)公差等級(jí)，代號(hào)為： IT01、IT0、IT1、IT2、 IT10 IT17、IT18 最高 最低 2、標(biāo)準(zhǔn)公差因子 3、標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值的計(jì)算 2 常用尺寸孔軸常用尺寸孔軸極限與配合極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成成)(001.045.03mDDiiaIT 4、 尺寸分段 為簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)公差表，標(biāo)準(zhǔn)公差按尺寸分段來(lái)確定。實(shí)際應(yīng)用時(shí)公差值一般通過(guò)查表確定。二、孔、軸基本偏差系列二、孔、軸基本偏差系列 1、基本偏差的定義 用來(lái)確定公差帶相對(duì)零線位置的偏差，一般靠近零線的偏差為基本偏差。 2、基本偏差的代號(hào) 國(guó)

8、標(biāo)規(guī)定了28個(gè)基本偏差，大寫(xiě)表示孔，小寫(xiě)表示軸。 由圖115，認(rèn)識(shí)28個(gè)基本偏差代號(hào)。末首DDDj 3、 軸的基本偏差系列 （基孔制H：EI=0時(shí)） 間隙配合：a-h- 基本偏差為上偏差 es 其中a-g的es為負(fù)，并依次增大 h的基本偏差es=0 是基軸制的標(biāo)志 過(guò)渡配合：js、j、k、m、n-基本偏差為下偏差ei 其中js的基本偏差為IT/2，公差帶對(duì)零線 對(duì)稱(chēng)公布，其它依次增大 過(guò)盈配合: p-zc-基本偏差為下偏差ei 數(shù)值為正，并依次增大 4、孔的 基本偏差系列 （基軸制h：es=0） 間隙配合：A-H- 基本偏差為下偏差 EI 其中A-G的EI為正，并依次減小 H的基本偏差EI=0

9、 是基孔制的標(biāo)志 過(guò)渡配合：JS、J、K、M、N-基本偏差為上偏差ES 其中JS的基本偏差為IT/2，公差帶對(duì)零線 對(duì)稱(chēng)公布，其它依次減小 過(guò)盈配合: P-Zc-基本偏差為上偏差ES 數(shù)值為負(fù)，并依次減小 5、各種基本偏差形成的配合的特征 （見(jiàn)3 和 4） 6、孔、軸公差代號(hào)與配合代號(hào) 1）孔、軸公差帶代號(hào) 由基本偏差代號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)號(hào)組成，例如： 50H8基本尺寸為50的孔的公差帶代號(hào)； 其中基本偏差代號(hào)為H，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)8級(jí) 25f7基本尺寸為25軸公差帶代號(hào)； 其中基本偏差代號(hào)為f，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)7級(jí)2）孔、軸配合代號(hào) 將相互配合的孔公差帶號(hào)與軸公差帶代號(hào)組合而成，寫(xiě)成分子分母的形式：

10、50H8/f7 7、軸的基本偏差數(shù)值的確定 見(jiàn)P42表3-2 由相應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算得到 類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)公差表，采用尺寸分段計(jì)算、圓整、列表，制作成軸的基本偏差表，以后通過(guò)查表得到（P254 附表3-4）例：確定50a9的極限偏差解：查附表3-4，軸的基本偏差表 得：es=-320m 查附表3-2，標(biāo)準(zhǔn)公差表 得：IT9=62m則另一極限偏差軸的下偏差為：ei=-320-62=-382m8、孔的基本偏差數(shù)值的確定 孔的基本偏差沒(méi)有直接的計(jì)算公式，而是由同名的軸的基本偏差換算而來(lái)。換算時(shí)遵守以下兩個(gè)原則：1.換算原則(倒影關(guān)系):同名配合的配合性質(zhì)相同。即：基孔制的配合（如30H8/f8）變成同名的基軸

11、制的配合（30F8/h8 ）時(shí)，其配合性質(zhì)不變。2.工藝等價(jià)性：在高精度或較高精度的間隙、過(guò)渡和過(guò)盈配合中，一般取孔比軸低一個(gè)級(jí)別。其中：間隙和過(guò)渡配合時(shí)IT8級(jí)為高或較高精度，過(guò)盈配合時(shí)IT 7級(jí)為高精度或較高精度。下面按配合的三種種類(lèi)來(lái)討論：XminXmaxXmaxD+0-Xmin1）間隙配合A-H中孔的基本偏差EI的確定如圖所示：平行移動(dòng)后，基孔制變成了基軸制，根據(jù)倒影關(guān)系有： Xmin=Xmin而 Xmin=0-es=-es Xmin=EI-0=EI 故有: EI=-esYmaxXmax2）過(guò)渡配合JSN中孔的基本偏差ES的確定對(duì)于JS,其公差帶相對(duì)零線對(duì)稱(chēng),基本偏差為T(mén)/2對(duì)于J，由

12、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為其基本偏差；對(duì)于N，IT8級(jí)時(shí)，基本偏差數(shù)值為零；其它K、M、N由倒影關(guān)系換算得到：XmaxD+0-Ymax由倒影關(guān)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+（Th-Ts） 令： =Th-Ts 則有：ES=-ei+ 由工藝等價(jià)性：（1）當(dāng)孔的IT8級(jí)時(shí)，孔軸取同一級(jí)別=0；（2）當(dāng)孔的IT8級(jí)時(shí)，孔比軸低一級(jí)別，0見(jiàn)P256附表3-5，孔的基本偏差表YminYmaxYmaxD+0-Ymin3）過(guò)盈配合P-Zc中孔的基本偏差ES的確定如圖所示：平行移動(dòng)后，基孔

13、制變成了基軸制，由倒影關(guān)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 則有：ES=-ei+ 由工藝等價(jià)性：（1）當(dāng)孔的IT7級(jí)時(shí)，孔軸取同一級(jí)別=0；（2）當(dāng)孔的IT7級(jí)時(shí)，孔比軸低一級(jí)別，0例：將基孔制的配合45H7/t6轉(zhuǎn)換為基軸制配合，并求基本偏差？解：查附表3-2 得 IT7=25m，IT6=16m 查附表3-4得 t的基本偏差ei=+54m 利用倒影關(guān)系轉(zhuǎn)換為基軸制配合為 45T7/h6 T7孔的基本偏差 ES=-ei+（Th-

14、Ts） =-54+9=-45m 查附表3-5得 ES=-54+9=-45m 兩種方法結(jié)果相同。 三、公差與配合在圖樣上的標(biāo)注、公差與配合在圖樣上的標(biāo)注 1、裝配圖上，在基本尺寸后標(biāo)配合代號(hào) 2、零件圖上，在基本尺寸后標(biāo)注公差代號(hào)，有三種標(biāo)注形式：1）代號(hào)標(biāo)注法： 適用于大批量生產(chǎn)2）偏差標(biāo)注法： 適用于小批量生產(chǎn)3）混和標(biāo)注法： 適用于批量未定665 k)( 665021. 0002. 0k)(65021. 0002. 0 五、孔、軸常用公差帶和優(yōu)先、常用配合五、孔、軸常用公差帶和優(yōu)先、常用配合1、孔軸常用公差帶 標(biāo)準(zhǔn)公差20個(gè)等級(jí)，基本偏差28種，應(yīng)當(dāng)共有2028=560種公差帶，國(guó)標(biāo)規(guī)定孔

15、的J用3種，軸j用4種，因此 孔公差帶有543種，軸公差帶有544種為了提高生產(chǎn)效率，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)利用簡(jiǎn)化原理提出了一般、常用、優(yōu)先公差帶：全部一般常用優(yōu)先孔5431054413軸54411659132、孔、軸的優(yōu)先配合和常用配合 在精度要求不高，小批量生產(chǎn)時(shí)可以利用優(yōu)先配合快速設(shè)計(jì)。3 常用尺寸孔、軸公差與配合的選擇常用尺寸孔、軸公差與配合的選擇一、配合的確定一、配合的確定 配合的確定取決于實(shí)際零件運(yùn)動(dòng)特性，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)選擇間隙配合，相對(duì)固定時(shí)選擇過(guò)渡配合，有力的傳遞時(shí)采用過(guò)盈配合。 由：Tf=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax| 只有知道了配合的種類(lèi)，才能得到

16、配合公差，只有得到Tf，才能進(jìn)一步計(jì)算零件參數(shù)。二、參數(shù)的確定二、參數(shù)的確定1、確定公差等級(jí) 公差等級(jí)的確定依據(jù)以下兩個(gè)原則：（1）公差的選擇原則：在滿足使用要求的前提下，選擇的公差應(yīng)當(dāng)盡量大。（首要原則）（2）工藝等價(jià)性原則：在高等級(jí)區(qū)孔比軸低一個(gè)級(jí)別。 （參考原則）依據(jù)以上兩個(gè)原則，根據(jù)前面學(xué)過(guò)的公式： Tf=Th+Ts 配合要求 加工要求由Tf計(jì)算Th和Ts的值，然后由標(biāo)準(zhǔn)公差表反查公差等級(jí) 即：Th=Ts=Tf/2，通過(guò)查表得到的是標(biāo)準(zhǔn)值， 故應(yīng)滿足: TfTh+Ts其中：Tf-由配合要求計(jì)算所得的配合公差2、基準(zhǔn)制的選擇、基準(zhǔn)制的選擇（1）優(yōu)先選用基孔制 ，減少定值刀量具的規(guī)格 數(shù)目

17、，提高經(jīng)濟(jì)效益。（2）基軸制的選用 a、冷拔軸 ； b 、 一軸多配件； c 、軸類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)件（滾動(dòng)軸承）（3）非基準(zhǔn)制的應(yīng)用 由以上原則確定基準(zhǔn)公差帶的極限偏差。3、基本偏差的確定、基本偏差的確定由要求的配合性質(zhì)間隙（或過(guò)盈）確定另一公差帶的基本偏差。4、驗(yàn)算、驗(yàn)算(1)間隙配合合格條件：XmaxXmax XminXmin+0-XmaxXminXmaxXminXY(2)過(guò)渡配合合格條件： XmaxXmax YmaxYmax+0-XmaxYmaxXmaxYmaxXY(3)過(guò)盈配合合格條件：YminYmin YmaxYmax5、畫(huà)出孔、軸公差帶圖、畫(huà)出孔、軸公差帶圖+0-YminYmaxYminYm

18、axXY例：已知孔軸配合的基本尺寸例：已知孔軸配合的基本尺寸D=100mm,要求平要求平均間隙均間隙Xav=+3.5m,最大間隙最大間隙Xmax=+32m,試采試采用基孔制確定孔和軸的公差帶代號(hào)和極限偏差，用基孔制確定孔和軸的公差帶代號(hào)和極限偏差，以及配合公差和配合代號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)公差，并畫(huà)出孔以及配合公差和配合代號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)公差，并畫(huà)出孔軸公差帶圖。軸公差帶圖。解：（1）由Ymax= 2Xav-Xmax =-25m 先假設(shè)孔軸取同級(jí)，則有： Th=Ts=Tf/2=|Xmax-Ymax|/2 =28.5m查表有IT7=35m ，IT6=22m則孔取7級(jí)Th=35m，軸取6級(jí)，Ts=22m。（2）選擇基孔制，則孔為100H7，EI=0m， ES=+35m（3）軸的基本偏差的確定 ei=ES-Xmax=35