范文一：轴承与轴或孔的配合

轴承与轴或孔的配合

配合公差（fit tolerance）是指组成配合的孔、轴公差之和。它是允许间隙或过盈的变动量。 孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。 孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。 孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配合性质。 配合公差的大小＝公差带的大小；配合公差带大小和位置＝配合性质。

[编辑本段]配合公差的等级与公差带

公差等级的选择

与轴承配合的轴或轴承座孔的公差等级与轴承精度有关。与P0级精度轴承配合的轴，其公差等级一般为IT6，轴承座孔一般为IT7。对旋转精度和运转的平稳性有较高要求的场合(如电动机等)，应选择轴为IT5，轴承座孔为IT6。

公差带的选择

当量径向载荷P分成“轻”、“正常”和“重”载荷等几种情况，其与轴承的额定动载荷C之关系为：轻载荷P≤0.06C 正常载荷 0.06C 500～3150mm）：标准规定了常用轴公差带41种，孔公差带31种，没有推荐配合，规定一般采用基孔制

的同级配合。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用基轴制配合。

? 小尺寸段（尺寸至18mm）：主要适用于仪器仪表和钟表工业，国标规定了163种轴公差带和145种孔公差带，标准未指明选用次序，

也未推荐配合。由于小尺寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复杂。

练习

? 下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（过盈）和配合公差。并画出其公差带图。

?50H8/f7 ?30K7/h6 ?30H7/p6

第三次课 常用孔、轴《极限与配合》国家标准的构成

机械产品中，基本尺寸不大于 的尺寸段在生产中应用最广，该尺寸段称为常用尺寸段。

由上一节的内容可知，各种配合是由孔与轴的公差带之间的关系决定的，而孔轴公差带是由它的大小和位置决定的，而公差带大小由标准公差决定，公差带的位置由基本偏差决定。为了使差带的大小和位置标准化，GB/T1800.2-1998规定了标准公差系列与基本偏差系列。

一、标准公差系列

标准公差是为国家标准极限与配合制中所规定的任意公差。它的数值取决于控或轴的标准公差登记和基本尺寸。

1、标准公差等级及其代号

GB/T1800.2-1998将标准公差分为20个等级，它们用符号IT和阿拉伯数字组成的代号表示，分别为IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。其中，IT01等级最高，然后依次降低，IT18最低。而相应的标准公差值依次增大，即IT01公差值最小，IT18公差值最大。注意：

2、标准公差因子

标准公差因子是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差数值系列的基础。

基本尺寸≤500mm的尺寸段，标准公差因子 （μm）

500≤基本尺寸≤3150mm的尺寸段，标准公差因子

式中D为基本尺寸的计算值，

为尺寸分段的两个极限值。

3、标准公差数值的计算

基本尺寸≤500mm的尺寸段，其标准公差数值计算公式见书39页表3-1。

4、基本尺寸分段

根据标准公差计算式来看，每一个基本尺寸都应当有一个相应的公差值。但在实际生产中，基本尺寸很多，会形成一个庞大的公差数值表，反而给生产带来许多困难。实际上，公差等级相同而基本尺寸相近的公差数值差别并不大。如基本尺寸为80mm和90mm的IT6级公差计阒捣直鹞?

φ80：IT6=ai(表3-1 )=10×( )=20.19（μm）

φ90：IT6=ai(表3-1)=10×( )=21.07（μm）

两值仅差0.88μm。

因此，为了简化标准公差数值表格，国标采用了基本尺寸分段的方法。如附表3-2，在同一尺寸段内，按首尾尺寸的几何平均值D代入计算公式中，来计算公差值。对同一尺寸段内的所有基本尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同的标准公差。

二、 基本偏差系列

1、基本偏差定义

用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指最靠近零线的那个偏差。如图3-14。所以，当公差带位于零线上方

时，其基本偏差为下偏差，当公差带位于零线下方时，其基本偏差为上偏差。基本偏差是新国家标准中使公差带位置标准化的唯一指标。

2、基本偏差代号

基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写字母代表孔，小写字母代表轴．在26个字母中，除去易与其他含义混淆的I、L、O、Q、W(i、l、o、q、w)5个字母外，采用21个，再加上用双字母CD、EF、FG、ZA、ZB、ZC、Js、(cd、ef、fg、za，zb、zc、js)表示的7个，共有28个，即孔和轴各有28个基本偏差．其中JS和js在各个公差等级中完全对称，因此，其基本偏基可为上偏差(十IT／2)，也可为下偏差(—1T／2)．

3、基本偏差系列图

基本偏差系列如图所示。

图中公差带的一端是封闭的，它表示基本偏差，可查附表（3-4、3-5）确定其数值。另一端是开口的，它的位置将取决于标准公差等级。

各种基本偏差所形成配合的特征

⑴间隙配合

孔： 基本偏差代号为A—H的孔与基准轴相配形成间隙配合，其基本偏差（封口一端）为EI（可查附表3-5），EI的数值依次减小，其未封口一端为ES，ES=EI+IT。H的基本偏差EI=0。 轴：基本偏差代号为a—h的轴与基准孔相配形成间隙配合，其基本偏差（封口一端）为es（可查附表2-3）， 依次降低，其未封口一端为ei，ei=es-IT。h的基本偏差es =0。

⑵过度配合

js、j、k、m、n（或JS、J、K、M、N）等五种基本偏差与基准孔H（或基准轴h）形成过度配合，基本偏差（封口一端）为ES， 依次增大，其中JS、J、K、M、N未封口一端为EI，EI=ES-IT。其中，JS，J、对称于零线，即ES=IT/2，EI= -IT/2。 js、j、k、m、n j，基本偏差（封口一端）为ei，ei依次增大，其未封口一端为es，es=ei+IT。其中，js对称于零线，即es=IT/2，ei= -IT/2。

⑶过盈配合

p-zc（或P-ZC）等12种基本偏差与基准孔H（或基准轴h）形成过盈配合，其中P-ZC基本偏差（封口一端）为ES， 依次增大，未封口一端为EI，EI=ES-IT。

p-zc，基本偏差（封口一端）为ei，ei依次增大，其未封口一端为es，es=ei+IT。

三、轴的基本偏差的确定

轴的基本偏差数值是以基孔制为基础，根据各种配合要求，经过理论计算、实验或统计分析得到的。

四、孔的基本偏差的确定

老国标：由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一致的，所以，孔的基本偏差不需要另外制定一套计算公式，而是根据同一字母代号轴的基本偏差，按一定的规则换算得来的。见教材42页表3-2轴的基本偏差的计算公式。

换算原则：

（1）基准件与非基准件基本偏差代号不变。即同名代号的孔、轴基本偏差（如E与e、T与t），即配合的性质相同，即两种配合的极限间隙或过盈相同。

（2）在实际生产中，考虑到孔比轴难加工，故在孔、轴的标准公差等级较高时，孔通常与高一级的轴相配。而孔、轴的标准公差等级不高时，则孔与轴采用同级配合。

根据上述换算原则，孔的基本偏差可按以下两种规则换算： 通用规则

在GB / T 1800.3—1998中，孔的基本偏差数值的确定，有了相应的计算公式，不再由轴的基本偏差数值换算而来。即确定同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差的计算公式相同，仅符号相反，因此，两者的基本偏差的绝对值相等，而符号相反。即： EI= -es

或ES= -ei

新国标：

孔、轴基本偏差的关系

一般对于同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对零线是完全对称的。即孔与轴的基本偏差代号相同时，两者的基本偏差

的绝对值相等，而符号相反。

范文三：孔和轴的配合

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第 2章 孔、轴的公差与配合

课前导读 从最简单的光滑圆柱形(即孔与轴)的互换性要求出发,全面介绍《公差与

配合》国家标准。本章是本门课程的核心内容,是学习以后各章的基础。

基础知识 公差与配合的基本术语及定义。

重点知识 《公差与配合》国家标准。

难点知识 公差与配合的选择与应用。

2.1 基本术语及定义

2.1.1 孔和轴

1.孔

孔主要指圆柱形的内表面,也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。

2.轴

轴主要指圆柱形的外表面,也包括其他外表面中由单一尺寸确定的部分。

定义中的“单一尺寸确定的部分” ,是指内、外部表面某一部分的意思。从孔与轴的定 义中可知,孔并不一定是圆柱形的,也可以是非圆柱形的[如图 2-1(a )中的毂槽]。同样, 轴也并不一定是圆柱形的,也可以是非圆柱形的[如图 2-1(b )中的轴槽]。

从装配关系讲,孔是包容面,轴是被包容面。从加工过程来看,随着余量的切除,孔的 尺寸由小变大,轴的尺寸由大变小。从测量方法看,测孔用内卡脚, 测轴用外卡脚, 如图 2-1(c )所示。

图 2-1 孔和轴的区分

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2.1.2 有关尺寸的术语及定义

1.尺寸

尺寸是指用特定单位表示长度值的数值。

长度值包括直径、半径、宽度、深度、高度、中心距等。在机械制造中,一般常用毫米 (mm )作为特定单位,在图样上标注尺寸时,可将单位省略,仅标注数值。当以其他单位表 示尺寸时,则应注明相应的长度单位,如 50 m 。

2.基本尺寸

基本尺寸是由设计时给定的,孔用 D 表示,轴用 d 表示。它是设计者根据使用要求,通 过强度、刚度计算及结构等方面的考虑,并按标准直径或标准长度圆整后所给定的尺寸。

基本尺寸仅表示零件尺寸的基本大小,它并非对完工零件实际尺寸的要求,不能将它理 解为理想尺寸,认为完工零件尺寸越接近基本尺寸就越好。零件尺寸是否合格,要看它是否 落在尺寸公差带之内,而不是看它对基本尺寸偏离多少。故基本尺寸只是计算极限尺寸和偏 差的起始尺寸。

3.极限尺寸

允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸。它以基本尺寸为基数来确定。两个界限值中 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。孔和轴的最大、最小极限尺

寸分别用 D max 、 d max 和 D min 、 d min 表示,如图

2-2所示。

4.实际尺寸

实际尺寸是通过测量所得的尺寸。孔的实

际尺寸用 D a 表示,轴的实际尺寸用 d a 表示。 由于存在测量误差,实际尺寸并非是被测尺寸

的真值,它只是接近真实尺寸的一个随机尺寸。由于零件存在形状误差,所以不同部位的实 际尺寸也不尽相同,因此往往把它称为局部实际尺寸,如图 2-3所示。

图 2-3 实际尺寸

2.1.3 有关偏差、公差的术语及定义

1.尺寸偏差

某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差(简称偏差) 。孔用 E 表示,轴用

e 图 2-2 极限尺寸

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表示。偏差可能为正值或负值,也可为零。

(1)上偏差

最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为上偏差。孔用 ES 表示,轴用 es 表示。

(2)下偏差

最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔用 EI 表示,轴用 ei 表示。 ES=D max ? D es=d max ? d

EI=D min ? D ei=d min ? d (2-1)

偏差值除零外, 前面必须标有正号或负号。 上偏差总是大于下偏差, 如 500.0340.009++,

500.009

0.020--, 300 0.007-, 300.0110 +, 80±0.015。 2.极限偏差

上偏差和下偏差统称为极限偏差。

3.实际偏差

实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。 孔和轴的实际偏差代号分别为 E a 和 e a 。

4.基本偏差

在公差与配合标准中, 确定尺寸公差带相对零线位置的那个极限偏差称为基本偏差。 孔、 轴的基本偏差数值均已标准化, 它可以是上偏差或下偏差, 一般为靠近零线的那个极限偏差。

5.尺寸公差

尺寸公差(简称公差)是最大极限尺寸与最小极限尺寸之差,它是允许尺寸的变动量。 尺寸公差是一个没有符号的绝对值。若孔的公差用 T D 表示,轴的公差用 T d 表示,其关系为 max min ==ES EI D T D D --

(2-2) max min ==es ei d T d d -- (2-3)

6.标准公差

公差与配合国家标准中所规定的用以确定公差带大小的任一公差值称为标准公差。

7.公差带图

表示零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围,叫做尺寸公差带。公差带的图解方 式称为公差带图,如图 2-4所示。公差带图由零线、极限偏差线等构成。

图 2-4 公差带图

(1)零线

公差带图中用于确定极限偏差的一条基准线即零偏差线,表示基本尺寸。位于零线上

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方的极限偏差值为正数;位于零线下方的极限偏差值为负数;当与零线重合时,表示偏差 为零。

(2)偏差线

公差带图中与零线平行的直线即偏差线, 用于表示上、 下偏差,

亦称为上、下偏差线。其间的宽度表示公差带的大小,即公差值。

公差带相对零线的位置由基本偏差确定。公差带图的实例画法如图

2-5所示。 8.公差与极限偏差的异同点说明

公差与极限偏差是两个极为重要的概念, 《公差与配合》国家标准就是通过对这两个公 差带组成要素(实际上是公差与基本偏差)的标准化,从而形成了标准公差系列与基本偏差 系列。公差与极限偏差既有区别又有联系,搞清这两个概念对于正确理解《公差与配合》国 家标准有帮助,现简单归纳如下。

(1)两者都是由设计给定的,反映了使用或设计要求。

(2)公差是绝对值,且不能为零;极限偏差是代数值,可以为正值、负值或零。

(3)公差反映了对尺寸分布的密集、均匀程度的要求,是用以限制尺寸误差的;极限偏 差表示对尺寸偏移程度的要求,是用以限制实际偏差的。

(4)极限偏差决定了加工零件时机床进刀、退刀位置,一般与零件加工精度要求无关, 通常任何机床可加工任一极限偏差的零件;公差反映对制造精度的要求,体现了加工的难易 程度。某一精度等级的机床只能够加工公差值在某一范围内的零件。

(5)极限偏差在公差带图中限定公差带的位置,影响孔轴结合的松紧程度;公差值表示 公差带的大小,影响配合松紧的均匀程度(或配合精确程度) 。

2.1.4 有关配合的术语及定义

1.配合

配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

2.间隙或过盈

在轴与孔的配合中,孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差,当差值为正时称为间隙,用 X 表示;当差值为负时称为过盈,用 Y 表示。

3.配合种类

按配合性质不同,配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合 3种,如图 2-6所示。

4.间隙配合

具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合称为间隙配合。在间隙配合中,孔的公差带在 轴的公差带之上,如图 2-7所示。

当孔为最大极限尺寸而轴为最小极限尺寸时,装配后得到最大间隙(X max ) ;当孔为最小 极限尺寸而轴为最大极限尺寸时,装配后得到最小间隙(X min ) 。

最大间隙:

X max =D max ? d min =ES?ei (2-4)

最小间隙:

X min =D min ? d max =EI? es (2-5)

图 2-5 公差带图的实例画法

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图 2-6 配合种类

图 2-7 间隙配合

最大间隙与最小间隙统称为极限间隙,它们表示间隙配合中允许间隙变动的两个界限 值。在正常生产中,两者出现的机会很少。间隙配合的平均松紧程度称为平均间隙(X av ) 。

平均间隙:

X av =12

(X max +X min ) (2-6) 5.过盈配合

具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合称为过盈配合。在过盈配合中,孔的公差带在 轴的公差带之下,如图 2-8所示。

图 2-8 过盈配合

当孔为最小极限尺寸而轴为最大极限尺寸时,装配后得到最大过盈(Y max ) ;当孔为最大 极限尺寸而轴为最小极限尺寸时,装配后得到最小过盈(Y min ) 。

最大过盈:

Y max =D min ? d max =EI? es (2-7) 最小过盈:

Y min =D max? d min=ES?ei (2-8) 最大过盈和最小过盈统称为极限过盈,它们表示过盈配合中允许过盈的两个界限值。在 正常的生产中,两者出现的机会很少。平均过盈(Y av )为最大过盈与最小过盈的平均值。 平均过盈:

Y av = 1

2

(Y max +Y min ) (2-9)

6.过渡配合

可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合(对于孔、轴群体而言。若单对孔、轴配合则 无过渡之说) 。此时,孔的公差带与轴的公差带相互交叠,如图 2-9所示。

图 2-9 过渡配合

当孔为最大极限尺寸而轴为最小极限尺寸时,装配后得到最大间隙(X max ) ;当孔为最小 极限尺寸而轴为最大极限尺寸时,装配后得到最大过盈(Y max ) 。

最大间隙:

X max =D max ? d min =ES?ei (2-10) 最大过盈:

Y max =D min ? d max =EI? es (2-11) 在过渡配合中,平均间隙或平均过盈为最大间隙与最大过盈的平均值,所得值为正,则 为平均间隙;若为负,则为平均过盈。

X av (Y av ) = 1

2

(X max +Y max ) (2-12)

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7.配合公差

允许间隙或过盈的变动量称为配合公差,它表明配合松紧程度的变化范围。配合公差用 T f 表示,是一个没有符号的绝对值。

对间隙配合:

T f =|X max ? X min |

对过盈配合:

T f =|Y min ? Y max |

对过渡配合:

T f = |X max ? Y max |(2-13) 在式(2-13)中,把最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴的极限尺寸或偏差带入,可得 3种配合的配合公差都为

T f = T D +T d (2-14) 式(2-14)表明配合件的装配精度与零件的加工精度有关,要提高装配精度,使配合后 间隙或过盈的变动量小,则应减小零件的公差,提高零件的加工精度。

用直角坐标表示出相配合的孔和轴的间隙或过盈的变动范围的图形,叫做配合公差带 图,如表 2-1中最下栏内所示。

间隙配合、过盈配合和过渡配合的计算实例如表 2-1所示。

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公差配合与检测技术

– 16 – 度的要求往往不同, 为了满足生产的需要, 国家标准设置了 20个公差等级, 各级标准公差的 代号为 IT01, IT0, IT1, IT2,?, IT18,其中 IT01精度最高,其余代号精度依次降低,标 准公差值依次增大。

在尺寸≤ 500mm 的常用尺寸范围内,各级标准公差计算公式如表 2-2所示。由表 2-2可 知,常用公差等级 IT5~IT18,其计算公式可归纳为

IT= a ×i (2-16) 式中, a —— 公差等级系数,符合 R5优先数系。

3.尺寸分段

由标准公差的计算公式可知,对应每一个基本尺寸和公差等级就可计算出一个相应的公 差值,这样编制的公差表格将非常庞大,给生产、设计带来麻烦,同时也不利于公差值的标 准化、系列化。为了减少标准公差的数目、统一公差值、简化公差表格以便于实际应用,国 家标准对基本尺寸进行了分段, 对同一个尺寸段内的所有基本尺寸, 在相同公差等级情况下, 规定相同的标准公差。

在计算标准公差和基本偏差时, 公差单位算式中 D 取尺寸段首尾两个尺寸的几何平均值。

例如对 30~50mm 尺寸段, D 38.73mm 。凡属于这一尺寸段的任一基本尺寸,其 标准公差均以 D =38.73mm进行计算。实践证明,这样计算的公差值差别不大,有利于生产 应用,极大地简化了公差表格。

标准公差数值如表 2-3所示。

公差配合与检测技术 – 20–

– 23 –

【 例 2-1】 查表确定 φ 35j6、 φ 72K8、 φ 90R7的基本偏差与另一极限偏差。

解:

φ 35j6:查表 2-3, IT6时, T d = 16μm ;

查表 2-4, ei = ?5μm ,则 es = ei + T d = 11μm ,

即 φ 35j6→ φ 35mm 。

φ 72K8:查表 2-3, IT8时, T D = 46μm ;

查表 2-5, ES= ? 2μm +? = (? 2+16)μm=14μm ,

EI = ES ? T D = (14? 46) μm = ? 32μm ,

即 φ 72K8→ φ 72mm 。

φ 90R7:查表 2-3, IT7时, T D =35μm ;

查表 2-5, ES = ? 51μm +?=(? 51+13)μm = ? 38μm ,

EI =ES ? T D = (? 38? 35) μm= ? 73μm ,

即 φ 90R7→ φ 900.0380.073--mm 。

各种基本偏差的应用说明如表 2-6所示。

表 2-6

各种基本偏差的应用说明

续表

2.2.4 公差与配合在图样上的标注

1.公差带代号与配合代号

孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成。例如:H7、 F7、 K7、 P6等 为孔的公差带代号; h7、 g6、 m6、 r7等为轴的公差带代号。

当孔和轴组成配合时,配合代号写成分数形式,分子为孔的公差带代号,分母为轴的 公差代号,如 或 H7/g6。如指某基本尺寸的配合,则基本尺寸标在配合代号之前,如

30H7/g6。

2.图样中尺寸公差的标注形式

零件图中尺寸公差有 3种标注形式,如图 2-14所示。

图 2-14 零件图中尺寸公差的标注

(1)标注基本尺寸和公差带代号

如图 2-14(a )所示,此种标注适用于大批量生产的产品零件。

(2)标注基本尺寸和极限偏差值

如图 2-14(b )所示,此种标注一般在单件或小批生产的产品零件图样上采用,应用较

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公差配合与检测技术

– 26– 图 2-17 一般、常用和优先孔公差带

表 2-7 基孔制优先、常用配合 (GB/T 1801— 1999)

注:1.

n5

、 在基本尺寸小于或等于 3mm 和 在基本尺寸小于或等于 100mm 时,为过渡配合。 2.带 的配合为优先配合

公差配合与检测技术

不注出极限偏差。只有当要素的功能允许一个比一般公差更大的公差,且采用该公差比一般 公差更为经济时,其相应的极限偏差要在尺寸后注出。

采用 GB/T 1804— 2000规定的一般公差,在图样、技术文件或标准中用该标准号和公差 等级符号表示。例如,当选用中等级 m 时,表示为 GB/T 1804— m 。

一般公差的线性尺寸是在车间加工精度保证的情况下加工出来的,一般可以不用检验。 2.2.7 标准温度

标准规定的公差与配合的有关数值均为标准温度 20℃时的数值。 为什么要规定标准温度 呢?这是因为物体具有热胀冷缩的性质,温度的变化(特别是温度显著变化)对零件尺寸会 有一定的影响,一个零件在某一温度条件下测量时合格,而在另一温度条件下测量其尺寸可 能不合格 (这对精度高的零件尤为显著) , 所以, 国标明确规定了一个统一的温度标准, 即标 准温度 20℃。当使用条件偏离标准温度而影响工作性能时,应予以修正。其计算公式为 ?X =D [αH (t H ? 20) ? αs (t s ? 20)]

式中, αH 、 αs —— 孔、轴材料线膨胀系数;

tH 、 t s —— 孔、轴工作温度。

2.2.8 公差表格

为便于使用, 标准根据表 2-3~表 2-5将一般、 常用、 优先公差带的上下偏差一一查算出 来,列成表格,供直接查用,见附录中附表 1和附表 2。

2.3 公差与配合的选择

公差与配合的选择主要是基准制、公差等级和配合种类的选择。

公差配合的选择一般有 3种方法:类比法、计算法和试验法。类比法就是通过对类似机 器和零部件进行调查研究、分析对比后,根据前人的经验教训来选取公差与配合。这是目前 应用最多、也是最主要的一种方法。计算法是按照一定的理论和公式来确定需要的间隙或过 盈。这种方法虽然麻烦,但比较科学,只是有时将条件理论化、简单化了,使得计算结果不 完全符合实际。试验法是通过试验或统计分析来确定间隙或过盈。这种方法合理、可靠,只 是代价较高,因而只用于重要产品的重要配合处。

本节讨论公差配合的选择,主要采用类比法。

2.3.1 基准制的选择

基准制的选择主要考虑结构的工艺性及加工的经济性,一般原则如下。

1.一般情况下优先选用基孔制

优先选用基孔制,这主要是从工艺性和经济性来考虑的。孔通常用定值刀具(如钻头、 铰刀、拉刀等)加工,用极限量规(塞规)检验。当孔的基本尺寸和公差等级相同而基本偏 差改变时, 就需要更换刀具、 量具。 而一种规格的磨轮或车刀, 可以加工不同基本偏差的轴, 轴还可以用通用量具进行测量。所以,为了减少定值刀具、量具的规格和数量,利于生产,

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公差配合与检测技术

一个位于 J7下方的公差带, 以形成所要求的间隙配合。 考虑到端盖的性能要求和加工的经济 性,采用 f9的公差带,最后确定端盖与轴承座孔之间的配合为 110J7/f9。

2.3.2 公差等级的选择

正确合理地选择公差等级,就是需要处理好零件的使用要求与制造工艺和成本之间的关 系。 选择公差等级的基本原则是, 在满足零件使用要求的前提下, 尽量选取较低的公差等级。 公差等级的选择常采用类比法,即参考从生产实践中总结出来的经验资料,联系待定零 件的工艺、配合和结构等特点,经分析后再确定公差等级。其一般过程如下。

(1)了解各个公差等级的应用范围。可参考表 2-10和附录中的附表 3。

表 2-10 公差等级的应用

(2)掌握配合尺寸公差等级的应用情况。可参考表 2-11。

表 2-11 配合尺寸公差等级的应用

(3) 熟悉各种工艺方法的加工精度。公差等级与加工方法的关系如表 2-12所示。 要慎重 选择使用高精度公差等级,否则会使加工成本急剧增加。

表 2-12 各种加工方法可能达到的公差等级

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第 2章 孔、轴的公差与配合

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表 2-16

尺寸至 500mm 常用和优先过渡配合的特征及应用

注:① H6n5、 当基本尺寸大于 3mm 和 当基本尺寸大于 100mm 时,为过盈配合。

② 带 的配合为优先配合。

表 2-17

尺寸至 500mm 常用和优先过盈配合的特征及应用 注:① n5、 当基本尺寸小于等于 3mm 和 当基本尺寸小于等于 100mm 时,为过渡配合。

② 带 的配合为优先配合。

归纳起来,间隙配合的选择主要看运动的速度、承受载荷、定心要求和润滑要求。相对 运动速度高,工作温度高,则间隙应选大一些;相对运动速度低,如一般只作低速的相对运

公差配合与检测技术

– 38 –

③ 钻套内孔因要引导钻头进给,既要保证一定的导向精

度,又要防止间隙过小而被卡住,故选择适中间隙为宜。参见

表 2-15,本例选为 φ 7F7。

【 例 2-4】 图 2-23所示为发动机中的铝制活塞在钢制汽缸

孔内高速往复运动,其工作间隙要求为 80~220μm 。工作时,

汽缸的温度 t H =110℃,活塞的温度 t s =180℃。汽缸材料的线膨

胀系数 αH =12×10? 6/K,活塞材料的线膨胀系数 αs =24×10? 6/K,

已知活塞与汽缸的基本尺寸为 φ 80mm , 试确定活塞与汽缸孔的

尺寸偏差。

解:(1)确定基准制 由题意可知,无特殊要求,优先选用基孔制。

(2)确定孔、轴公差等级

由于 T f = X max ? X min = (220?80) μm=140μm

又因为 T f = T D +T d =140μm

按 T D = T d =T f /2=70μm (估计值)

查表 2-3可知: IT8 = 46μm , IT9=74μm

考虑工艺等价性,所以选取汽缸孔 T D =IT9=74μm , T d =IT8=46μm 。

同时验算: T f '=IT9+IT8=120μm

因为 T' f

) 。 (3)确定轴的尺寸偏差

由公式 X min =EI? es

求得:

es =EI? X min = ? 80μm

查表 2-4可知轴的基本偏差数值(es= ? 80μm )在 e (es= ?60μm )和 d (es= ?100μm ) 之间。

为了确保工作时不因间隙偏小导致磨损,所以非基准件轴的代号暂定为 φ 80d8 (

) 。

(4)计算热变形所引起的间隙变化量

?X =D [αH (t H ? t ) ? αs (t s ? t )]

= 80×[12×10? 6×(110? 20) ? 24×10? 6×(180? 20)] = ? 0.22mm = ? 220μm

以上计算结果为负值,说明工作间隙因受热变形而减小。为了补偿热变形,必须在轴的 上、下偏差中加入补偿值 ?X ,即

es '= es+?X = (?80?220) = ?300μm

ei '= ei+?X = (?126?220) = ?346μm

(5)计算汽缸孔与活塞的尺寸偏差

汽缸: φ 800.0740+mm 活塞: φ 80mm

图 2-23 活塞与汽缸孔的配合

范文四：【doc】机械稳定运转时轴与孔的配合间隙

机械稳定运转时轴与孔的配合间隙

机械标准化

机械稳定运转时轴与孔的配合间隙 徐辅仁

以d表示圆柱轴与L配合面直径的基 本尺寸es及ei为图纸上规定的轴直径加 工尺寸的上偏差及下偏差,ES及EI为图 纸一规定的孔直径加工尺寸的上偏差及下偏 差.

在环境温度为T.的轴加工车问温度场 中按图纸加工后的轴直径d1可写成注 dI=03(1)

在环境温度为T的孔加工车间温度场 中按图纸加工后的孔直径D.右写成'注 D2=d(2)

令机械稳定运转时轴零件与孔零件的平 均温度分别为Twj及Tw2洼",轴材料及 孔零件材料的线膨胀系数分别为.及‰ 根据金属物理性质不难列出机械稳定运转时 轴直径dw及L直径Dw2的表达式 dw【=dtlTw1—_T1)ld(3) Dw2=DTw2—T2)2d(4) 综合(1),(2),(3)及(4)式后可写成

d麓'f51

LA

j(Tl—T1)jd

』.E…S+A:~f61

LA2(Tw2一T2?2d

设Dw2舳及D1?2mm分别为Dw2的最 大值及最小值,dw【…及dw【分别为dw 的最大值及最小值.于是,机械稳定运转时 轴与孔的最大问隙X…可写成 …

D

…

一

d【

m

=+ES+?2)一

(d+el+?,)

E1一ei+d[(—22

42

一

(7'一7'](7)

机械稳定运转时轴与L的最小间隙 X可写成

…

D一dl…

=

(d+Ey+?)一(d++?.)

=

E1一es+d[(Tw2一T22

一

(7'一7'](8)

设Tj=T2Tw1=Tw2理想状态下轴与 孔的最大间隙及最小间隙分别为x…及

x…,众所周知

x=ES—ei(9)

X…=EI---es(10)

将(9)及(10)代人(7)及(8)式并对照图1 可列出x…x及温度补偿量的

计算式

x=Xf(11)

x…=x(12)

f=d((Tw2—_T2)~2-(Tw1一T1)cq)(13) 举例说明:

图纸规定钢轴直径为m50-0.0025『】,5与轴相 配合的铸铁零件的孔直径为m50",轴及 孔加工车间环境温度分别为15?及30?, 机械稳定运转时轴零件平均温度为80?, 孔零件平均温度为58?,试计算机械稳定 运转时轴与孔的最大问隙与最小间隙. 由(9)及(1O)得

XES—ei

=

0.039+0.050;O.089(mm) XE1一

=

0+0.025=0,025rram) 查手册得?=1.0X10(1/?),

2:1.2X10(1/?)利用(13)式计算温度

补偿量

f=d((Tw2-T2)~2-(Tw广T【)【)

=50((58-301×l0×10-'

-

(80-l5)×1.2×10-)

=-

0.025fmm

将x,x及代A(11)及(12)式计

算机械稳定运转时轴与孔最大间隙及最小间 隙:

x=x+C

=

0.089—0.025—0.065rram) =

X+(

=0025—0025=0

将计算所得的(x…,X)与

(x…,xm加)进行比较可看出,温度补偿 量f对轴与孔配台件间隙的影响是不可忽视 的.

(注1)d是指加工完毕且与温度为T.的环境 达到热平衡(即轴上各点温度皆为T.)之后所测得轴 直径尺寸

(注23D2是指加工完毕且与温度为T2的环 境达到热平衡(即孔零件上各点温度皆为T)之后所 测得的孔直径尺寸.

(注33影响Tw1及Tw2的因素甚多.它们通 常应由实验测得

表l

环Ilt加工车向孔栩I向l"韩的r--*所 t孔零孔零粹?盅肄髓."uf件曲量麈?量度为为 -孔l0I

t1,

叠l轴lI

黄l孔lI^薯葚f路lL宅莒

幕l?l訇?0

一

九八九年新增刀具国标和专业标准

(本刊讯)记者宗华报道,1989年我国新增十项刀具国家标准和专业标准,其中国标 为:带柄可转位铣刀型号表示规则,等效采用ISO7848-86;带孔可转位铣刀型号表示规

则,等效采用ISO7406-86;粗加工立铣刀(波形刃立铣刀);键槽铣刀,修订GBl1l2, l1l3及GBl121-81;铣刀和铣刀刀杆的互换尺寸,修订GB6132—85;螺旋槽丝锥,修订

GB3506—85;刀具切削试验用试坯,机床工具专业内部标准;高速钢刀具焊接金相检验,

专业标准;刀具产品质量分等,修订JB/GQ?F500l,5049-86;ABS工具系统,机床工 具专业内部标准.

43

范文五：轴与孔结合的公差与配合

一、公差与配合的基本术语及定义

1、尺寸的术语及定义：

（1）尺寸：指用特定单位表示线性长度的数值，由数字和长度单位两部分组成。 （2）孔、轴尺寸：

孔—主要指圆柱形内表面，也包括其他非圆柱形内表面中由单一尺寸确定的部分。 轴—主要指圆柱形外表面，也包括其他非圆柱形外表面中由单一尺寸确定的部分。

（3）基本尺寸：指设计给定的尺寸，也是图样中标注的尺寸。孔的基本尺寸代号用D 表示，轴的基本尺寸代号用d 表示。

（4）实际尺寸：指对实际零件通过测量获得的尺寸。孔、轴的实际尺寸分别用D a 、d a 表示。

（5）极限尺寸：指允许实际尺寸变化的两个界限值。孔、轴的最大极限尺寸分别用D max 、d max 表示；孔、轴的最小极限尺寸分别用D min 、d min 表示。

2、偏差与公差的术语及定义：

（1）尺寸偏差（简称偏差）：尺寸偏差是由某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差，可为正值、负值或零。在计算和标注时，除零外的值必须带有正、负号。

极限偏差：极限偏差分为上偏差和下偏差。

上偏差：最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为上偏差。孔用ES 、

轴用es 表示。

下偏差：最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔用EI 、

轴用ei 表示。

孔、轴的极限偏差可表示为：

孔：孔的上偏差=孔的最大极限尺寸-孔的基本尺寸 ES=Dmax -D 孔的下偏差=孔的最小极限尺寸-孔的基本尺寸 EI=Dmin -D 轴：轴的上偏差=轴的最大极限尺寸-轴的基本尺寸 es=dmax -d 轴的下偏差=轴的最小极限尺寸-轴的基本尺寸 ei=dmin -d

②实际偏差：实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差。

③孔、轴极限偏差的标注形式。

（2）尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动量称为尺寸公差。它等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差之差的绝对值。 孔：T h =|Dmax -D min |=|ES-EI| 轴：T s =|dmax -d min |=|es-ei|

注意：公差与偏差是两个根本不同的概念，公差是绝对值，不能为零，它代表制造精度的要求，反映加工难易程度；而偏差是代数差，表示与基本尺寸偏离的程度，与加工难易度无关。

3、公差带图：

（1）零线：在公差带图中，确定偏差的一条基准直线为零偏差线，简称零线，通常零线表示基本尺寸。

（2）尺寸公差带（简称公差带）：在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域，为尺寸公差带。在国家标准中，公差带包括“公差带大小”和“公差带位置”两个参数。前者由标准公差确定，后者由基本偏差确定。

（3）标准公差：国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。它分为20个等级，用公差符号IT 和阿拉伯数字表示，即IT0、IT1、IT2、···、IT18。公差等级用来确定尺寸精度，IT0最高，以下逐级降低，IT18最低。

（4）基本偏差：国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差，即基本偏差。基本偏差共28个，用拉丁字母表示，孔大写，轴小写。

4、配合的术语及定义：

（1）配合：配合是指一批基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴反映在公差带图上的相互位置关系。孔轴配合时，孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差为正时是间隙，为负时是过盈。

（2）间隙配合：具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。反映在公差带图上，孔的公差带位于轴的公差带之上。最大间隙和最小间隙统称为极限间隙，其计算公式为：

最大间隙 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最小间隙 Xmin=Dmin-dmax=EI-es

（3）过盈配合：具有过盈的配合称为过盈配合。反映在公差带图上，孔的公差带在轴的公差带之下。最小过盈与最大过盈统称为极限过盈，器计算公式为： 最小过盈 Ymin=Dmax-dmin=ES-ei 最大过盈 Ymax=Dmin-dmax=EI-es

（4）过渡配合：可能有间隙或过盈的配合称为过渡配合。反映在公差带图上，孔与轴的公差带相互交叠。当孔为最大极限尺寸、轴为最小极限尺寸时，装配后得到最大间隙；当孔为最小极限尺寸、轴为最大极限尺寸时，装配后产生最大过盈。公式为： 最大间隙 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最大过盈 Ymax=Dmin-dmax=EI-es

（5）配合公差：配合公差T f 为相互配合的孔轴公差之和，也等于极限间隙量或极限过盈量之差的绝对值。配合公差表示配合精度，是评定配合质量的一个重要指标。其计算公式为：T f =Th +Ts （式中T f 为配合公差） 用极限间隙（或过盈）量表示为： 间隙配合 T f =|Xmax -X min | 过盈配合 T f =|Ymin -Y max | 过渡配合 T f =|Xmax -Y max |

二、公差与配合的应用

1、基准制和配合的选用

（1）基准制：国家标准中规定了两种基准制，即基孔制和基轴制。

①基孔制：基本尺寸相同的相互配合的孔和轴，将孔的公差带位置固定，通过变换轴的公差带位置而得到不同的配合（间隙配合、过渡配合、过盈配合）。基孔制的孔称为基准孔，其下偏差为零，基孔制的基本偏差代号为“H ”。

②基轴制：基本尺寸相同的相互配合的孔和轴，将轴的公差带位置固定，通过变换孔的公差带位置而得到不同的配合（间隙配合、过渡配合、过盈配合）。基轴制的轴称为基准轴，其上偏差为零，基轴制的基本偏差代号为“h ”。

（2）基准制的选用：基准制的选择主要根据机器的功能、结构、加工工艺、装配及经济效益等多种因素综合考虑；一般情况下优先选用基孔制配合。

（3）配合的选用：配合的选用要根据使用要求，一般配合的选用有计算法、试验法和类比法三种方法，因计算法和试验法比较复杂，目前应用广泛的是类比法。

2、公差等级的选用

公差等级的高低直接影响机器性能和加工成本，一般情况下在满足机器性能和使用要求的前提下，尽可能选用较低的公差等级。公差等级的选用还要遵守国家标准中对孔、轴配合的有关规定。

在生产实践中往往依据所选用的公差等级来确定加工方法，如下表所示为各种加工方法所能达到的公差等级。

注意：研磨可以达到01和0级。其他的不能达到。

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