课题三、(续) 光滑圆柱结合的精度设计 (常用尺寸尺寸公差与配合的选用)
课题三、（续） 光滑圆柱结合的精度设计 （常用尺寸尺寸公差与配合的选用）
员柱结合的精度设计 圆柱结合的精度设计实际上就是圆柱结合的 公差与配合的选用,它是机械设计与制造中至 关重要的一环,公差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。 圆柱结合的精度设计包括: 配合制的选用 公差等级的选用 ■配合的选用
圆柱结合的精度设计 ◼ 圆柱结合的精度设计实际上就是圆柱结合的 公差与配合的选用，它是机械设计与制造中至 关重要的一环，公差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。 圆柱结合的精度设计包括： ◼ 配合制的选用 ◼ 公差等级的选用 ◼ 配合的选用
配合制的选择 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 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
配合制的选择 ◼ 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
活塞 间隙配合 过渡配合 活塞销 连杆 ■同一基本尺寸的轴与多孔相配合,且配合性质要求不 同时。如图所示的活塞部件中,活塞销和活塞与连杆 的配合,根据功能要求,活塞销和活塞的配合应为 渡配合,而活塞销与连杆的配合则应为间隙配合
基轴制的应用 ◼ 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。 ◼ 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。 ◼ 同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不 同时。如图所示的活塞部件中，活塞销和活塞与连杆 的配合，根据功能要求，活塞销和活塞的配合应为过 渡配合，而活塞销与连杆的配合则应为间隙配合
+18 12 : 9 (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邝,既便于拆卸又能保证轴 承的轴向定位,还有利于降低成本。 基孔制、基轴制的优先、常用配合见表2-13、2-14
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。 ◼ 基孔制、基轴制的优先、常用配合见表2-13、2-14
12.5 IT5 IT6 公差等Nm 好 公差等 IT& 度的确 1T9 度、加 IT 10 公差等 IT11 致越 配t 1015254860 10 160 公差/μm 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
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。公差与成本的关系如图3-12所示。 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
公差等级的选择方法 ■公差等级的选择的方法一般采用类比法, 对于已知配合要求的也可以用计算法确 定其公差等级。书P35页列出公差等级 的应用,表2-21列出各种加工方法所能 达到的精度等级。一般配合尺寸的公差 等级范围为IT5~I13,表列出配合 IT5~IT13级的应用,供采用类比法时对 匕选用
公差等级的选择方法 ◼ 公差等级的选择的方法一般采用类比法， 对于已知配合要求的也可以用计算法确 定其公差等级。书P35页列出公差等级 的应用，表2-21列出各种加工方法所能 达到的精度等级。一般配合尺寸的公差 等级范围为IT5～IT13，表列出配合 IT5～IT13级的应用，供采用类比法时对 比选用
差等级的应用 公 差 等 级〔IT 应用 010 8910111213|1415151718 量块 量蚬 低精 量 特另精 密琴件牛 配合尺 寸 合 原柿 公差
公差等级的应用
配合T5至IT13级的应用(尺寸<500mm) 公差 适用范围 应用举例 等级 工T5 用于仪表、发动机和机床中特别重要的配合,航空及航海仪器中特别精密的零件;与特别 加工要求较高,一般机械制造中较少应用。特精密的滚动轴承相配的机床主轴和外壳孔,高 点是能保证配合性质的稳定性。 精度齿轮的基准孔和基准轴。 工T6 应用于机械制造中精度要求很高的重要配与E级滚动轴承相配合的孔、轴径,机床丝 合,特点是能得到均匀的配合性质,使用可靠。杠轴径,矩形花键的定心直径,摇臂钻床的立 柱等。 工TT 广泛用于机械制造中精度要求较高、较重要联轴器中、带轮、凸轮等孔径,机床卡盘座 的配合。 孔,发动机中的连杆孔、活塞孔等。 工T8 机械制造中属于中等精度,用于对配合性质轴承座衬套沿宽度方向尺寸,r9至I2级 要求不太高的次要配合。 齿轮基准孔,IT1至IT2级齿轮基准轴 I~属较低精度,用于配合性质要求不太高的次机械制造中轴套外径与孔,操纵件与轴,空 IT10要配合。 轴带轮与轴,单键与花键。 工T11 属低精度,只适用于基本上没有什么配合要非配合尺寸及工序间尺寸,滑块与滑移齿轮, IT13求的场合。 冲压加工的配合件,塑料成形尺寸公差
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,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 ◼ （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