零件的尺寸精度和配合的设计.doc

零件的尺寸精度和配合的设计 零件的尺寸精度和配合设计主要包括3方面的内容：一是基准制的选择与应用设计；二是尺寸精度设计；三是配合的选择与应用设计。这些内容均涉及如何正确、合理地应用《极限与配合》标准的问题。 1. 基孔配合制的选择 一般情况下，优先采用基孔配合制。 2. 基轴配合制的应用场合 1) 用冷拉钢制圆柱型材制作光轴作为基准轴 这一类圆柱型材的规格已标准化，尺寸公差等级一般为IT7～IT9。它作为基准轴，轴 径可以免去外圆的切削加工，只要按照不同的配合性质来加工孔，可实现技术与经济的最佳效果。 2) 轴为标准件或标准部件(如：键、销、轴承等) 如图1.1中的轴承外圈外径与箱座孔的配合(φ100J7)、输出轴上键与输出轴上的键槽的配合16 N9/h8和键与齿轮毂槽的配合16Js9/h8)均采用基轴配合制。 (3) “一轴多孔”，而且构成的多处配合的松紧程度要求不同的场合 所谓“一轴多孔”指一轴与两个或两个以上的孔组成配合。如图2.18(a)所示内燃机中活塞销与活塞孔及连杆套孔的配合，它们组成三处两种性质的配合。如图2.18(b)所示采用基孔配合制，轴为阶梯轴，且两头大中间小，既不便加工，也不便装配。 3. 非基准制应用的场合 国家标准规定：为了满足配合的特殊需要，允许采用非基准制配合，即采用任一孔、轴公差带(基本偏差代号非H的孔或h 的轴)组成的配合。 (a) 内燃机中活塞销与活塞孔及连杆套孔的配合 1—活塞销；2—活塞；3—连杆小头孔 图2.18 一轴多孔且配合性质不同场合应用基轴制的选择示例 (b) 基孔制配合的孔、轴公差带和孔、轴 (c) 基轴制配合的孔、轴公差带和孔、轴 图2.18 一轴多孔且配合性质不同场合应用基轴制的选择示例 1. 公差等级的选择原则 在满足使用性能的前提下，尽量选取较低的公差等级。 所谓“较低的公差等级”是指：假如IT7级以上(含IT7)的公差等级均能满足使用性能要求，那么，选择IT7级为宜。它既保证使用性能，又可获得最佳的经济效益。 2. 公差等级的选择方法 1) 类比法。即经验法。所谓类比法，就是参考经过实践证明合理的类似产品的公差等级，将所设计的机械(机构、产品)的使用性能、工作条件、加工工艺装备等情况与之进行比较，从而确定合理的公差等级。对初学者来说，多采用类比法，此法主要是通过查阅有关的参考资料、手册，并进行分析比较后确定公差等级。类比法多用于一般要求的配合。 2) 计算法。所谓计算法是指根据一定的理论和计算公式计算后，再根据《极限与配合》的标准确定合理的公差等级。即根据工作条件和使用性能要求确定配合部位的间隙或过盈允许的界限，然后通过计算法确定相配合的孔、轴的公差等级。计算法多用于重要的配合。 3. 采用类比法确定公差等级应考虑的几个问题 1) 了解各个公差等级的应用范围。公差等级的应用范围见表2.18。 表2.18 公差等级的应用范围 熟悉各种工艺方法的加工精度。公差等级的应用范围、公差等级与加工方法的关系见表2.19。 3) 轴和孔的工艺等价性。基本尺寸不大于500mm时，高精度(≤IT8)孔比相同精度的轴难加工，为使相配的孔与轴加工难易程度相当，即具有工艺等价性，一般推荐孔的公差等级比轴的公差等级低一级；通常6、7、8级的孔分别与5、6、7级的轴配合。低精度(IT8)的孔和轴采用同级配合。 4) 配合精度要求不高时，允许孔、轴公差等级相差2～3级，以降低加工成本。如图1.1中，φ100J7/f9、φ55D9/k6。 5) 协调与相配零(部)件的精度关系。例如：与滚动轴承配合的轴或孔的公差等级应与滚动轴承的公差等级相匹配。又如：带孔的齿轮，其孔的公差等级是按照齿轮的精度等级(查表7.36)选取的；而与齿轮孔相配合的轴的公差等级应与齿轮孔的公差等级相匹配，如图1.1中φ56H7/h6。 1. 配合选择的方法 配合的选择方法有类比法、计算法和试验法3种。 1) 类比法。同公差等级的选择相似，大多通过查表将所设计的配合部位的工作条件和功能要求与相同或相似的工作条件或功能要求的配合部位进行分析比较，对于已成功的配合作适当的调整，从而确定配合代号。此选择方法主要应用在一般、常见的配合中。 2) 计算法。计算法主要用于两种情况：一是用于保证与滑动轴承的间隙配合，当要求保证液体摩擦时，可以根据滑动摩擦理论计算允许的最小间隙，从而选定适当的配合；二是完全依靠装配过盈传递负荷的过盈配合，可以根据要求传递负荷的大小计算允许的最小过盈，再根据孔、轴材料的弹性极限计算允许的最大过盈，从而选定适当的配合。 3) 试验法。试验法主要用于新产品和特别重要配合的选择。这些部位的配合选择，需要进行专门的模拟试验，以确定工作条件要求的最佳间隙或过盈及其允许变动的范