1、2.4 极限与配合的选用,圆柱结合的精度设计 极限与配合的选用、公差配合选用是机电产品设计制造的重要一环。直接关系到产品质量。,极限与配合选用的原则,使机械产品获得最佳的性价比与制造成本的综合技术经济效益。 既要保证产品性能优良，又要兼顾制造上的经济可行。,极限与配合设计选用的主要任务,确定配合制（基准制）； 确定标准公差等级； 确定孔轴配合种类和性质。,2.4.1 配合制的选用,80K7/h6 80H7/k6,选择不同基准制的理由：主要考虑 结构； 工艺； 经济性。 与功能要求无关！,同样的配合性质要求，到底选哪一种基准制呢？,1. 应优先采用基孔制,理由 通常孔比轴难加工、难测量。 孔在加
2、工和测量等方面的调整也比轴复杂。 采用基孔制 能减少孔公差带数量； 能减少定值刀具、量具的规格和数量，有利于其标准化、系列化。,2.以下几种情况下，采用基轴制更合理,轴直接采用冷拔（拉）棒材，不再进行切削加工； 结构上的需要。 一根光轴上有多处与孔配合、且配合要求不同； 轴采用标准件；,光 轴,同一基本尺寸的轴,【典型实例】活塞连杆机构,发动机的核心 活塞连杆组的组成 活塞 活塞环 活塞销 连杆 连杆轴瓦等,发动机工作原理,【典型实例】活塞连杆机构,活塞销活塞（2处）：过盈配合 活塞销连杆：过渡配合,如选基孔制：,30H7/m630H7/h630H7/m6,选基轴制： 30M7/h630H7/
3、h630M7/h6,采用基轴制的好处.,3.特殊需要时，可采用任一孔、轴公差带组成的配合,非配合制配合,2.4.2 公差等级的选用,确定公差等级=确定尺寸精度 公差等级的高低直接影响产品的功能、技术指标和加工的经济性。,形象化的尺寸精度,一根头发丝的直径大约是70微米（0.07mm）,挑战极限在头发丝上钻孔,使用超精度和纳米级精度的机床在人的头发丝上钻出了一个直径为60微米的洞。,重新定义精度,微米级精度 公差不超过5微米 超精度 公差不超过2.5微米 纳米级精度 公差不超过1微米,公差等级、尺寸精度与加工成本 公差-成本曲线、公差-废品率曲线,1.公差等级选择的基本原则,在满足设计使用要求的
4、前提下，尽量选用较低的公差等级。,2.公差等级的选用,公差等级的选用方法 类比法 计算法。,（1）类比法,类比法就是根据工艺、配合及零件结构的特点，参考已被实践证明合理的类似零件的尺寸精度来确定公差等级。 目前最常用！,配合应用场合公差等级的选用,配合表面的公差等级高于非配合表面，配合尺寸比非配合尺寸要求高！ 重要配合表面次要配合表面非配合表面 从配合性质上考虑 对过渡配合或过盈配合，一般不允许间隙或过盈变动过大，故：应选较高的公差等级。一般孔的公差等级高于IT8，轴的公差等级高于IT7。 对于间隙配合，允许有较大的间隙变动，可根据配合间隙的大小，选择公差等级的高低。 对一般小间隙配合选用较高
5、的公差等级，大间隙配合选用较低的公差等级，例如：H6/g5、H11/b11 。,怎样才能选好公差等级？,知识储备了解、熟悉： 各个公差等级的应用范围和应用场合（GB推荐） 常用加工方法经济的加工精度（等级） 设计经验积累,标准公差等级的大致应用范围,常用加工方法经济的加工精度（等级）,公差等级的应用（参考）,（2）计算法,根据工作条件，确定配合的极限间隙（或过盈），计算出配合公差，然后确定相配合孔、轴的公差等级。,例2-8,已知孔、轴的基本尺寸为90mm，根据使用要求，其允许的最大间隙为Smax+55m，最小间隙为Smin+10m，试确定孔、轴的公差等级。 【解】 求配合公差 Tf Smax
6、一Smin 551045m 按照 Tf TD 十 Td 确定孔、轴的允许公差及公差等级 孔选IT6，轴选IT5,例2-9,已知孔、轴的基本尺寸为200mm，根据使用要求，其允许的最大过盈为 max180m，最小过盈为min45m，试确定孔、轴的公差等级。 【解】 求配合公差 Tf max 一min 18045135m 按照 Tf TD 十 Td 确定孔、轴的允许公差及公差等级 孔选IT8，轴选IT7,在实际生产中，可以根据工作条件预先确定配合的允许极限间隙或过盈的情况并不是很多， 故 计算法确定公差等级只能在少数情况下采用，大部分情况下还是要采用类比法确定公差等级。,2.4.3 配合的选用,选
7、择配合是为了确定孔、轴在工作时的相互关系，保证机器工作时各零件之间的协调，从而实现预定的工作性能。 选用配合的主要依据 设计使用要求,配合的选用,1.先确定配合类型（种类） 当孔、轴之间有相对运动要求时，应选间隙配合； 当孔、轴之间需传递足够大的扭矩，且不要求拆卸时，一般选过盈配合； 如果孔、轴之间需要传递一定的扭矩，精确定位（对中），但要求能够拆卸时，应选过渡配合。 2.再选配合性质（松紧程度及其变动） 确定与基准件配合的轴或孔的基本偏差代号。,极限配合选用的一般步骤,选择配合的三种方法,计算法： GB/T5371-2005 极限与配合：过盈配合的计算和选用 试验法： 适用于对产品质量有至关
8、重要影响的一些配合。 类比法： 是根据零件的使用要求，以经过生产验证的，类似的机械、机构和零部件为样板，来选用配合种类。 在生产实践中应用最为广泛。,采用类比法选择配合的步骤,1）根据使用要求和工作条件确定配合类别（种类）,工作条件与配合类别的关系,工作条件对间隙和过盈的影响,2）确定基本偏差代号,当公差等级和基准制确定后，配合的选择主要就是根据使用要求，确定非基准件的基本偏差代号。 采用基孔制时，选择配合主要是确定轴的基本偏差代号； 采用基轴制时，选择配合主要是确定孔的基本偏差代号。了解、熟悉： 各类配合的特性和应用场合/实例； 孔、轴基本偏差的特性及应用场合/实例。,如何确定非基准件的基本
9、偏差代号？,对间隙配合，按最小间隙选择基本偏差代号。 对过盈配合，可由最小过盈确定基本偏差代号。,3）最后选定配合代号,按照GB推荐，考虑次序 公差带： 优先孔（轴）公差带常用孔（轴）公差带一般孔（轴）公差带 配合： 优先基孔制（基轴制）配合常用基孔制（基轴制）配合,根据极限间隙（或过盈）确定配合的步骤,1/ 根据极限间隙（过盈）计算Tf,2/ 根据Tf选取标准公差等级,3/ 确定配合制,4/ 计算非基准件的基本偏差,6/ 画公差带及配合公差带图,5/ 查表确定非基准件的基本偏差代号,7/ 验证计算结果,极限与配合选用举例,例2-10 一基本尺寸为 50mm孔、轴配合，其允许的最大间隙为Sma
10、x+120m，允许的最小间隙为Smin+48m，试确定孔、轴公差带和配合代号，并画出其尺寸和配合公差带图。,【例2-10解 】,确定孔、轴的公差等级 TD = IT8 = 39m ，Td = IT7 = 25m 确定孔、轴公差带 选用基孔制:50H8 确定轴的基本偏差及代号：50e7 画公差带图 验证,极限与配合选用举例,【例2-11 】一基本尺寸为60mm的孔、轴配合，为保证连接可靠，其允许的最小极限过盈为min = 20m，允许的最大极限过盈为max = 55m，已决定采用基轴制，试确定此配合的孔、轴公差带和配合代号，并画出尺寸公差带。,【例2-11解 】,确定孔、轴的公差等级 TD = IT6 = 19m ， Td = IT5 = 13m 确定孔、轴公差带 基准轴公差带:60h5 确定孔的基本偏差及代号：60R6 画公差带图 验证,【例2 】已知基本尺寸为30的孔、轴配合，要求：保证间隙在+20+76um。试根据GB选择公差配合代号。 【解】,
