第二章 尺寸极限与圆柱结合的互换性下

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§2-4 基本偏差系列the series of fundamental deviation
一.基本偏差代号 基本偏差用来确定公差带的位置. GB对孔和轴分别规定了28种基本偏差,每种基 本偏差的代号用一个或两个英文字母表示。孔用大写 字母表示轴用小写字母表示。 在26个英文字母中,去掉5个容易与其他符号含义混淆 的字母(孔去掉I、L、O、Q、W,轴去掉i、l、o、q、 w),剩下21个字母加上由两个字母组成的7组字母 (孔为CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC,轴为 cd、ef、 fg、js、za、zb、zc)一共28个基本偏差代号。
3 ) 各 种 基 本 偏 差 所 形 成 配 合 的 特 征 the characteristics of fits formed by all kinds of fundamental deviations 间隙配合:a~h(或A~H)等11种基本偏差与H(或h) 形成。其中a-H(或A-h)间隙最大,此后间隙依次减小, h与H形成配合的间隙最小,该配合的最小间隙为零。 过渡配合:js、j、k、m、n或(JS、J、K、M、N)等5 种基本偏差与H(或h)形成。其中js与H(或JS与h)配合 较松,获得间隙的概率较大。此后,配合依次变紧,n与H (或N与h)配合较紧,获得过盈的概率较大,而标准公差 等级很高的n与H(或N与h)配合则为过盈配合。 过盈配合:p~zc(或P~ZC)等12种基本偏差与H(或h) 形成。其中p与H(或P与h)形成的配合的过盈最小。此后, 过盈依次增大,zc与H(或ZC与h)形成的配合的过盈最大。
§2-7 尺寸公差与配合选择
孔轴基本尺寸确定后,需进行尺寸精度设计,即 公差配合选择:1)基准制;2)公差等级;3)配合种类。 选择原则:在满足使用要求的前提下,获得最 佳经济技术效益。 公差等级与配合种类选择方法:计算法、实验 法、类比法。类比法查手册可得。介绍计算法。
一 基准制的选择 Selection of basic system 1 优先选用基孔制。 减少定值刀具和极 限量规数量。 2 基轴制的选择。 如与标准件配合, 基准制选择依标准 件所定。 3 为满足特殊要求, 可采用非基准制配 合。
2.基本尺寸分段 subsection of size
为把标准公差数值的数目减到最低限,统一公差数值, 国标将基本尺寸分成若于段,见附表2-2。 尺寸分段后对于每一标准公差等级同尺寸分段 内(大于D1至Dn)所有尺寸的标准公差数值相同,且 可用该尺寸段首末尺寸的几何平均值代入标准公差因 子来得到。这样就使得同一标准公差等级同一尺寸段 的标准公差数值相同。见附表2-2和附表2-3。 实际应用中,我们可以从附表中直接查出,无 须用标准公差因子计算。 已知基本尺寸和公差等级——查表得公差数值. 标准公差(等级)用来确定公差带的大小.
二.基本偏差数值 1.轴的基本偏差数值
轴的各种基本偏差可计算公式确定。公式基于基 孔制,由设计要求、实践和实验,经统计分析所得。 根据尺寸分段首末尺寸的几何平均值代入这些公式求 得数值。经圆整后编制出轴的基本偏差数值表2-4。仅 j,js,k随公差等级变化。 例:求40t7轴的极限偏差数值。 解:查附表2-2得基本尺寸为40时IT7=25m;由附表2-5 查得基本尺寸40mm基本偏差代号t的下偏差为: ei=+48m; es=ei+IT7=+73m; 极限偏差即可得出。
q
(2)特殊规则special rule 为保证加工工艺的等价性: ①对标准公差等级≤IT8且基本偏差代号为K、M、N的孔采 用与高一级的轴相配合(如H8/k7,K8/h7); ②对标准公差等级≤IT7且基本偏差代号为P至ZC的孔采用 与高一级的轴相配合(例如H7/u6,U7/h6)。 给定孔的基本偏差为相同公差带的轴的基本偏差数值 的相反数加上一个值,即: ES=-ei+ 其中,=ITn-ITn1 例:查表确定φ80H8/r8,φ80R8/h8,φ30H7/p6,φ30P7/h6极 限偏差数值。 解:查附表。φ80:IT8=46m, φ30:IT7=21m,IT6=13m 则: φ80H8:EI=0, φ80h8:es=0, ei=-46 m φ30H7:EI=0, ES=+21m; φ30h6:es=0, ei=-13 m r: ei=+43m; R:ES=-43m;p: ei=+22m;P: ES=-22+8=-14m
2)轴的基本偏差系列the series of fundamental deviation of shaft 轴的基本偏差系列见课本图2-11。代号 为a~g的基本偏差皆为上偏差。(负值)。代 号为h的基本偏差为上偏差es=0(基轴制中基 准轴采用的基本偏差)。基本偏差代号为js的 轴的公差带相对于零线对称分布,基本偏差可 取为上偏差es=+IT/2,也可取下偏差es=IT/2。根据GB的规定。当标准公差等级为 IT7~IT11时,若公差数值是奇数,则按上 (IT—1)/2计算。代号为j~zc的基本偏差皆为 下偏差ei(除j为负值外,其余皆为正值)。
例:设有一基本尺寸为110的孔轴相配合,为保 证连接可靠,其过盈不得小于40m,为保证装配 合不发生塑性变形,其过盈不得超过110m,若决 定采用基轴制,试确定此配合的孔、轴公差带代 号。 解:分析题意 已知:D=110,|Ymin|≥40m, |Ymax|≤110m, 基轴制,即: Ymin≤-40m,Ymax≥110m 求:孔轴公差带代号,作尺寸及配合公差带图。 配合公差:Tf≤|Ymin-Ymax|=|-40+110| = 70m Tf=Ts+Th=22+35=57<70m
§2-3 标准公差系列 国标制定的一系列标准公差数值,包含标准公 差等级和标准公差数值。 要点:基本规律与选用原则。 一、标准公差等级及代号 确定尺寸精确程度的等级称为标准公差等级。 20个等级:IT01、IT0、ITI、IT2、…、IT18。 20 其中IT01最高,等级依次降低,IT18最低。 二、标准公差数值 介绍常用尺寸小于或等于500mm的尺寸公差。 IT01~ IT1标准公差与基本尺寸成线性关系;
公差等级 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18
公式 250i 250 400i 400 640i 640 1000i 1000 1600i 1600 2500i 2500
IT1(IT5/IT1)0.5 IT1(IT5/IT1)0.7
5
7i
IT5~ IT18标准公差与基本尺寸关系为:IT=a3i a-标准公差等级系数,R5系列化整优先数。公 差等级越高,a越小;i为标准公差因子。 1.标准公差因子standard tolerance factor 用来计算标准公差的基本单位,当基本尺寸不大于 500mm时: i = 0.0453 D + 0.001D (m)
滚动轴承的类型和公差等级。盘形齿轮的基准孔与轴的配合中,该 孔和该轴的标准公差等级决定于相关件齿轮的精度等级。
5.过盈、过渡配合公差等级不能太低,否则效果不好。 6.非基准制配合中,有的零件其精度要求无须太高。
三、配合的选择 确定了基准制与孔、轴的标准公差等 级之后,还需选择配合种类。选择配合的 种类实际上就是确定基孔制中的非基准轴 或基轴制中的非基准孔的基本偏差代号。 设计时可按配合的特征和极限间隙或 极限过盈的大小,采用类比法和计算法选 择孔或轴的基本偏差代号。 类比法可参照课本所列各种基本偏差 的应用实例。还可以用计算法。
IT2~ IT4标准公差与基本尺寸成等比关系;
公差等级 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 公式 0.3+0.008D 0.5+0.012D 0.8+0.020D IT1(IT5/IT1)0.2
5
公差等级 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12
公式 10i 10 16i 16 25i 25 40i 40 64i 64 100i 100 160i 160
由于是过盈配合,所以要先看其是否超过IT7,如 果低于IT7,则采用同级配合,否则就要采用孔比轴 底一级的配合。查附表3-2知IT8=54,因Tf=108>70, 故不选,采用孔IT7、轴IT6合适。 采用基轴制,所以轴公差带代号为h6. Ymin=ES-ei,则ES=Ymin+ei ES≤-40+ei=-40+(-22)=-62 查附表3-4,S7上偏差(基本偏差)ES=-66<-62 从而EI=ES-IT7=-66-35=-101 验算:Ymax=EI-es=-101-0=-101 Ymin=ES-ei=-66-(-22)=-44
二、标准公差等级的选择Selection of tolerance 标准公差等级的选择 grades 在满足使用要求的前提下,尽量选取低公差等级。 用类比法选择,应熟悉各标准公差等级的应用范围: IT01~TT1:量块的尺寸公差。 IT1~IT7:量规的尺寸公差-检验IT6~IT16的孔和轴。 IT2~IT5:精密配合,如滚动轴承各零件的配合。 IT5~IT10:有精度要求的配合。IT5、IT6-高精度的重要 配合:精密机床主轴、内燃机活塞销。IT6、IT7-较高精 T =| ES EI | T =| es ei | 度的重要配合:普通机床的重要配合、内燃机曲轴的主轴 颈与滑动轴承的配合,也用于滚动轴承内、外圈分别与轴 颈和箱体孔(外壳孔)的配合。IT7、IT8-中等精度配合: 通用机械中轴颈与滑动轴承的配合以及重型机械和农业机 械中较重要的配合。IT9、IT10-一般精度要求的配合,如 键宽与键槽宽的配合。 IT11、IT12:不重要的配合。 IT12~IT18:非配合尺寸。
φ80H8+0.046 / r8+0..089,φ80R80..043 / h800.046, φ30H7+0.021 / p6+0..035,φ30P70..014 / h600.013 0 +0 043 0 089 0 +0 022 0 035
三、标注
零件图上,在基本尺寸后面标注孔或轴的公差带 代号,或标注上、下偏差数值,或同时标注公差带 代号及上、下偏差数值。 装配图上在基本尺寸后面标注配合代号,或上、 下偏差数值如图示。
2.孔的基本偏差数值
孔的基本偏差是由轴的基本偏差换算得到的。 换算原则:同名配合配合性质不变。 同名配合:基本偏差代号字母相同的基孔制配合与 基轴制配合。如:F8/h8与H8/f8,H6/k5与K6/h5。 (1)通用规则universal rule 同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对 于零线是完全对称的。即: EI=-es;ES=-ei 适用于:a.所有的间隙配合;b.<=IT8的过度配合; c. <=IT7的过盈配合
1)孔的基本偏差系列the series of 孔的基本偏差系 fundamental deviation of hole 孔的基本偏差系列见图2-11。代号为A~ G的基本偏差皆为下偏差EI(正值)。代号为H 的基本偏差为下偏差EI=0,它是基孔制中基 准孔的基本偏差代号。基本偏差代号为JS的孔 的公差带相对于零线对称分布基本偏差可取为 上偏差 ES=+IT/2,也可取下偏差 EI=- IT/2,根据GB规定,当标准公差等级为IT7~ IT11时,若公差数值是奇数则按±(IT—1)/2计 算。代号为J~ZC的基本偏差皆为上偏差ES, 除J为正值外,其余皆为负值。
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用类比法选择标准公差等级时应注意: 1.孔、轴的工艺等价性
对于基本尺寸小于500mm,标准公差等级<= 8级时,孔应与高一 级的轴配合。标准公差等级>= 8级孔可与同一级的轴配合。
2.公差等级的应用范围,见表2-11。 3.各种加工方法能达到的公差等级,见表2-13。 4.相配件或精度要匹配 如滚动轴承相配合的轴颈和箱体孔的标准公差等级决定于相配件
§2-5 一般、常用及优先的公差带与配合 一般、
常用和优先配合见表2-7和2-8。 §2-6 一般公差(线性尺寸的未注公差) 一般公差(线性尺寸的未注公差) 一般公差指在车间普通工艺条件下, 一般公差指在车间普通工艺条件下,机床设备一 般加工能力即可保证的公差。国标规定分四个公差等 般加工能力即可保证的公差。 10。 级,见2-9、2-10。 采用一般公差时,图样上不注极限偏差, 采用一般公差时,图样上不注极限偏差,但要在 技术要求或文件中说明。 技术要求或文件中说明。
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