孔、轴公差与配合
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孔、轴公差与配合
机械零件精度取决于该零件的尺寸精度、形状和位置精度以及表面粗糙度轮廓精度等。
它们是根据零件在机器中的使用要求确定的。
为了满足使用要求,保证零件的互换性,我国发布了一系列与孔、轴尺寸精度有直接联系的孔、轴公差与配合方面的国家标准。
这些标准分别是GB/T1800.1—1997《极限与配合基础第一部分:词汇》,GB/T1800.2—1998《极限与配合基础第二部分:公差、偏差和配合的基本规定》,GB/T1800.3—1998《极限与配合基础第三部分:标准公差和基本偏差数值表》,GB/T1800.4—1999《极限与配合标准公差等级和孔、轴的极限偏差表》,GB/T 1801—1999《极限与配合公差带和配合的选择》,GB/T1804—2000《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》。
这些标准都是我国机械工业重要的基础标准,它们的制定和实施可以满足我国机械产品的设计和适应国际贸易的需要。
本章阐述上述标准的基本概念和应用,以及孔、轴公差与配合的确定。
§1 基本术语及其定义
一、有关孔和轴的定义
1.孔
孔通常是指圆柱形内表面;也包括非圆柱形内表面(由两平行平面或切面形成的包容面),如键槽、凹槽的宽度表面(见图3-1)。
这些表面加工时尺寸As由小变大。
2.轴
轴通常是指圆柱形外表面;也包括非圆柱形外表面(由两平行平面或切面形成的被包容面),如平键的宽度表面、凸肩的厚度表面(见图3-1)。
这些表面加工时尺寸As由大变小。
二、有关尺寸的术语及定义
1.线性尺寸
尺寸通常分为线性尺寸和角度尺寸两类。
线性尺寸(简称尺寸)是指两点之间的距离,如直径、半径、宽度、高度、深度、厚度及中心距等。
按照GB/T4458.4—1984《机械制图尺寸注法》的规定,图样上的尺寸以毫米(mm)为单位时,不需标注计量单位的代号或名称。
2.基本尺寸
基本尺寸是指设计确定的尺寸,用符号D表示。
它是根据零件的强度、刚度等的计算和
结构设计确定的,并应化整,尽量采用标准尺寸,执行GB/T2822—1981《标准尺寸》的规定(见附表3-1)。
3.极限尺寸
极限尺寸是指一个孔或轴允许的尺
寸的两个极端值(见图3-2)。
这两个极端
值中,允许的最大尺寸称为最大极限尺寸,
孔和轴的最大极限尺寸分别用符号Dmax
和dmax表示。
允许的最小尺寸称为最小
极限尺寸,孔和轴的最小极限尺寸分别用
符号Dmin和dmin表示。
4.实际尺寸
实际尺寸是指零件加工后通过测量
获得的某一孔、轴的尺寸(两相对点之间
的距离,用两点法测量)。
孔和轴的实际
尺寸分别用Da和da表示。
由于存在测量误差,测量获得的实际尺寸并非真实尺寸,而是一近似于真实尺寸的尺寸。
由于零件表面加工后存在形状误差,因此零件同一表面不同部位的实际尺寸往往是不同的。
基本尺寸和极限尺寸是设计时给定的,实际尺寸应限制在极限尺寸范围内,也可达到极限尺寸。
孔或轴实际尺寸的合格条件如下:
Dmin≤Da≤Dmax
dmin≤da≤dmax
三、有关偏差和公差的术语及定义
1.尺寸偏差
尺寸偏差(简称偏差)是指某一尺寸(极限尺寸、实际尺寸)减其基本尺寸所得的代数差。
极限尺寸和实际尺寸皆可能大于、小于或等于基本尺寸,所以该代数差可能是正值、负值或零。
偏差值除零外,其前面必须冠以正号或负号。
偏差分为极限偏差和实际偏差。
极限偏差是指极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差(见图3-2)。
最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差。
孔和轴的上偏差分别用符号ES和es表示。
用公式表示如下:
ES=Dmax-D; es=dmax-D (3-1)
最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。
孔和轴的下偏差分别用符号EI 和ei表示。
用公式表示如下:
El=Dmin-D;ei=dmin-D (3-2)
在图样上,上、下偏差标注在基本尺寸的右侧。
实际偏差是指实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
孔和轴的实际偏差分别用符号Ea 和ea表示。
用公式表示如下:
Ea=Da-D;ea=da-D (3-3)
实际偏差应限制在极限偏差范围内,也可达到极限偏差。
孔或轴实际偏差的合格条件如下:
EI≤Ea≤ES
ei≤ea≤es
2.尺寸公差
尺寸公差(简称公差)是指最大极限尺寸减去最小极限尺寸所得的差值,或上偏差减去下
偏差所得的差值。
它是允许尺寸的变动量。
孔和轴的尺寸公差分别用符号Th和Ts表示。
公差与极限尺寸、极限偏差的关系用公式表示如下:
Th=Dmax-Dmin=ES-EI
Ts=dmax-dmin=es-ei
鉴于最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸,上偏差总是大于下偏差,所以公差是一个没有符号的绝对值。
因为公差仅表示尺寸允许变动的范围,是指某种区域大小的数量指标,所以公差不是代数值,没有正、负值之分,也不可能为零。
3.公差带示意图及公差带
图3-2清楚而直观地表示出相互结合的孔和轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差及公差之间相互关系。
在不引起误解的前提下,可以将图3-2简化为图3-3所示的公差带示意图。
在公差带示意图中,有一条表示基本尺寸的零线。
以零线作为上、下偏差的起点,零线以上为正偏差,零线以下为负偏差,位于零线上的偏差为零。
将代表孔或轴的上偏差和下偏差或者最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域叫做公差带。
公差带在零线垂直方向上的宽度代表公差值,沿零线方向的长度可适当选取。
通常,孔公差带用斜线表示,轴公差带用网点表示。
公差带示意图中,基本尺寸的单位用mm表示,极限偏差
及公差的单位可用mm表示,也可用μm表示。
习惯上极限偏
差及公差的单位用μm表示。
4.极限制
公差带由“公差带大小”与“公差带位置”两个要素组
成。
公差带大小由公差值确定,公差带相对于零线的位置可
由极限偏差中的任一个偏差(上偏差或下偏差)来确定。
用标准化的公差与极限偏差组成标准化的孔、轴公差带
的制度称为极限制。
GB/T1800.1—1997把标准化的公差统称为标准公差,把标准化的极限偏差(其中的上偏差或下偏差)统称为基本偏差。
GB/T1800.3—1998规定了标准公差和基本偏差的具体数值。
5.标准公差
标准公差是指国家标准所规定的公差值。
6.基本偏差
基本偏差是指国家标准所规定的上偏差或下偏差,它一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。
例1基本尺寸为50mm的相互结合的孔和轴的极限尺寸分别为:Dmax=50.025mm,Dmin=50mm和dmax=49.950mm,dmin=49.934mm。
它们加工后测得一孔和一轴的实际尺寸分别为Da=50.010mm和da=49.946mm。
求孔和轴的极限偏差、公差和实际偏差,并画出该孔、轴的公差带示意图。
解由式(3-1)、(3-2)计算孔和轴的极限偏差:
ES=Dmax-D=50.025-50=+0.025mm; EI=Dmin-D=50-50=0
es=dmax-D=49.950-50=-0.050mm; ei=dmin-D=49.934-50=-0.066mm 由式(3-4)计算孔和轴的公差:
Th=Dmax-Dmin=50.025-50=0.025mm
Ts=dmax-dmin=49.950-49.934=0.016mm
由式(3-3)计算孔和轴的实际偏差:
Ea=Da-D=50.010-50=+0.010mm
ea=da-D=49.946-50=-0.054mm
本例的孔、轴公差带示意图如图3—4所示。
四、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。
组成配合的孔与轴的公差带位置不同,便形成不同的配合性质。
2.间隙或过盈
间隙或过盈是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。
该代数差为正值时叫做间隙,用符号X表示;该代数差为负值时叫做过盈,用符号Y表示。
3.配合的分类
根据相互结合的孔、轴公差带不同的相对位置关系,配合可以分为下列三类。
(1)间隙配合
间隙配合是指具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。
此时,孔公差带在轴公差带的上方(如图3-5所示)。
孔、轴极限尺寸或极限偏差的关系为Dmin≥dmax或EI≥es。
间隙配合中,孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙,它用符号Xmax表示,即
Xmax=Dmax-dmin=ES-ei (3-5)
孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙,它用符号Xmin 表示,即
Xmin=Dmin-dmax=EI-es (3-6)
当孔的最小极限尺寸与轴的最大极限尺寸相等时,则最小间隙为零。
在实际设计中有时用到平均间隙,间隙配合中的平均间隙用符号Xav,表示,即
Xav=(Xmax+Xmin)/2 (3-7)
间隙数值的前面必须冠以正号。
将式(3-5)减去式(3-6),得到间隙配合中间隙的允许变动量,它称为间隙公差,用符号Tf表示,即
Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts (3-8)
式(3-8)左边的“Xmax-Xmin”表示使用要求,右边的“Th+Ts,”表示满足此要求的孔、轴应达到的精度。
相互结合的孔与轴公差之和称为配合公差。
(2)过盈配合
过盈配合是指具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。
此时,孔公差带在轴公差带的下方(如图3-6所示)。
孔、轴的极限尺寸或极限偏差的关系为Dmax≤dmin或ES≤ei。
过盈配合中,孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈,它用符号Ymin表示,即
Ymin=Dmax-dmin=ES-ei (3-9)
孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈,它用符号Ymax 表示,即
Ymax=Dmin-dmax=EI-es (3-10)
当孔的最大极限尺寸与轴的最小极限尺寸相等时,则最小过盈为零。
在实际设计中有时用到平均过盈,过盈配合中的平均过盈用符号Yav表示,即
Yav=(Ymax+Ymin)/2 (3-11)
过盈数值的前面必须冠以负号。
将式(3-9)减去式(3-10),得到过盈配合中过盈的允许变动量,它称为过盈公差,用符号Tf表示,即
Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts (3-12)
式(3-12)左边的“Ymin-Ymax”表示使用要求,右边的“Th+Ts”表示满足此要求的孔、轴应达到的精度。
相互结合的孔与轴公差之和称为配合公差。
(3)过渡配合
过渡配合是指可能具有间隙或过盈的配合。
此时,孔公差带与轴公差带相互交叠(如图3-7所示)。
孔、轴的极限尺寸或极限偏差的关系为Dmax>dmin且Dmin<dmax,或ES>ei 且EI<es。
过渡配合中,孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙,其计算公式与式(3-5)相同。
孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈,其计算公式与式(3-10)相同。
过渡配合中的平均间隙或平均过盈为:
Xav(或Yav)=(Xmax+Ymax)/2 (3-13)
按式(3-13)计算所得的数值为正值时是平均间隙,为负值时是平均过盈。
过渡配合中的最大间隙减去最大过盈,得:
Tf=Xmax-Ymax=Th+Ts (3-14)
式(3-14)左边和右边的含义与式(3-8)、式(3-12)相同。
孔公差Th与轴公差Ts之和称为配合公差,用符号Tf表示。
鉴于最大间隙总是大于最小间隙,最小过盈总是大于最大过盈(它们都带负号),所以配合公差是一个没有符号的绝对值。
式(3-8)、(3-12)、(3-14)表明,配合中间隙或过盈的允许变动量越小,则满足此要求的孔、轴公差就应越小,孔、轴的精度要求就越高。
反之,则孔、轴的精度要求就越低。
例2 组成配合的孔和轴在零件图上标注的基本尺寸和极限偏差分别为mm 50025.00
+φ和mm 50018.00.002++φ。
试计算该配合的最大间隙、最大过盈、平均间隙或平均过盈及配合公差,并画出孔、轴公差带示意图。
解 由式(3-5)计算最大间隙
Xmax=ES-ei=(+0.025)-(+0.002)=+0.023mm
由式(3-10)计算最大过盈
Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm
由式(3-13)计算平均间隙或平均过盈
(Xmax+Ymax)/2=[(+0.023)+(-0.018)]/2=+0.0025mm(平均间隙)
由式(3-14)计算配合公差
Tf=Xmax-Ymax=(+0.023)-(-0.018)=0.041mm
本例的孔、轴公差带示意图见图3-8。
4.配合制
在机械产品中,有各种不同的配合要求,这就需要各种不同的孔、轴公差带来实现。
为 了获得最佳的技术经济效益,可以把其中孔公差带(或轴公差带)的位置固定,而改变轴公差 带(或孔公差带)的位置,来实现所需要的各种配合。
用标准化的孔、轴公差带(即同一极限制的孔和轴)组成各种配合的制度称为配合制。
GB /T1800.1—1997规定了两种配合制(基孔制和基轴制)来获得各种配合。
(1)基孔制
基孔制是指基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配 合的一种制度(见图3-9)。
基孔制的孔为基准孔,它的基本偏差(下偏差)为零。
基孔制的轴为非基准轴。
(2)基轴制
基轴制是指基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度(见图3-10)。
基轴制的轴为基准轴,它的基本偏差(上偏差)为零。
基轴制的孔为非基准孔。
例3有一过盈配合,孔、轴的基本尺寸为φ45mm,要求过盈在-0.045~-0.086mm范围内。
试应用式(3-12),并采用基孔制,取孔公差等于轴公差的一倍半,确定孔和轴的极限偏差,画出孔、轴公差带示意图。
解
(1)求孔公差和轴公差
按式(3-12)得:同Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts=(-0.045)-(-0.086)=0.041mm。
为了使孔、轴的加工难易程度大致相同,一般取Th=(1~1.6)Ts,本例取Th=1.5Ts,则1.5Ts+Ts=0.041mm,因此
Ts=0.016mm,Th=0.025mm
(2)求孔和轴的极限偏差
按基孔制,则基准孔EI=0,因此ES=Th+EI=0.025+0=+0.025mm。
由式(3-9),Ymin=ES-ei,得非基准轴ei=ES-Ymin=(+0.025)-(-0.045)=+0.070mm,而es=ei+Ts=(+0.070)+0.016=+0.086mm。
孔、轴公差带示意图如图3-11所示。
§2 常用尺寸孔、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500mm的尺寸段在生产中应用最广,该尺寸段称为常用尺寸。
由前一节的叙述可知,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,公差带的大小由标准公差确定,公差带的位置由基本偏差确定。
为了使公差带的大小和位置标准化,GB/T1800.2—1998规定了孔和轴的标准公差系列与基本偏差系列。
一、孔、轴标准公差系列
标准公差为国家标准极限与配合制中所规定的任一公差。
它的数值取决于孔或轴的标准公差等级和基本尺寸。
1.标准公差等级及其代号
标准公差等级代号由符号IT和阿拉伯数字组成,例如IT7。
孔、轴的标准公差等级各分为20个等级,它们分别用符号IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18表示。
其中IT01最高,等级依次降低,IT18最低。
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。
标准公差的数值不仅与标准公差等级的高低有关,而且与基本尺寸的大小有关。
生产实践表明,在相同的加工条件下加工一批零件(孔或轴),基本尺寸不同的孔或轴加工后产生的加工误差范围亦不同。
利用统计分析发现,加工误差范围与基本尺寸的关系呈三次方抛物线的关系,如图3-12所示。
公差用于限制加工误差范围,而加工误差
范围与基本尺寸有一定的关系,因此公差与基
本尺寸亦应有一定的关系,这种关系可以用标
准公差因子的形式来表示。
标准公差因子是以生产实践为基础,通过
专门的试验和大量的统计数据分析,找出孔、
轴的加工误差和测量误差随基本尺寸变化的规
律来确定的。
IT5至IT18的标准公差因子i.用
下式表示:
.0
045
= (3—15)
D
+
i3μ
)
.0
m
(
001D
式中 D——基本尺寸(mm)。
式(3-15)中第一项表示加工误差范围与基本尺寸大小的关系(抛物线关系);第二项表示测量误差(主要是测量时温度的变化产生的测量误差)与基本尺寸大小的关系(线性关系)。
3.标准公差数值的计算
各个标准公差等级的标准公差数值计算公式见表3-1给出的公式。
对于IT5~IT18的标准公差等级,标准公差数值IT用下列公式表示:
IT=α·i (3—16)
式中α——标准公差等级系数。
α采用R5系列中的化整优先数(公比为1.6)。
标准公差等级越高,则α值越小;反之,标准公差等级越低,则α值越大。
从IT6级开始,每增五个等级,α值增大到10倍。
对于IT01、IT0、IT1这三个标准公差等级,在工业生产中很少用到,主要考虑测量误差的影响。
因此,它们的标准公差数值与基本尺寸的关系为线性关系,并且这三个标准公差等级之间的常数和系数均采用优先数系的派生系列R10/2中的优先数。
对于IT2、IT3、IT4这三个标准公差等级,它们的标准公差数值在IT1与IT5间呈等比
数列,该数列的公比q=(IT5/IT1)1/4。
标准公差等级系数的划分符合优先数系的规律时,就具有延伸性和插人性,有利于国家 标准的发展和扩大使用。
例如,按R10/2系列可以确定IT02=0.2+0.005D(向高精度延伸);按R5系列可确定IT19=4000i(向低精度延伸);按R10系列(化整优先数)可确定IT6.5=12.5i(插入)。
4.尺寸分段
由于标准公差因子i 是基本尺寸D 的函数,如果按表3-1所列的公式计算标准公差数值,那么,对于每一个标准公差等级,给一个基本尺寸就可以计算对应的公差数值,这样编制的公差表格就非常庞大。
为了把公差数值的数目减少到最低限度,统一公差数值,简化公差表格,方便实际生产应用,应按一定规律将常用尺寸分成若干段落。
这叫做尺寸分段,见附表3-2至附表3-8。
采用尺寸分段后,对每一个标准公差等级,同一尺寸分段范围内(大于D 1至D n )各个基本尺寸的标准公差相同。
按式(3-15)计算标准公差因子i 时,公式中的基本尺寸以尺寸分段首、末两个尺寸(D 首、D 末)的几何平均值Dj 代人,即
末首D D Dj += (3-17)
按式(3-17)、式(3-15)及表3-1的计算公式,分别算出各个尺寸段的各个标准公差等级的标准公差数值,并将尾数化整,就编制成附表3-2和附表3-3所列的标准公差数值。
例4 求基本尺寸为95mm 的IT6标准公差数值。
解 95mm 在大于80mm 至120mm 段内,这一尺寸分段的几何平均值Dj 和标准公差因子i 分别由式(3-17)和式(3-15)计算得到:
m 173.2001D .0D 45.0i 98mm .9712080Dj j 3j μ≈+=≈⨯=,
由表3-1知IT6=10i ,因此
IT6=10i=10×2.173=21.73μm
经尾数化整,则得IT6=22μm 。
在实际工作中,附表3-2、附表3-3可以直接用来查取一定基本尺寸和标准公差等级的
标准公差数值,还可以用来根据已知基本尺寸和公差数值,确定它们对应的标准公差等级。
二、孔、轴基本偏差系列
1.基本偏差的定义
基本偏差为国家标准极限与配合制中,用以确定公差带相对于零线的位置的极限偏差(上偏差或下偏差),一般是指靠近零线或位于零线的那个极限偏差。
当孔或轴的标准公差和基本偏差确定后,它的另一极限偏差可以利用式(3-4)计算确定。
2.基本偏差的代号
孔、轴基本偏差各有28种,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I(i)、L(l)、0(o)、Q(q)、W(w),增加由两个字母组成的7组字母CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc),共计28种。
3.轴的基本偏差系列
轴的基本偏差系列见图3-13。
代号为a~g的基本偏差皆为上偏差es(负值),按从a 到g的顺序,基本偏差的绝对值依次逐渐减少。
代号为h的基本偏差为上偏差es=0,它是基轴制中基准轴的基本偏差代号。
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(IT为标准公差数值),也可取下偏差ei=-IT/2。
根据GB/T1800.3—1998的规定,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的基本偏差皆为下偏差ei(除j为负值外,其余皆为正值),按从k到zc 的顺序,基本偏差的数值依次逐渐增大。
图3-13a中,除j和js特殊情况外,由于基本偏差仅确定公差带的位置,因而公差带的另一端未加限制。
4.孔的基本偏差系列
孔的基本偏差系列见图3-14。
代号为A~G的基本偏差皆为下偏差EI(正值),按从A 到G的顺序,基本偏差的数值依次逐渐减少。
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(IT为标准公差数值),也可取下偏差EI=-IT/2,根据GB/T1800.3—1998的规定,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、K为正值外,其余皆为负值),按从K到ZC的顺序,基本偏差的绝对值依次逐渐增大。
图3-14a中,除J、JS特殊情况外,由于基本偏差仅确定公差带的位置,因而公差带的另一端未加限制。
5.各种基本偏差所形成的配合的特征
(1)间隙配合
a ~h(或A ~H)等11种基本偏差与基准孔基本偏差H(或基准轴基本偏差h)形成间隙配合。
其中a 与H(或A 与h)形成的配合的间隙最大。
此后,间隙依次减小,基本偏差h 与H 形成的配合的间隙最小,该配合的最小间隙为零。
(2)过渡配合
js 、j 、k 、m 、n(或JS 、J 、K 、M 、N)等5种基本偏差与基准孔基本偏差H(或基准轴基本偏差h)形成过渡配合。
其中js 与H(或JS 与h)形成的配合较松,获得间隙的概率较大。
此后,配合依次变紧,n 与H(或N 与h)形成的配合较紧,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)形成的配合则为过盈配合。
(3)过盈配合
p ~zc(或P ~ZC)等12种基本偏差与基准孔基本偏差H(或基准轴基本偏差h)形成过盈配合。
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。
而标准公差等级不高的p 与H(或P 与h)形成的配合则为过渡配合。
6.孔、轴公差带代号及配合代号
(1)孔、轴公差带代号
把孔、轴基本偏差代号和标准公差等级代号中的阿拉伯数字组合,就构成孔、轴公差带代号。
例如:孔公差带代号H7、F8,轴的公差带代号h7、f6。
公差带代号标注在零件图上。
(2)孔、轴配合代号
把孔和轴的公差带组合,就构成孔、轴配合代号。
它用分数形式表示,分子为孔公差带,分母为轴公差带。
例如:基孔制配合代号g6H750
φ或φ50H7/g6;基轴制配合代号h6
G750φ或φ50G7/h6。
配合代号标注在装配图上。
7.轴的基本偏差数值的确定
轴的各种基本偏差的数值按表3-2所列的计算公式确定。
这些计算公式是以基孔制中基本偏差代号为H 的基准孔,与不同基本偏差的轴形成的各种配合为基础,根据设计要求、生产实践和科学实验,经统计分析得到的。
利用轴的基本偏差计算公式,以尺寸分段的几何平均值代人这些公式求得数值,经化整后,就编制出轴的基本偏差数值表(见附表3-4)。
例5 利用标准公差数值表(附表3-2)和轴的基本偏差数值表(附表3-4),确定φ50f8轴的极限偏差数值。
解 由附表3-2查得基本尺寸为50mm 的标准公差数值IT8=39μm ;由附表3-4查得基本尺寸为50mm ,且代号为f 的轴基本偏差为上偏差es=-25μm 。
因此,轴的另一极限偏差为下偏差ei=es-IT8=-25-39=-64μm ;轴的极限偏差在图样上的标注为mm 50025
.0064.0--φ。
8.孔的基本偏差数值的确定
孔的基本偏差数值由相同字母代号轴的基本偏差数值换算而得。
换算的前提是:基孔制配合变成同名的基轴制配合(例如H8/f8变成F8/h8,H6/f5变成F6/h5),它们的配合性质必须相同,即两种配合制配合的极限间隙或过盈必须相同。
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配合。
而孔、轴的标准公差等级不高时,则孔与轴采用同级配合。
根据上述前提,孔的基本偏差数值应按以下两种规则进行换算。
(1)通用规则
一般情况下,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。
也就是说,孔与轴的基本偏差对应(例如A 对应a)时,两者的基本偏差的绝对值相等,而符号相反,即
EI=-es (3—18)
或 ES=-ei
通用规则适用于所有的孔的基本偏差。
但是,在基本尺寸大于3mm 至500mm ,标准公差等级>IT8(标准公差等级为9级或9级以下)时,代号为N 的孔基本偏差(ES)的数值等于零。
此外,较高标准公差等级的孔与轴的过盈配合、过渡配合采用轴比孔高一级配合时,通用规则也不适用。
(2)特殊规则
在基本尺寸大于3mm 至500mm 的同名基孔制和基轴制配合中,给定某一标准公差等级 的孔与高一级的轴相配合(例如H7/p6和P7/h6),并要求两者的配合性质相同(具有相同的极限过盈或间隙)时,基轴制孔的基本偏差数值为按式(3-18)确定的数值加上一个△值 (见图3-15),即
ES=-ei+△ (3-19)
式中,△为尺寸分段内给定的某一标准公差等级的孔的标准公差数值ITn 与高一级的 轴的标准公差数值IT(n-1)的差值,即△=ITn-IT(n-1)=Th —Ts 。
在《极限与配合》国标中,上述的特殊规则仅用于基本尺寸大于3mm 至500mm ,标准公差等级≤IT8(标准公差等级为8级或高于8级)的代号K 、M 、N 和标准公差等级≤IT7(标准公差等级为7级或高于7级)的代号为P 至ZC 的孔基本偏差的计算。
按以上通用规则和特殊规则计算出孔的基本偏差数值,经化整后,就编制出孔的基本偏差数值表(见附表3-5)。
例6 利用标准公差数值表(附表3-2)和轴的基本偏差数值表(附表3-4),确定φ30H8/k7和φ30K8/h7配合中孔和轴的极限偏差。
并比较它们的配合性质是否相同。
解 由附表3-2查得:基本尺寸为30mm 的标准公差数值IT8=33μm ,IT7=21μm 。
(1)基孔制配合φ30H8/k7
φ30H8基准孔的基本偏差EI=0,另一极限偏差为ES=KI+IT8=+33μm 。
由附表3—4查得声30k7轴的基本偏差d :十2μm ,另一极限偏差为es :d+IT7·二 +23μm 。
于是得)(k7/)(30H8023.0002.0033.00 +++φ,
因此该配合的最大间隙Xmax=ES-ei=(+33)-(+2)=+31μm ,最大过盈Ymax=EI-es=0-(+23)=-23μm 。