第2章-3 孔、轴的极限与配合

th、ts分别为孔、轴实际工作温度，单位为°C
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例2-12 活塞与缸体孔在工作时要求配合间隙在0.12-0.30mm之 间。已知活塞与缸体的公称尺寸D=100mm，活塞采用铝合金， 线膨胀系数αs =23×10-6/°C，工作温度ts=180°，缸体采用钢 质材料，其线膨胀系数αh =12×10-6/°C，工作温度th=110°C， 装配温度为20°C，试设计此配合。
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（4）确定孔、轴的公差等级
根据式（2-15），有Tf=Xmax- Xmin =0.56-0.38=0.18mm。
因为Tf=Th+Ts，试取Th=Ts=1/2Tf=0.090mm，反查表2-1可知，IT9的公 差值与之比较接近，取Th=Ts=0.087mm。 （5）确定非基准件（轴）的基本偏差代号和孔、轴的极限偏差值 es= -Xmin=-0.380mm；基本偏差a的es= -0.380mm， 选用轴的公差带为Φ100a9。ei=es-Ts=-0.380-0.087=-0.467mm
在基孔制配合中，对于间隙配合，其最小间隙等于轴的基本
偏差es的绝对值；对于过盈配合，在确定了基准孔的公差等
级后，按要求的最小过盈来确定轴的基本偏差ei，对过渡配
合，在确定了基准孔的公差等级后，可由最大间隙量确定轴 的基本偏差ei。
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表2-13 基孔（或基轴）制配合时，轴或孔的基本偏差与公差值和极限间隙 或过盈的关系 基准制 配合性质 间隙配合 基孔制 基本偏差 es 计算公式 es= -Xmin
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（3）确定配合。 该配合是过渡配合，采用基孔制时，轴的基本偏差是下极限 偏差。由表2-13可知在过渡配合时： ei=Th-Xmax =0.025-0.010=+0.015mm。 查表2-3，轴的基本偏差代号为n，其偏差值ei=+0.017mm， 与上面所需的轴的基本偏差最为接近。则取轴的公差带为 φ35n6。 根据式（2-4），轴的另一极限偏差 es=ei+Ts=0.017+0.016=0.033mm（注意：式中ei不能代 0.015mm，因为它不是国际标准规定的偏差值）。 孔的公差带为H7，EI=0（基准孔），根据式（2-3）可得 ES=EI+Th=+0.025mm 。 孔、轴的配合为Φ35H7/n6，根据公式（2-11）、（2-12）可 计算出该配合的最大间隙、最大过盈： Xmax= ES-ei=0.025-0.017=+0.008mm， Ymax= EI-es =0-0.033=-0.033mm。
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公差等级的应用 表2-9 各公差等级的应用范围
应 块 量 配 合 尺
用 规 规 寸
01 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18
特别精密零件的配合 非配合尺寸（大制造公差） 原 材 料 公 差
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表2-10 各种加工方法的加工精度
加 工 方 法 研 珩 圆 平 金 金 拉 铰 车 镗 铣 刨、插 钻 滚 压 、挤 压 冲 压 压 铸 孔 刚 刚 石 石 磨 磨 车 镗 削 孔 磨 01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
过渡配合
过盈配合
ei
ei
ei=Th-Xmax
ei=Th+|Ymin|
间隙wk.baidu.com合
基轴制 过渡配合 过盈配合
EI
ES ES
EI=Xmin
ES= Xmax–TS ES=Ymin –Ts
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四、在选择配合的时候要注意的问题
1. 孔、轴的工作环境温度对配合的影响
图样上极限与配合的标注是以标准温度20℃时工件的状态为
准，检验结果也应以20℃的为准。
实际工作温度低于或高于20 ℃时。由热变形引起的间隙或过
盈变化量可用下式估算：
D[ h (t h 20) s (ts 20)]
式中，D为配合件的公称尺寸，单位为mm； αh、αs分别为孔、轴材料线膨胀系数，量纲为1/°C
（2-19）
3
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。
4
5
6
与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定基准制
7
8
有特殊需要时可采用非配合制配合
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。
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2. 装配变形
轴在轴套中转动，两者为间隙配合。套筒与箱体孔的配合取
过渡配合（有较小过盈的过渡配合）。由于套筒是薄壁件， 将其装入箱体孔后，套筒内径会收缩，使间隙配合减小。在 选用配合时要考虑装配变形对配合的影响。对此，可以采用 先将套筒装入箱体孔内，再加工套筒内孔，也可以适当加大 套筒内径来消除装配变形使尺寸减小而对配合的松紧程度造 成的影响。
H? ? H7 ?6
H7 6 H7 g6
2
一、基准制的选择
1、从工艺性和经济性出发，优先选用基孔制
选用基孔制可以减少孔用定值刀具和量具的规格数目。 2、下列情况下，应选用基轴制 当采用具有一定尺寸、形位精度和表面粗糙度的冷拉钢材 做轴，其外径不再经切削加工即能满足使用要求时，采用基 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
应选用过渡配合。定心要求不高时，也可以用基孔制的小间隙配 合。采用过渡配合时，加键或销也可用于传递运动或载荷。 （3）装配后需要靠过盈来传递载荷的，应当选用过盈配合，传 动力大，过盈量要大。
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2．确定非基准件的基本偏差
当基准制和公差等级确定后，具体的间隙或过盈量的确定问
题也就是选择非基准件的基本偏差代号的问题。
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4．按类比法选择配合时，要结合实际情况对类比对象进行 修正
各种机器的应用场合、加工批量、材料的许用应力、负荷
的大小和特性、装配条件及温度都会有或多或少的差异。 因此，在对照实例选取配合时，应根据所设计的机器的具
体情况对间隙或过盈量进行适当的修正。
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例2-13 有一公称尺寸为φ35mm的孔、轴配合，要求配合最
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3．加工方式与尺寸分布特性的影响
在大批量生产时，多用“调整法”加工,即按加工件的上、
下极限尺寸的平均值调刀，加工出的尺寸变动范围接近正 态分布。 在单件小批生产时，多用“试切法”加工，孔的尺寸通常 靠近下极限尺寸，轴的尺寸通常靠近上极限尺寸，即孔的 尺寸偏小、轴的尺寸偏大。 按“试切法”加工的零件的配合往往比用“调整法”加工 的配合紧些。
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二、公差等级的选择
H? ?
H7 6
原则：在保证零件使用要求的前提下，尽可能地考虑工艺的可 能性和经济性。
1．轴、孔的公差等级应相互适应 孔、轴公差选取应满足Tf≥TH＋Ts。分配孔、轴公差要使
孔、轴的公差等级相适应，即考虑所谓的工艺等价性。
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（1）在常用尺寸段，较高公差等级（8级或以上）时，考虑孔 的加工一般比轴困难，一般采用孔比轴低一级的配合。如 H7/f6、H7/s6。 （2）常用尺寸段，较低公差等级（>8级）时，孔、轴加工难 易程度相当，推荐孔、轴采用同级配合，如H9/d9。 （3）在大尺寸段，孔的加工比轴难一些，而轴的测量相对比 孔难一些，一般采用孔、轴同级配合。 （4）在极小尺寸段（公称尺寸≤3mm）时，根据工艺的不同， 可选孔和轴同级、孔较轴高一级、孔较轴低一级。在钟表业， 甚至有孔的公差等级较轴的公差等级高2-3级。
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2．公差等级与配合种类相关联 公差等级的高低将影响配合的稳定性和一致性。 对过渡和过盈配合：一般不允许其间隙或过盈的变动太大， 如果公差等级过低，可能会使过盈量超过零件材料的极限 强度。因此，在过渡或过盈配合中，孔、轴的公差等级应 有较高的精度。通常，孔可选标准公差≤IT8，轴可选标准 公差≤IT7。 对间隙配合：可允许有较大的间隙变动范围，例如，配合 的孔、轴的公差等级可以选至IT12（参见表2-5、表2-6基 孔制、基轴制优先、常用配合）。但间隙小的配合，公差 等级应较高。而在较大的间隙配合中，公差等级可以低些。 例如，可选用H7/g6和H11/c11，而选用H7/a6则无实际意 义。
粉 末 冶 金 成 型 粉 末 冶 金 烧 结 砂 型 铸 造 、气 割 锻 造
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三、配合的选择
H7 ?6
H7 g6
1、根据工作要求确定配合类别 （1）若工作时配合件之间有相对运动，选用间隙配合；相对速 度越大，间隙应越大。如单位压力大，则间隙要小。
（2）若配合件工作时无相对运动，且有定心要求或便于装拆，
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2.5 线性尺寸的未注公差
GB/T1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 适用范围 本标准适用于金属切削加工的尺寸,也适用于一般的冲压加工的尺寸非 金属材料和其他工艺方法加工的尺寸可参照采用。 1、线性尺寸 如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径、倒角高 度； 2、角度尺寸 包括通常不注出角度值的角度尺寸（如直角90°）；GB/T1184提到的或 等多边形的角度除外； 3、机加工组装件的线性和角度尺寸。 不适用于： 其他一般公差标准涉及的线性和角度尺寸； 括号内的参考尺寸； 矩形方格内的理论正确尺寸。
因为是采用基孔制，所以EI=0，根据式（2-3）得
ES=EI+Th=+0.087mm。
（6）校对
该孔、轴配合代号：
φ 100
.087 H（ 9 0 ） 0 0.380 a（ 9 0.467）
Xmax=ES-ei=0.087-（-0.467）=0.554mm， Xmin=EI-es=0-(-0.380)=+0.380mm， 满足要求。
解：（1）根据式（2-19）间隙变动量=100×[12×10-6×（11020）-23×10-6×（180-20）]= -0.26mm。 即由于热变形配合间隙将减小0.26mm。 （2）在装配时应考虑热变形使间隙减少的影响,所以装配间隙 应为Xmax=0.30+0.26 =0.56mm Xmin=0.12+0.26 =0.38mm （3）选用基准制：选基孔制，EI=0
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3．公差等级的高低应与典型零部件的精度匹配
齿轮是比较常见的传动件。齿轮孔及与齿轮孔相配合的轴，
两者的公差等级取决于齿轮的精度等级。例如，齿轮的精 度等级为8级，一般取齿轮孔的公差等级为IT7，与齿轮孔 相配合的轴的公差等级为IT6。
滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精
度等级有关，P0级（普通级）的轴承，要求轴颈的公差等 级为IT6、外壳孔为IT7。P6级的轴承，一般要求轴颈的公 差等级为IT5、外壳孔为IT6。
第2章孔、轴的极限与配合
2.1 概述 2.2 极限与配合基本术语 2.3 极限与配合国家标准 2.4 极限与配合的选择 2.5 一般未注公差
1
2.4 极限与配合的选择
• 选择原则：满足机械产品的使用性能要求前提下，尽量
制造经济合理。 选择内容： 基准制 公差等级 配合种类 H？h?
大间隙为+0.010，最大过盈-0.035mm，试确定孔轴的公差等 级和配合种类。 解：（1）选择基准制。 因没有特殊情况和要求，选用基孔制配合 （2）公差等级的确定。 根据公式（2-16），配合公差 Tf= Xmax-Ymax =0.010-(-0.035) =0.045mm。 又因为Tf=Th+Ts=0.045mm，孔、轴在公差等级较高时，取 孔比轴低一级，查表2-1，初取：IT6=0.016mm， IT7=0.025mm； 两者之和小于并接近配合公差Tf，所以取 孔的公差等级为IT7，轴为IT6。
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一、定义及优点
1、一般公差的定义
在车间通常加工条件下可保证的公差，即车间普通工艺条
件下，机床设备可保证的公差， 采用一般公差的尺寸，在该尺寸后不需要注出其极限 偏差数值。
在正常维护和操作情况下，代表车间通常的加工精度。
一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸，在正常的车间