配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。
孔和轴的配合代号用分数形式表示。分子是孔的公差带代号,分母是轴的公差带代号,如,或H7/g6。配合代号一般应用在装配图上,并注有配合的基本尺寸,这时用基本尺寸和配合代号完整地表示出来,如
或写成ϕ60H7/g6。
1.配合种类
基本尺寸相同的孔和轴,在相互结合时,为获得不同性质的配合,得到不同松紧程度的配合,将配合分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三大类。
(1)间隙配合 具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合,称为间隙配合。这类配合的特点是:孔的最小极限尺寸Dmin与轴的最大极限尺寸dmax之差总是大于或等于零,即
Dmin-dmax≥0
所以孔的公差带总在轴的公差带之上,如图3-18所示,其中如右图所示最小间隙等于零。
图3-18 间隙配合公差带
在间隙配合中,由于孔和轴的实际尺寸在各自的极限尺寸范围内变动,因此孔和轴在配合中的间隙量也在最大间隙Xmax和最小间隙Xmin这两个量之间变化。这两个量可用计算式表示为
Xmax=Dmax-dmin (3-11)
Xmin=Dmin-dmax (3-12)
为简化运算,可按上偏差ES、es和下偏差EI、ei表示:
Xmax=ES-ei (3-13)
Xmin=EI-es (3-14)
(2)过盈配合 具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合,称为过盈配合。这类配合的特点是:孔的最大极限尺寸Dmax与轴的最小极限尺寸dmin之差总是小于或等于零,即
Dmax-dmin≤0
所以孔的公差带总在轴的公差带之下,如图3-19所示,其中如右图所示最小过盈等于零。
图3-19 过盈配合公差带
在过盈配合中,由于孔和轴的实际尺寸在各自的极限尺寸范围内变动,因此孔和轴在配合中的过盈量也随之变化,从而存在最大过盈Ymax和最小过盈Ymin两个量。这两个量用计算式表示为
Ymax=Dmin-dmax (3-15)
Ymin=Dmax-dmin (3-16)
为简化运算,可按上偏差ES、es和下偏差EI、ei表示
Ymax=EI-es (3-17)
Ymin=ES-ei (3-18)
(3)过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合,称为过渡配合。这类配合的特点是:孔和轴的公差带相互交叠,如图3-20所示。所以孔的最小极限尺寸Dmin与轴的最大极限尺寸dmax之差可能出现正值,也可能出现负值,即可能出现间隙配合或过盈配合的情况:
当Dmin-dmax>0时,是间隙配合;
当Dmin-dmax<0时,是过盈配合。
图3-20 过渡配合公差带
由于孔和轴的实际尺寸在各自的极限尺寸范围内变动,因此孔和轴在配合中的间隙量和过盈量也随之变化,最大间隙Xmax和最大过盈Ymax用计算式表示为
Xmax=Dmax-dmin (3-19)
Ymax=Dmin-dmax (3-20)
它们也可用上偏差ES、es和下偏差EI、ei表示
Xmax=ES-ei (3-21)
Ymax=EI-es (3-22)
2.配合公差
在孔和轴的配合中,允许间隙或过盈的变动量称为配合公差T。配合公差是没有符号的绝对值。
对于间隙配合,配合公差等于最大间隙Xmax与最小间隙Xmin之代数差的绝对值;对于过盈配合,配合公差等于最小过盈Ymin与最大过盈Ymax之代数差的绝对值;对于过渡配合,配合公差等于最大间隙Xmax与最大过盈Ymax之代数差的绝对值,即
(1)间隙配合T=∣Xmax-Xmin∣ (3-23)
(2)过盈配合T=∣Ymin-Ymax∣ (3-24)
(3)过渡配合T=∣Xmax-Ymax∣ (3-25)
配合公差直观地反映孔和轴配合的松紧程度。
3.公差制度
为使配合标准化、规范化,国家标准规定了基准制的公差制度,即基孔制和基轴制。
(1)基孔制 以基本偏差为一定的、孔的公差带位置固定不变,只改变轴的公差带位置,就可以得到不同性质的配合的公差制度称为基孔制。
在基孔制配合中的孔称为基准孔,其基本偏差代号为“H”,并根据配合精度,选择其公差等级。它的下偏差为基本偏差,其值都为零;上偏差根据标准公差的等级选取。轴的基本偏差则由配合的种类和配合的松紧程度选取,如图3-21所示。(www.daowen.com)
在基孔制中,基准孔为H,轴则从a→h用于间隙配合;j→ZC用于过渡配合或过盈配合。
基孔制的应用较广,如在机械设计中,当相互配合的孔和轴都需要加工时,往往采用基孔制。
(2)基轴制 以基本偏差为一定的轴的公差带位置固定不变,只改变孔的公差带位置,也可以得到不同性质的配合的公差制度称为基轴制。
在基轴制配合中的轴称为基准轴,其基本偏差代号为“h”,并根据配合精度选择其公差等级。它的上偏差为基本偏差,其值都为零;下偏差根据标准公差的等级选取。孔的基本偏差则由配合的种类和配合的松紧程度选取,如图3-22所示。
图3-21 基孔制配合公差带
图3-22 基轴制配合公差带
在基轴制中,基准轴为h,轴则从A~H用于间隙配合;J~ZC用于过渡配合或过盈配合。
基轴制多根据以精度较高的配件外径,车削配合孔的场合,如以滚动轴承的外径,配制轴承孔等。
4.公差带及配合的选用原则
孔和轴的公差带及配合,应首先采用优先公差带及优先配合,其次采用常用公差带及常用配合,再次采用一般用途公差带。必要时,可按标准所规定的标准公差(表3-2)与基本偏差组成孔和轴的公差带及配合。
(1)极限偏差
1)优先用途轴的极限偏差见表3-5。
2)优先用途孔的极限偏差见表3-6。
表3-5 优先用途轴的极限偏差(尺寸≤500mm) (单位:μm)
(续)
表3-6 优先用途孔的极限偏差(尺寸≤500mm) (单位:μm)
(续)
(2)公差带
1)轴的优先和常用公差带见图3-23。
图3-23 轴的优先和常用公差带
注:1.轴的一般的公差带,共119个(包括常用和优先)。
2.带方框的为常用公差带,共59个(包括优先)。
3.圆圈中的为优先公差带,共13个。
2)孔的优先和常用公差带见图3-24。
图3-24 孔的优先和常用公差带
注:1.孔的一般的公差带,共105个(包括常用和优先)。
2.带方框的为常用公差带,共44个(包括优先)。
3.圆圈中的为优先公差带,共13个。
(3)配合
1)基孔制优先和常用配合见表3-7。
表3-7 基孔制优先和常用配合
注:1.、
在基本尺寸小于或等于3mm和
在小于或等于100mm时,为过渡配合。
2.标注的配合为优先配合。
2)基轴制优先和常用配合见表3-8。
表3-8 基轴制优先和常用配合
注:标注的配合为优先配合。
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