1.基准制的选择
选用基准制时,应从结构、工艺及经济性等几方面综合分析考虑。
(1)一般情况下优先选用基孔制,这主要是从工艺性和经济性来考虑的。孔通常用定值刀具(如钻头、铰刀、拉刀)加工,用极限量规(塞规)检验。当孔的基本尺寸和公差等级相同而基本偏差改变时,就需更换刀具、量具。而一种规格的磨轮或车刀,可以加工不同基本偏差的轴,轴还可以用通用量具进行测量。所以,为了减少定值刀具、量具的规格和数量,利于生产,提高经济性,应优先选用基孔制。
(2)当在机械制造中采用具有一定公差等级的冷拉钢材(其外径不经切削加工即能满足使用要求),此时就应选择基轴制,再按配合要求选用和加工孔就可以了。这在技术上、经济上都是合理的。
由于结构上的特点,宜采用基轴制。根据工作要求,活塞销轴与活塞孔应为过渡配合,而活塞销与连杆之间由于有相对运动应为间隙配合。若采用基孔制配合,销轴将做成阶梯状,这样既不便于加工,又不利于装配。若采用基轴制配合,销轴做成光轴,既方便加工,又利于装配,如图2.7所示。
图2.7 基轴制配合示意
(3)与标准件配合时,应以标准件为基准件来确定基准制。在特殊需要时可采用非基准制配合,如图2.8所示。
图2.8 非基准值配合
2.公差等级的选择
(1)联系工艺。
在按使用要求确定了配合公差Tf后,由于Tf=TH+Ts,这里TH与Ts的公差分配可按工艺等价性考虑。孔和轴的工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相同。在间隙和过渡配合中孔的标准公差不大于IT8,过盈配合中孔的标准公差不大于IT7时,可确定轴的公差等级比孔的公差等级高一级,如H7/f6、H7/p6,低精度的孔和轴的配合可采用同级配合,如H8/s8。
(2)联系配合。
对过渡配合或过盈配合,一般不允许其间隙或过盈的变动太大,因此公差等级不能太低,孔可选标准公差不大于IT8,轴可选标准公差不大于 IT7。间隙配合可不受此限制。但间隙小的配合公差等级应较高,间隙大的配合公差等级可以低些。例如,选用H6/g5和H11/a11是可以的,而选用H11/g11和H6/a5就不合理了。
(3)联系零件的相关结构。
例如,齿轮孔与轴的配合公差等级应决定于齿轮的精度等级,滚动轴承与轴颈和外壳孔的配合公差等级与滚动轴承的精度有关。(www.xing528.com)
在用类比法选择公差等级时,应熟悉各个公差等级的应用范围和各种加工方法所能达到的公差等级,需要根据实际情况查阅相关匹配标准和对应数据。
3.配合的选择
一般选用配合的方法有三种,即计算法、试验法、类比法。
(1)计算法:是根据理论公式,计算出使用要求的间隙或过盈大小来选定配合的方法。对依靠过盈来传递运动和负载的过盈配合,可根据弹性变形理论公式,计算出能保证传递一定负载所需要的最小过盈和不使工件损坏的最大过盈。由于影响间隙和过盈的因素很多,理论计算也是近似的,所以在实际应用中还需经过试验来确定,一般情况下,很少使用计算法。在此不做详细介绍。
(2)试验法:采用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过盈范围。该方法主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验法比较可靠,但周期长、成本高,应用也较少。选择配合的主要依据是使用要求和工作条件。对初学者来说,首先要确定配合的类别,选定是间隙配合、过渡配合还是过盈配合,然后根据配合的方法依靠数据同时参照标准来确定。采用试验法下间隙配合基本偏差的选择见表2.4。
表2.4 试验法下的间隙配合基本偏差的选择
续表
试验法下各种过渡配合基本偏差的比较与选择见表2.5。
表2.5 试验法下过渡配合基本偏差
(3)类比法:就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配合的实例,再结合所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合,该方法应用最广。用类比法选择配合时须考虑如下因素:受载情况、拆装情况、配合件的结合长度和形位误差、配合件的材料、温度的影响、装配变形的影响、生产类型。类比法应用举例见表2.6。
表2.6 类比法应用举例
根据国家标准规定的一般、常用和优先的公差带与配合、一般公差的规定以及公差与配合的选择,其中几何精度设计包括基准制的选择,公差等级的选择,配合(即与基准件相配合的非基准件的基本偏差代号)的选择。基准制的选择方法主要是类比法,应优先选用基孔制。确定公差等级的基本原则是,在满足使用要求的前提下,尽量选取较低的公差等级,确定方法主要是类比法。配合的选择应尽可能地选用优先配合,其次是常用配合,再次是一般配合,如果仍不能满足要求,可以选择其他的配合。要非常熟悉各类基本偏差在形成基孔制(或基轴制)配合时的应用场合。
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