第1节 孔、轴结合

(3)配合种类的选择
  选择配合种类的主要依据是功能要求。应该根据工作条件要求的松紧程度来选择适当的配合。
  通常孔、轴配合后有相对运动(转动或移动)的,应选用间隙配合;主要靠装配过盈传递载荷的,应选用过盈配合;要求有定位精度(对中要求)而且经常装拆的,主要应选用过渡配合,也可按不同情况选用小间隙或小过盈的配合。
  确定配合的类别后,再根据使用性能的要求选用适当松紧程度的配合,也就是选择配合件的基本偏差和标准公差。
  选择配合时,首先在国家标准规定的优先配合中选用。当优先配合不能满足功能要求时,再从常用配合中选用。若标准配合都不能满足功能要求,可以选用孔、轴的标准公差带组成要求的配合。选用的顺序也是先选优先公差带,次选常用公差带,再选一般公差带。
  标准公差带不能满足功能要求时,可自行确定孔、轴极限尺寸(极限偏差),即采用非规范的设计。
  由于松紧程度的要求和工作性能难以用定量的指标来表示,所以正确选择配合种类是一件很困难的工作。配合种类的选用方法有类比法、计算法和试验法。
  计算法主要用于两种情况:一是用作滑动轴承的间隙配合,当要求保证液体润滑摩擦时,可以根据润滑理论计算允许的间隙,从而选定适当的配合种类;另一是完全依靠装配过盈传递负荷的过盈配合,可以根据要求传递负荷的大小计算允许的最小过盈量,再根据孔、轴材料的材料特性计算允许的最大过盈量,从而选定适当的配合种类。国家标准详细规定了过盈配合的计算和选用方法,在设计时可以参考使用。
  对产品性能影响很大的个别特别重要的配合,可以进行专门的模拟试验,以确定工作条件要求的最佳间隙或过盈量,即采用试验法选用配合。这种方法只要试验设计合理、数据可靠,选用的配合比较理想,但是成本较高、周期较长。
  配合的选用主要采用类比法。用类比法选用配合时要对照实例,类比工作条件,相应改变间隙或过盈量。表6—3列出了工作条件对配合松紧的要求,可供参考。当孔、轴材料强度较低时,不应选用过紧的配合;相对转动的滑动轴承的相对转速越高,润滑油黏度越大,则间隙配合越松。

  选用配合时应考虑的其他因素还有:
  温度变形:由于国家标准规定的公差,图样上标注的配合以及测量条件等均以标准温度(20℃)为前提,故当工作温度偏离20℃时要进行温度修正,尤其是孔、轴工作温度或线胀系数相差较大时。除非有特殊悦明,一般均应将工作条件的配合要求,换算成20℃时的极限与配合标注在图样上。这对于在高温或低温下工作的机械尤为重要。
  装配变形:在机械结构中,经常遇到薄壁零件装配变形的问题。考虑装配变形的具体办法有两个:其一是选择较松的间隙配合,以补偿装配变形;其二是用工艺措施来保证。
  尺寸分布特性:不同加工方法得到的一批孔、轴的实际尺寸,服从不同的分布,即具有不同的分布特性。大批量生产时,多用“调整法”加工,实际尺寸通常按正态分布。单件小批量生产时,多用“试切法”加工,实际尺寸多按偏态分布,且分布中心偏向最大实体尺寸一侧;因此,同一种配合,由于尺寸分布特性不同,装配得到的一批结合的实际间隙(或实际过盈)的分布也不相同,因而具有不同的结合性质。因此,在单件小批量的生产条件下,采用试切法加工,可能使孔、轴实际尺寸形成偏向最大实体尺寸的偏态分布时,应选用较松的配合,或者标注统汁尺寸公差,对实际尺寸分布特性做出规定。

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