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第1节 孔、轴结合 公差等级的选用首先必须满足功能要求,其次要考虑经济性。考虑经济性不单纯从加工成本着眼,还要看到精度的降低会使机器的使用期缩短或性能降低,从而降低机器的生产效益,由此而产生的经济损失可能比节约加工成本大得多;因此,有时可适当地提高设计精度以保证产品的质量,保证具有足够的精度储备。 从图1—3的尺寸公差与相对生产成本的关系曲线可以看出,在小公差的范围内,公差值的减小,会使成本迅速增高;在较大公差范围内,公差变化对成本的影响不大,所以在选公差等级时应注意,在高公差等级范围内,尽量选低的等级;在较低公差等级范围内,可适当提高一或两级,以便以较小的经济代价获得较高的产品质量。 公差等级的选用是一项十分重要但又比较困难的工作,对于实际工作经验较少的设计者尤其如此。因为公差等级的高低不仅直接影响产品的功能和技术指标,而且还直接影响生产和使用过程的经济性。公差等级过低,虽然可以降低生产成本,但是由于低公差等级的尺寸变动量大,难以保证较高的和稳定的产品质量,也影响产品的无故障工作时间和使用寿命,反而增加产品的使用成本。若公差等级过高,则生产成本成倍增加,降低产品的性价比,不利于产品的市场竞争,也不利于综合经济效益。 对于某些特殊的、重要的配合,可能根据工作条件和性能要求确定配合的间隙或过盈的允许界限,然后采用计算法确定相配孔、轴的公差等级。但是应该指出,这种情况在实际设计过程中是很少的,用计算法确定公差等级只能够在个别情况下采用。 设计公差等级的过程就是正确处理功能要求和经济性这对矛盾的过程。由于经济效益受多种因素的综合影响,如技术水平、生产能力、供求关系等,而且在功能要求和公差等级之间也难以建立定量的关系,所以绝大多数尺寸的公差等级只能够采用类比的方法来确定其公差等级。也就是参考经过实践证明是合理的类似产品的设计经验,合理的设计尺寸的公差等级。 用类比法选择公差等级时,应考虑以下几个问题: 孔、轴的工艺等价:在常用尺寸段内,配合精度要求较高时,即间隙配合和过渡配合的孔的公差等级≤IT8、过盈配合的孔的公差等级≤IT7时,由于孔比轴难加工,所以为使相配的孔、轴工艺等价,应选定孔的公差等级比轴低一级。 相关要素的精度匹配:例如与齿轮孔相配合的轴的公差等级,受齿轮精度等级的制约;与滚动轴承相配合的外壳孔和轴的公差等级受滚动轴承精度的制约。 结合性质与加工成本:对于过盈、过渡和较紧的间隙配合,公差等级不能太低,推荐采用孔的公差等级不低于IT8、轴的公差等级不低于IT7。这是由于公差等级过低,会使过盈配合在保证最小过盈的条件下最大过盈增大,当材料强度不够时零件会受到破坏;过渡配合的公差等级较低时,会导致最大过盈和最大间隙都增大,不能保证相配孔、轴既装拆方便又能实现定心的要求;低公差等级间隙配合会产生较大的平均间隙,满足不了较紧的间隙配合的要求,例如高公差等级的H6/g5是较紧的间隙配合,低公差等级的H11/hll是较松的间隙配合。 有时为了降低加工成本,在不影响产品使用功能的前提下,孔、轴公差等级可相差较多。 |
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