淺談機(jī)械零件之間的配合

馬柏青

（廣東科技學(xué)院，廣東 東莞 523083）

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常采用專(zhuān)業(yè)化大協(xié)作生產(chǎn)，既分散制造，集中裝配的辦法來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。要實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)必須采用互換性原則，互換性是指同一規(guī)格的零件，不需任何挑選，調(diào)整或者輔助加工就能進(jìn)行轉(zhuǎn)配，并能滿足使用要求的特性。但是在實(shí)際加工中不可能保證兩個(gè)零件之間的尺寸完全一樣，零件與零件之間肯定有差別，這種差別包括尺寸和形狀，位置之間的差別，然而這些差別完全不會(huì)影響零件的使用，這就是公差的作用。由于零件在加工中不可能做到尺寸完全一樣活著完全做到一個(gè)理想的尺寸，加工出來(lái)的零件與理想的不可避免地總是會(huì)存在一些誤差，這種誤差是不可避免的，所以國(guó)標(biāo)就規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的公差值用來(lái)限制誤差，根據(jù)零件的不同使用要求選用不同的公差等級(jí)，零件加工出來(lái)后經(jīng)過(guò)測(cè)量如果誤差不超過(guò)公差范圍零件就是合格的。

一臺(tái)完整的機(jī)器有多個(gè)零件按設(shè)計(jì)要求裝配完成之后，零件之間必定呈現(xiàn)不同的配合關(guān)系。這種配合關(guān)系是設(shè)計(jì)者根據(jù)使用要求給定的，只有滿足這種配合關(guān)系才能使機(jī)器正常運(yùn)行，或者滿足了這種配合關(guān)系給生產(chǎn)帶來(lái)方便，降低生產(chǎn)成本。由此可見(jiàn)配合在整個(gè)機(jī)械制造業(yè)中的重要性。

配合是指基本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸之間的公差帶之間的關(guān)系。機(jī)器中零件之間的配合有三種，即間隙配合，過(guò)盈配合，過(guò)渡配合。

在公差配合標(biāo)準(zhǔn)中，孔軸都是由單一尺寸構(gòu)成。當(dāng)孔和軸的基本尺寸相同，而各自的上下偏差不同時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)不同的配合關(guān)系。在公差帶圖中，用零線表示基本尺寸，零線之上為正的偏差，零線之下的為負(fù)偏差，偏差可正可負(fù)也可為零，從圖中的孔，軸的公差帶位置就能看出它們的之間的配合關(guān)系。如圖所示：

圖中TD,Td分別是孔軸的公差，ES，EI是孔的上，下偏差，es,ei是軸的上下偏差。

1 間隙配合

當(dāng)孔公差帶完全在軸之上時(shí)，也就是孔在其公差范圍內(nèi)的所有尺寸都比軸在其公差范圍內(nèi)的所有尺寸都要大。即孔的尺寸始終大于軸的尺寸，配合之后必定呈現(xiàn)間隙。這種配合稱之為間隙配合。其特點(diǎn)是孔的尺寸總是大于或等于軸的尺寸，其代數(shù)差為正值或者零，孔的公差帶完全處于軸之上。當(dāng)孔加工最大極限尺寸，而與其相配的軸加工成最小極限尺寸時(shí)，配合處于最松狀態(tài)，即產(chǎn)生最大間隙。當(dāng)孔加工成最小極限尺寸，而與其相配合的軸加工成最大極限尺寸時(shí)，配合處于最緊狀態(tài)，即產(chǎn)生了最小間隙。間隙配合具有一定的間隙量，間隙量較小時(shí)主要用于精確定心又便于拆裝的靜連接，或者只有緩慢的移動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)連接，另外這種小間隙用于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，形成一層油膜，以保證液體摩擦，還用來(lái)補(bǔ)償溫度變形，安裝誤差及彈性變形等引起的誤差，如需傳遞力矩，須加鍵，銷(xiāo)等緊固件。間隙量較大的時(shí)主要用于結(jié)合件有轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)或者復(fù)合運(yùn)動(dòng)的動(dòng)連接。間隙配合在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

2 過(guò)盈配合

當(dāng)軸的公差帶圖完全在孔公差圖之上時(shí)，也就是孔在其公差范圍內(nèi)的所有尺寸都比軸在其公差范圍內(nèi)的所有的尺寸都要小。即孔的尺寸之中小于軸的尺寸，其代數(shù)差為負(fù)值或者零，這種配合稱之為過(guò)盈配合。其特點(diǎn)是當(dāng)孔加工成最小極限尺寸，而與其相配的軸為最大極限尺寸時(shí)，配合處于最緊狀態(tài)即產(chǎn)生最大過(guò)盈量，當(dāng)孔加工成最大極限尺寸，而與其相配合的軸加工成最小極限尺寸時(shí)，配合處于最松狀態(tài)，即產(chǎn)生最小過(guò)盈量。過(guò)盈配合具有一定的過(guò)盈量，主要用于結(jié)合件無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)不可拆卸的靜聯(lián)接。當(dāng)過(guò)盈量較小時(shí)，只做精確定心，如須傳遞力矩，需加鍵、銷(xiāo)等緊固件。過(guò)盈量較大時(shí)，可直接用于傳遞力矩。另外由于有過(guò)盈，裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小，兩者產(chǎn)生彈性變形，在結(jié)合面上產(chǎn)生一定的正壓力和摩擦力，借以傳動(dòng)力矩和緊零件。

3 過(guò)渡配合

當(dāng)孔的公差帶圖與軸的公差帶圖有交疊時(shí)，也就是孔在其公差范圍內(nèi)的所有尺寸中有一部分大于軸在其公差范圍內(nèi)的尺寸，有一部分尺寸小于或等于軸的尺寸，這種配合關(guān)系稱為過(guò)渡配合。過(guò)渡配合是具有間隙或過(guò)盈的配合，孔尺寸可能大于，小于或等于軸的尺寸，其代數(shù)差可能為正直，負(fù)值或零。當(dāng)孔加工成最大極限尺寸，而與其相配的軸加工成最小極限尺寸時(shí)，配合處于最松狀態(tài)，即產(chǎn)生最大間隙量。當(dāng)孔加工成最小極限尺寸時(shí)，配合處于最緊狀態(tài)，即產(chǎn)生最大過(guò)盈量。過(guò)渡配合可能具有間隙，也可能具有過(guò)盈，但無(wú)論間隙或過(guò)盈，量均較小，主要用于精確定心，結(jié)合件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可拆卸的靜連接。要傳遞力矩時(shí)，需加鍵、銷(xiāo)等緊固件。

4 間隙配合、過(guò)盈配合和過(guò)渡配合的區(qū)別

（1）間隙配合：①孔的實(shí)際尺寸永遠(yuǎn)大于或等于軸的實(shí)際尺寸；②孔的公差帶在軸的公差帶的上方；③允許孔軸配合后能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

（2）過(guò)盈配合：①孔的實(shí)際尺寸永遠(yuǎn)小于或等于軸的實(shí)際尺寸；②孔的公差帶在軸的公差帶的下方；③允許孔軸配合后使零件位置固定或傳遞載荷。

（3）過(guò)渡配合：①孔的實(shí)際尺寸可能大于或小于軸的實(shí)際尺寸；②孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊；③孔軸配合時(shí)，可能存在間隙，也可能存在過(guò)盈。

5 間隙配合、過(guò)盈配合和過(guò)渡配合的運(yùn)用簡(jiǎn)述

一般來(lái)講，傳遞力比較大時(shí)，多用過(guò)盈配合。傳遞力不大時(shí)，用小過(guò)盈配合，即過(guò)渡配合，如軸承等，而間隙配合一般都會(huì)采用，易裝配。

當(dāng)然，由于零部件的加工誤差不可避免，決定了必須采用先進(jìn)的公差標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)零部件的幾何量規(guī)定合理的公差，保證裝配后零件之間的裝配關(guān)系且避免過(guò)多的公差帶關(guān)系，國(guó)標(biāo)規(guī)定兩種優(yōu)先選用的配合制度，即基孔制和基軸制。基孔制指的是相配合的孔和軸，孔的基本偏差固定為H與不同的軸進(jìn)行配合，以孔為基準(zhǔn)。基孔制配合中呈現(xiàn)間隙，過(guò)渡，過(guò)盈都有可能。這種制度在制造業(yè)中優(yōu)先采用，因?yàn)榭妆容S難加工，孔的公差帶位置固定，可減少刀具。量具的規(guī)格，有利于生產(chǎn)和降低成本，故一般情況下，應(yīng)優(yōu)先采用基孔制。但是有些特殊情況下應(yīng)該采用基軸制。例如采用冷拔鋼，精度就達(dá)到IT8級(jí)左右，與標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)合基準(zhǔn)制的選擇要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件而定，如滾動(dòng)軸承外圈與殼體孔的配合應(yīng)采用基軸制等等。

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