配合公差是指组成配合的孔与轴的公差带之间的允许变动量,具体定义和特性如下:
一、基本定义
配合公差是孔与轴公差带相对位置允许的变动范围,即配合后可能出现的间隙或过盈量。其计算公式为:
$$
T_f = |X_{\text{max}} - X_{\text{min}}| = T_D + T_t
$$
其中:
$X_{\text{max}}$ 和 $X_{\text{min}}$ 分别为最大间隙量和最小间隙量;
$T_D$ 为孔的公差($T_D = |ES - EI|$);
$T_t$ 为轴的公差($T_t = |es - ei|$)。
二、配合类型
根据孔与轴的配合关系,配合公差分为以下三类:
间隙配合
孔的公差带完全在轴的公差带之上,装配后轴可自由转动,适用于需要拆卸或滑动的场景(如螺栓连接、活塞配合)。
过盈配合
轴的公差带完全在孔的公差带之下,装配后轴被压入孔中且无法转动,适用于需要固定或传递扭矩的场合。
过渡配合
孔与轴的公差带部分重叠,装配后可能间隙或过盈,适用于对精度要求不高的场景。
三、配合公差的影响因素
公差等级
孔与轴的公差等级直接影响配合公差的大小。例如,IT6级配合的公差值小于IT8级配合。
基准制度
采用基孔制或基轴制会影响配合性质。例如,孔选H基准时,轴选h基准可能形成过渡配合;孔选H基准、轴选h基准可能形成间隙配合。
载荷条件
动态载荷(如旋转轴)需避免间隙配合,静载荷可考虑过渡配合。
四、实际应用示例
以配合件Φ200+0.013为例:
孔的公差带为$H7$,$T_D = 0.018$;
轴的公差带为$h6$,$T_t = 0.016$;
最大间隙量$X_{\text{max}} = 0.018 - (-0.016) = 0.034$;
配合公差$T_f = 0.034$。
五、总结
配合公差是机械设计中控制装配精度和功能的重要参数,需根据实际需求选择合适的公差等级和配合类型,并综合考虑载荷、基准制度等因素。