题目
已知孔 phi 30_(0)^+0.033 与轴配合,设计要求最大间隙 X_(max )=+0.01(mm),最大过盈 Y_(max )=-0.043(mm)。求:孔轴的公称尺寸、极限偏差、极限尺寸、公差,并画出尺寸公差带图和配合公差带图,说明该配合属于什么配合?
已知孔 $\phi 30_{0}^{+0.033}$ 与轴配合,设计要求最大间隙 $X_{\max }=+0.01\text{mm}$,最大过盈 $Y_{\max }=-0.043\text{mm}$。求:孔轴的公称尺寸、极限偏差、极限尺寸、公差,并画出尺寸公差带图和配合公差带图,说明该配合属于什么配合?
题目解答
答案
孔的参数:
- 公称尺寸:30mm
- 上偏差(ES):+0.033mm
- 下偏差(EI):0mm
- 最大极限尺寸:30.033mm
- 最小极限尺寸:30mm
- 公差:0.033mm
轴的参数:
- 公称尺寸:30mm
- 上偏差(es):+0.043mm
- 下偏差(ei):+0.023mm
- 最大极限尺寸:30.043mm
- 最小极限尺寸:30.023mm
- 公差:0.02mm
配合类型:
该配合为过渡配合。
尺寸公差带图:
孔: +0.033
|-----|
0
轴: +0.043
|-----|
+0.023
配合公差带图:
+0.01 (X_max)
|-----|
0
|-----|
-0.043 (Y_max)
结论:
该配合为过渡配合,孔和轴的公称尺寸均为30mm,孔的公差带在轴的公差带之下,部分重叠。
解析
题目考察知识与解题思路
本题主要考察机械制造中尺寸公差与配合的基本概念及计算,涉及以下核心知识点:
- 基本术语:公称尺寸、极限尺寸(最大/最小)、极限偏差(上/下偏差)、公差、间隙($X$)与过盈($Y$)的定义及计算。
- 配合类型:根据间隙和过盈的范围判断(过渡配合:既有间隙又有过盈)。
- 公式应用:
- 孔的极限偏差:$ES$(上偏差)、$EI$(下偏差),公差$T_h=ES-EI$;
- 轴的极限偏差:$es$(上偏差)、$ei$(下偏差),公差$T_s=es-ei$;
- 配合的极限间隙/过盈:$X_{\text{max}}=ES-ei$(最大间隙)、$Y_{\text{max}}=EI-es$(最大过盈)。
详细计算过程
1. 公称尺寸
孔和轴的公称尺寸均为题目给定的$\phi30$,即30mm。
2. 孔的参数计算
题目直接给出孔的公差带:$\phi30_{0}^{+0.033}$,故:
- 上偏差$ES=+0.033\text{mm}$,下偏差$EI=0\text{mm}$;
- 最大极限尺寸$=公称尺寸+ES=30+0.033=30.033\text{mm}$;
- 最小极限尺寸$=公称尺寸+EI=30+0=30\text{mm}$;
- 公差$T_h=ES-EI=0.033-0=0.033\text{mm}$。
3. 轴的参数计算(关键)
根据配合要求反推轴的偏差:
- 最大间隙$X_{\text{max}}=ES-ei$:已知$X_{\text{max}}=+0.01\text{mm}$,$ES=+0.033\text{mm}$,代入得:
$ei=ES-X_{\text{max}}=0.033-0.01=+0.023\text{mm}$(轴的下偏差); - 最大过盈$Y_{\text{max}}=EI-es$:已知$Y_{\text{max}}=-0.043\text{mm}$,$EI=0\text{mm}$,代入得:
$es=EI-Y_{\text{max}}=0-(-0.043)=+0.043\text{mm}$(轴的上偏差); - 轴的最大极限尺寸$=公称尺寸+es=30+0.043=30.043\text{mm}$;
- 轴的最小极限尺寸$=公称尺寸+ei=30+0.023=30.023\text{mm}$;
- 公差$T_s=es-ei=0.043-0.023=0.02\text{mm}$。
4. 配合类型判断
配合的间隙范围为:$X_{\text{max}}=+0.01\text{mm}$(最大间隙)到$Y_{\text{max}}=-0.043\text{mm}$(最大过盈),既有间隙又有过盈,故为过渡配合。
5. 公差带图说明
- 尺寸公差带图:孔的公差带从$0$到$+0.033$,轴的公差带从$+0.023$到$+0.043$,孔的公差带部分在轴的下方(重叠)。
- 配合公差带图:以公称尺寸为基准,上方为间隙($+0.01$),下方为过盈($-0.043$),直观显示配合范围。