游乐行业常用的配合公差

美体   2025-01-16 10:07   河南  

1、什么是配合?

基本尺寸相同才能称为配合。

基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。相互配合的孔和轴,其基本尺寸必然相同。

这里注意,基本尺寸相同,如果基本尺寸不同,就不能称为配合,如果不是配合,就没必要标注配合公差,因为不需要。

比如一些游乐车辆连接器(杆)部位销轴,孔的基本尺寸是φ25,轴的基本尺寸是φ24,这种情况下,轴没必要标注公差。公差是针对配合的,没有配合就没有公差。

2、配合分为几种?

分为:间隙配合,过渡配合,过盈配合
间隙配合:是指具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。此时,孔的公差带在轴的公差带之上,即孔的实际尺寸永远大于或等于轴的实际尺寸。
过渡配合:是指孔与轴装配时可能有间隙配合也可能有过盈配合,孔的公差带与轴的公差带相互交叠。
过盈配合:过盈是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负。

过盈配合的优点是连接稳定,不易松动,适用于需要高强度固定的高载荷、低转速场合。但若过盈量过大,可能导致轴承内圈应力集中,增加摩擦,甚至引起轴承失效。

间隙配合适用于高速、低载荷场合,有助于减少热膨胀引起的变形,但间隙过大会导致运行中的振动和偏移。

3、基孔制与基轴制
基准制是设计部件时用于确定相互配合的孔和轴的制度,其中基孔制和基轴制是两种主要的基准制。理解这两种制度的区别和各自的应用,对于从事游乐设备的专业人士来说至关重要。在一般情况下,优先采用基孔制。
基孔制是基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制的孔为基准孔,其下偏差为零,基本偏差代号为H。
基轴制基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的轴为基准轴,其上偏差为零,基本偏差代号为h。
总之,在游乐设备设计制造时,为了减少定制刀具、量具的规格和种类,便于生产,提高经济性,应优先采用基孔制。然而,在可以获得明显的经济效益的情况下,如受原材料、标准件和结构限制时,选择基轴制可能更为合适。

4、轴承的特殊性

机电类特种设备中广泛存在传动系统、驱动系统,也就是说转动的部分都离不开轴承,也就离不开孔与轴的配合。

在游乐设施传动系统中,轴承与轴的配合是保障设备平稳运行的关键一环。轴承与轴之间的配合设计,不仅影响轴承的装配质量,还决定了其在工作中的运转性能和使用寿命。轴承是标准件,轴承与轴承座的配合是基轴制,轴承和轴的配合是基孔制,轴则是根据实际情况进行设计。

基孔制,孔的下偏差是0,上偏差是一正值,公差带代号为H,公差等级一定。滚动轴承内圈和轴的公差配合与一般的配合具有特殊性,这是应为滚动轴承作为标准件,采用基孔制,本来应该下偏差为0,实际是上偏差为0。说白了就是轴承行业不按套路出牌,利用基轴制的尺寸,享用基孔制的待遇。

对于滚动轴承来说不是这样,单举个例子来说一下,6204的向心球轴承,他的内径是20mm,对于基孔制来说,他应该是下偏差是0,实际情况则不是这样,向心球轴承的上偏差是0,下偏差是负值。用一句话概括,轴承内圈是上偏差为0的基孔制。如图所示,是不是颠覆了你的认知?

图1 轴承内圈公差

图2 轴承外圈公差

5、轴承特殊性的原因

我查阅了一下机械设计手册:为防止轴承内圈与轴、外圈与外壳孔在机器运转时产生不应有的相对滑动,必须选择正确的配合。通常轴与内圈采用适当的紧配合是防止轴与内圈相对滑动的最简单有效的方法。特别是对于轴承的薄壁套圈,采用适当的紧配合可使轴承套圈在运动时受力均匀,以至轴承的承载能力得到充分发挥。但是轴承的配合又不能太紧,因内圈的弹性膨胀和外圈的收缩使轴承径向游隙减小以至完全消除,从而影响正常运转。

轴承内径d与轴的配合,取基孔制,其公差带与一般的基轴制不同,位于零线下方,上偏差为0,与一般的基孔制相比,在同名配合下更易获得较紧密的配合。

外径D与外壳孔的配合,取基轴制,其公差带与一般的基轴制一样,位于零线下方,上偏差为0,轴承与孔的配合与轴相比一般较松。

滚动轴承内圈基孔制的特殊性,同名不同性。意思是:在一般基孔制的间隙配合中,此轴承配合可以到过渡配合,在一般基孔制的过渡配合中,此轴承配合能达到过盈配合,或者是最大间隙变小,最大过盈变大。

6、游乐行业常用的配合公差

对于原动机,例如电钻、电机、驱动轴等部件,是中间的轴在转,此时轴承内圈与轴的配合应当更紧密一些,机械设计中,常用的配合公差是H7/k6,此公差配合也被戏称为“万能配合”。
H是孔的公差,k是轴的公差。H7/k6,是基孔制过渡配合。广泛应用于各种机械零件中,如轴承、轴、齿轮、联轴器等,是一种经济实用的配合方式,不需要过多的加工成本,可以满足一般机械零件的要求。
对于游乐设施而言,轴通常是不转的,如提升滑轮组、小火车的轮子、定位轮、座椅锁紧装置棘轮、空轨滑车的行走轮、高空飞翔限速器的张紧轮等,都是外侧的轮子(滑轮)转动,此时轴的公差无需要求过高。
游乐设施多为转速高而载荷较轻的传动,可采用f6或g6,即轴的下偏差为负值。

图3 机械手册摘图


九妹婆婆
游乐设施、仿真技术、工程力学
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