《概述基本概念》PPT课件.ppt

第2章 尺寸精度设计,2.1 概述,尺寸误差、尺寸精度,尺寸误差是加工过程中产生的。工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，加工后的零件的实际尺寸与理想尺寸之差异。尺寸精度以公差的形式标注在零件的设计图样上，作为制造、检测和验收的依据。,极限与配合（公差与配合）,极限（Limits）用于协调机器零件的使用要求与制造工艺及经济性之间的矛盾。配合（fits）反映了组成机器的零件相互之间的关系。极限与配合决定了机器零、部件相互配合的条件和状况，直接影响到产品的精度、性能和使用寿命，是评定产品质量的重要技术指标。,“极限与配合”标准化的重要意义,有利于机械产品的设计、制造和维修；有利于保证机械零件的精度，满足使用性能和寿命等要求；有利于刀具、量具的标准化、系列化；便于组织专业化协作生产和国际间的技术交流。,极限与配合GB组成,GB/T1800.1-1997极限与配合 基础 第1部分：词汇 Limits and fits-Bases-Part 1:Terminology GB/T1800.2-1998 极限与配合 基础 第2部分:公差、偏差和配合的基本规定Limits and fits-Bases-Part 2:Basic rules of tolerances,deviations and fits GB/T1800.3-1998 极限与配合 基础 第3部分:标准公差和基本偏差数值表Limits and fits-Bases-Part 3:Numerical values tables of standard tolerances and fundamental deviationsGB/T1800.4-1999 极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表Limits and fits-Tables of standard tolerance grades and limit deviations for holes and shafts,极限与配合GB组成（续）,GB/T1801-1999极限与配合 公差带和配合的选择Limits and fits-Selection of tolerance zones and fitsGB/T1803-2003公差与配合 尺寸至18mm孔、轴公差带Tolerance and fitting,dimensions up to 18mm holes,shaft tolerance rangeGB/T1804-2000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差General tolerances Tolerances for linear and angular dimensions without individual tolerance indications,极限与配合GB之特点,应用最为广泛、公认非常重要。尺寸公差带的标准化：大小标准公差（系列）位置基本偏差（系列）同时规定了测量与检验制用以保证极限与配合标准的贯彻执行。,2.2 基本概念极限与配合的基本术语定义,2.2.1 有关孔、轴的定义2.2.2 有关尺寸的术语定义2.2.3 有关尺寸偏差和公差的术语定义有关尺寸配合的术语和定义,2.2.1 有关孔、轴的定义,在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义。,孔（Hole）通常是指圆柱形内表面及其它内表面中，由单一尺寸确定的部分，其尺寸由D表示；孔为包容面轴（Shaft）通常是指圆柱形的外表面及其它外表面中由单一尺寸确定的部分，其尺寸由d 表示；轴为被包容面。,最常用的孔、轴,圆柱形孔、轴,奥迪6变速箱剖开展示,2.2.2 有关尺寸的术语定义,尺寸：用特定单位表示线性尺寸（长度）值的数字。尺寸的单位：mm几种尺寸尺寸 SIZE 基本尺寸实际尺寸极限尺寸作用尺寸实体尺寸,【尺寸之实例】直径半径长度宽度高度深度中心距,1.基本尺寸(Basic Size),设计给定的尺寸。D，d是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。,2.实际尺寸(Actual Size),通过测量获得的尺寸。包含测量误差。且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。用Da、da表示。局部实际尺寸是一个孔或轴的任一横截面中的任一距离或任何两对径点之间测得的尺寸。,3.极限尺寸(Limit Size),允许零件实际尺寸变化的两个极限值。最大极限尺寸maximum limit of size最小极限尺寸minimum limit of size,尺寸合格条件,对于孔：DmaxDaDmin 对于轴：dmaxdadmin,2.2.3 有关尺寸偏差和公差的术语定义,1.尺寸偏差(deviation)是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。上偏差（ES，es）upper deviation下偏差（EI，ei）lower deviation 实际偏差（Ea，ea）,极限偏差,尺寸合格条件（用偏差表示）对于孔：ES EaEI对于轴：es ea ei,2.尺寸公差(Tolerance),是指允许尺寸的变动量。公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸 公差=上偏差-下偏差TD、Td,一个简单例子,公差与极限偏差的比较,两者区别：从数值上看极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的，而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。从作用上看极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。从工艺上看对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。,公差与极限偏差的比较（续）,两者联系公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。,3.尺寸公差带（tolerance zone）,表示公差带和相对零线位置的一个区域。反映了一对互相结合的孔和轴的基本尺寸、极限尺寸、偏差、公差的相互关系。,尺寸公差带图（举例）,尺寸公差带,为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准极限与配合规定公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差 standard tolerance 确定公差带的大小基本偏差 fundamental deviation 确定公差带的位置,基本偏差,定义：是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。如何确定？一般指靠近零线的那个偏差。当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差；位于零线下方时，其基本偏差为上偏差。,有关尺寸配合的术语和定义,1.配合（fit）是指基本尺寸相同的、互相结合的孔和轴公差带之间的关系。表达了对孔和轴结合松紧程度的功能要求。,配合的特定含义,（1）指孔、轴的结合，存在包容与被包容的关系；（2）相互结合的孔、轴的基本尺寸相同；（3）配合的松紧程度，与间隙或过盈及其大小有关，即与孔、轴公差带的相互位置有关；（4）配合的松紧变动，即配合精度与孔、轴公差带的大小有关。,2.间隙和过盈,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。间隙(Clearance)：+、0。过盈(Interference)：-、0。过盈量符号为负！反映配合的松紧。,（1）实际间隙和实际过盈（Sa、a）对完工后的实际孔、轴。（2）极限间隙和极限过盈是指相互配合孔、轴的相应极限尺寸（或极限偏差）之差。是实际间隙和实际过盈允许变动的界限值。最大间隙Smax，最小间隙Smin最大过盈max，最小过盈min（3）平均间隙（Sav）、平均过盈（av）,3.配合分类,间隙配合（保证具有X）过盈配合（保证具有Y）过渡配合（可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合）,配合種類,间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上。过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下。过渡配合：孔的公差带与轴的公差带相互交叠。,（1）间隙配合 clearance fit,具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。孔径总是大于轴径。,（2）过盈配合 interference fit,具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔径总是小于轴径。,（3）过渡配合 transition fit,可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。孔径可能大于轴径，也可能小于轴径。,4.配合公差,是允许间隙或过盈的变动量。它等于最大间隙（过盈）与最小间隙（过盈）之代数差的绝对值；也等于互相配合的孔公差带与轴公差带之和。Tf=TD+Td它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量的一个重要的综合指标。,5.配合公差带（略）,配合计算举例,计算:,孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图，说明配合类别。,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,50,50,+0.025,-0.025,-0.041,+0.025,+0.059,+0.043,+0.025,+0.018,+0.002,0,+,-,50,+0.025,+0.018,+0.002,最大过盈 max,最大间隙 Smax,过渡配合,过渡配合时的配合公差,Tf=Smax max=ES ei EI+es=TD+Td,【结论】无论何种配合，其配合公差均等于孔公差与轴公差之和。孔、轴的配合精度取决于相互配合的孔、轴尺寸精度。,例2-1例2-4（自学）,例2-5,（1）已知某配合的基本尺寸为60mm，配合公差Tf=49m，最大间隙Smax=19m，孔的尺寸公差TD=30m，轴的下偏差ei=+11m，试确定孔的上、下偏差和轴的上偏差，画出该配合的孔、轴的尺寸公差带图和配合公差带图，并说明配合类别。（2）若有一相互结合的孔、轴的实际偏差分别为：Ea=+10m，ea=+5m，试判断该孔轴的尺寸是否合格，所形成的配合是否合用？,【解（1）】,由Tf=TD+Td 得轴的尺寸公差为：Td=Tf TD=49 30=19m 根据极限偏差与公差的关系得轴的上偏差：es=Td+ei=19+（+11）=+30m 由Smax=ES ei 得孔的上偏差：ES=Smax+ei=19+（+11）=+30m 根据极限偏差与公差的关系得孔的下偏差：EI=ES TD=（+30）30=0,画出尺寸公差带图,过渡配合,【解（2）】,已知 Ea=+10m，ea=+5m根据尺寸合格条件 ES=+30m EaEI=0 孔的尺寸合格 eaei=+11m轴的尺寸不合格。该孔、轴形成的配合是否合用？该孔、轴装配后的实际间隙为：Sa=Ea ea=（+10）（+5）=+5m Smax=+19m 该孔、轴形成的配合是合用的。,结论,虽然轴的尺寸不合格，它仍可以与部分合格孔形成合用的配合。但是该轴无互换性，不能与任一合格的孔都形成合用的配合。,不完全互换,例2-6,（1）已知某配合的基本尺寸为18mm，配合公差Tf=19m，孔的尺寸公差TD=11m，轴的上偏差es=0，最小过盈min=1m，试确定孔的上、下偏差和轴的下偏差，画出该配合的孔、轴的尺寸公差带图和配合公差带图，并说明配合类别。（2）若有一相互结合的孔、轴的实际偏差分别为：Ea=15m，ea=7m，试判断该孔轴的尺寸是否合格，所形成的配合是否合用？,【解（1）】,由Tf=TD+Td 得轴的尺寸公差为：Td=Tf TD=19 11=8m 根据极限偏差与公差的关系得轴的下偏差：ei=es Td=0 8=8m 由min=ES ei得孔的上偏差 ES=min+ei=1+（8）=9m 根据极限偏差与公差的关系得孔的下偏差：EI=ES TD=9 11=20m,尺寸公差带图,过盈配合,【解（2）】,已知 Ea=15m，ea=7m 根据尺寸合格条件 ES=9m Ea=15mEI=20m 孔的尺寸合格 es=0 ea=7mei=8m 轴的尺寸合格。该孔、轴形成的配合是否合用？该孔、轴装配后的实际间隙为：Sa=Ea ea=（+10）（+5）=+5m Smax=+19m 该孔、轴形成的配合是合用的。,结论,孔、轴的尺寸均合格，所形成的配合一定是合用的；且孔、轴均有互换性。,完全互换,