《互换性与技术测量》课件.ppt

1 极限与配合的基本术语及定义2 极限与配合的标准化3 公差与配合的选用,第一章 孔与轴的极限与配合,1 极限与配合的基本术语及定义,一、有关孔、轴和尺寸的术语及定义二、有关尺寸偏差、公差的术语及定义三、有关配合的术语及定义,第一章 孔与轴的极限与配合,1.1 极限与配合概述“极限与配合”应用广泛、涉及面大的重要基础标准。“极限”协调零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾；“配合”反映零件之间有关功能要求的相互关系；“极限与配合”其标准化，有利于机器的设计、制造、使用和维修，直接影响产品的精度、性能和使用寿命，是评定产品质量的重要技术标准。,1959年，颁布“公差与配合”国家标准GB15917459；1979年，颁布“公差与配合”新国家标标GB1800180479；19972003年，“公差与配合”国家标准改名为“极限与配合”国家标准，GB1800180479修订为 GB/T1800、GB/T1801、GB/T1803、GB/T1804。,1.2 极限与配合的基本词汇1.2.1 有关“尺寸”的术语和定义 1.尺寸特定单位表示线性值和角度值的数值。2.基本尺寸设计给定的尺寸。3.实际尺寸（Actual Size）测量获得的尺寸。4.作用尺寸（Function Size）与实际孔内接的最大理想轴的尺寸，叫做孔的作用尺寸；与实际轴外接的最小理想孔的尺寸，称为轴的作用尺寸。,孔的作用尺寸Df：实际孔内接的最大理想轴的尺寸 Df=Da-t形轴的作用尺寸df：与实际轴外接的最小理想孔的尺寸 df=da+t形,图1-1 基本尺寸与极限尺寸,5.极限尺寸允许尺寸变化的两个极限值（界限值）。,图1-2 实际尺寸,6.最大实体状态（MMC）和最大实体尺寸（MMS）孔或轴在尺寸极限（公差）范围内，具有材料量最多时的状态；在此状态下的尺寸为最大实体尺寸，是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称；用通规来检验是否合格。7.最小实体状态（LMC）和最小实体尺寸（LMS）孔或轴在尺寸极限（公差）范围内，具有材料量最少时的状态；在此状态下的尺寸，称为最小实体尺寸，是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称；用止规来检验是否合格。,补充：零件合格判断条件（考虑测量误差和控制形状误差的零件合格条件）1.零件合格的条件(考虑测量误差,但没有要求控制形状误差)2.若要控制形状误差，则“尺寸与形状都合格的条件”为：极限尺寸判断原则（泰勒原则）孔或轴的作用尺寸不允许超过其最大实体尺寸 孔或轴在任何位置上的实际尺寸不允许超过其最小实体尺寸,1.2.2 有关“偏差与公差”的术语和定义 1.尺寸偏差（Size Deviation）某一个尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。2.尺寸公差（Size Tolerance）允许尺寸的变动量；等于最大极限尺寸同最小极限尺寸之代数差的绝对值。3.零线与公差带 零线表示基本尺寸，并以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负；公差带由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域，公差带包括了“公差带大小”和“公差带位置”两个参数。,合格零件的实际偏差应在规定的极限偏差范围内,合格零件的实际尺寸应控制在极限尺寸范围内（实际尺寸处于最大极限尺寸和最小极限尺寸之间）,实际偏差（Ea/ea）实际尺寸(Da/da)基本尺寸(D/d),EI Ea ES;ei ea es,注意：考虑零件尺寸的测量误差,4.基本偏差 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。5.标准公差 国家标准规定，确定公差带大小的任一公差。,公差与极限偏差的比较从数值上看：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。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。,公差带由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。,尺寸公差带图（举例）画出基本尺寸为50，最大极限尺寸为 50.025、最小极限尺寸为 50mm的孔与最大极限尺寸为 49.975、最小极限尺寸为 49.959mm的轴的公差带图。,1.2.3 有关“配合”的术语及定义 1.配合 基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，（对一批零件而言）反映了孔和轴之间结合的松紧程度。必须是对一批基本尺寸相同的孔和轴而言 特指孔、轴公差带之间的关系 配合的松紧与间隙或过盈量的大小有关 配合松紧的变动（配合精度）与孔、轴公差带 大小有关 孔的尺寸轴的尺寸=“”间歇“X”“”过盈“Y”间歇：决定两相配件相对运动的活动程度；过盈：决定两相配件联结的牢固程度。,含义,2.间歇配合 孔的尺寸减去相配合轴的尺寸，其差值为正时叫做间歇。具有间隙（包括最小间隙为零）的配合称为间隙配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。特征参数：最大间隙Xmax和最小间隙Xmin。孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙。孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙。,平均间隙更能体现其配合性质：Xav=（Xmax+Xmin）/2 0 间隙的作用：储存润滑油 补偿温度变化引起的尺寸变化 补偿弹性变形、制造与安装误差,3.过盈配合 孔的尺寸减去相配合轴的尺寸，其差值为负时叫做过盈。具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。特征参数：最大过盈Ymax和最小过盈Ymin。孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈。孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈。,平均过盈更能体现其配合性质：Yav=（Ymax+Ymin）/20过盈的作用：过盈配合用于孔、轴的紧固连接，不允许两者有相对运动。,4.过渡配合 可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠。特征参数：最大间隙Xmax和最大过盈Ymax。孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙。孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈。,其平均松紧程度可能表示为平均间隙，也可能表示为平均过盈。Xav（Yav）=（Xmax+Ymax）/2过渡配合的作用：过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结（既要求装拆方便，又要求对中性好）。注意：过渡配合意味着孔、轴公差带相互重叠，即可能具有X或Y的配合（对一批零件而言）。对一个具体的零件进行装配时，只能得到间隙（过盈）配合，即只能得其一。,5.配合公差 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。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程度所给定的允许值。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。在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值。它的数值用公式表示为：（1）对于间隙配合 Tf=|XmaxXmin|（2）对于过盈配合 Tf=|Ymin Ymax|（3）对于过渡配合 Tf=|XmaxYmax|,将最大、最小间隙（过盈）分别用孔、轴极限尺寸或极限偏差换算后代入上式，则得三类配合其配合公差的共同公式为：Tf=|ES-ei-(EI-es)|=TD+Td,孔公差,轴公差,配合的精度要求、功能要求(设计要求),加工的精确程度，制造要求，工艺要求。,配合公差：允许间隙或过盈的变动量；等于最大间歇与最小间歇之代数差的绝对值，也等于相互配合的孔公差与轴公差之和。,公差等级的高低是加工难易、成本高低、使用性能优劣的标志。如一味追求高的公差等级，则成本将会急剧增加；反之，公差等级过低，将不能保证使用要求。若要提高配合精度（减小Tf），可减少相配合孔、轴的尺寸公差（提高孔、轴加工精度）。设计时，应使 Tf TD+Td,6.配合制 改变孔和轴的公差带位置可以得到很多种配合，为便于现代化大生产，简化标准，标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。基孔制：基本偏差为下偏差（EI），且等于零的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔。基轴制：基本偏差为上偏差（es），且等于零的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴。,补充：合格同合用的比较 1.对具体的孔、轴所形成结合是否能满足使用要求，即是否合用，就要看它们装配以后的实际间隙或实际过盈是否在设计所规定的极限间隙或极限过盈之内。结合合用的条件可归结为：（1）对于间隙配合：Xmax Xa Xmin；（2）对于过盈配合：Ymin Ya Ymax；（3）对于过渡配合：Xa Xmax 或者 Ya Ymax。2.推论：合格的孔、轴所形成的结合一定合用，且可互换；形成合用结合的孔、轴，则不一定合格；不合格的孔、轴虽然也可以形成合用的结合，满足技术使用要求，但不具有互换性。,3.简要推导 Dmax Da Dmin,dmax da dmin Xa=Da da Dmin dmax=Xmin 且 Xa=Da da Xa Xmin，合格孔、轴形成的实际间隙在最大间隙和最小间隙之间，能保证是合用的。,例1：孔 与轴 配合，试求：（1）极限尺寸与极限偏差、公差、极限间隙、配合公差，画出公差带图与配合公差带图。若测得该孔、轴的实际尺寸为，问：配合是否合用？解：,孔尺寸合格,所以轴合格,结论：配合是合用的！,例2：某配合D=d=60mm，Tf=49m，Xmax=19m，TD30m，ei11m；若某对实际的孔与轴的Ea10m，ea5m，问这对孔与轴是否互换，是否配合合用？,