光滑圆柱体结合的公差与配合.ppt

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1、中国地质大学机械与电子信息学院,第二章 光滑圆柱体结合的极限与配合,极限与配合标准是机械工业各部门进行产品设计工艺设计和制定其他标准的基础。本章主要阐述极限与配合国家标准的构成规律和特征。2.1 极限与配合的基本术语及定义 2.2 极限与配合国家标准 2.3 公差带与配合的标准化 2.4 极限与配合的选择 2.5 一般公差线性尺寸的未注公差,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1 极限与配合的基本术语及定义,一.孔和轴的定义 在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义。1.孔 孔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；2.轴 轴指圆柱形的外表面及其它外表面中由单

2、一尺寸确定的部分，其尺寸由 d 表示。即：孔为包容面，轴为被包容面。如图所示。,d1,D 1,D 2,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,二.有关尺寸的术语与定义 1.尺寸：用特定单位表示线性尺寸值的数值。2.基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。用D、d表示。3.实际尺寸：通过测量所得的尺寸。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。4.作用尺寸：即在配合面全长上与实际孔(轴)内(外)接的最大(小)理想轴(孔)的尺寸。用Dm、dm表示。5.极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最

3、小极限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为 Dmax、dmax 和Dmin、dmin 表示。,中国地质大学机械与电子信息学院,孔或轴的作用尺寸,中国地质大学机械与电子信息学院,孔、轴的极限尺寸,Dmax,Dmin,dmin,dmax,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,三偏差与公差1.尺寸偏差某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差，简称偏差。包括实际偏差（Ea、ea）和极限偏差。极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。ES=Dmax D es=dmax d EI=Dmin D ei=dmin d2.尺寸公差 允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与最小极限

4、尺寸之代数差。孔、轴的公差分别用TD和Td表示。公差、极限尺寸与偏差的关系：TD=Dmax Dmin=ES EI Td=dmax dmin=es ei,中国地质大学机械与电子信息学院,公差与极限偏差的比较,从数值上看：极限偏差是代数值，可以为正、负或零值；而公差一定是正值。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）。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依据；而公差用于限制误差，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

5、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。,两者区别,两者联系,公差是上、下偏差之代数差，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。,中国地质大学机械与电子信息学院,已知孔40 mm,轴40 mm,求孔与轴的极限偏差与公差。解:孔的上偏差 ES=Dmax-D=40.025-40=+0.025 mm 孔的下偏差 EI=Dmin-D=40-40=0 mm 轴的上偏差 es=dmax-d=39.991-40=-0.009 mm 轴的下偏差 ei=dmin-d=39.975-40=-0.025mm 孔公差 TD=Dmax-Dmin=40.025-40=0.025mm 轴公差 Td=dmax-dmi

6、n=39.991-39.975=0.016mm,例2-1,+0.025 0,-0.009-0.025,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,尺寸公差带:由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。基本偏差：标准中表列的，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。标准公差：标准中表列的，用以确定公差带大小的任一公差。,0,基本尺寸,ES,EI,es,ei,TD,T d,+,-,孔,轴,公差带图解,中国地质大学机械与电子信息学院,例：尺寸公差带图,画出基本尺寸为 50，最大极限尺寸为 50.025、最小极限尺寸为 50 mm的孔与最大极

7、限尺寸为 49.975、最小极限尺寸为 49.959mm的轴的公差带图。,0,+,50,孔,轴,+0.025,-0.025,-0.041,公差带基本参数,公差带大小,由基本偏差确定,由标准公差确定,公差带位置,公差带沿零线方向的长度适当选取,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,四.加工误差与公差的关系 工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的零件的几何参数与与理想值不相符合，其差别称为加工误差。其中包括：尺寸误差；几何形状误差；位置误差。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,1.尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差。2.几何形

8、状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由工艺系统误差所造成）、表面微观特性（表面粗糙度，刀具在工件上留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动引起的）。3.位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合格的。,所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误差则是加工过程中产生的。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,五.配合与配合制 1.配合的概念 基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合。2.间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得

9、的代数差。差值为正称为间隙 X 差值为负称为过盈 Y,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,3.配合的种类 通过公差带图，能清楚地看到孔、轴公差带之间的关系。根据其公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。,0,+,基本尺寸,孔,轴,孔,轴,孔,轴,中国地质大学机械与电子信息学院,（1）间隙配合,具有间隙（包括最小间隙为零）的配合称为间隙配合。其特征值是最大间隙X max和最小间隙X min。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，用X max表示。X max=D max-dmin=ES-ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限

10、尺寸所得的代数差称为最小间隙，用X min表示。X min=D min-d max=EI es 配合公差（或间隙公差）是允许间隙的变动量 T f=X max-X min=T D+T d,Xmax,Xmin,0,+,-,孔,轴,中国地质大学机械与电子信息学院,(2)过盈配合,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。其特征值是最大过盈Y max和最小过盈Y min。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，用Y max表示。Y max=D min-d max=EI-es 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，用

11、Y min表示。Y min=D max-dmin=ES ei 配合公差（或过盈公差）是允许过盈的变动量 T f=Y min-Y max=T D+T d,轴,0,+,-,Ymax,Ymin,孔,中国地质大学机械与电子信息学院,(3)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。其特征值是最大间隙X max和最大过盈Y max。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，用X max表示。X max=D max-dmin=ES-ei 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，用Y max表示。Y max=D mi

12、n-d max=EI es 配合公差等于最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值 T f=X max-Y max=T D+T d,轴,0,+,-,Xmax,Ymax,孔,中国地质大学机械与电子信息学院,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。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：对于间隙配合 Tf=XmaxXmin 对于过盈配合 Tf=YminYmax 对于过渡配合 Tf=XmaxYmax 将最大、最小间隙和

13、过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏差换算后代入上式，则得共同公式为：Tf=TD+Td,中国地质大学机械与电子信息学院,配合公差带图,直观表达相互配合的孔、轴的配合精度和配合性质。配合公差带大小由配合公差确定，位置由极限间隙或极限过盈确定。,中国地质大学机械与电子信息学院,例题,计算：孔50 mm与轴50 mm 孔50 mm与轴50 mm 孔50 mm与轴50 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,+0.039,-0.025,-0.050,+0.039,+0.079,+0.054,+0.039,+0.034,+

14、0.009,间隙配合,过盈配合,过渡配合,中国地质大学机械与电子信息学院,计算,解:（1）最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.050)=+0.089mm 最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025 mm 配合公差 T f=XmaxXmin=+0.089-(+0.025)=0.064 mm(2）最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.079)=-0.079mm 最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.039-(+0.054)=-0.015mm 配合公差 T f=YminYmax=-0.015-(-0.079)=0.064 mm(3）最大间隙 Xmax=

15、ES-ei=+0.039-(+0.009)=+0.030mm 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.034)=-0.034 mm 配合公差 Tf=XmaxYmax=+0.030-(-0.034)=0.064 mm,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,4.配合制 改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合，GB/T1800.1-2009对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。(1)基孔制配合 基本偏差为一定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:H，其下偏差为零。,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,轴,轴,轴,轴,轴,轴,间隙

16、配合,过渡配合,过盈配合,过渡或过盈,轴,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,(2)基轴制配合 基本偏差为一定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：h，其上偏差为零。,0,+,-,轴,孔,孔,孔,孔,孔,孔,孔,间隙配合,过渡配合,过盈配合,过渡或过盈,孔,中国地质大学机械与电子信息学院,六.极限尺寸判断原则泰勒原则,1.最大实体极限(MML)最大实体尺寸（MMS）：最大实体极限是对应于孔或轴的最大实体尺寸的那个极限尺寸，最大实体尺寸是孔或轴具有允许的材料量为最多时状态下的极限尺寸。即：轴的最大极限尺寸d max；孔的最

17、小极限尺寸Dmin。2.最小实体极限(LML)最小实体尺寸（LMS）：最小实体极限是对应于孔或轴的最小实体尺寸的那个极限尺寸，最小实体尺寸是孔或轴具有允许的材料量为最少时状态下的极限尺寸。即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax。,中国地质大学机械与电子信息学院,六.极限尺寸判断原则泰勒原则,3.极限尺寸判断原则 工件除线性尺寸误差外，还存在形状误差，为正确地判断工件尺寸的合格性，规定了极限尺寸判断原则，即泰勒原则。其内容为：（1）孔或轴的作用尺寸不超过最大实体尺寸。DmDmin；dmdmax（2）在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。DaDmax d admin 最大实

18、体尺寸：用以限制作用尺寸；最小实体尺寸：用以限制实际尺寸。,中国地质大学机械与电子信息学院,孔或轴的作用尺寸,泰勒原则：DmDmin；dmdmax,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2 极限与配合国家标准,极限与配合国家标准主要包括的标准为 GB/T1800.1-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础 GB/T1800.2-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合 第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表 GB/T1801-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合 公差带和配合的选择 GB/T1804-2000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的

19、公差。GB/T1803-2003极限与配合 尺寸至18mm孔、轴公差带,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,标准公差IT（ISO Tolerance）：是国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差值。它等于公差等级系数和公差单位的乘积。1.公差单位（公差因子）：为了评定零件精度等级或公差等级的高低，合理规定公差数值，需要建立公差单位。（1）对于基本尺寸至500mm，IT5IT18的公差单位“”，计算公差的基本单位。与基本尺寸呈一定的相关关系。计算公式：,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,式中单位为m，D基本尺寸分段的计算尺寸，为孔或轴的直径尺寸mm。

20、IT=a i a公差等级系数，确定公差等级的参数。标准公差计算公式见表2-2。,用于补偿与直径成正比的误差。主要反映加工误差（为抛物线规律）；,中国地质大学机械与电子信息学院,（2）基本尺寸大于5003150mm的公差单位用I表示，计算公式 国标规定的大尺寸公差单位采用线性关系（主要反映测量误差）。IT=a I a公差等级系数。公式表明:标准公差的数值是由反映公差等级的等级系数a和反映与基本尺寸关系的公差单位I两者的乘积。标准公差计算公式见表2-3。,2.2.1 标准公差系列,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,2公差等级：确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。标准公差有2

21、0个等级：IT01、IT0、IT1、IT18 高 低 从IT01到IT18，等级依次降低，而相应的标准公差值依次增大。IT国际公差（ISO Tolerance）的缩写 IT6可读作：标准公差6级或6级标准公差，简称6级公差。孔、轴公差带的大小由公差值确定，它是公差带设计的一个主要参数。,为保证设计标准化，公差值不应随意选取，应按数值标准化原理确定出标准公差值，供设计人员选择。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,特点：1）同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差等级的高低而不同。公差等级，公差值，见表2-1。2）同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小的不同应规定不

22、同的标准公差值。3）公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的加工难易程度。总之，标准公差的数值，一与公差等级有关，二为基本尺寸的函数。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,3.基本尺寸分段 为减少标准公差的数目，简化公差表格以利生产，国标对基本尺寸进行了分段。将基本尺寸分为若干段，在同一段内由于标准公差值相差很小，标准规定，其标准公差值相等。基本尺寸分段见表2-4。在标准公差和基本偏差的计算公式中，基本尺寸一律以所属尺寸段的首、尾两项的几何平均值来计算。按几何平均值计算出的公差数值，再经尾数化整，得出标准公差数值。表2-1为标准公差数值表。,中国地质大学机械与电子

23、信息学院,表2-1 标准公差数值表,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,标准公差计算举例 基本尺寸为20mm，求IT6、IT7的公差值。解：基本尺寸20mm，属于1830mm，则 mm 公差单位 m 查表2-2 IT6=10i IT7=16i 即IT6=10 1.31m=13.1m13 m IT7=16 1.31m=20.96 m 21 m,中国地质大学机械与电子信息学院,课堂练习 判断题,2.不论公差数值是否相等，只要公差等级相同，则尺寸的精度就相同。,1.两个标准公差中，数值大的所表示尺寸精度必定比数值小的所表示的尺寸精度低。,3.基孔制是先加工孔、后加工轴以获得所须

24、配合的制度。,4.在尺寸公差带图中，孔公差带和轴公差带的相对位置关系可以确定孔、轴的配合种类。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,1.基本偏差及其代号：(1)基本偏差 确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。它是公差带位置标准化的唯一指标。除JS和js外，均指靠近零线的偏差。与公差等级无关。(2)基本偏差代号 用拉丁字母表示。大写表示孔，小写表示轴。在26个字母中除去易与其它混淆的I、L、O、Q、W，再加上七个用两个字母表示的代号（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC），共有28个代号，即孔和轴各有28个基本偏差。其中JS和js相对于零线完全对称。对于轴：ah的基本

25、偏差为上偏差es，其绝对值依次减小，jzc的基本偏差为下偏差ei，其绝对值依次增大。对于孔：AH的基本偏差为下偏差EI，其绝对值依次减小，JZC的基本偏差为上偏差ES，其绝对值依次增大。,中国地质大学机械与电子信息学院,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,H为基准孔，基本偏差为下偏差，值为零；h为基准轴，基本偏差为上偏差，值为零。JS、js将逐渐代替近似对称的基本偏差J、j。因此在国家标准中，孔仅留J6、J7、J8；轴仅留j5、j6、j7、j8。基本偏差代号见表2-5,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,2.轴的基本偏差：轴的基本偏差是在基孔制的基础

26、上制定的，是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见表2-5，其值已经标准化，见表2-6。基孔制中，轴的基本偏差ah用于间隙配合，其数值的绝对值正好等于最小间隙的数值。基本偏差j、k、m、n主要用于过渡配合。基本偏差pzc基本上用于过盈配合。在生产实践中，轴的基本偏差数值可直接查表2-6。轴的基本偏差确定后，在已知公差等级的情况下，可确定轴的另一个极限偏差。ei=es-IT or es=ei+IT 例：查表，40t6 ei=+48m，IT=16m，es=+64m,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,3.孔的基本偏差：基本尺寸500mm时，孔的基本偏差是从轴的基本偏

27、差换算而来。换算规则为：通用规则：用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，符号相反。即：ES=-ei EI=-es 应用：AH，IT IT8的K、M、N和IT IT7的P ZC。特殊规则：用同一字母表示孔、轴基本偏差时，孔基本偏差和轴的基本偏差符号相反，而绝对值相差一个值。即：ES=-ei+应用：IT IT8的J、K、M、N和IT IT7的P ZC,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,基本偏差的计算 国标列出的孔、轴基本偏差数值见表2-6和表2-7。其另一偏差根据孔、轴的基本偏差和标准公差按 以下关系计算：EI=ES-IT ES=EI+IT ei=es-IT es=e

28、i+IT 基本尺寸5003150mm的孔、轴基本偏差数值见表2-8。由于孔和轴一律采用同级配合，孔的基本偏差的计算遵从通用规则，即同代号的孔和轴，其基本偏差的绝对值相同，而符号相反。,中国地质大学机械与电子信息学院,例题：确定 25H7/p6，25P7/h6孔与轴的极限偏差。,解：查表2-1得 IT6=13m，IT7=21m；查表2-6；轴p6的基本偏差为下偏差 ei=+22 m 轴p6的上偏差 es=ei+IT6=35m 基准孔H7的下偏差 EI=0 则H7的上偏差为 ES=EI+IT7=(0+21)=+21m,中国地质大学机械与电子信息学院,例题：确定 25H7/p6，25P7/h6孔与轴

29、的极限偏差。,解：孔P7的基本偏差为上偏差ES，应按特殊规则计算 因为=IT7-IT6=21-13=8m 所以 ES=-ei+=(-22+8)=-14m 孔P7的下偏差EI=ES-IT7=(-14-21)=-35m 基准轴h6的上偏差 es=0 基准轴h6的下偏差 ei=es-IT6=(0-13)=-13m 由此得25H7=25 25p6=25 25P7=25 25h6=25,+0.021 0,+0.035+0.022,-0.014-0.035,0-0.013,中国地质大学机械与电子信息学院,孔P7的基本偏差，实际使用中常直接查表2-7。,h6,p6,H7,P7,Ymax,Ymin,+21,Y

30、max,Ymin,+35,+22,-14,-13,-35,中国地质大学机械与电子信息学院,基本偏差查表实例,请查表解答下述标注的基本偏差：60H6，120T6，225M7，160js5,0,-97,0,99,中国地质大学机械与电子信息学院,公差带代号,公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，H7、h6、M8、d9等等。在图样上标注尺寸公差时，可以 标注极限偏差：上偏差放在基本尺寸的右上角，下偏差 放在基本尺寸的右下角。例如 50、50；标注尺寸公差带代号 如50H7、50f6；两者都标注50H7（）、50f6（）,+0.025 0,-0.025-0.041,+0.025 0,-0.025

31、-0.041,中国地质大学机械与电子信息学院,练习 改错题,下列标注是否正确，如有错误请改正,0,0,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3公差带与配合的标准化,标准公差系列中的任一公差与基本偏差系列中任一偏差组合，即可得到不同大小和位置的公差带。在基本尺寸D500mm内组成543种孔的公差带和544 种轴的公差带。如果将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使用，显然是不经济的，而且也不必要的。为了简化公差带种类，减少与之相适应的定值刀、量具和工艺装备的品种和规格，国家标准对基本尺寸至500mm的孔、轴规定了优先、常用和一般用途公差带。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3公差带与配合的标准化常

32、用尺寸段公差与配合,图2-15和图2-16分别是轴和孔的一般用途公差带（轴119种，孔105种），其中方框内为常用公差带（轴59种，孔44种），带圆圈的为优先公差带（轴孔各有13种）。设计时应优先使用优先公差带；其次才使用常用公差带；再其次才考虑使用一般用途公差带。,中国地质大学机械与电子信息学院,一般、常用和优先的轴公差带尺寸500mm,中国地质大学机械与电子信息学院,一般、常用和优先的孔公差带尺寸500mm,中国地质大学机械与电子信息学院,配合代号,标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公差带为分母。例如：40H8/f7，80K7/h6。基准孔

33、和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同性质的配合，如：AH和ah与基准件配合，形成间隙配合；JN和jn与基准件配合，基本上形成过渡配合；PZC和pzc与基准件配合，基本上形成过盈配合。,中国地质大学机械与电子信息学院,原则上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了简化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种及规格，国家标准在尺寸500mm的范围内，规定了基孔制和基轴制的优先（基孔制、基轴制各13种）和常用配合（基孔制59种，基轴制47种）。,中国地质大学机械与电子信息学院,表2-9 基孔制优先、常用配合,中国地质大学机械与电子信息学院,表2-10 基轴制优先常用配合,中国地质大学

34、机械与电子信息学院,常用尺寸段配合特点,公差设计时，尺寸500mm的常用尺寸段配合，应按优先、常用和一般公差带和配合的顺序，选用合适的公差带和配合。标准推荐的优先、常用配合满足工艺等价原则：当孔的标准公差大于IT8时，与同级基准孔相配合，如：H9/h9，H10/d10；当孔的标准公差小于IT8时，与高一级的基准轴相配合，如：H7/m6，H6/k5；当孔的标准公差等于IT8，可与同级配合也可与高一级轴配合。如：H8/m7，H8/h8。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3.2 大尺寸段的公差与配合,1.大尺寸段（基本尺寸5003150mm）；2.常用孔、轴公差带 标准规定了常用轴公差带41种，

35、孔公差带31种（见图2-19、2-20），没有推荐配合。规定一般采用基孔制的同级配合。3.配制公差 适用于尺寸较大、公差等级较高的场合，代号为MF。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制配合。以一个零件的实际尺寸为基数，来配制另一个零件。先按互换性生产选取配合；再选取较难加工的那个零件作为先加工件（多数情况下是孔），给它一个容易达到的公差；最后再根据所选的配合公差确定配制件（多数情况下是轴）的公差。4.尺寸大于3150至10000 mm的公差与配合 在I=0.004D+2.1的基础上采用延伸的方法确定。尺寸分段、确定孔、轴基本偏差数值等可分别查表。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3.

36、3 尺寸至18 mm的公差与配合,1.小尺寸段（尺寸至18mm）小尺寸段的零件易产生加工及测量误差；2.孔、轴公差带与配合 主要适用于仪器仪表和钟表工业，国标规定了163种轴公差带和145种孔公差带，标准未指明选用次序，也未推荐配合。由于小尺寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多，配合公差等级也更为复杂。采用同级配合；或孔的公差等级高于轴1-3级。见图2-17、图2-18，可根据实际情况自行选用公差带并组成配合。,中国地质大学机械与电子信息学院,练习,下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（过盈）和配合公差，并画出其公差带图。50H8/f7，30K7/h6，30H7/p6,0,0

37、,0,+,+,+,-,-,-,50,30,30,+0.039,-0.025,-0.050,+0.006,+0.021,+0.035,+0.022,-0.015,-0.013,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4 极限与配合的选择,极限与配合的选用是否恰当，对机械的使用性能和制造成本有着很大的影响。圆柱结合的精度设计实际上就是圆柱结合的极限与配合的选用，它是机械设计与制造中至关重要的一环。极限与配合的选用包括：2.4.1 基准制的选择 2.4.2 标准公差等级的选择 2.4.3 配合的选用,中国地质大学机械与电子信息学院,基准制的选择,基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足要求的，

38、用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能满足使用要求。如：H7/k6与K7/h6的配合性质基本相同，称为“同名配合”。所以，配合制的选择与功能要求无关，主要考虑加工的经济性和结构的合理性。,中国地质大学机械与电子信息学院,基准制的选择,从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同；1.基孔制的应用 从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：对于中小尺寸的配合，

39、为减少定值刀具和量具的规格和种类，应尽量采用基孔制配合。孔的尺寸增大到一定程度后，采用通用工具制造孔和轴，选择哪种基准制都一样。标准规定，应优先选择基孔制。,中国地质大学机械与电子信息学院,基准制的选择,2.基轴制的应用 1）用冷拉光轴作轴时。冷拉圆型材，其尺寸公差可达IT7IT9，能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求，在这种情况下采用基轴制，可免去轴的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性质的配合。2）同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时。如图所示的活塞部件中，活塞销和活塞与连杆的配合，根据功能要求，活塞销和活塞的配合应为过渡配合，而活塞销与连杆的配合则应

40、为间隙配合。,中国地质大学机械与电子信息学院,同一基本尺寸的轴与多孔相配合,中国地质大学机械与电子信息学院,基准制的选择,3.以标准件为基准件确定基准制 滚动轴承为标准件，它的内圈与轴颈配合无疑应是基孔制，而外圈与外壳孔的配合应是基轴制。4.非基准制的应用 在实际生产中，由于结构或某些特殊的需要，允许采用非基准配合。即非基准孔和非基准轴配合，如：当机构中出现一个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）配合时，其中肯定会有一个非配合制配合。基孔制、基轴制的优先、常用配合见表2-15、表2-16。,中国地质大学机械与电子信息学院,如图所示，箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由于滚动轴承是标准件，它与箱体

41、孔的配合选用基轴制配合，箱体孔的公差带代号为J7，箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合J7/f9，既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位，还有利于降低成本。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.2 标准公差等级的选用,公差等级的选择的实质就是尺寸制造精度的确定，尺寸的精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质量有关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。公差与成本的关系如图所示。1.公差等级选择的原则 在满足使用性能的前提下，尽量选择较低的公差等级。,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.2 标准公差等级的选用,2.公差等级的选择方法 1）计算法 根据

42、理论或公式，计算出所需的间隙或过盈；2）试验法 由试验确定机械最佳工作性能的间隙或过盈；3）类比法 参照同类型机械、机构，考虑所设计机器的使用要求，确定需要的配合。一般采用类比法，对于已知配合要求的也可以用计算法确定其公差等级。教材表2-11列出公差等级的应用范围，表2-12列出各种加工方法所能达到的精度等级。一般配合尺寸的公差等级范围为IT5IT13，表列出配合IT5IT13级的应用，供采用类比法时对比选用。,中国地质大学机械与电子信息学院,3.公差等级的应用范围,规,中国地质大学机械与电子信息学院,配合IT5至IT13级的应用（尺寸500mm）,中国地质大学机械与电子信息学院,4.选择公差

43、等级时应考虑的问题,（1）应遵循工艺等价的原则，即相互结合的零件，其加工的难易程度应基本相当。根据这一原则:对于基本尺寸500mm的，当公差等级在IT8以上时，标准推荐孔比轴低一级，如：H8/m7，K7/h6；当公差等级在IT8以下时，标准推荐孔与轴同级，如：H9/h9，D9/h9；IT8属于临界值，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一级的轴配合，如：H8/f8，H8/k7。对于基本尺寸500mm的，一般采用孔、轴同级配合。,中国地质大学机械与电子信息学院,4.选择公差等级时应考虑的问题,（2）相配合的零、部件的精度应相匹配。如：与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约；与滚动轴承相配

44、合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相匹配。（3）过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低。一般孔的公差等级应不低于IT8级，轴的不低于IT7级。这是因为公差等级过低，使过盈配合的最大过盈过大，材料容易受到损坏；使过渡配合不能保证相配的孔、轴既装卸方便又能实现定心的要求；使间隙配合产生较大的间隙，不能满足较紧配合的要求。,中国地质大学机械与电子信息学院,4.选择公差等级时应考虑的问题,（4）在非配合制的配合中，当配合精度要求不高，为降低成本，允许相配合零件的公差等级相差23级，如图所示的箱体孔与端盖的配合。,中国地质大学机械与电子信息学院,5.配合种类的选择,配合种类的选择主要就是根据

45、零件的功能要求，确定配合的类型及非配合制的基本偏差代号。选择的基本方法还是类比法、计算法和试验法三种。类比法的是选择配合种类的主要方法。应用类比法选择时，要考虑以下因素：(1)分析零件工作条件使用要求 选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况、润滑条件、温度变化、装卸条件、配合的重要性等。配合件的工作情况对过盈和间隙的影响见表2-13，根据具体条件不同，结合件配合的间隙和过盈量必须相应地改变。,中国地质大学机械与电子信息学院,配合件的工作情况对过盈和间隙的影响,中国地质大学机械与电子信息学院,配合类型的选择可依据下表来对比选择,中国地质大学机械与电子

46、信息学院,(2)了解各种配合的特性和应用（一）,间隙配合有AH（ah）共十一种，其特点是利用间隙贮存润滑油及补偿温度变形、安装误差、弹性变形等所引起的误差。间隙配合在生产中应用广泛，不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传递力矩，也可用于一般的定位配合。不同基本偏差代号与基准孔（或基准轴）分别形成不同间隙的配合。主要依据变形、误差需要补偿间隙的大小、相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。,中国地质大学机械与电子信息学院,(2)了解各种配合的特性和应用（二）,过渡配合有JSN（jsn）四种基本偏差，其主要特点是定心精度高且可拆卸。也可加键、销紧固件后用于传递力矩。主要根据机构受力情况、定心精度和

47、要求装拆次数来考虑基本偏差的选择。定心要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差，如N（n），反之应选较松的配合，如：K（k）或JS（js）。,中国地质大学机械与电子信息学院,(2)了解各种配合的特性和应用（三）,过盈配合有PZC（pzc）13种基本偏差，其特点是由于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，用以传递力矩和紧固零件。选择过盈配合时，如不加键、销等紧固件，则最小过盈应能保证传递所需的力矩，最大过盈应不使材料破坏，故配合公差不能太大，所以公差等级一般为IT5IT7。基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。,孔、轴的基

48、本偏差在具体选用时可参考表2-14，并按表2-15所推荐的，尽量选用优先配合。了解表2-16列出的部分典型配合实例。,中国地质大学机械与电子信息学院,各种配合类别的适用范围,非基准制 在一些经常拆卸和精度要求不高的特殊场合采用,中国地质大学机械与电子信息学院,2.5一般公差线性尺寸的未注公差,国家标准GB/T1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差。规定了线性尺寸一般公差的规范。线性尺寸的一般公差的概念 图样上未曾注出的尺寸称为未注公差尺寸。是在车间一般加工条件下、机床设备一般加工能力可保证的公差。它代表经济加工精度。主要用于较低精度的非配合尺寸，可不检验。能简化制图，节省

49、图样设计时间。,中国地质大学机械与电子信息学院,线性尺寸的一般公差的国标规定,线性尺寸的一般公差规定了四个公差等级：精密级（f）中等级（m）粗糙级（c）最粗级（v）线性尺寸的极限偏差数值、倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值见教材中P53表2-17、2-18。,中国地质大学机械与电子信息学院,角度尺寸的一般公差,角度尺寸一般公差适用于图样上标出角度数值的角度和通常不需要标出角度数值的角度，如90角。如果某要素的功能要求允许采用比一般公差更大的公差时，则应该在相应的角度尺寸旁直接标注其角度极限偏差。角度尺寸一般公差的极限偏差数值按角度短边长度确定，公差等级：中等级（m）、粗糙级（c）和最粗级（v

50、）三级。GB11335规定的角度尺寸未注公差的极限偏差数值见表2-19，可查阅有关标准。角度尺寸的一般公差的公差等级应在图样或技术文件上用标准号和公差等级符号表示。例如采用中等级（m）时，表示为 GB11335-m,中国地质大学机械与电子信息学院,线性尺寸的一般公差的表示方法,线性尺寸的一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸，在图样上标注线性尺寸的一般公差，只需要在图样或技术文件中用国标号和公差等级代号标注即可。例如按产品精密程度和车间普通加工经济精度选用标准中规定的m（中等）级时，可表示为：GB/T 1804m 这表明图样上凡是未注公差的线性尺寸（包括倒圆半径尺寸及倒角尺寸）均按m（中等）级加