几何量公差与测量技术.ppt

互换性原里及技术测量,先进制造与自动化技术研究所,于天彪,第,1,章 绪 论,先回顾一下到目前为止我们学了那些与机械设计、机械制造有关的技术基础课程。,（,1,）画法几何（机械制图）：采用三视图（主视图、左视图和右视图）,+,辅助视图（俯视图、仰视图、剖视图以及局部放大视图）表达机械零件的几何结构、表达机械部件或机械产品的结构组成。,（,2,）机械原理：进行机械产品设计时选择合理的传动方式、运动方式和结构。,1.1,学习本课程的目的,要想独立进行机械产品的设计与制造，除了上面所学的，还有那些知识需要我们去学习？下面我们看一下数控刀架的设计与制造过程。,（,3,）机械设计：进行机械产品设计时选择合理的机械零件及其联结和定位方法等。,第,1,章 绪 论,结构分析,（根据安装方式：立式或卧式；设计参数：刀尖中心高、最大主切削力矩、最大转动惯量、重复定位精度、转位时间、电机扭矩）,理论计算,（最大主切削力矩、最大转动惯量、重复定位精度、转位时间、电机扭矩、强度、刚度等）,机械设计,机械原理,理论力学,材料力学,结构设计（画装配图和零件图）,画法几何,编写机械加工、装配工艺,零件加工（冷加工、热加工）,装配（零件,-,部件,-,主机）,调试,公差与配合,制造工艺学,图,1-1,数控刀架设计与制造流程图,第,1,章 绪 论,图,1-2,立式数控刀架装配图（部分）,第,1,章 绪 论,图,1-3,动齿盘,第,1,章 绪 论,图,1-4,动齿盘主视图,第,1,章 绪 论,第,1,章 绪 论,1,、,2,、,3,、,4,、,0.08,A,0.01,A,、,、,、,、,0.005,A,0.06,A,、,我们看一下装配图、零件图中标注的一些符号：,第,1,章 绪 论,7,、,0.4,0.8,1.6,、,、,6,、,A,以上符号代表什么含义？有何作用？根据什么给出？在加工的过程中如何实现？加工后如何测量？,要想回答以上问题，就需要在已有知识的基础上继续学习,几何量公差与测量技术,和,机械制造技术基础,两门十分重要的技术基础课。前者用于回答以上符号所代表的含义、所起的作用、给出的依据以及,第,1,章 绪 论,测量与检验的手段与方法；后者用于回答在机械加工过程中采用何种方法和技术手段来达到以上符号代表的精度和技术要求。,1,、选择合理的配合公差；,2,、确定合理的形状与位置公差；,由以上分析我们不难看出学习,互换性原里及技术测量,的主要目的。,、,第,1,章 绪 论,3,、标注合理的表面粗糙度；,0.08,A,0.01,A,、,0.4,0.8,1.6,、,、,4,、掌握先进的测量方法和手段。,第,1,章 绪 论,学概念、学标准、学规则。,2,、难于合理进行应用,应用时既要考虑零件精度要求又要考虑产品的经济性、既要深刻理解所学的标准和规则又要掌握各类零件的加工工艺和机床的加工性能。,1.2,本课程的特点,1,、简单易学,第,1,章 绪 论,1.3,互换性及其种类和意义,1.3.1,互换性的概念,零部件的互换性包括：,1,、,几何参数的互换性；,互换性,:,按规定的几何、物理和机械性能等参数的,公差，,分别制造零部件，在装配成机器或更换损坏的零件时，不经选择和修配，就能满足使用要求，零部件的这种性能称为互换性。,2,、物理、机械性能参数的互换性。,第,1,章 绪 论,几何参数：,指零件的尺寸、形状、位置、表面粗糙度等。,1.2.3,互换性的种类,（,1,）,完全互换,（绝对互换）,（,2,）不完全互换,(,有限互换、分组互换）,物理、机械性能参数：,指零件的强度、刚度、硬度等。,几何量公差,:,零件几何参数允许的变动量。,第,1,章 绪 论,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.1,基本术语和定义,2.1.1,有关几何要素的属于和定义,（,1,）,（几何）要素：,点、线或面的统称。,（,2,）,尺寸要素：,由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的,几何形状,。,图,2-1,尺寸要素,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,3,）组成要素：面或面上的线。,（,4,）导出要素：中心点、中心线或中心面。,（,5,）公称要素：,公称组成要素,、,公称导出要素,（,技术制图、理论正确,）。,（,6,）实际（组成）要素：工件,实际表面,/,线,。,（,7,）提取要素：,提取组成要素,(,按规定方法、测量、实际组成要素的近似替代,),；,提取导出要素,（中心点、中心线或中心面）。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,8,）,拟合要素：,拟合组成要素,(,规定方法、具有理想形状的组成要素,),；,拟合导出要素,（中心点、中心线或中心面）,获得拟合组成要素的缺省方法,最小二乘法,(1,）,孔：通常指工件的圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形内尺寸要素。,(2,）轴：通常指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形外尺寸要素。,2.1.2,有关孔和轴的定义,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,图,2-3,孔、轴定义的图例,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,1,）尺寸：是指以特定单位表示线性尺寸值的数值。,线性尺寸是指两点之间的距离，如直径、半径、宽度、深度、高度及中心距等。,（,2,）公称尺寸：是指由样图规范确定的理想形状要素的尺寸。,孔的公称尺寸,D,，轴的公称尺寸,d,。,2.1.3,有关尺寸的定义,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,理解要点,:,a.,它是根据使用要求，通过强度、刚度计算和结构方面的考虑，或根据实验和经验而确定的，它可以是一个整数或一个小数值；,b.,是确定极限尺寸和极限偏差的起始尺寸；,c.,是名义尺寸不是加工中实际要求的尺寸；,d.,相互结合的孔和轴公称尺寸相同；,e.,公称,尺寸一般并不是理想尺寸，不能以为零件越接近,公称,尺寸越好；,f.,为了减少定值刀具、量具的规格，,公称尺寸,应采用标准尺寸。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,3,）提取组成要素的局部尺寸：是指一切提取组成要素上两对应点之间距离的统称。,孔的提取要素的局部尺寸,D,a,轴的提取要素的局部尺寸,d,a,。,理解要点,:,c.,提取组成要素的局部尺寸简称,提取要素的局部尺寸；,a.,由于实际组成要素存在形状误差，提取组成要素的局部尺寸并非被测尺寸的真值；,b.,同一提取组成要素不同部位的局部尺寸往往是不相等的。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,4,）提取圆柱面的局部尺寸（直径）：是指要素上两对应点之间的距离。,理解要点,:,(a),两对应点之间的连线通过拟合圆圆心；,(b),横截面垂直于由提取表面得到的拟合圆柱面的轴线；,(c),拟合圆是最小二乘圆，拟合圆柱面是最小二乘圆柱面。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,5,）两平行提取表面的局部尺寸：是指两平行,对应提取表面,上,两对应点,之间的距离。,理解要点,:,(a),所有对应点的连线均垂直于拟合中心平面；,(b),拟合中心平面是由两平行提取表面得到的两拟合平行平面的中心平面；,(c),两拟合平行平面由最小二乘法得到。,（,6,）极限尺寸：允许尺寸变化的两个极端,其中允许的最大尺寸称为,上极限尺寸,，孔用,D,max,表示,，轴用,d,max,表示；允许的最小尺寸称为,下极限尺寸,，孔用,D,min,表示,，轴用,d,min,表示,。,极限尺寸是根据零件使用要求确定的，它可能大于、等于或小于基本尺寸。,提取要素的局部尺寸,应位于其中，也可达到极限尺寸。即：,孔：,D,max,D,a,D,min,轴：,d,max,d,a,d,min,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,7,）,最大实体尺寸,(MMS),：是指确定要素最大实体状态的尺寸。外尺寸要素（轴）的上的极限尺寸，内尺寸要素（孔）下极限尺寸，,是加工过程中合格零件的起始尺寸,。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,最大实体状态,(MMC),：是指提取组成要的局部尺寸处处位于极限尺寸，且使其具有实体最大时的状态。,（,8,）,最小实体尺寸,(LMS),：是指确定要素最小实体状态的尺寸。外尺寸要素（轴）的下的极限尺寸，内尺寸要素（孔）上极限尺寸，,是加工过程中合格零件的终止尺寸。,最小实体状态,(LMC),：是指提取组成要的局部尺寸处处位于极限尺寸，且使其具有实体最小时的状态。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,9,）作用尺寸,1,）,孔的,(,体外,),作用尺寸,：为在给定长度上，与实际孔体外相接的最大理想轴的尺寸，用符号,D,fe,表示。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2,）,轴的,(,体外,),作用尺寸,：为在给定长度上，与实际轴体外相接的最小理想孔的尺寸，用符号,d,fe,表示。,图,2-8,孔和轴的作用尺寸,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,理解要点：,a.,作用尺寸是零件的,提取要素局部尺寸,和,形状误差,综合作用的结果,是孔、轴在装配中真正起作用的尺寸；,b.,孔的作用尺寸比实际尺寸小，轴的作用尺寸比实际尺寸大,；,c.,对某一零件而言，其,提取要素局部尺寸,有无数个，但其,作用尺寸,只能是一个确定值；,d.,一般情况下，作用尺寸无法计算，如果孔、轴中心要素形状误差较大，而其他形状误差很小可以忽略时，孔、轴的作用尺寸可用下列公式计算：,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,D,fe,=,D,a,-,f,d,fe,=,d,a,+,f,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,1.,偏差：是某一尺寸（,提取要素的局部尺寸或极限尺寸,）减其公称尺寸所得的代数差。偏差又分实际偏差和极限偏差。,（,1,）实际偏差：是指提取要素的局部尺寸减其公称尺寸所得的代数差。,孔的实际偏差,E,a,=,D,a,D,轴的实际偏差,e,a,=,d,a,d,2.1.4,有关尺寸偏差、公差的术语及定义,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）极限偏差：是指上极限偏差和下极限偏差。,上极限偏差,上,极限尺寸减其公称尺寸所得的,代数差,。孔用代号,ES,，轴用代号,es,表示。,ES,=,D,max,-,D,es,=,d,max,-,d,下偏,极限,差,下极限尺寸减其公称尺寸所得的,代数差,。孔用代号,EI,，轴用代号,ei,表示,：,EI,=,D,min,-,D,ei,=,d,min,-,d,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,由于提取要素的局部尺寸和极限尺寸可能大于、小于和等于公称尺寸，所以偏差可能是正值、负值或零。合格的孔和轴，其实际偏差应位于极限偏差范围内，即,EI,E,a,ES,ei,e,a,es,2.,尺寸公差：,尺寸公差是上大极限尺寸减下极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。,它是允许尺寸的变动量,。用公式表示如下：,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,3.,极限与配合图解（公差带图解,）,孔公差,T,h,=,D,max,-,D,min,=,ES,-,EI,轴公差,T,s,=,d,max,-,d,min,=,es,-,ei,公差带图解是极限与配合图解的简称它由,零线,和,公差带,两部分组成。,公差代表制造精度的要求，反映加工难易的程度；偏差表示偏离基本尺寸的多少，与加工的难易没有关系。公差是不为零的绝对值；偏差可以为正、负和零。用公差是不能判断零件是否合格的，而偏差才是判断零件尺寸合格与否的依据。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,图,2-7,极限与配合示意图,孔,轴,D,max,D,min,d,max,d,min,基本尺寸,T,s,ei,es,T,h,ES,EI,公称尺寸,图,2-9,公差带图解,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,1,）零线,是指在公差带图解中，表示公称尺寸的一条直线。它是确定偏差和公差的一条基准线。正偏差位于零线的上方，负偏差位于零线下的下方。,（,2,）公差带,是指在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。它是由公差带大小和公差带位置两个要素确定。公差带大小是指它在垂直于零线方向的宽度，由,标准公差,确定，公差带位置是指它在垂直于零线方向的坐标位置，由,基本偏差,确定。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,标准公差：,国家标准极限与配合制中，所规定的任一公差。,基本偏差：,国标极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个极限偏差。,理解要点：,a.,在公差带图解中，基本尺寸的单位为,mm,，偏差和公差的单位一般为,m,。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,b.,基本偏差决定公差带位置，影响孔、轴结合的松紧程度；标准公差决定公差带大小，影响孔、轴结合的精确程度及加工难易和成本。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.1.4,有关配合的术语和定义,2.,间隙或过盈,1,配 合,配合是指公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。,理解要点：,a.,相配合的孔、轴公称尺寸相同；,b.,公差带之间的关系指公差带之间相互位置,之间的关系也就是基本偏差之间的关系；,c.,配合是对一批零件而言。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差,0,，,为间隙,X,0,，为,过盈,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,3.,配合种类,根据孔、轴公差带之间的关系不同，配合分为三大类，即,间隙配合,、,过盈配合,和过,渡配合,。,最小间隙：,X,min,=,D,min,d,max,=,EI,es,（,1,）间隙配合：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。,最大间隙：,X,max,=,D,max,d,min,=,ES,ei,ES,EI,es,ei,+,0,孔,轴,X,max,X,min,图,2.6,间隙配合,基本尺寸,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,间隙配合主要用于孔、轴间的活动联结。间隙的作用在于储藏润滑油，补偿温度变化引起的尺寸变化，补偿弹性变形及制造与安装误差等。间隙大小影响孔、轴相对运动的活动程度。,平均间隙：,X,av,=(,X,max,X,min,)/2,最大与最小间隙统称为极限间隙，它们是允许间隙变化的两个极端，即,X,min,X,a,X,max,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）过盈配合：具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，轴的公差带在孔的公差带之上。,最大过盈：,max,=,D,min,d,max,=,EI,es,最小过盈：,min,=,D,max,d,min,=,ES,ei,ES,EI,es,ei,0,+,-,基本尺寸,孔,Y,max,Y,max,轴,图,2.7,过盈配合,最大与最小过盈统称为极限过盈，它们是允许过盈变化的两个极端，即,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,过盈配合主要用于孔、轴间的固定联结。常常是不可拆卸的。装配时，或者加压力，或者用热胀冷缩方法进行装配。采用过盈配合，不另加紧固件，依靠孔、轴表面结合时的变形，实现紧固联结，可承受一定的轴向力和扭矩。,平均过盈：,av,=(,max,min,)/2,min,a,max,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,最大过盈：,max,=,D,min,d,max,=,EI,es,（,3,）过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠。,最大间隙：,X,max,=,D,max,d,min,=,ES,ei,ES,EI,es,ei,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,X,max,Y,max,图,2.8,过渡配合,实际间隙或过盈应满足,X,a,X,max,a,max,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,平均间隙或过盈：,0,，,为平均间隙,X,av,0,，,为平均过盈,av,(,X,max,max,)/2,过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结。其间隙或过盈都很小，可以保证结合零件既有很好的对中性和同轴度，有便于拆卸和装配。,a.,所谓可能具有间隙或过盈是对一批孔、轴结合的整体而言；,b.,对具体一对孔、轴结合，只能是或者有间隙，或者有过盈，不会出现“过渡”情况。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,4.,配合公差与配合公差带图解,可见配合精度取决于相互配合的孔和轴的尺寸精度（尺寸公差）。,（,1,）,配合公差,配合公差,是组成配合的孔、轴公差之和。它是允许,间隙,或,过盈,的变动量。,间隙配合：,T,x,=,X,max,X,min,=,T,h,+,T,s,过盈配合：,T,y,=,Y,max,Y,min,=,T,h,+,T,s,过渡配合：,T,f,=,X,max,Y,max,=,T,h,+,T,s,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,零线是确定间隙或过盈的,基准线,，即零线上的间隙或过盈为零。纵坐标表示间隙,或过盈，零线上方表示间隙，下,方表示过盈。由表示极限间隙或,极限过盈的两条直线段所限定的,一个区域称为配合公差带，它在,垂直于零线方向的宽度代表配合,公差。,零线以上的配合公差带为间,隙配合，零线以下的配合公差带,（,2,）配合公差带图,X,max,X,min,Y,max,Y,min,Y,max,0,+,-,X,Y,X,max,图,2.9,配合公差带图解,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,5.,基准制,（,1,）基孔制：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。,在基孔制配合中，孔为基准孔，它的公差带位于零线上方，基本偏差为下偏差，用代号,H,表示，且,EI,=0,。,为过盈配合，跨越零线上下两侧的配合公差带为过渡配合。,图,2.10,基孔制配合,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）基轴制（,shaft-basis system of fits,）：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。,在基轴制配合中，轴为基准轴，它的公差带位于零线下方，基本偏差为上偏差，用代号,h,表示，且,es,=0,。,图,2.11,基轴制配合,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.2,极限与配合国家标准,极限与配合国家标准是用于尺寸精度设计的基础标准。新国标全面采用了国际公差制（,ISO,标准,International Standardization Organization,），它是确定光滑圆柱体零件及其它光滑表面和相应的结合尺寸公差与配合的依据。,极限与配合国家标准由,标准公差,系列和,基本偏差,系列两部分组成。,标准公差,公差带大小；基本偏差,公差带的位置。,2.2.1,标准公差系列,标准公差是国家标准极限与配合制中，所规定的任一公差。,1.,标准公差因子（,standard tolerance factor,）,标准公差因子用以确定标准公差的基本单位，也是评定公差等级，制定标准公差数值系列的基础。,标准公差的数值是由公差等级和基本尺寸决定的。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,公称,尺寸,500,时，标准公差因子,i,用表示：,式中，,D,公称尺寸（,mm,）。,标准公差因子是公称尺寸的函数，式中包括两项：第一项主要反映加工误差，它与公称尺寸之间成立方抛物线之间的规律；第二项反映测量误差，主要是测量过程中温度变化引起的测量误差，与公称尺寸呈线性关系。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,公称,尺寸,500,3150,时，标准公差因子用,I,表示：,式中，,D,公称尺寸（,mm,）。,大尺寸标准公差因子也是公称尺寸的函数，式中也包括两项：第一项反映测量误差，主要是测量过程温度变化引起的测量误差，与公称尺寸呈线性关系，是误差的主要因素；第二项主要反映加工误差，由于大尺寸零件尺寸误差中加工误差所占比例较小，变化不明显，可近似认为是一常数。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.,标准公差等级,在极限与配合国家标准中，同一公差等级对所有基本尺寸的一组被认为具有同等精确程度。,在公称尺寸不大于,500,mm,范围内规定了,20,个标准公差等级。,IT01,，,IT0,，,IT1,，,IT2,，,，,IT18,精度逐渐降低，公差值逐渐增大,在公称尺寸,500,3150,mm,范围内规定了,18,个标准公差等级。,IT1,，,IT2,，,，,IT18,精度逐渐降低，公差值逐渐增大,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,公差等级系数,a,按,R5,优先数系取值,即为公比是,的等比级数。由于 ，所以从,IT6,起每增加,5,个等级，标准公差值增加到,10,倍。,3.,标准公差的计算,在公称尺寸不大于,500,mm,范围内，公差等级为,IT5,IT18,的常用精度段，其标准公差值按下式计算：,IT,=,ai,式中：,a,公差等级系数，,i,标准公差因子,(,m,),。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,对,IT01,、,IT0,、,IT1,三个最高公差等级，主要考虑测量误差的影响。其系数和常数均采用,R10/2,优先数系。,公差等级,IT2-IT4,的标准公差数值在,IT1,和,IT5,的数值之间大致按等比数列递增，其公比：,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,4.,公称尺寸分段,为了减少标准公差的数目，简化公差表格，便于应用，将公称尺寸分成若干段。,公称尺寸分段后，在同一尺寸段内，只要公差等级相同，不论尺寸大小，标准公差值都相同。标准公差计算公式中，公称尺寸用每一尺寸段首尾两个尺寸的几何平均值，即,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.2.2,基本偏差系列,基本偏差是指由,极限与配合国家标准,规定的，用以确定,公差带,相对,零线,位置的,上偏差,或,下偏差,，一般是靠近零线的那个,极限偏差,。,规定,28,种基本偏差，在,26,个,拉丁字母,中去掉,5,个容易同其它含义相混淆的字母,:,I,（,i,），,L,（,l,），,O,（,o,），,Q,（,q,），,W,（,w,）,再增加,7,个双写字母,:,1.,基本偏差的种类及代号,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,CD,（,cd,），,EF,（,ef,），,FG,（,fg,），,JS,（,js,），,ZA,（,za,），,ZB,（,zb,），,ZC,（,zc,）。,构成了基本偏差系列。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）,H,和,h,分别为基准孔和基准轴的基本偏差代号，,H,的基本偏差,EI,0,；,h,的基本偏差,es,0,。,基本偏差具有如下特点：,（,1,）孔的基本偏差,A,H,的基本偏差为,EI,(,+,),，绝对值逐渐减小；,J,ZC,的基本偏差为,ES,(,，除,J,，,K,外,),，绝对值逐渐增大。,轴的基本偏差,a,h,基本偏差为,es,(,),，绝对值逐渐减小；,j,zc,的基本偏差为,ei,（,+,，除,j,外），绝对值逐渐增大。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,5,）,基本偏差,的大小原则上与,公差等级,无关，只与,基本尺寸,有关。但,js,、,j,、,k,及,JS,、,JZC,其,基本偏差值与公差等级有关。,（,3,）基本偏差,JS,和,js,的公差带对称分布于零线两侧，其基本偏差既可以是上偏差（,+IT/2,），也可以是下偏差（,IT/2,）。,（,4,）基本偏差,J,、,j,的公差带跨越零线两侧，近似对称分布。目前仅保留,J6,、,J7,、,J8,孔公差带和,j5,、,j6,、,j7,、,j8,轴公差带等几种。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,(IT),h,=ES-EI,或,(IT),s,=es-ei,2.,公差带和配合的表示法,（,1,）,公差带的表示方法,：用,基本偏差代号,和,公差等级数字,表示，称为,公差带代号,。如,H8,，,p6,等。,在确定了基本偏差之后，另一个极限偏差按如下关系确定：,在零件图上，应在公称尺寸之后标注公差带代号，或标注上、下偏差，或同时标注公差带代号和上、下偏差。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）配合的表示方法：配合可用,配合代号,表示。配合代号由相互配合的孔和轴的,公差带代号,组成，写成,分数形式,，分子为孔公差带代号，分母为轴公差带代号。如：,装配图上凡有,配合要求,的尺寸处，都要标注,配合代号,或,公差带代号,。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,基轴制：,配合的一般规律：,基孔制：,3.,轴的基本偏差,轴的,基本偏差,是以,基孔制,为基础制订的。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,4.,孔的基本偏差,当孔、轴同级或孔比轴低一级时，基孔制配合（如,30H7/t6,）与同名代号的基轴制配合（,30T7,h6,）配合性质相同，即两种配合的,极限间隙,或,极限过盈,分别相等。,根据上述基本原则，可得到确定孔的基本偏差时应遵守的两条规则：,通用规则,和,特殊规则,。,孔的,基本偏差,是以,基轴制,为基础制订的。,孔的基本偏差与对应的轴的基本偏差（例如,F,对应,f,）之间在数值上应遵循下面的基本原则：,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,基本尺寸,不大于,500,mm,，,所有标准公差等级的,A,H,（无论孔、轴公差等级是否相同）；,（,1,）,通用规则,。用同名代号（例如,A,与,a,）表示的孔、轴的基本偏差绝对值相等，而符号相反。即,EI=,-,es,ES,=-,ei,通用规则的适用范围：,基本尺寸,不大于,500,mm,，标准公差等级低于,IT8,的,K,、,M,、,N,(,孔、轴公差等级相同,),；,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）,特殊规则,。用同名代号表示的孔、轴的基本偏差符号相反，绝对值相差一个,值。,特殊规则适用范围：,基本尺寸,不大于,500,mm,，,标准公差等级高于或等于,IT8,的,J,、,K,、,M,、,N,（孔的公差等级比轴的低一级）,基本尺寸,不大于,500,mm,，,标准公差等级低于,IT7,P,ZC,(,孔、轴公差等级相同,),；,基本尺寸,大于,500,mm,，所有标准公差等级的孔的所有基本偏差（孔、轴公差等级相同）,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,孔、轴的基本偏差换算时之所以采用两种规则是因为：,（,1,）工艺等价性原则。常用尺寸段，当标准公差等级较高时，孔的加工和测量比同级轴困难。为使相配合的孔、轴加工及测量难易程度相同，设计时采用孔比轴低一级的配合。,ES,=-,ei+,=,T,h,-,T,s,基本尺寸不,大于,500,mm,，,标准公差等级高于或等于,IT7,的,P,ZC,（,孔的公差等级比轴的低一级）。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）对低精度的孔、轴配合，以及大尺寸的孔轴配合，由于其加工难易程度相当，本身具有工艺等价性，故采用孔、轴同级配合。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,极限尺寸判断原则,(,泰勒原则,),：是指孔或轴的体外作用尺寸不允许超出其最大实体尺寸；任何位置上的提取要素的局部尺寸不允许超出其最小实体尺寸。,对孔：,D,fe,D,min,D,a,D,max,对轴：,d,fe,d,max,d,a,d,min,泰勒原则的实质：用极限尺寸既控制零件的作用尺寸（控制形状误差），又控制零件提取组成要素的局部尺寸。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.2.3,极限尺寸判断原则,(,泰勒原则,),2.2.3,公差带与配合的标准化,（,2,）在规定的孔、轴常用和优先公差带的基础上，国标还规定了,常用配合,和,优先配合,。,（,1,）选用公差带时，应按,优先,、,常用,、,一般公差带,的顺序选取。,当一般公差带也不能满足使用要求时，允许按国标规定的基本偏差和标准公差等级组成所需的公差带。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.3,极限与配合的选择,极限与配合的选择包括,基准制,的选择、,标准公差等级,的选择和,配合,的选择。,2.3.1,基准制的选择,因为中小尺寸的孔多采用定值刀具（如钻头、较刀、拉刀等）加工，用定值量具（如光滑极限量规）检验。,（,1,）一般情况下应优先选用基孔制配合。,（,2,）某些情况下选用基轴制配合经济合理,直接采用冷拔钢作轴。,（,3,）在某些,特殊场合,，允许采用任一孔、轴公差带组成的非基准件配合。,由于,结构,的需要，同一公称尺寸的轴与多个孔相配合，且配合性质不同。,与,标准件,配合时，以标准件作为基准件确定基准制。,a.,与,滚动轴承,配合：轴颈加工采用基孔制配合。外壳孔加工采用基轴制；,b.,带轮、齿轮,与,电机轴,配合采用基轴制,;,c.,键、销,等配合采用基轴制。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.3.2,标准公差等级的选择,选择标准公差等级的基本原则是：,在充分满足使用要求的前提下，尽量选择较低的公差等级。,选择公差等级时应注意以下几个问题：,（,1,）孔和轴的工艺等价性；,（,2,）相配件的精度；,（,3,）配合性质；,（,4,）根据零件的功能要求和工作条件，确定主次配合表面。确定主次配合表面及非配合表面；,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,6,）掌握公差等级的应用范围。,（,5,）掌握各种加工方法所能达到的公差等级；,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,当已知配合公差或极限间隙、极限过盈时，可通过计算和查标准公差数值表确定孔、轴的公差等级。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.3.3,配合的选择,在选定,基准制,和,公差等级,后，就确定了,基准孔,或,基准轴,的,公差带,以及相应的,非基准件公差带,的,大小,，因此,配合的选择,实际上就是要,确定非基准件公差带的位置,，即确定非基准件的,基本偏差代号,。,选择配合的方法有：,计算法、试验法和类比法,。,根据流体润滑理论来计算保证液体摩擦状态所需的间隙，根据弹性变形理论计算过盈配合所需的最小过盈等。,（,1,）计算法,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,（,2,）试验法,（,3,）类比法,用类比法选择配合的大体选择方向。,工作时，相结合的零件间有相对运动时，还应考虑其运动形式、运动速度、运动精度、支撑数目、润滑条件等。,对过盈配合零件，承受动载荷要比承受静载荷的过盈大些；对间隙配合，则间隙应小些。,对机器性能影响比较大的重要配合，需用试验法来确定合理的极限间隙或极限过盈。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,孔与轴之间,有相对运动（转动或移动）,间隙配合,传递较大扭矩，不能拆卸,过盈配合,定心精度要求高，加键传递扭矩，需要拆卸,过渡配合,加键传递扭矩，经常拆卸,间隙配合,无相对运动,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,形状或位置误差较大或结合面较长时，对过盈配合，过盈应减小，对间隙配合，间隙应增加。,表面越粗糙，对过盈配合，过盈应增加；对间隙配合，间隙应减小。,生产类型不同，对配合的松紧程度影响也不同。,当装配温度与工作温度相差较大时，特别是孔、轴温度相差较大或其统膨胀系数差异较大时，应考虑热变形的影响。这对于高温或低温下工作的机器尤为重要。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,了解各种配合的特征及应用。,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,2.4,一般公差,线性尺寸一般公差是指在车间一般工艺条件下，机床设备的一般加工能力可以保证的公差。,对于一般公差，在图样上只标注,公称尺寸,，不标注极限偏差，零件加工后一般不作检验。若对其合格性发生争议，可根据极限偏差表,2-16,、,2-17,中的极限偏差作为判断的依据。,国家标准,GB/T 18042000,对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),。,一般公差的极限偏差不分孔、轴或长度尺寸一律取,对称分布,。,线性尺寸的一般公差在图样上，技术文件或标准中应采用标准号和公差等级符号表示。,例如：,GB,T 1804-m,表示线性尺寸一般公差中等级。,【,例,2,-2,】,已知孔,与轴配合，,最大间隙,X,nax,=+0.011,mm,最大过盈,Y,m,a,x=-0.043,mm,求孔、轴的基本尺寸、极限偏差、极限尺寸、公差,并画出尺寸公差带图解和配合公差带图解,说明该配合属于哪种基准制,是什么配合,?,【,解,】,根据已知条件,基本尺寸,D,(,d),=,30,mm,孔的极限偏差,ES,=,+0.033,mm,EI,=,0,轴的极限偏差,X,max,=,ES-ei,ei,=,ES-X,max,=,(+0.033)-(+0.011),=,+0.022,mm,Y,max,=,EI-es,es,=,EI-Y,max,=0-(-0.0043)=+0.043 mm,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,极限尺寸,D,max,=,D+ES,=,30+(+0.033)=,30.033 mm,D,min,=,D+EI,=,30+0=,30 mm,d,max,=,d+es,=,30+(+0.043)=,30.043 mm,d,min,=,d+ei,=,30+(+0.022)=,30.022 mm,公差,T,h,=,ES-EI,=(+0.033)-0=0.033 mm,T,s,=,es-ei,=(+0.043)-(+0.022)=0.021 mm,配合公差,T,f,=,X,max,-,Y,max,=,（,+0.011,）,-,（,-0.043,）,=0.054 mm,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,孔,+33,+43,+,22,轴,+,-,0,30,mm,+30,+20,+10,0,-10,-20,-30,-40,-50,+11,-43,尺寸公差带图解,配合公差带图解,第,2,章 孔、轴结合的极限与配合,