互换性与测量技术.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,书名：,互换性与测量技术 第,2,版,ISBN,：,978-7-111-41409-4,作者：,周文玲,出版社：机械工业出版社,本书配有电子课件,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,互换性与测量技术,第,2,章 尺寸极限与配合,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,2,.1,极限与配合的基本术语,2,.,2,极限与配合制,2.3,一般公差简介,2.4,极限与配合的选用,第,2,章 章节内容,第,2,章 尺寸极限与配合,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,2,.1.1 孔轴和尺寸,1.孔与轴,在尺寸极限与配合中的,“,孔,”,和,“,轴,”,具有广义。,“,孔,”,指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切平面形成的包容面）。,“,轴,”,指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由两平行平面或切平面形成的被包容面）。图,2-1,所示。,2,.1,极限与配合的基本术语,第,2,章 尺寸极限与配合,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-1,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,尺寸,以特定单位表示线性长度的数值，也称线性尺寸，除长度外还包括直径、宽度、深度、中心距以及圆角半径等。,有时尺寸也泛指线性尺寸和角度尺寸的总称。,国家标准规定在技术图样上所标注的线性尺寸均以毫米为单位，省略单位符号,“,mm,”,。,GB/T1800.1-2009,将尺寸分为公称尺寸、提取组成要素的局部尺寸、极限尺寸。,第,2,章 尺寸极限与配合,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,2.1.2,偏差和公差,尺寸偏差,(,简称偏差,),尺寸偏差即某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。,实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为实际偏差；,极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为极限偏差。,上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差，称为上偏差；,下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差，称为下偏差；,上极限偏差与下极限偏差统称为极限偏差。,第,2,章 尺寸极限与配合,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,第,2,章 尺寸极限与配合,国家标准规定：,孔的上偏差用代号,ES,表示，下偏差用代号,EI,表示；轴的上偏差用代号,es,表示；下偏差用代号,ei,表示。,孔和轴的上、下偏差分别用以下式表示：,ES=Dmax,D,，,es=dmax,d,（,2,1,）,EI=Dmin,D,，,ei=dmin,d,（,2,2,）,实际尺寸和极限尺寸有可能大于、小于或等于基本尺寸,故偏差值可能为正值、负值或零。,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,2.,尺寸公差,(,简称公差,),尺寸公差即允许尺寸的变动量，等于上极限尺寸与下极限尺寸代数差的绝对值。也等于上偏差与下偏差代数差的绝对值。孔和轴的公差分别用,TD,和,Td,表示。用公式表示：,T,D,=D,max,D,min,=ES,EI,（,2,3,）,T,d,=d,max,d,min,=es,ei,（,2,4,）,第,2,章 尺寸极限与配合,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,注意：,尺寸公差是给定的允许尺寸误差的范围,-,公差是设计者根据零件的使用要求规定的误差允许值，体现了对加工方法的精度要求，不能通过测量而得到；,尺寸误差是一批零件的实际尺寸相对于理想尺寸的偏离范围，当加工条件一定时，尺寸误差也能体现出加工的精度。,公差不能取零值，更不能为负值。,第,2,章 尺寸极限与配合,互换性与测量技术 第,2,版,高职高专,ppt,课件,尺寸公差带与公差带图,由代表上偏差与下偏差或最大极限尺寸与最小极限尺寸的两条直线所限定的,区域带,即尺寸公差带，简称,公差带,。,在垂直于零线方向的宽度代表,公差值,。,表明两个相互结合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差相互关系图形，,公差带图。,公差带图中，代表基本尺寸的基准直线叫,零偏差线，简称零线,。,零线以上的偏差为正偏差，以下的偏差为负偏差。,第,2,章 尺寸极限与配合,公差带,有大小和位置两个要素。,公差带大小取决于公差值，公差带位置即公差带相对于零线的位置，取决于某一个极限偏差值。,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-3,2.1.3,有关配合术语,1.,间隙和过盈,孔的尺寸减去与之相结合的轴的尺寸所得的代数差，差为正值即为间隙，负值时为过盈。间隙用,X,表示，数值为正；过盈用,Y,表示，数值为负。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.,配合,即公称尺寸相同，相互结合的孔与轴之间公差带的关系。它反映了相互结合的零件之间结合的松紧程度。配合分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。,间隙配合,具有间隙的配合即间隙配合，包括最小间隙为零的配合。间隙配合孔的公差带在轴的公差带上方。,最大间隙,(Xmax),孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸，或孔的上极限偏差减去轴的下极限偏差所得的代数差。,X,max,=D,max,-d,min,=ES-ei,（,2-5,）,第,2,章 尺寸极限与配合,最小间隙,(Xmin),孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸，或孔的下偏差减去轴的上偏差所得的代数差。,X,min,=D,min,-d,max,=EI-es,（,2-6,）,平均间隙（,Xm,）,最大间隙与最小间隙的算术平均值。,Xm=(Xmax+Xmin)/2,（,2-7,）,第,2,章 尺寸极限与配合,(2),过盈配合 具有过盈的配合即过盈配合，包括最小过盈为零的配合。过盈配合孔的公差带在轴的公差带上方。,最大过盈,(Ymax),Y,max,=D,min,-d,max,=EI-es,（,2-8,）,最小过盈,(Ymin),Y,min,=D,max,-d,min,=ES-ei,（,2-9,）,平均过盈（,Ym,）,Ym=(Ymax+Ymin)/2,（,2-10,）,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-6,过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合是过渡配合。其孔的公差带与轴的公差带相互交叠。,最大间隙的计算方法为式（,2-5,）；,最大过盈的计算方法,为式（,2-8,）；,最大间隙与最大过盈的代数和为正值时是平均间隙,Xm,，为负值时是平均过盈,Ym,。,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-7,第,2,章 尺寸极限与配合,配合公差与配合公差带,即允许配合间隙或过盈变动的区域。它是由代表极限间隙或极限过盈的两条直线所限定的区域，如图,2,8,所示。,在配合公差带图解中，零线代表间隙或过盈等于零。,零线以上表示间隙，零线以下表示过盈。,即,配合公差带在零线以上表示间隙配合；在零线以下表示过盈配合；位于零线两侧表示过渡配合。,第,2,章 尺寸极限与配合,间隙配合实例分析,第,2,章 尺寸极限与配合,过盈配合实例分析,极限与配合制是为了满足零件的互换性要求，对零件的实际加工尺寸误差加以控制所给出的加工精度要求，用标准的形式作出的统一规定。包括公差带标准化，即标准公差和基本偏差系列；配合标准化。,2,.,2,.1 公差带标准化,1.,标准公差系列,公差带大小标准化,在标准公差表中所列出的用来确定公差带大小的任一公差值即标准公差。由,“,公差等级,”,和,“,公称尺寸,”,决定。,第,2,章 尺寸极限与配合,2,.,2,极限与配合制,（,1,）公差等级,确定尺寸精度的等级即公差等级。,第,2,章 尺寸极限与配合,（,2,）标准公差的计算及规律,国家标准给出的公称尺寸,3150mm,、公差等级,为,IT1,IT18,的标准公差计算公式见表,2-1,。,公称尺寸至,500mm,、公差等级,为,IT01,IT4,的标准公差计算公式见表,2-2,。,（,3,）标准公差数值,在公称尺寸和公差等级确定的情况下，按照标准公差计算公式计算的，公差等级在,IT1,IT18,、公称尺寸至,500mm,的标准公差数值见表,2-3,。,第,2,章 尺寸极限与配合,（,4,）,基本尺寸分段,根据标准公差的计算式，不同的基本尺寸就有相应的公差值，在生产实践中，因尺寸很多，会使得公差表格非常庞大。为了简化表格，便于应用，国家标准对基本尺寸进行了分段，尺寸至,500 mm,的分段,见表,2-4,。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.,基本偏差系列,公差带位置标准化,（,1,）基本偏差代号及其特点,基本偏差,用来确定公差带相对零线位置的极限偏差，一般为靠近零线的那个偏差。,是,决定公差带位置的参数；,当尺寸公差带在零线以上时，基本偏差为下偏差,EI,或,ei,；当尺寸公差带在零线以下时，基本偏差为上偏差,ES,或,es,；,基本偏差可以是上偏差，也可以是下偏差；,图,2-12,所示。,第,2,章 尺寸极限与配合,第,2,章 尺寸极限与配合,国家标准规定：,孔和轴各由,28,种基本偏差代号，基本偏差代号确定了,28,类公差带的位置，构成了基本偏差系列。如图,2,13,所示,孔的基本偏差代号用大写字母表示，从,A,B,ZC,；,轴的基本偏差代号用小写字母表示，从,a,，,b,zc,。,图,2-12,图,2-13,第,2,章 尺寸极限与配合,基本偏差系列特点：,孔的基本偏差从,A,H,为下偏差,EI,，从,J,ZC,为上偏差,ES,（,JS,代号偏差除外）；轴的基本偏差从,a,h,为上偏差,es,，从,j,zc,为下偏差,ei,（,js,代号偏差除外）。,H,的基本偏差为下偏差且等于零，,H,代表基准孔；,h,的基本偏差为上偏差且等于零，,h,代表基准轴。,JS,、,js,上、下偏差都可以看作是基本偏差，因为它的公差带以零线对称，上偏差是,+IT/2,，下偏差是,IT/2,。,第,2,章 尺寸极限与配合,J,、,j,的公差带与,JS,和,js,很相近，但其公差带不以零线对称，它比较特殊（,J,、,j,与某些高精度的公差等级组成公差带时，其基本偏差并不是靠近零线的那个偏差）。一般在基本偏差系列图中，将,J,、,j,分别与,JS,、,js,的基本偏差代号放在同一位置。,大多数情况下，基本偏差与公差等级无关，但有个别特殊情况与公差等级有关。图,2-13,中,k,的基本偏差画出两种情况以示区别，,K,、,M,和,N,基本偏差也如此。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.,基本偏差数值,国家标准对不同尺寸、不同公差等级的基本偏差作出了相应的规定，其数值分别按照,“,孔的基本偏差数值表,”,和,“,轴的基本偏差数值表,”,给出。公称尺寸至,3150mm,的孔和轴的基本偏差数值见表,2-4,和,2-5,。,查表练习。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.2.2,配合标准化,1.,基孔制,以孔的公差带,H,为基准，其位置不动而变动轴的公差带位置，以得到松紧程度不同的各种配合，这种配合制称为基孔制。,配合代号为,H/a,H/b,H,c,H/zc,2.,基轴制,配合代号为,A/h,B/h,C/h,ZC/h,图,2-14,所示。,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-14,第,2,章 尺寸极限与配合,2.2.3,公差与配合的标注,1.,公差带与配合代号,公差带由公称尺寸、基本偏差代号与公差等级数字表示,(,省略,IT,),。例如：,30H7,表示,30f6,表示,此,对孔与轴组成配合，则表示为,30H7/f6,。分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，称为配合代号。,第,2,章 尺寸极限与配合,公差与配合在图样上的标注,零件技术图样上标注公差的方法有下列三种：,标注公称尺寸和公差带代号，如图,2-15a,所示。,标注公称尺寸和极限偏差值，如图,2-15b,所示。,标注公称尺寸和公差带代号，括号内标出极限偏差值，如图,2-15c,所示。,零件图样上大多数以第,种方法表示。,装配图样上通常标注公称尺寸和孔、轴的公差带代号，如,50,H7/g6,，分子表示孔的公差带，分母表示轴的公差带，如图,2-15d,所示。,3.,实例分析。,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-15,第,2,章 尺寸极限与配合,2.2.4,标准公差带与配合,根据国家标准规定的,20,个标准公差等级，孔和轴各,28,种基本偏差，理论上，孔和轴可以各自组成五百多种公差带。,国家标准规定了一系列标准公差带供选用。,GB/T1801-2009,规定的公称尺寸至,500mm,的孔、轴公差带与配合。,图,2-18,为公称尺寸至,500mm,孔的标准公差带。,图,2-19,为公称尺寸至,500mm,轴的标准公差带。,图,2-20,为公称尺寸至,500mm,推荐选用的孔公差带。,图,2-21,为公称尺寸至,500mm,推荐选用的轴公差带。,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-18,公称尺寸至,500mm,孔的标准公差带,第,2,章 尺寸极限与配合,标准规定：,基本尺寸,500mm,的推荐选用的孔公差带,105,种，,13,种有圆圈的优先选用，方框中的为常用公差带共,44,种。图,2-20,公称尺寸至,500mm,推荐选用的孔公差带。,图,2-20,第,2,章 尺寸极限与配合,标准规定：,基本尺寸,500mm,的推荐选用的轴公差带,116,种，,13,种有圆圈的优先选用，方框中的为常用公差带共,59,种。图,2-21,公称尺寸至,500mm,推荐选用的轴公差带。,标准规定：,基本尺寸,500mm,的基孔制常用、优先配合；基轴制常用、优先配合分别见表,2,6,和表,2,7,。选用公差带和配合时，应该按照优先、常用、一般的顺序选取。表中黑三角优先选用。对于某些特殊要求，若一般公差带中没有满足要求的公差带，则标准允许采用两种基准制以外的非基准制配合，如,M8/f7,，,G8/n7,等。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.3.1,一般公差的概念,一般公差即未注公差，图样上不单独注出公差、极限偏差或公差带代号，而是在图样上、技术要求中或标注时作出总体说明的公差要求。,指在车间普通工艺条件下，机床设备的加工能力可以保证的公差。或在车间正常生产精度能够保证的条件下，它主要由工艺装备和制造者自行控制。,一般公差主要用于低精度的非配合尺寸。,2.3,一般公差简介,第,2,章 尺寸极限与配合,2.3.2,一般公差国家标准,GB/T1804,2000,规定了,未注公差的线性尺寸（包括角度尺寸）的一般公差的公差等级和极限偏差数值。,适应于金属加工的尺寸，一般的冲压加工尺寸，非金属材料和其它工艺方法加工的尺寸可参照采用。,分精密,f,、中等,m,、粗糙,c,、最粗,v,共,4,个公差等级。,线性尺寸的极限偏差值见表,2-8,；,倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差值见表,2-9,。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.3.3,一般公差的标注,一般公差的尺寸，在技术图样上只标注基本尺寸，不标注极限偏差。在图样或技术文件中用国标号和公差等级代号并在两者之间用短划线隔开表示。,如，选用中等,m,等级时，表示：,GB/T1804,m,，表明图样上凡是未注公差的尺寸均按照中等精度,m,加工和检验。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.4,极限与配合的选用,一般地，选用方法有如下三种：,计算法 通过理论计算确定极限间隙或过盈，然后确定孔、轴的公差带。这种方法比较精确、科学，但工程实际中有好多不确定的因素存在，用这种方法比较麻烦。,类比法 参考工作条件和使用要求相似的、且经过实践证明的、工作状况良好的类似结合的极限与配合，以确定需要的配合。这种方法目前使用最多，要求设计、加工人员必须有较丰富的实践经验积累。,试验法 对于机器的工作性能影响较大且又很重要的配合，用专门的试验方法确定最佳的极限与配合。这种方法比较可靠，但成本高。,第,2,章 尺寸极限与配合,2.4.1,公差等级的选用,采用类比法确定公差等级，考虑几个方面：,工艺等价性,孔和轴加工的难易程度基本相同。在常用尺寸段,D500mm,且孔的公差等级精度要求较高时（一般,IT8,），孔比轴难加工，也就是说采用同一工艺方法加工时，孔的加工误差会大于轴的加工误差。为了保证工艺等价原则，国标推荐选取轴的公差等级精度比孔的公差等级精度高一级，如配合,H8/f7,，孔为,IT8,，则轴为,IT7,。,当公差等级,IT9,时（如,IT10,），一般采用同级孔与轴配合，如配合,H9/d9,，孔和轴均为,IT9,。对于尺寸,500mm,，一般采用同级孔与轴的相配合。,第,2,章 尺寸极限与配合,相同零部件的配合精度要匹配,如齿轮孔与传动轴的配合，其公差等级取决于齿轮的精度等级，与滚动轴承配合的轴座孔和轴的公差等级取决于滚动轴承的公差等级。,掌握各个公差等级的大致应用范围。,表,2-10,为公差等级的应用范围。,表,2-11,为各种加工方法可能达到的加工精度等级范围，供选用时参考。,第,2,章 尺寸极限与配合,主要从结构性、工艺性以及经济性方面考虑,1.,优先选用基孔制配合,主要从工艺上和宏观经济效益考虑。一般的孔是用钻头、铰刀等定值刀具加工的，每一把刀具只能加工某一尺寸的孔，而用同一把车刀或一个砂轮可以加工大小不同尺寸的轴。改变轴的极限尺寸在工艺上所产生的困难和增加的生产费用与改变孔的极限尺寸相比要小得多。采用基孔制配合，可以减少定值刀具,(,钻头、铰刀、拉刀,),和定值量具,(,例如塞规,),的规格和数量，提高经济效益。,2.4.2,基准制的选用,第,2,章 尺寸极限与配合,下列情况应选用基轴制配合,(1),采用不经过切削加工的冷拉钢材做轴，此时选用基轴制配合可避免冷拉钢材的尺寸规格过多，节省冷拉模具的制造费用。,(2),因结构上的原因，在同一基本尺寸的轴上要求与几个孔相配合并形成几种不同的配合，则考虑采用基轴制配合。,例如：图,2-22a,活塞销轴与活塞及连杆的配合。,第,2,章 尺寸极限与配合,图,2-22,活塞连杆间的配合,a),配合示意图,b),基孔制,c),基轴制,1,活塞,2,活塞销轴,3,连杆,第,2,章 尺寸极限与配合,根据标准件选配合制,以标准零部件为基准件，来确定采用基孔制还是基轴制配合。如滚动轴承内圈与轴的配合应采用基孔制配合，滚动轴承外圈与外壳孔的配合应采用基轴制配合。,特殊情况下选配合制,为满足配合的特殊要求，允许采用任一孔、轴公差带组成配合。如图,2-23,中,32J7/f9,。,图,2-23,任意配合公差,1,轴承座,2,轴承盖,3,轴承,第,2,章 尺寸极限与配合,2.4.3,配合的选用,配合类别的选用,国家标准规定有间隙配合、过渡配合和过盈配合三类配合。,在机械设计中选用哪类配合，主要决定于使用要求。当孔、轴间有相对运动要求时，一般选间隙配合。无相对运动要求时，根据具体工作条件不同，从三大类配合中选取。若要求传递足够大的扭矩，且又不要求拆卸，孔与轴公差带组成配合一般选过盈配合；当需要传递一定的扭矩，但又要求能够拆卸的情况下，应选过渡配合；有些配合，对同轴度要求不高，只是为了装配方便，应选间隙较大的间隙配合。,配合类别的选取见表,2-12,。,第,2,章 尺寸极限与配合,基本偏差代号的选用,（,1,）间隙配合基本偏差代号的选用,间隙配合基本偏差代号在,A,H,（,a,h,）中选用，主要用于孔、轴间有相对运动的场合。如图,2-24,。,图,2-24,第,2,章 尺寸极限与配合,（,2,）过盈配合基本偏差代号的选用,过盈配合基本偏差代号一般在,P,ZC,（,p,zc,）中选用，主要应用于无相对运动的、不可拆卸的联接场合，用来传递扭矩或载荷。如图,2-25,。,图,2-25,第,2,章 尺寸极限与配合,（,3,）过渡配合基本偏差代号的选用。,过渡配合基本偏差代号一般在,J,N,（,j,n,）中选用，主要应用于既要精确定位，又要求拆卸方便的不动联接的场合。如图,2-26,。,图,2-26,第,2,章 尺寸极限与配合,实例分析,选用配合时应尽量采用,GB/T18012009,中规定的公差带与配合。依次由优先、常用、一般公差带中，选择适当的孔、轴公差带组成要求的配合。,常采用类比法选用配合公差带。表,2,1,3,2,1,5,分别列出基孔制轴的基本偏差选用，尺寸至,500mm,的优先和常用配合的选用，工作状况对间隙或过盈的影响。,谢 谢！,互换性与测量技术,