本科互换性与测量技术教案.doc

本科
互换性与测量技术

教案

机械工程系

机械教研室

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课程类型
必修课
院级公共课（ ）
基础或专业基础课（√ ）
专业课( )
选修课
限选课（ ）；任选课（ ）
授课方式
课堂讲授（√ ）；
实践课（√ ）
考核方式
考查（）；
考试（√ ）（机械）
总学时数
48学时
学时分配
课堂讲授 38 学时； 实践课8 学时；机动2学时。
教材名称
《互换性与测量技术》
出版社及作者
哈尔滨地图出版社 主编：宫波
指定参考书
作者
出版社
出版时间
《公差配合与测量技术》

《互换性与测量技术基础》

有关公差配合各项国家标准
宫波

陈于萍

国家技术监督局
大连理工大学

机械工业
2005.8

2004.7

第 周 第 1 次课 年 月 日
章节名称
绪论
授课方式
理论课（√ ）；实践课（ ）；实习（ ）
教学时数
1
教学目的及要求
本部分重点介绍互换性及其作用，加工误差、公差的概念，优先数的概念。可从生活中的实例入手，引出相关的互换性概念，并渐次深入到公差的概念，以使学生对学习本门课程的实际意义建立整体概念
教学重点与难点
互换性及其作用，加工误差、公差的概念，优先数的概念。
教学手段
多媒体课件;课堂黑板讲授
教学主要内容
时间分配
1. 互换性概述
2. 加工误差、公差及检测
3. 标准化与优先数

复习思考题
0-1 什么是互换性？互换性的优越性有哪些？
0-2 互换性的分类有哪些？完全互换和不完全互换有何区别？
0-3 误差、公差、检测、标准化与互换性有什么关系？
0-4 什么是标准和标准化？
0-5 为何要采用优先数系？R5、R10、R20、R40系列各代表什么？
小结
互换性是现代工业产品设计和制造的重要原则。要实现互换性生产，就要使零件的几何量误差控制在一定范围内，为此国家制定了公差标准。为了保证公差，就要进行正确的检测。合理制定公差与正确进行检测是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。优先数系列在各项公差标准中得到了广泛的应用。

绪论
在工业及日常生活中到处都能遇到互换性。例如，机器上丢了一个螺钉，可以按相同的规格装上一个；灯泡坏了，可以换个新的； 自行车、缝纫机、钟表的零部件磨损了，也可以换个相同规格的新的零部件，即能满足使用要求。互换性是机器和仪器制造行业中产品设计和制造的重要原则。
1. 互换性概述
（1）互换性及其意义
所谓互换性的含义即指：同一规格的一批零部件，任取其一，不需任何挑选和修理就能装在机器上，并能满足其使用功能要求。
在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。
在制造方面，互换性有利于组织专业化生产，有利于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于用计算机辅助制造，有利于实现加工过程和装配过程机械化、自动化，从而可以提高劳动生产率和产品质量，降低生产成本。
在使用和维修方面，具有互换性的零部件在磨损及损坏后可及时更换，因而减少了机器的维修时间和费用，保证机器连续运转，从而提高机器的使用价值。
（2）互换性的分类
机器和仪器制造业中的互换性，通常包括几何参数(如尺寸)和力学性能(如硬度、强度)的互换，本课程仅讨论几何参数的互换。
所谓几何参数互换，主要包括零部件的尺寸、几何形状、相互的位置关系以及表面粗糙度等参数的互换。
互换性按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换。若一批零部件在装配时，不需要挑选、调整和修配，装配后即能满足预定的要求，这些零部件属于完全互换。零部件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配时按对应组进行。这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换，故称为不完全互换。装配时需要进行挑选或调整的零部件也属于不完全互换。

2. 加工误差、公差及检测
允许零件几何参数的变动量称为“公差”。工件的误差在公差范围内，为合格件；超出了公差范围，为不合格件。
完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包含检验与测量。几何量的检验是指确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值；测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。
3. 标准化与优先数
（1）标准与标准化
所谓标准，就是指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复特征的物品(如产品、零部件等)和概念(如术语、规则、方法、代号、量值等)，在总结科学试验和生产实践的基础上，由有关方面协调制订，经主管部门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依据。
所谓标准化，就是指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程。
按照标准化对象的特性，标准可分为基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、卫生标准等。
对需要在全国范围内统一的技术要求，应当制定国家标准，代号为GB，对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，可制定行业标准，如机械标准（JB）等。对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一的技术要求，可制定地方标准或企业标准，它们的代号分别用DB、Q表示。
（2）优先数和优先数系
为使产品的参数选择能遵守统一的规律，必须对各种技术参数的数值做出统一规定。《优先数和优先数系》国家标准（GB321—80）就是其中最重要的一个标准，要求工业产品技术参数应尽可能采用它。
优先数系是由公比为、、、、，且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。各数列分别用符号R5、R10、R20、R40、R80表示，分别称为R5系列、R10系列、R20系列、R40系列、R80系列。
R5系列为以≈1.60为公比形成的数系；
R10系列为以≈1.25为公比形成的数系；
R20系列为以≈1.12为公比形成的数系；
R40系列为以≈1.06为公比形成的数系；
R80系列为以≈1.03为公比形成的数系；
小结
互换性是现代工业产品设计和制造的重要原则。零件具有互换性，可以在产品的设计、制造、使用中发挥巨大的作用。互换性可分为完全互换和不完全互换，内互换和外互换等。
要实现互换性生产，就要使零件的几何量误差控制在一定范围内，为此国家制定了公差标准。为了保证公差，就要进行正确的检测。合理制定公差与正确进行检测是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。
互换性要通过标准化来实现，标准化是组织现代化生产的重要手段之一，是实现专业化协作生产的必要前提，现代化程度越高，对标准化的要求也越高。
优先数系列在各项公差标准中得到了广泛的应用。
习题
0-1 什么是互换性？互换性的优越性有哪些？
0-2 互换性的分类有哪些？完全互换和不完全互换有何区别？
0-3 误差、公差、检测、标准化与互换性有什么关系？
0-4 什么是标准和标准化？
0-5 为何要采用优先数系？R5、R10、R20、R40系列各代表什么？

第 周 第 1 次课 年 月 日
章节名称
第一章 极限与配合及检测 第一节 极限与配合的基本概念
授课方式
理论课（√ ）；实践课（ ）；实习（ ）
教学时数
1
教学目的及要求
掌握几何量的基本概念，有关公差配合的基本术语和定义
教学重点与难点
有关尺寸、尺寸偏差、公差的术语定义
教学手段
多媒体课件教学；课堂黑板讲授
教学主要内容
时间分配
1．孔和轴
2．有关尺寸的术语定义
3．有关尺寸偏差、公差的术语定义

复习思考题
1-1什么是基本尺寸、极限尺寸和实际尺寸？它们之间有何区别和联系？
1-2什么是尺寸公差、极限偏差和实际偏差？它们之间有何区别和联系？
小结
极限与配合的基本术语和定义，不仅是圆柱零件尺寸极限制的基础部分，也是全书的基础部分。对于极限与配合的术语和定义，必须牢固地掌握。不仅要明确定义，还要能熟练计算。

授课形式：课堂教学 实验教学 参与式 讨论式
教学目的与要求：本章是本门课程的重要的核心基础，对于基本概念部分，要做到概念明确，辅以例图，力求清楚明了。第二节是公差配合的精髓，重点讲清《标准公差数值表》、孔和轴的《基本偏差数值表》及基本偏差系列图。
教学重点、难点：重点掌握有关公差与配合的基本概念，会查用公差配合国家标准。难点为公差配合的选择。

第一章 极限与配合及检测
为适应科学技术飞速发展，与国际标准接轨，经国家技术监督局批准，颁布了公差与配合标准《极限与配合》(GB／T1800.1—1997)、 (GB／T1800.2～1800.3—1998)、(GB／T1804—1992)，代替了1979年颁布的旧标准(CBl800～1804—79)中相应的部分内容。
第一节 极限与配合的基本概念
本节是本门课程的重要的核心内容，是学习以后各章的基础。对各公差配合的基本概念要明确，重点掌握好有关极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差的概念，达到能熟练计算。会画公差带图，掌握间隙、过渡、过盈配合的特点及极限盈、隙的计算。
1.1.1 孔和轴
1. 孔 孔是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成的包容面）。孔的直径尺寸用D表示。
2. 轴 轴是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。轴的直径尺寸用d表示。
从装配关系讲，孔是包容面，轴是被包容面。从加工过程看，随着余量的切除，孔的尺寸由小变大，轴的尺寸由大变小。如图1-1所示。
1.1.2 有关尺寸的术语定义
1. 尺寸 是指用特定单位表示线性尺寸值的数值。
长度值包括：直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等。单位:毫米（mm）
2.基本尺寸（D,d） 基本尺寸是由设计给定的，孔用D表示，轴用d表示。
3.实际尺寸(Da,da) 实际尺寸是通过测量所得的尺寸。孔的实际尺寸以Da表示，轴的实际尺寸以da表示。
4.极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸。
两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。孔和轴的最大，最小极限尺寸分别用Dmax，dmax和Dmin，dmin表示。
1.1.3 有关尺寸偏差、公差的术语定义
1.尺寸偏差 某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差（简称偏差）。
偏差可能为正或负，也可为零。
2.实际偏差 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际 偏差。
3.极限偏差 极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
（1）上偏差 最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为上偏差。孔的上偏差用ES表示；轴的上偏差用es表示。
（2）下偏差 最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔的下偏差用EI表示；轴的下偏差用ei表示。极限偏差可用下列公式表示：
ES=Dmax-D es=dmax-d
EI=Dmin-D ei=dmin-d
偏差值除零外，前面必须标有正或负号。上偏差总是大于下偏差。标注示例：50 50 30 30 80
4.尺寸公差（Th，Ts） 允许尺寸的变动量称为公差。公差是用以限制误差的，工件的误差在公差范围内即为合格；反之，则不合格。
公差等于最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。孔公差用Th表示；轴公差用Ts表示。公差、极限尺寸和极限偏差的关系如下：
孔公差 Th = Dmax－Dmin = ES－EI
轴公差 Ts = dmax－dmin = es－ei
公差值永远为正值。

公差与配合示意图
5.尺寸公差带 零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围，叫做尺寸公差带。用图所表示的公差带称为公差带图。
零线为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的起始线，零线上方表示正偏差，零线下方表示负偏差。在画公差带图时，注上相应的符号“0”“＋”和“－”号，并在零线下方画上带单箭头的尺寸线标上基本尺寸值。
上、下偏差之间的宽度表示公差带的大小，即公差值。公差带沿零线方向的长度可适当选取。公差带图中，尺寸单位为毫米（mm），偏差及公差的单位也可以用微米（μm）表示，单位省略不写。
6.标准公差 标准中表列的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。
7.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称为基本偏差。一般为公差带靠近零线的那个偏差。

第 周 第 2 次课 年 月 日
章节名称
第一章 极限与配合及检测 第一节 极限与配合的基本概念
授课方式
理论课（√ ）；实践课（ ）；实习（ ）
教学时数
2
教学目的及要求
掌握有关配合的基本术语和定义；掌握三种配合的特点。
教学重点与难点
各种配合特点，配合公差带图的绘制，配合特征量的计算
教学手段
多媒体课件教学；课堂黑板讲授
教学主要内容
时间分配
有关配合的术语定义1.配合2.间隙（X）或过盈（Y）3.间隙配合4.过盈配合5.过渡配合6.配合公差
7.例题

复习思考题
配合有哪几种？简述各种配合的特点。
小结
极限与配合的基本术语和定义，不仅是圆柱零件尺寸极限制的基础部分，也是全书的基础部分。对于极限与配合的术语和定义，必须牢固地掌握。不仅要明确定义，还要能熟练计算。

1.1.4 有关配合的术语定义
1.配合 配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
2.间隙（X）或过盈（Y） 在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差值为正时称为间隙，用X表示；当差值为负时称为过盈，用Y表示。
3.间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。在间隙配合中，孔的公差带在轴的公差带之上，如图1-4所示。
最大间隙 Xmax=Dmax－dmin=ES-ei
最小间隙 Xmin=Dmin－dmax =EI-es
间隙配合的平均松紧程度称为平均间隙Xav。
平均间隙 Xav=（Xmax + Xmin） （1-5）
4.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。在过盈配合中，孔的公差带在轴的公差带之下，如图
最大过盈 Ymax=Dmin －dmax = EI-es 最小过盈 Ymin=Dmax－dmin = ES-ei
平均过盈为最大过盈与最小过盈的平均值。
平均过盈 Yav= （Ymax+Ymin）
5.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，它是介于间隙配合与过盈配合之间的一种配合，但间隙和过盈量都不大。
最大间隙 Xmax=Dmax－dmin=ES-ei
最大过盈 Ymax=Dmin－dmax =EI-es
在过渡配合中，平均间隙或平均过盈为最大间隙与最大过盈的平均值，所得值为正，则为平均间隙；为负则为平均过盈。
Xav（Yav）= （Xmax + Ymax）
6.配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它表明配合松紧程度的变化范围。配合公差用Tf表示，是一个没有符号的绝对值。
对间隙配合
对过盈配合
对过渡配合
在上式中，把最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴的极限尺寸或偏差带入，可得三种配合的配合公差都为

例1-1 已知基本尺寸D=d=50mm，孔的极限尺寸Dmax=50.025mm，Dmin=50mm；轴的极限尺寸dmax=49.950mm，dmin=49.934mm。现测得孔、轴的实际尺寸分别为Da=50.010mm，da=49.946mm。求孔、轴的极限偏差、实际偏差及公差。
解：孔的极限偏差
ES=Dmax－D=50.025－50=+0.025mm
EI=Dmin－D=50－50=0
轴的极限偏差
es=dmax－d=49.950－50=－0.050mm
ei=dmin－d=49.934－50=－0.066mm
孔的实际偏差
Da－D=50.010－50=+0.010mm
轴的实际偏差
da－d=49.946－50=－0.054mm
孔的公差
TD=Dmax－Dmin=50.025－50=0.025mm
轴的公差
Td=dmax－dmin=49.950－49.934=0.016mm
例1-2 孔φmm，轴φmm，求Xmax、Xmin及，并画出公差带图。
解：Xmax=Dmax－dmin=（50.039－49.950）mm=+0.089mm
Xmin=Dmin－dmax=（50－49.975）mm=+0.025mm
=mm=0.064mm
公差带图如图1-7a所示。
例1-3 孔φmm，轴φmm，求Ymax、Ymin及，并画出公差带图。
解：Ymax=Dmin －dmax=（50－50.079）mm=－0.079mm
Ymin=Dmax－dmin=（50.039－50.054）=－0.015mm
=mm=0.064mm
公差带图如图1-7b所示。
例1-4 孔φmm，轴φmm，求Xmax、Ymax及，并画出公差带图。
解：Xmax=Dmax－dmin=（50.039－50.009）mm=+0.030mm
Ymax=Dmin －dmax=（50－50.034）mm=－0.034mm
=mm=0.064mm
公差带图如图1-7c所示。

图1-7 例1-2、1-3、1-4的公差带图

第 周 第 3 次课 年 月 日
章节名称
第一章 极限与配合及检测 第二节极限与配合标准的主要内容
授课方式
理论课（√ ）；实践课（ ）；实习（ ）
教学时数
2
教学目的及要求
掌握有关公差配合国家标准的有关内容；学会正确查用标准公差及孔和轴的基本偏差数值表。
教学重点与难点
标准公差及孔和轴的基本偏差数值表的查用
教学手段
多媒体课件教学；课堂黑板讲授
教学主要内容
时间分配
1 基准制；2 标准公差系列；3 基本偏差系列；4 公差与配合在图样上的标注；5 常用和优先的公差带与配合；6 一般公差——线性尺寸的未注公差

复习思考题
1-3什么是标准公差？什么是基本偏差？
1-4什么是基准制？在哪些情况下采用基轴制？
作业1-6，1-7，1-8
小结
标准公差系列和基本偏差系列是公差标准的核心，也是本章的重点。公差标准就是 由标准公差和基本偏差为基础而制定的。标准公差决定了公差带的大小；而基本偏差则决定了公差带的位置。
如果按任意一个公差等级和基本偏差组成公差带的话，孔和轴的公差带数目将非常庞大，因此根据生产实际需要，国家标准推荐了一般、常用和优先公差带及配合。

1.2 极限与配合标准的主要内容
本节主要讲述公差配合标准，了解基准制中基孔制和基轴制的特点、标准公差系列和基本偏差系列的构成，重点掌握标准公差数值表和孔与轴的基本偏差数值表的查用，会在图样上正确标注公差配合。掌握一般公差的表示方法。
1.2.1 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。
基孔制配合中的孔为基准孔，是配合的基准件。标准规定，基准孔的基本偏差为下偏差EI，数值为零，即EI=0，上偏差为正值，其公差带偏置在零线上侧。基准孔的代号为H。
2.基轴制 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。
基轴制配合中的轴为基准轴，是配合的基准件。标准规定，基准轴的基本偏差为上偏差es，数值为零，即es=0，下偏差为负值，其公差带偏置在零线下侧。基准轴的代号为h。
1.2.2 标准公差系列
1.标准公差因子（公差单位） 标准公差因子是用以确定标准公差的基本单位，该因子是基本尺寸的函数，是制定标准公差数值的基础。

式中 D——基本尺寸分段的计算尺寸（mm）
i——公差单位（μm）
2.公差等级 确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。不同零件和零件上不同部位的尺寸，对精确程度的要求往往不同，为了满足生产的需要，国家标准设置了20个公差等级，各级标准公差的代号为IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18，IT01精度最高，其余依次降低，标准公差值依次增大。
3.尺寸分段 在计算标准公差时，公差单位算式中D取尺寸段首尾两个尺寸的几何平均值。
1.2.3 基本偏差系列
1.代号 基本偏差代号用拉丁字母表示，孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。28种基本偏差构成了基本偏差系列。
2.基本偏差系列图及其特征 图1-9为基本偏差系列图。图中，基本偏差系列各公差带只画出一端，另一端未画出，它取决于公差的大小。
3.基本偏差数值
（1）轴的基本偏差数值 轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，按照各种配合要求，再根据生产实践经验和统计分析结果得出的一系列公式经计算后圆整尾数而得出。轴的基本偏差数值表，如表1-4所示。
轴的基本偏差可查表确定，另一个极限偏差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算
ei=es－IT
es=ei+IT
（2）孔的基本偏差数值
①通用规则 用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等，符号相反。孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。即
ES=－ei （适用于A～H）
EI=－es （适用于同级配合的J～ZC）
②特殊规则 用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的符号相反，而绝对值相差一个Δ值。即
ES=－ei+Δ
Δ=ITn－ITn-1=ITh－ITs
特殊规则适用于基本尺寸≤500mm，标准公差≤IT8的J、K、M、N和标准公差≤IT7的P～ZC。
孔的另一个极限偏差可根据孔的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算
EI=ES－IT
ES=EI+IT
例1-5 查表确定φ25H8/p8，φ25P8/h8孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的极限盈隙。
解：1）查表确定孔和轴的标准公差
查表1-2得 IT8=33μm
2）查表确定轴的基本偏差
查表1-4得 p的基本偏差为下偏差ei=+22μm h的基本偏差为上偏差es=0
3）查表确定孔的基本偏差
查表1-5得 H的基本偏差为下偏差EI=0 P的基本偏差为上偏差ES=－22μm
4）计算轴的另一个极限偏差
p8的另一个极限偏差es=ei+IT8=（+22+33）μm =+55μm
h8的另一个极限偏差ei=es－IT8=（0－33）μm=－33μm
5）计算孔的另一个极限偏差
H8的另一个极限偏差ES=EI+IT8=（0+33）μm=+33μm
P8的另一个极限偏差EI=ES－IT8=（－22－33）μm=－55μm
6）标出极限偏差
φ25 φ25
7）计算极限盈隙
对于φ25H8/p8 Ymax=EI－es=（0－0.055）mm=－0.055mm
Xmax=ES－ei=（+0.033－0.022）mm=+0.011mm
对于φ25P8/h8 Ymax=EI－es=（－0.055－0）mm=－0.055mm
Xmax=ES－ei={－0.022－（－0.033）}mm=+0.011mm
可见φ25H8/p8与φ25P8/h8配合性质相同。
例1-6 查表确定φ20H7/p6，φ20P7/h6孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的极限盈隙。
解：1）查表确定孔和轴的标准公差
查表1-2得 IT6=13μm IT7=21μm
2）查表确定轴的基本偏差
查表1-4得 p的基本偏差为下偏差ei=+22μm h的基本偏差为上偏差es=0
3）查表确定孔的基本偏差
查表1-5得 H的基本偏差为下偏差EI=0
P的基本偏差为上偏差ES=（－22+Δ）μm=（－22+8）μm=－14μm
4）计算轴的另一个极限偏差
p6的另一个极限偏差es=ei+IT6=（+22+13）μm =+35μm
h6的另一个极限偏差ei=es－IT6=（0－13）μm=－13μm
5）计算孔的另一个极限偏差
H7的另一个极限偏差ES=EI+IT7=（0+21）μm=+21μm
P7的另一个极限偏差EI=ES－IT7=（－14－21）μm=－35μm
6）标出极限偏差
φ20 φ20
7）计算极限盈隙
对于φ20H7/p6 Ymax=EI－es=（0－0.035）mm=－0.035mm
Ymin=ES－ei=（+0.021－0.022）mm=－0.001mm
对于φ20P7/h6 Ymax=EI－es=（－0.035－0）mm=－0.035mm
Ymin=ES－ei={－0.014－（－0.013）}mm=－0.001mm
可见φ20H7/p6与φ20P7/h6配合性质相同。
1.2.4 公差与配合在图样上的标注
1.公差带代号与配合代号
孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成，例如H7、F7、K7、P6等为孔的公差带代号；h7、g6、m6、r7等为轴的公差带代号。
当孔和轴组成配合时，配合代号写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。如或H7/g6。如指某基本尺寸的配合，则基本尺寸标在配合代号之前，如φ30H7/g6。
2.图样中尺寸公差带的标注形式
1.2.5 常用和优先的公差带与配合
国标GB/T1800.3规定了国标规定了一般、常用和优先轴用公差带共119种，如图1-12所示。图中方框内的为59种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。
国标规定了一般、常用和优先孔用公差带共105种，如图1-13所示。图中方框内的为44种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。
对于配合，国标规定基孔制常用配合59种，优先配合13种，如表1-6所示。基轴制常用配合47种，优先配合13种，如表1-7所示。
1.2.6 一般公差——线性尺寸的未注公差（新国标GB/T1804——92）
国家标准GB/T1804—92《一般公差 线性尺寸的未注公差》采用了国际标准中的有关部分，替代了GB1804—79《未注公差尺寸的极限偏差》。
国家标准GB/T1804—92对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级，它们分别是精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v。对适用尺寸也采用了较大的分段，具体数值如表1-8所示。f、m、c、v四个等级分别相当于IT12、IT14、IT16、IT17。
采用GB/T1804—1992规定的一般公差，在图样、技术文件或标准中用该标准号和公差等级符号表示。例如，当选用中等级m时，表示为GB/T1804—m。
一般公差的线性尺寸是在车间加工精度保证的情况下加工出来的，一般可以不用检验。

第 周 第 4 次课 年 月 日
章节名称
第一章 极限与配合及检测 第三节 极限与配合的选用
授课方式
理论课（√ ）；实践课（ ）；实习（ ）
教学时数
2
教学目的及要求
掌握基准制的选择、公差等级的选择、配合的选择的基本原则和一般方法。达到会初步选用公差配合的能力。
教学重点与难点
正确选用公差与配合。
教学手段
多媒体课件教学；课堂黑板讲授
教学主要内容
时间分配
1. 基准制的选择
2. 公差等级的选择
3. 和配合种类的选择

复习思考题
作业1-10，1-11
小结
本节主要介绍公差配合的选择，要求掌握基准制的选择、公差等级的选择、配合的选择的基本原则和一般方法。本节为本章的教学难点，学生应在熟悉书中所述内容基础上，达到会初步选用公差配合的能力。

1.3 极限与配合的选用
本节主要介绍公差配合的选择，要求掌握基准制的选择、公差等级的选择、配合的选择的基本原则和一般方法。本节为本章的教学难点，学生应在熟悉书中所述内容基础上，达到会初步选用公差配合的能力。
合理选用公差与配合是机械设计与制造中的一项重要工作，它对提高产品的性能、质量以及降低成本都有重要影响。
公差与配合的选用主要包括基准制、公差等级和配合种类的选择。
1.3.1 基准制的选择
1.一般情况下优先选用基孔制 优先选用基孔制，这主要是从工艺性和经济性来考虑的。孔通常用定值刀具（如钻头、铰刀、拉刀）加工，用极限量规（塞规）检验。当孔的基本尺寸和公差等级相同而基本偏差改变时，就需更换刀具、量具。而一种规格的磨轮或车刀，可以加工不同基本偏差的轴，轴还可以用通用量具进行测量。所以，为了减少定值刀具、量具的规格和数量，利于生产，提高经济性，应优先选用基孔制。
2.在下列情况下，应选用基轴制
（1）当在机械制造中采用具有一定公差等级的冷拉钢材，其外径不经切削加工即能满足使用要求，此时就应选择基轴制，再按配合要求选用和加工孔就可以了。这在技术上、经济上都是合理的。
（2）由于结构上的特点，宜采用基轴制。
根据工作要求，活塞销轴与活塞孔应为过渡配合，而活塞销与连杆之间由于有相对运动应为间隙配合。若采用基孔制配合，销轴将做成阶梯状，这样既不便于加工，又不利于装配。若采用基轴制配合，销轴做成光轴，既方便加工，又利于装配。
（3）与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定基准制。
在特殊需要时可采用非基准制配合。
1.3.2 公差等级的选择
1.联系工艺 在按使用要求确定了配合公差Tf后，由于Tf=Th+Ts，这里Th与Ts的公差分配可按工艺等价性考虑。孔和轴的工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相同。在间隙和过渡配合中孔的标准公差≤IT8，过盈配合中孔的标准公差≤IT7时，可确定轴的公差等级比孔高一级，如H7/f6、H7/p6，低精度的孔和轴可采用同级配合，如H8/s8。
2.联系配合 对过渡配合或过盈配合，一般不允许其间隙或过盈的变动太大，因此公差等级不能太低，孔可选标准公差≤IT8，轴可选标准公差≤IT7。间隙配合可不受此限制。但间隙小的的配合公差等级应较高，间隙大的配合公差等级可以低些。例如，选用H6/g5和H11/a11是可以的，而选用H11/g11和H6/a5就不合理了。
3.联系零件的相关结构 例如，齿轮孔与轴配合的公差等级应决定于齿轮的精度等级，滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精度有关。
在用类比法选择公差等级时，应熟悉各个公差等级的应用范围和各种加工方法所能达到的公差等级，具体参见表1-9、表1-10、表1-11。
1.3.3 配合的选择
一般选用配合的方法有三种，即计算法、试验法、类比法。
1.各种配合的特征及应用举例
选择配合的主要依据是使用要求和工作条件。对初学者来说，首先要确定配合的类别，选定是间隙配合、过渡配合还是过盈配合。表1-12提供了配合类别选择的一般方法，可供参考。
2.选择配合种类时应考虑的主要因素
参考表1-15对配合的间隙或过盈的大小进行调整。
3. 配合选择示例

第 周 第 5 次课 年 月 日
章节名称
习题课
授课方式
理论课（√ ）；实践课（ ）；实习（ ）
教学时数
2
教学目的及要求
习题演练，掌握本章所学的理论知识，并用以解决实际问题。
教学重点与难点
各习题与解答方法
教学手段
多媒体课件教学；课堂黑板讲授
教学主要内容
时间分配
各习题

复习思考题
各例题的解答方法
小结
通过习题演练，掌握本章的教学内容，

例1-5 查表确定φ25H8/p8，φ25P8/h8孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的极限盈隙。
解：1）查表确定孔和轴的标准公差
查表1-2得 IT8=33μm
2）查表确定轴的基本偏差
查表1-4得 p的基本偏差为下偏差ei=+22μm h的基本偏差为上偏差es=0
3）查表确定孔的基本偏差
查表1-5得 H的基本偏差为下偏差EI=0 P的基本偏差为上偏差ES=－22μm
4）计算轴的另一个极限偏差
p8的另一个极限偏差es=ei+IT8=（+22+33）μm =+55μm
h8的另一个极限偏差ei=es－IT8=（0－33）μm=－33μm
5）计算孔的另一个极限偏差
H8的另一个极限偏差ES=EI+IT8=（0+33）μm=+33μm
P8的另一个极限偏差EI=ES－IT8=（－22－33）μm=－55μm
6）标出极限偏差
φ25 φ25
7）计算极限盈隙
对于φ25H8/p8 Ymax=EI－es=（0－0.055）mm=－0.055mm
Xmax=ES－ei=（+0.033－0.022）mm=+0.011mm
对于φ25P8/h8 Ymax=EI－es=（－0.055－0）mm=－0.055mm
Xmax=ES－ei={－0.022－（－0.033）}mm=+0.011mm
可见φ25H8/p8与φ25P8/h8配合性质相同。
例1-6 查表确定φ20H7/p6，φ20P7/h6孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的极限盈隙。
解：1）查表确定孔和轴的标准公差
查表1-2得 IT6=13μm IT7=21μm
2）查表确定轴的基本偏差
查表1-4得 p的基本偏差为下偏差ei=+22μm h的基本偏差为上偏差es=0
3）查表确定孔的基本偏差
查表1-5得 H的基本偏差为下偏差EI=0
P的基本偏差为上偏差ES=（－22+Δ）μm=（－22+8）μm=－14μm
4）计算轴的另一个极限偏差
p6的另一个极限偏差es=ei+IT6=（+22+13）μm =+3