互换性与测量技术基础课件.ppt

,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Page,*,第四章表面粗糙度及检测,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,互换性与测量技术,第一章绪论,第一章绪论,1.1,概述,1.2,误差和公差,1.3,互换性与标准化,1.4,产品几何技术规范,GPS,简介,1.5,本课程的研究对象、任务及 要求,1.1 概述,“,机器制造中的互换性，是指按规定的几何、物理化学及其他质量参数的公差，分别制造合格的零部件，在其装配与更换时随机任取其一，无需再经辅助加工或装配，便能达到设计时规定的使用要求。,”,1.1.1 互换性的概念,1.1 概述,装 配,1.1 概述,互 换,几何参数（尺寸参数，形状参数，位置参数，表面粗糙度参数等）,物理参数（硬度，强度，刚度等）,化学参数（构成材料的成分）,1.1 概述,在我们的日常生活中，很多机电产品都具备这种性质，只要是同规格的合格产品，无论哪个厂家生产的均可互换。,本教材讨论的互换性概念主要是几何尺寸参数的互换性。,3,个条件,：,装配前不挑,装配时不调整不修配,装配后满足使用要求,1.1 概述,1,、从设计看,，,按照互换性要求设计产品，最适合选用具有互换性的标准零部件、通用件，使设计、计算、制图等工作大为简化，且便于计算机进行辅助设计，缩短设计周期，加速产品更新换代。,2,、从制造上看,，,按互换性原则组织生产，各个工件可同时分别加工，实现专业化协调生产，便于用计算机辅助制造，以提高产品质量和生产率，降低制造成本。,1.1.2 互换性在机械制造中的应用,1.1 概述,3,、从装配上看,，由于零件具有互换性，可提高装配质量，缩短装配周期，便于实现装配自动化，提高装配生产率。,4,、从使用维修看,，由于具有互换性，若零部件坏了，可方便地用备件替换，能缩短维修时间和费用，提高机器使用寿命和使用价值。,1.1 概述,1.1.3 互换性的分类,分类方法,类 型,互换性特征,互换的程度,完全互换,100%,满足,不完全互换,大数互换,以接近于,1,的概率满足,分组互换,组内零件满足,调整互换,更换或改变调整环位置,修配互换,去掉调整环的多余材料,互换的部位,内互换,部件或构件内部组成零件间,外互换,独立部件或构件与相配件间,互换的参数,几何参数互换,对几何参数规定公差,功能互换,对功能参数规定公差,1.1 概述,完全互换,大数互换,分组互换,调整互换,修配互换,不完全互换,机械制造中的互换性按互换的程度分,指同一规格的一批零件或部件，在装配或更换时，不需经过任何挑选、辅助加工或附加修配（如钳工修配）及调整，就能装配到机器上，并能达到设计时规定的功能要求。,这种互换适合于机器中大量的通用件和标准件。,互换性概率控制,P=1-,在范围内的互换我们就称其为大数互换。,为了降低零件的加工成本，可增大零件的加工误差，然后将相关的零件尺寸一一测量出来，根据零件的实际尺寸分成若干组（装配精度要求越高，分组数就越多），按组进行装配，仅组内零件可互换，组与组之间不可互换。这种方法就称其为分组互换法。,将补偿环的零件用钳工或其他方法精确的修配（通常是去除多余的材料），以期达到装配精度的要求。,1.2 误差和公差,1.2.1 误差,为了满足互换性的要求,最理想的方法是采用同规格的零部件,其几何参数都要做得完全一致,这在实际中是不可能的,也是不必要的。零部件在加工过程中,由于种种因素的影响,不可能把工件做得绝对准确，不可能把同一批次的零件做得完全一致,零部件的几何参数总是不可避免地会产生误差,这样的误差称为几何量误差。加工误差可分为下列几种。如图所示,圆柱体表面几何参数误差,1.2 误差和公差,1.,尺寸误差,指一批工件的尺寸变动，即加工后零件的实际尺寸和理想尺寸之差，如直径误差、孔距误差等。,2.,形状误差,指加工后零件的实际表面形状对于理想形状的差异（或偏离程度），如圆度、直线度等。,3.,位置误差,指加工后零件的表面，轴线或对称平面之间的相互位置对于其理想位置的差异（或偏离程度），如同轴度、位置度等。,4.,表面粗糙度,指零件加工表面上具有较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差,机械加工误差分类：,1.2 误差和公差,公差,:,为了控制加工误差，满足零件功能要求，设计者通过零件图样，提出相应的加工精度求，这些要求是用几何量公差的标注形式给出的。,误差与公差的区别:,误差是在加工过程中产生的，而公差是由设计人员给定的。规定公差的原则是在保证满足产品使用性能的前提下，给出尽可能大的公差。它反映了一批工件对制造精度的要求，并体现加工的难易程度。公差越小，加工越困难，生产成本就越高。,1.2.2 公差,1.2 误差和公差,设计时规定公差,产品存在误差,零件间参数的误差在公差,范围内，我们就认为它们近似,相等，在实际中就不会影响使,用性能，为此，该规格零件就,具备了互换性的这一条件。,1.3 互换性与标准化,标准是,指在一定的范围内为了获得最佳秩序，经有关方面协商一致，对重复性事物和概念通过科学的简化、优选后做出的统一规定。並将其制成规范性文件，通过主管机构批准发布，作为共同遵守的准则和依据。,1.3.1 标准与标准化,1.3 互换性与标准化,标准化是,指在经济、技术、科学以及管理等社会实践中，对重复性的事物（如产品、零件、部件）和概念（如术语、规则、方法、代号、量值）在一定范围内通过简化、优选和协调，做出统一的规定，经审批后颁布、实施以获得最佳秩序和社会成效。,1.3 互换性与标准化,1,、标准化的原则,规范原则,简化原则,协调原则,优化原则,1.3 互换性与标准化,2,、标准化的方法,统一化,通用化,系列化,制定产品参数系列,编制系列型谱,系列设计,1.3 互换性与标准化,自,1985,2017,年先后颁布了一系列有关度量衡的条例和命令，保证了我国计量制度的统一和量值传递的准确可靠。使得计量工作沿着科学、先进的方向迅速发展，促进了企业计量管理和产品质量水平的不断提高。,目前计量测试仪器的制造工业已有长足的进步和发展，其产品不仅满足国内工业发展的需要，而且还出口到国际市场,1.3.2 计量工作,1.3 互换性与标准化,优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的科学数值制度。,国家标准（,GB/T 321-2005,）规定的优先数系是由公比为 、和 ，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。,1.3.3 优先数系与优先数,1.3 互换性与标准化,GB321-80,规定采用,ISO,所推荐的以,m=5,、,10,、,20,、,40,、,80,为公比的雷诺数系。,基本系列，公比,基本系列，公比,基本系列，公比,基本系列，公比,补充系列，公比,1.3 互换性与标准化,1.3 互换性与标准化,优先数系中的任一个项值均为优先数。,采用等比数列作为优先数系可使相邻两个优先数的相对差相同，且运算方便，简单易记。选用基本系列时，应遵守先疏后密的规则，即应按照,R5,、,R10,、,R20,、,R40,的顺序，优先采用公比较大的基本系列，以免规格过多。,1.4 产品几何技术规范,GPS,简介,产品几何技术规范（,Dimensional Geometrical Product Specification and Verification,）是机电产品技术标准和计量规范的基础，根据产品的微观和宏观几何特征建立一个几何技术标准体系。,概述,1.4 产品几何技术规范,GPS,简介,GPS,体系框架,GPS,标准化工作：,明确性原则,全面性原则,互补性原则,1.4 本课程的研究对象、任务与要求,本课程重点介绍了机械零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度以及圆锥、螺纹、齿轮等典型零件的特殊公差知识，并介绍了相关误差（偏差）的检测方法与计量器具的知识。,研究对象,1.4 本课程的研究对象、任务与要求,1.,初步建立互换性的基本概念，熟悉有关公差配合的基本术语和定义；,2.,了解各种几何参数和典型零件的有关公差标准的基本内容和主要规定；,3.,能正确识读、标注常用的公差配合要求和典型零件的公差要求，并能准确查用有关表格；,4.,掌握技术测量的基本知识，会正确选择和使用生产现场的常用计量器具，能对一般几何量和典型零件进行检测。,学习任务,1.4 本课程的研究对象、任务与要求,（,1,）掌握机械零件几何精度,互换性与标准化等基本概念,;,（,2,）了解本课程所介绍的各个公差标准和基本内容；,（,3,）正确理解图祥上所标注的各种公差配合代号的技术含,义；掌握公差配合、形位公差和表面粗糙度的国家标准。,（,4,）初步学会根据机器和零部件的功能要求，选用合适的,公差与配合，并能正确地标准到图样上。,（,5,）掌握测量技术的基本知识,;,熟悉常用量具和量仪的基本,结构、工作原封、各部分作用及调整使用知识,熟悉多种精,密量仪的结构、原理和各组成部分的作用。,（,6,）正确、熟练地选择和使用生产现场的量具、量仪对零,部件的几何量进行准确检测和综合处理检测数据。,（,7,）熟悉常用典型结合的公差配合和检测方法。,基本要求,本章结束,互换性与测量技术,第二章孔和轴的极限与配合,第二章孔和轴的极限与配合,2.1概述,2.2极限与配合的基本术语及定义,2.3极限与配合标准的主要内容,2.4线性尺寸的未注公差,2.5尺寸精度设计,2.1概述,光滑圆柱体结合,是机械制造中一种最基本、应用最广泛的连接形式。因此，适用于光滑圆柱体结合及其他结合形式的,极限与配合,标准也是应用最广泛的基础标准。,本章主要介绍国家标准,GB/T 1800,产品几何技术规范（,GPS,）极限与配合,中规定的基本概念、主要内容及其应用。,2.2极限与配合的基本术语及定义,孔：通常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：通常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）,。,2.2.1有关孔和轴的定义,2.2极限与配合的基本术语及定义,1,、尺寸的定义,指用特定单位表示线性长度的数值，也称线性尺寸。尺寸表示长度的大小，它由数字和长度单位组成。例如，一根轴直径为,50mm,，则,50,为该轴的尺寸数字，,mm,为长度单位。,2,、公称尺寸,公称尺寸是由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。可以用来与极限偏差,(,上偏差和下偏差,),一起计算得到极限尺寸。（最大极限尺寸和轴用,d,表示。基本尺寸可以是毫米单位的整数倍，也可以是小数倍。如,30mm,，,8.75mm,，,1.5mm,等。）,2.2.2有关尺寸的术语和定义,2.2极限与配合的基本术语及定义,3,、实际（组成）要素的尺寸,通过测量所得的尺寸。由于测量过程中存在测量误差，所以实际（组成）尺寸往往不是被测尺寸的真实大小,(,真正尺寸,),，从理论上讲尺寸的真值是难以得到的，但是随着测量精度的提高实际尺寸越来越接近真值。实际尺寸的孔用,D,a,，轴用,d,a,表示。,4,、提取要素的局部尺寸,一切提取组成要素上两相对点之间的距离称为提取组成要素的局部尺寸，简称为提取要素的局部尺寸。对于一个轴或孔是任意横截面两点间距离，用两点法测量得到。,2.2极限与配合的基本术语及定义,5,、极限尺寸,允许尺寸变化的两个界限值。两个极限尺寸中较大的一个称最大极限尺寸，较小的一个称最小极限尺寸。极限尺寸可大于、小于或等于基本尺寸。合格零件的实际尺寸应在两极限尺寸之间。极限尺寸的孔用,D,max,、,D,min,，轴用,d,max,、,d,min,表示。如图2,-2,所示。,合格零件的条件为：,D,max,（,d,max,）,D,a,（,d,a,）,D,min,（,d,min,）,2.2极限与配合的基本术语及定义,1,、尺寸偏差（简称偏差）,某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。偏差可以是正值、负值或零。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为上偏差。孔和轴的上偏差分别用,ES,和,es,表示；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称,为下偏差。孔和轴的下偏差分别用,EI,和,ei,表示。,2.2.,3,有关偏差,、,尺寸公差,、,公,差带的术语及定义,2.2极限与配合的基本术语及定义,依据定义，孔、轴极限偏差表示如下：孔：,ES=D,max,D EI=D,min,D,轴：,es=d,max,d ei=d,min,d,应该注意，偏差为代数值，可能为正值、负值或零。,极限偏差用于控制实际偏差。完工后零件尺寸的合格条件常用偏差关系式表示如下：孔合格的条件,EI E,a,ES,轴合格的条件,ei e,a,es,2.2极限与配合的基本术语及定义,2.2极限与配合的基本术语及定义,指允许尺寸的变动量，用,T,表示。其值等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差之代数差。用公式表示为：,孔,T,h,D,max,-D,min,ES-EI,轴,T,s,d,max,-d,min,es-ei,2,、尺寸公差,(,简称公差,),公差和偏差是两个不同的概念。从意义上讲，公差是指允许尺寸的变动范围，偏差是指相对于公称尺寸的偏离量；从数值上看，公差是一个没有正负号，也不能为零的数值，偏差是一个有正、负或零的代数值。,公差与偏差区别：,2.2极限与配合的基本术语及定义,3,、尺寸公差带,(,简称公差带,),与公差带图,公差带,指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,。,（,1,）公差带图,表明两个相互结合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的关系的图形叫做公差带图。,（）零线,在公差带图中，代表基本尺寸的基准直线叫零偏差（简称零线）。正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方,。,2.2极限与配合的基本术语及定义,（）基本偏差,基本偏差指用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个极限偏差，它可以是上偏差或下偏差。,（）,标准公差,标准公差指国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差值。,2.2极限与配合的基本术语及定义,（,1,）画零线，在零线的左边标出,“,+,”,、,“,-,”,、,“,0,”,，在零线的左下角用单箭头指向零线表示基本尺寸并标出其数值。,（,2,）按适当比例画出孔、轴的公差带，即由代表上偏差和下偏差或由最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。通常将孔的公差带打上剖面线，以示区别轴的公差带。,绘制公差带图的步骤：,2.2极限与配合的基本术语及定义,（,3,）标出孔和轴的上、下偏差值及其他要求标注的数值，如图,2-3,所示。,在公差带图中，要完整地描述一个公差带，表达工件尺寸的设计要求，必须既给定公差值的大小以确定公差带垂直方向的宽窄，又要给定一个极限偏差,(,上偏差或下偏差,),以确定公差带位置。,为此，国家标准规定：标准公差给出公差值的大小，基本偏差确定公差带的位置。,2.2极限与配合的基本术语及定义,图,2-3,公差带图,2.2极限与配合的基本术语及定义,例,已知一对相互配合的孔和轴，其基本尺寸为,60mm,，孔的最大极限尺寸,D,max,60.030mm,，孔的最小极限尺寸,D,min,60mm,，轴的最大极限尺寸,d,max,59.990mm,，轴的最小极限尺寸,d,min,59.971mm,，现测得孔、轴的实际尺寸分别为,60.0l0mm,和,59.980mm,，求孔与轴的极限偏差、实际偏差及公差，并画出公差带图。,2.2极限与配合的基本术语及定义,解：,1),孔的极限偏差,ES=Dmax-D=60.030-60=+0.030,EI=Dmin-D=60-60=0,轴的极限偏差,es=dmax-d=59.990-60=-0.010,ei=dmin-d=59.971-60=-0.029,2),孔的实际偏差,=60.010-60=+0.010,轴的实际偏差,=59.980-60=-0.020,3),孔的公差,T,D,=Dmax-Dmin=60.030-60=0.030,轴的公差,Td=dmax-dmin=59.990-59.971=0.019,4),公差带图如上图所示。,2.2极限与配合的基本术语及定义,、配合,基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的关系。它反映了相互结合零件之间的松紧程度。根据孔和轴公差带之间的不同关系，配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三大类。,2.2.,4,有关配合的术语及定义,2.2极限与配合的基本术语及定义,2,、间隙及间隙配合,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得到的代数差为正值时称为间隙，用,X,表示，,X,max,、,X,min,、,X,av,分别表示最大、最小、平均间隙。,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，如下图所示。,2.2极限与配合的基本术语及定义,特征量用公式表示如下,:,最大间隙：,X,max,=D,max,-d,min,=ES-ei,最小间隙：,X,min,=D,min,-d,max,=EI-es,平均间隙：,X,av,=,（,X,max,+X,min,）,/2,2.2极限与配合的基本术语及定义,图 图,3,、过盈及过盈配合,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得到的代数差为负值时称为间隙，用,Y,表示，,Y,max,、,Y,min,、,Y,av,分别表示最大、最小、平均过盈。,具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时孔的公差带在轴的公差带之下，如下图所示。,2.2极限与配合的基本术语及定义,特征量用公式表示如下,:,最大过盈：,Y,max,=D,min,-d,max,=EI-es,最小过盈：,Y,min,=D,max,-d,min,=ES-ei,平均过盈：,Y,av,=(Y,max,+Y,min,)/2,2.2极限与配合的基本术语及定义,图过渡配合图,4,、过渡配合,过渡配合是可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔与轴公差带相互重叠，如下图所示。它是介于间隙配合和过盈配合之间的一类配合,但其间隙和过盈都不大,。,2.2极限与配合的基本术语及定义,特征量用公式表示如下：,最大间隙：,X,max,=D,max,-d,min,=ES-ei,最大过盈：,Y,max,=D,min,-d,max,=EI-es,平均间隙或过盈,X,av,(Y,av,)=,（,X,max,+X,min,）,/2,所得值是正值为平均间隙，负值为平均过盈。,2.2极限与配合的基本术语及定义,5,、配合公差（,Tf,）,允许间隙或过盈的变动量，用,Tf,表示，是一个没有符号的绝对值。在间隙、过盈和过渡三类配合中，其配合公差可用公式表示为,间隙配合,Tf=X,max,-X,min,过盈配合,Tf=Y,min,-Y,max,过渡配合,Tf=X,max,-Y,max,无论哪一类配合，配合公差都等于孔的公差与轴的公差之和。,即,Tf=Th+Ts,配合公差反映配合精度，配合种类反映配合性质。,2.2极限与配合的基本术语及定义,图,13,配合公差带图,6,、配合公差带图,用直角坐标表示配合的孔与轴的间隙或过盈的变动范围的图形称为配合公差带图。如下图所示，,0,坐标线上方表示间隙，下方表示过盈。,2.2极限与配合的基本术语及定义,例,:,已知某配合的基本尺寸为,60mn,，配合公差为,49m,，最大间隙为,19m,，孔的公差为,30m,，轴的下偏差为,+11m,，试画出该配合的尺寸公差带图和配合公差带图。,2.2极限与配合的基本术语及定义,解：,1.,求孔和轴的极限偏差,T,d,=19m,es=+30m,ES=+30m,EI=0,2,求最大过盈,Y,max,=X,max,T,f,=19,49=-30m,3,画尺寸公差带图和配合公差带图。,2.2极限与配合的基本术语及定义,2.,3,极限与配合的主要内容,公差值的大小确定了尺寸允许变化的变动量即公差带的宽窄，它反映了尺寸的精度和加工的难易程度。,极限与配合,标准已对公差值进行标准化，标准中所规定的任一公差称为标准公差。由若干标准公差所组成的系列称为标准公差系列，它以表格形式列出，称为标准公差数值表，标准公差的数值与两个因素有关：标准公差等级和基本尺寸分段。,IT2,IT1,IT0,IT01,。,。,。,IT18,精度高,精度低,公差等级高,公差等级低,2.,3.1,标准公差及标准公差系列,2.,3,极限与配合的主要内容,1,、标准公差等级及其代号,公差等级是确定尺寸精确程度的等级,。,国家标准将基本尺寸至,500mm,的公差等级分为,20,级，由公差代号,IT,和公差等级数字,01,，,0,，,1,，,2,，,，,18,组成。例如,IT8,表示,8,级标准公差。从,IT01,至,IT18,等级精度依次降低，相应的公差数值依次增大，加工越容易。,2,、标准公差因子与标准公差的计算,标准公差因子（单位：,m,）是制定标准公差数值表的基础，在尺寸 时,2.,3,极限与配合的主要内容,国家标准规定的标准公差,T,是由公差等级系数,a,与公差单位,i,的,乘积所确定的。,2.,3,极限与配合的主要内容,即：,T=ai,或,T=a I,式中：,a,公差等级系数，不同公差等级，不同尺寸段,a,值不同；,i,、,I,标准公差因子（其中,i,用于,500mm,以下，,I,用于大于,500mm,时）；,D,基本尺寸的几何平均值（,mm,）；,2.,3,极限与配合的主要内容,（,1,）标准公差因子,i,及计算式的确定,标准公差因子,i,是计算标准公差值的基本单位，也是制定标准公差系列表的基础。经过大量的加工切削试验和统计分析，在相同的条件下，加工误差与被加工零件的直径成立方抛物线的关系，尤其在常用尺寸段内，这种关系更加明显，所以当,D500mm,时，标准公差因,子的计算式为：,D,1,、,D,2,分别为同一尺寸段落的首端尺寸与尾端尺寸,i,的单位为,m,式中：,D,=,单位,mm,2.,3,极限与配合的主要内容,上式等号右边第一项反映加工误差随尺寸变化的关系，即符合立方抛物线的关系；第二项反映测量误差随尺寸变化的关系，即符合线性关系，它主要考虑温度变化引起的测量误差。,2.,3,极限与配合的主要内容,当尺寸较大时，由于温度的变化而使材料产生的线性变化是引起误差的主要原因，所以，当零件尺寸大于,500-3150mm,时，其公差单位,i,的计算式为：,I=0.004D+2.1,式中,D,的单位为,mm,，,I,的单位为,m,。,2.,3,极限与配合的主要内容,（,2,）公差等级及,a,值的确定,公差等级是指确定尺寸精度程度的等级。规定和划分公差等级的目的，是为了简化和统一对公差的要求，使规定的等级既满足广泛的、不同的使用要求，又能大致代表各种加工方法的精度。,GB/T1800.3-1998,规定了,20,个公差等级，由于我国的公差等级沿用了,ISO,标准，即国际公差,IT,（,International Tolerance,），所以按公差增大的顺序分别为,IT01,，,IT0,，,IT1,，,IT2,IT18,级。,公差等级系数,a,是按优先数系或其派生系产生的，具有很强的规律性。,2.,3,极限与配合的主要内容,3,、公称尺寸分段,根据标准公差计算式，每有一个基本尺寸就应该有一个相对应的公差值，这会使公差表格非常庞大，既不实用，也无必要。为了简化公差表格、便于使用，国家标准对基本尺寸进行了分段。在同一尺寸分段内，公差等级相同的所有尺寸，其标准公差因子都相同。尺寸分段后按首尾两个尺寸（,D1,和,D2,）的几何平均值作为,D,值代入公式,中计算公差值。,2.,3,极限与配合的主要内容,4,、标准公差值,标准公差,IT01IT4,级的公差值，主要是测量误差等,影响，通过标准公差计算公式求得；,IT5IT18,的公差等,级系数，在实际生产中不需要计算，查表即可。,标准公差值是指允许尺寸误差变动的范围。与加工方法、零件的基本尺寸等有关,2.,3,极限与配合的主要内容,根据给出的标准公差计算公式计算和尾数修约后,500mm,的各尺寸的标准公差值如下表，在工程应用时以此表列数值为准。可见，同一尺寸段内的所有基本尺寸，在相同公差等级的情况下，规定了相同的标准公差值。,2.,3,极限与配合的主要内容,2.,3,极限与配合的主要内容,例：计算基本尺寸,30mm,的,7,级标准公差值，并通过查表比较。,解：因,30mm,属于,18-30mm,的尺寸段基本尺寸的几何平均值：,标准公差因子：,由表,3.1,得,IT7=16i=16,1.31=20.96m,，约为,21m,，,查表,可得：,30IT7,公差为,21m,2.,3,极限与配合的主要内容,要确定配合的性质与配合的精度，除公差带的,大小,外，,还需确定,公差带的位置,。国家标准用公差等级确定,公差的,大小,，用基本偏差确定,公差带的位置,。,基本偏差是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偏差。,轴 孔,2.,3.2,基本偏差及基本偏差系列,2.,3,极限与配合的主要内容,1,、基本偏差代号及其特点,基本偏差是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偏差。国家标准规定了孔和轴的各有,28,种基本偏差，见下图。这些不同的基本偏差便构成了基本偏差系列。,2.,3,极限与配合的主要内容,2.,3,极限与配合的主要内容,基本偏差代号是用拉丁字母表示的，孔的基本偏差用,A,ZC,表示，轴的基本偏差用,a,zc,表示。其中几个与阿拉伯数值易产生混淆的字母，如,I,、,L,、,O,、,q,、,W,没有使用。,2.,3,极限与配合的主要内容,a,h,的基本偏差为上偏差,es,，其中,h,的上偏差为零。,j,zc,的基本偏差为下偏差,ei,；,A,H,的基本偏差为下偏差,EI,，其中,H,的下偏差为零。,J,ZC,的基本偏差为上偏差,ES,。,2.,3,极限与配合的主要内容,JS,和,js,在各个公差等级中，,公差带完全对称于零线，因此，它们的基本偏差可以是上偏差（,+IT/2,），也可以是下偏差（,-IT/2,）。当公差等级为,7,11,级且公差值为奇数时，上、下偏差为,（,IT,n,-1,）,/2,。而,J,和,j,为近似对称，但在国标中，孔仅保留,J6,，,J7,，,J8,，,轴仅保留,j5,，,j6,，,j7,，,j8,，而且将逐渐用,JS,和,js,代替,J,和,j,，因此，在基本偏差系列图中将,J,和,j,放在,JS,和,js,的位置上。,2.,3,极限与配合的主要内容,基本偏差是公差带位置,标准化的唯一参数，除去,上述的,JS,和,js,，及,j,、,J,、,k,、,K,、,M,、,N,以外，原则,上基本偏差与公差等级无,关。在采用特殊规则确定,K,ZC,孔的基本偏差时，,要注意加上一个,值。,2.,3,极限与配合的主要内容,3,基本偏差数值的计算,轴的各种基本偏差应根据轴与基准孔的各种配合要求来确定，其计算公式由实验和统计分析得到，如下表。它是以基孔制配合确定的。,（,2,）,孔的基本偏差的数值,（,1,）,轴的基本偏差的数值,孔的基本偏差换算,2.,3,极限与配合的主要内容,2.,3,极限与配合的主要内容,1,、,基孔制,基孔制是指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,种制度。基孔制的孔为基准孔，其代号为,H,它的基本偏差为下偏差，数值为零，公差带在零线上侧，如图,3-15 a),所示。,基准孔,H,与轴,a,h,形成间隙配合；与轴,j,n,一般形成过渡配合；与轴,p,zc,通常形成过盈配合。,2.,3.3,基准制,2.,3,极限与配合的主要内容,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,轴,轴,轴,轴,轴,轴,间隙配合,过渡配合,过盈配合,过渡,或过盈,轴,2.,3,极限与配合的主要内容,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的孔的公差带所形成的各种配合的制度。,基轴制配合的轴称为基准轴，代号为,h,，其,es=0,。,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,2.,3,极限与配合的主要内容,例：查表确定,30H8/f7,和,30F8/h7,配合中孔、轴的极限偏差，计算两对配合的极限间隙。,（,1,）查表确定,30H8/f7,配合中孔与配的极限偏差，基本尺寸,30,属于大于,18-30mm,尺寸段，查表得,IT7=21m,，,IT8=33m,。,对于基准孔,H8,的,EI=0,，其,ES,为：,ES=EI+IT8=+33m,对于轴,f7,，查表得,es=,20m,，其,ei,为：,ei=es,IT7=,20,21=,41m,由此：,2.,3,极限与配合的主要内容,（,3,）计算极限间隙,对于,30H8/f7,：,X,max,=ES,ei=+33,(,41)=+74m,X,min,=EI,es=0,(,20)=+20m,对于,30F8/h7,：,X,max,=ES,ei=+53,(,21)=74m,X,min,=EI,es=+20,0=+20m,（,2,）查表确定,30F8/h7,配合中孔与轴的极限偏差，同理可得：,2.,3,极限与配合的主要内容,1,、公差在零件图上的标注,零件图上有,3,种标注形式，如图,2,17,所示，其中,b,应用最广。,2.,3.4,公差配合在图样上的标注,a b c,2.,3,极限与配合的主要内容,2.,公差配合在装配上的标注,配合代号用分数的形式表示。即孔的公差代号用分子表示，轴的公差代号用分母表示。例如,:60,、,60,等，也可以写成,60H8/f7,、,60G7/h6,的形式。,50F9/g9,为非基准制配合（没有基准孔,H,或基准轴,h,）。在装配图上有,3,种标注形式，如图,2,18,所示，其中,a,应用最广。,a b c,2.,3,极限与配合的主要内容,基本尺寸确定以后，由任一公差等级和任一种基本偏差都可组成公差带。可以计算，这样可组成,544,种轴公差带和,543,种孔公差带。这些孔、轴公差带组成的配合公差带的数量更大。如果这些孔、轴公差带和配合都投入使用，将造成公差表格庞大，定值刀具、量具的规格众多，这不仅不利于极限与配合的标准化，而且将给生产管理带来不便。因此，国家标准对尺寸,500mm,以下的孔、轴公差带和基孔制、基轴制配合提了一般、常用和优先采用的方案。,2.,3.5,一般、常用、优先公差带与配合,2.,3,极限与配合的主要内容,1,、一般用途、常用和优先公差带,一般用途、常用和优先的,孔,公差带,2.,3,极限与配合的主要内容,轴的一般公差带,119,种，常用公差带（方框内）,59,种，,优先公差带（带,号）,13,种。,2.,3,极限与配合的主要内容,孔的一般公差带,105,种，常用公差带（方框内）,44,种，,优先公差带（带,号）,13,种。,2.,3,极限与配合的主要内容,基孔制和基轴制的常用配合分别有,59,种和,47,种，,优先配合（方框内）各,13,种。,2.,3,极限与配合的主要内容,2.,3,极限与配合的主要内容,机械设计时，应首先采用优先配合，不能满足要求时，再从常用配合中选取。还可依次从优先、常用和一般用途的公差带中，选择孔、轴公差带组成要求的配合。,2.,4,线性尺寸的未注公差,线性尺寸的一般公差是指在车间一般工艺条件下可保证的公差，是机床设备一般加工能力在正常维护和操作情况下，能达到的经济加工精度，也称为线性尺寸的未注公差。主要用于,低精度,的,非配合,尺寸。,GB,T 1804,2000,对线性尺寸的一般公差规定了,4,个公差等级，即,f(,精密级,),、,m(,中等级）、,c(,粗糙级,),和,v(,最粗级,),。,采用未注公差的尺寸，在图样上只注基本尺寸，不注极限偏差，而是在图样上或技术文件用国家标准号和公差等级代号并在两者之间用一短画线隔开表示。,2.,4.1,线性尺寸的未注公差,2.,4,线性尺寸的未注公差,例如,，选用,m(,中等级）时，则表示为,GB,T 1804,m,。这表明图样上凡未注公差的线性尺寸,(,包含倒圆半径与倒角高度）均按,m,（中等级）加工和检验。,线性尺寸未注公差的极限偏差,2.,5,尺寸精度设计,极限与配合的选择是否恰当，对产品的性能、质量、互换性及经济性有着重要的影响，在机械设计与制造中的一个重要环节,就是极限与配合的选择,。,其内容包括选择,基准制,、,公差等级,和,配合种类,三大方面。选择的原则是在,满足使用要求的前提下能获得最佳的经济效益,，即它是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计。,2.,5,尺寸精度设计,圆柱结合的精度设计,配合制,标准公差等级,基本偏差,结构,工艺,经济效益,使用要求,工艺,2.,5,尺寸精度设计,基孔制和基轴制是两种平行的配合制度，配合制的选择配合性质无关。因此，选用配合制主要是指从结构、工艺和经济效益方面分析，一般应遵循下列原则：,1,、优先选用基孔制配合,减少定值刀具和定值量具的规格和数量，可以获得较好的经济效益。,2.,5.1,基准制的选择,2.,5,尺寸精度设计,2,、特殊情况下应选用基轴制配合,（,1,）同一轴与基本尺寸相同的几个孔相配合，且配合性质不同的情况下，应考虑用基轴制配合,。,2.,5,尺寸精度设计,（,2,）加工尺寸小于,1mm,的精密轴比加工同级孔的工艺性差，,因此小尺寸配合采用基轴制较经济。,（,3,）精度要求不高的配合，常用冷拉钢材直接做轴，采用基,轴制配合可避免冷拉钢材的尺寸规格过多，节省加工费用。,（,4,）其它特殊要求的场合。,2.,5,尺寸精度设计,4,、,配合,精度要求不高时可用非基准制,非基准制的配合是指相配合的两零件既无基准孔,H,又无基准轴,h,的配合，是为了满足配合的特殊要求,允许采用任一孔轴公差带所组成的配合。,3、,根据标准件选用基准制,与标准件相配合的轴或孔一定要按照标准件来选择基准制。因为标准件通常是由专业工厂批量生产，在制造时其配合部位的尺寸已确定。,如图,2-22,：,2.,5,尺寸精度设计,公差等级的高低直接影响产品使用性能和制造成本。选择标准公差等级的原则是：在保证满足使用要求的前提下，考虑工艺的可能性，尽可能采用