模块1： 机械零件的公差与配合.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章,公差与互换性原理,同一批零件，,不经挑选,和,辅助加工,，任取一个就可,顺利地装到机器上去,，并满足机器的性能要求。,互换性：,保证零件具有互换性的措施：,由设计者确定,合理的配合要求和尺寸公差大小。,现代化机械工业要求机器零件具有互换性，这样既能满足生产部门之间的协作要求，又能进行高效率的专业化生产。,极限与配合,二、,1.,互换性的概念,一、孔和轴的极限与配合,1.基本术语,（1）尺寸,尺寸是用,特定单位,表示线性值的数值。,2,、极限与配合的概念,基本尺寸,:,实际尺寸,:,极限尺寸,:,最大极限尺寸,:,零件合格的条件：,最大极限尺寸实际尺寸最小极限尺寸,零件制成后实际测得的尺寸，如：,20.015,。,允许零件实际尺寸变化的两个界限值,允许实际尺寸的最大值,如：,20.023,。,允许实际尺寸的最小值,如：,20.002,。,基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸,最小极限尺寸,:,设计时确定的尺寸，如：,20,20.023,实际尺寸,20.002,（2）基本尺寸,基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。,1.有关“尺寸”的术语和意义,（3）实际尺寸,实际尺寸是通过测量所得的尺寸。,1.有关“尺寸”的术语和意义,（4）极限尺寸,极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。,其中：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,2.有关“公差、偏差及误差”的术语和定义,6.,偏差,偏差=某一尺寸,基本尺寸（代数差）,偏差包括：实际偏差=实际尺寸,基本尺寸,极限偏差,极限偏差,上偏差=最大极限尺寸基本尺寸,ES（,孔）、,es,（,轴）,下偏差=最小极限尺寸基本尺寸,EI（,孔）、,ei,（,轴）,例：一根轴的直径为,500.008,基本尺寸,:,最大极限尺寸,:,最小极限尺寸,:,50,零件合格的条件,：,50.008,实际尺寸,49.992,。,50.008,49.992,思考并回答,7.,尺寸公差（公差）,尺寸,公差是指尺寸允许的变动量。,尺寸,公差=最大极限尺寸最小极限尺寸,=上偏差下偏差,2.有关“公差、偏差及误差”的术语和定义,8.,公差带,在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。,在国家标准中，公差带包括：,公差带大小,由标准公差确定,公差带位置,由基本偏差确定,（,1,）零线,零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。,2.有关“公差、偏差及误差”的术语和定义,（,2,）公差带,上偏差,下偏差,零线,基本尺寸,下偏差,上偏差,9.,标准公差,标准公差就是国家标准所确定的公差。,表,1.3,（,P11,）,10.,基本偏差,基本偏差就是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偏差。（轴：表,1.5,）,（孔：表,1.6,）,11.,配合,配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。,基孔制,基轴制,基孔制,基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。,基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基准孔的代号为“,H,”。,ES,EI=0,0,基本尺寸,H,图2-11 基孔制配合与基轴制配合,基轴制,基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。,基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基准轴的代号为“,h,”。,es,=0,ei,0,基本尺寸,h,图2-11 基孔制配合与基轴制配合,(2)配合类型,间隙配合,过渡配合,过盈配合,(2)配合类型,间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之,上，形成具有间隙的配合（包,括最小间隙等于零的配合）。,图2-11 基孔制配合与基轴制配合,(2)配合类型,过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之,下，形成具有过盈的配合（包,括最小过盈等于零的配合）。,图2-11 基孔制配合与基轴制配合,(2)配合类型,过渡配合：当孔与轴的公差带相互交迭，,既可能形成间隙配合，也可能,形成过盈配合。,图2-11 基孔制配合与基轴制配合,(3)配合公差,允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。,间隙配合：配合公差=最大间隙最小间隙,过盈配合：配合公差=最大过盈最小过盈,过渡配合：配合公差=最大间隙+最大过盈,(3)配合公差,配合公差=轴公差+孔公差,二、标准公差系列与基本偏差系列,1.标准公差系列,P11,表,1.3,1.标准公差系列,公差等级,确定公差带宽度,P11,表,1.3,标准公差数值,标准公差共分20级:,IT01,、,IT0,、,IT1,、,IT2,、,到,IT18,。,IT,国际标准公差,（,ISO Tolerance）,的缩写代号,IT7,表示标准公差7级。,从,IT01,至,IT18,，,公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。,例：,例：基本尺寸,45 mm（,在30,mm50mm,尺寸段）的,IT6,与,IT7,的公差值。,例：基本尺寸,30 mm,的,IT6,与,IT7,的公差值。,2.基本偏差系列,基本偏差确定公差带位置,基本偏差代号：孔、轴各,28,种。,轴（用小写字母表示）,（1）轴的基本偏差,请看,P14,表,1.5,如：,30f7,（,-0.041,）,（1）轴的基本偏差,有了基本偏差和标准公差，就不难求出轴的另一个偏差（上偏差或下偏差）：,es,=,ei,+IT,ei,=,es,IT,如：,30f7,es,=-0.020,ei,=,es,IT,=-0.04 1,如：,30f7,（,-0.041,）,-0.020,孔（用大写字母表示）,1）孔的基本偏差,请看,P15,表,1.6,公差带代号、基本偏差代号、公差等级代号,50 f,7,轴,的,公差带代号,50 H 8,轴的基本,偏差代号,公差等级代号,孔,的,公差带代号,孔的基本,偏差代号,公差等级代号,30F8,EI=+0.020 IT8=0.033,ES=EI+IT=+0.020+0.033=+0.053,30F8,（,+0.020,）,+0.053,配合,配合的概念,基本尺寸相同,的相互结合的孔和轴的,公差带之间的关系,。,间隙或过盈,:,=,孔的实际尺寸轴的实际尺寸,配合：,0,间隙,0,过盈,4.,配合：,间隙配合,具有间隙,(,包括最小间隙等于零,),的配合。,最大极限尺寸,最小极限尺寸,最小极限尺寸最大极限尺寸,最大间隙,孔的公差带在轴的公差带之上,最大间隙,最小间隙,最小间隙,最小间隙为零,轴,孔,基本尺寸相同的孔和轴的,公差带之间的关系称为配合,配合代号：,孔的公差带代号,轴的公差带代号,或：,H8/f7,H8,f7,如：,过盈配合,具有过盈,(,包括最小过盈等于零,),的配合。,最大过盈,最小过盈,最大极限尺寸,最小极限尺寸,最小极限尺寸,最大极限尺寸,最大过盈,最小过盈,最小过盈为零,孔的公差带在轴的公差带之下,轴,孔,过渡配合,可能具有间隙或过盈的配合。,最大间隙,最大过盈,最小极限尺寸,最大极限尺寸,最小极限尺寸,最大极限尺寸,最大过盈,最大间隙,孔的公差带与轴的公差带相互交叠,轴,孔,5.,配合的基准制,基孔制 配合,基本偏差为,一定的孔的公差带,与,不同基本偏差的轴的公差带,形成各种不同配合的制度。,基准孔,间隙配合,过渡配合,过盈配合,-,0,+,基准孔的基本偏差代号为“,H,”,。,H,ah,j,js,k m n,pzc,H,-,公差带图：,0,0,+,H,ah,j,js,k m n,pzc,基轴制配合,基准轴,间隙配合,过渡配合,公差带图：,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,形成各种不同配合的制度。,基准轴的基本偏差代号为“,h,”,。,h,过盈配合,PZC,J JS K M N,AH,0,-,+,h,与基准轴,h,相配的孔：基准孔,基准轴,轴,0,r,fg,ef,h,js,j,k,m,n,p,s,t,u,g,f,A H,通常,形成间隙配合,J N,通常,形成过渡配合,P ZC,通常,形成过盈配合,孔,0,N,K,JS,H,FG,F,J,M,G,R,S,T,P,U,EF,与基准孔,H,相配的轴：,a h,通常,形成间隙配合,j n,通常,形成过渡配合,p,zc,通常,形成过盈配合,6.,极限与配合的标注,在装配图上的标注,标注形式为：,基本尺寸,孔,的基本偏差代号、公差等级,轴,的基本偏差代号、公差等级,采用基孔制时，分子为基,准孔代号,H,及公差等级。,基孔制间隙配合,基孔制过渡配合,30,H8,f7,40,H7,n6,轴,轴套,箱体,30,H8,f7,40,H7,n6,基孔制,H,：,a h,通常,形成间隙配合,j n,通常,形成过渡配合,H,ah,H,jn,底座,滑轮,销轴,开口销,采用基轴制时，分母为基准轴代号,h,及公差,等级。,例如：,基轴制间隙配合,基轴制过渡配合,12,F8,h7,12,F8,h7,12,Js8,h7,基轴制,h,：,A H,通常,形成间隙配合,J N,通常,形成过渡配合,AH,h,JN,h,12,Js8,h7,在零件图上的标注,在基本尺寸后注出基本偏差代号和公差,等级。,30H8,30f7,配合精度明确，标注简单，但数值不直观。适用于量规检测的尺寸。,30H8,（,030,表示什么？,f 7,表示什么代号？,f,表示什么代号？,7,表示什么代号？,H,表示什么代号？,8,表示什么代号？,30H8,30f7,30H8,30f7,提问：,30,表示什么？,f 7,表示什么代号？,f,表示什么代号？,7,表示什么代号？,答案：,30,表示基本尺寸、,f 7,表示轴的公差带代号；,f,表示轴的基本偏差代号、,7,表示公差等级代号。,查表,：,30f7,查表：,30H8,答案：,ES=,、,EI=,30f7,（,-0.041,）,-0.020,30H8,（,0,）,+0.033,30H8,（,0,）,+0.033,30f7,（,-0.041,）,-0.020,答案：,es,=,、,ei,=,公差带代号与上下偏差值都注,30H8(),+0.033,0,30f7(),-0.020,-0.041,既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。,即：在基本尺寸后，注出基本偏差代号、公差等级,数值及上、下偏差值，偏差值要加上括号。,H7,n6,H8,f7,JS8,h7,F8,h7,单位,:,微米,m,孔,的极限偏差,(GB/T 1801-1979(,优先公差带,),+33,0,返回,单位,:,微米,m,轴,的极限偏差,(GB/T 1801-1979(,常用优先公差带,),-20,-41,计算下列配合中孔、轴尺寸的极限偏差，配合的极限间隙或极限过盈，配合公差,。,孔：,IT7=0.021 EI=0 ES=+0.021,轴：,IT6=0.013,ei,=+0.015,es,=+0.015+0.013=0.028,Ymax,=EI-,es,=0-0.028=-0.028,Xmax,=ES-,ei,=+0.021-0.015=0.006,ES=+0.021,EI=0,es,=+0.028,ei,=+0.015,Xmax,=0.006,Ymax,=-0.028,Tf,=0.031,ES=-0.007,EI=-0.028,es,=0,ei,=-0.013,Xmax,=0.006,Ymax,=-0.028,Tf,=0.031,有一基孔制配合，基本尺寸为,30mm,，要求配合最大间隙,0.02,，最大过盈,0.015,，试确定孔、轴公差等级、配合代号。,1.,优先基孔制，孔基本偏差代号选,H,2.Tf=,IXmax-YmaxI,=,Th+Ts,=0.035,孔选,IT7=0.021,轴选,IT6=0.013,Tf,=,Th+Ts,=0.021+0.013=0.034,Tf,可满足要求,3.,孔：,EI=0 ES=+0.021,4.,轴：,Xmax,=ES-,ei,ei,=ES-,Xmax,=(+0.021)-0.02=+0.001,k=+0.002,接近,配合代号,30H7/k6,6.6,阅读零件图的一般步骤,1.3,形状与位置公差,（一）形状公差和形状误差,1,.,形状公差,构成机械零件形状的几何要素,所允许的变动量称为形状公差,。,四、形状公差与位置公差,（一）形状公差和形状误差,2,.,形状误差：,形状误差是指被测实际要素对理想要素的变动量。,四、形状公差与位置公差,形状误差的评定原则,最小条件：,是指被测实际要素对其理想,要素的最大变动量为最小。,例：,四、形状公差与位置公差,（二）形状公差的项目,（二）形状公差的项目,1.,直线度公差,实际被测要素对理想直线的允许变动量。,1.,直线度公差,1）在给定平面内的直线度公差带,图2-21 给定平面内的直线度公差带,1.,直线度公差,2）在给定一个方向上的直线度公差带,图2-22 给定一个方向上的直线度公差带,1.,直线度公差,3）在给定相互垂直的两个方向上的直线度公差带,图2-23 给定两个方向上的直线度公差带,2.,平面度公差,平面度公差是实际被测要素对理想平面的允许变动量，其公差带是距离为公差值,t,的两平行平面之间的区域。,图2-24 平面度公差带,3.,圆度公差,实际被测要素对理想圆的允许变动量，其公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差值,t,的两个同心圆间的区域。,图2-25 圆度公差带,4.,圆柱度公差,实际被测要素对理想圆柱的允许变动量，其公差带是半径差为公差值,t,的两同轴圆柱面之间的区域。,图2-26 圆柱度公差带,5.,线轮廓度公差,实际被测要素对理想轮廓线的允许变动量，其公差带是距离为公差值,t，,对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。,图2-27 线轮廓度公差带,6.,面轮廓度公差,实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，,其公差带是距离为公差值,t，,对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确尺寸标出。,图2-28 面轮廓度公差带,四、形状公差与位置公差,（三）位置公差和位置误差,几何要素关联要素基准要素基准,四、形状公差与位置公差,（三）位置公差和位置误差,位置公差,是关联实际要素的位置对基,准的变动全量。,位置公差带,是限制关联实际要素变动的区域，被测实际要素要在此区域内才合格。,四、形状公差与位置公差,（三）位置公差和位置误差,位置公差包括：定位位置公差,定向位置公差,跳动位置公差,1.定向位置公差,平行度,被测实际要素相对于基准要素的方向成,0,的要求。,图2-29 以平面为基准的平行度公差带,1.定向位置公差,垂直度,被测实际要素相对于基准要素的方向成9,0,的要求。,图2-30 以轴线为基准的,垂直度公差带,1.定向位置公差,倾斜度,被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。,图2-31 倾斜度公差带,2.定位位置公差,同轴度,要求被测实际要素与基准要素同轴。,图2-32 同轴度公差带,2.定位位置公差,对称度,要求被测实际要素与基准要素共面。,图2-33 对称度公差带,2.定位位置公差,位置度,要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。,图2-34 孔轴线的位置度公差带,3.跳动位置公差,圆跳动,全跳动,3.跳动位置公差,圆跳动,单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的允许跳动量。,根据允许变动的方向,的不同,，圆跳动可分为,：,径向圆跳动,端面圆跳动,斜向圆跳动,径向圆跳动,径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量,。,图2-35 径向圆跳动公差带,端面圆跳动,端面,圆跳动用于控制,端面,任一,测量直径处，在轴向方向的,跳动量,。,图2-36 端面圆跳动公差带,斜面圆跳动,斜面,圆跳动用于控制,圆锥面在法线方向的,跳动量,。,3.跳动位置公差,全跳动,整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。,根据允许变动的方向,的不同,，,全,跳动可分为,：,径向,全,跳动,端面,全,跳动,斜向,全,跳动,径向全跳动,径向,全,跳动用于控制,整个,圆柱表面上的跳动,总,量,。,图2-37 径向全跳动公差带,端面全跳动,端面,圆跳动用于控制,整个端面在轴向方向的,跳动,总,量,。,图2-38 端面全跳动公差带,四、形状公差与位置公差,（四）形位公差的选用,（四）形位公差的选用,(1)形状公差应比尺寸公差小：,例如：圆柱形零件的形状公差（轴线直线度除外），一般情况下应小于其尺寸公差值，平行度公差值应小于相应的距离尺寸公差值。,圆度、圆柱度公差值约为同级的尺寸公差值的50%，故一般可按同级选取。比如，尺寸公差为,IT6，,则圆度、圆柱度公差也选6级。,但并不是圆度、圆柱度公差必须按尺寸公差同级选取，也可根据零件的功能要求选取相邻级，必要时可按比尺寸公差等级高半级到2级。,（四）形位公差的选用,(2)一般形状公差应比位置公差小：,同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。,(3)表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系：,通常，表面粗糙度的,R,a,值可取为形状公差值的,(20,%,25,%)。,（四）形位公差的选用,(4)对于制造难度大的零件应该选取较大的形位公差：,对刚性较差的零件（如细长轴）和结构特殊的要素（如大跨距的孔或轴的同轴度公差），在保证零件功能的前提下，考虑到制造较困难，应适当降低1-2级形位公差值。,