光 滑圆柱体的公差与配合综述.ppt
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第四章 光滑圆柱体的公差与配合 n能力目标 ♪ 掌握使用游标卡尺、外径千分尺和内径千分尺的测量 技能，并能熟练使用测量尺寸量误差；掌握有关公差 的标准、标注和标准公差、基本偏差表格的查用掌 握根据尺寸公差正确选择量具的技能 n知识目标 ♪ 掌握有关互换性、标准化、公差与配合的知识，掌握极 限与配合的基本术语和定义，掌握测量误差的基本知 识； ♪ 掌握配合制（基孔制、基轴制）及其选用、公差等级的 选择、配合类型的选择； ♪ 掌握部分测量误差和数据处理方法 为什么要制定公差 与配合标准? 公 差 与 配 合 一、公差与配合的基本概念 ● 互换性要求： ● 保证零件具有互换性的措施： 由设计者根据极限与配合标准，确定零件合理的 配合要求和尺寸极限 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 (φ50) 基本尺寸 互换性的概念 互换性：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 n互换性是现代化生产的重要基本技术经济原则 装配前---不需选择； 装配时---不需修配和调整； 装配后---可以满足预定的使用要求。
零件加工质量 加工精度是指工件在加工后，其尺寸、形状 和位置等几何参数的实际数值与理论参数符合 的程度 表面质量是指工件切削加工后，表面粗糙度 和表面层的物理、力学性能的变化 基本尺寸:（D，d）50 实际尺寸: 零件制成后实际测得的尺 寸由于存在测量误差，实 际尺寸并非尺寸的真值；由 于零件的同一表面存在形状 误差，被测表面各部位的实 际尺寸不尽相同 ⒈ 有关尺寸的术语和定义 设计时确定的尺寸根据零件的使 用要求，通过计算、试验或类比相 似零件的方法确定基本尺寸应采 用标准尺寸 最小极限尺寸 最大极限尺寸 50.008 50 基本尺寸 49.992 500.008 极限尺寸 最大极限尺寸: Dmax dmax 零件合格的条件： 最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸 允许零件实际尺寸变化范围 的两个极限值 允许实际尺寸的最大值 允许实际尺寸的最小值 最小极限尺寸: Dmin dmin 最小极限尺寸 最大极限尺寸 50.008 50 基本尺寸 49.992 500.008 最小极限尺寸 最大极限尺寸 φ50.008 φ50 基本尺寸 φ49.992 ⒉ 尺寸偏差和尺寸公差 上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸 ES=Dmax-D es=dmax-d 下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸 EI=Dmin-D ei=dmin-d 代号： 孔：ES 轴：es 代号： 孔：EI 轴：ei 上偏差 下偏差 统称极限偏差 –0.008 0.016 偏差可 正可负 +0.008 尺寸偏差：某一尺寸减去基本尺寸 所得的代数差 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） 实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏 差。
合格零件的实际偏差应在极限偏差范围内 最小极限尺寸 最大极限尺寸 φ50.008 φ50 基本尺寸 φ49.992 –0.008 0.016 +0.008 极限偏差在图样上的标注： 1000. 08mm 25 50 最小极限尺寸 最大极限尺寸 φ50.008 φ50 基本尺寸 φ49.992 尺寸公差T(简称公差): 允许尺寸的变动量公差数值 等于最大极限尺寸与最小极限 尺寸的代数差的绝对值，也等 于上偏差与下偏差的代数差的 绝对值公差永远为正值公 差数值已经标准化，可以根据 尺寸的大小和精度等级的高低 查表获得 Th=Dmax-Dmin=ES-EI Ts=dmax-dmin=es-ei 公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸 =上偏差－下偏差 –0.008 0.016 +0.008 例：一根轴的直径为600.015 基本尺寸: 最大极限尺寸: 最小极限尺寸: 60mm 零件合格的条件： 60.015mm≥实际尺寸≥ 59.985mm 60.015mm 59.985mm 上偏差 = 60.015－60 = +0.015 下偏差 = 59.985－60 = -0.015 公差 = 0.015－(-0.015) = 0.030 下偏差 公差带 +0.008 -0.008 +0.008 +0.024 -0.006 -0.022 3、公差带图： 公差带图可以直观地表示出公差的大小及 公差带相对于零线的位置。
公差带的大小由公差值来确定，公差带的位 置由上偏差或下偏差来确定 50+0.024+0.00850 -0.006 -0.022 ＋ － 0 0 基本尺寸 50 例: 500.008 上偏差 φ50 为清晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图 不画孔、轴的结构，只画放大了的孔、轴公差带 基准直线：表示基本尺寸并确定偏差位置，即零偏差线 正偏差位于零线的上方，负偏差位于零线的下方，零偏 差重合于零线 公差带：在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所 限定的一个区域，称为尺寸公差带尺寸公差带包括两个 因素：公差带的位置及公差带的宽窄 尺寸的公差带图 ⒋ 配合 ⑴ 配合的概念 基本尺寸相同相互结合的孔、轴公差带 之间的关系 配合： φ20 φ20 配合 根据使用的要求不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而 国标规定配合分三类：即间隙配合、过盈配合和过渡配合 孔公差带 轴公差带 最大间隙 最小间隙 孔公差带 轴公差带 最大间隙 最小间隙为零 孔的公差 带在轴的公 差带之上 间隙配合：孔与轴配合时，具有间隙（包括最小间隙等 于零）的配合 φ30 +0.053 +0.020 间隙 φ30 -0.020 +0.041 最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最小间隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es 孔轴 最小极限尺寸 最大极限尺寸 最大间隙 最小间隙 最大极限尺寸 最小极限尺寸 最大间隙 最小间隙 孔的公差带在轴 的公差带之上 间隙配合示意图 最小间隙是零 过盈配合：孔和轴配合时，孔的尺寸减去相配合轴 的尺寸，其代数差是负值为过盈。
具有过盈的配合称为 过盈配合 轴径 孔径 过盈 轴公差带 孔公差带 最大过盈 最小过盈 轴公差带 孔公差带 最大过盈 最小过盈为零 孔的公差 带在轴公差 带之下 最大过盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es 最小间隙Ymin=Dmax-dmin=Es-ei 孔的公差带在轴 的公差带之下 最小极限尺寸 最大极限尺寸 最大极限尺寸 最小极限尺寸 最小过盈 最大过盈 最小过盈 最大过盈 最小过盈是零 过盈配合示意图 过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合为过渡配合对 于这类配合，孔的公差带与轴的公差带相互交叠，同时有孔 大于轴或轴大于孔的可能性这类配合只用最大间隙和最大 过盈 最大间隙 最大过盈 轴径 孔径 最大间隙 最大过盈 最大过盈 最大过盈 最大间隙 最大间隙 轴和孔的 公差带相互 交叠 最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最大过盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es 最大过盈 孔的公差带与 轴的公差带相 互交叠 最大过盈 最大间隙 最大间隙 过渡配合示意图 最大极限尺寸 最小极限尺寸 最小极限尺寸 最大极限尺寸 配合公差 n 配合公差是指间隙或过盈的允许变动量，用Tf 表示。
对于间隙配合： Tf =∣Xmax－Xmin∣ = Th + Ts 对于过盈配合： Tf =∣Ymin－Ymax∣ = Th + Ts 对于过渡配合： Tf =∣Xmax－Ymax∣ = Th + Ts 5、配合制度 ① 基孔制配合 以孔的公差带为基准，位置不动，改变轴的公差代位置来 获得不同配合性质的制度孔为基准孔，它的基本偏差为下偏 差且为零，其代号为H与不同基本偏差的轴的公差带形成各种 配合的制度 基准孔 间隙配合 过渡配合过盈配合 0 - 0 + ② 基轴制配合 以轴的公差带为基准且位置不动，改变孔的公差代位置来 获得不同配合性质的制度轴为基准轴，它的本偏差为上偏 差且为零，其代号为h基本偏差为一定轴的公差带与不同 基本偏差的孔的公差带形成各种配合的制度 基准轴 间隙配合过渡配合 过盈配合 ００ - + n例题1.计算 孔与 轴配合的极限间隙和 配合公差，并且画出孔、轴公差带图 解：先画出孔、轴公差带图： 计算极限间隙和配合公差： Xmin = EI - es = 0 - (-25) =25μm Xmax = ES - ei = 21 - (-44) =65μm Tf = Xmax – Xmin = 65 – 25 = 40μm n例题2.计算 孔与 轴配合的极限过盈和 配合公差，并且画出孔、轴公差带图。
解：先画出孔、轴公差带图： 计算极限过盈和配合公差： Ymin = ES - ei = 21 - 42 = - 21μm Ymax = EI - es = 0 - 61 = - 61μm Tf = Ymin – Ymax = - 21 – (-61) = 40μm 一、标准公差因子 例题： n 基本尺寸为25mm，求IT7，IT8的标准公差值 解： 基本尺寸25mm，属于18～30尺寸段，则 D = mm ≈ 23.24 mm 标准公差因子： 由表查得IT7=16i,IT8=25i，则 二、公差等级 n 确定尺寸精度程度的等级称为公差等级在基本尺寸 至500mm常用尺寸范围内规定IT01，IT0，IT1，IT2，…. ，IT18共20个标准公差等级；在基本尺寸大于500至 3150mm的大尺寸范围内，规定了IT1至IT18共18个标准公 差等级从IT01到IT18，公差等级依次降低，而相应的公 差等级系数依次增大，标准公差值依次增大 n IT01，IT0，IT1，IT2，….，IT18 高 ← 公差等级 → 低 小 ← 公差数值 → 大 难 ← 加工程度 → 易 三、标准公差系列 n 标准公差系列是国家标准制定出的一系列标 准公差数值。
标准公差系列包含三项内容：公 差等级、公差单位和基本尺寸分段 四、基本偏差及其代号 基轴制： A～H 形成间隙配合 J～N 形成过渡配合 P～ZC 形成过盈配合 基孔制： a～h 形成间隙配合 j～n 形成过渡配合 p～zc 形成过盈配合 NK JS 基准孔公差带 基准轴公差带 r fg ef h js j k m n pst u g f 轴 H FG F J M G R ST P U 孔 EF 四、轴的基本偏差数值 n当轴的基本偏差确定后，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 – ITs es = ei + ITs 五、孔的基本偏差数值 n(1)通用规则 同名代号的孔和轴的基本偏差的绝对值相等， 而符号相反 EI= -es(适用于A-H) ES= -ei（适用于同级配合的J-ZC） 五、孔的基本偏差数值 n(2)特殊规则 同名代号的孔和轴的基本偏差的符号相反，而 绝对值相差一个△值 ES= -ei + △ △ = ITh – Its 此式适用于3mm＜基本尺寸≤500mm，标准公。
