互换性与技术测量：第3章 光滑圆柱体结合的公差与配合.ppt

第3章 光滑圆柱体结合的公差与配合,本章重点与难点：公差与配合的基本术语及定义；公差与配合的国家标准；公差与配合的选用第2章 圆柱公差与配合,概述,圆柱体零件的结合是机械制造中应用最广泛的一种结合由孔和轴组成，这种结合由结合直径和结合长度二个参数确定 “公差”主要反应机器零件使用要求与制造工艺之间的矛盾；“配合”则反应组成机器零件之间的关系 目前我国使用“公差与配合”的标准为:（GB/T1800.1-1997） （ GB/T1800.2 GB/T1800.3 -1998 ） （GB/T1800.4-1999）,第2章 圆柱公差与配合,第2章 圆柱公差与配合,一 孔和轴,在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义，即：孔指圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面；轴指圆柱形的外表面,也包括非圆柱形外表面即：孔为包容面，轴为被包容面如图所示从加工过程来看，随着余量的切除，孔的尺寸越来越大，轴的尺寸越来越小d1,D 1,D 2,2.1 公差与配合的基本术语及定义,二 有关“尺寸”的术语和定义 1.尺寸(size)：用特定单位表示长度的数字如20mm，40m ;2.基本尺寸(basic size)（孔D；轴d）：设计时给定的尺寸。

3.实际尺寸(actual size)（孔Da；轴da）：通过测量所得尺寸4.极限尺寸(limit of size)（孔Dmax、孔Dmin；轴dmax、dmin）：允许尺寸变化的两个界限值，统称为极限尺寸第2章 圆柱公差与配合,注意：极限尺寸是以基本尺寸为基数来确定的，极限尺寸用于控制实际尺寸 基本尺寸、极限尺寸为设计时给定 5.最大实体状态(MMC)与最大实体尺寸（MMS）： 对应于孔或轴的最大材料量（实体大小）的那个极限尺寸， 即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin6.最小实体状态(LMC)与最小实体尺寸（LMS）： 对应于孔或轴的最小材料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax第2章 圆柱公差与配合,第2章 圆柱公差与配合,7.作用尺寸,孔的作用尺寸Dfe：在配合的全长上，与实际孔体内相接的最大理想轴的尺寸； Dfe=Da-T形 轴的作用尺寸dfe ：在配合的全长上，与实际轴体外相接的最小理想孔的尺寸：,内接的最大理想轴,外接的最小理想孔,实际孔,实际轴,孔的作用尺寸,轴的作用尺寸,dfe=da+T形,三 有关“公差与偏差”的术语与定义,尺寸偏差(简称偏差)： 某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称尺寸偏差简称偏差。

1）极限偏差：极限尺寸基本尺寸所得代数差 孔：上偏差ES=DmaxD 下偏差EI=DminD 轴：上偏差es=dmaxd 下偏差ei=dmind,第2章 圆柱公差与配合,注意： 由于满足孔与轴配合的不同松紧要求，极限尺寸可能大于、小于或等于其基本尺寸因此，极限偏差的数值可能是正值、负值或零值故在偏差值的前面除零值外，应标上相应的“+”号或“”号 偏差的标注：上偏差标在基本尺寸右上角；下偏差标在基本尺寸右下角 例： 25 表示基本尺寸为25，上偏差为0.020mm，下偏差为0.033mm第2章 圆柱公差与配合,(2) 实际偏差实际偏差=实际尺寸基本尺寸 注意：由于零件同一表面上不同位置的实际尺寸往往不同 综上所述：偏差是以基本尺寸为基数，从偏离基本尺寸的角度来表述有关尺寸的术语第2章 圆柱公差与配合,2.公差,公差：允许尺寸的变动量等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值孔、轴的公差分别用TD和Td表示 TD= Dmax- Dmin = ES-EI Td= dmax- dmin = es-ei 注意：公差值无正负含义它表示尺寸变动范围的大小不应出现“+”“”号 加工误差不可避免T0,第2章 圆柱公差与配合,第2章 圆柱公差与配合,3.零线与尺寸公差带图,零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。

尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定4.基本偏差：标准中表列的，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极限偏差5.标准公差：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差孔,轴,0,基本尺寸,ES,EI,es,ei,TD,Td,+,-,第2章 圆柱公差与配合,尺寸公差带图（举例）,画出基本尺寸为 50，最大极限尺寸为 50 .025 、最小极限尺寸为 50 mm的孔与最大极限尺寸为 49.975 、最小极限尺寸为 49.959mm的轴的公差带图0,+,-,50,孔,轴,+0.025,-0.025,-0.041,4.加工误差与公差的关系,加工误差包括尺寸误差、几何形状误差和位置误差加工误差是不可避免的，零件在使用过程中允许误差在一定范围内变化结论：加工后的零件误差只要不超过零件的公差，零件就合格所以，公差是限制加工误差的第2章 圆柱公差与配合,第2章 圆柱公差与配合,五 配合的术语和定义,1.配合 基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合在前面我们学过有关尺寸、偏差和公差的有关术语和定义，为清楚表示各术语间关系，可作公差与配合示意图。

简化它们的关系，即可作公差带图D（d）,Dmax,Dmin,dmin,dmax,ES,EI,TD,Td,es,ei,零线,孔,轴,第2章 圆柱公差与配合,配合的类别,通过公差带图，我们能清楚地看到孔、轴公差带之间的关系根据其公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合0,+,-,基本尺寸,孔,轴,孔,轴,孔,轴,第2章 圆柱公差与配合,间隙配合,具有间隙（包括最小间隙为零）的配合称为间隙配合此时，孔的公差带在轴的公差带之上 其特征值是最大间隙Smax和最小间隙S min孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用S max表示 S max=D max- dmin=ES - ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙，用S min表示 S min=D min - d max =EI - es实际生产中，有时也用平均间隙，用S av表示 S av =（S max +S min）/2,孔,Smax,Smin,0,+,-,轴,第2章 圆柱公差与配合,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此时，孔的公差带在轴的公差带之下。

其特征值是最大过盈 max和最小过盈 min孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用 max表示 max= D min- d max =EI - es孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈，用 min表示 min= D max - dmin=ES - ei实际生产中，有时也用平均过盈，用 av表示 av =（ max + min）/2,轴,0,+,-,max,min,孔,第2章 圆柱公差与配合,过渡配合,可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠 其特征值是最大间隙S max和最大过盈 max孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用S max表示S max= D max- dmin=ES - ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用Y max表示 max = D min- d max =EI - es,孔,轴,0,+,-,Smax,max,第2章 圆柱公差与配合,配合公差,配合公差是指允许间隙或过盈的变动量它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值。

它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量的一个重要的综合指标 在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值它的数值用公式表示为： 对于间隙配合 Tf =SmaxSmin =TD+Td 对于过盈配合 Tf =minmax =TD+Td 对于过渡配合 Tf =Smaxmax =TD+Td 将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏差换算后代入上式，则得三类配合的配合公差的共同公式为： Tf = Td +TD,第2章 圆柱公差与配合,有关计算,计算:孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图，说明配合类别0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,50,50,+0.025,-0.025,-0.041,+0.025,+0.059,+0.043,+0.025,+0.018,+0.002,第2章 圆柱公差与配合,解：(1) 最大间隙Smax=ES-ei=+0.025-(-0.041)= +0.066 mm 最小间隙 Smin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差 T f =SmaxSmin=+0.066-(+0.025) = 0.041 mm(2) 最大过盈 max=EI-es=0-(+0.059)= -0.059mm最小过盈 min=ES-ei=+0.025-(+0.043) = -0.018mm配合公差 T f =minmax=-0.018-(-0.059)= 0.041 mm(3)最大间隙Smax=ES-ei=+0.025-(+0.002)= +0.023 mm 最大过盈 max=EI-es=0-(+0.018)= -0.018 mm 配合公差 Sf =Smaxmax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm,第2章 圆柱公差与配合,3.2公差与配合国家标准3.2.1 标准公差系列,标准公差IT（ISO Tolerance）：是国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差值。

它等于公差等级系数和标准公差因子的乘积IT=ai=aI标准公差因子i：计算公差的基本单位与基本尺寸呈一定的线性关系 i=0.45D+0.001D=公差等级系数a：确定尺寸精确程度的等级见书表3-1根据公差等级不同，国标规定标准公差分为20个等级，即IT01、IT0、IT1、IT2、IT18从IT01到IT18，等级依次降低，而相应的标准公差值依次增大基本尺寸分段：为减少标准公差的数目，简化公差表格以利生产，国标对基本尺寸进行了分段，见表3-2在标准公差和基本偏差的计算公式中，基本尺寸一律以所属尺寸段的几何平均值来计算3,第2章 圆柱公差与配合,标准公差计算举例,基本尺寸为20mm，求IT6、IT7的公差值解：基本尺寸20mm，属于1830mm，则D=1830=23.24mm 公差单位i=0.45D+0.001D=1.31m 查表3-1 IT6=10i IT7=16i 即IT6=10 1.31m=13.1m13 m IT7=16 1.31m=20.96 m 21 m查表3-2进行查对3,第2章 圆柱公差与配合,标准公差的特点,IT6可读作：标准公差6级或简称6级公差同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差等级的高低而不同。

公差等级，公差值，见表2-4同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小的不同应规定不同的标准公差值 公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的加工难易程度总之，标准公差的数值，一与公差等级有关，二为基本尺寸的函数第2章 圆柱公差与配合,3.2.2基本偏差系列,基本偏差：确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差它是公差带位置标准化的唯一指标除JS和js外，均指靠近零线的偏差一般与公差等级无关基本偏差代号：用拉丁字母表示大写表示孔，小写表示轴在26个字母中除去易与其它混淆的I、L、O、Q、W，再加上七个用两个字母表示的代号（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC），共有28个代号，即孔和轴各有28个基本偏差其中JS和js相。