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1、第第2章章 孔和轴的极限孔和轴的极限与配合与配合第1页，本讲稿共51页 1尺寸公差：尺寸公差：k6f50f110J7J7f110f9第2页，本讲稿共51页2.2.形状公差和位置公差（简称：形位公差）：形状公差和位置公差（简称：形位公差）：形状公差和位置公差（简称：形位公差）：形状公差和位置公差（简称：形位公差）：M8116f7E第3页，本讲稿共51页 3.3.表面粗糙度：表面粗糙度：表面粗糙度：表面粗糙度：第4页，本讲稿共51页第二章 孔和轴的极限与配合第一节 概述1.加工误差与公差;2.极限与配合制的构成;第5页，本讲稿共51页第二节 极限与配合的 常用术语与定义一、有关尺寸的术语及定义（G
2、B/T1800.11997）1尺寸尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、宽度、高度、中心距等。2孔和轴孔和轴 孔:指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内面，即由两平行平面或切平面形成的包容面。轴:指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外面，即由两平行平面或切平面形成的包容面。第6页，本讲稿共51页3基本尺寸基本尺寸 通过它并应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸（如图2-4）。它可以是一个整数或一个小数值。4实际尺寸实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用Da和da表示。由于测量误差 实际尺寸不一定是尺寸的真值。由于形状误差 同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因此
3、要用二点法进行测量。第7页，本讲稿共51页5极限尺寸极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸；孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限尺寸 孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和dmax表示，最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示。尺寸合格条件尺寸合格条件：D DminminDDa aDDmaxmax d dminmindda addmaxmax第8页，本讲稿共51页零线零线下偏差下偏差上偏差上偏差轴轴孔孔最大极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸公差公差最大极限尺寸基本尺寸最小极限尺寸公差公差下偏差下偏差上偏差上偏差图2-4第9页，本
4、讲稿共51页二、有关二、有关二、有关二、有关“公差与偏差公差与偏差公差与偏差公差与偏差”的术语和定义的术语和定义的术语和定义的术语和定义 第10页，本讲稿共51页3.3.公差带公差带公差带公差带1)1)公差带图解：公差带图解：基本尺寸孔公差带轴公差带0+-ESEIeseia)a)零线：零线：b)b)公差带特性：公差带特性：两个要素两个要素 大小大小 T T 标准公差标准公差 位置位置 极限偏差极限偏差 基本偏差基本偏差标准化标准化标准化标准化 c）画法：）画法：(1)零线。零线。(2)确定公差带大小位置。确定公差带大小位置。(3)孔孔 、轴、轴 (或或 )或在公差带里写孔、轴。或在公差带里写孔
5、、轴。(4)作图比例基本一致，单位作图比例基本一致，单位 m、mm均可。均可。(5)基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。第11页，本讲稿共51页4基本偏差基本偏差 eies 基本尺寸基本偏差为下偏差基本偏差为上偏差EIES孔轴轴孔0+-基本偏差基本偏差第12页，本讲稿共51页三、有关三、有关三、有关三、有关“配合配合配合配合”的术语及定义的术语及定义的术语及定义的术语及定义第13页，本讲稿共51页1）间隙配合）间隙配合 孔的公差带在轴公差带上方，即具有间隙的配合孔的公差带在轴公差带上方，即具有间隙的配合（包括（包括Xmin0的配合）。对一批零
6、件而言，所有孔的尺寸的配合）。对一批零件而言，所有孔的尺寸轴的尺轴的尺寸寸孔轴Xmax孔轴XmaxXminXmin=0特征参数：特征参数：XmaxDmaxdminESei XminDmindmaxEIes 第14页，本讲稿共51页2)过盈配合过盈配合 孔孔轴轴Ymin=0YmaxYminYmax特征参数：特征参数：YminDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes第15页，本讲稿共51页3)过渡配合过渡配合:孔、轴公差带相互重叠，即可能具有孔、轴公差带相互重叠，即可能具有X或或Y的配合的配合 轴孔轴孔轴孔YmaxXmaxYmaxXmaxXmaxYmax过渡配合过渡配合主要用于主
7、要用于孔、轴间的定位联结孔、轴间的定位联结(既要求装拆方便；又要求对中性好既要求装拆方便；又要求对中性好)特征参数：特征参数：XmaxDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes第16页，本讲稿共51页第17页，本讲稿共51页 XmaxXmin XmaxYmax|ESei（EIes）|TDTd|YminYmax|若要提高配合精度（即Tf）可减小相配合的孔、轴尺寸公差（即提高相配合的孔、轴加工精度）。设计时，应使TfTDTd。Tf3.配合公差配合公差第18页，本讲稿共51页2基孔制、基轴制基孔制、基轴制第19页，本讲稿共51页第20页，本讲稿共51页基孔制配合第21页，本讲稿共51
8、页基轴制配合第22页，本讲稿共51页 第三节第三节 标准公差系列标准公差系列一、标准公差代号及等级一、标准公差代号及等级一、标准公差代号及等级一、标准公差代号及等级1代号代号 国家标准（GB/T1800.21998）2公差等级公差等级 在基本尺寸至500mm内，国家标准将标准公差等级规定为20个等级，在基本尺寸大于500至3150mm内规定了IT1至IT18共18个标准公差等级。依次为 IT01 IT0 IT1 IT18 等级 高 低 IT7 称为低于IT7级公差值 小 大 IT7称为 高于IT7级即公差等级相同，尺寸的精确程度相同 第23页，本讲稿共51页第四节 基本偏差系列 第24页，本讲
9、稿共51页一、基本偏差的代号、特点一、基本偏差的代号、特点 1）代号：拉丁字母（按英文读音），孔大写、轴小写。轴+0-eseiabccddeefffg g hjjskmn prstuvxyzzazbzc基本尺寸 孔基本尺寸+0-EIESABCCDDEEFFFGGHJJSKM NPRSTUVXY ZZAZBZC第25页，本讲稿共51页a)分布简图如下图 孔轴a零线基本尺寸hAZCzc图aH孔零线基本尺寸轴aAZCzceiESEI图bHhes2）特点第26页，本讲稿共51页b)Js完全对称，完全对称，J基本对称基本对称（孔（孔ES，只有，只有J6、J7、J8；轴只有；轴只有j5、j6、j7、j8，
10、逐步被，逐步被Js取代）取代）c)基本偏差原则上与公差等级无关基本偏差原则上与公差等级无关，有一些除外（，有一些除外（K、M、N等有两种位置）。例：等有两种位置）。例：AH(ah)与公差等级无关。与公差等级无关。10f7、10f8、10f9d)“AZC”（azc）除）除J（j）以外，）以外，20个等级齐全。个等级齐全。第27页，本讲稿共51页三、公差带与配合代号三、公差带与配合代号（1）差带代号：由基本偏差代号及公差等级代号组成。或用数字(mm)表示（或两者结合）例：665k6、665 或或 665k6()对称偏差表示为：对称偏差表示为：10Js5(0.003)+0.021+0.002+0.0
11、21+0.002位置位置大小大小第28页，本讲稿共51页第29页，本讲稿共51页第五节一般、常用和优先的公差带与配合 GB/T1801 GB/T180119991999规定了基本尺寸规定了基本尺寸规定了基本尺寸规定了基本尺寸500500mmmm的的的的一般用途一般用途一般用途一般用途轴轴轴轴的公差带的公差带的公差带的公差带116116个和个和个和个和孔孔孔孔的公差带的公差带的公差带的公差带105105个，再从个，再从个，再从个，再从中选出中选出中选出中选出常用常用常用常用轴轴轴轴的公差带的公差带的公差带的公差带5959个和个和个和个和孔孔孔孔的公差带的公差带的公差带的公差带4444个，并进个，
12、并进个，并进个，并进一步挑选出孔和轴的优先用途公差带各一步挑选出孔和轴的优先用途公差带各一步挑选出孔和轴的优先用途公差带各一步挑选出孔和轴的优先用途公差带各1313个，如教材个，如教材个，如教材个，如教材图图图图2-172-17（一般、常用和优先轴的公差带）和图（一般、常用和优先轴的公差带）和图（一般、常用和优先轴的公差带）和图（一般、常用和优先轴的公差带）和图2-2-1818（一般、常用和优先孔的公差带）所示。图中方框（一般、常用和优先孔的公差带）所示。图中方框（一般、常用和优先孔的公差带）所示。图中方框（一般、常用和优先孔的公差带）所示。图中方框中的为常用公差带，圆圈中的为优先公差带。中的
13、为常用公差带，圆圈中的为优先公差带。中的为常用公差带，圆圈中的为优先公差带。中的为常用公差带，圆圈中的为优先公差带。选用时，选用时，以优先、常用、一般、任一孔、轴公差带为顺序以优先、常用、一般、任一孔、轴公差带为顺序;以以优先、常用、任一孔、轴公差带组成配合为顺序。优先、常用、任一孔、轴公差带组成配合为顺序。第30页，本讲稿共51页一、一般、常用和优先的孔、轴公差带一、一般、常用和优先的孔、轴公差带一、一般、常用和优先的孔、轴公差带一、一般、常用和优先的孔、轴公差带（GB/T1801GB/T180119991999）g6js6m6n6s6t6e7h7d9h9h11g6js6m6n6s6t6e7
14、 h7d9h9b11h11图2-18一般、常用和优先轴的公差带第31页，本讲稿共51页图2-17一般、常用和优先孔的公差带 第32页，本讲稿共51页二、常用和优先配合二、常用和优先配合 表27基孔制常用和优先配合（摘自GB/T18011999）第33页，本讲稿共51页第六节 一般公差 线性尺寸的未注公差（GB/T18041992）第34页，本讲稿共51页一、一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）一、一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）一、一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）一、一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）一般公差一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差。它是机床在正常维护和操作下，
15、可达到的经济加工精度。国家标准GB/T 18042000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差等效地采用了国际标准中的有关部分，替代了GB/T 18041992一般公差 线性尺寸的未注公差。简单地说一般公差就是只标注基本尺寸，未标注简单地说一般公差就是只标注基本尺寸，未标注公差。（如：公差。（如：30、100）即通常所说的“自由尺寸”。一般公差正常情况下，一般不测量。一般公差正常情况下，一般不测量。第35页，本讲稿共51页二、一般公差的规定二、一般公差的规定 一般公差规定四个等级：f（精密级）、m（中等级）、c（粗糙级）、v（最粗级）。这4个公差等级相当于ITl2、ITl4、IT16和IT1
16、7。在基本尺寸0.54000mm范围内分为8个尺寸段。极限偏差均对称分布。具体值见教材表2-8。标准同时也对倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差的数值作了规定，见教材表2-9。第36页，本讲稿共51页三、应用三、应用 主要用于不重要的，较低精度的非配合尺寸及以工艺方法可保证的尺寸（铸、模锻）。（简化制图，节约设计、检验时间，突出重要尺寸）第37页，本讲稿共51页四、标注四、标注 当采用一般公差时，当采用一般公差时，在图样上只注基本尺寸，不注极限偏差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差等级代号作出总的说明。例如，当选用中等级m时，则表示为GB/T 1804m。如用比一般公差还大的公
17、差，则应在尺寸后标注相应的极限偏差（如：盲孔深度尺寸）第38页，本讲稿共51页第七节 尺寸公差与配合的选用第39页，本讲稿共51页一、基准制的选用一、基准制的选用1一般情况下应优先选用基孔制一般情况下应优先选用基孔制2基轴制的选择基轴制的选择（1）直接使用有一定公差等级（）直接使用有一定公差等级（IT8IT11）而不再进行机械加工的冷拔钢材（这）而不再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。若需要各种不同的配合时，可选择不同的孔公差带位置来实现。这种情况主要应用在农业机械和纺织机械中。第40页，本讲稿共51页（2）加工尺寸小于1mm
18、的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济。做轴，这时采用基轴制较经济。（3）根据结构上的需要）根据结构上的需要，在同一基本尺寸的，在同一基本尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示。用基轴制。如下图所示。第41页，本讲稿共51页间隙配合过渡配合过渡配合连杆活塞销活塞g6H7m6m6+0fD_G7M7h6M7+0fD_图5-1 基准制选择示例(一)第42页，本讲稿共51页（4）与标准件配合的基准制选择）与标准件配合的基准制选择若与标
19、准件若与标准件(零件或部件零件或部件)配合，应以标准件为基准件、配合，应以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。来确定采用基孔制还是基轴制。如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键槽的配合应采用基轴制；滚动轴承外圈与箱体孔的配合应采用基轴制，滚动轴承内圈与轴的配合应采用基孔制，如下图所示选择箱体孔的公差带为J7，选择轴颈的公差带为k6。第43页，本讲稿共51页3非基准制配合的采用非基准制配合的采用 基准制选择示例（二）k6f50f110J7J7f110f9第44页，本讲稿共51页三、配合的选用三、配合的选用1根据使用要求确定配合的类别根据使用要求确定配合的类别 配合的选择首先要确定
20、配合的类别。选择时，应根据具体的使用要求确定是间隙配合还是过渡或过盈配合。例如，孔、轴有相对运动(转动或移动)要求，必须选择间隙配合；若孔、轴间应无相对运动，应根据具体工作条件的不同确定过盈、过渡甚至间隙配合。教材表2-14给出了配合类别选择的大体方向。无相对运动要传递转矩永久结合较大过盈的过盈配合可拆结合要精确同轴轻型过盈配合、过渡配合或基本偏差为H(h)的间隙配合加紧固件不要精确同轴间隙配合加紧固件不需要传递转矩，要精确同轴过渡配合或轻的过盈配合有相对运动只有移动基本偏差为H(h)、G(g)等间隙配合转动或转动和移动的复合运动基本偏差AF(af)等间隙配合表2-14 配合类别选择的大体方向
21、 第45页，本讲稿共51页2选定基本偏差（配合）的方法 计算法计算法就是根据理论公式，计算出使用要求的间隙或过盈大小来选定配合的方法。对依靠过盈来传递运动和负载的过盈配合，可根据弹性变形理论公式，计算出能保证传递一定负载所需要的最小过盈和不使工件损坏的最大过盈。由于影响间隙和过盈的因素很多，理论的计算也是近似的，所以在实际应用中还需经过试验来确定，一般情况下，很少使用计算法。试验法试验法就是用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过盈范围。该方法主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验法比较可靠，但周期长、成本高，应用也较少。类比法类比法就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配合
22、的实例，再结合所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合。该方法应用最广。第46页，本讲稿共51页相对运动情况无定心要求的慢速转动高速转动中速转动精密低速转动或移动或手动移动选择基本偏差c(C)d(D)或e(E)f(F)g(G)h(H)各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用场合大致总各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用场合大致总结如下：结如下：间隙配合按相对运动速度选择间隙配合按相对运动速度选择第47页，本讲稿共51页基孔制（或基轴制）基孔制（或基轴制）各种过盈配合基本偏差的比较与选择各种过盈配合基本偏差的比较与选择 过盈程度选择根据较小或小的过盈中等与大的过盈很大与特大的
23、过盈传递扭矩的大小 加紧固件传递一定的扭矩与轴向力，属轻型过盈配合。不加紧固件可用于准确定心仅传递小扭矩，需轴向定位（过盈配合时）不加紧固件可传递较小的扭矩与轴向力，属中型过盈配合 不加紧固件可传递大的扭矩与轴向力、特大扭矩和动载荷，属重型、特重型过盈配合装卸情况用于需要拆卸时，装入时使用压入机用于很少拆卸时 用于不拆卸时，一般不推荐使用。对于特重型过盈配合（后三种）需经试验才能应用应选择的基本偏差p（P）、r（R）s（S）、t（T）u（U）、v(V)、x（X）、y（Y）、z（Z）第48页，本讲稿共51页盈、隙情况过盈率很小稍有平均间隙过盈率中等平均过盈接近为零过盈率较大平均过盈较小过盈率大平
24、均过盈稍大定心要求要求较好定心时要求定心精度较高时要求精密定心时要求更精密定心时装配与拆卸情况木锤装配拆卸方便木锤装配拆卸比较方便最大过盈时需相当的压入力，可以拆卸用锤或压力机装配拆卸较困难应选择的基本偏差js（JS）k（K）m（M）n（N）基孔制（或基轴制）基孔制（或基轴制）各种过渡配合基本偏差的比较与选择各种过渡配合基本偏差的比较与选择第49页，本讲稿共51页本本 章章 小小 结结 1有关“尺寸“的术语有：基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、实体尺寸、体外作用尺寸。2尺寸合格条件：实际尺寸在极限尺寸的范围内。3公差与偏差。4“极限与配合图解”简称“公差带图解”，其画法见本章相关内容。公差带有大小
25、和位置两个参数。国家标准将这两个参数标准化，得到标准公差系列和基本偏差系列。5按孔和轴的公差带之间关系的不同，配合分为：间隙配合、过盈配合和过渡配合。国家标准配合制规定有基孔制（基准孔基本偏差代号为H）和基轴制（基准轴基本偏差代号为h）两种基准制配合。6标准公差系列（标准公差值不分孔、轴，按基本尺寸和公差等级查P34 附表2-1）公差等级是确定尺寸精确程度的等级，国标对基本尺寸500mm的孔、轴规定了20公差等级：IT01，IT0，IT1IT18。只要公差等级相同，加工难易程度就相同（孔和孔比，轴和轴比）第50页，本讲稿共51页7基本偏差系列 国标分别规定了28个孔、轴基本偏差代号（孔：AZC；轴：azc。），见P21 图2-11。数值可查P35P38附表2-2，附表2-3。8尺寸公差、配合的标注以及线性尺寸一般公差的规定和在图样上的表示方法，见本章有关内容。9公差与配合的选择主要包括确定基准制、公差等级以及配合的种类。第51页，本讲稿共51页