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1、公差配合与技术测量第二章第二章尺寸公差与检测尺寸公差与检测 第二章 尺寸公差与检测第二章 尺寸公差与检测一、尺寸与孔和轴一、尺寸与孔和轴 零件的配合均被认为是孔与轴的配合零件的配合均被认为是孔与轴的配合孔与轴的定义：孔与轴的定义：1、轴（、轴（d）狭义狭义零件的外圆柱表面零件的外圆柱表面广义广义具有被包容表面的零件（不一定是具有被包容表面的零件（不一定是圆），圆），被包容面外没有材料被包容面外没有材料。第二章 尺寸公差与检测2、孔（、孔（D）狭义狭义零件的内圆柱表面零件的内圆柱表面广义广义具有包容表面的零件（不一定是圆）具有包容表面的零件（不一定是圆），包容面内没有材料包容面内没有材料。从广义
2、上来看，轴中有孔，孔中有轴。从广义上来看，轴中有孔，孔中有轴。第二章 尺寸公差与检测第二章 尺寸公差与检测3、尺寸、尺寸 （1）尺寸）尺寸用特定单位表示长度值的数用特定单位表示长度值的数 字（机械工程字（机械工程默认的单位是默认的单位是mm）。）。（2）基本尺寸（名义尺寸、公称尺寸）基本尺寸（名义尺寸、公称尺寸）是经过强度及刚是经过强度及刚 度校核和结构度校核和结构设计而确定、按优先数系选取的理论值。设计而确定、按优先数系选取的理论值。第二章 尺寸公差与检测（3）实际尺寸）实际尺寸加工后通过测量而获得加工后通过测量而获得的尺寸。的尺寸。由于误差的影响，同一表面不同部位由于误差的影响，同一表面不
3、同部位的实际尺寸是不相同的，的实际尺寸是不相同的，实际尺寸不是一实际尺寸不是一个真值。个真值。4）极限尺寸）极限尺寸允许尺寸变化的两个界限允许尺寸变化的两个界限 值，以基本尺寸为参数确定。值，以基本尺寸为参数确定。(Dmin 或或 dmin ；Dmax 或或 dmax)第二章 尺寸公差与检测二、偏差、公差及公差带二、偏差、公差及公差带 1、尺寸偏差、尺寸偏差给定尺寸减去基本尺寸所给定尺寸减去基本尺寸所得的代数差得的代数差 极限偏差极限偏差极限尺寸减去基本尺寸所极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。如：得的代数差。如：上偏差（上偏差（ES或或es）100.06-100=0.06 下偏差（下偏差（EI
4、或或ei）99.90-100=-0.10第二章 尺寸公差与检测 2、实际偏差（统称误差）、实际偏差（统称误差）实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差如：实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差如：100.038 100.00=0.038 100 100=0 99.90 100=-0.10 实际偏差与公差不同，实际偏差与公差不同，可以为：正值，零值，可以为：正值，零值，负值。负值。第二章 尺寸公差与检测 零件合格的基本条件零件合格的基本条件孔：孔：DminDaDmax；EIEaES 轴：轴：dmindadmax；eieaes第二章 尺寸公差与检测3、公差、公差允许尺寸的变动范围。允许尺寸的变动范围。公差的两种
5、表达公差的两种表达：（1）公差）公差=最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限最小极限 孔：孔：Th=Dmax Dmin（2）公差）公差=上偏差上偏差 下偏差下偏差 轴：轴：T s=es ei 第二章 尺寸公差与检测 100.06 99.90 =0.16 0.06 -（-0.10）=0.16 公差是绝对数不能为公差是绝对数不能为0，更不能为负值，更不能为负值 公差的大小反映出零件加工的难易程公差的大小反映出零件加工的难易程度及尺寸的精确程度。度及尺寸的精确程度。第二章 尺寸公差与检测4、零线、公差带和公差带图、零线、公差带和公差带图公差带公差带零件尺寸相对基本尺寸的变动零件尺寸相对基本尺寸的变动 范
6、围范围。（1）公差带图的作法）公差带图的作法。（2）公差带图的几个要素：）公差带图的几个要素：1）0线线在公差带图中用来确定偏在公差带图中用来确定偏差正负的一条直线，即差正负的一条直线，即0偏差线。偏差线。0线上为线上为“正正”偏差冠偏差冠“+”号；号；0线下为线下为“负负”偏差冠偏差冠“”号号。第二章 尺寸公差与检测零线、公差带和公差带图零线、公差带和公差带图 表示零件的尺寸相对表示零件的尺寸相对 其基本尺寸所允许变其基本尺寸所允许变 动的范围，叫做尺寸动的范围，叫做尺寸 公差带。图解方式为公差带。图解方式为 公差带图。公差带图。第二章 尺寸公差与检测2）标准公差）标准公差公差与配合公差与配
7、合中由国标中由国标 规定的公差值。规定的公差值。3）基本偏差）基本偏差距离距离0线较近的那一个偏线较近的那一个偏差值（已经标准化差值（已经标准化）第二章 尺寸公差与检测 公差带关于公差带关于0线的三种位置所代表的意义：线的三种位置所代表的意义：第二章 尺寸公差与检测公差带公差带的特征参数的特征参数 大小由公差决定；大小由公差决定；位置由基本偏差确定位置由基本偏差确定。第二章 尺寸公差与检测三、配合三、配合D（d）DmaxDmindmindmaxESEITDTdesei零线轴孔第二章 尺寸公差与检测配合配合基本尺寸相同的孔与轴结合在一起时公基本尺寸相同的孔与轴结合在一起时公差带之间的匹配关系。差
8、带之间的匹配关系。配合的间隙与过盈：配合的间隙与过盈：0 D d 获得间隙；获得间隙；D d 0获得过盈。获得过盈。第二章 尺寸公差与检测间隙配合、过盈配合和过渡配合公差带示意图间隙配合、过盈配合和过渡配合公差带示意图0+-基本尺寸孔轴孔轴孔轴第二章 尺寸公差与检测（一）三种匹配关系：（一）三种匹配关系：1、间隙配合间隙配合孔的公差带在轴的公差孔的公差带在轴的公差带之上所获得的配合效果（包括带之上所获得的配合效果（包括0间隙）。间隙）。最大间隙：最大间隙：Xmax=Dmax dmin 或或 ES ei最小间隙：最小间隙：Xmin=Dmin dmax 或或 E I es。第二章 尺寸公差与检测间
9、隙配合：间隙配合：孔n0+-轴第二章 尺寸公差与检测2、过盈配合、过盈配合孔的公差带在轴的公差带孔的公差带在轴的公差带 之下所获得的配合效果之下所获得的配合效果(包括包括0过盈过盈)；最大过盈：最大过盈：Ymax=Dmin dmax 或或 E I es 最小过盈：最小过盈：Ymin=Dmax dmin 或或 E S ei。第二章 尺寸公差与检测过盈配合：过盈配合：轴0+-孔第二章 尺寸公差与检测3、过渡配合、过渡配合孔或轴的公差带部分覆盖孔或轴的公差带部分覆盖所获得的配合效果。所获得的配合效果。当实际尺寸趋向极限尺寸时可能出现当实际尺寸趋向极限尺寸时可能出现间隙或过盈的配合结果。间隙或过盈的配
10、合结果。最大间隙：最大间隙：Xmax=Dmax dmin 或或 ES ei 最大过盈：最大过盈：Ymax=Dmin dmax 或或 E I es第二章 尺寸公差与检测过渡配合：过渡配合：孔轴0+-XmaxYmax第二章 尺寸公差与检测（二）配合公差（二）配合公差配合公差配合公差孔与轴极限尺寸变动量允许值孔与轴极限尺寸变动量允许值之和。之和。Tf =Th+Ts 间隙配合:Tf XmaxXmin过盈配合:Tf Ymin Ymax Th+Ts过渡配合:Tf Xmax Ymax第二章 尺寸公差与检测（4）基本偏差系列特点：ARS TPCDEFFGCDEHYBGJSKM NUVXZZAZB ZCFD0+
11、-孔孔J0+rafgdefcdbhjsjkmnps tuxzzazbzcgecfvyD0-轴轴0第二章 尺寸公差与检测（4）基本偏差系列特点：）基本偏差系列特点：1）已经标准化，孔（大写）轴（小写）各）已经标准化，孔（大写）轴（小写）各28种偏差值；种偏差值；2）基本偏差系列中）基本偏差系列中H（h）其偏差值为）其偏差值为0；3）若取）若取JS（js）其偏差与）其偏差与0线对称。线对称。即有：即有：ES=EI=IT/2 es=ei=IT/2 此时的上、下偏差均可作为基本偏差使用。此时的上、下偏差均可作为基本偏差使用。第二章 尺寸公差与检测4）孔的基本偏差系列中，）孔的基本偏差系列中，AH的基本
12、偏差的基本偏差 为下偏差，为下偏差，JZ为上偏差。为上偏差。轴的基本偏差系列中，轴的基本偏差系列中，ah 的基本偏的基本偏 差为下偏差，差为下偏差，jzc为上偏差。为上偏差。5）公差带的另一极限开口表示其值（尺寸）公差带的另一极限开口表示其值（尺寸 段，精度等级）待定。段，精度等级）待定。第二章 尺寸公差与检测四、基准制四、基准制采用基准制的意义：以尽可能少的公差带采用基准制的意义：以尽可能少的公差带构成尽可能多的配合。构成尽可能多的配合。1、基孔制、基孔制给定基本偏差及公差带的孔给定基本偏差及公差带的孔与不同基本偏差及公差带的轴进行配合的与不同基本偏差及公差带的轴进行配合的一种配合方式。一种
13、配合方式。在基孔制中基准件是孔，配合件是轴。在基孔制中基准件是孔，配合件是轴。基准孔的基本偏差规定为下偏差，基准孔的基本偏差规定为下偏差，代号为代号为H，且为，且为0，即，即E I=0。第二章 尺寸公差与检测2、基轴制、基轴制给定基本偏差及公差带的轴给定基本偏差及公差带的轴与不同基本偏差及公差带的孔进行配合的与不同基本偏差及公差带的孔进行配合的一种配合方式。一种配合方式。在基轴制中基准件是轴，配合件是孔。在基轴制中基准件是轴，配合件是孔。基准轴的基本偏差规定为上偏差，基准轴的基本偏差规定为上偏差，代号为代号为h，且为，且为0，即，即es=0。因为孔的机械加工工艺比较复杂，加因为孔的机械加工工艺
14、比较复杂，加工相对困难，设计时应更多地考虑以轴来工相对困难，设计时应更多地考虑以轴来迁就孔的制造精度，应迁就孔的制造精度，应优先使用基孔制。优先使用基孔制。第二章 尺寸公差与检测基孔制配合与基轴制配合：基孔制配合与基轴制配合：第二章 尺寸公差与检测五、国标规定的公差带及配合五、国标规定的公差带及配合基本尺寸基本尺寸500mm500mm轴优先、常用和一般用途公差带轴优先、常用和一般用途公差带第二章 尺寸公差与检测基本尺寸基本尺寸500mm500mm孔优先、常用和一般用途公差带孔优先、常用和一般用途公差带第二章 尺寸公差与检测国标规定的公差带及配合国标规定的公差带及配合：高于高于IT8 的配合孔比
15、轴精度低一级；的配合孔比轴精度低一级；低于低于IT8 的配合孔与轴精度同级的配合孔与轴精度同级 这是服从工艺等价性原则的需要。这是服从工艺等价性原则的需要。在在IT8之后孔与轴加工难度的区别已经之后孔与轴加工难度的区别已经不太明显，采用同等级的公差配合令加工不太明显，采用同等级的公差配合令加工的经济性更好。的经济性更好。第二章 尺寸公差与检测六、一般公差线性尺寸的未注公差六、一般公差线性尺寸的未注公差一般公差一般公差一般条件下均能达到的加工精一般条件下均能达到的加工精度，通常不予标注。度，通常不予标注。未注公差未注公差也叫也叫自由公差自由公差。但。但不等于没有不等于没有公差要求公差要求，其尺寸
16、要求服从线性尺寸的未注，其尺寸要求服从线性尺寸的未注极限偏差的数值（极限偏差的数值（GB/T1804-2000）。）。未注公差的尺寸也叫自由尺寸，其精度未注公差的尺寸也叫自由尺寸，其精度要求按自由公差选取。要求按自由公差选取。第二章 尺寸公差与检测一、基准制的选择一、基准制的选择基准制的选择设计原则：基准制的选择设计原则：（1）一般情况下优先选用基孔制配合。）一般情况下优先选用基孔制配合。（2）选用基轴制的一般情况：）选用基轴制的一般情况：1）冷拉钢制圆柱型材，其制造精度已达）冷拉钢制圆柱型材，其制造精度已达IT7IT9，材料、零件表面不用加工。，材料、零件表面不用加工。轴（含广义的轴）是标准
17、件（轴承外圈与轴（含广义的轴）是标准件（轴承外圈与箱体）箱体）。第二章 尺寸公差与检测3）轴（含广义的轴）价值较高，结构复杂）轴（含广义的轴）价值较高，结构复杂 制造困难；制造困难；4）轴上配合零件、部位较多。）轴上配合零件、部位较多。（3）特殊情况下可以选用非基准制配合）特殊情况下可以选用非基准制配合 （基准偏差不是（基准偏差不是H或或h 的配合的配合)第二章 尺寸公差与检测基准制应用示例：基准制应用示例：第二章 尺寸公差与检测基准制应用示例基准制应用示例：第二章 尺寸公差与检测二、尺寸公差等级的选择二、尺寸公差等级的选择1、公差等级的选择原则、公差等级的选择原则选择公差等级的意义选择公差等
18、级的意义:解决精度与成本相互制约而形成的矛盾解决精度与成本相互制约而形成的矛盾 选择公差等级的原则选择公差等级的原则:满足使用性能为前提选取较低的公差等级。满足使用性能为前提选取较低的公差等级。第二章 尺寸公差与检测2、公差等级的选择方法、公差等级的选择方法（1）经验法）经验法参考类似结构，大致使用参考类似结构，大致使用性能，相近的工作条件。通过查阅有关手性能，相近的工作条件。通过查阅有关手册，工艺文件加以分析比较而确定公差。册，工艺文件加以分析比较而确定公差。多用于一般配合。多用于一般配合。（2）计算法）计算法根据使用性能，工作条件根据使用性能，工作条件确定配合部位的盈隙界限，通过相关的理确
19、定配合部位的盈隙界限，通过相关的理论计算对比有关标准规定的基准偏差及公论计算对比有关标准规定的基准偏差及公差值而确定的公差等级。多用于比较重要差值而确定的公差等级。多用于比较重要的配合。的配合。第二章 尺寸公差与检测3、确定公差等级应考虑的几个问题、确定公差等级应考虑的几个问题 （1）非配合比配合等级低，一般配合比重）非配合比配合等级低，一般配合比重要配合等级低；要配合等级低；（2）遵守工艺等价原则。）遵守工艺等价原则。1）在基本尺寸）在基本尺寸500以内且公差等级以内且公差等级IT8的配合孔比轴的公差等级低一级；的配合孔比轴的公差等级低一级；2）在基本尺寸）在基本尺寸500以上或公差等级以上
20、或公差等级IT8的配合孔与轴的公差等级同级。的配合孔与轴的公差等级同级。第二章 尺寸公差与检测（3）在满足配合要求、使用性能在满足配合要求、使用性能的前提下，孔、轴的公差等级可以的前提下，孔、轴的公差等级可以不受基准制及工艺等价原则的限制不受基准制及工艺等价原则的限制而自由组合，但其选用必须是合理而自由组合，但其选用必须是合理的。的。第二章 尺寸公差与检测（4）与标准件配合，公差等级由标准件的）与标准件配合，公差等级由标准件的精度等级要求决定。精度等级要求决定。1）与轴承配合的孔和轴，公差等级由轴）与轴承配合的孔和轴，公差等级由轴承的精度等级决定；承的精度等级决定；2）与齿轮孔配合的轴，配合部
21、位的公差）与齿轮孔配合的轴，配合部位的公差由齿轮的精度等级决定。由齿轮的精度等级决定。第二章 尺寸公差与检测（5）采用经验法时，应侧重公差等级的应）采用经验法时，应侧重公差等级的应用范围及参照选用实例。用范围及参照选用实例。（6）满足设计要求和使用性能的前提下，）满足设计要求和使用性能的前提下，着重考虑工艺的经济性。着重考虑工艺的经济性。第二章 尺寸公差与检测三、配合的选择三、配合的选择 当基准件的公差等级确定后，配合的选择当基准件的公差等级确定后，配合的选择就是确定非基准件的基准偏差代号，再依就是确定非基准件的基准偏差代号，再依据应否采用工艺等价原则来确定公差等级。据应否采用工艺等价原则来确
22、定公差等级。1、配合的选择方法、配合的选择方法 （1）经验法）经验法第二章 尺寸公差与检测（2）计算法）计算法主要应用于如下两种情况：主要应用于如下两种情况：1）保证与滑动轴承的间隙配合（多应用于）保证与滑动轴承的间隙配合（多应用于低速或较重负荷的场合）；低速或较重负荷的场合）；2）保证装配后的最少过盈能满足传递转矩，）保证装配后的最少过盈能满足传递转矩，负荷的需要。负荷的需要。（3）试验法）试验法主要用于新产品和特别重主要用于新产品和特别重要的配合（从试验中获取合理并可靠的数要的配合（从试验中获取合理并可靠的数据去确定配合公差）。据去确定配合公差）。第二章 尺寸公差与检测2、配合选择的步骤（
23、经验法）、配合选择的步骤（经验法）（1）根据配合部位的功能要求确定配合的）根据配合部位的功能要求确定配合的类型。类型。1）间隙配合。主要考虑）间隙配合。主要考虑 变形、误差补偿对配合间隙的影响：变形、误差补偿对配合间隙的影响：配合件工作时的相对运动速度；配合件工作时的相对运动速度；是否需要担负定心作用。是否需要担负定心作用。孔有孔有AH，轴有，轴有ah 级基本偏差供选用。级基本偏差供选用。第二章 尺寸公差与检测2）过盈配合。）过盈配合。最小过盈满足正常传递转矩；最小过盈满足正常传递转矩；最大过盈不破坏配合件结构、配合表最大过盈不破坏配合件结构、配合表 面，不影响零部件的正常工作；面，不影响零部
24、件的正常工作；公差等级一般以公差等级一般以IT5IT7为宜。为宜。孔有孔有PZC，轴有，轴有pzc级基本偏差供选用。级基本偏差供选用。第二章 尺寸公差与检测3）过渡配合。）过渡配合。根据机构的受力情况，定心精度和拆根据机构的受力情况，定心精度和拆卸的频数来考虑选用。卸的频数来考虑选用。孔有孔有JSN，轴有，轴有jsn级基本偏差供选用。级基本偏差供选用。受冲击力，负荷较重公差带的选取趋向过受冲击力，负荷较重公差带的选取趋向过盈（如盈（如 KN）；）；一般受力、负荷较小公差带的选取趋向间一般受力、负荷较小公差带的选取趋向间隙（如隙（如 jsk）；）；第二章 尺寸公差与检测（2）确定非基准件（配合件
25、）的基本偏差）确定非基准件（配合件）的基本偏差 代号代号 根据配合部位的工作条件和设计要求，根据配合部位的工作条件和设计要求，通过查阅有关标准，比较类似的配合应用通过查阅有关标准，比较类似的配合应用实例进行确定。实例进行确定。第二章 尺寸公差与检测（3）配合选择的注意事项）配合选择的注意事项 选择基本偏差必须考虑到加工者的操选择基本偏差必须考虑到加工者的操作习惯将影响实际的配合效果。作习惯将影响实际的配合效果。1）大批量的配合精度取紧一些（主要以设）大批量的配合精度取紧一些（主要以设备、工艺保证；但废次品相对较多。）备、工艺保证；但废次品相对较多。）2）小批量的配合精度取松一些（以操作者）小批量的配合精度取松一些（以操作者个人技术保证，废品损失相对较少。）个人技术保证，废品损失相对较少。）第二章 尺寸公差与检测四、尺寸公差和配合在图样中的标注四、尺寸公差和配合在图样中的标注1、在零件图上的三种标注方式；、在零件图上的三种标注方式；第二章 尺寸公差与检测2、在装配图上的三种标注方式、在装配图上的三种标注方式