模块1：机械零件的公差与配合ppt课件.ppt

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1、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。,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

2、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=

3、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, 49.992,7.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

4、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,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

5、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”。,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”。,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

6、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IT1

7、8。 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30mm50mm 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

8、 IT 如：30f7 es = -0.020 ei = es IT =-0.04 1,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 7,50 H 8,30F8EI = +0.020 IT8=0.033ES=EI+IT=+0.020+0.033=+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。,孔的公差带在轴的公差带之上,最小间隙为零,轴,孔,基本尺寸相同

9、的孔和轴的公差带之间的关系称为配合,配合代号：,或：H8 / f7,如：, 过盈配合,具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。,最小过盈为零,轴,孔, 过渡配合,可能具有间隙或过盈的配合。,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,基准孔的基本偏差代号为“H”。,H,ah,j js k m n,pzc,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

10、基本偏差代号为“h”。,h,过盈配合,PZC,J JS K M N,AH,与基准轴h 相配的孔：,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,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, 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：,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,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, 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。,配合精度明确，标注简单，但数

11、值不直观。适用于量规检测的尺寸。,30H8（ 0 ）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？H表示什么代号？8表示什么代号？,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=,答案： es= 、ei=, 公差带代号与上下偏差值都注,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。,H7n6,H8

12、f7,JS8h7,F8h7,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=0.028Ymax=EI-es=0-0.028=-0.028Xmax=ES-ei=+0.021-0.015=0.006,ES=+0.021EI=0es=+0.028ei=+0.015X

13、max=0.006Ymax=-0.028Tf=0.031,ES=-0.007EI=-0.028es=0ei=-0.013Xmax=0.006Ymax=-0.028Tf=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H2.Tf=IXmax-YmaxI =Th+Ts=0.035 孔选IT7=0.021 轴选IT6=0.013 Tf=Th+Ts=0.021+0.013=0.034Tf 可满足要求,3.孔：EI=0 ES=+0.0214.轴： Xmax=ES-eiei=ES-Xmax =(

14、+0.021)-0.02=+0.001k=+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

15、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

16、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

17、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90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

18、-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

19、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

20、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Ra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。,