第二章 孔与轴的极限与配合(有习题的)ppt课件.ppt

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1、第一章 孔与轴的极限与配合,学习要求： 掌握极限与配合的基本概念； 掌握公差、基本偏差的相关标准内容； 了解公差带图的绘制方法； 掌握公差与配合的选用原则。重点： 极限与配合的基本概念 公差与配合的选择难点： 公差与配合的选择,1.1 概述,“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“极限与配合”的标准为: GB/T1800.1-1997 极限与配合 基础 第一部分：词汇GB/T1800.2-1998 极限与配合 基础 第二部分：公差、偏 差和配合的基本规定GB/T1800.3 -1998 极限与配合 基础 第三部分：标准公差与基

2、本偏差数值表 GB/T1800.4-2000 极限与配合 标准公差等级和孔轴的极限偏差表GB/T18011999 极限与配合 公差带和配合的选择GB/T18032003 极限与配合尺寸至18 mm孔、轴公差带GB/T1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,1.2 极限与配合的基本词汇,一、 有关“尺寸”的术语和定义 1.尺寸(size)：以特定单位表示线性值的数值。如20mm，40m ;,2、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：通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）。用D表示；轴：通常指工件的圆柱形外表面，

3、也包括非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）。用d表示。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。,3.基本尺寸(basic size),（孔D；轴d）：通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸。基本尺寸可以是整数值或一个小数值。,4.实际尺寸(actual size),定义：通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。 孔以Da，轴以da表示。 由于有测量误差，故实际尺寸并不是尺寸真值。同时，由于被测工件形状误差的影响和测量误差的随机性，零件同一表面不同部位的实际尺寸，往往是不同的。4.1 局部实际尺寸 Actual local size 一个孔或轴的任一横截面中的

4、任一距离，即任何两相对点之间测得的尺寸。,5.极限尺寸(limit of size),一个孔或轴允许的尺寸的两个极限值。分最大极限尺寸和最小极限尺寸， （孔Dmax、孔Dmin；轴dmax、dmin）。注意：1)实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸，但不能超出。2)极限尺寸可由基本尺寸和上、下偏差求出。,6.最大实体状态（MMC)与最大实体尺寸(MMS) Maximum Material Condition, Maximum Material Size最大实体状态（MMC） ：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料量为最多时的状态。最大实体尺寸：在最大实体状态下的尺寸 孔的最大实体尺寸是孔的最小极限

5、尺寸Dmin 、轴的最大实体尺寸是轴的最大极限尺寸dmax。 最大实体尺寸是零件开始合格的始极限,没有到这个极限，零件不合格。,7.最小实体状态（LMC)与最小实体尺寸(LMS) Least Material Condition, Least Material Size,最小实体状态（LMC） ：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料量为最少时的状态。最小实体尺寸：在最小实体状态下的尺寸 孔的最小实体尺寸是孔的最大极限尺寸Dmax 、轴的最小实体尺寸轴的最小极限尺寸dmin 。 最小实体尺寸是零件合格的终极限，超过这个极限就不合格了。,二、有关“公差与偏差”的术语与定义,1、尺寸偏差(简称偏差)：s

6、ize deviation 某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）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(Limit deviations)：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,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

7、为0.033mm。,(2) 实际偏差(Actual deviation)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。,2.尺寸公差(size tolerance),定义：最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。它是允许尺寸的变动量。 尺寸公差是一个没有符号的绝对值。孔、轴的公差分别用Th和Ts表示。 Th= Dmax- Dmin = ES-EI Ts= 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

8、误差不可避免，故T0,3.零线与尺寸公差带图,零线Zero line： 在极限与配合图解中，表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差。 通常零线沿水平方向绘制，正偏差位于其上，负偏差位于其下。尺寸公差带size tolerance zone： 在公差带图解中，由代表上、下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸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。,孔,轴,0,基本尺寸,ES,EI,es,ei,TD,Td,+,-,4.基本偏差(fundamental deviation)：在本标准与极限制中，确定公差带相对于零线位置的那

9、个极限偏差。可以是上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。5.标准公差(standard tolerance)：本标准极限与配合制中，所规定的任一公差。,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,-0.041,三、 有关配合的术语和定义,1.配合(fit) 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。,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得之差为正时，此差值称为间隙，用代号“X

10、”表示。 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得之差为负时，此差值称为过盈，用代号“Y”表示。,配合制（fit system）,改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合，为便于现代大生产，简化标准，标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。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轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。,基轴制配合：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。代号为“h”。,配合的类别,通过公差带图，可以看到孔、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

11、、过盈配合和过渡配合。,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,孔,轴,孔,轴,2、间隙配合clearance fit,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X max和最小间隙X 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X max表示。 X 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X min表示。 X min=D min - d max =EI - es实际生产中，平均间隙更能体现其配合性质。 X av =（X max +X min）/

12、2,孔,Xmax,Xmin,0,+,-,轴,3、过盈配合interference fit,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Y max和最小过盈Y 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Y max表示。 Y 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Y min表示。 Y min= D max - dmin=ES - ei实际生产中，平均过盈更能体现其配合性质。 Y av =（Y max +Y min）/2,轴,0,+,

13、-,Ymax,Ymin,孔,4、过渡配合Transition fit,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X max和最大过盈Y 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X max表示。 X 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。 Y max = D min- d max =EI - es 实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙，也可能表示为平均过盈。即： X av （或Y av ）=（X max

14、+Y max）/2,孔,轴,0,+,-,Xmax,Ymax,5、配合公差(Variation of fit),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 =XmaxXmin对于过盈配合 Tf =YminYmax对于过渡配合 Tf =XmaxYmax 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

15、 = Td +TD,6、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,计算,解：（1）最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)= +0.066 mm最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差 T f =XmaxXmin=+0.066-(+0.025) = 0.0

16、41 mm(2) 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.059)= -0.059mm最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043) = -0.018mm配合公差 T f =YminYmax=-0.018-(-0.059)= 0.041 mm(3) 最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)= +0.023 mm 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.018)= -0.018 mm 配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm,1.3 极限与配合国家标准一、标准公差系列,标准公差IT（ISO Toleran

17、ce）：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公差单位的乘积。 IT=a*i=a*f(D)公差单位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：确定公差等级的参数。见书表1-4。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1-7。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。按几何平

18、均值计算出的公差值经尾数化整，即得出标准公差值。见表1-8。,3,标准公差计算举例,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1-4 IT6=10i IT7=16i 即IT6=10 1.31m=13.1m13 m IT7=16 1.31m=20.96 m 21 m查表1-8进行查对。,3,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p17表1-8。同一公差等级的孔

19、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。,二、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相对于零线完全对称。对于轴

20、：ah的基本偏差为上偏差es，其绝对值依次减小，jzc的基本偏差为下偏差ei，其绝对值依次增大。对于孔：AH的基本偏差为下偏差EI，其绝对值依次减小，JZC的基本偏差为上偏差ES，其绝对值依次增大。H为基准孔代号，基本偏差为下偏差，值为零；h为基准轴代号，基本偏差为上偏差，值为零。,图1-9,例1.查表求200J6的基本偏差,解:查表1-8 IT6=0.029mm 查表1-11可知，J的基本偏差为上偏差ES=+0.022mm; 根据标准公差与上、下偏差的关系有： EI=ES-IT6=+0.022-0.029=-0.007mm 我们可以看出: -0.007mm比0.022mm更靠近零线,而 0.

21、022mm是基本偏差, -0.007mm反而不是基本偏差.这就是特殊的情况,所以在基本偏差的定义中应用了“一般”的字眼,而没有一概而论. 还是更特殊的情况,在表1-10和表1-11中,对于js和JS，没有提到基本偏差，只是说偏差=IT/2,在图1-9中，可以注意到，不论是孔的公差带还是轴的公差带，有一端是不封口的，为什么呢？例2：求30f5 、30f6、 30f7的基本偏差和另一侧偏差。解：查表1-10， 30f的基本偏差为上偏差， es=-0.020mm,查表1-8可知：IT5=0.009mm;IT6=0.013mm;IT7=0.021mm所以30f5 、30f6、 30f7的另一侧偏差分别

22、为:ei=-0.020-0.009=-0.029mm;ei=-0.020-0.013=-0.033mm;ei=-0.020-0.021=-0.041mm;,通过上例，我们可以得出结论： （一般情况下），一旦我们选定了基本偏差代号（本例中的f），对于一定的基本尺寸，它的基本偏差是不变的，不随公差等级的变化而变化，而另一侧的极限偏差却随公差等级的不同而变化，因此图1-9中，靠近零线的这一侧是封口的，而与之相对的另一侧在公差带图中是不封口的，特殊的JS、js两端都不封口。 这个结论也不是普遍规律，我们可以从图1-9中可以看出：K、M、N以及k的公差带是阶梯状的，这说明对于一定的基本尺寸的同一基本偏差

23、代号，随着公差等级的不同它们的基本偏差不是唯一的。,例3：求50M5、 50M8、 50M9的基本偏差。解：查表1-11可知：它们的基本偏差是上偏差ES;50M5:ES=-9+=-9+4=-5 m;50M8: ES=-9+=-9+14=5 m;50M9:ES=-9 m; 都是M，而基本偏差却是不同的，产生的原因主要是孔轴不同级造成的。,1、轴的基本偏差,轴的基本偏差：是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见表1-9，其值已经标准化列表1-10。例4：求25e的基本偏差。解：根据表1-9可知： 25e的基本偏差为上偏差。且：es=-11D 0.41 m注意：这里的D依然是基本尺寸分段计

24、算直径。查表1-7，即251830D= 1830=23.24mme= -11 (23.24) 0.41 =-40 m查表1-10校对，这也是表1-10的由来。,2、孔的基本偏差,当基本尺寸500mm时，孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算而来的，由于基孔制和基轴制是平行等效的配合制度，所以孔的基本偏差没有必要另外编制一套计算公式，可以直接从轴的基本偏差换算得来。 （1）JS=I T/2; (2) 按一定的规则进行换算；换算前提：在孔轴为同一级配合或者孔比轴低一级的配合条件下，当基轴制中的孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当（例如孔的F对应轴的f）时，使基轴制形成的配合（如F6/h5）与基

25、孔制形成的配合（H6/f5）的极限间隙和极限过盈相等，配合性质不变。 根据这一换算前提，在基本尺寸500mm时，孔的基本偏差按以下两种规则换算。,A、通用规则（1）对于间隙配合；AH在下图(右)基孔制中，最小间隙Xmin=EI-es=-es在下图(左)基轴制中，最小间隙Xmin=EI-es=EI根据换算前提有Xmin = Xmin，因而 EI=-es (AH),+,0,-,孔,轴,基本尺寸,ES,EI,es,ei,Xmin,ES,EI,es,ei,Xmin,孔,轴,基孔制,基轴制,(2)对于过盈配合（同级配合，孔、轴同级） 在下图(右)基孔制中，最小过盈Ymin=ES-ei=ITn-ei; 在

26、下图(左)基轴制中，最小过盈Ymin=ES-ei =ES-(-ITn)=Es+ITn根据换算前提有： Ymin = Ymin即：ES=-ei (JZC孔、轴同级配合),基本尺寸,+,0,-,孔,孔,轴,轴,基孔制,基轴制,Ymin,Ymin,ITn,ITn,ES,ES,EI,EI,es,es,ei,ei,通过以上推算我们可以知道：用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，符号相反。也就是说孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。 即：EI=-es (AH) ES=-ei (JZC孔、轴同级配合) 适用范围：包括AH和标准公差等级低于IT8的K、M、N和标准公差等级低于IT7的P ZC。但

27、也有个别例外，对于标准公差等级低于IT8且基本尺寸大于3mm的N，其基本偏差ES=0。,例5、求25F5的基本偏差。解：FAH，基本偏差是下偏差EI。 EI=-es 在表1-10中查同级同符号的25f5的基本偏差，es=-20 m.则： EI=20 m 查表1-11校对。例6、求40M9的基本偏差。解：MJZC，基本偏差是上偏差ES。 在表1-10中查同级同符号的40m9的基本偏差，ei=9 m.则： ES=-9 m 查表1-11校对。,B、特殊规则,国家标准规定：在常用尺寸段内（500mm）,当孔的标准公差低于或等于IT8时，与同级基准孔相配合。 当孔的标准公差等于IT8，可与同级配合也可与

28、高一级轴配合。 但不管怎么样配，都要求二种基准制形成的同名配合的配合性质相同，即符合换算前提。 适用范围：在基本尺寸至500mm 范围内，且标准公差等级高于等于 IT8的K、M、N和标准公差等级高于等于 IT7的P ZC。,在基孔制中（左图），最小过盈Ymin=ES-ei=ITn-ei; 在基轴制中（右图），最小过盈Ymin=ES-ei= ES-(-ITn-1)= ES+ ITn-1 所以 ES=-ei+(ITn- ITn-1)=-ei+ 0,经过推导。是由于孔轴不同级造成的，这也就是图1-9中K、M、N有阶梯台阶的原因。,基本尺寸,+,0,-,孔,孔,轴,轴,基孔制,基轴制,Ymin,Ymi

29、n,ITn,ITn-1,ES,ES,EI,EI,es,es,ei,ei,例7、将25H7/p6换成基轴制后求孔的基本偏差和另一侧极限偏差，并画出公差带图。解： 25H7/p6 25P7/h6;查表1-7：IT6=13 m；IT7=21 m；查表1-10可知：p6的基本偏差ei=22 m.孔P7属于特殊规则的适用范围，P的基本偏差为上偏差ES，因而应按特殊规则计算：=IT7-IT6=21-13=8 m;ES=-ei+ =-22+8=-14m;EI=ES-IT7=-14-21=-35m 孔基孔制中:Ymin=EI-es=-0.035mmYmin=ES-ei=-0.001mm基孔制中:Ymax=EI

30、-es=-0.035mmYmin=Es-ei=-0.001mm.见P18图1-11（c),公差带代号,公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，如H7、h6、M8、d9等等。在图样上标注尺寸公差时，可以标注极限偏差，（上偏差放在基本尺寸的右上角，下偏差放在基本尺寸的右下角，例）；如： 、 ，也可以标注尺寸公差带代号，如：50H7、 50f6或者两者都标注50H7 （ ）、 50f6（ ） 。,+0.025,0,-0.025,-0.041,1.4 国家标准规定的公差带与配合,500mm内： 543种孔的公差带、 544种轴的公差带。 如果将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使用，显然是不经济的

31、，而且也不必要的。 为了简化公差带种类，减少与之相适应的定值刀、量具和工艺装备的品种和规格，对基本尺寸至500mm的孔、轴规定了优先、常用和一般用途公差带。 设计时应优先使优先公差带，其次才使用常用公差带，再其次才考虑使用一般用途公差带。,表1-13 一般、常用和优先的轴的公差带（尺寸500mm）,表1-14 一般、常用和优先的孔的公差带（尺寸500mm）,标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公差带为分母。例如：40H8/f7，80K7/h6。 基准孔和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同性质的配合。AH和ah与基准件配合，形成间隙配合；JN

32、和jn与基准件配合，基本上形成过渡配合，PZC和pzc与基准件配合，基本上形成过盈配合。 原则上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了简化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种及规格，国家标准在尺寸500mm的范围内，规定了基孔制和基轴制的优先（基孔制、基轴制各13种）和常用配合（基孔制59种，基轴制47种）。,表1-15 基孔制常用、优先配合,表1-16 基轴制常用、优先配合,其它尺寸段配合特点,大尺寸段（基本尺寸5003150mm）：标准规定了常用轴公差带41种，孔公差带31种，没有推荐配合，规定一般采用基孔制的同级配合。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制配合。先按互

33、换性生产选取配合；再选取较难加工的那个零件作为先加工件（多数情况下是孔），给它一个容易达到的公差；最后再根据所选的配合公差确定配制件（多数情况下是轴）的公差。 “配制公差”的代号为MF。小尺寸段（尺寸至18mm）：主要适用于仪器仪表和钟表工业，国标规定了163种轴公差带和145种孔公差带，标准未指明选用次序，也未推荐配合。由于小尺寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复杂。,练习,下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（过盈）和配合公差。并画出其公差带图。 50H8/f7， 30K7/h6， 30H7/p6,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,30,30

34、,+0.039,-0.025,-0.050,+0.006,+0.021,+0.035,+0.022,-0.015,-0.013,选择原则：TfThTs 保证机械产品的性能优良、制造经济可行。选择方法：类比法、计算法、试验法。选择内容：基准制、公差等级、配合种类。意义：合理地选择极限与配合，可更好地促进互换性生产，有利于提高产品质量，降低生产成本。,1.5 极限与配合选用,一、基准制的选择,应从结构、工艺、经济性综合考虑，权衡利弊。1、工艺性 一般地，孔的加工比轴的加工困难，所用刀具、量具尺寸规格也多，采用基孔制可以大大的减少定值刀、量具规格和数量。1）中等尺寸、高精度的孔，用钻头、铰刀、拉刀等

35、定尺寸刀具加工，易保证质量，对机床精度及加工人员水平要求不高。检验时，采用定尺寸量具（如塞规、心轴等）。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。 对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具能方便地对多种轴的公差带进行检验。 故按基孔制可以减少定尺寸刀具、量具数量。,极限与配合的选择基准制的选择,2）对大尺寸、低精度的孔，一般不采用定尺寸刀具、量具来加工、检验，从工艺上讲，采用基孔制、基轴制均一样，但为了统一起见和考虑习惯，一般也采用基孔制。3）对冷拉标准轴（冷拔钢），轴的尺寸、形状很准确，表面很光洁。冷拉圆型材，其尺寸公差可达IT7IT9，能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度

36、要求，在这种情况下采用基轴制，可免去轴的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性质的配合。 外圆表面一般不再加工即可使用，故宜采用基轴制。,极限与配合的选择基准制的选择,2、结构1）与标准件配合 基准制依标准件而定。滚动轴承内圈与轴颈的配合：基孔制滚动轴承外圈与机座孔的配合：基轴制键与键槽（轴槽、轮毂槽）：基轴制花键联结：基孔制,2）同一零件与多件配合,极限与配合的选择基准制的选择,同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不同时。 如图所示的活塞部件中，活塞销和活塞与连杆的配合，根据功能要求，活塞销和活塞的配合应为过渡配合，而活塞销与连杆的配合则应为间隙配合。,3）在实际生产

37、中，由于结构或某些特殊的需要，允许采用非配合制配合。即非基准孔和非基准轴配合。,极限与配合的选择基准制的选择,非基准制的应用,如：当机构中出现一个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）配合时，其中肯定会有一个非配合制配合。 如图所示，箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。 由于滚动轴承是标准件，它与箱体孔的配合选用基轴制配合，箱体孔的公差带代号为J7，箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合J7/f9 ，既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位，还有利于降低成本。,例：P32 图114也和上面的例子相似。 C616车床床头箱中齿轮轴筒和隔套的配合。 由于齿轮轴筒的外径已经和滚动轴承配合的要求选定为60js6，而

38、隔套的作用只是隔开两个滚动轴承，起轴向定位用，为了装拆方便，只要松套在齿轮轴筒的外径上，公差等级可以更低，故公差带选为60D10。 同样，另一隔套与床头箱的配合选用95K7/d11。 这类配合就是用不同公差等级的非基准孔公差带和非基准轴公差带组成的。,非基准制的应用,实质：解决零件使用要求与制造工艺、成本间的矛盾。即在保证使用要求的前提下，在选择公差等级时，可联系工艺、配合、有关件及实例考虑。 1、联系工艺 TfThTs Tf使用要求。 Ts、 Th配合公差的分配按工艺等价原则考虑，即相互结合的零件，其加工的难易程度应基本相当。 各种加工方法的合理加工精度见P33 表120。如：车：IT5IT

39、11 平磨、圆磨：IT5IT8 刨： IT10IT11 铣： IT8IT11 研磨： IT01IT5 钻孔： IT10IT13 冲压： IT10IT14,二、公差等级的选择,制造公差与相对的加工成本的关系,公差等级的选择方法,公差等级的选择的方法一般采用类比法，对于已知配合要求的也可以用计算法确定其公差等级。书P25页列出公差等级的应用，表1-21列出各种加工方法所能达到的精度等级。一般配合尺寸的公差等级范围为IT5IT13。,第一章 圆柱极限与配合,配合IT5至IT13级的应用（尺寸mm）,1）对于基本尺寸500mm的，当公差等级在IT8以上时，标准推荐孔比轴低一级，如：H8/m7，K7/h

40、6；当公差等级在IT8以下时，标准推荐孔与轴同级，如：H9/h9，D9/h9，IT8属于临界值，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一级的轴配合，如：H8/f8，H8/k7。2）对于基本尺寸500mm的，一般采用孔、轴同级配合。3) 对基本尺寸3mm的，由于工艺多样性，可使THTs或THTs或THTs。,2、联系配合1）过渡或过盈配合一般不允许间隙过过盈的变动太大，应选择较高公差等级。 ThIT8 TsIT72）间隙配合 可以有间隙变动较大情况，故公差等级有较低者。 一般地，间隙大，公差等级低； 间隙小，公差等级高。,3、联系有关零部件及机构,相配合的零、部件的精度应相匹配。1）齿轮孔与轴

41、 与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约。 如与7级齿轮的齿轮孔，其尺寸公差要求为IT6，与齿轮孔相配合的轴的公差等级为5级。2）与滚动轴承相配合的外壳孔和轴 其精度应当与滚动轴承的精度相匹配。 GB/T275-1993滚动轴承与轴和外壳的配合规定了与轴承内、外圈相配合的轴和外壳孔的尺寸公差带、形位公差、表面粗糙度及配合选用的基本原则。例：0级轴承，一般，孔要求7级、6级，轴颈要求6级、5级。,4、联系实例,通过对比分析来选择，各公差等级的应用如下表。,三、配合的选用,1、配合选择分析 配合性质主要和基本偏差有关，有时候与基本尺寸和公差等级有关。,类比法确定配合时，要具体分析。,1）首先确

42、定配合类别依据：零件间有无相对运动。有：间隙配合。,2）配合松紧程度按使用条件确定。,配合种类的选择主要就是根据零件的功能要求，确定配合的类型及非配合制的基本偏差代号。 选择的基本方法还是类比法、计算法和试验法三种。类比法是选择配合种类的主要方法。 应用类比法选择时，要考虑以下因素： 配合件的工作情况；相对运动状态，承受负荷，润滑条件，温度变化，配合重要性，材料性能； 各种基本偏差形成配合的特点 ；配合件的生产情况 。,3）配合的选用,3）配合选择,间隙配合：基本偏差绝对值等于最小间隙，按最小间隙确定基本偏差代号，过盈配合：按最小过盈确定基本偏差代号，尽可能从国家标准中选用优先配合和常用配合。

43、,配合件的工作情况,选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。,各种基本偏差形成配合的特点,间隙配合：有AH（ah）共11种，其特点是利用间隙贮存润滑油及补偿温度变形、安装误差、弹性变形等所引起的误差。生产中应用广泛，不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传递力矩。不同基本偏差代号与基准孔（或基准轴）分别形成不同间隙的配合。主要依据变形、误差需要补偿间隙的大小、相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。过渡配合有JSN（jsn）四种基本偏差：其主要特点是定心精度高且可拆卸。也可加键、销紧固件后用于传递力矩，主要根据机

44、构受力情况、定心精度和要求装拆次数来考虑基本偏差的选择。定心要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差，如N（n），反之应选较松的配合，如：K（k）或JS（js）。,各种基本偏差形成配合的特点（续）,过盈配合：PZC（pzc）13种基本偏差，其特点是由于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，用以传递力矩和紧固零件。 选择过盈配合时，如不加键、销等紧固件，则最小过盈应能保证传递所需的力矩，最大过盈应不使材料破坏，故配合公差不能太大，所以公差等级一般为IT5IT7。基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。,2）了解各类配合的特性

45、和应用P35 表122 轴的基本偏差的选用P36 表123优先配合选用说明可作为类比法选用配合的依据。,配合件的生产情况,按大批大量生产时，加工后所得的尺寸通常呈正态分布；而单件小批量生产时，加工所得的孔的尺寸多偏向最小极限尺寸，轴的尺寸多偏向最大极限尺寸，即呈偏态分布。所以，对于同一使用要求，单件小批生产时采用的配合应比大批大量生产时要松一些。如大批量生产时的50H7/js6的要求，在单件小批生产时应选择50H7/h6。同样，受其它工作条件的影响，配合的间隙或过盈也应随之变化。如表1-22。,例1、某一基本尺寸为95mm的滑动轴承机构，根据使用要求，其允许的的最大间隙Xmax=55 m，允许

46、的的最小间隙Xmin=10 m，试确定此配合的孔轴公差带和配合代号。解：（1）计算允许的配合公差Tf。 由配合公差计算公式得： Tf=| Xmax - Xmin |=55-10=45 m。（2）计算查表确定孔、轴的公差等级。 按要求有:Tf TD+Td式中：TD、Td分别为配合的孔、轴的允许公差。由p17 表1-8查得：IT5=15 m，IT6=22 m，IT7=35 mA、若孔轴公差等级都选IT6级，则配合公差Tf =2IT6=44m Tf ；B、若孔选IT7级，轴选IT6级，则配合公差Tf =IT6+IT7=57 m Tf ，肯定不符合要求。C、若孔选IT6级，轴选IT5级，则配合公差Tf

47、 = IT5+IT6=37 m Tf 经过比较分析，C是合适的。（3）确定孔、轴公差带 假设采用基孔制，则有 , 因采用基孔制间隙配合，所以轴的基本偏差应从中选取，且其基本偏差为上偏差es., 95,根据题意有： Xmin=EI-es Xmin Xmax=ES-ei Xmax es-ei=IT5=15解此不等式得：-18 m es -10 m 查表1-10可知：轴的基本偏差代号为g时，es=-12m公差代号为g5，且ei=-27 m配合代号为若为基轴制，则配合代号为,2、影响配合选择的因素,热变形装配变形尺寸分布特性精度储备,使用要求指的是机器在工作时的要求，当按照使用要求确定制造要求时，要注

48、意因装配产生的变形和工作状态下温度超出20产生的热变形。还要考虑精度储备及批量加工时的尺寸分布特性。,1）热变形,当工作温度不是20，特别是孔、轴温差较大，或其线膨胀系数相差较大时，应考虑热变形，这对高温工作下的机械尤为重要。,间隙变化量,H、 s分别是孔、轴的线膨胀系数，tH、ts分别是孔轴的工作温度。,例：铝制活塞与钢制缸体的结合，基本尺寸为150mm，工作温度tH110，ts180，H12106（1/）， s24106（1/），要求工作间隙在0.10.3mm内，试选择配合。,解：,由热变形引起的间隙变化为：X15012106（11020）24106（18020） =-0.414 mm,即

49、工作时的间隙量比装配时的间隙量减小，故装配间隙应为：,Xmax0.3-(-0.414)=0.714 mmXmin0.1-(-0.414)=0.514 mm,按要求的最小间隙，由表110，可选基本偏差a520m 由配合公差Tf0.2mmTsTh 初步取TsTh100 m 由表18，可知IT9100 m，故可选配合为150H9/a9, 显然150A9/h9也可满足要求。 该配合：Xmin0.520mm Xmax=0.720mm,2)装配变形,主要指套筒装配变形。例:套筒外表面与机座孔配合为过渡配合，当套筒用压入法压入机座孔后，套筒内孔收缩，直径变小。当过盈量为0.03mm时，可能收缩0.045mm

50、，对上图，将有0.015mm的过盈，不能保证配合要求，甚至不能自由装配。装配图纸上的要求是使用要求。,3)尺寸分布特性,尺寸分布特性与生产方式有关。大批量生产：调整法加工，尺寸分布可能接近正态分布。单件、小批量生产：试切法加工，孔、轴的尺寸分布中心偏向最大实体尺寸。对同一种配合，试切法加工往往比调整法加工的零件实际配合要紧。,1.6 一般公差 线性尺寸的未注公差,GB/T1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差一、适用范围1、线性尺寸，如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径、倒角高度；2、角度尺寸，包括通常不注出角度值的角度尺寸（如直角90）；GB/T118