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1、,第1章极限与配合及检测,学习目标,图中，零件的尺寸50、8等表示的含义分别是什么?它们的公称尺寸、极限尺寸、极限偏差、公差分别是多少?,0,-0.025,+0.015,0,零件图样,第1章极限与配合及检测,学习目标,通过本章的学习，学生应掌握以下知识点:1.读懂零件尺寸(内径、外径)精度要求。2.学会零件检测的基础知识，掌握国家标准对轴类尺寸(直径)、长度尺寸和孔、轴相互配合的规定。3.会识读零件图样的尺寸公差要求，能根据要求确定零件的尺寸极限。4.学会配合制的相关知识，包括配合的标注、配合制(基孔制、基轴制)及其选用原则、公差等级的选用及配合类型的选择。,第1章极限与配合及检测,1.1极限
2、与配合的基本知识,1.2极限与配合标准的主要内容,1.3极限与配合的选用,1.1极限与配合的基本知识,极限与配合标准几乎涉及国民经济的各个部门，因此，国际上公认它是特别重要的基础标准之一。新修订的“极限与配合”标准由以下标准组成:产品几何技术规范(GPS)极限与配合第1部分:公差、偏差和配合的基础(GB/T 1800.1-2009);产品几何技术规范(GPS)极限与配合第2部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差表;(GI3/T 1800.2-2009);产品几何技术规范(GPS)极限与配合公差带和配合的选择GB/T 1801-2009);公差与配合尺寸至18 mm孔、轴公差带(GI3/T 1803
3、-2003);一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差(GB/T 1804-2000)。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.1极限与配合的基本术语及定义,孔是指工件的圆柱内表面，也包括非圆柱内表面(由二平行平面或切面形成的包容面)，如图(a)所示。孔的直径尺寸用D表示。,(1)孔,孔和轴,1.1极限与配合的基本知识,1.1.1极限与配合的基本术语及定义,轴是指工件的圆柱外表面，也包括非圆柱外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)，如图(b)所示。轴的直径尺寸用d表示。,(2)轴,孔和轴,1.1极限与配合的基本知识,1.1.2有关要素的术语及定义,要素即构成零件几何特征的点、线、面。,尺寸要素
4、是指由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.2有关要素的术语及定义,尺寸是用特定单位表示线性尺寸的数值。,公称尺寸是由设计给定的，通过强度、刚度等方面的计算或结构需要，并考虑工艺方面的要求后确定的，孔用D表示，轴用d表示，一般应按标准尺寸选取并在图样上标注。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.2有关要素的术语及定义,实际(组成)要素是指由接近实际(组成)要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。,极限尺寸是指尺寸要素允许的两个极端尺寸。提取组成要素的局部尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。尺寸要素允许的最大尺寸称为上极限尺寸;尺寸要素允许的最小尺寸称为
5、下极限尺寸。孔或轴的上极限尺寸分别用Dmax和dmax表示;下极限尺寸分别用Dmin，和dmin表示。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3有关尺寸偏差、公差的术语及定义,某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为尺寸偏差(简称偏差)。偏差可能为正或负，也可能为零。,实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为实际偏差。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3有关尺寸偏差、公差的术语及定义,(1)上极限偏差,(2)下极限偏差,上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为上极限偏差。孔的上极限偏差用ES表示;轴的上极限偏差用es表示。,下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为下极限偏差。孔的下极限偏差用EI表示;轴
6、的下极限偏差用ei表示。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3有关尺寸偏差、公差的术语及定义,孔极限偏差 ES=Dmax-D EI=Dmin-D（1-1）轴极限偏差 es=dmin-d ei=dmin-d（1-2）偏差值除零外，前面必须有正号或负号。上极限偏差总是大于下极限偏差。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3有关尺寸偏差、公差的术语及定义,允许尺寸的变动量称为尺寸公差(简称公差)。公差是用以限制误差的，工件的误差在公差范围内即合格;反之，则不合格。公差等于上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限偏差之差。孔公差用Th表示;轴公差用Ts表示。,孔公差 Th=Dmax-Dmin
7、=ES-EI（1-1）轴公差 Ts=dmax-dmin=es-ei（1-2）,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3有关尺寸偏差、公差的术语及定义,图(a)是公差与配合示意图，它表明了两个相互结合的孔和轴的公称尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系。图(b)为公差带图。,动画,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3有关尺寸偏差、公差的术语及定义,(1)公差带,公差带山代表上极限偏差和下极限偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的两条直线所限定的区域，称为尺寸公差带(简称公差带)。公差带由公差大小和其相对于零线位置的基本偏差来确定。用图所表示的公差带称为公差带图。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3
8、有关尺寸偏差、公差的术语及定义,(2)零线,零线为确定极限偏差的基准线，是偏差的起始线，零线上方表示正偏差;零线下方表示负偏差。在画公差带图时，应标注相应的符号“0”“+”和“-”，在零线下方画上带单箭头的尺寸线并标上公称尺寸值。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.3有关尺寸偏差、公差的术语及定义,国家标准规定的公差数值表中所列的、用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。,用以确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差称为基本偏差。一般以公差带靠近零线的那个偏差作为基本偏差。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.4有关配合的术语及定义,配合是指公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之
9、间的关系。,在轴与孔的配合中，孔的尺寸减轴的尺寸所得的代数差，当差值为正时称为间隙，用X表示;当差值为负时称为过盈，用Y表示。国家标准规定，配合分为间隙配合、过监配合和过渡配合。,1.1极限与配合的基本知识,1.1.4有关配合的术语及定义,具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合称为间隙配合。在间隙配合中，孔的公差带在轴的公差带之上，如图所示。,间隙配合,1.1极限与配合的基本知识,1.1.4有关配合的术语及定义,1.1极限与配合的基本知识,1.1.4有关配合的术语及定义,具有过监(包括最小过盈等于零)的配合称为过盈配合。在过盈配合中，孔的公差带在轴的公差带之下，如图所示。,过盈配合,1.1极限与
10、配合的基本知识,1.1.4有关配合的术语及定义,1.1极限与配合的基本知识,1.1.4有关配合的术语及定义,可能具有间隙或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交叠，如图所示。它是介于间隙配合与过盈配合之间的一种配合，但间隙和过盈量都不大。,过渡配合,1.1极限与配合的基本知识,1.1.4有关配合的术语及定义,最大间隙 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei（1-1）最大过盈 Ymax=Dmin-dmax=EI-es（1-2）,在过渡配合中，平均间隙或平均过盈为最大间隙与最大过盈的平均值。若所得值为正，则为平均间隙;若为负，则为平均过盈。即,1.1极限与配合的基本知识,1.1
11、.4有关配合的术语及定义,允许间隙或过监的变动量称为配合公差。它表明配合松紧程度的变化范围。配合公差用Tf表示，是一个绝对值。,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.1配合制,配合制是以两个相配合的零件中的一个零件为基准件，并对其选定标准公差带，将其公差带位置固定，然后改变另一个零件的公差带位置，从而形成各种配合的制度。国家标准规定了两种配合制，即基孔制和基轴制。,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.1配合制,基孔制是指基本偏差为一定的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的制度，如图(a)所示。,基准制,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.1配合制,基孔制配合中孔为基准孔，
12、是配合的基准件。国家标准规定，基准孔的基本偏差为下极限偏差EI，数值为零，即EI=0,上极限偏差为正值，其公差带偏置在零线上侧。基准孔的代号为H。,基准制,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.1配合制,基轴制是指基本偏差为一定的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的制度，如图(b)所示。,基准制,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.1配合制,基轴制配合中轴为基准轴，是配合的基准件。国家标准规定，基准轴的基本偏差为上极限偏差es，数值为零，即es=0;下极限偏差为负值，其公差带偏置在零线下侧。基准轴的代号为h。,基准制,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.1配合制,图可见，
13、在基孔制中，随着轴公差带位置的不同，可以形成间隙、过渡、过盈三种不同性质的配合;在基轴制中，随着孔公差带位置的不同，同样也可以形成这二种配合。,基准制,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.2标准公差系列,标准公差囚子是用以确定标准公差的基本单位，该因子是公称尺寸的函数，是制定标准公差数值的基础。国家标准总结出了公差单位的计算公式：,基本公差因子,1,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.2标准公差系列,确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。国家标准设置了20个公差等级，各级标准公差的代号为IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。IT01精度最高，其余依次降低，标准公差值依次增大。,公差
14、等级,2,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.2标准公差系列,为了减少标准公差的数日、统一公差值、简化公差表格以便于实际应用，国家标准对公称尺寸进行了分段，对同一尺寸段内的所有公称尺寸，在相同公差等级情况下，规定相同的标准公差。,公称尺寸分段,3,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.3基本偏差系列,基本偏差是用来确定公差带相对于零线位置的，是对公差带位置的标准化。其数量将决定配合种类的数量。国家标准对孔和轴分别规定了28个公差带位置，分别由28个基本偏差来确定。,基本偏差代号用拉丁字母表示，孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.3基本偏差系列,基
15、本偏差系列图及其特征,2,基本偏差系列,动画,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.3基本偏差系列,基本偏差数值,3,(1)轴的基本偏差数值,轴的基本偏差数值以基孔制配合为基础，按照各种配合要求，再根据生产实践经验和统计分析结果得出的一系列公式，经计算后圆整得出。,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.3基本偏差系列,基本偏差数值,3,(1)轴的基本偏差数值,轴的基本偏差可查表确定，另一个极限偏差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算:,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.3基本偏差系列,基本偏差数值,3,(2)孔的基本偏差数值,孔的基本偏差数值是由同名的轴的基本偏差换算得
16、到的。通用规则用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等、符号相反。孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影，即,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.3基本偏差系列,基本偏差数值,3,(2)孔的基本偏差数值,孔的基本偏差数值是由同名的轴的基本偏差换算得到的。特殊规则用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的符号相反、绝对值相差一个值，即,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.3基本偏差系列,基本偏差数值,3,(2)孔的基本偏差数值,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.4极限与配合在图样上的标注,公差带代号与配合代号,1,孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成。当孔和轴组成配合
17、时，配合代号写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.4极限与配合在图样上的标注,图样中尺寸公差的标注形式,2,零件图中尺寸公差的标注形式如图所示。在装配图上，如图所示。,孔、轴公差在零件图上的标注,装配图上的标注,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.6一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差,在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差称为一般公差。GB/T 1804-2000对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级，它们分别是精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v。,1.2极限与配合标准的主要内容,1.2.6一般公差未注公
18、差的线性和角度尺寸的公差,在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差称为一般公差。GB/T 1804-2000对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级，它们分别是精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v。采用GB/T 1804-2000规定的一般公差，在图样、技术文件或标准中用该标准号和公差等级符号表示。例如，当选用中等级m时可表示为GB/T 1804-2000-m。,1.3极限与配合的选用,1.3.1配合制的选择,优先选用基孔制，这主要是从工艺性和经济性来考虑的。孔通常用定值刀具(如钻头、铰刀、拉刀等)加工，用极限量规(塞规)检验。当孔的公称尺寸和公差等级相同而基本偏差改变时，就需更
19、换刀具、量具。一种规格的磨轮或车刀，可以加工不同基本偏差的轴，轴还可以用通用量具进行测量。,一般情况下优先选用基孔制,1,1.3极限与配合的选用,1.3.1配合制的选择,(1)当在机械制造中采用具有一定公差等级的冷拉钢材，其外径不经切削加工即能满足使用要求时。(2)由于结构上的特点，宜采用基轴制。如图所示。,在下列情况下，应选用基轴制,2,基准制选择不例 1,1.3极限与配合的选用,1.3.1配合制的选择,标准件通常山专业工厂大量生产，在制造时其配合部位的配合制已确定。因此，与其配合的轴和孔一定要服从标准件既定的配合制。例如，与滚动轴承内圈配合的轴应选用基孔制，而与滚动轴承外圈外径相配合的外壳
20、孔应选用基轴制。,与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定配合制,3,1.3极限与配合的选用,1.3.1配合制的选择,在特殊需要时可采用非配合制配合,4,1.3极限与配合的选用,1.3.2公差等级的选择,选择公差等级的基本原则是:在满足零件使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。,1.3极限与配合的选用,1.3.3配合种类的选择,计算法根据一定的理论和公式，计算出所需的间隙或过监，根据计算结果，对照国家标准选择合适的配合，在实际应用中还要根据实际工作情况进行必要的修正。,计算法,1,1.3极限与配合的选用,1.3.3配合种类的选择,试验法对选定的配合进行多次试验，根据试验结果，找到最合理的间
21、隙或过盈，从而确定配合。对产品性能影响很大的一些配合，往往采用试验法来确定机器最佳工作性能的间隙或过盈。,试验法,2,1.3极限与配合的选用,1.3.3配合种类的选择,类比法参考现有同类机器或类似结构中经生产实践验证过的配合情况，与所设计零件的使用要求相比较，经修正后确定配合。在实际生产中，广泛应用的选择配合种类的方法是类比法。要掌握这种方法，首先要熟悉各种配合的特征，并掌握其应用情况，再根据具体使用要求来选择配合种类。,类比法,3,1.3极限与配合的选用,1.3.3配合种类的选择,选择配合种类的主要依据是使用要求和工作条件。首先要确定配合的类别，选定是间隙配合、过渡配合还是过盈配合。,各种配合的特征及应用示例,4,1.3极限与配合的选用,1.3.3配合种类的选择,选择配合种类时应考虑的主要因素,5,(1)孔和轴的定心精度,(2)受载荷情况,(3)拆装情况,(4)配合件的材料,(5)装配变形,(6)工作温度,(7)生产类型,(8)工作条件,1.3极限与配合的选用,1.3.3配合种类的选择,例试分析确定如图所示C616车床尾座有关部位的配合。,C616车床尾座,
