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1、1,第3章 孔、轴公差与配合,2,本章主要内容：1.基本术语及其定义2.常用尺寸孔、轴极限与配合国家标准的构成3.常用尺寸孔、轴公差与配合的选择4.大尺寸孔、轴公差与配合5.线性尺寸的未注公差重点：1.常用尺寸孔、轴极限与配合国家标准的构成2.公差与配合代号的基本含义及在图纸上的标注3.公差与配合的选择原则及方法,有关极限与配合的国标属于尺寸精度设计的标准：基础 选择 GB/T1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,3,3.1 基本术语及其定义,一、有关孔和轴的定义,1、孔：通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面形成的包容面）。2、轴：通常指工件的圆
2、柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由两平行平面形成的被包容面）。如图所示:,4,5,二、有关尺寸的术语和定义,.尺寸：用特定单位表示长度值的数字。.公称尺寸：由设计给定的尺寸 D-孔尺寸 d-轴尺寸.极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为上极限尺寸，小的称为下极限尺寸。由设计给定实际尺寸：通过测量所得的尺寸，分别用Da、da表示。包含测量误差。合格条件：,6,三、有关偏差和公差的术语和定义,1.尺寸偏差：某一尺寸减去公称尺寸所得的代数差，包括实际偏差和极限偏差。偏差可为正、负值或0。极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）：实际偏差合格条件：2.尺寸公差：允许尺寸的变
3、动量，等于上极限尺寸减去下极限尺寸的差值。注意：公差不能为负值和0,公差、极限尺寸、极限偏差之间的关系：孔：轴：,7,8,3.公差带:在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所形成的区域。,1)公差带图：,a.构成：,9,c.画法：,轴：,孔：,10,4极限制 公差带有两个参数：一是公差带的大小（即宽度），二是公差带相对于零线的位置。国标已将它们标准化，形成标准公差和基本偏差两个系列。极限制用标准化的公差和极限偏差组成标准化的公差带 的制度。,5标准公差（ITInternational Tolerance）指国家标准所规定的公差值。使公差带的大小标准化,11,6基本偏差 国家标准所规定的上偏差
4、或下偏差，是靠近零线或位于零线的那个极限偏差。使公差带的位置标准化,12,四、有关配合的术语及定义,.配合指公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。.间隙或过盈在孔与轴的配合中，指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。此差值为正时称为间隙，用X 表示；为负时称为过盈，用Y 表示。.配合的种类（配合性质）根据孔、轴公差带之间的关系分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三种：,13,（1）间隙配合 孔的公差带在轴公差带上方，即具有间隙（包括Xmin0）的配合。对一批装配件而言，所有孔的尺寸轴的尺寸：,最大间隙：最小间隙：平均间隙：,14,（2)过盈配合 孔的公差带在轴公差带下方，即具有过
5、盈（包括Ymin0）的配合。对一批装配件而言，所有轴的尺寸孔的尺寸：,最大过盈：最小过盈：平均过盈：,15,（3)过渡配合 孔、轴公差带相互重叠，即可能具有间隙或过盈的配合：,最大间隙：最大过盈：平均间隙（或过盈）：,16,4.配合公差,允许间隙或过盈的变动量。表示对配合精度的要求，控制间隙或过盈变化的范围，反映使用要求，是评定配合精度的指标。没有符号的绝对值。间隙配合：过盈配合：过渡配合：,配合公差等于组成配合的孔、轴公差之和：,反映了使用要求与加工要求的关系配合精度与加工精度的关系。要提高配合精度，应降低零件的公差，即提高零件的加工精度。,17,五、基准制 配合制用标准化的孔、轴公差带组成
6、各种配合的制度。国标规定了两种并行的基准制，即基孔制和基轴制：,基孔制：以基本偏差为下偏差且等于0的孔的公差带，与不 同基本偏差的轴的公差带形成各种配合。基准孔基孔制的孔，。基轴制：以基本偏差为上偏差且等于0的轴的公差带，与不 同基本偏差的孔的公差带形成各种配合。基准轴基轴制的轴，。,18,19,3.2常用尺寸孔、轴极限与配合国家标准的构成,1.标准公差的等级及其代号代号 国家标准（GB/T1800.22009）IT+数字 公差等级 在公称尺寸至500mm内，国家标准将标准公差等级规定为20个等级:公差等级 IT01 IT0 IT1 IT18精度 高 低 公差值 小 大,一、孔、轴的标准公差系
7、列,20,2.标准公差因子,是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差系列的基础。标准公差的数值不仅与标准公差等级的高低有关，而且与公称尺寸的大小有关。,生产实践表明，加工误差范围与公称尺寸呈立方抛物线的关系（常用尺寸），即：,第一部分加工误差的影响第二部分测量误差的影响（线性关系）,21,、标准公差数值的计算 公式 表-(P38),22,表中公式的确定原则：,23,、尺寸分段：由于标准公差因子是公称尺寸的函数，即 为简化标准公差表格，国标将公称尺寸分成若干段，见附表-附表-9。,公称尺寸计算值：,按上述公式计算得到各种公称尺寸和公差等级的公差值 标准公差值表（附表3-2 P260）标准公差表
8、的查法,24,基本偏差是用以确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。1、基本偏差代号国标对孔、轴分别规定了种基本偏差，其代号用英文字母表示，大写表示孔，小写表示轴。26个英文字母中去掉，剩下的个字母加上7个双字母组合 组成了孔（轴）的种基本偏差代号，如图所示：,二、孔、轴基本偏差系列,25,26,2、轴的基本偏差系列,（1）ah：基本偏差为es（上偏差）。ag：es为负；h：es=0，是基轴制中基准轴的基本偏差代号。（2）jzc：基本偏差为 ei（下偏差）。j：ei为负；其余 ei为正。（3）js：公差带相对于零线对称分布。基本偏差为 ES=+IT/2或EI=-IT/2,27,（1）：基本偏差为
9、 EI（下偏差）。：EI为正；H：EI=0，是基孔制中基准孔的基本偏差代号。（2）：基本偏差为ES（上偏差）。J、K：ES为正；其余ES为负。（3）JS：公差带相对于零线对称分布。基本偏差为 ES=+IT/2或EI=-IT/2,3、孔的基本偏差系列,28,4、各种基本偏差所形成配合的特点,29,5、公差带代号及配合代号,（1）公差差带代号 标注在零件图上由基本偏差代号及公差等级代号中的数字组成。如：,30,（2）配合代号 标注在装配图上把孔和轴的公差带代号组合，用分数形式表示，分子为孔公差带，分母为轴公差带。例：H7/f6 或,31,6、基本偏差数值的确定,（1）轴的基本偏差数值,按表3-2所
10、列的公式计算。数值见附表3-4公式的由来：以基孔制中基本偏差为H的基准孔与不同基本偏差的轴形成的各种配合为基础，根据设计要求、生产实践和科学实验，经统计分析得到的。,32,（2）孔的基本偏差数值,由相同字母代号的轴的基本偏差数值换算得到。换算原则：基本偏差字母代号同名的孔和轴，分别构成的基轴制与基孔制的配合（同名配合）其配合的精度必须相同（即具有相同的极限间隙或极限过盈）。同名配合的配合精度相同,33,换算规则如下：1）通用规则用同一字母代号表示的孔和轴的基本偏差的绝对值相等，符号相反。适用范围：,34,2）特殊规则同名代号的孔和轴的基本偏差的符号相反，而绝对值相差一个值。原因：精度等级较高的
11、配合中常采用孔比轴低一级相配。工艺等价性适用范围：,35,换算过程：为达到两种基准制所形成的配合精度相同，应有：基孔制的最小过盈基轴制的最小过盈,数值见附表3-5,36,37,38,三、公差与配合在图样上的标注（1）装配图上在公称尺寸后面标注配合代号。如：50H7/f6或,标注：,39,（2）在零件图上，有三种标注形式：,注意：零偏差必须用数字“0”标出，不能省略。正偏差值的“+”不能省略。,40,四、孔、轴常用公差带和优先、常用配合,国标极限与配合 公差带和配合的选择规定了常用公差带与优先、常用配合。公差带与配合的标准化1孔、轴的常用公差带图3-17(P46)列出了孔的一般公差带105种，其
12、中优先13种（圆圈中的），常用44种（方框中的，含优先的13种）。,41,42,图3-18列出了轴的一般公差带116种，其中优先13种（圆圈中的），常用59种（方框中的,含优先的13种）。,43,2孔、轴的优先、常用配合基孔制的优先配合13种，常用配合59种。表3-3基轴制的优先配合13种，常用配合44种。表3-4,44,3.3 常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,包括的内容：选择配合制、选择标准公差等级、选择配合种类。基本原则：在满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益。一、配合制的选择基孔制和基轴制都可以满足同样的使用要求，选择时主要考虑产品结构、工艺和经济性等方面，与使用要求无关。选择原
13、则：1优先选用基孔制好处：减少孔公差带的数量，从而：（1）减少刀具规格种类；（2）减少量规规格种类。提高经济效益,45,46,例：,基孔制的配合,基轴制的配合,47,2特殊情况采用基轴制结构上的需要，在同一公称尺寸的轴上装有不同配合要求的几个孔的零件时，应采用基轴制。如发动机的活塞连杆机构中：,48,3以标准件为基准选择基准制 如：滚动轴承内圈与轴颈的配合基孔制滚动轴承外圈与箱体孔的配合基轴制,在农业机械、纺织机械和仪器仪表制造中，常用不需加工的冷拉钢材直接作轴，应采用基轴制。,49,4必要时可采用任意孔、轴公差带组成非基准制的配合如端盖与箱体孔的配合：,50,二、标准公差等级的选择实质：正确
14、解决零件使用要求与制造工艺及加工成本之间的矛盾。依据：原则：在满足使用要求的前提下，尽可能选较低的公差等级或较大的公差值。方法：类比法、计算法、实验法。类比法即参照经实践验证的、合理的同类产品中的相 似结构、相同要求、相近尺寸的孔、轴公差等 级进行选择。常用方法,51,1、各种公差等级的应用范围,52,2、用类比法选择公差等级应考虑的问题（1）同一配合中孔与轴的工艺等价性 同一配合中的孔和轴的加工难易程度基本相同。工艺等价性的原则，以 为界限：公差等级高于8级、公称尺寸500mm时，应选用孔比轴低一级配合。公差等级为8级、公称尺寸500mm时，对间隙配合或过渡配合应选用孔比轴低一级配合；对过盈
15、配合应选用孔轴同级配合。公差等级低于8级或公称尺寸500mm时，应选用孔轴同级配合。,53,（2）相配件或相关件的结构或精度某些孔、轴的公差等级决定于相关件或相配件的精度。如：与齿轮相配合的轴的公差，取决于相配件齿轮的精度等 级；与滚动轴承相配合的箱体孔和轴颈的公差取决于相配件 滚动轴承的精度等级。,54,（3）配合性质（配合种类）及加工成本（经济性）过盈、过渡配合和间隙较小的间隙配合中：孔，轴间隙较大的间隙配合中：孔、轴的公差等级可以较低间隙较大的间隙配合中：由于某方面原因，孔或轴必须选用较高的公差等级，则与之相配合的轴或孔的公差等级可以低 级降低加工成本。如：,（4）选用公差等级还应考虑几
16、何公差及表面粗糙度等因素。,55,三、配合的选用,方法（1）计算法：根据要求的间隙或过盈，查表计算；（2）类比法：参考同类型的图纸资料；（3）实验法：通过多次实验，找出最佳间隙或过盈。,配合类别选择的大体方向：,56,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：,间隙配合按相对运动速度选择,表36 给出了各种基本偏差的应用实例。,57,各种过盈配合基本偏差的比较与选择,58,各种过渡配合基本偏差的比较与选择,59,2用类比法选择配合种类时应考虑的问题（1）孔、轴间是否有相对运动相互配合的孔、轴间有相对运动时，必须选取间隙配合；无相对运动且传递载荷时（扭矩、轴向力），应选取
17、过盈配合或过渡配合（加键或销）。（2）过盈配合中的受载情况 传递的力或转矩越大，过盈量应越大。（3）孔和轴的定心精度要求定心精度较高时，通常采用过渡配合或小过盈量的过盈配合。（4）组合件的拆装情况（带孔零件和轴的拆装情况）经常拆卸或拆装困难，应选用较松的间隙配合。（5）孔和轴工作时的温度孔和轴工作时与装配时的温差较大，则选择配合时应考虑热变形的影响。,60,（6）装配变形 解决措施：补偿法 组合加工法,61,（7）生产类型单件小批量生产时孔偏小、轴偏大偏态分布：,采用的配合应比大批大量生产时松些,62,63,64,例2：图所示为钻模的一部分。钻模板4上装有固定衬套2，在工作中要求联接牢靠，在轻
18、微冲击和负荷下不能发生松动。试选择固定衬套2与钻模板4的配合。,65,解（1）基准制的选择对固定衬套2与钻模板4的配合，因结构无特殊要求，按国标规定，应优先选用基孔制。（2）公差等级的选择 钻模夹具各元件的连接，可按用于配合尺寸的IT5IT12级选用。重要的配合尺寸，对轴可选IT6，对孔可选IT7。本例中钻模板4的孔按IT7选用，固定衬套2的外圆按IT6选用。（3）配合种类的选择固定衬套2与钻模板4的配合，要求联接牢靠，在轻微冲击和负荷下不能发生松动，即使固定衬套内孔磨损了，需更换拆卸的次数也不多。因此参照表3-6可选平均过盈率大的过渡配合n，本例配合选为。.,66,3.4 大尺寸孔、轴公差与
19、配合,大尺寸:指公称尺寸 的尺寸。1标准公差因子在大尺寸的误差中，测量误差增大（主要部分），因此，其标准公差因子主要与公称尺寸有关，呈线性关系：D尺寸分段的几何平均值 公差等级系数与表3-1相同,67,2公差等级国标规定，大尺寸的标准公差等级分为18级：常用的等级为：大尺寸的孔、轴加工和测量都较困难3.配合特点标准规定了大尺寸段常用轴公差带41种，孔公差带31种，没有推荐配合。一般采用基孔制配合，孔和轴采用相同的公差等级。配制配合 在大尺寸的配合中，尤其是单件小批生产，如果精度等级偏高，经常采用配制配合。,68,配制配合以相互配合的孔和轴中的孔（或轴）的实际尺寸为基数，来配制相应的轴（或孔）的
20、工艺措施。“配制公差”的代号为MF。设计产品时，孔和轴应按互换性原则选取配合。当采用配制配合来满足要求时，用配制配合得到的极限间隙（或过盈）必须与按互换性原则选取的配合的结果相符合。例：P58,69,70,71,72,一般公差 未注公差的线性和角度 尺寸的公差一、一般公差指在车间通常加工条件下可保证的公差。不重要的尺寸和精度要求很低的非配合尺寸，在尺寸后不需注出公差，但不等于没有要求。二、一般公差的公差等级和极限偏差数值 1.公差等级 4个：精密:中等:粗糙:最粗:这4个公差等级相当于ITl2、ITl4、IT16和IT17,公差带均按对称分布形式。2.极限偏差数值 查表,3.5 线性尺寸的未注公差,73,三、图样标注若采用标准规定的一般公差，应在图样的的技术要求中或技术文件上注出本标准号和公差等级代号。如：选用中等等级时，表示为,74,1.标准公差、基本偏差、极限偏差、公差带、配合、基准制的定义。2.公差带图的绘制。3.配合种类的划分。4.几个关系式：公差、偏差与极限尺寸；极限间隙（或过盈）与孔、轴极限尺寸；配合公差与孔、轴公差。5.公差等级的选择原则。6.配合制的选择原则。,思考题,
