《学习指导》PPT课件.ppt

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1、学 习 指 导 本章学习的目的是掌握基础标准极限与配合的一般规律，为合理选用尺寸公差与配合、学习其它典型零件的公差与配合，进行尺寸精度设计打下基础。学习要求是对极限与配合标准中的术语定义，要着重搞清其概念与作用，并抓住它们之间的区别与联系进行分析，避免单纯从定义上孤立地去理解；重点要掌握标准公差与基本偏差的结构、特点和基本规律以及尺寸公差与配合的选用原则。,概述,1944年：国民党政府制定了“尺寸公差与配合”的国家标准，但实际使用的是日本、德国、美国标准。1955年：参照苏联标准，第一机械工业部颁布“公差与配合”的部颁标准，此标准只是将苏联标准（OCT标准）赋予了中文名词。1959年：颁布了“

2、公差与配合”的国家标准GB1591741959（简称“旧国标”）（精度等级偏低、配合种类偏少）1979年：参照国际标准制定了“公差与配合”的国家标准GB18001804 1979（简称“新国标”）取代GB159174195919921996年上述新国标进行了部分修订，将公差与配合改为极限与配合，用极限与配合 基础 第一部分：词汇（GB/T1800.11996）替代GB1800-1979中的公差与配合的术语及定义，用一般公差 线性尺寸的未注公差（GB/T18041992）替代未注公差尺寸的极限偏差（GB18041979）。,国家标准极限与配合中，公差与配合部分的标准主要包括：GB/T1800.1

3、1997极限与配合 基础 第1部分：词汇 GB/T1800.21998极限与配合基础 第2部分：公差、偏差和配合的基本规定 GB/T1800.31998极限与配合基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表GB/T1800.41999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/T18042000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,1-1 极限与配合的常用术语与定义,一、有关尺寸的术语及定义（GB/T1800.11997）,1尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、宽度、高度、中心距等。2孔和轴 孔通常指工件的圆柱形内表面，

4、也包括非圆柱形内表面，即由两平行平面或切平面形成的包容面。轴通常指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面，即由两平行平面或切平面形成的被包容面。,3基本尺寸 通过它并应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸（如图2-1）。它可以是一个整数或一个小数值。,4实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用Da和da表示。,由于测量误差 实际尺寸不一定是尺寸的真值。由于形状误差 同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因此要用二点法进行测量。,5极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸；孔或轴允许的最小尺寸称为最

5、小极限尺寸 孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和dmax表示，最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示。,特点：1）实际存在的，对一批零件而言是一随机变量。2）Dfe Da，dfe da3)只有Dfe dfe，孔、轴才能自由装配（不是Da da）,6.体外作用尺寸（见下图）定义：在配合面的全长上与实际孔相内接的最大理想轴的尺寸为孔的作用尺寸（Dfe）在配合面的全长上与实际轴相外接的最小理想孔的尺寸为轴的体外作用尺寸（dfe）,图2-2 孔和轴的体外作用尺寸,二、有关“公差与偏差”的术语和定义,3.公差带,1)公差带图解：,a)零线：,c）画法：,公差与偏差的区别：,4基本偏差,基本偏差：是指两

6、个极限偏差当中靠近零线或位于零线的那个偏差，用它来确定公差带相对零线位置。,三、有关“配合”的术语及定义,1）间隙配合 孔的公差带在轴公差带上方，即具有间隙的配合（包括Xmin0的配合）。对一批零件而言，所有孔的尺寸轴的尺寸,2)过盈配合,特征参数：YminDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes,3)过渡配合:孔、轴公差带相互重叠，即 可能具有X或Y的配合,过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结(既要求装拆方便；又要求对中性好),特征参数：XmaxDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes,XmaxXminXmaxYmax|ESei（EIes）|TDTd|Ymi

7、nYmax|,若要提高配合精度（即Tf）可减小相配合的孔、轴尺寸公差（即提高相配合的孔、轴加工精度）。设计时，应使TfTDTd。,Tf,3.配合公差,4基孔制、基轴制,1-2 极限与配合的标准规定,一、标准公差代号及等级,1标准公差:国标（GB/T1800.21998）规定的用以确定公差带大小的任一公差值 代号:IT International Tolerance 2公差等级 基本尺寸D500mm，国家标准将标准公差等级规定为20个等级，基本尺寸D500 3150mm内规定了IT1至IT18共18个标准公差等级。依次为 IT01 IT0 IT1 IT18 等级 高 低 公差值 小 大 不同尺寸

8、公差等级相同，尺寸的精确程度相同 IT7可读作：标准公差7级或简称7级公差。IT7 称为低于IT7级IT7称为 高于IT7级,1、公差单位 i 计算标准公差的基本单位，是制定标准公差系列表的基础 尺寸D500 第一项主要反映加工误差，呈抛物线规律 第二项用于补偿测量时温度变化引起的与基本尺寸成正比的测量误差。D500 3150 大尺寸 i 采用线性关系：温度变化引起的误差随直径的增大呈线性关系。,二、标准公差数值,公差等级系数和公差单位的乘积值，IT=a*I式中，a为公差等级系数，i(I)为公差单位（标准公差因子）,3、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

9、了分段，国标将 D500 尺寸分为13段，分段后的基本尺寸D 按段内首尾两个尺寸的几何平均值计算，根据计算尺寸代入公式计算标准公差值的标准公差表。D180 ISO一致，不均匀递增数系 D180 优先数系 主段落R10 中间段落R20,2、公差等级系数：基本尺寸一定时，公差等级系数唯一决定公差大小。公差等级分为20级 IT01,IT0,IT1,IT18 依次降低，系数依次增大。,基本尺寸500 mm 的标准公差数值计算公式,公差单位，公差等级，基本尺寸分段,三、基本偏差系列,基本偏差：靠近零线的那个极限偏差，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。孔轴分别有28种极限偏差，用大小写英文字母表示，按

10、顺序排列。I，L，O，Q，W（i，l，o，q，w）5个字母不能使用，另外的21字母加上cd,ef,fg,za,zb,zc,js 七个双字母，共有28个代号,一、基本偏差的代号、特点,1）代号：拉丁字母（按英文读音），孔大写、轴小写。,a)分布简图如下图,2）特点,b)Js完全对称，J基本对称（孔ES，只有J6、J7、J8；轴只有j5、j6、j7、j8，逐步被Js取代）,c)基本偏差原则上与公差等级无关，有一些除外（K、M、N等有两种位置）。例：AH(ah)与公差等级无关。10f7、10f8、10f9d)“AZC”（azc）除J（j）以外，20个等级齐全。,一线、二点、三段 一线：28种基本偏差

11、AZC(或azc)相对零线位置的变化规律线 二点：两个特殊点（1）H（或h）点；（2）JS（或js）点 三段：孔：AH段：与h形成间隙配合；Js、JN段：与h主要形成过渡配合 PZC段：与h主要形成过盈配合 轴：ah段：与H形成间隙配合 js、jn段：与H主要形成过渡配合 pzc段：与H主要形成过盈配合,记忆方法：,二、基本偏差数值,1轴的基本偏差数值,轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，按照各种配合要求，根据生产实践经验和统计分析结果所得出的一系列公式经计算后圆整尾数而得出。例如间隙配合，根据实践或试验得知间隙X的大小，然后以基孔制，计算出ag轴的基本偏差es(h=0，不要计算),如图所示

12、。,2孔的基本偏差数值,由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一致的，所以，孔的基本偏差不需要另外制定一套计算公式，而是根据相同字母代号轴的基本偏差，在相应的公差等级的基础上按一定的规则换算得来的。换算的原则：基孔制、基轴制同名配合的配合性质相同。同名配合：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。如H9/f9与F9/h9、H7/p6与P7/h6，其配合的性质必须相同（即具有相同的极限间隙或极限过盈）。,（1）基本偏差的换算规则1）通用规则：同名字母代号的孔和轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即从公差带图解看，孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。,2）特殊规则：同名

13、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。,即用上述公式计算出孔的基本偏差按一定规则化整，编制出孔的基本偏差表。实际使用时，可直接查此表，不必计算。孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算 ES=EI+IT EI=ESIT,国家标准制定中，考虑工艺等价性 1）公差等级高于或等于IT8的K、M、N（过渡配合），采用孔比轴低一级的配合。2）公差等级高于或等于IT7的PZC（过盈配合），采用孔比轴低一级的配合。因此，以上两种情况下的孔基本偏差，按照特殊规则换算，在查表时都有相应的，在从基孔制换成同名的基轴制时，为保证配合性质不变，注意孔、轴精度等应相差一级,3）特殊规则的应用,（2）基本偏差

14、的换算过程,基本偏差AH的换算过程图,Xmines,Xmin+EI,1）基本偏差AH的换算过程,2）基本偏差JZC的换算过程（以K、M、N的过渡配合为例）,基本偏差JZC的换算过程图,（3）基孔制、基轴制同名配合的配合性质间隙配合：只要是同名配合配合性质一定相同。过渡配合、过盈配合：高精度时，孔的基本偏差用特殊规则换算，孔比轴低一级，同名配合的配合性质才相同。低精度时，孔的基本偏差用通用规则换算，孔、轴必须同级，同名配合配合性质才相同。即：同名配合配合性质，必须：,小结,1.基本偏差一般为靠近零线的那个上偏差或下偏差作为基本偏差。国标分别规定了28个孔、轴基本偏差代号。2.基本偏差数值可由基本

15、偏差代号及基本尺寸，查表确定。应注意：基本尺寸500mm，公差等级IT7的PZC;IT8的J、K、M、N查表时，要加值。3.同名配合 基孔或基轴制中，基本偏差代号相当，孔、轴公差等级同级或孔比轴低一级的配合称同名配合。所有基孔或基轴制的同名的间隙配合的配合性质相同。基孔或基轴制的同名的过渡和过盈配合只有公差等级组合符合国标在换算孔的基本偏差时的规定，配合性质才能相同。即D500mm 的IT8的K、M、N以及IT7的PZC，还有D500mm、D3mm的所有JZC形成配合时，必须采用孔、轴同级。D500mm的IT8的J、K、M、N以及IT7的PZC形成配合时，必须采用孔比轴低一级。,四、常用和优先

16、的公差带与配合,GB/T18011999规定了基本尺寸500mm的一般用途轴的公差带116个和孔的公差带105个，再从中选出常用轴的公差带59个和孔的公差带44个，并进一步挑选出孔和轴的优先用途公差带各13个，如图2-17（一般、常用和优先轴的公差带）和图2-18（一般、常用和优先孔的公差带）所示。图中方框中的为常用公差带，圆圈中的为优先公差带。选用时，以优先、常用、一般、任一孔、轴公差带为顺序;以优先、常用、任一孔、轴公差带组成配合为顺序。,一、公差带与配合代号,（1）差带代号：由基本偏差代号及公差等级代号组成。,或用数字(mm)表示（或两者结合）例：5g8、5 或 5g8()对称偏差表示为

17、：10Js5(0.003),0.0040.022,0.0040.022,位置,大小,二、一般、常用和优先的孔、轴公差带（GB/T18011999）,g6,js6,m6,n6,s6,t6,e7,h7,d9,h9,h11,g6,js6,m6,n6,s6,t6,e7,h7,d9,h9,b11,h11,图2-17 一般、常用和优先轴的公差带,图2-18一般、常用和优先孔的公差带,三、常用和优先配合,表28基孔制常用和优先配合（摘自GB/T18011999）,五、一般公差 线性尺寸的未注公差（GB/T18041992）,一、一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）,一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的

18、公差。它是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。国家标准GB/T 18042000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差等效地采用了国际标准中的有关部分，替代了GB/T 18041992一般公差 线性尺寸的未注公差。简单地说一般公差就是只标注基本尺寸，未标注公差。（如：30、100）即通常所说的“自由尺寸”。一般公差正常情况下，一般不测量。,二、一般公差的规定,一般公差规定四个等级：f（精密级）、m（中等级）、c（粗糙级）、v（最粗级）。这4个公差等级相当于ITl2、ITl4、IT16和IT17。在基本尺寸0.54000mm范围内分为8个尺寸段。极限偏差均对称分布。标准同时也对倒圆半

19、径与倒角高度尺寸的极限偏差的数值作了规定。,三、应用,主要用于不重要的，较低精度的非配合尺寸及以工艺方法可保证的尺寸（铸、模锻）。（简化制图，节约设计、检验时间，突出重要尺寸）,四、标注,当采用一般公差时，在图样上只注基本尺寸，不注极限偏差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差等级代号作出总的说明。例如，当选用中等级m时，则表示为GB/T 1804m。如用比一般公差还大的公差，则应在尺寸后标注相应的极限偏差（如：盲孔深度尺寸）,1-3、公差带与配合的选用,一、基准制的选用,1一般情况下应优先选用基孔制2基轴制的选择（1）直接使用有一定公差等级（IT8IT11）而不再进行机械加工

20、的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。若需要各种不同的配合时，可选择不同的孔公差带位置来实现。这种情况主要应用在农业机械和纺织机械中。,（2）加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济。（3）根据结构上的需要，在同一基本尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示。,基准制选择示例(一),若与标准件(零件或部件)配合，应以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键槽的配合应采用基轴制；滚动轴承外圈与箱体孔的配合应采用基轴

21、制，滚动轴承内圈与轴的配合应采用基孔制，如图所示选择箱体孔的公差带为J7，选择轴颈的公差带为k6。,（4）与标准件配合的基准制选择,3非基准制配合的采用,基准制选择示例（二）,二、公差等级的选用,1.依据：TDTdTf2.选择原则:1）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。2）(工艺等价)对于基本尺寸500mm有较高公差等级的配合，因孔比同级轴难加工，当标准公差IT8时，国标推荐孔比轴低一级相配合，使孔、轴的加工难易程度相同。但对IT8级或基本尺寸500mm的配合，因孔的测量精度比轴容易保证，推荐采用孔、轴同级配合。3.方法：1）计算 查表（下面将举例说明）2）类比法：

22、参照类似的机构、工作条件和使用要求的经验资料，进行比照。（常用方法）,4.选用时应考虑以下问题,1)相配合的孔和轴的工艺等价性基本尺寸500mm：精度等级高于IT8推荐孔比轴低一级 精度等级等于IT8：孔轴同级过盈配合 或孔低一级过渡或间隙配合 精度等级低于IT8孔轴同级基本尺寸500mm，精度等级高于IT8，一般轴、孔同级基本尺寸3mm，有时轴比孔低一级,2)考虑配合（1）过渡、过盈配合，不允许间隙或过盈变动量过大，要求精度较高（2）间隙配合：间隙小时较高精度；间隙大时较低精度,3）考虑加工成本：为了降低成本，对于一些精度要求不高的配合，孔、轴的公差等级可以相差2 3 级，如图所示，轴承端盖

23、凸缘于箱体孔的配合为100J7/e9，轴上隔套与轴的配合为55G9/j6，它们的公差等级相差分别为2 级和3 级。,4）考虑相配件的精度 齿轮与轴的配合取决于齿轮精度等级 滚动轴承与轴、孔的配合与轴承的精度等级有关,5使用“类比法”应掌握的知识）各公差等级的应用范围 2)各种加工方法可达到的加工精度等级,三、配合的选用,1根据使用要求确定配合的类别 配合的选择首先要确定配合的类别。选择时，应根据具体的使用要求确定是间隙配合还是过渡或过盈配合。例如，孔、轴有相对运动(转动或移动)要求，必须选择间隙配合；若孔、轴间应无相对运动，应根据具体工作条件的不同确定过盈、过渡甚至间隙配合。表2-14给出了配

24、合类别选择的大体方向。,表2-14 配合类别选择的大体方向,计算法就是根据理论公式，计算出使用要求的间隙或过盈大小来选定配合的方法。对依靠过盈来传递运动和负载的过盈配合，可根据弹性变形理论公式，计算出能保证传递一定负载所需要的最小过盈和不使工件损坏的最大过盈。由于影响间隙和过盈的因素很多，理论的计算也是近似的，所以在实际应用中还需经过试验来确定，一般情况下，很少使用计算法。试验法就是用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过盈范围。该方法主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验法比较可靠，但周期长、成本高，应用也较少。类比法就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配合的实例，再结合

25、所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合。该方法应用最广。,2选定基本偏差（配合）的方法,3.用类比法选择配合时应考虑的因素 1)相配件是否有相对运动：有相对运动间隙配合(间隙配合传递载荷可加键、销等)无相对运动常用过盈或过渡配合（小过盈和过渡配合传递载荷须加键、销等）2)孔轴定心精度要求：孔轴定心精度要求高，且孔轴间无相对运动时过渡配合，甚至小过盈配合 孔轴有定心精度要求，且孔轴间有相对运动时小间隙配合，一般H/h 3)过盈配合中的受载情况：载荷大或冲击载荷过盈量大 4)装拆要求：经常装拆稍松的配合（间隙增大或过盈量减小）,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：,

26、间隙配合按相对运动速度选择,各种过盈配合基本偏差的比较与选择,各种过渡配合基本偏差的比较与选择,用类比法选择配合时还必须考虑如下一些因素：受载情况拆装情况配合件的结合长度和形位误差配合件的材料温度的影响 装配变形的影响 生产类型,4.已知配合的极限盈、隙时，基本偏差的确定方法,计算查表法确定基本偏差代号的计算公式,小 结,本次课讲授了国家标准规定的一般、常用和优先的公差带与配合、一般公差的规定以及公差与配合的选择，其中配合的选择包括基准制的选择，公差等级的选择，配合（即与基准件相配合的非基准件的基本偏差代号）的选择。选择方法主要是类比法。应优先选用基孔制。确定公差等级的基本原则是，在满足使用要

27、求的前提下，尽量选取较低的公差等级。确定方法主要是类比法。配合的选择应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能满足要求，可以选择其他的配合。选择方法主要是类比法。要非常熟悉各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用场合。,本 章 小 结,1有关“尺寸“的术语有：基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、实体尺寸、体外作用尺寸。2尺寸合格条件：实际尺寸在极限尺寸的范围内。3有关“公差与偏差”的小结见教材表2-1。4“极限与配合图解”简称“公差带图解”，其画法见本章相关内容。公差带有大小和位置两个参数。国家标准将这两个参数标准化，得到标准公差系列和基本偏差系列。5按孔和轴的公差带

28、之间关系的不同，配合分为：间隙配合、过盈配合和过渡配合。国家标准配合制规定有基孔制（基准孔基本偏差代号为H）和基轴制（基准轴基本偏差代号为h）两种基准制配合。6标准公差系列（标准公差值不分孔、轴，按基本尺寸和公差等级查教材表2-2）（1）公差等级是确定尺寸精确程度的等级，国标对基本尺寸500mm的孔、轴规定了20公差等级：IT01，IT0，IT1IT18。只要公差等级相同，加工难易程度就相同（孔和孔比，轴和轴比）,（2）基本尺寸500mm，IT5IT18时，IT=ai，a是公差等级系数。从IT6开始，a按优先数系R5取值，即公差等级每增加5级，公差值增加10倍，例：IT12=10IT7。7基本偏差系列 国标分别规定了28个孔、轴基本偏差代号（孔：AZC；轴：azc。），见教材图2-10。数值可查教材表2-5，2-6。8同名配合 AH与h，ah与H组成的基孔制和基轴制的同名配合（基准制同名的间隙配合）配合性质相同。基孔制和基轴制的同名的过渡和过盈配合只有公差等级组合符合国标在换算孔的基本偏差时的规定时，配合性质才能相同。9尺寸公差、配合的标注以及线性尺寸一般公差的规定和在图样上的表示方法，见本章有关内容。10公差与配合的选择主要包括确定基准制、公差等级以及配合的种类。,