第三章圆柱体结合10-1

互换性与技术测量辽宁科技大学机械学院主编：黄微第三章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定 熟练掌握标准公差、孔（轴）基本偏差、公差带熟练掌握标准公差、孔（轴）基本偏差、公差带、 基准制、作用尺寸基准制、作用尺寸 、配合性质等常用的基本术语、配合性质等常用的基本术语、定义和相应计算；熟练掌握尺寸公差带图的画法、定义和相应计算；熟练掌握尺寸公差带图的画法；掌握孔、轴基本偏差的；掌握孔、轴基本偏差的 换算规则换算规则 ；了解公差等级；了解公差等级和配合种类的和配合种类的 选择选择 方法。能较熟练的查表；能正确方法。能较熟练的查表；能正确的进行尺寸标注。能对工件的的进行尺寸标注。能对工件的 合格性合格性 进行判断。进行判断。 重点：标准公差、孔（轴）基本偏差等常用的基重点：标准公差、孔（轴）基本偏差等常用的基本术语、定义和计算；换算规则；公差等级和配合本术语、定义和计算；换算规则；公差等级和配合种类的选择；尺寸标注。种类的选择；尺寸标注。教学内容的基本要求、重点教学内容的基本要求、重点 1.轴：通常指圆柱形工件的外表面，也可泛轴：通常指圆柱形工件的外表面，也可泛指被包容面。指被包容面。 特点：随着加工余量的切除，轴的尺寸是特点：随着加工余量的切除，轴的尺寸是越加工越小。越加工越小。 2.孔：通常指圆柱形工件的内表面，也可泛孔：通常指圆柱形工件的内表面，也可泛指包容面。指包容面。 特点：随着加工余量的切除，孔的尺寸越特点：随着加工余量的切除，孔的尺寸越加工越大。加工越大。 3 .尺寸：用特定的单位表示长度值的数字尺寸：用特定的单位表示长度值的数字。3.1基本术语基本术语 4.基本尺寸基本尺寸 ：设计给定的尺寸。：设计给定的尺寸。 它与使用要求、结构特点、强度、刚度有关。它与使用要求、结构特点、强度、刚度有关。是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。 轴、孔配合时，轴、孔的轴、孔配合时，轴、孔的 基本尺寸相同基本尺寸相同 。 孔的基本尺寸常用孔的基本尺寸常用 D表示表示 , 轴的基本尺寸常用轴的基本尺寸常用 d表示。表示。 5.实际尺寸实际尺寸 Da、 da： 通过测量得到的尺寸。通过测量得到的尺寸。 由于测量时存在各种误差，实际尺寸不是尺寸由于测量时存在各种误差，实际尺寸不是尺寸的真值。实际尺寸常用两点法测量得到的真值。实际尺寸常用两点法测量得到 (如：游如：游标卡尺、千分尺标卡尺、千分尺 )。 3.1基本术语基本术语局部局部 实际尺寸实际尺寸 Da、 da： 由于测量时存在各种由于测量时存在各种误差，各截面实际尺寸（局部误差，各截面实际尺寸（局部 实际尺寸实际尺寸 Da、da） 可能不相同。可能不相同。6.极限尺寸极限尺寸 ：允许尺寸变化的两个极限值。：允许尺寸变化的两个极限值。 最大极限尺寸和最小极限尺寸：最大极限尺寸和最小极限尺寸：孔的最大极限尺寸孔的最大极限尺寸 Dmax；孔的最小极限尺寸孔的最小极限尺寸 Dmin；轴的最大极限尺寸轴的最大极限尺寸 dmax；轴的最小极限尺寸轴的最小极限尺寸 dmin；最大实体极限：轴、孔在尺寸公差范围内，具最大实体极限：轴、孔在尺寸公差范围内，具 有有 允许的允许的 材料量为最多时的极限尺寸。材料量为最多时的极限尺寸。 孔的最大实体极限为孔的最大实体极限为 孔孔 最小极限尺寸最小极限尺寸 Dmin轴的最大实体极限为轴的最大实体极限为 轴轴 最大极限尺寸最大极限尺寸 dmax7.最大实体极限最大实体极限 MML和和 最小实体极限最小实体极限 LML最小实体极限：轴、孔在尺寸公差范围内，具最小实体极限：轴、孔在尺寸公差范围内，具有有 允许的允许的 材料量为最少时的极限尺寸。材料量为最少时的极限尺寸。 孔的最小实体极限为孔的最小实体极限为 孔孔 最大极限尺寸最大极限尺寸 Dmax轴的最小实体极限为轴最小极限尺寸轴的最小实体极限为轴最小极限尺寸 dmin8.作用尺寸作用尺寸 (P70)：孔的作用尺寸孔的作用尺寸 Dm：在配合面的全长上，与在配合面的全长上，与 实际孔内接实际孔内接 的的 最大理想最大理想 轴轴的尺寸，称为的尺寸，称为 孔的作用尺寸孔的作用尺寸 。孔的作用尺寸与极限尺寸的关系孔的作用尺寸与极限尺寸的关系合格时，孔的局部实际尺寸合格时，孔的局部实际尺寸 Dmin Da Dmax轴的作用尺寸轴的作用尺寸 dm 在配合面的全长上，与在配合面的全长上，与 实际轴外接实际轴外接 的的 最小最小理想孔理想孔 的尺寸，称为的尺寸，称为 轴的作用尺寸轴的作用尺寸 。轴的作用尺寸与极限尺寸的关系轴的作用尺寸与极限尺寸的关系合格时，轴的局部实际尺寸合格时，轴的局部实际尺寸 dmin da dmax孔孔虽然尺寸处处合格，但如虽然尺寸处处合格，但如 有形状误差，轴有形状误差，轴 也也可能不能正常装配。可能不能正常装配。轴轴 在实际轴、孔的配合中，轴、孔本身会存在形在实际轴、孔的配合中，轴、孔本身会存在形状误差，该形状误差要影响实际配合效果，改变状误差，该形状误差要影响实际配合效果，改变配合性质。配合性质。 引进作用尺寸的就是要考虑形状误差对配合尺引进作用尺寸的就是要考虑形状误差对配合尺寸的影响。寸的影响。 工件没有形状误差时，作用尺寸等于局部实际工件没有形状误差时，作用尺寸等于局部实际尺寸。尺寸。引进作用尺寸的意义引进作用尺寸的意义作用尺寸是理想化了的实际尺寸。作用尺寸是理想化了的实际尺寸。合格性判定合格性判定 极限尺寸判断原则（泰勒原则）极限尺寸判断原则（泰勒原则） 工件同时存在尺寸和形状误差时，如何判断工件同时存在尺寸和形状误差时，如何判断工件尺寸的合格性？工件尺寸的合格性？ 为此规定了为此规定了 “极限尺寸判断原则极限尺寸判断原则 ”，即泰勒原，即泰勒原则。其定义为：孔或轴的作用尺寸不得超过则。其定义为：孔或轴的作用尺寸不得超过最大实体尺寸，任何位置的实际尺寸不允许最大实体尺寸，任何位置的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。其数学公式：超过最小实体尺寸。其数学公式：DmDmin ， DaDmaxdmdmax ， dadmin9.尺寸偏差：某尺寸与其基本尺寸的代数差。尺寸偏差：某尺寸与其基本尺寸的代数差。其差大于零时，偏差为正；小于零为负。将正号其差大于零时，偏差为正；小于零为负。将正号“+” 或负号或负号 “-” 标于该差前。标于该差前。孔最大极限尺寸孔最大极限尺寸 Dmax-基本尺寸基本尺寸 D 上偏差上偏差 ES孔最小极限尺寸孔最小极限尺寸 Dmin-基本尺寸基本尺寸 D 下偏差下偏差 EI轴最大极限尺寸轴最大极限尺寸 dmax-基本尺寸基本尺寸 d 上偏差上偏差 es轴最小极限尺寸轴最小极限尺寸 dmin-基本尺寸基本尺寸 d 下偏差下偏差 ei实际孔实际孔 Da-基本尺寸基本尺寸 D 实际偏差实际偏差 Ea实际轴实际轴 da-基本尺寸基本尺寸 d 实际偏差实际偏差 ea实际偏差同样有正、负、零之分。实际偏差同样有正、负、零之分。合格条件：下偏差合格条件：下偏差 实际偏差实际偏差 上偏差上偏差对孔有：对孔有： EI Ea ES；对轴有对轴有 : ei ea es偏差可以为正、为负和零；偏差可以为正、为负和零；极限偏差用来确定公差位置，极限偏差用于限极限偏差用来确定公差位置，极限偏差用于限制实际偏差，调整刀具位置的；制实际偏差，调整刀具位置的；单个零件能测量出实际偏差，一批零件才有误单个零件能测量出实际偏差，一批零件才有误差问题。差问题。10.尺寸公差：允许尺寸的尺寸公差：允许尺寸的 最大最大 变动量。变动量。公差公差 T 上偏差下偏差上偏差下偏差最大极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸公差是没有正、负的绝对值，不能为零（因为公差是没有正、负的绝对值，不能为零（因为误差不能为零），公差表示制造精度要求，用误差不能为零），公差表示制造精度要求，用来限制误差，可反映加工难易。来限制误差，可反映加工难易。零线下偏差上偏差轴孔最大极限尺寸 最小极限尺寸 基本尺寸公差最大极限尺寸基本尺寸最小极限尺寸公差 下偏差 上偏差11.零线、公差带与公差带图解零线、公差带与公差带图解 P7111 零线、公差带、公差带图零线、公差带、公差带图 零零 线线 ：在公差带图中，确定偏差位置的基：在公差带图中，确定偏差位置的基准直线。是基本尺寸的起始位置准直线。是基本尺寸的起始位置 。 零线上方为正偏差值零线上方为正偏差值 ,下方为负偏差值。相当下方为负偏差值。相当是是 坐标零点坐标零点 。 尺寸公差带尺寸公差带 ：由上偏差和下偏差两直线限定：由上偏差和下偏差两直线限定的区域。的区域。 确定公差带位置有两要素确定公差带位置有两要素 ：大小和位置：大小和位置 。 大小大小 由由 p87表表 3.4中中 标准公差数值标准公差数值 决定；决定； 位置位置由由 p94 p96表表 3.7和表和表 3.8轴或孔的轴或孔的 基本偏差基本偏差 表表中数值来决定。中数值来决定。 公差带图公差带图 ：用来描述孔、轴公差带相对于零：用来描述孔、轴公差带相对于零线位置或相互配合关系的图。公差带的大小应线位置或相互配合关系的图。公差带的大小应大致成比例；长短适当，一般不作规定。大致成比例；长短适当，一般不作规定。 尺寸公差带图（举例）尺寸公差带图（举例） 画出基本尺寸为画出基本尺寸为 50， 最大极限尺寸为最大极限尺寸为 50 .025 、 最小极限尺寸为最小极限尺寸为 50 mm的孔与的孔与 最大极限尺寸为最大极限尺寸为 49.975 、 最小极限尺寸最小极限尺寸 49.959mm的轴相配合的公差带图。的轴相配合的公差带图。0+-50孔轴+0.025-0.025-0.041-0.05 若实际孔尺寸为若实际孔尺寸为50.01mm,实际轴尺寸实际轴尺寸为为 49.950mm， 问零问零件是否合格。件是否合格。12. 基本偏差、标准公差基本偏差、标准公差13.配合 P73 基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合。系，称为配合。 用轴、孔配合公差带图来描述基本尺寸、极限尺寸用轴、孔配合公差带图来描述基本尺寸、极限尺寸、极限偏差和公差之间的关系。、极限偏差和公差之间的关系。 配合种类有三种：间隙、过盈、过渡。配合种类有三种：间隙、过盈、过渡。基本偏差基本偏差 用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。下偏差。 一般指靠近零线的那个偏差。一般指靠近零线的那个偏差。标准公差标准公差 指国标规定的用以确定公差带指国标规定的用以确定公差带 大小大小 的任一公的任一公差。见差。见 p87表表 3.4。选择配合种类（选择配合种类（ 根据工程需要 ） 配合种类：间隙配合、过盈配合、过渡配合配合种类：间隙配合、过盈配合、过渡配合 间隙配合：间隙配合： 孔尺寸孔尺寸 -轴尺寸轴尺寸 S 0， 最大间隙最大间隙 Smax Es-ei Dmax-dmin 0 ， 最小间隙最小间隙 Smin EI-es Dmin-dmax 0 ， 孔公差带在轴公差带上方。孔公差带在轴公差带上方。 配合公差配合公差 Tf： 允许间隙的变动量。允许间隙的变动量。 Tf= Smax-Smin= TD+Td, TH为孔公差；为孔公差； Ts为轴公差为轴公差间隙配合用于孔、轴间有相对运动的连接，同时，间隙还可儲藏润滑油，补偿温度和力引起变形。过盈配合过盈配合 孔尺寸孔尺寸 -轴尺寸轴尺寸 0，孔尺寸小，孔尺寸小 ,轴尺寸大，形成过轴尺寸大，形成过盈。盈。 最大过盈最大过盈 max EI-es Dmin-dmax 0， 最小过盈最小过盈 min= Es-ei Dmax-dmin 0, 孔公差带在轴公差带下方。孔公差带在轴公差带下方。 配合公差配合公差 Tf： 允许过盈的变动量。允许过盈的变动量。 Tf= max- min =TH+Ts 过盈配合用于孔、轴间的紧固连接，孔、轴间不能有相对运动，装配时要加压力。也可利用热胀冷缩的方法进行装配。紧固连接利用孔、轴表面的弹塑性变形实现的。能承受一定的扭矩和轴向推力。过渡配合过渡配合 特点特点 :孔、轴公差带有孔、轴公差带有 重叠重叠 ，配合结果不是，配合结果不是 小间隙小间隙 就是就是小过盈小过盈 。常用于定心精度高、对中性和同轴度好、便于拆。常用于定心精度高、对中性和同轴度好、便于拆卸和装配的场合。卸和装配的场合。 最大间隙最大间隙 Smax Es-ei Dmax-dmin 0， 最大过盈最大过盈 max EI-es Dmin-dmax 0， 配合公差配合公差 Tf： 允许过盈和间隙的变动量。允许过盈和间隙的变动量。 Tf= Smax- max= TH+Ts 配合公差表示配合的精确程度，是设计和配合公差表示配合的精确程度，是设计和使用的要求，体现设计者的想法。使用的要求，体现设计者的想法。 孔公差孔公差 TH和轴公差和轴公差 Ts是加工的要求，配合是加工的要求，配合公差提高，孔、轴公差也要相应提高，这样公差提高，孔、轴公差也要相应提高，这样就会使加工精度提高，使加工变难了。就会使加工精度提高，使加工变难了。 所以，设计要求要符合生产实际，配合公所以，设计要求要符合生产实际，配合公差不能太高，换个角度讲：孔、轴公差也不差不能太高，换个角度讲：孔、轴公差也不能太高。否则会使加工变得困难。能太高。否则会使加工变得困难。分分 析析配合种类图配合种类图 根据其公带位置不同，有三种配合类型：间隙根据其公带位置不同，有三种配合类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。配合、过盈配合和过渡配合。0+-基本尺寸基本尺寸孔轴孔轴孔轴间隙过盈 过渡+- -0 0+基本尺寸基本尺寸基本尺寸基本尺寸ESeiesEI ESEIesei 配合公差带图：见配合公差带图：见 P77图图 3.1114.基准制基准制 基孔制基孔制 ： 基本偏差 为零为零 的 孔 公差带与不同基本偏差的 轴 的公差带形成各种配合。 基轴制：基轴制： 基本偏差 为零为零 的 轴 公差带与不同基本偏差的 孔 的公差带形成各种配合。国标规定的用于配合的制度，国标规定的用于配合的制度， 有两种：基孔制有两种：基孔制、基轴制、基轴制基孔制配合图基孔制配合图 P78 基孔制：孔尺寸为基准，下偏差为基本偏基孔制：孔尺寸为基准，下偏差为基本偏差，其数值为零，其偏差代号为差，其数值为零，其偏差代号为 H； 上偏差为上偏差为正值，公差带在零线上方。正值，公差带在零线上方。0+-基本尺寸基准孔 H公差带 a bjkmpzc间隙配合 过渡配合 过盈配合小过盈nh小间隙图 3-12基轴制配合图 P78 基轴制： 轴尺寸为基准，上偏差为基本偏轴尺寸为基准，上偏差为基本偏差，其数值为零，其偏差代号为差，其数值为零，其偏差代号为 h； 下偏