《尺寸公差培训》PPT课件.ppt

极限与配合 一、概述 二、基本术语及定义 三、极限与配合国家标准的构成 四、极限与配合的选择 五、极限与配合在图样上的标注 六、尺寸链在精度设计中的运用 一、概述 目前我国推荐执行的国家标准： GB/T 1800.1-1997 GB/T 1800.2-1998 GB/T 1800.3-1998 GB/T 1800.4-1999 极限与配合： GB/T 1800.1-2009 GB/T 1800.2-2009 一、概述 目前我国推荐执行的国家标准： GB/T 1800.1-2009极限与配合 第1部分：公差、偏差和配合的基础 GB/T 1800.2-2009极限与配合 第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏 差表 一、概述 目前我国推荐执行的国家标准： GB/T 1801-2009 极限与配合 公差 带和配合的选择 GB/T 1804-2000一般公差 未注公 差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 3177-2009光滑工件尺寸的检 验 二、基本术语及定义 孔：内表面 轴：外表面 1.孔轴的定义 二、基本术语及定义 2.线性尺寸： 两点之间的距离。 3.公称尺寸：设计确定的尺寸，用符 号D表示。 4.极限尺寸：尺寸要素允许的尺寸的两 个极端值。老标准中的最大极限尺寸改 称为上极限尺寸，最小极限尺寸改称为 下极限尺寸。 二、基本术语及定义 4.极限尺寸： 孔的上极限尺寸：Dmax 孔的下极限尺寸：Dmin 轴的上极限尺寸：dmax 轴的下极限尺寸：dmin 二、基本术语及定义 5.实际尺寸（提取组成要素的局部尺 寸）： 通过测量获得的某一孔或轴的尺寸 。 测量尺寸=真实尺寸测量误差 尺寸的合格条件： 孔： DminDaDmax 轴： dmindadmax 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 百分表 千分表 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 测缸表 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 块规 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 塞规 卡规 用于 大批量生产 的孔、轴的 测量。通端 过去，止端 过不去为合 格。 通端 止端 通端止端 二、基本术语及定义 典型的测量仪器数显卡尺 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 外径千分尺 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 测量钻头、 铣刀的千分 尺 二、基本术语及定义 典型的测量仪器测深千分尺 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 高度游标尺 二、基本术语及定义 典型的测量仪器 电子数显高 度测量仪 二、基本术语及定义 测量误差 对于任何测量过程来说，由于计量 器具和测量条件的限制，不可避免地会 出现或大或小的测量误差。因此，每一 个实际测得值，往往只是在一定程度上 近似于被测几何量的真值，这种近似程 度在数值上则表现为测量误差。 二、基本术语及定义 测量误差的来源 计量器具的误差：包括计量器具的 设计、制造和使用过程中的各项误差， 反映在示值误差和测量的重复性上； 方法误差：指测量方法不完善，包 括计算公式不准确，测量方法选择不当 ，工件安装、定位不准确等引起的误差 。 二、基本术语及定义 测量误差的来源 环境误差：指测量时环境条件不 符合标准的测量条件，如环境温度、湿 度、气压、照明（引起视差）、振动、 电磁场等； 人员误差：指人为差错，如使用 计量器具不正确、测量瞄准不准确、读 数或估读错误等。 二、基本术语及定义 测量误差的分类 系统误差：指在相同的测量条件 下，多次测取同一量值时，绝对值和符 号均保持不变的测量误差，可用修正值 从测量结果中予以消除； 随机误差：指在相同的测量条件 下，多次测取同一量值时，绝对值和符 号以不可预定的方式变化着的测量误差 二、基本术语及定义 测量误差的分类 粗大误差：指超出在规定的测量 条件下预计的测量误差，即对测量结果 产生明显歪曲的测量误差。应设法剔除 。产生的原因主要有测量人员的疏忽、 外界突然的振动等。 二、基本术语及定义 测量误差的分类 系统误差和随机误差的划分并不是 绝对的，在一定条件下可以相互转化。 如按级使用的量块制造误差是随机 误差，按等使用的量块制造误差被检定 出来，所以是系统误差。 二、基本术语及定义 测量误差的分类 掌握误差转化的特点，可根据需要 将系统误差转化为随机误差，用概率论 和数理统计的方法来减小该误差的影响 ；或将随机误差转化为系统误差，用修 正的方法减小该误差的影响。 二、基本术语及定义 测量精度的定义 测量精度是指被测几何量的测得值 与其真值的接近程度。它和测量误差是 从两个不同角度说明同一概念的术语。 测量误差越大，测量精度就越低； 测量误差越小，测量精度就越高。 二、基本术语及定义 测量精度的分类 正确度：正确反映测量结果中系统 误差的影响程度。系统误差小，则正确 度高。 二、基本术语及定义 正确度高正确度低 二、基本术语及定义 测量精度的分类 精密度：反映测量结果中随机误差 的影响程度。它是指在一定测量条件下 连续多次重复测量所得的测得值之间相 互接近的程度。随机误差小，则精密度 高。 二、基本术语及定义 精密度高精密度低 二、基本术语及定义 测量精度的分类 准确度：反映测量结果中系统误差 和随机误差的综合影响程度。若系统误 差和随机误差都小，则准确度高。 二、基本术语及定义 准确度高准确度低 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 通过对某一被测几何量进行连续 多次的重复测量，得到一系列的测量数 据测量列，可以对该测量列进行数据 处理，以消除或减小测量误差的影响， 提高测量精度。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 测量列中随机误差的处理 随机误差不可能被修正或消除， 但可应用概率论与数理统计的方法，估 计出随机误差的大小和规律，并设法减 小其影响。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 随机误差的分布：通常服从正态 分布规律； 随机误差的特性： 单峰性，即绝对值越小的随机 误差出现的概率越大，反之则越小。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 对称性，即绝对值相等的正、 负随机误差出现的概率相等。 有界性，即在一定测量条件下 ，随机误差的绝对值不会超过一定的界 限。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 抵偿性，即随着测量次数的增 加，各次随机误差的算术平均值趋于零 。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 对某一被测几何量在一定测量条 件下重复测量N次，得到测量列的测得 值为X1、X2、 、XN。假设不包括系 统误差和粗大误差。被测几何量的真值 为X0，则各次测得值的随机误差为： 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 1 = X1 - X0 2 = X2 - X0 N = XN - X0 随机误差的标准偏差： 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 由于真值X0未知，所以用测得值的 算术平均值代替真值。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 按贝塞尔（Bessel）公式计算出 单次测量值的标准偏差的估计值。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 若在相同的测量条件下，对同一被 测几何量进行多组测量（每组皆测N次 ），则每组都有一个算术平均值，各组 的算术平均值不相同，但分散程度要比 单次测量的分散程度小得多。 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 3 3 N为每组的测量次数，一般取1015次 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 测量列单次测量的极限误差为3 3 3 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 测量列平均值的极限误差为 3 3 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 靶心，真值 二、基本术语及定义 实际值 实际尺寸的测量及误差的处理 靶心，真值 第一次测量 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 靶心，真值 实际值 第一次测量第二次测量 实际值 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 实际值 第一次测量第二次测量 实际值 靶心，真值 第三次测量 实际值 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 靶心，真值 N次测量 实际值 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 3 3 99.73% 可取3为随机误差的极限值 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 99.73% 3 3 Xi 该次测量结果为：Xi 3 二、基本术语及定义 实际尺寸的测量及误差的处理 99.73% 多次测量所得平 均值的测量结果为： 实例：对某一轴直径等精度测量15 次，测量值如下，试求测量结果。 x1 =24.959 x2 =24.955 x3 = 24.958 x4 = 24.957 x5 = 24.958 x6 = 24.956 x7 = 24.957 x8 = 24.958 x9 = 24.955 x10 = 24.957 x11 = 24.959 x12 = 24.955 x13 = 24.956 x14 = 24.957 x15 = 24.958 二、基本术语及定义 解 判断定值系统误差 假设计量器具已经检定、测量环 境得到有效控制，可认为测量列中不 存在定值系统误差。 求测量列算术平均值 二、基本术语及定义 计算残差（m） 二、基本术语及定义 计算残差（m） 1 =+2 2 =-2 3 =+1 4 =0 5 =+1 6 =-1 7 =0 8 =+1 9 =-2 10 =0 11 =+2 12 =-2 13 =-1 14 =0 15 =+1 二、基本术语及定义 计算残差（m） 二、基本术语及定义 计算残差（m） 按残差观察法，这些残差的符 号大体上正、负相间，没有周期性 变化，因此可以认为测量列中不存 在变值系统误差。 二、基本术语及定义 计算测量列单次测量值的标准偏差 二、基本术语及定义 判断粗大误差 依照拉依达（）准则，测量列 中没有出现绝对值大于3（ 3x1.36=4.08m）的残差，因此判 断测量列中不存在粗大误差。 二、基本术语及定义 计算测量列算术平均值的标准偏差 二、基本术语及定义 计算测量列算术平均值的测量极 限误差 二、基本术语及定义 确定测量结果 这时的置信概率为99.73% 二、基本术语及定义 二、基本术语及定义 L2 L D2L1 D1 L = ? 二、基本术语及定义 L2 L D2L1 D1 L = L1 + （D1 + D2 ）/ 2 二、基本术语及定义 L2 L D2L1 D1 L = L2 （D1 + D2 ）/ 2 二、基本术语及定义 L2 L D2L1 D1 L = （ L1 + L2）/ 2 二、基本术语及定义 L = （ L1 + L2）/ 2 误差最小 L = L2 （D1 + D2 ）/ 2 误差最大 L = L1 + （D1 + D2 ）/ 2 二、基本术语及定义 6. 尺寸偏差：某一尺寸减其公称尺寸所 得的代数差。 分为：极限偏差、实际偏差 极限偏差 = 极限尺寸 公称尺寸 极限偏差分上极限偏差和下极限偏差 ： 上极限偏差=上极限尺寸 公称尺寸 孔：ES=DmaxD 轴：es=dmaxD 二、基本术语及定义 6. 尺寸偏差：某一尺寸减其公称尺寸所 得的代数差。 分为：极限偏差、实际偏差 极限偏差 = 极限尺寸 公称尺寸 极限偏差分上极限偏差和下极限偏差 ： 下极限偏差=下极限尺寸 公称尺寸 孔：EI=DminD 轴：ei=dminD 公称尺寸D dmax dmin es eiEI ES Dmax Dmin 轴 孔 0 - + 二、基本术语及定义 实际偏差 = 实际尺寸 公称尺寸 Ea = Da D ea = da D 实际偏差的合格条件： 下极限偏差实际偏差上极限偏差 EI Ea ES ei ea es 二、基本术语及定义 7. 尺寸公差：允许尺寸的变动量。 孔的公差： TH = Dmax Dmin = ES EI 轴的公差： TS = dmax dmin = es ei 二、基本术语及定义 8. 公差带图及公差带 GB/T 1800.1-2009 极限与配合 第1部分： 公 差、偏差和配合的基础 规定公差带图的形式： 以公称尺寸为零线，零 线以上为正偏差，零线以下 为负偏差，孔的公差带画斜 线，轴的公差带画点。 二、基本术语及定义 8. 公差带图及公差带 对于具体公差值要标出 数值，公称尺寸单位取mm ，极限偏差单位取m。公 差带为公差带图中上偏差 和下偏差两条直线所限定 的一个区域。 二、基本术语及定义 8. 公差带图及公差带举例 孔、轴的公称尺寸为50mm， 孔的上偏差ES=+0.025mm， 下偏差EI=0mm， 公差TH=0.025mm=25m。 轴的上偏差es=-0.009mm， 下偏差ei=-0.025mm， 公差Ts=0.016mm=16m。 50 +25 -9 0 - + -25 二、基本术语及定义 9.标准公差：国家标准所规定的公差值。 10.基本偏差：一般为靠近零线或位于零线 的那个极限偏差。 11.配合：公称尺寸相同，相互结合的孔轴 公差带之间的关系。 二、基本术语及定义 12.间隙配合：具有间隙的配合（孔公差带 在轴公差带的上方）。 Xmin 孔 Xmax 轴 Xmin=0 孔 Xmax 轴 Tf = Xmax - Xmin= Th +Ts 二、基本术语及定义 13.过盈配合：具有过盈的配合（孔公差带 在轴公差带的下方） 。 Ymin 孔 Ymax 轴 Ymin=0 孔 Ymax 轴 Tf = ymin - ymax= Th +Ts 二、基本术语及定义 14.过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合 （孔公差带与轴公差带有交叠） 。 孔 Ymax 轴 孔 Xmax 轴 Xmax Ymax Tf = Xmax - ymax= Th +Ts 二、基本术语及定义 15.基准制：将孔或轴的公差带固定，改变 轴或孔的公差带的位置，来实现所需要的配 合的制度 。 D 0 - + 0 - + D 孔 轴 轴 孔 二、基本术语及定义 基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带 ，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配 合的一种制度（优先选择基孔制）。 D 0 - + 孔 轴 轴 轴 轴 轴 二、基本术语及定义 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带 ，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配 合的一种制度。 D 0 - + 孔 轴 孔 孔 孔 孔 三、极限与配合国家标准的构成 1.标准公差系列 GB/T 1800.2-2009规定：标准公差用IT 和数字表示，将标准公差分为20个等级 ，用IT01、IT0 、IT1 、IT2 、 、 IT18表示 IT01精度最高，依次降低， IT18精 度最低。 常用等级： IT5 IT9 三、极限与配合国家标准的构成 1.标准公差系列 2.基本偏差系列： 三、极限与配合国家标准的构成 GB/T 1800.1-2009对孔和轴分别规定28种基本偏 差，用英文字母表示。 孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。 26个英文字母中， 去掉5个易混淆的字母： I（i）、L（l）、 O（o）、Q（q）、W（w） 增加7个双写字母： CD（cd）、EF（ef）、 FG（fg）、JS（js）、ZA（za）、ZB（zb）、 ZC（zc） 三、极限与配合国家标准的构成 2.基本偏差系列 三、极限与配合国家标准的构成 2.基本偏差系列 三、极限与配合国家标准的构成 各种基本偏差所形成的配合特征 过渡配合过盈配合间隙配合 2.基本偏差系列 三、极限与配合国家标准的构成 过渡配合过盈配合间隙配合 2.基本偏差系列 各种基本偏差所形成的配合特征 三、极限与配合国家标准的构成 2.基本偏差系列 公差带代号： 基本偏差代号 + 标准公差等级 如 H7、F8、h7、f6 标注在零件图上。 配合代号： 孔和轴的公差带组合，用分数形式表示。 如 或 标注在装 配图上。 三、极限与配合国家标准的构成 公差、偏差、误差的区别： 偏差有基准；公差无基准。 偏差是代数差；公差是绝对值。 偏差影响配合松紧；公差影响配合精度 。 实际偏差是单个零件的判断；实际误差 是一批零件的判断。 四、极限与配合的选择 对设计者的要求： 对相应的国家标准构成原则有比较 深入的了解； 对产品的使用条件、技术性能、精 度要求及具体的生产条件等进行全面的分 析； 四、极限与配合的选择 对设计者的要求： 需要具有丰富的生产实际经验和科 学实验基础； 具备以上条件才能正确、合理地进行 精度设计。 四、极限与配合的选择 极限与配合选择的总原则： 保证机械产品的性能优良； 制造上经济可行； 对产品的技术经济要求合情合理。 四、极限与配合的选择 1.基准制的选择 优先采用基孔制 四、极限与配合的选择 1.基准制的选择 特殊情况采用基轴制 四、极限与配合的选择 1.基准制的选择 取决于标准件 必要时采用任意孔、 轴公差带的配合 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 原则： 要正确处理使用要求、制造工艺与成本 之间的关系，在满足使用要求的前提下，尽量选 取低的公差等级，以降低加工成本。 选取方法：类比法和一些专业经验用法。 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 同一配合中，孔与轴的工艺等价性； 对于间隙配合和过渡配合，标准公差等级为 8级或高于8级的孔应与高一级的轴配合； 标准公差等级为9级或低于9级的孔可与同一 级的轴配合。 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 同一配合中，孔与轴的工艺等价性； 对于过盈配合，标准公差等级为7级或高于7 级的孔应与高一级的轴配合； 标准公差等级为8级或低于8级的孔可与同一 级的轴配合。 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 相配件或相关件的结构或精度； 例如，与滚动轴承内、外圈配合的轴颈和外 壳孔的标准公差等级决定于相配件滚动轴承的类 型和公差等级以及配合尺寸的大小。 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 配合性质及加工成本。 过盈配合、过渡配合和小间隙配合中，孔的 标准公差等级应不低于8级，轴的标准公差等级 通常不低于7级，而大间隙配合中，孔、轴的标 准公差等级较低（9级或9级以下）。 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 配合性质及加工成本。 说明：对于过盈配合、过渡配合，一般不允许其 间隙或过盈的变动太大，因此应选较高的公差等 级是合理的； 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 配合性质及加工成本。 就间隙配合而言，间隙小，则公差等级应较 高，间隙大，则公差等级应较低，它反映了间隙 配合的使用要求。 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 配合性质及加工成本。 例如：选 H6/g5， H8/g7较为合理； D H6 0 - + g5 D H8 0 - + g7 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 配合性质及加工成本。 例如：选 H10/g10， H6/a5不合理； D H10 0 - + g10 D H6 0 - + a5 四、极限与配合的选择 2.标准公差等级的选择 用类比法选择标准公差等级时，还应考虑： 配合性质及加工成本。 选 H6/g5， H8/g7较为合理； 选 H10/g10 或 H6/a5 就不合理了 ， 可见，公差等级与基本偏差是有联系的。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 应注意的问题： 生产方式对配合的影响 工作环境对配合的影响 测量误差对配合的影响 配合特性对配合选择的影响 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 选择配合种类的目的： 解决结合零件即孔与轴在工作时的 相互关系，保证机器工作时各个零件之 间的协调，以实现预定的任务。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 间隙配合：工作时有相对运动、要求 装拆方便的孔轴配合。 过渡配合：既要求对中性，又要求装 拆方便的孔轴配合。 过盈配合：保证固定或传递载荷的孔 轴配合。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 配合类别选定后，配合的松紧（不 同的基本偏差代号）应按工作条件考虑 ，对照实例选择。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 确定间隙配合的松紧程度，应考虑 运动特性（滑动、转动、摆动等），运 动条件（高速、低速、高温、常温等） 及运动精度等。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 确定过盈配合的松紧程度，应考虑 负荷特性，负荷大小，材料许用应力， 装配条件及工作温度等。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 确定过渡配合的松紧程度，应考虑 对定心要求及装卸要求等。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 在对照实例选择配合时，应考虑具 体情况的区别，如装拆条件，生产批量 ，尺寸大小以及在机器中的位置的不同 ，适当增减间隙或过盈。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 按具体情况考虑间隙或过盈的修正： 材料许用应力小，应适当减小过盈； 经常装卸，应适当减小过盈； 有冲击载荷，应适当增大过盈或减小间 隙； 工作时孔的温度高于轴的温度，应适当 增大过盈或减小间隙； 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 按具体情况考虑间隙或过盈的修正： 工作时轴的温度高于孔的温度，应适当 减小过盈或增大间隙； 配合长度较大，应适当减小过盈或增大 间隙； 几何误差大，应适当减小过盈或增大间 隙； 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 按具体情况考虑间隙或过盈的修正： 装配时可能歪斜，应适当减小过盈或增 大间隙； 有轴向运动，应适当增大间隙； 润滑油粘度大，应适当增大间隙； 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 按具体情况考虑间隙或过盈的修正： 表面粗糙度值大，应适当增大过盈或减 小间隙； 装配精度高，应适当减小过盈或减小间 隙； 装配变形大，应适当减小过盈或采用其 他工艺措施。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 按具体情况考虑间隙或过盈的修正： 单件小批生产，应适当减小过盈或增大间 隙（尺寸分布特性对配合性质有影响）。 D H8 0 - + g7 D H8 0 - + g7 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 适当的精度储备： 设计机器时，进行强度计算应引入安 全系数（计算方法不够精确，原始数据有 误差，机器零件工作时有可能超载），增 加了强度储备，这样就可增加机器工作的 可靠性和寿命。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 适当的精度储备： 在许多情况下，机器（特别是精密机 械与仪器）及零部件工作能力的丧失，往 往不是由于损坏，而是由于其工作部分精 度的降低造成的。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 适当的精度储备： 为了长期保持机器、仪器良好的工作 性能，延长使用寿命，提高其使用价值， 需要建立“精度储备” 。 精度储备可用精度储备系数KT表示。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 式中KT 精度储备系数（12） TK 制造公差 TF 功能公差 功能公差：由使用要求确定，在使用期限 内，某个性能参数的最大允许变动量。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 由使用要求确定的功能公差不能全部 用作制造公差，必须保留一部分作为“使 用公差”。 制造公差用于补偿加工、测量、装配 等各种制造中的误差。 使用公差用于补偿磨损、变形等各种 使用中的误差。 四、极限与配合的选择 对于间隙配合，是由适当减小间隙来 增加磨损储备。 D 0 - + D 0 - + 四、极限与配合的选择 当磨损速度一定时，若间隙接近XminF ，其寿命将最长；若间隙接近XmaxF，其 寿命将最短。 D 0 - + D 0 - + 四、极限与配合的选择 对于过盈配合，要考虑的储备有二： 工作时结合的强度储备1； 装配时零件的强度储备2； 1= YminT YminF 2= YmaxF YmaxT 四、极限与配合的选择 1= YminT YminF 2= YmaxF YmaxT D 0 - + D 0 - + 1 2 四、极限与配合的选择 工作时结合的强度储备1的作用： 保证工作时孔、轴牢固地结合在一起，在 有超负荷时不致松动，在孔、轴拆卸重装 后仍可使用等。 装配时零件的强度储备2的作用： 保证装配时，由于歪斜等装配误差不致使 材料损坏。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 选择非基准件的基本偏差代号： 对于间隙配合，由于基本偏差的绝 对值等于最小间隙的绝对值，故可按要 求的最小间隙来选择基本偏差代号。 四、极限与配合的选择 3.配合种类的选择 选择非基准件的基本偏差代号： 对于过盈配合，在确定基准件公差 等级后，可按要求的最小过盈来选择基 本偏差代号。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于间隙配合的基本偏差： a，A，b，B 可得到特别大的间隙，很少采用。主要用于工 作时温度高、热变形大的零件的配合，如内燃机 中铝活塞与气缸钢套孔的配合为H9/a9。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于间隙配合的基本偏差： c，C 可得到很大的间隙。一般用于工作条件较差（ 如农业机械）、工作时受力变形大及装配工艺性 不好的零件的配合，也适用于高温工作的间隙配 合，如内燃机排气阀杆与导管的配合为H8/c7。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于间隙配合的基本偏差： d，D 与IT7IT11对应，适用于较松的间隙配合（如 滑轮、活套的带轮与轴的配合），以及大尺寸滑 动轴承与轴颈的配合（如涡轮机、球磨机的滑动 轴承）。活塞环与活塞环槽的配合可用H9/d9。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于间隙配合的基本偏差： e，E 与IT6IT9对应，具有明显的间隙，用于大跨 距及多支点的转轴轴颈与轴承的配合，以及高速 、重载的大尺寸轴颈与轴承的配合，如大型电机 、内燃机的主要轴承处的配合为H8/e7。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于间隙配合的基本偏差： f，F 多与IT6IT8对应，用于一般的转动配合，受 温度影响不大、采用普通润滑油的轴颈与滑动轴 承的配合，如齿轮箱、小电机、泵等的转轴轴颈 与滑动轴承的配合为H7/f6。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于间隙配合的基本偏差： g，G 多与IT5IT7对应，形成配合的间隙较小，用 于轻载精密装置中的转动配合，用于插销的定位 配合，滑阀、连杆销等处的配合多为H7/g6 ，钻 套导向孔多为G6。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于间隙配合的基本偏差： h，H 多与IT4IT11对应，广泛用于无相对转动的配 合、一般的定位配合。若没有温度、变形的影响 ，也可用于精密轴向移动部位，如车床尾座导向 孔与滑动套筒的配合为H6/h5。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过渡配合的基本偏差： js，JS 多用于IT4IT7具有平均间隙的过渡配合，用于 略有过盈的定位配合，如联轴器，齿圈与轮毂的 配合，滚动轴承外圈与外壳孔的配合（外圈固定 ，轻负荷正常负荷的情况）多用JS7。一般用手 或木槌装配。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过渡配合的基本偏差： k，K 多用于IT4IT7平均间隙接近于零的配合，用于 定位配合，如滚动轴承的内、外圈分别与轴颈、 外壳孔的配合。用木槌装配。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过渡配合的基本偏差： m，M 多用于IT4IT7平均过盈较小的配合，用于精密 的定位配合，如涡轮的青铜轮缘与轮毂的配合为 H7/m6。用木槌或压力机装配。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过渡配合的基本偏差： n，N 多用于IT4IT7平均过盈较大的配合，很少形成 间隙。用于加键传递较大转矩的配合，如冲床上 齿轮的孔与轴的配合为H7/n6。用槌子或压力机 装配。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过盈配合的基本偏差： p，P 用于过盈较小的配合。与H6或H7的孔形成过盈 配合。而与H8的孔形成过渡配合。碳钢和铸铁零 件形成的配合为标准压入配合，如卷扬机绳轮的 轮毂与齿圈的配合为H7/p6。合金钢零件的配合 需要过盈小时可用p或P。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过盈配合的基本偏差： r，R 用于传递大转矩或受冲击负荷而需要加键的配 合，如涡轮孔与轴的配合为H7/r6。必须注意， H8/r8配合在公称尺寸小于100mm时，为过渡配 合。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过盈配合的基本偏差： s，S 用于钢和铸铁零件的永久性和半永久性结合， 可产生相当大的结合力，如套环压在轴或阀座上 用H7/s6配合。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过盈配合的基本偏差： t，T 用于钢和铸铁零件的永久性结合，不用键就能 传递转矩，需用热套法或冷轴法装配，如联轴器 与轴的配合为H7/t6。 各种基本偏差的特点及应用实例 用于过盈配合的基本偏差： u，U 用于过盈大的配合，最大过盈需验算，用热套 法进行装配，如火车车轮轮毂孔与轴的配合为 H6/u5。 普通平键联结 普通平键联结的三类配合及应用 松联结：键h8，轴键槽H9，轮毂键槽D10 用于导向，轮毂在轴上移动。 普通平键联结的三类配合及应用 正常联结：键h8，轴键槽N9，轮毂键槽JS9 用于载荷不大的场合。 普通平键联结的三类配合及应用 紧密联结：键h8，轴键槽P9，轮毂键槽P9 用于载荷较大、有冲击和双向转矩的场合。 矩形花键联结 矩形花键联结的配合及应用 内花键大径公差带： 三种装配均为 H10； 内花键小径公差带： 一般用途三种场合 H7； 矩形花键联结的配合及应用 内花键小径公差带： 精密传动用途三种场合 H5、H6； 矩形花键联结的配合及应用 内花键键槽宽公差带： 一般用途三种装配场合 H9（拉削后不热处理） H11（拉削后热处理） 精密传动用途 H7、H9 矩形花键联结的配合及应用 外花键大径公差带： 均为a11； 矩形花键联结的配合及应用 外花键小径公差带： 一般用途三种场合 f7（滑动）； g7（紧滑动）； h7（固定）； 矩形花键联结的配合及应用 外花键小径公差带： 精密传动用途 f5、 f6 （滑动）； g5、g6（紧滑动）； h5、h6 （固定）； 矩形花键联结的配合及应用 外花键键宽公差带： 一般用途三种场合 d10（滑动）； f9 （紧滑动）； h10（固定）； 矩形花键联结的配合及应用 外花键键宽公差带： 精密传动用途 d8（滑动）； f7 （紧滑动）； h8（固定）； 滚动轴承 减速器中滚动轴承的应用 滚动轴承的公差等级及应用 0级（普通级）：广泛用于旋转精度和运转平 稳性要求不高的一般旋转机构中，如普通机床的 变速机构、进给机构，汽车、拖拉机的变速机构 ，普通减速器、水泵及农业机械等通用机械的旋 转机构。 滚动轴承的公差等级及应用 6级、6x级（中级）、5级（较高级）：多用 于旋转精度和运转平稳性要求较高或转速较高的 旋转机构中，如普通机床主轴轴系（前支承采用5 级，后支承采用6级）和比较精密的仪器、仪表、 机械的旋转机构。 滚动轴承的公差等级及应用 4级（高级）：多用于转速很高或旋转 精度要求很高的机床和机器的旋转机构中， 如高精度磨床和车床、精密螺纹车床和齿轮 磨床等的主轴轴系。 滚动轴承的公差等级及应用 2级（精密级）：多用于精密机械的旋 转机构中，如精密坐标镗床、高精度齿轮磨 床和数控机床的主轴轴系。 选择滚动轴承相配件的配合时应考虑 的因素： 轴承套圈与负荷方向之间的关系 （以汽车车轮轮毂中的滚动轴承为例） 相对于负荷方向旋 转的内圈与轴颈的配合 应紧一些，以避免产生 相对滑动，从而实现套 圈及滚道均匀磨损。 Fr 选择滚动轴承相配件的配合时应考虑 的因素： 轴承套圈与负荷方向之间的关系 （以汽车车轮轮毂中的滚动轴承为例） 相对于负荷方向固定 的外圈与外壳孔的配合应 松一些，以便在摩擦力矩 的带动下，作非常缓慢的 相对滑动，从而避免套圈 滚道局部磨损。 Fr 选择滚动轴承相配件的配合时应 考虑的因素： 负荷的大小 根据当量动负荷Pr与径向额定动负 荷Cr的比值确定轴承的负荷状态。 分为： 轻负荷 Pr /Cr0.07 正常负荷 0.07 Pr /Cr0.15 重负荷 0.15 Pr /Cr 选择滚动轴承相配件的配合时应 考虑的因素： 负荷的大小 轴承在重负荷作用下，套圈容易产 生变形，将会使该套圈与轴颈或外壳孔 配合的实际过盈减小而引起松动，影响 轴承的工作性能。配合应该紧一些。 选择滚动轴承相配件的配合时 应考虑的因素： 径向游隙 2、0、3、4、5共五组 小 大 0组为基本组。 选择滚动轴承相配件的配合时应 考虑的因素： 游隙过小会使滚动体与套圈产生较大的 接触应力，并增加轴承工作时的摩擦发热， 降低轴承寿命； 游隙过大，会使转轴产生较大的径向 跳动和轴向跳动，导致轴承工作时产生较大 的振动和噪声。 游隙的大小应适度。 选择滚动轴承相配件的配合时应 考虑的因素： 具有0组游隙的轴承，在常温状态的一 般条件下工作时，与轴颈、外壳孔配合的过 盈应适中。 游隙比0组游隙大的轴承，配合的过盈 应增大。 游隙比0组游隙小的轴承，配合的过盈 应减小。 选择滚动轴承相配件的配合时应 考虑的因素： 轴承的工作条件 轴承工作时，由于摩擦发热和其他热 源的影响，套圈的温度会高于相配件的温度 。内、外圈的热膨胀都会使相应的配合发生 变化。 轴承工作温度高于100时，应对所选 择的配合作适当的修正。 选择滚动轴承相配件的配合时应 考虑的因素： 轴承的工作条件 轴承转速较高，又在冲击振动负荷下 工作时，轴承与轴颈、外壳孔的配合最好选 用具有小过盈的配合或较紧的配合。 剖分式外壳上的轴承孔与轴承外圈的 配合应稍松些，以免箱盖和箱座装配时夹扁 轴承外圈。 滚动轴承相配件的公差带 与滚动轴承配合的轴颈的常用公差带17种， g6、g5、h8、h7、h6、h5、js6、js5、 松 紧 j6、j5、k5、k6、m5、m6、n6、p6、r6。 松 紧 设计时在综合分析的基础上查表确定。 滚动轴承相配件的公差带 与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带16种。 G7、H8、H7、H6、JS7、JS6、J7、J6、 松 紧 K6、K7 、M6、M7、N6、N7、P6、P7。 松 紧 设计时在综合分析的基础上查表确定。 确定极限与配合代号及数值举例 有一过盈配合，孔、轴的公称尺寸为 45mm，要求过盈在 45m 至 86m 范围内 。试确定孔、轴的配合代号和极限偏差数值。 解： 确定基准制 优先选择基孔制。 选择配合代号 查基孔制优先、常用配合表 中的极限过盈，查得公称尺寸为45mm，且满足 此要求的基孔制配合代号为45H7/u6 。 确定极限偏差数值 查孔、轴极限偏差表确定 确定极限与配合代号及数值举例 有一铝活塞与气缸钢套的配合，孔、轴工 作时与装配时的温度差别较大，配合的公称尺寸D 为110mm，活塞的工作温度t1为180，线膨胀 系数1为24x10-6 / ；钢套的工作温度t2为110 ，线膨胀系数2为12x10-6 / 。要求工作时间隙 在+0.1 +0.28mm范围内。装配时的温度t为20 ，试确定孔、轴的配合代号和极限偏差数值。 确定极限与配合代号及数值举例 铝活塞 气缸套 解： 确定基准制 ： 优先选择基孔制。 选择配合代号： 要考虑热变形的影响 ，由热变形引起的钢套孔与活塞间的间隙变化量 为：X = D2（t2t） 1（t1t） = 110x12x10-6（11020 ） 24x10-6 （18020 ） = -0.304mm，即工作时装配间隙将减小 0.304mm。因此，装配时必须满足 最小间隙 Xmin = +0.1 + 0.304 = +0.404mm ， 最大间隙 Xmax = +0.28 + 0.304 = +0.584mm ， 才能保证工作间隙在=+0.1 +0.28mm范围内。 解： 选择配合代号 根据装配时必须满足 最小间隙Xmin = +0.1 + 0.304 = +0.404mm ， 最大间隙Xmax =+0.28 + 0.304 = +0.584mm ， Tf = Xmax Xmin = 0.584 0.404 = 0.18 = Th + Ts 取钢套孔和活塞的标准公差等级相同，则Th = Ts =90m，孔的下偏差EI=0。查标准公差数值表， 查得孔、轴的标准公差等级靠近IT9，则取为IT9。 110 0 - + Xmin Xmax 孔 轴 87 解： 选择配合代号 由Xmin = EI es 得 es = Xmin = 0.404mm（轴 的基本偏差数值）。查表选取轴的基本偏差代号 为a（其数值为 es = 410m，见下页附表）。 确定钢套与活塞的配合代号为110H9/a9 。 110 0 - + Xmin Xmax H9 a9 410100120 a ES = +0.087mm EI = 0 es = 0.410mm ei = 0.497mm Xmin = +0.410mm Xmax = +0.584mm 在设计要求的范围内。 校核：装配时钢套与活塞配合的间隙范围要求： Xmin = +0.404 mm Xmax = +0.584 mm 110 0 - + Xmin Xmax H9 a9 五、极限与配合在图样上的标注 配合代号的标注用在装配图上，孔的公差带 代号放在分子上，轴的公差带代号放在分母上。 有两种标注形式： 常用于画图， 多用于印刷书写。 五、极限与配合在图样上的标注 配合代号的标注用在装配图上，孔的公差带 代号放在分子上，轴的公差带代号放在分母上。 有两种标注形式： 此表示法较全面，但标注麻烦，不易标注。 五、极限与配合在图样上的标注 五、极限与配合在图样上的标注 五、极限与配合在图样上的标注 公差带代号的标注用在零件图上，有三种标 注形式。 孔：50H7、30F8、100U7 轴：50g6、 30h6、 100k6 采用基本偏差代号与公差等级表示，用于大 批量生产的零件图的尺寸公差标注。 这类零件的尺寸公差用光滑极限量规检验是 否合格，但不能测出零件实际尺寸的大小。 五、极限与配合在图样上的标注 公差带代号的标注用在零件图上，有三种标 注形式。 孔： 轴： 采用极限偏差数值表示尺寸公差，用于单件 、小批量生产的零件图的尺寸公差标注。 常用具有刻度值的通用量具测量，如卡尺、 千分尺等。 五、极限与配合在图样上的标注 公差带代号的标注用在零件图上，有三种标 注形式。 孔： 轴： 标注采用公差带代号加极限偏差的形式表示 尺寸公差要求，用于批量不定的情况。 五、极限与配合在图样上的标注 50g6 50H7 标注公差带代号 五、极限与配合在图样上的标注 标注极限偏差数值 五、极限与配合在图样上的标注 标注公差带代号加极限偏差数值 六、尺寸链 尺寸链是零件精度设计的主要内容之一。在 设计机器和部件时，要进行运动、强度、刚度、 结构和精度等的设计。尺寸链原理是分析和研究 整机、部件与零件精度间的关系所应用的基本理 论。在充分考虑整机、部件的装配精度与零件加 工精度的前提下，运用尺寸链计算方法，可合理 地确定零件的尺寸公差与位置公差，使产品获得 尽可能高的性价比，创造最佳的技术经济效益。 六、尺寸链 可参照我国的国家标准： GB/T58472004 尺寸链 计算方法 JB/T9186-1999 统计尺寸公差 设计时可以参考使用。 六、尺寸链 1.尺寸链的术语及定义 尺寸链：在机器装配或零件加工过程中，由相 互连接的尺寸形成封闭的尺寸组。 环：列入尺寸链中的每一个尺寸。用大写英文 字母表示。 封闭环：尺寸链中在装配或加工过程中最后自 然形成的那一个环。下角标用0表示。 组成环：尺寸链中对封闭环有影响的全部环。 分为增环和减环。下角标用1、2、3、表示。 六、尺寸链 1.尺寸链的术语及定义 增环：它的变动会引起封闭环同向变动的组 成环。 减环：它的变动会引起封闭环反向变动的组 成环。 补偿环：尺寸链中预先选定的某一组成环 ，通过改变其大小或位置，使封闭环达到规定的 要求。 传递系数：各组成环影响封闭环大小的程 度和方向的系数。 六、尺寸链 2.尺寸链的分类 按功能分： 装配尺寸链： 全部组成环为不 同零件的设计尺寸所 形成的尺寸链。 A0A1 A2 六、尺寸链 2.尺寸链的分类 按功能分： 零件尺寸链： 全部组成环为同 一零件的设计尺寸所 形成的尺寸链。A0A1 A2 六、尺寸链 2.尺寸链的分类 按功能分： 工艺尺寸链： 全部组成环为零件加 工时该零件的工艺尺 寸所形成的尺寸链。 A0A1A2 A3 A1 = A2 六、尺寸链 2.尺寸链的分类 按尺寸链中各环的相互位置分： 直线尺寸链：全部组成环皆平行封闭环的 尺寸链。 平面尺寸链：全部组成环位于一个平面或 几个平行平面，某些组成环不平行于封闭环的尺 寸链。 空间尺寸链：全部组成环位于几个不平行 的平面内的尺寸链。 六、尺寸链 3.尺寸链的建立 确定封闭环 装配尺寸链中的封闭 环就是装配后应达到的装 配精度要求。每一项装配 精度要求都可以相应建立 一个尺寸链。 A0A1 A2 六、尺寸链 3.尺寸链的建立 确定封闭环 零件尺寸链中的封闭 环就是加工过程中最后自 然形成的那一个尺寸。 A1A0 A2 六、尺寸链 3.尺寸链的建立 确定封闭环 工艺尺寸链中的封 闭环就是某一道工序加 工后自然形成的那一个 尺寸。 A0A1A2 A3 六、尺寸链 3.尺寸链的建立 查找组成环并画出尺 寸链图 从封闭环的一端开始， 依次找出那些会引起封闭环 变动的相互连接的各个零件 尺寸，直到最后一个零件尺 寸与封闭