光滑圆柱体结合的公差与配合.ppt

2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,第二章 光滑圆柱体结合的极限与配合,极限与配合标准是机械工业各部门进行产品设计工艺设计和 制定其他标准的基础。 本章主要阐述极限与配合国家标准的构成规律和特征。 2.1 极限与配合的基本术语及定义 2.2 极限与配合国家标准 2.3 公差带与配合的标准化 2.4 极限与配合的选择 2.5 一般公差线性尺寸的未注公差,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1 极限与配合的基本术语及定义,一.孔和轴的定义 在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义。 1.孔 孔指圆柱形内表面及其它内表面中，由单一尺寸确定的部分，其尺寸由 D 表示； 2.轴 轴指圆柱形的外表面及其它外表面中由单一尺寸确定的部分，其尺寸由 d 表示。 即：孔为包容面，轴为被包容面。如图所示。,d1,D 1,D 2,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,二.有关尺寸的术语与定义 1.尺寸：用特定单位表示线性尺寸值的数值。 2.基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸 系列。用D、d表示。 3.实际尺寸：通过测量所得的尺寸。包含测量误差,且同一 表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。用Da 、da表示。 4.作用尺寸：即在配合面全长上与实际孔 (轴)内(外)接的 最大(小)理想轴(孔)的尺寸。用Dm 、dm表示。 5.极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为 最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸。孔和轴的最大、最小极 限尺寸分别为 Dmax 、 dmax 和Dmin 、 dmin 表示。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,孔或轴的作用尺寸,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,孔、轴的极限尺寸,Dmax,Dmin,dmin,dmax,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,三偏差与公差 1.尺寸偏差 某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差，简称 偏差。包括实际偏差（ Ea、ea ）和极限偏差。 极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。 ES= Dmax D es= dmax d EI= Dmin D ei= dmin d 2.尺寸公差 允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与最 小极限尺寸之代数差。孔、轴的公差分别用TD和Td表示。 公差、极限尺寸与偏差的关系： TD = Dmax Dmin= ES EI Td = dmax dmin = es ei,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,公差与极限偏差的比较,从数值上看： 极限偏差是代数值，可以为正、负或零值；而公差一定是正 值。公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不 能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。 从作用上看： 极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的依 据；而公差用于限制误差，控制一批零件实际尺寸的差异程度。 从工艺上看： 对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精 度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整 机床决定切削工具与工件相对位置的依据。,两者区别,两者联系,公差是上、下偏差之代数差，所以确定了两极限偏差也就确 定了公差。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,已知孔40 mm,轴40 mm,求孔与轴的极 限偏差与公差。 解: 孔的上偏差 ES= Dmax -D=40.025-40=+0.025 mm 孔的下偏差 EI = Dmin -D=40-40=0 mm 轴的上偏差 es= dmax -d=39.991-40=-0.009 mm 轴的下偏差 ei= dmin -d =39.975-40=-0.025mm 孔公差 TD = Dmax - Dmin = 40.025-40 =0.025mm 轴公差 Td = dmax - dmin = 39.991-39.975 =0.016mm,例2-1,+0.025 0,-0.009 -0.025,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,尺寸公差带: 由代表上、下偏差的两条 直线所限定的一个区域。 基本偏差： 标准中表列的，用以确定 公差带相对于零线位置的上偏 差或下偏差。一般为靠近零线 的那个极限偏差。 标准公差： 标准中表列的，用以确定 公差带大小的任一公差。,0,基本尺寸,ES,EI,es,ei,TD,T d,+,-,孔,轴,公差带图解,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,例：尺寸公差带图,画出基本尺寸为 50，最 大极限尺寸为 50 .025 、最小 极限尺寸为 50 mm的孔与最 大极限尺寸为 49.975 、最小 极限尺寸为 49.959mm的轴 的公差带图。,0,+,50,孔,轴,+0.025,-0.025,-0.041,公差带基本参数,公差带大小,由基本偏差确定,由标准公差确定,公差带位置,公差带沿零线方向的长度适当选取,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,四.加工误差与公差的关系 工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的 零件的几何参数与与理想值不相符合，其差别称为加工误差。其 中包括： 尺寸误差； 几何形状误差； 位置误差。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,1.尺寸误差： 实际尺寸与理想尺寸之差。 2.几何形状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由工艺 系统误差所造成）、表面微观特性（表面粗糙度，刀具在工件上 留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动引起的）。 3.位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。 加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许 的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合格的。,所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误差则是 加工过程中产生的。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,五.配合与配合制 1.配合的概念 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。 2.间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。 差值为正称为间隙 X 差值为负称为过盈 Y,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,3.配合的种类 通过公差带图，能清楚地看到孔、轴公差带之间的关系。 根据其公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈 配合和过渡配合。,0,+,基本尺寸,孔,轴,孔,轴,孔,轴,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,（1）间隙配合,具有间隙（包括最小间隙为零）的配合称为间隙配合。 其特征值是最大间隙X max和最小间隙X min。 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称 为最大间隙，用X max表示。 X max=D max- dmin=ES - ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称 为最小间隙，用X min表示。 X min=D min - d max =EI es 配合公差（或间隙公差）是允许间隙的变动量 T f = X max- X min= T D + T d,Xmax,Xmin,0,+,-,孔,轴,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,(2)过盈配合,具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。 此时，孔的公差带在轴的公差带之下。 其特征值是最大过盈Y max和最小过盈Y min。 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称 为最大过盈，用Y max表示。 Y max= D min- d max =EI - es 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称 为最小过盈，用Y min表示。 Y min= D max - dmin=ES ei 配合公差（或过盈公差）是允许过盈的变动量 T f = Y min - Y max= T D + T d,轴,0,+,-,Ymax,Ymin,孔,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,(3)过渡配合,可能具有间隙也可能具有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重叠。 其特征值是最大间隙X max和最大过盈Y max。 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称 为最大间隙，用X max表示。 X max= D max- dmin=ES - ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称 为最大过盈，用Y max表示。 Y max = D min- d max =EI es 配合公差等于最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值 T f = X max - Y max=T D + T d,轴,0,+,-,Xmax,Ymax,孔,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,配合公差,配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它是设计人员 根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给 定的允许值。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度， 是评定配合质量的一个重要的综合指标。 在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对 值。它的数值用公式表示为： 对于间隙配合 Tf =XmaxXmin 对于过盈配合 Tf =YminYmax 对于过渡配合 Tf =XmaxYmax 将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限 偏差换算后代入上式，则得共同公式为： Tf = TD +Td,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,配合公差带图,直观表达相互配合的孔、轴的配合精度和配合性质。 配合公差带大小由配合公差确定， 位置由极限间隙或极限过盈确定。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,例题,计算：孔50 mm与轴50 mm 孔50 mm与轴50 mm 孔50 mm与轴50 mm 配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图， 说明配合类别。,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,50,50,+0.039,-0.025,-0.050,+0.039,+0.079,+0.054,+0.039,+0.034,+0.009,间隙配合,过盈配合,过渡配合,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,计算,解:（1）最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.050) = +0.089mm 最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差 T f =XmaxXmin=+0.089-(+0.025) = 0.064 mm (2）最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.079)= -0.079mm 最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.039-(+0.054) = -0.015mm 配合公差 T f =YminYmax=-0.015-(-0.079) = 0.064 mm (3）最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.039-(+0.009) = +0.030mm 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.034)= -0.034 mm 配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.030-(-0.034) = 0.064 mm,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,4.配合制 改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合， GB/T1800.1-2009对配合规定了两种配合制： 基孔制和基轴制。 (1)基孔制配合 基本偏差为一定的孔的公差带与不同基 本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为 基准孔:H，其下偏差为零。,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,轴,轴,轴,轴,轴,轴,间隙配合,过渡配合,过盈配合,过渡 或过盈,轴,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.1极限与配合的基本术语及定义,(2)基轴制配合 基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本 偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准 轴：h，其上偏差为零。,0,+,-,轴,孔,孔,孔,孔,孔,孔,孔,间隙配合,过渡配合,过盈配合,过渡 或过盈,孔,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,六.极限尺寸判断原则泰勒原则,1.最大实体极限(MML)最大实体尺寸（MMS）： 最大实体极限是对应于孔或轴的最大实体尺寸的那个极限尺 寸，最大实体尺寸是孔或轴具有允许的材料量为最多时状态下的 极限尺寸。 即：轴的最大极限尺寸d max ； 孔的最小极限尺寸Dmin 。 2.最小实体极限(LML)最小实体尺寸（LMS）： 最小实体极限是对应于孔或轴的最小实体尺寸的那个极限尺 寸，最小实体尺寸是孔或轴具有允许的材料量为最少时状态下的 极限尺寸。 即：轴的最小极限尺寸dmin ； 孔的最大极限尺寸Dmax 。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,六.极限尺寸判断原则泰勒原则,3.极限尺寸判断原则 工件除线性尺寸误差外，还存在形状误差，为正确地判断工 件尺寸的合格性，规定了极限尺寸判断原则，即泰勒原则。其内 容为： （1）孔或轴的作用尺寸不超过最大实体尺寸。 DmDmin； dmdmax （2）在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。 DaDmax d admin 最大实体尺寸：用以限制作用尺寸； 最小实体尺寸：用以限制实际尺寸。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,孔或轴的作用尺寸,泰勒原则：DmDmin ； dmdmax,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2 极限与配合国家标准,极限与配合国家标准主要包括的标准为 GB/T1800.1-2009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/T1800.2-2009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 GB/T1801-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合 公 差带和配合的选择 GB/T1804-2000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公 差。 GB/T1803-2003极限与配合 尺寸至18mm孔、轴公差带,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,标准公差IT（ISO Tolerance）：是国标规定的，用以确 定公差带大小的任一公差值。它等于公差等级系数和公差单位的 乘积。 1.公差单位（公差因子）： 为了评定零件精度等级或公差等级的高低，合理规定公差数值，需 要建立公差单位。 （1）对于基本尺寸至500mm，IT5IT18的公差单位“”，计算 公差的基本单位。与基本尺寸呈一定的相关关系。 计算公式：,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,式中单位为m， D基本尺寸分段的计算尺寸，为 孔或轴的直径尺寸mm。 IT=a i a公差等级系数，确定公差等级的参数。 标准公差计算公式见表2-2。,用于补偿与直径成正比的误差。 主要反映加工误差（为抛物线规律）；,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,（2）基本尺寸大于5003150mm的公差单位用I表示， 计算公式 国标规定的大尺寸公差单位采用线性关系（主要反映测量误 差）。 IT=a I a公差等级系数。 公式表明:标准公差的数值是由反映公差等级的等级系数a和 反映与基本尺寸关系的公差单位I两者的乘积。 标准公差计算公式见表2-3。,2.2.1 标准公差系列,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,2公差等级：确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。 标准公差有20个等级：IT01、IT0、IT1、IT18 高 低 从IT01到IT18，等级依次降低，而相应的标准公差值依次 增大。 IT国际公差（ISO Tolerance）的缩写 IT6可读作：标准公差6级或6级标准公差，简称6级公差。 孔、轴公差带的大小由公差值确定，它是公差带设计的一个 主要参数。,为保证设计标准化，公差值不应随意选取，应按数值标准 化原理确定出标准公差值，供设计人员选择。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,特点： 1）同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差 等级的高低而不同。 公差等级，公差值，见表2-1。 2）同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小的不同应规 定不同的标准公差值。 3）公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的 加工难易程度。 总之，标准公差的数值，一与公差等级有关，二为基本尺寸 的函数。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,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 本尺寸进行了分段。 将基本尺寸分为若干段，在同一段内由于标准公差值相差很 小，标准规定，其标准公差值相等。基本尺寸分段见表2-4。 在标准公差和基本偏差的计算公式中，基本尺寸一律以所属 尺寸段的首、尾两项的几何平均值来计算。按几何平均值计算出 的公差数值，再经尾数化整，得出标准公差数值。表2-1为标准 公差数值表。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,表2-1 标准公差数值表,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.1 标准公差系列,标准公差计算举例 基本尺寸为20mm，求IT6、IT7的公差值。 解：基本尺寸20mm，属于1830mm， 则 mm 公差单位 m 查表2-2 IT6=10i IT7=16i 即IT6=10 1.31m=13.1m13 m IT7=16 1.31m=20.96 m 21 m,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,课堂练习 判断题,2.不论公差数值是否相等，只要公差等级相同，则尺寸的精度就相同。,1.两个标准公差中，数值大的所表示尺寸精度必定比数值小的所表示的尺寸精度低。,3.基孔制是先加工孔、后加工轴以获得所须配合的制度。,4.在尺寸公差带图中，孔公差带和轴公差带的相对位置关系可以确定孔、轴的配合种类。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,1.基本偏差及其代号： (1)基本偏差 确定零件公差带相对于零线位置的极限偏 差。它是公差带位置标准化的唯一指标。除JS和js外，均指靠 近零线的偏差。与公差等级无关。 (2)基本偏差代号 用拉丁字母表示。大写表示孔，小写表 示轴。在26个字母中除去易与其它混淆的I、L、O、Q、W，再 加上七个用两个字母表示的代号（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、 ZC），共有28个代号，即孔和轴各有28个基本偏差。其中JS 和js相对于零线完全对称。 对于轴：ah的基本偏差为上偏差es，其绝对值依次减 小，jzc的基本偏差为下偏差ei，其绝对值依次增大。 对于孔：AH的基本偏差为下偏差EI，其绝对值依次减 小，JZC的基本偏差为上偏差ES，其绝对值依次增大。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,H为基准孔，基本偏差为下偏差，值为零； h为基准轴，基本偏差为上偏差，值为零。 JS、js将逐渐代替近似对称的基本偏差J、j。 因此在国家标准中，孔仅留J6、J7、J8；轴仅留j5、j6、 j7、j8。 基本偏差代号见表2-5,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,2.轴的基本偏差： 轴的基本偏差是在基孔制的基础上制定的，是根据科学实验 和生产实践的需要确定的，其计算公式见表2-5，其值已经标准 化，见表2-6。 基孔制中，轴的基本偏差ah用于间隙配合，其数值的 绝对值正好等于最小间隙的数值。 基本偏差j、k、m、n主要用于过渡配合。 基本偏差pzc基本上用于过盈配合。 在生产实践中，轴的基本偏差数值可直接查表2-6。 轴的基本偏差确定后，在已知公差等级的情况下，可确定 轴的另一个极限偏差。 ei=es-IT or es=ei+IT 例：查表，40t6 ei=+48m，IT=16m，es=+64m,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,3.孔的基本偏差：基本尺寸500mm时，孔的基本偏差是 从轴的基本偏差换算而来。 换算规则为： 通用规则：用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相 等，符号相反。即： ES=-ei EI=-es 应用：AH，IT IT8的K、M、N和IT IT7的P ZC。 特殊规则：用同一字母表示孔、轴基本偏差时，孔基本偏 差和轴的基本偏差符号相反，而绝对值相差一个值。即： ES= -ei + 应用：IT IT8的J、K、M、N和IT IT7的P ZC,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.2.2 基本偏差系列,基本偏差的计算 国标列出的孔、轴基本偏差数值见表2-6和表2-7。其另一 偏差根据孔、轴的基本偏差和标准公差按 以下关系计算： EI=ES-IT ES=EI+IT ei=es-IT es=ei+IT 基本尺寸5003150mm的孔、轴基本偏差数值见表2-8。 由于孔和轴一律采用同级配合，孔的基本偏差的计算遵从通用规 则，即同代号的孔和轴，其基本偏差的绝对值相同，而符号相反。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,例题：确定 25H7/p6， 25P7/h6孔与轴的极限偏差。,解：查表2-1得 IT6=13m，IT7=21m； 查表2-6 ； 轴p6的基本偏差为下偏差 ei=+22 m 轴p6的上偏差 es= ei+ IT6=35m 基准孔H7的下偏差 EI=0 则H7的上偏差为 ES=EI+IT7 =(0+21)=+21m,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,例题：确定 25H7/p6， 25P7/h6孔与轴的极限偏差。,解：孔P7的基本偏差为上偏差ES ，应按特殊规则计算 因为 =IT7-IT6=21-13=8m 所以 ES = -ei +=(-22+8)=-14m 孔P7的下偏差EI= ES-IT7 =(-14-21)=-35m 基准轴h6的上偏差 es =0 基准轴h6的下偏差 ei= es -IT6=(0-13)=-13m 由此得25H7= 25 25p6=25 25P7= 25 25h6=25,+0.021 0,+0.035 +0.022,-0.014 -0.035,0 -0.013,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,孔P7的基本偏差，实际使用中常直接查表2-7。,h6,p6,H7,P7,Ymax,Ymin,+21,Ymax,Ymin,+35,+22,-14,-13,-35,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,基本偏差查表实例,请查表解答下述标注的基本偏差： 60H6，120T6，225M7， 160js5,0,-97,0,9 9,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,公差带代号,公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，H7、 h6、M8、d9等等。 在图样上标注尺寸公差时，可以 标注极限偏差：上偏差放在基本尺寸的右上角，下偏差 放在基本尺寸的右下角。 例如 50 、50 ； 标注尺寸公差带代号 如50H7、 50f6； 两者都标注50H7（ ）、50f6（ ）,+0.025 0,-0.025 -0.041,+0.025 0,-0.025 -0.041,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,练习 改错题,下列标注是否正确，如有错误请改正,0,0,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3公差带与配合的标准化,标准公差系列中的任一公差与基本偏差系列中任一偏差组 合，即可得到不同大小和位置的公差带。 在基本尺寸D500mm内组成543种孔的公差带和544 种轴的公差带。如果将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使 用，显然是不经济的，而且也不必要的。 为了简化公差带种类，减少与之相适应的定值刀、量具和 工艺装备的品种和规格，国家标准对基本尺寸至500mm的孔、 轴规定了优先、常用和一般用途公差带。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3公差带与配合的标准化 2.3.1常用尺寸段公差与配合,图2-15和图2-16分别是轴和孔的一般用途公差带（轴119 种，孔105种），其中方框内为常用公差带（轴59种，孔44 种），带圆圈的为优先公差带（轴孔各有13种）。 设计时应优先使用优先公差带； 其次才使用常用公差带； 再其次才考虑使用一般用途公差带。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,一般、常用和优先的轴公差带尺寸500mm,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,一般、常用和优先的孔公差带尺寸500mm,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,配合代号,标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分 数的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公差带为分母。 例如：40H8/f7，80K7/h6。 基准孔和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同 性质的配合，如： AH和ah与基准件配合，形成间隙配合； JN和jn与基准件配合，基本上形成过渡配合； PZC和pzc与基准件配合，基本上形成过盈配合。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,原则上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了 简化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种 及规格，国家标准在尺寸500mm的范围内，规定了基孔 制和基轴制的优先（基孔制、基轴制各13种）和常用配合 （基孔制59种，基轴制47种）。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,表2-9 基孔制优先、常用配合,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,表2-10 基轴制优先常用配合,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,常用尺寸段配合特点,公差设计时，尺寸500mm的常用尺寸段配合，应按优 先、常用和一般公差带和配合的顺序，选用合适的公差带和配 合。 标准推荐的优先、常用配合满足工艺等价原则： 当孔的标准公差大于IT8时，与同级基准孔相配合， 如： H9/h9，H10/d10； 当孔的标准公差小于IT8时，与高一级的基准轴相配合， 如： H7/m6，H6/k5； 当孔的标准公差等于IT8，可与同级配合也可与高一级轴配合。 如：H8/m7，H8/h8。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3.2 大尺寸段的公差与配合,1.大尺寸段（基本尺寸5003150mm）； 2.常用孔、轴公差带 标准规定了常用轴公差带41种，孔公 差带31种（见图2-19、2-20），没有推荐配合。规定一般采用 基孔制的同级配合。 3.配制公差 适用于尺寸较大、公差等级较高的场合，代号 为MF 。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制配合。 以一个零件的实际尺寸为基数，来配制另一个零件。先按互换性 生产选取配合；再选取较难加工的那个零件作为先加工件（多数 情况下是孔），给它一个容易达到的公差；最后再根据所选的配 合公差确定配制件（多数情况下是轴）的公差。 4.尺寸大于3150至10000 mm的公差与配合 在I=0.004D+2.1的基础上采用延伸的方法确定。尺寸分段、 确定孔、轴基本偏差数值等可分别查表。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.3.3 尺寸至18 mm的公差与配合,1.小尺寸段（尺寸至18mm） 小尺寸段的零件易产生加工及测量误差； 2.孔、轴公差带与配合 主要适用于仪器仪表和钟表工业，国标规定了163种轴公差 带和145种孔公差带，标准未指明选用次序，也未推荐配合。由 于小尺寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多，配合公差等级 也更为复杂。采用同级配合；或孔的公差等级高于轴1-3级。 见图2-17、图2-18，可根据实际情况自行选用公差带并组 成配合。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,练习,下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限 间隙（过盈）和配合公差，并画出其公差带图。 50H8/f7， 30K7/h6， 30H7/p6,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,30,30,+0.039,-0.025,-0.050,+0.006,+0.021,+0.035,+0.022,-0.015,-0.013,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4 极限与配合的选择,极限与配合的选用是否恰当，对机械的使用性能和制造成 本有着很大的影响。圆柱结合的精度设计实际上就是圆柱结合 的极限与配合的选用，它是机械设计与制造中至关重要的一环。 极限与配合的选用包括： 2.4.1 基准制的选择 2.4.2 标准公差等级的选择 2.4.3 配合的选用,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.1基准制的选择,基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足 要求的，用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能满足使用 要求。 如：H7/k6与K7/h6的配合性质基本相同，称为“同名配 合”。 所以，配合制的选择与功能要求无关，主要考虑加工的经 济性和结构的合理性。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.1基准制的选择,从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同； 1.基孔制的应用 从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的 孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加工和定 尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具 和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和检验， 一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检 验。由此可见： 对于中小尺寸的配合，为减少定值刀具和量具的规格和种类，应尽量采用基孔制配合。 孔的尺寸增大到一定程度后，采用通用工具制造孔和轴，选择哪种基准制都一样。标准规定，应优先选择基孔制。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.1基准制的选择,2.基轴制的应用 1）用冷拉光轴作轴时。冷拉圆型材，其尺寸公差可达IT7 IT9，能够满足农业机械、纺织机械上的轴颈精度要求，在 这种情况下采用基轴制，可免去轴的加工。只需按照不同的配 合性能要求加工孔，就能得到不同性质的配合。 2）同一基本尺寸的轴与多孔相配合，且配合性质要求不 同时。如图所示的活塞部件中，活塞销和活塞与连杆的配合， 根据功能要求，活塞销和活塞的配合应为过渡配合，而活塞销 与连杆的配合则应为间隙配合。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,同一基本尺寸的轴与多孔相配合,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.1基准制的选择,3.以标准件为基准件确定基准制 滚动轴承为标准件，它的内圈与轴颈配合无疑应是基孔制， 而外圈与外壳孔的配合应是基轴制。 4.非基准制的应用 在实际生产中，由于结构或某些特殊的需要，允许采用非 基准配合。即非基准孔和非基准轴配合，如：当机构中出现一 个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）配合时，其中肯定会 有一个非配合制配合。 基孔制、基轴制的优先、常用配合见表2-15、表2-16。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,如图所示，箱体孔与滚动轴承和轴承端盖的配合。由于滚动轴承是标准件，它与箱体孔的配合选用基轴制配合，箱体孔的公差带代号为J7，箱体孔与端盖的配合可选低精度的间隙配合J7/f9 ，既便于拆卸又能保证轴承的轴向定位，还有利于降低成本。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.2 标准公差等级的选用,公差等级的选择的实质就 是尺寸制造精度的确定，尺寸 的精度与加工的难易程度、加 工的成本和零件的工作质量有 关。公差等级越高，合格尺寸 的大小越趋一致，配合精度就 越高，但加工的成本也越高。 公差与成本的关系如图所示。 1.公差等级选择的原则 在满足使用性能的前提 下，尽量选择较低的公差等 级。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,2.4.2 标准公差等级的选用,2.公差等级的选择方法 1）计算法 根据理论或公式，计算出所需的间隙或过盈； 2）试验法 由试验确定机械最佳工作性能的间隙或过盈； 3）类比法 参照同类型机械、机构，考虑所设计机器的使用 要求，确定需要的配合。 一般采用类比法，对于已知配合要求的也可以用计算法确定 其公差等级。教材表2-11列出公差等级的应用范围，表2-12列 出各种加工方法所能达到的精度等级。一般配合尺寸的公差等级 范围为IT5IT13，表列出配合IT5IT13级的应用，供采用类 比法时对比选用。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,3.公差等级的应用范围,规,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,配合IT5至IT13级的应用（尺寸500mm）,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,4.选择公差等级时应考虑的问题,（1）应遵循工艺等价的原则，即相互结合的零件，其加 工的难易程度应基本相当。 根据这一原则: 对于基本尺寸500mm的，当公差等级在IT8以上时，标 准推荐孔比轴低一级，如：H8/m7，K7/h6； 当公差等级在IT8以下时，标准推荐孔与轴同级，如： H9/h9，D9/h9； IT8属于临界值，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与 高一级的轴配合，如：H8/f8，H8/k7。 对于基本尺寸500mm的，一般采用孔、轴同级配合。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,4.选择公差等级时应考虑的问题,（2）相配合的零、部件的精度应相匹配。 如：与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约；与 滚动轴承相配合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相 匹配。 （3）过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低。 一般孔的公差等级应不低于IT8级，轴的不低于IT7级。这 是因为公差等级过低，使过盈配合的最大过盈过大，材料容易 受到损坏；使过渡配合不能保证相配的孔、轴既装卸方便又能 实现定心的要求；使间隙配合产生较大的间隙，不能满足较紧 配合的要求。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,4.选择公差等级时应考虑的问题,（4）在非配合 制的配合中，当配合 精度要求不高，为降 低成本，允许相配合 零件的公差等级相差 23级，如图所示的 箱体孔与端盖的配合。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,5.配合种类的选择,配合种类的选择主要就是根据零件的功能要求，确定配合 的类型及非配合制的基本偏差代号。选择的基本方法还是类比 法、计算法和试验法三种。类比法的是选择配合种类的主要方 法。应用类比法选择时，要考虑以下因素： (1)分析零件工作条件使用要求 选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运动、定心 精度高低、配合件受力情况、装配情况、润滑条件、温度变化、 装卸条件、配合的重要性等。 配合件的工作情况对过盈和间隙的影响见表2-13，根据具 体条件不同，结合件配合的间隙和过盈量必须相应地改变。,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,配合件的工作情况对过盈和间隙的影响,2019/5/30,中国地质大学机械与电子信息学院,配合类型的选择可依据下表来对比选择,2019/5/30,中国地质大学机械与电子