《圆度公差与配合》PPT课件.ppt

第一章孔与轴的极限与配合,中心：,互换性,几何尺寸,机械性能（不讲）,尺寸大小（一.二章）,几何形状,宏观：几何要素（点线面）第三章,微观：表面粗糙度（四章）,（七，八，十）不讲,知识回顾:教学内容简介,绪言主要内容,-本课程的研究对象及任务-互换性的概述-标准和标准化-优先数和优先数系-计量测试工作的意义-教学内容简介和参考资料,知识回顾:,概念分类研究内容互换性与公差互换性的作用,主要内容,一、概述二、公差与配合的基本术语及定义三、公差与配合国家标准四、国家标准规定的公差带与配合五、公差与配合的选用六、线性尺寸的未注公差,基本内容：了解有关的基本概念；掌握公差与配合国家标准并熟练查标准公差系列和基本偏差系列表格；画公差带图；有关配合的基本计算、基准制及配合的选用。重点内容：会查表进行相应的计算解决有关配合的应用问题。难点内容：公差带图；公差与配合的选择和应用。,第一节概述,孔和轴尺寸偏差与公差尺寸公差带图配合及配合制,GO,第二节、基本术语和定义,一、孔和轴,在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义，即：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；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,D1,D2,Home,二、有关尺寸的概念（一）,尺寸：用特定单位表示长度值的数字。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。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。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。,有关尺寸的概念（二）,作用尺寸孔的作用尺寸Dm：在配合的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸；轴的作用尺寸dm：在配合的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。,内接的最大理想轴,外接的最小理想孔,实际孔,实际轴,孔的作用尺寸,轴的作用尺寸,有关尺寸的概念（三）,最大实体尺寸（MMS、mms）：对应于孔或轴的最大材料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin。最小实体尺寸（LMS、lms）：对应于孔或轴的最小材料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax。,Home,尺寸总结：,定值尺寸：由设计给定基本尺寸、实体尺寸、极限尺寸变值尺寸：由加工完的零件决定实际尺寸、作用尺寸,三、偏差与公差,偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。ES=Dmax-Des=dmax-dEI=Dmin-Dei=dmin-d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的绝对值。孔、轴的公差分别用Th和Ts表示。Th=Dmax-Dmin=ES-EITs=dmax-dmin=es-ei,在前面我们学过有关尺寸、偏差和公差的有关术语和定义，为清楚表示各术语间关系，可作公差与配合示意图。简化它们的关系，即可作公差带图。,D（d）,Dmax,Dmin,dmin,dmax,ES,EI,TD,Td,es,ei,零线,孔,轴,四、尺寸公差带图,尺寸公差带图,零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。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。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。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，用确定公差带大小的任一公差。,例：基本尺寸为50的轴、dmax=49.975、dmin=49.959问题：求mms、lms、es、ei、Ts、基本偏差、画公差带图,尺寸公差带图（举例）,画出基本尺寸为50的孔和轴公差带图孔：最大极限尺寸为50.025、最小极限尺寸为50mm轴：最大极限尺寸为49.975、最小极限尺寸为49.959,尺寸公差带图（举例）,0,+,-,50,孔,轴,+0.025,-0.025,-0.041,Home,孔和轴尺寸偏差与公差尺寸公差带图配合及配合制,GO,知识回顾-基本术语和定义,知识回顾-尺寸总结,定值尺寸：由设计给定基本尺寸、实体尺寸、极限尺寸变值尺寸：由加工完的零件决定实际尺寸、作用尺寸,二.公差与偏差,知识回顾-偏差与公差,2.尺寸公差,3.公差带图,配合及配合制,基本术语和定义,五、配合与配合制,配合的概念配合的种类配合公差配合制,（一）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。,D（d）,Dmax,Dmin,dmin,dmax,ES,EI,TD,Td,es,ei,零线,孔,轴,（二）配合的类别,通过公差带图，我们能清楚地看到孔、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,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。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。其特征值是最大间隙Xmax和最小间隙Xmin。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Xmax表示。Xmax=Dmax-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Xmin表示。Xmin=Dmin-dmax=EI-es实际生产中，平均间隙更能体现其配合性质。Xav=（Xmax+Xmin）/2,孔,Xmax,Xmin,0,+,-,轴,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Ymax和最小过盈Ymin。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Ymax表示。Ymax=Dmin-dmax=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Ymin表示。Ymin=Dmax-dmin=ES-ei实际生产中，平均过盈更能体现其配合性质。Yav=（Ymax+Ymin）/2,轴,0,+,-,Ymax,Ymin,孔,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Xmax和最大过盈Ymax。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Xmax表示。Xmax=Dmax-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Ymax表示。Ymax=Dmin-dmax=EI-es实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙，也可能表示为平均过盈。即：Xav（或Yav）=（Xmax+Ymax）/2,孔,轴,0,+,-,Xmax,Ymax,（三）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，则得三类配合的配合公差的共同公式为：Tf=Th+Ts,有关计算举例,计算:孔mm与轴mm孔mm与轴mm孔mm与轴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,+0.025,-0.025,-0.041,+0.025,+0.059,+0.043,+0.025,+0.018,+0.002,计算,解：（1）最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)=+0.066mm最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm配合公差Tf=XmaxXmin=+0.066-(+0.025)=0.041mm(2)最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.059)=-0.059mm最小过盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043)=-0.018mm配合公差Tf=YminYmax=-0.018-(-0.059)=0.041mm(3)最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)=+0.023mm最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm配合公差Tf=XmaxYmax=+0.023-(-0.018)=0.041mm,（四）配合制,改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合，简化标准，标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。基孔制：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，其下偏差为零。代号“H”,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,配合制（续）,基轴制：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，其上偏差为零。代号“h”,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,配合与配合制总结1基本内容,配合的概念配合的种类配合公差配合制,配合总结2-有关计算,第三节公差与配合国家标准,线性尺寸精度（公差与配合国家标准）,GB/T1800.2-1998的标准规定了有关线性尺寸精度标准的主要内容：标准公差系列基本偏差系列公差与配合在图样上标注(补充)GO,一、标准公差系列,标准公差IT（ISOTolerance）：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。公差单位i：计算公差的基本单位。与基本尺寸呈一定的线性关系。公差等级系数a：确定公差等级的参数。公差等级：国标规定标准公差分为20个等级，即IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。从IT01到IT18，等级依次降低，而相应的标准公差值依次增大。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，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几何平均值来计算。标准公差值按：几何平均值计算出的公差值经尾数化整,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D=1830=23.24mm=1.31m查表IT6=10iIT7=16i即IT6=101.31m=13.1m13mIT7=161.31m=20.96m21m,二、基本偏差系列,1、定义：用来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偏差。2、代号：基本偏差的用拉丁字母表示，大写表示孔，小写表示轴。在26个字母中除去5个容易与其他含义混淆的字母I(i)、L(l)、O(o)、Q(q)及W(w)，再加上7个双写字母CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)作为28种基本偏差代号。这28种基本偏差代号反映28种公差带的位置，构成了基本偏差系列。,3、规律：（1）基本偏差中的H和h为基准孔和基准轴的代号，其基本偏差为零。（2）在孔的基本偏差系列中A-H的基本偏差为下偏差EI，J-ZC的基本偏差为上偏差ES，JS与零线对称，上下偏差均可认为基本偏差。（3）在轴的基本偏差系列中a-h的基本偏差为上偏差es，j-zc的基本偏差为下偏差ei，js与零线对称，上下偏差均可认为基本偏差。,规律：,基本偏差系列：,28种代号,配合规律,三、公差与配合在图样上标注(补充)1.公差带代号：孔、轴基本偏差代号和公差等级代号组合例:孔H7,F8,M6轴h7,f8,m62.配合代号:分数形式表示，分子代表孔，分母代表轴。例：H8/f8,H7/m63.标注1)装配图上,在基本尺寸之后标注配合代号例：50H8/f72)零件图上,在基本尺寸之后，标注公差带代号，或标上下偏差，或同时标公差带代号及上下偏差。孔50H8或50(+00.039)或50H8(+00.039）轴50h8或50(0-0.o39)或50h8(0-0.o39),知识回顾,配合与配合制总结1基本内容,配合的概念配合的种类配合公差配合制,配合总结2-有关计算,知识回顾-公差与配合国家标准,标准公差系列基本偏差系列公差与配合在图样上标注(补充)GO,练习1,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,例1:50M8查基本偏差例2:确定40t6的极限偏差例3:确定45H7/r6和45R7/h6的孔和轴的极限偏差，计算极限过盈并画公差带,练习2,例1:50M8查基本偏差P16,由表1-11查4050尺寸ES=-9+，=14，ES=-9+14=5例2:确定40t6的极限偏差已知：基本尺寸40，基本偏差t，公差等级6由表1-7（P9）查IT6=16m(公差大小)由表1-10（P14）查ei=+48m（公差位置）es=ei+IT6=16+48=64m,例3:确定45H7/r6和45R7/h6的孔和轴的极限偏差，计算极限过盈并画公差带解:由P9表1-7查IT6=16m,IT7=25m表1-10查r的基本偏差，ei=+34m表1-11查R的基本偏差ES=-34+=-34+9=-25m45H7:ES=+25m,EI=045r6:ei=+34m,es=ei+IT6=34+16=+50m45R7:ES=-25m,EI=ES-IT7=-25-25=-50m45h6:es=0,ei=-16m,例3续:计算极限过盈：,45H7/r6:Ymax=EI-es=0-(+50)=-50mYmin=ES-ei=(+25)-(+34)=-9m45R7/h6：Ymax=EI-es=(-50)-0=-50mYmin=ES-ei=(-25)-(-16)=-9m可见：两者配合性质相同，即极限过盈相同。,第四节国家标准规定的公差带与配合,国家标准根据我国生产情况制定四个以供选用的标准，选用孔轴公差带时，按优先，常用，一般顺序选。45H7/r6和45R7/h6,GB180-7尺寸=500mm,优先、常用和一般公差带,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500mm内组成种孔的公差带和种轴的公差带。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，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。书中表2-11和表2-12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。,HOME,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。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）。,第五节公差与配合的选用,公差与配合的选用方法：确定基准制，公差等级和配合种类原则：在满足使用要求的前提下获得最佳的经济效益,例：设孔轴配合的基本尺寸为30mm，要求间隙在0.020-0.055mm之间，确定孔和轴的精度等级和配合种类。,一、基准制的选用,基准制与使用要求无关，基准制是人为规定的最后配合性质不变，但考虑工艺的经济性和结构的合理性就有不同基准制,1、一般应优先选用基孔制原因：孔比加工轴要困难些，孔通常用高值刀具(钻头，绞刀，拉刀等)加工，用极限量规检验，采用基孔制，可减少孔公差带数量，大大减少孔用高值刀具和极限量规的规格的数量，经济合理。特殊：如用冷拔钢作轴，不必对轴加工，或在同一基本尺寸的轴上要装配几个不同配合的零件时，才采用基轴制。,基准制的选用方法一,2、与标准件配合时，通常依标准件而定.(标准指专业，大量生产的零件，如滚动轴承、螺钉有专门的厂家大批量生产，在机械零件和制图课上标准件不用设计参数可查手册)如：滚动轴承以内圈与轴颈的配合采用基孔制以外圈与外壳孔的配合采用基轴制满足配合特殊需要，允许采用任意孔轴公差带组成配合（自己看书上的例子）,基准制的选用方法二,3、同一基本尺寸孔（轴）与多件轴（孔）配合时为避免出现阶梯的孔（轴）应选用基孔（轴）制,例活塞销与活塞孔的配合要紧些J(M6/h5)若采用基孔制，则活塞孔和连杆孔的公差带相同，而两种不同的配合需要找两种公差带来加工活塞销，这时活塞销应制成阶梯形，这种形状的活塞销加工不方便，对装配不利（把连杆孔刮伤），如果采用基轴制，这样活塞销制成光轴，加工方便，装配顺利。,基准制的选用方法三,二、公差等级的选用选用方法,1、原则：一般配合尺寸：IT5-IT13精密仪器重要配合：IT5-IT7高精度基级一般机器重要配合：IT5-IT7中等精度基级一般机器一般配合：IT11-IT13低等精度基极,公差等级的选用选用方法,标准推荐的优先、常用配合1、孔的标准公差大于IT8时，与同级基准孔相配合，如：H9/h9，H10/d10；2、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；3、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。,例1：基本尺寸80mm，要求间隙配合，允许Xmax=135m,Xmin=55m，确定孔与轴的公差等级。例2：设孔轴配合的基本尺寸为30mm，要求间隙在0.020-0.055mm之间，确定孔和轴的精度等级和配合种类。,例题,例1：基本尺寸80mm，要求间隙配合，允许Xmax=135m,Xmin=55m,确定孔与轴的公差等级。解：Tx=Xmax-Xmin=135-55=80m(Tx=TD+Td)参考P9表1-7，IT7和IT8差不多选定TD=46m为IT8,Td=30m为IT7实际Tx=46+30=76m80m(最差的孔与最差的轴相配也合格)公差设计宗旨：在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大一点，以获得最佳的技术经济效益。,例题,例2：设孔轴配合的基本尺寸为30mm,要求间隙在0.020-0.055mm之间，是确定孔和轴的精度等级和配合种类.（选自甘永立P45）1、选择基准制：本例没有特殊要求，选用基孔制，因而基准孔EI=02、选择公差等级：Tf=Xmax-Xmin=TD+Td=(+55)-(+20)=35m表1-7查IT6和IT7则选TD=21m为IT7,Td=13m为IT6所以孔的公差带为H7选取的孔轴的实际Tf=21+13=34m35m所以满足使用要求.,3、选择配合种类：据使用要求，本例为间隙配合。Xmin=EI-