孔与轴的极限与配合基本术语和定义

第一章孔与轴的极限与配合,主要内容：孔、轴的极限与配合的基本术语及定义；孔、轴的极限与配合的国家标准；公差与配合的选用。,圆柱体零件的结合（由孔和轴组成）是机械制造中应用最广泛的一种结合。这种结合由结合直径和结合长度二个参数确定。孔：通常指圆柱形的内表面及其它内表面，其尺寸用D表示，孔为包容面。轴：通常指圆柱形的外表面及其它外表面，其尺寸用d表示，轴为被包容面。,第一节概述,轴承孔,轴,第一节概述,孔、轴的区分,轴,孔,加工过程：余量切除，孔，轴；装配关系：孔包容面，轴被包容面；测量方法：孔内卡迟，轴外卡尺；表面关系：孔内无材料，轴内无材料；,圆柱形“公差与配合”：是一项应用广泛的重要基础标准。“公差“：是用协调机器零件使用要求与制造工艺（经济性）之间的矛盾。“配合”：是反映组成机器零件之间有关功能要求的关系。“公差与配合”的标准化，有利于机器的设计、制造、使用和维护，是评定产品质量的重要技术指标，也是产品设计、工艺设计和制定其它标准的基础，还是广泛组织协作和专业化生产的重要依据。目前我国使用“公差与配合”的标准为:（孔、轴公差带，基孔制、基轴制常用和优先配合。）（GB/T1800.1-1997）（GB/T1800.2GB/T1800.3-1998）（GB/T1800.4-1992）,第一节概述,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,1.尺寸：用特定单位表示线性值的数值。如直径、宽度、高度、中心距等。,2.基本尺寸（孔D；轴d）：指由设计给定的尺寸。,设计时根据零件的使用要求，通过计算、试验或类比相似零件的方法确定。,第二节极限与配合的基本词汇,孔、轴配合,一、有关“尺寸”的术语和定义,3.实际尺寸（孔Da；轴da）：指通过测量所得的尺寸。,由于存在测量误差，实际尺寸并非尺寸的真值。,由于零件的同一表面存在形状误差，被测表面各部位的实际尺寸不尽相同。,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,最大极限尺寸(Dmax,dmax):,允许实际尺寸的最大值,如：20.023。,允许实际尺寸的最小值,如：20.002。,最小极限尺寸(Dmin,dmin):,最小极限尺寸实际尺寸最大极限尺寸,零件合格的条件：,20.002实际尺寸20.023,4.极限尺寸：指允许尺寸变化的两个极限值。,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,注意：1）极限尺寸是以基本尺寸为基数来确定的，极限尺寸是用于控制实际尺寸。2）基本尺寸、极限尺寸是设计时给定。,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,孔、轴的基本尺寸：10孔的最大极限尺寸：Dmax10.030孔的最小极限尺寸：Dmin10轴的最大极限尺寸：dmax10轴的最小极限尺寸：dmin9.97,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,5.最大实体状态(简称MMC)和最大实体尺寸(简称MMS)：,系指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最多时的状态。在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸。,它是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,6.最小实体状态(简称LMC)和最小实体尺寸(简称LMS)：系指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最少时的状态。在此状态下的尺寸，称为最小实体尺寸。,它是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。,DMMSDmin，DLMSDmaxdMMSdmax，dLMSdmin,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,轴的最大实体尺寸为：轴的最小实体尺寸为：孔的最大实体尺寸为：孔的最小实体尺寸为：,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,10,9.97,10,10.03,7.作用尺寸：在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴尺寸，称为孔的作用尺寸（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称为轴的作用尺寸（dfe）。,内接的最大理想轴,实际孔,孔的作用尺寸,外接的最小理想孔,实际轴,轴的作用尺寸,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,第二节极限与配合的基本词汇,一、有关“尺寸”的术语和定义,二、“尺寸偏差与公差”的术语及定义,1.尺寸偏差(简称偏差)：,某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。,偏差,实际偏差,极限偏差,（ES、es）,（EI、ei）,=实际尺寸-基本尺寸,第二节极限与配合的基本词汇,注意：由于满足孔与轴配合的不同松紧要求，极限尺寸可能大于、小于或等于其基本尺寸。因此，极限偏差的数值可能是正值、负值或零值。故在偏差值的前面除零值外，应标上相应的“+”号或“-”号。偏差的标注：上偏差标在基本尺寸右上角；下偏差标在基本尺寸右下角。,例：25表示基本尺寸为25，上偏差为0.020mm，下偏差为0.033mm。,二、“尺寸偏差与公差”的术语及定义,第二节极限与配合的基本词汇,2.尺寸公差(简称公差):,允许实际尺寸的变动量。,公差=最大极限尺寸最小极限尺寸=上偏差下偏差,例：轴500.008,上偏差es=50.00850=+0.008,下偏差ei=49.99250=-0.008,公差=0.008(0.008)=0.016,偏差值可正可负和零,公差值恒为正,因为加工误差不可避免，所以T0,二、“尺寸偏差与公差”的术语及定义,第二节极限与配合的基本词汇,公差与极限偏差的比较,两者区别：,从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；而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）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。,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。,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根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。,两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。,公差与极限偏差的比较,3.零线与公差带,1）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。2）公差带（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。3）公差带图：以基本尺寸为零线，用适当比例，画出两极限偏差或两极限尺寸，以表示尺寸允许的界限及范围，称为公差带图（或尺寸公差带图）,孔,轴,0,基本尺寸,ES,EI,es,ei,TD,Td,+,-,第二节极限与配合的基本词汇,尺寸公差带图（举例）,0,+,-,50,孔,轴,+0.025,-0.025,-0.041,孔：50,轴：50,绘制公差带图,第二节极限与配合的基本词汇,画法,在国家标准中，公差带包括了两个基本参数，即公差带大小（宽度）与公差带位置（指相对于零线的位置）。前者由标准公差确定，后者由基本偏差确定。4）标准公差：国家标准规定的，用以确定公差带大小的任一公差。5）基本偏差：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。,第二节极限与配合的基本词汇,第二节极限与配合的基本词汇,标准公差与基本偏差举例,第二节极限与配合的基本词汇,部分标准公差,基本偏差代号：孔、轴各28种,注意：两个偏差数值一般直接从孔或轴的极限偏差表中查取。,第二节极限与配合的基本词汇,三、有关配合的术语和定义,第二节极限与配合的基本词汇,孔、轴配合示例,三、有关配合的术语和定义,1.间隙与过盈间隙：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得之差为正时，用代号“X”表示。过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得之差为负时，用代号“Y”表示。,=孔的实际尺寸轴的实际尺寸0间隙0过盈,第二节极限与配合的基本词汇,2.配合：基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系,配合代号：,或：H8/f7,如：,三、有关配合的术语和定义,第二节极限与配合的基本词汇,3.配合的类别,由公差带图，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,第二节极限与配合的基本词汇,间隙配合,孔的公差带在轴的公差带之上，保证具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。对一批零件而言，所有孔的尺寸轴的尺寸。,第二节极限与配合的基本词汇,孔,Xmax,Xmin,0,+,-,轴,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,第二节极限与配合的基本词汇,间隙配合,过盈配合,孔的公差带在轴的公差带之下，保证具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。,第二节极限与配合的基本词汇,用于紧固件连接，不允许两者间有相对运动。,轴,0,+,-,Ymax,Ymin,孔,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,过盈配合,第二节极限与配合的基本词汇,过渡配合,孔与轴的公差带相互交叉，可能具有间隙或过盈的配合。,第二节极限与配合的基本词汇,过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结（既要求拆装方便、又要求对中性好）,孔,轴,0,+,-,Xmax,Ymax,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,第二节极限与配合的基本词汇,过渡配合,间隙配合:最大间隙最小间隙Tf=XmaxXmin过盈配合:最小过盈最大过盈Tf=YminYmax过渡配合:最大间隙最大过盈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=Td+TD,配合公差是指配合时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。,4.配合公差（Tf）,第二节极限与配合的基本词汇,第二节极限与配合的基本词汇,例题,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。,第二节极限与配合的基本词汇,解：1）最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)=+0.066mm2）最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm3）配合公差Tf=XmaxXmin=+0.066-(+0.025)=0.041mm或配合公差Tf=孔公差轴公差=+0.025-0+-0.025-（-0.041）=0.0250.0160.041mm,计算:孔mm与轴mm,0,+,-,50,孔,轴,+0.025,-0.025,-0.041,第二节极限与配合的基本词汇,公差带图,计算:孔mm与轴mm,解：1）最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.059)=-0.059mm2）最小过盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043)=-0.018mm3）配合公差Tf=YminYmax=-0.018-(-0.059)=0.041mm或配合公差Tf=孔公差轴公差0.02500.0590.0430.041mm,0,+,-,50,+0.025,+0.059,+0.043,第二节极限与配合的基本词汇,计算:孔mm与轴mm,解：1）最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)=+0.023mm2）最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm3）配合公差Tf=XmaxYmax=+0.023-(-0.018)=0.041mm或配合公差Tf=孔公差轴公差0.02500.0180.0020.041mm,0,+,-,50,+0.025,+0.018,+0.002,第二节极限与配合的基本词汇,6.配合的基准制,基孔制配合,基轴制配合,第二节极限与配合的基本词汇,一种零件的基本偏差（公差带位置）不变，而只改变另一种零件的基本偏差（公差带）以获得不同的配合性质，称为“基准制”,基孔制配合,基本偏差固定不变的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度。,0,+,-,基本尺寸,孔,轴,轴,轴,轴,轴,轴,轴,间隙配合,过渡配合,过