公差与配合第1章教案.doc

第1章 极限与配合及检测第1讲课 题：1.极限与配合的基本术语及定义 2极限与配合标准的主要内容3. 极限与配合的选用4. 尺寸的检测课堂类型：讲授 教学目的：1.掌握极限与配合的基本术语及定义2.熟练计算极限尺寸、会绘制公差带图3.掌握间隙、过渡、过盈配合的特点及极限盈、隙的计算。教学重点：有关极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差的概念教学难点：1.计算、绘制公差带图2.间隙、过渡、过盈配合的特点及极限盈、隙的计算。教 具：挂图、多媒体课件教学方法：精讲：重点讲清有关极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差的概念多练：在讲授后，通过练习、讨论和分析归纳帮助学生自我消化、自我提高，从而培养学生的计算能力。教学过程：一、引入新课题本章是本门课程的核心内容，是学习以后各章的基础。要求对各公差配合的基本概念要明确，本次课开始学习有关内容。二、教学内容 1.1 极限与配合的基本术语及定义 1.1.1 孔和轴 1.孔 孔是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成的包容面）。孔的直径尺寸用D表示。 2.轴 轴是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。轴的直径尺寸用d表示。 孔和轴的区别:从装配关系讲，孔是包容面，轴是被包容面。从加工过程看，随着余量的切除，孔的尺寸由小变大，轴的尺寸由大变小，如图1-1 所示。 图1-1 孔和轴 1.1.2 有关尺寸的术语定义 1.尺寸 是指用特定单位表示线性尺寸值的数值。 2.基本尺寸（D，d） 基本尺寸是由设计给定的，通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸。孔用D表示，轴用d表示。3.实际尺寸（D a ，d a ） 实际尺寸是通过测量所得的尺寸。孔的实际尺寸以D a 表示，轴的实际尺寸以d a 表示。 4.极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸。它以基本尺寸为基数来确定。两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸;较小的一个称为最小极限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别用Dmax ，dmax 和Dmin ，dmin 表示，如图1-2所示。图1-2 极限尺寸 1.1.3 有关尺寸偏差、公差的术语定义1.尺寸偏差 某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差（简称偏差）。偏差可能为正或负，也可为零。2.实际偏差 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。 3.极限偏差 极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差，称为极限偏差。（1）上偏差:最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为上偏差。孔的上偏差用ES表示;轴的上偏差用es表示。（2）下偏差:最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔的下偏差用EI表示;轴的下偏差用ei表示。极限偏差计算公式: ES=Dmax -D es=dmax -d EI=DminD ei=dmin -d 注意:偏差值除零外，前面必须标有正号或负号。上偏差总是大于下偏差。4.尺寸公差（Th ，Ts ） 允许尺寸的变动量称为公差。孔公差用T h 表示;轴公差用T s 表示。公差是用以限制误差的，工件的误差在公差范围内即为合格;反之，则不合格。 公差计算公式:孔公差 Th =D max -D min =ES-EI 轴公差 Ts =d max -d min =es-ei 注意:公差与偏差是有区别的，偏差是代数值，有正负号，也可能为零;而公差是绝对值，没有正负之分，计算时不能加正负号，且不能为零。5.尺寸公差带和零线 尺寸公差带:由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域，称为尺寸公差带。如图1-3所示零线:为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的起始线，零线上方表示正偏差;零线下方表示负偏差。 图1-3公差与配合示意图 6.标准公差 国家标准规定的公差数值表中所列的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。 7.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称为基本偏差。 1.1.4 有关配合的术语定义 1.配合 配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 2.间隙（X）或过盈（Y） 在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差值为正时称为间隙，用X表示;当差值为负时称为过盈，用Y表示。 标准规定:配合分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。 3.间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。在间隙配合中，孔的公差带在轴的公差带之上，如图1-4所示。 图1-4 间隙配合图计算公式:最大间隙 X max =Dmax -d min =ES-ei 最小间隙 X min =Dmin -d max =EI-es 平均间隙 X av =1/2（X max +X min ） 4.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。在过盈配合中，孔的公差带在轴的公差带之下，如图1-5所示。 图1-5 过盈配合图计算公式: 最大过盈Y max =D min -d max =EI-es最小过盈Y min =D max -d min =ES-ei 平均过盈Y av =1/2（Y max +Y min ） 5.过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合，此时孔的公差带与轴的公差带相互交叠，如图1-6所示。图1-6 过渡配合图计算公式: 最大间隙 Xmax =D max -d min =ES-ei最大过盈 Ymax =D min -d max =EI-es X av （Y av ）=1/2（X max +Y max ）+（-） 在过渡配合中，平均间隙或平均过盈为最大间隙与最大过盈的平均值，所得值为正，则为平均间隙；为负则为平均过盈。6.配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它表明配合松紧程度的变化范围。配合公差用T f 表示，是一个没有符号的绝对值。计算公式:对间隙配合 T f =X max -X min 对过盈配合 T f =Y min -Y max 对过渡配合 T f =X max -Y max 三种配合的配合公差也可为: Tf =Th +Ts 例1-1 已知基本尺寸D=d=50mm，孔的极限尺寸Dmax =50.025mm，Dmin =50mm;轴的极限尺寸dmax =49.950mm，d min =49.934mm。现测得孔、轴的实际尺寸分别为Da =50.010mm，d a =49.946mm。求孔、轴的极限偏差、实际偏差及公差。解:孔的极限偏差 ES=Dmax -D=50.025-50=+0.025mm EI=Dmin -D=50-50=0轴的极限偏差 es=d max -d=49.950-50=-0.050mm ei=d min -d=49.934-50=-0.066mm孔的实际偏差 Da -D=50.010-50=+0.010mm轴的实际偏差 da -d=49.946-50=-0.054mm孔的公差 Th =D max -D min =50.025-50=0.025mm轴的公差 Ts =dmax -d min =49.950-49.934=0.016mm 例1-2 孔D=50 mm ES=+0.039 EI=0 mm，轴d=50mm es=-0.025mm ei=-0.050 mm求: X max 、X min 及T f ，并画出公差带图。解: X max =ES-ei=+0.039-（-0.050）=+0.089mm X min =EI-es=0-（-0.025）=+0.025mm Tf =X max -X min mm=0.064mm公差带图如图1-7（a）所示。例1-3 孔D=50 mm ES= +0.039 mm EI=0 mm，轴d=50 mm es=+0.079 mm ei=+0.054 mm求: Y max 、Y min 及T f ，并画出公差带图。解: Ymax =EI-es=0-（+0.079）=-0.079mm Ymin =ES-ei=+0.039-（+0.054）=-0.015mm Tf =Y min -Y max =-0.015-（-0.079）mm=0.064mm公差带图如图1-7（b）所示。 例1-4 孔D=50 mm ES= +0.039 mm EI= 0 mm，轴d=50 mm es=+0.034 mm ei=+0.009 mm，求:X max 、Ymax 及T f ，并画出公差带图。解: X max =ES-ei=+0.039-（+0.009）=+0.030mm Y max =EI-es=0-（+0.034）=-0.034mm T f =X max -Y max =0.030-（-0.034）mm=0.064mm公差带图如图1-7（c）所示。 图1-7 例1-2、1-3、1-4的公差带图第二讲课 题：1.配合制 2标准公差系列3. 基本偏差系列4. 极限与配合在图样上的标注5常用和优先的公差带与配合6一般公差-线性尺寸的未注公差课堂类型：讲授 教学目的：1. 掌握基孔制和基轴制的特点2. 熟悉标准公差系列和基本偏差系列的构成3掌握标准公差数值表和孔与轴的基本偏差数值表的查用，并会在图样上正确标注公差配合。4掌握一般公差的表示方法。教学重点：标准公差数值表和孔与轴的基本偏差数值表的查用教学难点：会在图样上正确标注公差配合。教 具：挂图、多媒体课件教学方法：本节主要讲述极限与配合标准，在此基础上引导学生查用标准公差数值表和孔与轴的基本偏差数值表，会在图样上正确标注公差配合。从而培养学生的应用能力。教学过程：一、引入新课题复习有关极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、基本偏差的概念，。要求对基孔制和基轴制的特点明确，本次课开始学习有关极限与配合标准的主要内容。二、教学内容1.2 极限与配合标准的主要内容1.2.1 配合制 配合制是以两个相配合的零件中的一个零件为基准件，并对其选定标准公差带，将其公差带位置固定，而改变另一个零件的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。1.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。基孔制配合中的孔为基准孔，是配合的基准件。如图1-8（a）所示。 标准规定:基准孔的基本偏差为下偏差EI，数值为零，即EI=0，上偏差为正值，其公差带偏置在零线上侧。基准孔的代号为H。2.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。基轴制配合中的轴为基准轴，是配合的基准件。如图1-8（b）所示。标准规定:基准轴的基本偏差为上偏差es，数值为零，即es=0，下偏差为负值，其公差带偏置在零线下侧。基准轴的代号为h。 图1-8 基准制 1.2.2 标准公差系列 标准公差系列：是国家标准制定出的一系列标准公差数值。它包含以下内容: 1.标准公差因子（公差单位） 标准公差因子是用以确定标准公差的基本单位，该因子是基本尺寸的函数，是制定标准公差数值的基础。2.公差等级 确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。国家标准设置了20个公差等级，各级标准公差的代号为IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。IT01精度最高，其余依次降低，标准公差值依次增大。3.尺寸分段 在计算标准公差时，公差单位算式中D取尺寸段首尾两个尺寸的几何平均值。例如对3050mm尺寸段，D=305038.73mm。凡属于这一尺寸段的任一基本尺寸，其标准公差均以D=38.73mm进行计算。 1.2.3 基本偏差系列 基本偏差系列：是对公差带位置的标准化。国家标准对孔和轴分别规定了28个公差带位置，分别由28个基本偏差来确定。 图1-9 基本偏差系列 相关内容：1.代号 基本偏差代号用拉丁字母表示，孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。2.基本偏差系列图及其特征如上图所示3基本偏差数值1）轴的基本偏差数值：A：轴的基本偏差计算公式见书中表1-3。 B：为了方便使用，国家标准按上述轴的基本偏差计算公式计算列出了轴的基本偏差数值表，见书中表1-4。 C：轴的基本偏差可查表确定，另一个极限偏差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算: ei=es-IT （公差带在零线之下） es=ei+IT （公差带在零线之上） 2）孔的基本偏差数值： 孔的基本偏差数值是由同名的轴的基本偏差换算得到的。 换算原则为:同名配合的配合性质不变，即基孔制的配合（如30H9.f9、40H7.g6）变成同名基轴制的配合（如30F9.h9、40G7.h6）时，其配合性质（极限间隙或极限过盈）不变。 A：通用规则 用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等，符号相反。孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。即 EI=-es （适用于AH） ES=-ei （适用于同级配合的KZC） B：特殊规则 用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的符号相反，而绝对值相差一个值。即 ES=-ei+ =IT n -ITn-1 =IT h -IT s 孔的另一个极限偏差可根据孔的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算EI=ES-IT （公差带在零线之下） ES=EI+IT （公差带在零线之上）按上述换算规则，国标制定出孔的基本偏差数值表，见书中表1-5。例1-5 查表确定25H8.p8，25P8.h8孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的极限盈隙。解:1）查表确定孔和轴的标准公差查表1-2得 IT8=33m2）查表确定轴的基本偏差 查表1-4得 p的基本偏差为下偏差ei=+22m h的基本偏差为上偏差es=03）查表确定孔的基本偏差 查表1-5得 H的基本偏差为下偏差EI=0 P的基本偏差为上偏差ES=-22m4）计算轴的另一个极限偏差 p8的另一个极限偏差es=ei+IT8=（+22+33）m=+55m h8的另一个极限偏差ei=es-IT8=（0-33）m=-33m5）计算孔的另一个极限偏差 H8的另一个极限偏差ES=EI+IT8=（0+33）m=+33m P8的另一个极限偏差EI=ES-IT8=（-22-33）m=-55m6）标出极限偏差 25H8（+0.033 0 ）p8（ +0.055 +0.022 ）25P8（-0.022-0.055 ）h8（0-0.033 ）7）计算极限盈隙对于25H8.p8 Y max =EI-es=0-（+0.055）=-0.055mm X max =ES-ei=+0.033-（+0.022）=+0.011mm对于25P8.h8 Ymax =EI-es=-0.055-0=-0.055mm X max =ES-ei=-0.022-（-0.033）=+0.011mm结论：可25H8.p8与25P8.h8配合性质相同。例1-6 查表确定20H7.p6，20P7.h6孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的极限盈隙。解:1）查表确定孔和轴的标准公差 查表1-2得 IT6=13m IT7=21m2）查表确定轴的基本偏差 查表1-4得 p的基本偏差为下偏差ei=+22m h的基本偏差为上偏差es=03）查表确定孔的基本偏差 查表1-5得 H的基本偏差为下偏差EI=0 P的基本偏差为上偏差ES=（-22+）m=（-22+8）m=-14m4）计算轴的另一个极限偏差 p6的另一个极限偏差es=ei+IT6=（+22+13）m=+35m h6的另一个极限偏差ei=es-IT6=（0-13）m=-13m5）计算孔的另一个极限偏差 H7的另一个极限偏差ES=EI+IT7=（0+21）m=+21m P7的另一个极限偏差EI=ES-IT7=（-14-21）m=-35m 6）标出极限偏差 20H7（ +0.021 0 ）p6（ +0.035 +0.022 20P7（ -0.014-0.035 ）h6（ 0-0.013 ）7）计算极限盈隙 对于20H7.p6 Y max =EI-es=0-（+0.035）=-0.035mm Y min =ES-ei=+0.021-（+0.022）=-0.001mm对于20P7.h6 Ymax =EI-es=（-0.035-0）=-0.035mm Ymin =ES-ei=-0.014-（-0.013）=-0.001mm结论：20H7.p6与20P7.h6配合性质相同。1.2.4 极限与配合在图样上的标注1.公差带代号与配合代号 A公差代号：孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成，举例：孔的公差带代号-H7、F7、K7、P6轴的公差带代号-h7、g6、m6、r7 B配合代号：当孔和轴组成配合时，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。举例：H7/g6如指某基本尺寸的配合，则基本尺寸标在配合代号之前，如30H7/g6。 2.图样中尺寸公差的标注形式 A零件图标注：尺寸公差的两种标注形式如图1-10所示，孔、轴公差在零件图上主要标注基本尺寸和极限偏差数值，也可标注基本尺寸、公差带代号和极限偏差值。 B在装配图标注：主要标注配合代号，即标注孔、轴的基本偏差代号及公差等级，如图1-11所示。 图1-10 孔、轴公差在零件图上的标注 图1-11 装配图上的标1.2.5 常用和优先的公差带与配合1常用和优先公关带：A轴用公差带：国标规定了一般、常用和优先轴用公差带共116种，如图1-12所示。图中方框内的59种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。 图1-12 一般、常用和优先的轴公差带 B轴用公差带： 国标规定了一般、常用和优先孔用公差带共105种，如图1-13所示。图中方框内的44种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。 图1-13 一般、常用和优先的孔公差带 2选用原则：应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。若一般公差带中也没有满足要求的公差带，则按国标规定的标准公差和基本偏差组成的公差带来选取，还可考虑用延伸和插入的方法来确定新的公差带。3配合：国标规定基孔制常用配合59种，优先配合13种，见书中表1-6。基轴制常用配合47种，优先配合13种，见书中表1-7。1.2.6 一般公差线性尺寸的未注公差（新国标GB.T18042000）1未注公差：在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差称为一般公差。在正常维护和操作情况下，它代表车间的一般的经济加工精度。2未注公差级别：国家标准GB.T18042000对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级，它们分别是精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v。对适用尺寸也采用了较大的分段，具体数值见表1-8。f、m、c、v四个等级分别相当于IT12、IT14、IT16、IT17。倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值见书中表1-9。3举例：采用GB.T18042000规定的一般公差，在图样、技术文件或标准中用该标准号和公差等级符号表示。例如，当选用中等级m时，表示为GB.T18042000m。 一般公差的线性尺寸是在车间加工精度保证的情况下加工出来的，一般可以不用检验。第三讲课 题：1.配合制的选择 2公差等级的选择 3.配合的选择课堂类型：讲授 教学目的：1.熟悉极限与配合的选择，在此基础上，达到会初步选用极限与配合的能力。2掌握配合制的选择、公差等级的选择、配合的选择的基本原则和一般方法。. 教学重点：极限与配合的选择教学难点：配合制的选择、公差等级的选择、配合的选择的基本原则和一般方法教 具：挂图、多媒体课件教学方法：合理选用极限与配合是机械设计与制造中的一项重要工作，它对提高产品的性能、质量以及降低成本都有重要影响。教学中重点讲述如何正确地选择极限与配合，让学生明白要想深入地掌握极限与配合国家标准，就要对产品的技术要求、工作条件以及生产制造条件进行全面分析，同时还要通过生产实践和科学试验不断积累经验，这样才能逐步提高这方面的工作能力。教学过程：一、引入新课题复习有基孔制和基轴制的特点及标准公差系列和基本偏差系列的构成。二、教学内容1.3 极限与配合的选用1.3.1 配合制的选择如何选择配合及原因：在进行配合制选择时，应从零件的结构、工艺性和经济性等几方面综合分析，从而合理地确定配合制。1.一般情况下优先选用基孔制 优先选用基孔制，这主要是从工艺性和经济性来考虑的。为了减少定值刀具、量具的规格和数量，利于生产，提高经济性，应优先选用基孔制。2.在下列情况下，应选用基轴制 （1）当在机械制造中采用具有一定公差等级的冷拉钢材，其外径不经切削加工即能满足使用要求，此时就应选择基轴制，再按配合要求选用适当的孔公差带加工孔就可以了。 （2）由于结构上的特点，宜采用基轴制。如图1-14（a）所示为发动机的活塞销轴与连杆铜套孔和活塞孔之间的配合，根据工作要求，活塞销轴与活塞孔应为过渡配合，而活塞销与连杆之间由于有相对运动应为间隙配合。若采用基孔制配合，如图1-14（b）所示 图1-14 基准制选择示例之一3.与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定配合制。 标准件通常由专业工厂大量生产，在制造时其配合部位的配合制已确定。所以与其配合的轴和孔一定要服从标准件既定的配合制。 4.在特殊需要时可采用非配合制配合 非配合制配合是指由不包含基本偏差H和h的任一孔、轴公差带组成的配合。如图1-15所示为轴承座孔同时与滚动轴承外径和端盖的配合。 图1-15 基准制选择示例之二1.3.2 公差等级的选择选择公差等级的基本原则:在满足零件使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。1.联系工艺 A:在按使用要求确定了配合公差Tf 后，由于T f =T h +Ts ，这里T h 与T s 的公差分配可按工艺等价性考虑。孔和轴的工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相同。B:为了使组成配合的孔、轴工艺等价，轴、孔的公差等级应相差一级选用，在间隙和过渡配合中孔的标准公差IT8，过盈配合中孔的标准公差IT7时，可确定轴的公差等级比孔高一级，如H7.f6、H7.p6，低精度的孔和轴可采用同级配合，如H8.s8。2.联系配合 对过渡配合或过盈配合，一般不允许其间隙或过盈的变动太大，因此公差等级不能太低，孔可选标准公差IT8，轴可选标准公差IT7。间隙配合可不受此限制。3.联系零部件的相关精度要求 齿轮孔与轴配合的公差等级应决定于齿轮的精度等级，滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精度有关。1.3.3 配合的选择 明确了孔、轴配合的使用要求，根据使用要求确定允许的间隙或过盈的变化范围，并由此选定孔和轴的公差带确定配合，从而满足零件的使用要求，使机器能正常工作。 一般选用配合的方法有三种，即计算法、试验法、类比法。 计算法是根据一定的理论和公式，计算出所需的间隙或过盈，根据计算结果，对照国标选择合适的配合。 试验法是对选定的配合进行多次试验，根据试验结果，找到最合理的间隙或过盈，从而确定配合的一种方法。 类比法是参考现有同类机器或类似结构中经生产实践验证过的配合情况，与所设计零件的使用要求相比较，经修正后确定配合的一种方法。1.各种配合的特征及应用举例 选择配合的主要依据是使用要求和工作条件。在选择配合时，还要综合考虑以下一些因素。 （1）孔和轴的定心精度 相互配合的孔、轴定心精度要求高时，不宜用间隙配合，多用过渡配合。过盈配合也能保证定心精度。 （2）受载荷情况 若载荷较大，对过盈配合过盈量要增大，对过渡配合要选用过盈概率大的过渡配合。 （3）拆装情况 经常拆装的孔和轴的配合比不经常拆装的配合要松些。有时零件虽然不经常拆装，但受结构限制装配困难的配合，也要选松一些的配合。 （4）配合件的材料 当配合件中有一件是铜或铝等塑性材料时，因它们容易变形，选择配合时可适当增大过盈或减小间隙。 图1-16 具有装配变形的结构 （5）装配变形 对于一些薄壁套筒的装配，还要考虑到装配变形的问题。如图1-16所示。 （6）工作温度 当工作温度与装配温度相差较大时，选择配合时要考虑到热变形的影响。（7）生产类型 在大批量生产时，加工后的尺寸通常按正态分布。当工作条件变化时，可参考表1-16对配合的间隙或过盈的大小进行调整。 例1-7 有一孔、轴配合，其基本尺寸为50mm，要求配合间隙在+0.025+0.089之间。试用计算法确定此配合的孔、轴公差带和配合代号。 解:1）选择配合制 本例没有特殊要求，应优先选用基孔制。则孔的基本偏差代号为H。2）确定轴、孔公差等级 根据使用要求，此间隙配合允许的配合公差为Tf =|X max -X min |=+0.089-（+0.025）=0.064mm因为 Tf =T h +T s =0.064mm，假设孔与轴为同级配合，则 Th =Ts =T f /2=0.064.2=0.032mm=32m 查表1-2，可得32m介于IT7=25m和IT8=39m之间，在这个公差等级范围内，根据孔轴的工艺等价性，国家标准要求孔比轴低一级，因此确定孔的公差等级为IT8，轴的公差等级为IT7。 IT8+IT7=0.025+0.039=0.064mmT f3）确定轴的基本偏差代号 已选定基孔制配合，且孔公差等级为IT8，则得孔的公差带代号为50H8，其 EI=0，ES=EI+T h =0+0.039=+0.039mm 根据 Xmin=EI-es=+0.025mm，可得轴的上偏差 es=EI-Xmin =0-0.025=-0.025mm。查表1-4可得 es=-0.025对应的轴的基本偏差代号为f，则轴的公差带代号为50f7。轴的另一个极限偏差为ei=es-Ts =-0.025-0.025=-0.050mm4）选择的配合为50H8f75）验算 X max =ES-ei=+0.039-（-0.050）=+0.089mm X min =EI-es=0-（-0.025）=+0.025mm经验算满足要求。 例1-8 锥齿轮减速器如图1-17所示，已知传递的功率P=100kW，中速轴转速n=750r/min，稍有冲击，在中小型工厂小批生产。试选择以下四处的公差等级和配合:联轴器1和输入端轴颈2;带轮8和输出端轴颈;小锥齿轮10和轴颈;套杯4外径和箱体6座孔。解:由于四处配合无特殊的要求，所以优先采用基孔制。1）联轴器1是用精制螺栓连接的固定式刚性联轴器，为防止偏斜引起附加载荷，要求对中性好，联轴器是中速轴上重要配合件，无轴向附加定位装置，结构上采用紧固件，故选用过渡配合40H7/m6。 图1-17 锥齿轮减速器 2）带轮8和输出轴轴颈配合和上述配合比较，定心精度因是挠性件传动，因而要求不高，且又有轴向定位件，为便于装卸可选用:H8/h7（h8、js7、js8），本例选用50H8/h8。 3）小锥齿轮10内孔和轴颈，是影响齿轮传动的重要配合，内孔公差等级由齿轮精度决定，一般减速器齿轮精度为8级，故基准孔为IT7。传递负载的齿轮和轴的配合，为保证齿轮的工作精度和啮合性能，要求准确对中，一般选用过渡配合加紧固件，可供选用的配合有H7.js6（k6、m6、n6，甚至p6、r6），至于采用那种配合，主要考虑装卸要求、载荷大小、有无冲击振动、转速高低、批量生产等。此处是为中速、中载、稍有冲击、小批量生产，故选用45H7/k6。4）套杯4外径和箱体孔配合是影响齿轮传动性能的重要部位，要求准确定心。但考虑到为调整锥齿轮间隙而轴向移动的要求，为便于调整，故选用最小间隙为零的间隙定位配合130H7/h6。 1.4 尺寸的检测第四讲课 题：1.普通计量器具的选择 2尺寸的测量方法 课堂类型：讲授 教学目的：1.熟悉普通计量器具的选择及常用的尺寸测量方法2.明确安全裕度和验收极限的概念，会查表正确选用合适的测量器具进行尺寸的检测3. 掌握使用游标类、螺旋测微类、机械类等测量器具进行尺寸检测的能力。 教学重点：正确选用合适的测量器具进行尺寸的检测教学难点： 使用游标类、螺旋测微类、机械类等测量器具进行尺寸检测： 教 具：各种测量仪器教学方法：在讲清各种测量仪器原理的基础上,要求学生掌握几种典型测量仪器的用法. 一、引入新课题在各种几何量的测量中，尺寸测量是最基础的。几何量中形状、位置、表面粗糙度等误差的测量大都是以长度值来表示的，它们的测量实质上仍然是以尺寸测量为基础的。因此，许多通用性的尺寸测量器具并不只限于测量简单的尺寸，它们也常在形状和位置误差等的测量中使用。 在进行检测时，要针对零件不同的结构特点和精度要求采用不同的计量器具。本节主要介绍通用计量器具的选择及常用的尺寸测量方法。二、教学内容1.4.1 普通计量器具的选择1.误收与误废 误收:在进行检测时，把超出公差界限的废品误判为合格品而接收称为误收; 误废:将接近公差界限的合格品误判为废品而给予报废称为误废. 2.验收极限与安全裕度A 国家标准规定的验收原则:所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件。即允许有误废而不允许有误收，为了保证这个验收原则的实现，保证零件达到互换性要求，将误收减至最小，规定了验收极限。 验收极限:是指检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。国家标准规定，验收极限可以按照下列两种方法之一确定。方法1 验收极限是从图样上标定的最大极限尺寸和最小极限尺寸分别向工件公差带内移动一个安全裕度A来确定，如图1-18所示。所计算出的两极限值为验收极限（上验收极限和下验收极限），计算式如下: 图1-18 验收极限与安全裕度 上验收极限=最大极限尺寸-A 下验收极限=最小极限尺寸+A 安全裕度A:由工件公差确定，A的数值取工件公差的1/10，其数值见表1-17。 生产公差:由于验收极限向工件的公差带之内移动，为了保证验收时合格，在生产时工件不能按原有的极限尺寸加工，应按由验收极限所确定的范围生产，这个范围称为“生产公差”。 方法2 验收极限等于图样上标定的最大极限尺寸和最小极限尺寸，即A值等于零。 具体原则是: 对要求符合包容要求（见第二章）的尺寸，公差等级高的尺寸，其验收极限按方法1确定。 对工艺能力指数C p 1时，其验收极限可以按方法2确定。但对要求符合包容要求的尺寸，其轴的最大极限尺寸和孔的最小极限尺寸仍要按方法1确定。 工艺能力指数C p 值是工件公差值T与加工设备工艺能力C之比值。C为常数，工件尺寸遵循正态分布时C=6;为加工设备的标准偏差，Cp =T/6。 对偏态分布的尺寸，其验收极限可以仅对尺寸偏向的一边应按方法1确定，而另一边按方法2确定。 对非配合和一般的尺寸，其验收极限按方法2确定。 3.计量器具的选择原则 （1）选择计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。 （2）选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度值既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。 例1-9 被检验工件为50h9（ 0-0.062 ）E，试确定验收极限，并选择适当的计量器具。解:此工件遵守包容要求，应按方法1确定验收极限。 查表1-17得安全裕度A=6.2m，由式（1-17）可得 上验收极限=50-0.0062=49.9938mm 下验收极限=50-0.062+0.0062=49.9442mm 按优先选用档的原则查表1-17，得测量器具的不确定度允许值u 1 =5.6m。 查表1-18，查得分度值为0.01mm的千分尺不确定度为0.004mm，它小于0.0056mm，所以能满足要求。 1.4.2 尺寸的测量方法 1.游标类量具 A.原理: 游标类量具是利用游标读数原理制成的一种常用量具，它具有结构简单、使用方便、测量范围大等特点。B.读数范围: 游标量具的读数值有0.1mm、0.05mm、0.02mm三种。C.举例: 在游标读数值为0.05mm的游标卡尺上，游标零线的位置在尺身刻线“14”与“15”之间，且游标上第8根刻线与尺身刻线对准，则被测尺寸为14mm+80.05mm=14.4mm。 D.分类: 常用的游标量具有游标卡尺、深度游标尺、高度游标尺，它们的读数原理相同，所不同的主要是测量面的位置不同，如图1-19所示。 图1-19 游标量具 图1-20 带表游标卡尺 为了读数方便，有的游标卡尺上装有测微表头，如图1-20所示，它是通过机械传动装置，将两测量爪相对移动转变为指示表的回转运动，并借助尺身刻度和指示表，对两测量爪相对移动所分隔的距离进行读数。 如图1-21所示为电子数显卡尺，它具有非接触性电容式测量系统，由液晶显示器显示。电子数显卡尺测量方便可靠。2.螺旋测微类量具 A.原理: 是利用螺旋副运动原理进行测量和读数的一种测微量具。B.分类: 可分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺。 图1-21 电子数显卡尺 C.举例:千分尺是应用螺旋副的传动原理，将角位移转变为直线位移。 常用外径千分尺的测量范围有025mm、2550mm、5075mm以至几米以上，但测微螺杆的测量位移一般均为25mm。外径千分尺的读数如图1-22所示。 图1-22 千分尺读数举例 3.机械量仪 A.原理: 机械量仪是利用机械结构将直线位移经传动、放大后，通过读数装置表示出来的一种测量器具。 B.分类及用途:（1）百分表 百分表是应用最广的机械量仪，它的外形及传动如图1-23所示。百分表的分度值为0.01mm，表盘圆周刻有100条等分刻线。百分表的齿轮传动系统是测量杆移动1mm，指针回转一圈。百分表的示值范围有