互换性模块1、孔、轴尺寸公差与配合.ppt

二00五年九月 二00九年九月 上海第二工业大学机电工程学院 互换性与测量技术实践 InterchangeabilityandMeasurementTechnicalPractice 课程概述 互换性技术 检测技术 理论考核2009 9 24下午12 30 13 30 实践考 答辩2009 9 25 成绩组成 日程安排 2009 9 14 2009 9 25 课程主要内容 孔 轴尺寸公差与配合 二00五年九月 二00九年五月 上海第二工业大学机电工程学院 互换性与测量技术实践 模块一 极限与配合的基本术语和定义 有关孔和轴的定义 有关尺寸的术语及定义 有关公差和偏差的术语及定义 有关配合的的术语及定义 配合的选用 基准制 配合制 标准公差系列 基本偏差系列 互换性概述 模块一 主要内容 二00五年九月 互换性概述 互换性概述 压缩机曲轴零件图 互换性概述 互换性概述 互换性概述 研究对象 机械零部件的互换性 几何精度设计 检测技术 要求 基本理论 搞懂概念 清楚 基本知识 掌握查表 熟练 基本技能 会用配合选用 合理 互换性概述 课程特点 标准多 概念多 符号多 指同一规格的一批零 部件 不经任何选择 修配或调整 装到机器上 能满足预定使用性能要求的特性 同一规格不挑选满足功能 什么是互换性 完全互换 外互换 不完全互换 内互换 互换性的种类 实现互换性的必要条件 制定和贯彻公差标准 采用相应的检测技术是实现互换性的必要条件 互换性概述 ISO 国际标准GB T 中国国家标准 GJB JB 部颁标准ANSL 美国国家标准JIS 日本国家标准DIN 德国国家标准 标准化 内容 概念 术语 规划 代号 方法 量值等 优先数系 R5R10R20R40R80 优先数与优先数系 互换性概述 极限与配合的基本术语和定义 有关孔和轴的定义 有关尺寸的术语及定义 有关公差和偏差的术语及定义 有关配合的的术语及定义 配合的选用 基准制 配合制 标准公差系列 基本偏差系列 互换性概述 模块一 主要内容 产品几何技术规范 GPS 极限与配合基础第1部分 公差 偏差和配合的基础 GB T1800 1 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 T1800 2 2009 GB T1804 2000 模块一孔 轴尺寸公差与配合 国家标准 一般公差 线性尺寸未注公差 有关尺寸的术语及定义 尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值 实际尺寸 测量得到的尺寸 孔用Da 轴用da表示 实际尺寸可能是局部的 实际尺寸并非是零件的真值 基本尺寸 设计得到的尺寸 孔用D 轴用d表示 极限尺寸 尺寸的两个极端 孔最大极限尺寸 Dmax孔最小极限尺寸 Dmin轴最大极限尺寸 dmax轴最小极限尺寸 dmin 基本术语和定义 孔为包容面 轴为被包容面 GB T1800 1 2009 有关偏差与公差的术语及定义 偏差 某一尺寸 实际尺寸 极限尺寸 减其基本尺寸所得的代数差 偏差可以为正 负或零 孔的实际偏差 Da D轴的实际偏差 da d 实际偏差 极限偏差 孔的上偏差 ES Dmax D孔的下偏差 EI Dmin D轴的上偏差 es dmax d轴的下偏差 ei dmin d 基本术语和定义 有关偏差与公差的术语及定义 尺寸公差 允许尺寸的变动量 孔的公差 TD Dmax Dmin ES EI 轴的公差 Td dmax dmin es ei 尺寸公差带图 基本术语和定义 配合的术语及定义 配合 是指基本尺寸相同的一批相互结合的孔和轴公差带之间的关系 间隙与过盈 孔的尺寸与相配合的轴的尺寸之差为正 称间隙 X 0 孔的尺寸与相配合的轴的尺寸之差为负 称过盈 Y 0 间隙配合过盈配合过渡配合 基本术语和定义 间隙配合 孔的尺寸与相配合的轴的尺寸之差为正 X 0 最大间隙 Xmax Dmax dmin ES ei最小间隙 Xmin Dmin dmax EI es 平均间隙 基本术语和定义 过盈配合 孔的尺寸与相配合的轴的尺寸之差为负 Y 0 最小过盈 Ymin Dmax dmin ES ei最大过盈 Ymax Dmin dmax EI es 平均过盈 基本术语和定义 过渡配合 孔轴的公差带交叠 可能具有间隙或过盈的配合 最大间隙 Xmax Dmax dmin ES ei最大过盈 Ymax Dmin dmax EI es 平均间隙 过盈 基本术语和定义 配合公差 允许间隙或过盈的变动量 间隙配合 Tf Xmax Xmin TD Td 过盈配合 过渡配合 Tf Ymax Ymin TD Td Tf Xmax Ymax TD Td 基本术语和定义 孔公差 TD ES EI 轴公差 Td es ei 配合公差 Tf Xmax Ymax TD Td Xmax ES eiXmin EI es 常用计算公式 间隙配合 过盈配合 过渡配合 Ymin ES eiYmax EI es Xmax ES eiYmax EI es 配合公差 Tf Xmax Xmin TD Td 配合公差 Tf Ymin Ymax TD Td 配合制 基孔制配合 基本偏差为一定的孔的公差带 与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度 基准孔 HEI 0 基本术语和定义 GB T1800 1 2009 配合制 基轴制配合 基本偏差为一定的轴的公差带 与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度 基准轴 hes 0 基孔制和基轴制配合是两种等效的基准制 一般在基孔制中规定的配合基轴制中也有 基本术语和定义 标准公差系列 在基本尺寸至500mm内规定了20个公差等级 用IT01 IT0 IT1 IT2 IT17 IT18表示 数值 标准公差等级 标准公差系列 GB T1800 2 2009 查表3 2P39 标准公差系列 IT7 16i IT8 25i IT5 7i 基本偏差系列 基本偏差 就是孔 轴公差带中靠近零线的哪个上偏差或下偏差 国家标准规定 基本偏差用拉丁字母表示 大写表示孔 小写表示轴 各有28个代号 基本偏差系列 基本偏差分布口诀基本偏差靠近零 有了代号位置定 近零那方封口平 开口那方待确定 公差等级一明确 封起口来大小定 带在零下基偏上 带在零上基偏下 1 基本偏差系列代号及其特点 轴 26个字母 5 i l o q w 7 cd ef fg js za zb zc 孔 26个字母 5 I L O Q W 7 CD EF FG JS ZA ZB ZC 基本偏差系列中只给出了公差带一端的界限 而公差带另一端的界限将取决于公差带的标准公差等级和基本偏差的组合 孔 轴任何一个公差带都是用基本偏差代号和标准公差等级数字表示 基本偏差系列 轴a h 基本偏差 es 0 k zc 基本偏差 ei h 基准轴 基本偏差es 0孔A H 基本偏差 EI 0 K ZC 基本偏差 ES H 基准孔 基本偏差EI 0JS和js的公差带完全对称于零线轴 es IT 2ei IT 2孔 ES IT 2EI IT 2 基本偏差系列 当IT 7 11 公差值为奇数时 基本偏差值应减去1再除2 2 轴的基本偏差的确定 表3 4P44 轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础 a h 间隙配合 es a b c 大间隙热动配合d e f 用于转动配合g h 滑动配合js n 过渡配合 ei 对中 定位配合p zc 过盈配合 ei 传递扭矩 当轴的基本偏差的确定后 另一个极限偏差按下式计算 es ei Td或ei es Td 基本偏差系列 1 公差 公差等级 2 基本偏差 代号 3 按当es ei Td或ei es Td确定另一个极限偏差 例2 确定 20p6的极限偏差 解 由表得IT6 13 m由表得ei 22 mes ei Td 35 m 例1 确定 20h6的极限偏差 解 由表得IT6 13 m由表得es 0 mei es Td 13 m 基本偏差系列 3 孔的基本偏差的确定 表3 5P46 孔的基本偏差数值是以基轴制配合为基础 一般 EI es ES ei ES ei ITn ITn 1ITn 孔的标准公差ITn 1 轴的标准公差 基本偏差系列 当孔的基本偏差确定后 另一个极限偏差按下式计算 ES EI TD或EI ES TD 当 公差等级 IT8的K M N 公差等级 IT7的P ZC 例2 确定孔 20P7的极限偏差 解 由表得IT7 21 m由表得ES ei 22 8 14 mEI ES TD 35 m 例1 确定孔 20H7的极限偏差 解 由表得IT7 21 m由表得EI 0 mES EI TD 21 m 基本偏差系列 当 公差等级 IT8的K M N 公差等级 IT7的P ZCES ei 1 公差 公差等级 2 基本偏差 代号 3 按当ES EI TD或EI ES TD确定另一个极限偏差 例 试用查表法确定 20H7 p6和 20P7 h6的孔和轴极限偏差 计算极限过盈 画出公差带图 基本偏差系列 孔 轴尺寸公差与配合 图纸上的标注 1 线性尺寸的未注公差 一般公差 定义 在车间普通工艺条件下 机床设备一般加工能力可达到的公差主要用于精度较低的非配合尺寸 2 线性尺寸的一般公差的公差等级 表3 13P62 f 精密级 IT12 m 中等级 IT14 c 粗糙级 IT16 v 最粗级 IT17 3 线性尺寸的一般公差的极限偏差不论孔 轴还是长度一律采用对称分布 4 线性尺寸的一般公差的标注一般只标注基本尺寸 不注极限偏差 GB T1804 m 未注公差 一般公差 GB T1804 2000 配合的选用 配合制 公差等级 配合的选择 一般情况下应优先选用基孔制配合特殊情况下选用基轴制配合农业机械和纺织机械加工小尺寸当一根轴与基本尺寸相同的几个零件孔相配合 且配合性质不同 配合制的选用 与标准件配合 特殊情况下选用基轴制配合 为满足特殊配合要求 可采用任一孔 轴公差带组成配合 配合的选用 配合制的选择 配合的选用 公差等级的选择 公差等级过低 产品质量得不到保证 公差等级过高 制造成本增加 选用标准公差等级的原则 在满足使用要求的前提下 考虑工艺的可能性 尽量选用精度较低的公差等级 公差等级的选择 配合的选用 公差等级的选择 孔和轴的工艺等价 指孔和轴加工难易程度相同 选用标准公差等级的方法 类比法 计算法 类比法标准公差等级应用范围 表3 6P52 配合的选用 公差等级的选择 类比法 应用示例 配合的选用 公差等级的选择 已知某配合的间隙或过盈 可确定孔和轴的公差等级 实例1 已知 某配合基本尺寸为 10mm 允许的间隙变动量为 Xmax 38 m Xmin 13 m 试选择孔和轴的公差等级 解 Tf Xmax Xmin 38 13 25 mTf TD Td 25 m 查表得 IT5 6 m IT6 9 mIT7 15 m IT8 22 m IT6 IT7 15 9 24 25而且最接近25 m 选孔为7级 轴为6级Td 9 m TD 15 m 计算法 配合的选用 配合的选择 非基准件的基本偏差代号 配合公差代号 配合的选择 配合的选择就是根据所选部位松紧程度的要求 确定非基准件的基本偏差代号 尽可能地选用优先配合 其次考虑常用配合 然后是一般配合 一般 常用 优先公差带的配合 P55 57 配合选择的步骤 配合类别的选择 配合种类的选择 配合的选用 配合的选择 非基准件的基本偏差代号 配合公差代号 配合类别 a h 间隙配合 es a b c 大间隙热动配合d e f 用于转动配合g h 滑动配合js n 过渡配合 ei 对中 定位配合p zc 过盈配合 ei 传递扭矩 配合选择的步骤 配合类别的选择 配合种类的选择 配合的选用 配合的选择 非基准件的基本偏差代号 配合公差代号 配合选择的步骤 配合类别的选择 配合种类的选择 配合的选用 配合的选择 非基准件的基本偏差代号 配合公差代号 配合类别的选择 配合的选用 配合的选择 非基准件的基本偏差代号 配合公差代号 配合种类的选择 基本方法 计算法 试验法 类比法 计算法根据配合部位的使用要求和工作条件 按一定理论建立极限间隙或极限过盈的计算公式 试验法 对于特别重要的配合 需要做专门的模拟试验 确定配合代号 这种方法较为可靠 但成本较高 一般用于大量生产的产品的关键配合 类比法 在对机械设备上现有的行之有效的一些配合有充分了解的基础上 用参照类比的方法确定配合 这是目前选择配合的主要方法 用类比法选择配合 必须掌握各类配合的特点和应用场合 并充分研究配合件的工作条件和使用要求 进行合理选择 表3 10 3 11P59 配合的选用 配合的选择 配合公差代号 计算法确定配合种类的步骤 1 确定基准制 基孔制 EI 0基本偏差代号H 基轴制 es 0基本偏差代号h 2 确定公差等级Tf Xmax Ymin Xmin Ymax 根据 表3 2 确定TD和Td 计算Tf TD Td使Tf Tf3 确定基准件的公差带 画公差带图 4 确定非基准件的基本偏差和公差带 画公差带图 5 验算 孔公差 TD ES EI 轴公差 Td es ei 配合公差 Tf Xmax Ymax TD Td Xmax ES eiXmin EI es 配合的选用 配合选择常用计算公式 间隙配合 过盈配合 过渡配合 Ymin ES eiYmax EI es Xmax ES eiYmax EI es 配合公差 Tf Xmax Xmin TD Td 配合公差 Tf Ymin Ymax TD Td 配合的选用 配合的选择 基孔制 EI 0 轴a h 间隙配合 基本偏差 esXmin EI es Xmin k n 过渡配合 基本偏差 eiXmax ES ei Xmax p zc 过盈配合 基本偏差 eiYmin ES ei Ymin 基轴制 es 0 孔A H 间隙配合 基本偏差 EIXmin EI es Xmin K N 过渡配合 基本偏差 ESXmax ES ei Xmax P ZC 过盈配合 基本偏差 ESYmin ES ei Ymin 例1 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在 20 90 m之间 若决定采用基孔制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 例1 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在22 66 m之间 若决定采用基孔制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 解 1 确定基准制选择基孔制 EI 0基本偏差代号 H Tf Xmax Xmin 66 22 44 m查表3 2得 IT6 16 mIT7 25 m IT6 IT7 16 25 41 44 满足使用要求 所以 选孔为7级 轴为6级 Td 16 m TD 25 m 3 确定孔的公差带代号 40H7 ES EI Td 25 m孔公差带 40H7 2 确定孔 轴的公差等级 例1 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在22 66 m之间 若决定采用基孔制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 4 确定轴的基本偏差代号 esXmin EI es 0 es 22 es 22 m 查表3 4得 轴的基本偏差代号为f es 25 m 轴的公差带代号为f6 公差带 40f6而Td 16 m 所以ei es Td 25 16 41 m 5 验算 Xmax ES ei 25 41 66 m 66 mXmin EI es 0 25 25 m 22 m 间隙在 22 66 m之间 符合给定要求 配合代号为 40H7 f6 属于常用配合 例1 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在22 66 m之间 若决定采用基轴制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 解 1 确定基准制选择基轴制 es 0基本偏差代号 h Tf Xmax Xmin 66 22 44 m查表3 2得 IT6 16 mIT7 25 m IT6 IT7 16 25 41 44 满足使用要求 所以 选孔为7级 轴为6级 Td 16 m TD 25 m 3 确定轴的公差带代号 h7 ei es Td 16 m公差带 40h7 2 确定孔 轴的公差等级 例1 某配合的基本尺寸为 40mm 要求间隙在22 66 m之间 若决定采用基轴制配合 试确定孔和轴的公差等级和配合种类 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 4 确定孔的基本偏差代号 EIXmin EI es EI 0 22 EI 22 m 查表3 5得 轴的基本偏差代号为F EI 25 m 轴的公差带代号为F7 公差带 40F7而TD 25 m 所以ES EI Td 25 25 50 m 5 验算 Xmax ES ei 50 16 66 m 66 mXmin EI es 25 0 25 m 22 m 间隙在 22 66 m之间 符合给定要求 配合的代号为 40F7 h6 属于常用配合 2 确定孔 轴的公差等级 例2 有一基本尺寸为 60的配合 经计算为了保证连接可靠 其最小过盈为 20 m 为了保证装配后孔不发生塑性变形 其最大过盈为 55 m 若决定采用基孔制配合 试确定此配合孔 轴公差带和配合代号 画出尺寸公差带图 并指出是否属于优先或常用配合 解 1 确定基准制选择基孔制 EI 0基本偏差代号 H Tf Ymax Ymin 55 20 35 m查表3 2得 IT6 19 mIT5 13 m IT6 IT7 19 13 32 35 满足使用要求 所以 选孔为6级 轴为5级 Td 13 m TD 19 m 3 确定轴的公差带代号 H6 ES EI TD 19 m公差带 60H6 例2 有一基本尺寸为 60的配合 经计算为