第一单元极限与配合难点.doc

第一单元 极限与配合授课时间 2016.9.19-10.21授课班级1527授课时数 12节授课形式讲练授课地点班级、多媒体教室授课方法讨论法、演示法、任务驱动法理实一体授课章节名 称 极限与配合学习资源（1）选用教材及学习单元：机械加工检测技术第一单元（2）教学资源：多媒体、各类测量教具教学目的知识技能目标：1、理解极限与配合的基本术语和定义2、能够熟练绘制、分析公差带图3、学会判断配合类别和采用的配合制4、掌握配合制的选择方法5、了解三种配合类别的基本应用范围德育目标：1、培养学生自学能力2、举一反三的能力3、培养学生的创造力教学重点1、极限与配合的基本概念2、公差带和配合代号意义3、三种配合的的基本应用范围教学难点1、熟练绘制、分析公差带图2、合理选择孔、轴的公差等级教学后记教学内容教学环节教学活动过程意图资源使用教学内容学生活动教师活动课前准备绪论讲解思考学习教师讲解为本节课做准备多媒体引入新课极限配合应用范围学生听讲留给学生思考空间课题讲解【课题一】：基本术语及定义一、 基本概念基本尺寸：设计时确定的尺寸。实际尺寸:经测量获得的某一孔、轴的尺寸。极限尺寸:一个孔或轴允许的尺寸的两个界限值。最大极限尺寸:孔或轴允许尺寸的最大值。最小极限尺寸:孔或轴允许尺寸的最小值。零件合格的条件：最大极限尺寸实际尺寸最小极限尺寸例：一个孔的直径为F400.005基本尺寸: F 40最大极限尺寸: F 40.005最小极限尺寸: F 39.995零件合格的条件： F 40.005实际尺寸 F 39.995二、尺寸偏差和尺寸公差上偏差= 最大极限尺寸基本尺寸代号：孔为ES 轴为es 下偏差= 最小极限尺寸基本尺寸 代号：孔为EI 轴为ei 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： F450.004上偏差 = 45.00445 = +0.004下偏差 = 44.99645 = -0.004公 差= 0.004(-0.004) = 0.008公差带图：作用：直观地表示出了公差的大小及公差带相对于零线的位置。 在国家标准中，公差带包括： 公差带大小 ： 由标准公差确定 公差带位置 ： 由基本偏差确定三、有关配合的术语及定义 1.配合公差带之间的关系（基本尺寸相同） 孔轴 其差值为正是 X ；其差值为负是 Y 2.间隙配合具有间隙（含 Xmin =0 ）的配合。孔在轴的公差带之上。 最大间隙 Xmax =Dmax -dmin =ES-ei 最小间隙 Xmin =Dmax -dmax =EI-es 平均间隙 Xp=1/2（Xmax +Xmin ） 3.过盈配合具有过盈（含 Ymin =0 ）的配合。孔在轴的公差带之下。 最小过盈 Ymin =Dmax -dmin =ES-ei 最大过盈 Ymax =Dmin -dmax =EI-es 平均过盈 Yp=1/2（Ymin +Ymax ） 4.过渡配合可能具有 X 或 Y 的配合。此时孔轴公差带相互交叠。 公式用以上 X ， Y 5.配合公差允许 X 或 Y 的变动量。 间隙配合：Tf= Xmax -Xmin 过盈配合：Tf= Ymin -Ymax 过渡配合：Tf= Xmax -Ymax 结论 ：配合精度与零件的加工精度有关，若要配合精度高，则应降低零件的公差，即提高工件本身的加工精度。反之亦然。【课题二】：公差带的标准化本课题主要讲述公差配合标准，了解基准制中基孔制和基轴制的特点、标准公差系列和基本偏差系列的构成，重点掌握标准公差数值表和孔与轴的基本偏差数值表的查用，会在图样上正确标注公差配合。掌握一般公差的表示方法。一、基准制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。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。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。二、标准公差系列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。式中 D基本尺寸分段的计算尺寸（mm）i公差单位（m）2.公差等级 确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。不同零件和零件上不同部位的尺寸，对精确程度的要求往往不同，为了满足生产的需要，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。三、基本偏差系列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。28种基本偏差构成了基本偏差系列。2.基本偏差系列图及其特征 图1-9为基本偏差系列图。图中，基本偏差系列各公差带只画出一端，另一端未画出，它取决于公差的大小。3.基本偏差数值（1）轴的基本偏差数值 轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，按照各种配合要求，再根据生产实践经验和统计分析结果得出的一系列公式经计算后圆整尾数而得出。轴的基本偏差数值表，如表1-4所示。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=esITes=ei+IT（2）孔的基本偏差数值 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ES=ei （适用于AH）EI=es （适用于同级配合的JZC） 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+=ITnITn-1=IThITs特殊规则适用于基本尺寸500mm，标准公差IT8的J、K、M、N和标准公差IT7的PZC。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=ESITES=EI+IT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 =+55mh8的另一个极限偏差ei=esIT8=（033）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=+33mP8的另一个极限偏差EI=ESIT8=（2233）m=55m6）标出极限偏差25 257）计算极限盈隙对于25H8/p8 Ymax=EIes=（00.055）mm=0.055mm Xmax=ESei=（+0.0330.022）mm=+0.011mm对于25P8/h8 Ymax=EIes=（0.0550）mm=0.055mm Xmax=ESei=0.022（0.033）mm=+0.011mm可见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 =+35mh6的另一个极限偏差ei=esIT6=（013）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=+21mP7的另一个极限偏差EI=ESIT7=（1421）m=35m6）标出极限偏差20 207）计算极限盈隙对于20H7/p6 Ymax=EIes=（00.035）mm=0.035mm Ymin=ESei=（+0.0210.022）mm=0.001mm对于20P7/h6 Ymax=EIes=（0.0350）mm=0.035mm Ymin=ESei=0.014（0.013）mm=0.001mm可见20H7/p6与20P7/h6配合性质相同。1.2.4 公差与配合在图样上的标注1.公差带代号与配合代号孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成，例如H7、F7、K7、P6等为孔的公差带代号；h7、g6、m6、r7等为轴的公差带代号。当孔和轴组成配合时，配合代号写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。如或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.图样中尺寸公差带的标注形式三、常用和优先的公差带与配合国标规定了一般、常用和优先孔用公差带共105种，如图1-13所示。图中方框内的为44种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。对于配合，国标规定基孔制常用配合59种，优先配合13种，如表1-6所示。基轴制常用配合47种，优先配合13种，如表1-7所示。1.2.6 一般公差线性尺寸的未注公差（新国标GB/T180492）国家标准GB/T180492一般公差 线性尺寸的未注公差采用了国际标准中的有关部分，替代了GB180479未注公差尺寸的极限偏差。国家标准GB/T180492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，具体数值如表1-8所示。f、m、c、v四个等级分别相当于IT12、IT14、IT16、IT17。采用GB/T18041992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/T1804m。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。【课题三】：极限与配合的选择本课题主要介绍公差配合的选择，要求掌握基准制的选择、公差等级的选择、配合的选择的基本原则和一般方法。本节为本章的教学难点，学生应在熟悉书中所述内容基础上，达到会初步选用公差配合的能力。合理选用公差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。公差与配合的选用主要包括基准制、公差等级和配合种类的选择。一、基准制的选择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。孔通常用定值刀具（如钻头、铰刀、拉刀）加工，用极限量规（塞规）检验。当孔的基本尺寸和公差等级相同而基本偏差改变时，就需更换刀具、量具。而一种规格的磨轮或车刀，可以加工不同基本偏差的轴，轴还可以用通用量具进行测量。所以，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，再按配合要求选用和加工孔就可以了。这在技术上、经济上都是合理的。（2）由于结构上的特点，宜采用基轴制。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，销轴将做成阶梯状，这样既不便于加工，又不利于装配。若采用基轴制配合，销轴做成光轴，既方便加工，又利于装配。（3）与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定基准制。在特殊需要时可采用非基准制配合。二、公差等级的选择1.联系工艺 在按使用要求确定了配合公差Tf后，由于Tf=Th+Ts，这里Th与Ts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。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。但间隙小的的配合公差等级应较高，间隙大的配合公差等级可以低些。例如，选用H6/g5和H11/a11是可以的，而选用H11/g11和H6/a5就不合理了。3.联系零件的相关结构 例如，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