第二章尺寸精度设计ppt课件

.,第二章尺寸精度设计,有关尺寸精度设计的基本术语和定义尺寸的极限和配合国家标准简介尺寸精度设计的基本原则和方法一般公差（线性尺寸的未注公差）,互换性与测量技术,.,一、有关尺寸精度设计的基本术语和定义,1.有关孔、轴的定义,孔（hole）：由单一尺寸所确定的圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面。,轴（shaft）：由单一尺寸所确定的圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面。,互换性与测量技术,.,（1）尺寸（size）：指以特定单位表示线性尺寸值的数值。,（2）基本尺寸（basicsize）：由设计给定的尺寸。孔(轴)直径的基本尺寸符号:D(d)其它长度的基本尺寸符号:L,2.有关尺寸、偏差和公差的术语和定义,互换性与测量技术,.,（3）实际尺寸（autualsize）：通过测量获得的尺寸。孔(轴)直径的实际尺寸符号:Da(da)其它长度的基本尺寸符号:La,互换性与测量技术,.,（4）极限尺寸（limiteofsize）：一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸，表示:孔Dmax，轴dmax孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限尺寸，表示:孔Dmin，轴dmin实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。零件尺寸合格条件孔：DmaxDaDmin轴：dmaxdadmin,互换性与测量技术,.,（5）尺寸偏差a.偏差(deviation)：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。,b.极限偏差(limitsize)：极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。上偏差最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔用代号ES，轴用代号es表示：ES=Dmax-D，es=dmax-d,下偏差最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔用代号EI，轴用代号ei表示：EI=Dmin-D，ei=dmin-d,互换性与测量技术,.,C.实际偏差(actualdeviation)：实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔的实际偏差：Ea=DaD轴的实际偏差：ea=dad,尺寸偏差合格条件：EIEaES，eieaes注意：偏差是代数值，一定要带正、负号。,（6）尺寸公差（sizetolerance）：允许尺寸的变动量。是最大极限尺寸减最小极限尺寸代数差的绝对值，或上偏差减下偏差代数差的绝对值。即：孔公差：TD=Dmax-Dmin=ES-EI轴公差：Td=dmax-dmin=es-ei,互换性与测量技术,.,注意：公差是允许尺寸的变动范围，在数值上是绝对值，没有正、负号，且不能为零。,互换性与测量技术,.,（7）尺寸公差带图,在公差带图解中，用零线表示基本尺寸，用不同方式区分孔轴公差带，其相互位置及大小按协调的比例画出。,零线(zeroline)在公差带图中，表示基本尺寸的一条直线，即零偏差线。这是确定偏差的一条基准线。通常零线沿水平方向绘制，正偏差位于其上，负偏差位于其下。,互换性与测量技术,.,公差带(tolerancezone)在公差带图中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。,例题：基本尺寸D=50mm,孔的极限尺寸Dmax=50.025mm,Dmin=50mm;轴的极限尺寸dmax=49.950mm,dmin=49.934mm。求孔、轴的极限偏差及公差，并画出公差带图。,互换性与测量技术,.,（1）配合(fit)：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。,孔的尺寸轴的尺寸之差,0，为间隙X,0，为过盈,3.有关配合的术语和定义,（2）间隙和过盈(clearanceandinterference)：,（）配合种类,间隙配合(clearancefit)：具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。,最小间隙：Xmin=Dmindmax=EIes,最大间隙：Xmax=Dmaxdmin=ESei,平均间隙：Xav=(XmaxXmin)/2,互换性与测量技术,.,过盈配合(interferencefit)：具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，轴的公差带在孔的公差带之上。,最大过盈：max=Dmindmax=EIes,最小过盈：min=Dmaxdmin=ESei,平均过盈：av=(max+min)/2,互换性与测量技术,.,最大过盈：max=Dmindmax=EIes,过渡配合(transitionfit)：可能具有间隙或过盈的配合。,最大间隙：Xmax=Dmaxdmin=ESei,平均间隙或过盈：(Xmaxmax)/2,0，为平均间隙Xav,0，为平均过盈av,互换性与测量技术,.,（4）配合公差（variationoffit）,它是允许间隙或过盈的变动量,等于组成配合的孔、轴公差之和,用Tf表示。,间隙配合：Tf=XmaxXmin=TD+Td,过盈配合：Tf=YmaxYmin=TD+Td,过渡配合：Tf=XmaxYmax=TD+Td,孔,轴,孔,孔,轴,轴,互换性与测量技术,.,例题1：现有一过盈配合，孔为，轴为，求最大过盈、最小过盈、平均过盈和配合公差。,例题2：现有一间隙配合，孔为，轴为，求最大间隙、最小间隙、平均间隙和配合公差。,例题3：现有一过渡配合，孔为，轴为，求最大间隙、最大过盈、平均过盈或平均过盈和配合公差。,互换性与测量技术,.,二、尺寸的极限与配合国家标准简介,1.配合制,极限与配合国家标准是由配合制、标准公差系列和基本偏差系列三部分组成。,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。,指同一极限与配合制中的孔和轴组成配合的一种制度。,互换性与测量技术,.,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。,互换性与测量技术,.,标准公差是国家标准极限与配合制中，所规定的任一公差。,1.标准公差因子（standardtolerancefactor）标准公差因子用以确定标准公差的基本单位，也是评定公差等级，制定标准公差数值系列的基础。,2.标准公差系列,基本尺寸500mm时，标准公差因子i用表示：,式中，D基本尺寸分段的计算尺寸（mm）,互换性与测量技术,.,基本尺寸5003150时，标准公差因子用I表示：,互换性与测量技术,.,2.标准公差等级（ToleranceGrade）,在极限与配合国家标准中，同一公差等级对所有基本尺寸的一组被认为具有同等精确程度。在基本尺寸不大于500mm范围内规定了20个标准公差等级。IT01，IT0，IT1，IT2，IT18精度逐渐降低，公差值逐渐增大,在基本尺寸5003150mm范围内规定了18个标准公差等级。IT1，IT2，IT18精度逐渐降低，公差值逐渐增大,互换性与测量技术,.,基本尺寸500mm各级标准公差计算表,互换性与测量技术,.,基本尺寸500mm各级标准公差计算表,互换性与测量技术,.,互换性与测量技术,.,3.基本尺寸分段,为了减少标准公差的数目，简化公差表格，便于应用，将基本尺寸分成若干段。基本尺寸分段后，在同一尺寸段内，只要公差等级相同，不论尺寸大小，标准公差值都相同。标准公差计算公式中，基本尺寸用每一尺寸段首尾两个尺寸的几何平均值，即,例题：试比较轴，和，的公差等级高低。,互换性与测量技术,.,3.基本偏差系列,基本偏差是指由极限与配合国家标准规定的，用以确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般是靠近零线的那个极限偏差。,规定28种基本偏差，在26个拉丁字母中去掉5个容易同其它含义相混淆的字母:,I（i），L（l），O（o），Q（q），W（w）,再增加7个双写字母:,CD（cd），EF（ef），FG（fg），JS（js），ZA（za），ZB（zb），ZC（zc）。,1.基本偏差及其代号,互换性与测量技术,.,基本偏差系列图示,互换性与测量技术,.,2.孔、轴的基本偏差数值,互换性与测量技术,.,基本尺寸至500mm轴的基本偏差,互换性与测量技术,.,互换性与测量技术,.,基本尺寸至500mm孔的基本偏差,互换性与测量技术,.,互换性与测量技术,.,（1）通用规则用同名代号（例如A与a）表示的孔、轴的基本偏差绝对值相等，而符号相反。,通用规则的适用范围：,AH孔的下偏差EI=-esJZC孔的上偏差ES=-ei,AHITnIT8,D3500mm的K、M、NITnIT7,D3500mm的PZC例外：D3500mm的N，基本偏差ES=0,互换性与测量技术,.,（2）特殊规则（孔比轴低一级时）用同名代号表示的孔、轴的基本偏差符号相反，绝对值相差一个值。,=ITnIT(n-1)ES=ei+,特殊规则适用范围：,D3mm时，JNIT8;PZCIT7,互换性与测量技术,.,3.另一个极限偏差的确定,TD=ES-EITd=es-ei,在确定了基本偏差之后，另一个极限偏差按如下关系确定：,互换性与测量技术,.,4.极限与配合在图样上的表示配合的表示：在装配图上，配合用相同的基本尺寸后跟孔、轴公差带表示。,公差尺寸的表示：在零件图上，用基本尺寸后跟所要求的公差或（和）对应的偏差值表示。,互换性与测量技术,.,例题1：查表确定35H7/r6、35R7/h6的孔、轴的极限偏差、极限过盈，绘制尺寸公差带图。,练习：查表确定50H8/g7、50G8/h7的孔、轴的极限偏差，绘制尺寸公差带图，计算两个配合的极限间隙。,互换性与测量技术,.,5.一般、常用和优先的公差与配合（1）一般、常用和优先用途的公差带,H1JS1H2JS2H3JS3H4JS4K4M4G5H5JS5K5M5N5P5R5S5F6G6H6J6JS6K6M6N6P6R6S6T6U6V6X6Y6Z6D7E7F7G7H7J7JS7K7M7N7P7R7S7T7U7V7X7Y7Z7C8D8E8F8G8H8J8JS8K8M8N8P8R8S8T8U8V8X8Y8Z8A9B9C9D9E9F9H9JS9N9P9A10B10C10D10E10H10JS10A11B11C11D11H11JS11A12B12C12H12JS12H13JS13,孔的一般、常用和优先公差带,互换性与测量技术,.,轴的一般、常用和优先公差带,互换性与测量技术,.,（2）常用和优先配合,基孔制常用、优先配合,.,基轴制常用、优先配合,互换性与测量技术,.,三、尺寸精度设计的基本原则和方法,精度设计主要包括：基准制的选用公差等级的选用配合种类的选用,1.基准制的选用,（1）优先选用基孔制,（2）某些情况下选用基轴制配合经济合理,直接采用冷拔钢作轴;,由于结构的需要，同一基本尺寸的轴与多个孔相配合，且配合性质不同。,孔、轴的基本尺寸小于1mm;,互换性与测量技术,.,互换性与测量技术,.,a.与滚动轴承配合：轴颈加工采用基孔制配合，外壳孔加工采用基轴制；,b.带轮、齿轮与电机轴配合采用基轴制;,c.键、销等配合采用基轴制。,（3）与标准件配合时，以标准件作为基准件确定基准制。,互换性与测量技术,.,（4）为满足特殊需要，允许采用任一孔，轴公差带组成配合。（非基孔制或非基轴制）,互换性与测量技术,.,选择标准公差等级的基本原则是：在充分满足使用要求的前提下，尽量选择较低的公差等级。生产中经常用类比法来确定公差等级。,2.确定标准公差等级,公差等级的应用,互换性与测量技术,.,各种加工方法的合理加工精度,互换性与测量技术,.,公差等级的选用,互换性与测量技术,.,选择公差等级时应注意以下几个问题：,（1）孔和轴的工艺等价性,（2）相配合的零、部件的精度应相匹配,基本尺寸500mm，当公差等级在IT8以上时，标准推荐孔比轴低一级,当公差等级在IT8以下时，标准推荐孔与轴同级;IT8属于临界值，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一级的轴配合。基本尺寸500mm，一般采用孔、轴同级配合。,（3）过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低。,一般孔的公差等级应不低于IT8级，轴的不低于IT7级。,互换性与测量技术,.,（4）在非基准制配合中，当配合精度要求不高，允许相配合零件的公差等级相差23级。,互换性与测量技术,.,例题：假设孔、轴配合的基本尺寸是80mm，使用要求规定，其间隙的变化范围是+20+100微米。确定组成配合的孔、轴的标准公差等级。,互换性与测量技术,.,3.配合的选择,根据流体润滑理论来计算保证液体摩擦状态所需的间隙，根据弹性变形理论计算过盈配合所需的最小过盈等。,a.计算法,配合种类的选择主要就是根据零件的功能要求，确定配合的类型及非配合制的基本偏差代号。,（1）根据使用要求确定配合的类别,（2）确定基本偏差的方法,互换性与测量技术,.,b.试验法根据多次试验的结果，寻求最合理的间隙或过盈，从而确定配合的一种方法。,c.类比法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条件相比较，经修正后确定配合的一种方法。,孔、轴间是否右相对运动；,互换性与测量技术,.,受力大小。受力大，偏紧选择；,孔和轴的拆装情况；,孔和轴的定心精度要求；,材料、温度；,装配变形的影响；,生产批量,互换性与测量技术,.,工作情况对过盈或间隙的影响,互换性与测量技术,.,配合尺寸5至12级的应用,互换性与测量技术,.,例题1：有一孔、轴配合，基本尺寸为90mm，要求过盈在-15-75微米。试确定基轴制时孔、轴的公差带和配合代号。,例题2：有一孔、轴配合，基