机械《互换性与技术测量》第二章(王伯平第四版)2016-3-28幻灯片.ppt

互换性与测量技术基础,1,本章主要介绍孔与轴结合时，其直径尺寸的精度控制、相配合时配合精度的控制。,孔越加工越大，轴越加工越小孔是包容面，轴是被包容面,孔、轴区别：,第二章孔、轴的极限与配合,轴：通常指工件的圆柱形外表面,轴的直径尺寸用表示。,孔：通常指工件的圆柱形内表面，孔的直径尺寸用表示。,互换性与测量技术基础,2,极限与配合的基本术语及定义极限与配合国家标准尺寸精度与配合设计,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,3,尺寸公称尺寸极限尺寸偏差、极限偏差尺寸公差,极限与配合的基本术语及定义,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,4,尺寸：用特定单位表示线性尺寸值的数字,公称尺寸：由设计时给定的尺寸。一般要求符合标准的尺寸系列。直径尺寸用或表示。,第二章孔、轴的极限与配合,极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为上极限尺寸，小的称为下极限尺寸。,孔：,轴,互换性与测量技术基础,5,尺寸偏差：某一尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为尺寸偏差。,极限尺寸,极限偏差,上极限尺寸,下极限尺寸,上极限偏差ES、es,下极限偏差EI、ei,减公称尺寸,减公称尺寸,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,6,尺寸公差：允许尺寸的最大变动量。,公差上极限尺寸下极限尺寸,公差上极限偏差下极限偏差,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,7,公差上极限尺寸下极限尺寸,公差上极限偏差下极限偏差,孔、轴的公差分别用和表示。,极限偏差可正可负可零，公差永远为正。,极限偏差数值前一定要冠以正负号。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,8,例1：已知公称尺寸为，孔的公差为0.021mm，上极限偏差为0.012mm，轴的公差为0.013mm，下极限偏差为0.013mm。求：孔的下极限偏差、轴的上极限偏差。,例1解：孔的下极限偏差,轴的上极限偏差,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,9,极限与配合图解（公差带图）：由零线，公称尺寸、上极限偏差、下极限偏差组成的示意图。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,10,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,11,公称尺寸用毫米，上、下极限偏差用微米。,第二章孔、轴的极限与配合,零线：在极限与配合图解中，表示公称尺寸的一条直线，通常以此线为基础来确定极限偏差。,公差带：由代表上极限偏差和下极限偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。,互换性与测量技术基础,12,公差带有两个基本参数：,公差带大小,公差带位置,由标准公差确定,由基本偏差确定,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,13,标准公差：标准中表列的，用以确定公差带大小的任一公差。P15表2-4基本偏差：标准中表列的，用以确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。,一般为靠近零线的那个极限偏差,第二章孔、轴的极限与配合,p2223，表2-7，p2425，表2-8,互换性与测量技术基础,14,公差带图的绘制（公称尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上）：1)画零线，标注公称尺寸。2)确定孔（或轴）公差带的位置与大小。3)在表示孔或轴的公差带框内打剖面线区分其不同，标注上、下极限偏差数值。4)作图比例基本一致。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,15,配合：公称尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系称为配合。,孔的尺寸减去与其配合的轴的尺寸所得代数差为正：称为间隙，用X表示。所得代数差为负：称为过盈，用Y表示。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,16,间隙配合,过盈配合,配合,间隙配合：具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。,特点：孔的公差带在轴的公差带上方。,过渡配合,配合的种类：,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,17,特征值是最大间隙和最小间隙。,最大间隙孔的上极限尺寸轴的下极限尺寸,最小间隙孔的下极限尺寸轴的上极限尺寸,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,18,过盈配合：具有过盈（包括最小过盈为零）的配合。,特点：孔的公差带在轴的公差带下方。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,19,特征值是最大过盈最小过盈。,最大过盈孔的最小极限尺寸轴的最大极限尺寸,最小过盈孔的最大极限尺寸轴的最小极限尺寸,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,20,过渡配合：可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。,特点：孔公差带与轴的公差带相互交叠。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,21,特征值是最大间隙和最大过盈。,最大间隙孔的最大极限尺寸轴的最小极限尺寸,最大过盈孔的最小极限尺寸轴的最大极限尺寸,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,22,配合公差：是指允许间隙或过盈的最大变动量。,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综合指标。用表示，是无正、负号的绝对值。,增加,松紧差别的程度增大,配合精度低,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,23,对于间隙配合：,对于过渡配合：,对于过盈配合：,结论：对于各类配合，其配合公差等于相互配合的孔公差和轴公差之和。推论：1.配合精度的高低是由相互配合的孔和轴的加工精度所共同决定。2.配合公差永远大于相互配合的孔和轴的公差。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,24,例2：计算：孔孔孔配合的特征值（极限间隙或极限过盈）、配合公差并画出公差带图，说明配合种类。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,25,孔、轴的公差带之间的关系配合种类,决定,由标准公差决定大小,由基本偏差决定位置,标准化,标准公差系列,基本偏差系列,极限与配合国家标准,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,26,标准公差系列（p15-16）：,互换性与测量技术基础,27,标准公差数值与标准公差等级和公称尺寸分段有关。,标准公差等级IT01、IT0、IT1、IT2IT18,等级依次降低,对同一尺寸段，从左至右标准公差值依次增大,精度依次降低,对同一公差等级，随着公称尺寸的增加，标准公差值依次增大,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,28,对同一尺寸段，随等级降低精度依次降低。,对不同尺寸段，随着尺寸的增大，标准公差数值增大,但同一公差等级其尺寸精度相同.,公差等级数值越小，公差等级越高，精度越高。,结论：,判断尺寸精度高低的依据是公差等级,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,29,基本偏差系列：基本偏差代号（轴、孔各28个）,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,30,轴的基本偏差,注意：顺序，位置，开口方向,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,31,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,32,公差带系列：,公差带代号,尺寸公差带代号在零件图中的标注,国家标准推荐选用的尺寸公差带p30,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,33,配合系列：,配合代号,国家标准推荐选用的配合p31,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,34,配合制度：基孔制配合基轴制配合,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轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,35,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孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,36,例：查表确定孔与轴的极限偏差，并画出公差带图。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,37,孔、轴基本偏差数值在确定时满足基本原则：当基准制变化时，同名配合，配合性质不变。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,38,两配合为等价配合的条件：公差等级对应相同，基本偏差代号对应同名。,第二章孔、轴的极限与配合,变换配合制度时,配合性质相同的两个配合称为等价配合。,互换性与测量技术基础,39,配合制的选用,公差等级的选用,配合的选用,尺寸精度与配合设计（常用尺寸极限与配合的选用）,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,40,配合制的选用：考虑因素：加工工艺的可行性，检测的经济性机械设备及产品结构形式的合理性理论选用原则：优先采用基孔制配合其次采用基轴制配合特殊场合可采用非基准制,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,41,考虑工艺性时：,中等尺寸高精度的孔（铰刀、拉刀加工），设计时应优先选用基孔制配合。可减少孔公差带的数量，减少定值刀具和量规的数量，符合经济性原则。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,42,考虑工艺性时：,尺寸较大或精度较低时，基孔制和基轴制都可，为了统一起见，一般采用基孔制。用冷拉钢材直接做轴使用时，采用基轴制配合。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,43,与标准件配合时：,因标准件由专门生产厂家生产，其尺寸已经标准化，与它们相配合时，应根据标准件的特点来规定基准制的采用。,多件配合时：,同一公称尺寸轴的表面有多个孔与之结合，或同一公称尺寸孔的表面有多个轴与之结合，而要求不同的配合性质时，应视具体结构，分析确定适宜的基准制。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,44,第二章孔、轴的极限与配合,多件配合时：如内燃机中活塞销与活塞孔及连杆套孔的配合,1.活塞销2.活塞3.连杆,互换性与测量技术基础,45,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,46,第二章孔、轴的极限与配合,基孔制改为基轴制,互换性与测量技术基础,47,公差等级的选用:,了解各公差等级的应用范围（p37-38）、各种加工方法能达到的公差等级（p38表2-21）及各种加工方法的成本。联系工艺联系配合联系有关零、部件或机构联系实例,总原则：在满足使用性能的前提下，尽量选取较低的公差等级。,具体确定方法：,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,48,联系工艺,按使用要求确定配合公差，而对和的分配，可按工艺等价性来考虑。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,49,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，应采用较高公差等级。,对间隙配合，一般间隙小，应采用较高公差等级，间隙大，公差等级应较低。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,50,联系有关零、部件或机构：,齿轮孔与轴的配合的公差等级与齿轮精度等级有关（如齿轮精度为5级，则齿轮孔与轴均按IT5）；滚动轴承与轴颈或外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精度有关（如滚动轴承精度为p4级，则与滚动轴承配合的轴按IT4，孔按IT5等）。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,51,联系实例：,通过分析对比（类比法）来选择公差等级。参考经过实践证明合理的类似产品的公差等级，将所设计的机械（或机构）的使用性能、工作条件、加工工艺装备等情况与之进行比较，从而确定合理的公差等级。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,52,配合的选用：,应优先选用优先配合和常用配合。,确定零、部件上各种配合的最常用方法：,计算法，试验法，类比法（1）分析所设计机器的使用要求（p37表2-14）（2）了解各种配合的特性和应用（p38表2-15，表2-16）（3）参照已经过实际生产验证的配合来确定所需要的配合。P40表2-17,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,53,功能要求及对应的配合类别,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,54,各类配合的基本特征及应用（以基孔制为例）：1.孔、轴之间有相对运动：必须采用间隙配合（ah），字母越往后，间隙越小。工作温度越高，对中性要求低，相对运动速度高等情况，应使间隙越大。,第二章孔、轴的极限与配合,互换性与测量技术基础,55,2.孔、轴之间无相对运动：三种配合都可能采用。,1）用紧固件来保证孔轴之间无相对运动，需要装拆方便，对中性要求不高，可采用间隙配合。2）即需要对中性好，又要便于拆装，可采用过渡配合，用基本偏差jn，字母越往后，获得过盈的机会就越多，对中性越好。3）不用紧固件来保证孔轴之间无相对运动，且需要靠过盈来传递载荷，不经常拆装，（或永久性连接），此时采用过盈配合，用基本偏差pzc，字母越往后，过盈量越大，配合越紧。,第二章孔、轴的极限与配合,