第1章：孔轴结合的极限与配合

1,2020/5/26,教学要求,重点难点,基本内容,孔轴结合的极限与配合,“极限与配合”标准是应用广泛的重要的基础标准，它涉及到机械制造各个行业，影响生产各环节及产品的精度、性能和使用寿命。该标准具有典型性和代表性，在机械工业中具有重要作用。因此，第1章是本课程重点章节之一。,2,2020/5/26,1.基本术语及定义,3.极限与配合的选择,2.极限与配合国家标准,基本内容,4.线性尺寸的未注公差,孔轴结合的极限与配合,3,2020/5/26,教学要求,1.熟练掌握极限与配合的基本术语与定义。,2.理解标准公差与基本偏差的概念和作用，熟练使用标准公差表与基本偏差表。,3.熟练掌握计算法选择基准制、公差等级与配合种类。,4.了解极限与配合的选择原则与方法。,4,2020/5/26,公差、偏差、极限盈隙、配合公差等的定义及计算方法；标准公差表、基本偏差表的查表；公差带、配合的正确书写和标注；公差配合的选择。,重点、难点,5,2020/5/26,1.1基本术语及定义,1.1.1有关“尺寸”的术语及定义,1.尺寸：用特定单位表示线性值的数值。(如1.7m，30cm，10),2.孔和轴：,轴:指圆柱形的外表面，也包括非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）。其尺寸由d表示。,d1,D1,D2,孔:指圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）。其尺寸由D表示；,6,2020/5/26,说明：大小是根据强度、刚度的校核计算或凭经验确定；数值一般取整数；孔、轴配合的公称尺寸相同。D孔的公称尺寸；d轴的公称尺寸。,2.公称尺寸：由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。,例如：尺寸20、40、60,7,2020/5/26,3.实际(组成)要素的尺寸：通过测量获得的尺寸。说明：由于测量误差的存在，此尺寸非尺寸真值；由于形状误差等的存在，同一表面不同部位的实际（组成）要素的尺寸往往不等。,有关“尺寸”的术语及定义,具有随机性，如20.01、59.979等；Da孔的实际（组成）要素的尺寸，da轴的实际（组成）要素的尺寸；常用尺寸：提取组成要素的局部尺寸（两点法测量）。,8,2020/5/26,有关“尺寸”的术语及定义,4.极限尺寸：允许尺寸变化的两个极限值。说明：Dmax、Dmin孔的上、下极限尺寸；dmax、dmin轴的上、下极限尺寸；设计尺寸，不是测量出来的；实际（组成）要素的尺寸不允许超过这两个极限值,9,2020/5/26,实际偏差实际（组成）要素的尺寸与其公称尺寸的代数差。,1.1.2有关“公差与偏差”的术语及定义,1、尺寸偏差（偏差）某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。极限偏差极限尺寸与其公称尺寸的代数差孔,上极限偏差,下极限偏差,ES=DmaxD,EI=DminD,es=dmaxd,ei=dmind,Ea=DaD,ea=dad,思考：D(d)max、D(d)min与D(d)的关系？实际偏差与极限偏差的关系？,轴,10,2020/5/26,有关“公差与偏差”的术语及定义,说明：ES(es)、EI(ei)的符号？零偏差必须标注例如：与对称偏差的标注：图样上用毫米作单位,标注时可省略。,11,2020/5/26,有关“公差与偏差”的术语及定义,2.尺寸公差（公差）允许尺寸的变动量。,注意：公差是绝对值，不带任何符号，无正负号且不可能为0；分清公差与偏差的区别和联系；,12,2020/5/26,公差带：在公差带图中，由代表上、下极限偏差的两条直线所限定的区域。它是由公差带大小和公差带位置来确定。,有关“公差与偏差”的术语及定义,3.零线与公差带公差带图：表示公称尺寸、公差及极限偏差关系的一种简图。零线：零线是表示公称尺寸的一条直线，以其为基准来确定极限偏差和公差。注意：正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方。,13,2020/5/26,公差带图的画法,公差带图是分析极限与配合问题的重要工具和手段，在绘制公差带图时，应注意区分孔、轴公差带，其相互位置与大小应按比例协调画出。,步骤：画出零线，标出、；公称尺寸单箭头指向零线，标出数值；大致按比例画出孔、轴公差带，标出上、下极限偏差值。,例：已知孔、轴公称尺寸为求孔与轴的极限偏差和公差，画出它们的公差带图。,14,2020/5/26,5.标准公差（IT）：国标规定的用以确定公差带大小的任一公差，是公差带大小标准化的唯一参数。,基本偏差与标准公差,4.基本偏差：用来确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差，一般指靠近零线的那个偏差当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下极限偏差；位于零线下方时，其基本偏差为上极限偏差。,15,2020/5/26,2.基准制：基孔制基轴制,1.1.3有关“配合”的术语与定义,1.配合：配合是指公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。！配合是指一批孔、轴的装配关系，而不是指单个孔和单个轴的相配。,16,2020/5/26,1.2.3有关“配合”的术语与定义,说明：基孔制的孔为基准孔，其基本偏差为下极限偏差，即EI0，代号为“H”。基轴制的轴为基准轴，其基本偏差为上极限偏差，即es0，代号为“h”。各个轴、孔公差带位置的不同说明各种不同种类的配合。,17,2020/5/26,“配合”的种类,1.间隙配合：孔的公差带完全在轴的公差带之上。孔的尺寸减去相配合轴的尺寸，差值符号？,?,说明：孔一定是被减数。最大间隙：最小间隙：平均间隙：配合公差：,18,2020/5/26,间隙配合,配合公差Tf有两种求法：公差带图法和公式换算法。,例：已知孔和轴构成间隙配合，求。（画出公差带图）,说明：掌握间隙配合的特点以及X的符号；Tf是允许间隙的变化量，没有正负号。,19,2020/5/26,过盈配合,2.过盈配合：孔的公差带完全在轴的公差带之下。孔的尺寸减去相配合轴的尺寸，差值符号？,说明：孔一定是被减数。最大过盈：最小过盈：平均过盈：配合公差：,?,20,2020/5/26,过盈配合,例：已知孔和轴构成过盈配合，求。（画出公差带图）,说明：掌握过盈配合的特点以及Y的符号；Tf是允许过盈的变化量，没有正负号。,21,2020/5/26,过渡配合,3.过渡配合：孔与轴的公差带相互交叠。孔的尺寸减去相配合轴的尺寸，差值符号？,说明：孔一定是被减数。最大间隙：最大过盈：平均盈（隙）：配合公差：,?,22,2020/5/26,已知：孔mm与轴mm孔mm与轴mm孔mm与轴mm求：配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图，说明配合类别。,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,50,50,+0.025,-0.025,-0.041,+0.025,+0.059,+0.043,+0.025,+0.018,+0.002,23,2020/5/26,解：1.最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)=+0.066mm最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.025)=+0.025mm配合公差Tf=XmaxXmin=+0.066-(+0.025)=0.041mm2.最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.059)=-0.059mm最小过盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043)=-0.018mm配合公差Tf=YminYmax=-0.018-(-0.059)=0.041mm3.最大间隙Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)=+0.023mm最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.018)=-0.018mm配合公差Tf=XmaxYmax=+0.023-(-0.018)=0.041mm,24,2020/5/26,小结,有关的术语及定义是极限与配合制度的基础，必须理解和熟练掌握；孔、轴公差带的位置由什么确定？大小由什么确定？公差带图画法的基本要素；尺寸的极限偏差、间隙量、过盈量一定要加上相应的符号；Tf一定要加上绝对值符号；过渡配合的参数只有，没有,25,2020/5/26,思考题,判断题:1.过渡配合可能具有间隙,也可能具有过盈.因此,过渡配合可能是间隙配合,也可能是过盈配合。（）2.加工尺寸越靠近公称尺寸就越精确。（）3.孔的基本偏差即为下极限偏差，轴的基本偏差即为上极限偏差。（）4.孔、轴公差带的相对位置反映加工的难易程度。（）5.基轴制过渡配合的孔，其下极限偏差必小于零。（）6.基本偏差决定公差带的位置。（）7.配合公差的大小，等于相配合的孔轴公差之和。（）8.孔的公称尺寸一定要大于轴的公称尺寸才能配合。（）,26,2020/5/26,1.公差等级：共20级,1.2.1标准公差系列（IT）,1.2极限与配合国家标准,国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值标准公差。所有公差标准化形成的系列标准公差系列。,国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值标准公差。所有公差标准化形成的系列标准公差系列。,27,2020/5/26,标准公差表,2.标准公差表（表1-2）：,作用：确定孔、轴的标准公差值；尺寸分段的含义、已知参数；单位的不同；同一尺寸段内、同一公差等级，公差值都相等；不同尺寸段、同一公差等级，公差值不同，但精度相同，加工难易程度相同；练习查表。,28,2020/5/26,1.2.2基本偏差系列,一、基本偏差的概念及作用,基本偏差确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差。,二、基本偏差系列图,种类和代号：28（21个单字母，7个双字母）种孔、轴代号，孔大写字母，轴小写字母；参考图1-15，掌握孔、轴代号的分布位置及规律；,三、分布规律,AH:基本偏差为下极限偏差EI，绝对值依次减小，H:EI0；,1.孔代号的分布规律,?,与h一般形成什么种类的配合？判断配合C/h，F/h的松紧度。,29,2020/5/26,孔代号的分布规律,K、M、N：基本偏差为上极限偏差ES，绝对值依次增大，其中JS的上、下极限偏差关于零线对称，其基本偏差可为上、下极限偏差，ESIT2，EIIT2（公差值为偶数时）；,PZC：基本偏差为上极限偏差ES，绝对值依次增大；,ES(IT-1)2，EI(IT-1)2,30,2020/5/26,ah:基本偏差为上极限偏差es，绝对值依次减小；,2.轴代号的分布规律,轴代号的分布规律,j、k、m、n：基本偏差为下极限偏差ei，绝对值依次增大，其中js的上、下极限偏差关于零线对称；,pzc：基本偏差为下极限偏差ei，绝对值依次增大；,31,2020/5/26,孔、轴基本偏差的确定,ah：基本偏差为上极限偏差es，适合于所有的公差等级；如的基本偏差值是多少？,一、基本偏差表（表1-6，表1-7）的作用：确定孔、轴的基本偏差值。,二、基本偏差表的应用：,1.轴的基本偏差表（表1-6）查法,js:的上、下极限偏差分别是多少？,32,2020/5/26,j、k：基本偏差为下极限偏差ei，j、k分别适合哪些公差等级？如的基本偏差值是多少？,孔、轴基本偏差的确定,当ei（EI）为基本偏差时，es（ES）=?；当es（ES）为基本偏差时，ei（EI）=?；针对上例计算出另外一极限偏差。,mzc:基本偏差为下极限偏差ei，适用于所有的公差等级。如的基本偏差分别是多少？,33,2020/5/26,孔、轴基本偏差的确定,2.孔的基本偏差表（1-7）查法,AH：基本偏差为下极限偏差EI，适合于所有的公差等级；如的基本偏差值是多少？另一极限偏差是多少？,与表1-6比较，有以下特点：除AH外，其余的代号都与公差等级有关；右边有值，可以在最右边查表得出。,JS:同js，其基本偏差可为上、下极限偏差；IT值为奇、偶数时公式不同；如的极限偏差值是多少？,34,2020/5/26,J、K、M、N：基本偏差为上极限偏差ES，它们都与公差等级有关；求7级和9级精度时，公称尺寸为时，J、K、M、N这四种代号的基本偏差值和另一极限偏差值分别是多少？,孔、轴基本偏差的确定,PZC:基本偏差为上极限偏差ES，与公差等级有关。求6级和9级精度时，公称尺寸为时，P、R、T这三种代号的基本偏差值和另一极限偏差值分别是多少？,35,2020/5/26,孔、轴公差带代号,1.孔、轴公差带代号表示方法：,公差带代号基本偏差代号公差等级数字如：H7、M8、F9孔公差带代号；f7、h6、m5轴公差带代号。,注意：代号与数字一定等高；代号和数字前后顺序不能颠倒；不同大小、位置的孔轴公差带可构成大量配合，如何表示？配合代号,36,2020/5/26,2.配合代号孔、轴公差带代号分式形式表示,如：基孔制配合；基轴制配合。,孔、轴公差带代号,注意：分子一定表示的是孔的公差带，基准孔或配合孔；分母一定表示的是轴的公差带，基准轴或配合轴。,3.练习：,4.作业：,37,2020/5/26,1.2.3公差带与配合的国家标准,20个公差等级与28种基本偏差代号可组成多少种孔、轴公差带？,孔、轴公差带种类的繁多不利于生产和标准化，国家对其进行必要的限制，规定一般、常用和优先孔、轴公差带及配合。,一、孔、轴公差带代号基本偏差代号公差等级数字,1.500mm常用尺寸段，一般、常用和优先孔、轴公差带的种类：,38,2020/5/26,孔、轴公差带代号,2.标注（3种方法）：一般只出现在零件图上,公称尺寸公差带代号用于大批量生产场合；公称尺寸上、下极限偏差用于生产条件较差，小批量生产；公称尺寸公差带代号上、下极限偏差用于各种批量生产，应用最多。,39,2020/5/26,孔、轴公差带代号、配合代号,3.公差带代号含义：,二、配合代号孔、轴公差带代号组合,1.500mm常用尺寸段，国标推荐的基孔制和基轴制常用和优先配合代号的种类：,40,2020/5/26,2.标注公称尺寸配合代号（只出现在装配图上）,配合代号,基孔制配合基轴制配合非基准制配合,41,2020/5/26,工艺等价原则,工艺等价原则：为使孔、轴加工难易程度一致，规定：IT8（低精度区）孔、轴同级=IT8可同级、孔也可比轴低一级,适用条件：常用尺寸段、基准制配合。,试分别判断下列配合书写是否正确：,42,2020/5/26,1.5公差与配合的选用,公差与配合选择原则：保证产品性能优良，制造上经济可行。选择内容：基准制的选择；公差等级的选择；基本偏差代号的选择。,43,2020/5/26,基准制的选择,2.具有明显经济效益的情况下，选用基轴制：采用冷拔标准轴时，不必对轴加工，可直接应用；结构上的需要。如在同一个基本尺寸的轴上装配几个不同配合种类的零件时。,一、基准制的选择,1.优先选用基孔制：两种基准制的特点；孔、轴加工和检测难易不同。,44,2020/5/26,3.与标准件配合时，依标准件而定。例如：图121中，轴承内圈与轴配合基准制？轴承外圈与孔配合基准制？,基准制的选择,45,2020/5/26,基准制的选择,4.特殊需要时，可采用非基准（混合制）配合。如齿轮轴筒与隔套的配合、床头箱孔与隔套的配合。,46,2020/5/26,二、计算法选择公差等级与配合种类,确定孔、轴的公差等级：,解：,例：配合的公称尺寸=试确定其公差等级并选用适当的配合。,选用基孔制；,查表1-2得，IT833,孔、轴都选8级。,公差等级与配合种类的选择,47,2020/5/26,公差等级与配合种类的选择,确定基本偏差代号及配合种类：,孔：,该配合为间隙配合，所以轴的上极限偏差为基本偏差,根据,查表确定轴的基本偏差代号为f,轴的公差带代号为,即,48,2020/5/26,检验选择是否合适：,确定配合满足要求。,公差等级与配合种类的选择,49,2020/5/26,要求：上述四个步骤缺一不可，应熟练掌握；注意孔、轴公差等级的选择；最后确定的配合代号中的上、下极限偏差数值一定是查出来的。,公差等级与配合种类的选择,50,2020/5/26,三、类比法选择公差等级与配合种类,1.公差等级的选择,选择前了解各等级的应用范围：IT01IT4：特高精度，常用于测量仪器的公差；,在满足使用要求的条件下，尽量选择较低的公差等级。,公差等级与配合种类的选择,IT5IT6：用于高精度和重要配合；,IT6IT7：用于精密配合；,IT7IT8：用于一般精度的配合；,IT9IT10：用于一般偏低精度的配合；,IT11IT12：次要场合的一些配合。,51,2020/5/26,选择时应考虑工艺等价原则；各加工方法所能达到的精度等级（表1-10）,2.配合的选择,间隙配合：用于有间隙、有相对运动或装拆方便的场合；过盈配合：用于无相对运动、可传递扭矩，又无需经常拆卸场合；过渡配合：用于定心精度要求较高或起支承作用的场合；如轴承与轴的配合。,熟练掌握28个基本偏差代号位置及构成配合类型。,公差等级与配合种类的选择,确定大方向：,52,2020/5/26,具体分析各个基本偏差代号的特性和应用：,d、e：属于大间隙，用于速度高、支承跨度比较大的零件；如支撑轴。,f：应用范围最广，用于速度（转速）适中、温度中等、承载中等的场合；,g：一般用于速度偏低滑动配合（或转速慢）的场合；如活塞；,公差等级与配合种类的选择,c：属于特大间隙，用于温度特别高、间隙特别大的场合；,53,2020/5/26,(j)js、k、m、n：用于对心精度要求较高的一些场合，主要起支承作用。,p：用于无冲击力、中等载荷，中等转速的场合；如齿轮在轴上转动。,s：用于半永久性配合；（不加键，加热冷却）,公差等级与配合种类的选择,54,2020/5/26,过渡、过盈配合：,公差等级与配合种类的选择,间隙配合：,55,2020/5/26,1.4线性尺寸的未注公差,目的：简化制图，节省设计时间；突出图样上注出公差的要素的重要性，以便在加工和检验时引起重视。应用范围：不重要的尺寸、较低精度（13级以下）、非配合尺寸或在一般车间条件下能保证的尺寸或公差。未注公差线性尺寸的极限偏差（表1-16）、倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差（表1-17）。,一般公差：指图样上不单独注出公差或公差带代号，而在图样上、技术要求或相应标准中，作出总的说明的公差要求