公差与技术测量3

公差与技术测量,孔、轴公差与配合,一极限与配合基本术语,二常用尺寸的孔、轴极限与配合国家标准,1配合制2标准公差系列3基本偏差系列4孔、轴的常用公差带和优先、常用配合,三常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,主要内容,一极限与配合基本术语,1.孔和轴的概念（hole&shaft）,狭义：孔指工件的圆柱形内表面；轴指工件的圆柱形外表面。,广义：孔指内表面中由单一尺寸确定的部分；轴指外表面中由单一尺寸确定的部分。,从装配关系看：孔是包容面，轴是被包容面。,从加工过程看：随着加工余量的切除，尺寸由小变大的是孔；尺寸由大变小的是轴。,2.有关尺寸的术语及概念,（1）尺寸(size)：以特定单位表示线性长度的数值。注：工程上规定，图样上的特定单位为毫米（mm）,（2）公称尺寸(nominalsize)：又称“基本尺寸”，设计确定的尺寸，用D表示。注：公称尺寸应尽量按标准尺寸选取。,（3）极限尺寸(limitofsize)：孔或轴允许的尺寸的极限值，包括最大极限尺寸(upper)和最小极限尺寸(lower)符号：孔最大极限尺寸Dmax，最小极限尺寸Dmin轴最大极限尺寸dmax，最小极限尺寸dmin,（4）实际尺寸(actualsize)：零件通过测量得到的尺寸。符号：孔Da，轴da,3.偏差和公差的术语及概念（deviation&tolerance）,（1）尺寸偏差：某尺寸减去其公称尺寸的代数差。,实际偏差：实际尺寸与公称尺寸的代数差。符号：孔Ea，轴ea,极限偏差(limitdeviation)：极限尺寸与公称尺寸的代数差。,上偏差(upper)：最大极限尺寸与公称尺寸的代数差孔：ES=DmaxD轴：es=dmax-D,下偏差(lower)：最小极限尺寸与公称尺寸的代数差孔：EI=DminD轴：ei=dmin-D,偏差为代数值，除0外必须加“+”或“-”。,说明：,实际偏差取决于加工时对机床的调整，不反映加工难度,极限偏差的图样标注：,（2）尺寸公差(tolerance)：允许尺寸的变动范围。,孔的公差：,轴的公差：,公差是设计时给定的，用来限制零件加工误差、保证互换性的。,公差是没有符号的绝对值，无正负之分，不可能为零。,公称尺寸一定时，公差反映零件的加工难易程度，即加工精度。,说明：,公称尺寸相同的孔和轴,（3）相互结合的孔和轴（公称尺寸相同）的极限尺寸、极限偏差、公差之间的关系,孔和轴极限与配合的示意图,（4）孔轴的公差带示意图,公差带(tolerancezone)：代表孔或轴的上偏差和下偏差的两条直线所限定的区域。,公差带大小：在零线垂直方向上的宽度，由公差值确定。,公差带位置：相对零线的位置，由上偏差或下偏差确定。,零线(zeroline)：确定偏差的基准直线，即零偏差线，表示公称尺寸。,基本偏差(fundamentaldeviation)：即国家标准统一规定的、用于确定公差带位置的极限偏差，即指靠近零线的上偏差或下偏差。,公差带在零线上方：下偏差为基本偏差，即EI或ei公差带在零线下方：上偏差为基本偏差，即ES或es,例如：,4.有关配合的术语及概念,（1）配合（fit）：公称尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。,注意：区分“配合”与“装配”,（2）间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸的代数差,间隙X：孔、轴的尺寸之差为正值，即X0过盈Y：孔、轴的尺寸之差为负值，即Y0,（3）配合的分类,间隙配合（clearancefit）过盈配合（interferencefit）过渡配合（transitionfit）,间隙配合：具有间隙（包括间隙为0）的配合,特点：孔公差带在轴公差带的上方。,性质：,过盈配合：具有过盈（包括过盈为0）的配合,特点：孔公差带在轴公差带的下方。,性质：,过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合,特点：孔公差带与轴公差带相互交叠。,性质：,配合公差：允许间隙或过盈的变动量。,对于任何配合，都存在如下关系式：,配合公差是绝对值，没有正负之分，而且不能为零。,当公称尺寸一定时，配合公差反映配合的精度。,上式反映的实质：零件使用要求与制造要求之间的矛盾，即设计与工艺之间的矛盾。,间隙配合：,过盈配合：,过渡配合：,二常用尺寸孔、轴极限与配合国家标准,配合制公差带位置的标准化标准公差系列公差带大小的标准化基本偏差系列公差带位置的标准化孔轴的常用公差带和优先、常用配合,1配合制,为了设计和制造上的经济性，把孔公差带（或轴公差带）的位置固定，然后按使用要求的配合性质而改变轴公差带（或孔公差带）的位置，来实现所需的各种配合的制度。,极限与配合标准中规定了两种配合制：基孔制和基轴制,（1）基孔制,基本偏差（即公差带位置）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基准制。,基准孔：公差带在零线以上，规定基本偏差为0，即EI=0,特点：孔的基本偏差为0，不同的配合是通过改变轴的基本偏差大小获得的。,（2）基轴制,基本偏差（即公差带位置）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基准制。,基准轴：公差带在零线的下方，规定基本偏差为0，即es=0,特点：轴的基本偏差为零，不同的配合是通过改变孔的基本偏差的大小获得的。,说明：基孔制和基轴制是两种等效的配合制度，但实际应用中有所区别。,2标准公差系列公差带大小的标准化,标准公差：标准化的公差值。,（1）公差单位i,公差单位是计算公差的基本单位，它与零件尺寸有一定的函数关系，即：,公差是控制误差的，公差与误差应满足以下关系：,科学试验和统计分析表明，在公称尺寸时：,注：上式中第一项表示加工误差随尺寸变化的关系；第二项表示测量误差随尺寸变化的关系。,（2）标准公差等级,公差数值可表示为：,其中:a为系数。当D值一定时，a值大小反映公差值的大小，即精度的高低,公差等级的划分：,按系数a的不同将公差分为20个等级，称为标准公差等级，用“IT（ISOTolerance）与阿拉伯数字”表示为：,IT01、IT0、IT1、IT2、IT17、IT18,从IT01到IT18，a值逐渐增大，公差依次增大，精度逐渐降低。同等级的公差，公称尺寸D不同则公差数值不同，但表示同等精度。,注：,（3）标准公差数值的计算公式（表3-2）,（4）尺寸分段,对公称尺寸进行分段，即用折线近似取代iD曲线，可以减少公差值的数量，便于应用。,相同公差等级下，规定同一尺寸段内的所有公称尺寸，具有相同的公差值，其计算直径D计取：,（5）表3-3标准公差数值,3基本偏差系列公差带位置的标准化,国家标准中，在两种配合制基础上，对孔和轴分别规定了28种基本偏差。,（1）基本偏差代号,对孔和轴的每种基本偏差都分别给定一个代号，用一个或两个英文字母表示，每个代号代表的就是孔或轴的一种公差带位置。孔用大写字母表示，轴用对应的小写字母表示：,孔：AC、CD、D、E、EF、F、FG、G、H、J、JS、K、M、N、P、RV、XZ、ZA、ZB、ZC。,轴：ac、cd、d、e、ef、f、fg，g、h、j、js、k、m、n、p、rv、xz、za、zb、zc,（2）孔、轴的基本偏差系列示意图,（3）孔、轴基本偏差的特点,轴的基本偏差：从ah为上偏差，从jzc为下偏差；孔的基本偏差：从AH为下偏差，从JZC为上偏差。JS和js的公差带完全对称于零线，它们的基本偏差可以是上偏差（+IT/2），也可以是下偏差（-IT/2）。H和h的基本偏差均为0，即H和h分别为基准孔和基准轴的基本偏差代号。轴的各种基本偏差与基准孔可形成基孔制的各种配合：ah为间隙配合，js、j、k、m、n为过渡配合，pzc为过盈配合；孔的各种基本偏差与基准轴可形成基轴制的各种配合：AH为间隙配合，JS、J、K、M、N为过渡配合，PZC为过盈配合。基本偏差是公差带位置标准化的唯一参数，原则上与公差等级无关。,孔、轴公差带及配合的表示方法,（1）公差带的表示方法（零件图上）表示出公差带位置和公差值大小：,用极限偏差数值来表示：如用基本偏差代号和公差等级表示：如,（2）配合的表示方法（装配图上）,要分别表示出孔、轴的公差带，通常用分数的形式表示，分子表示孔的公差带，分母表示轴的公差带。,如：,基孔制过渡配合,基轴制间隙配合,（4）轴的基本偏差数值的计算,轴的基本偏差是在基孔制基础上制定的（表3-4）,ah为间隙配合，基本偏差为上偏差，其绝对值等于配合最小间隙的绝对值，可根据配合间隙的情况考虑基本偏差；j、k、m、n为过渡配合，基本偏差为下偏差，经验确定；pzc为过盈配合，基本偏差为下偏差，可从保证最小过盈来考虑。,表3-5轴的基本偏差数值,轴的另一个极限偏差的计算,基本偏差代号为ah：基本偏差代号为jzc：,（5）孔的基本偏差数值的计算,孔的基本偏差是在基轴制基础上制定的,基孔制与基轴制构成平行等效的配合系列，故孔的基本偏差可由轴的基本偏差换算得到。,换算原则,孔、轴公差等级不变的前提下，同一字母表示的孔、轴基本偏差代号，分别按基轴制、基孔制形成的两种配合，其配合性质相同。,如：,iii.换算过程（自学）,表3-6孔的基本偏差数值,v.孔的另一个极限偏差的计算,基本偏差代号为AH：基本偏差代号为JZC：,表中的“”,箱体,孔、轴公差及配合在图样上的标注,既明确配合精度又有公差数值，适用于生产规模不确定的情况。,4孔、轴的常用公差带和优先、常用配合,GB/T18012009中规定了优先、常用和一般用途的孔和轴的公差带和优先、常用配合：,孔:一般用途105种，其中常用44种，优先13种（图3-14）轴:一般用途116种，其中常用59种，优先13种（图3-13）,基孔制:常用配合59种，其中优先配合13种（表3-7）基轴制:常用配合47种，其中优先配合13种（表3-8）,5一般公差,一般公差：指在车间一般加工条件就能保证的公差，为了简化图样，这种公差数值不直接标注在零件图上，而仅由车间在加工时加以控制。故又称线性尺寸的一般公差。,GB/T1084-2000中对一般公差的精度规定：,f级精密级m级中等级c级粗糙级v级最粗级,极限偏差值见表3-9和3-10,一般公差仅需在零件图的技术要求中对其等级进行说明：,未注公差尺寸按GB/T1084m,三孔、轴公差与配合的选择,选择原则,满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益,选择方法,计算法：应用较少实验法：主要用于重要配合的选择类比法：最常用的方法,选择内容,配合制的选择标准公差等级的选择配合类别与配合种类的选择,1配合制的选择,（1）一般情况下，优先选用基孔制,采用基孔制可减少孔的公差带数量，从而可减少定值刀具（钻头、铰刀等）的规格数量，经济性好。,基孔制和基轴制是平行等效的，故选择配合制主要考虑产品的结构、工艺性、经济性等。,轴的车削加工,孔的钻削加工及钻头,（2）某些特殊情况下采用基轴制,采用冷拉钢材直接作轴，应采用基轴制；,尺寸小于1mm的精密孔与轴配合，应采用基轴制；,轴的相同公称尺寸部分与多个孔配合，且配合要求不同时，宜采用基轴制。,（3）与标准件相配合的孔和轴，应服从标准件选择配合制,滚动轴承是标准件：外圈与箱体孔的配合采用基轴制，内圈与轴颈的配合采用基孔制；,键是标准件：键与键槽的配合采用基轴制；,皮带轮与电机轴的配合，应采用基轴制。,2标准公差等级的选择,总原则：充分满足使用要求的前提下，尽量选用较低精度。,方法：类比法,（1）考虑同一配合中孔与轴的工艺等价性,对孔的公差等级IT8的间隙和过渡配合、IT7的过盈配合，均采用“孔、轴差一级”配合，即轴比孔高一精度等级。其余，公差等级IT9的间隙和过渡配合、IT8的过盈配合可采用“孔、轴同级”配合。,工艺等价性：同一配合的孔和轴的加工难易程度大致相同。,如：,常用：孔6级7级8级轴5级6级7级,（2）考虑相配件的精度,如：轴颈的公差等级应与其相配的滚动轴承、齿轮精度匹配。,（3）考虑配合性质,过渡与过盈配合及小间隙配合，应选用较高精度（孔IT8，轴IT7）间隙较大的配合，孔和轴的精度可较低：IT9。,若相配合的滚动轴承、齿轮的精度较高，轴颈的精度也要高；可根据轴承、齿轮的精度等级，查阅相关国家标准确定轴颈的精度。,3配合类别与配合种类的选择,孔、轴间是否有相对运动,有相对运动间隙配合：如滑轮、滑动轴承、活塞、导轨等无相对运动，但传递载荷过盈配合：如齿轮和轴、永久性配合（“热套法”或“冷轴法”）等有对中定位要求过渡配合：滚动轴承、联轴器等,生产类型：相同情况下，单件小批量生产（试切法）应采用比大量生产较松的配合类型。,孔和轴的工作温度与装配温度的差别（重要）,装配变形,温度差异引起的间隙（过盈）的变化量：X=D2(t2-t)-1(t1-t),装配间隙：XminXminXXmaxXmaxX,本章小结1、掌握基本术语与概念偏差、公差、基本偏差、配合、配合公差等公差带示意图绘制6个基本公式的灵活应用2、极限与配合国家标准配合制：基孔制（H）、基轴制（h）标准公差系列：20个标准公差等级基本偏差系列：特点、同名配合、孔轴公差的表示方法及在