机械零件的精度1－1极限与配合

机械零件的精度是机械类专业的重要实用课程。 包括极限配合、几何公差、表面轮廓粗糙度和技术测量和实践训练四个面内的内容。 需要掌握必要的理论知识，需要更强的本领，能正确地技术测量机械零件。 学习时要注意理论联系，评价时实践测量能力占了相当高的比重。 第一章机械零件的精度、一、互换性和标准化、一.互换性的概念互换性是指，在制作的同一批零件中，不需要进行任何筛选或追加加工就可以直接使用，可以组装零件或组件，达到设计要求。 互换性、分类、完全互换性、完全互换性是指零件组装时不需要任何选择或追加加工。 不完全互换性不完全互换性是指零件在组装时允许追加加工、选择和调整，提高组装精度，解决加工困难。 1-1极限和合作，2 .互换性的影响，互换性不仅保证了机械设备的正常运行，还减少了维护时间，提高了生产效率，降低了成本。 适用于大量生产，也是标准生产的基础。 互换性是工业生产中的重要原则。 如果机器零件不兼容，很多机器就因为其中的某零件故障，无法及时维护，无法正常工作。 1-1极限和合作、3 .标准化、标准标准是从事设计、制造和检查的技术依据。 标准化是以制定、公开和执行技术标准为主要内容的活动的所有过程。 技术标准分类基础标准、产品标准、方法标准和安全和维护保护标准。 现在的标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准，与1-1极限合作，下图是机器中采用最广泛的圆柱耦合形式。 孔和轴的形状是否为圆形？为了使加工后的孔和轴满足互换性的要求，设计时必须采用极限和配合标准。 本课程中，您是否教授孔和轴的定义和界限、术语等？ 1-1极限是指配合，2，尺寸精度(1)孔和轴的尺寸1 .孔，孔通常是指工件的圆筒形内表面。 特征：组装的孔在包容面或加工过程中，零件的实体材料变小，孔的尺寸变小。 因此，非圆柱的内面，如果是包容面就被称为孔。 1-1极限是指配合，2 .轴，轴通常是指工件的圆筒形的外表面，也包括非圆筒形的外表面。 特征：在组装后的轴是被包含面的加工过程中，零件的实体材料变少，轴的尺寸变大。 1-1极限配合、3 .尺寸、尺寸：用特定单位表示线性尺寸的数值。 以毫米为单位，不需要标注。 公称尺寸：图中20是孔和轴的公称尺寸，一般取整数或整齐的小数。 例如20.5。 表示L-孔的公称尺寸L-轴的公称尺寸。 实际尺寸：用测量工具实测工件得到的尺寸。 La-表示孔的实际尺寸La-表示轴的实际尺寸。 1-1极限配合，极限尺寸：孔或轴允许的两个极限值。 图示的孔的上限尺寸为20.021mm，下限尺寸为20。 Lmax、Lmin-表示孔的上下限的尺寸。 lmax、lmin、-表示轴的上下限尺寸。 合格零件的实际尺寸必须在上和下界限尺寸之间。 图示零件的实际尺寸在20.02120之间的所有值都被视为合格尺寸。 1-1极限配合，(2)偏差，例如基本尺寸为20，实际尺寸为20.03尺寸偏差为20.03-20=0.03实际尺寸为19.98尺寸偏差：实际尺寸或上、下极限尺寸和称为尺寸的差。 尺寸偏差为19.98-20=-0.02偏差值为正负。 1-1极限和配合，上偏差：最大极限尺寸减去基本尺寸的代数差。 表示Es孔上的偏差的ES=Lmax-Les轴上偏差。 es=lmax-l中的偏差：最小极限尺寸减去基本尺寸的代数差。表示Ei孔下方偏差的EI=Lmin-Lei表示轴下方偏差的ei=lmin-l，与1-1极限配合，实际偏差：从实际尺寸减去公称尺寸的代数差。 图纸一般显示公称尺寸和上下极限偏差。 练习：右图的孔和轴的公称尺寸、上下界限偏差、界限尺寸。 孔：公称尺寸20、上限偏差0.021、下限偏差0。 轴：公称尺寸20、上限偏差-0.007、下限偏差-0.020。 1-1界限和配合(3)公差1 .尺寸公差尺寸公差：上界限尺寸和下界限尺寸之差也是上界限偏差和下界限偏差之差。 工件尺寸的允许变动范围。 在Th表示孔的公差的Th=Lmax-Lmin=ES-EITs表示轴的公差的Ts=lmax-lmin=es-ei练习中，计算右图的孔和轴的尺寸公差孔的公差0.021，与轴的公差0.013，1-1极限配合，尺寸公差带：零件尺寸为公称尺寸零线：表示尺寸的位置。 请注意，公称尺寸的零件为基准线，零线上的偏差为正，零线上的偏差为负。 上下界限偏差之间的宽度是公差值，绘制时注意上下比例，可以自由选择其长度的大小。 上下边界偏差用右斜剖面线表示，下边界偏差用左斜剖面线表示。 1-1极限配合，2 .公差区域、公差区域由公差的大小和位置决定。 大小由标准公差决定，位置由基本偏差决定。 目前，国家规定的极限与配合使标准公差和基本偏差标准化。 今天学习标准公差系列。 1-1极限和配合，3 .标准公差，标准公差是国家标准为决定公差区域大小而规定的公差。 标准公差用IT表示。 国标规定基准公差的数值请参照第19页的表2-1。 与1-1界限合作，(1)将标准公差等级、标准公差分为20等级，用IT表示，分别为IT01、IT0、IT1、IT2IT18。 公差等级从左向右高所以低。 一般精度为610级，01级和0级的精度在工业上应用不大。 常用机械加工能达到的精度等级如表2-2所示。 标准公差等级高，标准公差的数值小，标准公差等级低，标准公差的数值大。 标准公差的数值也与与标准公差等级相关的基本尺寸段相关。 1-1极限配合，(2)标准公差数值表，基本尺寸一定的情况下，公差等级越高，公差值越小，相反，公差值越大。 如果公差等级一定，随着基本尺寸的增加，其公差值也必须相应地增加。 标准公差不仅与精度有关，还与基本尺寸有关。 将基本尺寸分段，将常用的小于500mm的轴和孔分成13段，分别给定标准公差值。 例题调查了基本尺寸为80mm、精度为IT7的轴的标准公差值。 解：查看表2-1，不能查看基本尺寸超过50到80的行。 不能调查超过80到120的行。 这一点在查表时要注意。 并且，寻找标准公差等级IT7，注意表中纵横行的交点为30，表中单位为微米，公差值必须为0.030mm。 1-1极限和配合，(3)公差等级的选定，公差等级高，零件精度高，使用性能好，加工难易度高，容易发生不合格产品，生产成本高，公差等级低，零件精度低，使用性能差，加工容易，生产成本低。 因此，必须考虑零件的使用要求和加工经济性两个因素，合理选择公差等级。 公差等级的选定原则：选择尽可能低的公差等级，以满足零件的使用要求。 常用的配合精度为IT5IT13。 1-1极限配合，(4)基本偏差1 .基本偏差，基本偏差决定标准公差在公差范围内的位置。 1-1极限和配合，公称尺寸接近零线的偏差是基本偏差。 公差带在零线上，基本偏差是下界限偏差，相反基本偏差是上限偏差。 基本偏差是接近零线的上界限偏差或下界限偏差。 1-1界限和配合，2 .基本偏差符号，基本偏差值分为28种，分别用字母表示。 请注意，没有I、l、o、q和w，还添加了七个字符，如CD、EF、FG、JS、ZA、ZB和Ze。基本偏差系列法则：上半部分是孔的公差区域，用大写字母表示，h左侧偏差为基本偏差的p右边，所有以上的偏差都是基本偏差的JS、j、k、m、n是特殊情况。 下半部分是轴的公差域，用小写表示，h的左半部分以上的偏差在基本偏差k的右边都是基本偏差，js和j是特殊的情况。1-1极限配合、3 .基本偏差表、孔45H8、孔120H8和孔180S8的基本偏差表2-4:分别为0、0和-108，数值必须为0、0和-0.108mm。 轴45e7、轴120m7和轴180h7的基本偏差表2-3:分别为-50、13和0，具体的数值为-0.05mm、0.013mm和0。 查表时，请注意公称尺寸的数值在表中的位置。 应该取 100120的值，如120，不应该取 120140的值。1-1极限配合、4 .孔、轴公差区域的另一极限偏差的确定、公称尺寸的上下极限偏差的确定除了知道基本偏差外，还必须从表1-1检测标准公差。 上例的介孔45H8、孔120J8和孔180S8的标准公差分别为0.039mm、0.054mm和0.063mm，与此相对，轴45e7、轴120m7和轴180h7的标准公差分别为0.025mm、0.035mm和0.046mm 在基本偏差值为下偏差的情况下，上界限偏差ES(es)=EI(ei) IT基本偏差值为上偏差的情况下，下界限偏差EI(ei)=ES(es)-IT，与1-1界限相配合，5 .界限偏差的计算，孔120H8； 下极限偏差EI=0； IT=0.054； 上限偏差ES=0.054孔180S8； 上限偏差ES=-0.108； IT=0.063； 下极限偏差EI=-0.171轴45e7； 上限偏差es=-0.05 IT=0.025； 下极限偏差ei=-0.075轴120m7； 下界限偏差ei=0.013； IT=0.035； 上偏差es=0.048轴180h7； 上限偏差es=0； IT=0.046； 下极限偏差ei=-0.046，1-1极限配合，(5)无公差尺寸的适用范围，线性尺寸，例如外尺寸、内尺寸、步长尺寸、直径、半径、距离、倒圆角半径、倒角高度。 1 .一般公差的公差等级和极限偏差数值一般公差分为精密f、中m、粗糙度c、最大粗糙度v 4个等级。 线性尺寸表1-15表示线性尺寸的上下界限偏差的数值，例如，公差等级为m，尺寸为100mm，界限偏差为0.3mm，与1-1界限配合，2 .一般公差的图案表示方法、国标规定、一般公差必须在图案标题栏附近或技术要求、技术文件中填写标准编号和公差等级编号GB/T1804m的意思： GB/T1804是标准编号，m是公差等级编号。 1-1极限和配合、三、配合、配合和基本尺寸相同的孔和轴配合，在公差带间的位置关系上产生不同的张力。 根据张力的程度，有过盈配合、过渡配合、间隙配合三种。 (1)间隙配合1 .间隙配合孔的尺寸减去配合轴的尺寸后的差为正值，即有间隙(包括最小间隙等于零的配合)的情况称为间隙配合。 此时孔的公差区域如图所示位于轴的公差区域之上。 1-1极限配合，(1)最大间隙和间隙配合或过渡配合中，孔的最大极限尺寸与轴的最小极限尺寸之差，即孔的上偏差减去轴的下偏差，用Xmax表示。 Xmax=Lmax-lmin=ES-ei(2)最小间隙是间隙嵌合中孔的最小极限尺寸与轴的最大极限尺寸之差.与孔的下偏差减去轴的上偏差相同，用Xmin表示. Xmin=Lmin-lmax=EI-es(3)的平均间隙是中间位置。 数值上用等于最大间隙和最小间隙之和的一半的Xa表示。 Xa=(Xmax Xmin)/2(4)间隙配合公差是指最大间隙和最小间隙的差，表示允许间隙变动的范围，用Tf表示。Tf=Xmax-Xmin或Tf=Th Ts，1-1极限配合，2 .间隙配合计算例题。 例题：某轴的直径尺寸为80，上限偏差为0.030，下限偏差为0； 与之相适应的孔的直径尺寸为80，上限偏差为-0.030，下限偏差为-0.049最大最小间隙、平均间隙、配合公差分别求出多少？ 解： lmax=80.030=80.030 lmin=800=80 lmax=80 (-0.030 )=79.97 lmin=80 (-0.049 )=79.951 xmax=lmax-lmin=80.030-79.951=0.079 xmin=lmin-lmax=80-79.97=0.030 xa=(0.079 0.030 )/2=0.0545 TF=xmax-xmin=0.079 轴的尺寸为100，上限偏差为0.024，下限偏差为0最大最小间隙，平均间隙，配合公差是多少？ 1-1极限和配合(2)过盈配合1 .过盈配合，孔的尺寸减去配合轴的尺寸后的差为负值，也就是说，具有过盈配合的配合称为过盈配合。 孔的公差带如图所示位于轴的公差带下。 1-1极限和配合(1)最大过盈量在过盈量和过渡配合中，与孔的下极限尺寸和轴的上尺寸之差即孔的下偏差和轴的上偏差的代数差相等，用Ymax表示。 所谓Ymax=Lmin-lmax=EI-es(2)的最小过盈量，在过盈量中，也等于孔的上界限尺寸减去轴的下界限尺寸的差即孔的上偏差和轴的下界限偏差的代数差，用Ymin表示。 Ymin=Lmax-lmin=ES-ei(3)的平均过盈量为最大过盈量和最小过盈量之和的一半以上，用Ya表示。 Ya=(Ymax Ymin)/2(4)过盈配合公差是允许过盈变动的范围。 用Tf表示，等于最小过盈量和最大过盈量的代数差。 Tf=Ymin-Ymax或Tf=Th Ts，1-1与极限配合，2 .通过过盈配合计算例题。 例题：某孔的尺寸为100，上限偏差为-0.058，下限偏差为-0.093的轴的尺寸为100，上限偏差为0，下限偏差为-0.022最大过盈量和最小过盈量，平均过盈量，求过盈量的公差是多少？解： lmax=100 (-0.058 )=99.942 lmin=100 (-0.093 )=99.907 lmax=1000=100 lmin=100 (-0.022 )=99.978 ymax=lmin-lmax=99.907-100=-0.093 ymin=lmax-lmin=99.942-99.978=-0.036 ya=(ymax ymin )/2=-0.093 (-0.036 ) /2=-0.0645 TF=0.057思考：用偏差值计算，1-1极限配合，3 .过盈量计算练习，孔尺寸80，上限偏差0.046，下限偏差0； 轴的尺寸为80，上限偏差为0.096，下限偏差为0.066最大最小过盈量，平