公差与配合绪论汇编.ppt

公差与配合,绪论,本章内容:一、互换性概述二、标准化三、本课程的性质、任务与基本要求,1.互换性的含义：在制造业中，互换性是指制成的同一规格的一批零件或部件，不需作任何挑选、调整或辅助加工(如钳工修理)就能进行装配，并能满足机械产品的使用性能要求的一种特性。,绪论一、互换性概述,绪论一、互换性概述,2.互换性的种类：1）按互换程度分：（1）完全互换性：若零件在装配或更换时，不需挑选、不需调整或修理，其互换性称为完全互换性。（2）不完全互换性：仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换，将此种互换性称为不完全互换性。,绪论一、互换性概述,3.互换性的作用：1）从设计看：缩短设计周期，加速产品更新换代。2）从制造看：提高产品质量和生产率，降低制造成本。3）从装配看：提高装配质量，缩短装配周期，便于实现装配自动化，提高装配生产率。4）从使用看：提高机器的利用率，延长机器的使用寿命。,绪论二、标准化,1.标准：是指根据科学技术和生产经验的综合成果，在充分协商的基础上，对技术、经济和相关特征的重复之物，由主管机构批准，并以特定形式颁布统一的规定，作为共同遵守的准则和依据。2.标准化：是指在制订标准、组织实施标准和对标准实施进行监督的社会活动的全过程。,绪论二、标准化,标准化,绪论三、本课程的性质、任务与基本要求,1.性质：“公差与配合”机械类专业的一门技术基础课。2.任务：通过学习有关国家标准，合理地解决产品使用要求与制造工艺之间的矛盾，并能根据不同零件选用适当的计量器具进行测量。3.基本要求：1）熟练掌握公差与配合的术语和基本计算方法；2）知道形位公差代号和表面粗糙度代号标注的含义；3）掌握常用量具量仪的结构、工作原理及使用方法。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,“极限”是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾；“配合”是反映机器零件之间有关功能要求的相互关系。“极限与配合”的标准化，有利于机器的设计、制造、使用和维修，直接影响产品的精度、性能和使用寿命，是评定产品质量的重要技术指标。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,学习要求：掌握：有关公差与配合的基本术语及定义、极限尺寸判断原则、公差与配合标准的实质、公差与配合国家标准的基本结构、标准公差系列、基本偏差系列、公差与配合国家标准的应用；熟练查阅标准公差及基本偏差表格，熟练掌握尺寸公差带图及配合公差带图。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,一、孔和轴1、孔包容面,尺寸之间无材料，越加工越大2、轴被包容面，尺寸之间有材料，越加工越小,二、尺寸1）定义：尺寸是指用特定单位表示线性尺寸值的数值。通常用mm表示2）内容：由数字和特定单位两部分组成，包括长度、宽度、直径、半径和中心距等。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,1、基本尺寸（D,d）1）定义：标准规定，设计时给定的尺寸称为基本尺寸。孔的基本尺寸用“D”表示，轴的基本尺寸用“d”表示，后同。（它是设计时根据零件的强度、刚度等使用要求和结构设计，通过计算和类比法来确定，并经过圆整后得到的。）2）标准尺寸：标准化了的尺寸称为标准尺寸。适用于有互换性或系列化要求的主要尺寸。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,2、实际尺寸（Da,da）1）定义：通过测量获得的尺寸。由于存在测量误差，实际尺寸并非被测尺寸的真值。但又是不知道的，因此只能以测得的尺寸作为实际尺寸。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,3、极限尺寸1）定义：一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。最大极限尺寸：一个孔或轴允许的最大尺寸（Dmax,dmax）。最小极限尺寸：一个孔或轴允许的最小尺寸（Dmin,dmin）。实际尺寸应位于其中，也可以达到极限尺寸。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,三、偏差与公差偏差：是指某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等等）减其基本尺寸所得的代数差。极限偏差定义：极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,1)上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（孔：ES,轴：es）ES=DmaxDes=dmaxd2）下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（孔：EI,轴：ei）。EI=DminDei=dmind强调：偏差可以为正值、负值、零值。计算时应注意偏差的正、负符号，应一起代到计算式中运算,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（2）实际偏差定义：实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。零件上实际存在，能测出大小，一批零件而言，是一随机变量。合格零件的实际偏差应在上、下偏差之间。可用下列不同的方式来描述:最大极限尺寸实际尺寸最小极限尺寸上偏差实际偏差下偏差公差误差,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,尺寸公差（T）定义：尺寸公差是最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差，简称公差。Th孔的公差，Ts轴的公差。在数值上公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。表达式为：Th=DmaxDmin=ESEITs=dmaxdmin=esei强调：公差是用绝对值定义的，没有正、负含义，在公差值前面不能标“+”号或“”号；公差不能取零值。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,问题：公差和误差有什么区别和联系？（公差：允许零件尺寸和几何参数的变动量，用于控制加工中的误差。）,区别：误差在加工过程中产生，公差由设计人员确定,联系：公差是误差的最大允许值,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,尺寸公差计算举例见教材P5下部例1求孔30mm的尺寸公差。解：由公式可得孔的尺寸公差为：Th=DmaxDmin=30.07530.050=0.025mm或：Th=ESEI=0.075(+0.050)=0.025mm,+0.075+0.050,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,3、极限与配合图解为了清晰地表达上述各量及相互关系，一般采用极限与配合公差带图，在图中将公差和极限偏差部分放大，如P5图1-5所示。,基本尺寸,上偏差,下偏差,最小极限尺寸,最大极限尺寸,公差,最小极限尺寸,最大极限尺寸,下偏差,上偏差,公差,基本尺寸,极限与配合示意图,对于孔：TD=Dmax-Dmin=ES-EI对于轴：Td=dmax-dmin=es-ei,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,极限与配合公差带图见P5图1-5,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,公差带图解定义：不必画出孔与轴的全形，只要按照标准的规定将有关的部分放大画出来的图示方法称为尺寸公差带图解,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（1）零线（注：不是电器当中的零线）定义：在极限与配合图解中，表示基本尺寸的一条直线称为零线，以其为准确定偏差和公差。（或在公差带图中，确定偏差的一条基准线称为零线）。零线画法a:通常将零线沿水平方向绘制，在其左端画出表示偏差大小的纵坐标轴并标上“0”和“+”“”号，在其左下方画上单向箭头的尺寸线，并标上基本尺寸值。b:正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方，零偏差与零线重合。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（2）公差带公差带定义：在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域称为尺寸公差带，简称公差带。画公差带图的注意事项：一般在同一图中，孔和轴的公差带的剖面线的方向应该相反，且疏密程度不同。公差带包括了公差带大小与公差带位置两要素，大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,为后面内容，这两个概念现提前介绍：标准公差:标准极限与配合制中，所规定的任一公差。见P9表11。基本偏差:在标准极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。标准规定：一般以靠近零线的那个偏差作为基本偏差。4.极限制经标准化的公差与偏差制度。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,四、配合1、配合的基本概念（1）配合：基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。（2）间隙或过盈孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。此差值为正时是间隙，用X表示，为负时是过盈，用Y表示。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,2、配合的类别：根据孔、轴公差带相对位置关系不同，可把配合分成三类:(1)间隙配合:具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。间隙（X）：孔尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，当此值为正值时称为间隙。间隙数值应标“+”号。间隙配合特点：孔的公差带在轴的公差带之上。见教材P6下部图1-8间隙配合,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,间隙配合公差带图,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,活塞油环与环槽间隙配合,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（参考内容）最小间隙（Xmin）对于间隙配合，孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙。XminDmindmax(DES)(des)EIes最小间隙等于孔的下偏差减去轴的上偏差的代数差。最大间隙（Xmax）对于间隙配合，孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙。XmaxDmaxdmin(DES)(dei)ESei最大间隙也等于孔的上偏差减去轴的下偏差的代数差。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（2）过盈配合具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。过盈Y孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当此值为负值时称为过盈。过盈数值前面应标上“”号。过盈配合特点：孔的公差带在轴的公差带之下。见教材P7中部图1-9过盈配合,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,过盈配合公差带图,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（参考内容）最小过盈(Ymin)对过盈配合，孔最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈。YminDmaxdmin(DES)(dei)ESei最大过盈(Ymax)对过盈配合，孔最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈YmaxDmindmax(DEI)(des)EIes过盈配合尺寸计算见教材P7下部例4计算极限过盈,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（3）过渡配合定义可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。当孔的尺寸大于轴的尺寸时，具有间隙；小于轴的尺寸时，具有过盈。过渡配合特点：孔的公差带和轴的公差带相互交叠。（*必须根据一批孔轴的尺寸来判断配合类别）见教材P8上部图1-10过渡配合,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,销与活塞孔过渡配合,过渡配合公差带图,轴和孔的公差带相互交叠。,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,配合性质的区别（1）用公差带相互位置来区分配合性质。当孔的公差带位于轴的公差带之上时为间隙配合；位于轴的公差带之下时为过盈配合，相互交叠时为过渡配合。（2）用极限偏差来区分配合性质当esEI,为间隙配合当ESei,为过盈配合当上式均不成立时，为过渡配合,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,3、配合公差（Tf）（1）定义允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。（2）间隙配合公差等于最大间隙与最小间隙之代数差的绝对值。TfXmaxXminThTs(3)过盈配合公差等于最小过盈与最大过盈之代数差的绝对值。TfYminYmaxThTs(4)过渡配合公差等于最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值。TfXmaxYmaxThTs,第一章极限与配合1-1基本术语及定义,（参考内容）举例：见教材P8下部例550mm的孔与50mm的轴相配（是过渡配合），求最大间隙和最大过盈及配合公差。解：XmaxESei0.0250.0020.023mmYmaxESes00.0180.018mmTf=Xmax-Ymax=(0.023)mm-(0.018mm)=0.041mm4、配合制定义：配合制是指同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。种类：基孔制和基轴制。,+0.0250,+0.018+0.002,四、公差（允许尺寸变动的两个界限值。）Th=DmaxDmin=ESEITf=dmaxdmin=esei五、公差带图1、零线表示基本尺寸的一条直线。通常零线沿水平方向绘制，在其左端画出表示偏差的大小的纵坐标轴并标上“0”和“+”“-”号，在其左下方画上带单向箭头的尺寸线，并标上基本尺寸值。正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方，零偏差与零线重合。2、公差带有代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的区域称为公差带。孔和轴的公差带的剖面线的方向应该相反，且疏密程度相同。公差带由公差带大小和公差带位置两要素组成。,主要内容：一、标准公差系列二、基本偏差系列,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,学习要求：1.掌握标准公差的等级，了解各等级数值的确定方法2.掌握轴的基本偏差和孔的基本偏差的确定方法3.会查标准公差表和基本偏差表,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,公差带的标准化是指公差带大小和公差带位置的标准化，这是极限与配合标准的核心内容。一、标准公差系列标准公差（IT）：标准极限与配合制中表列的用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。标准公差系列：由若干标准公差所组成的系列称为标准公差系列。标准公差的数值与两个因素有关：1、标准公差等级2、基本尺寸分段见P9表1-1、2和P10表1-3,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,1、标准公差等级（1）定义：确定尺寸精确程度的等级称为标准公差等级。（2）国标规定了标准公差20级。各级代号由字母IT与阿拉伯数据字两部公组成。IT标准公差，阿拉伯数字公差等级。（3）标准规定：同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差被认为具有同等精确程度。（4）等级系列为：IT01，IT0，IT1IT18，其中IT01最高，IT18精确度最低。,标准公差等级及代号（GB/T1800.21998）,标准公差系列,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,在基本尺寸至500mm内规定了IT01至IT18共20个标准公差等级。,高精度级,精度级,中、低级,共20级,公差等级精度最高-精度最低IT01IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9.IT18,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,2、基本尺寸分段（1）标准公差数值不仅与公差等级有关，还与基本尺寸有关。（2）基本尺寸可分为主段落和中间段落。（3）将至500mm的常用尺寸段分为13个主段落。（将至3150mm的基本尺寸分为21个主段落）,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,(参考部分)【（4）主段落用于标准公差中的基本尺寸分段，见教材P10表1-3。中间段落用于基本偏差中的基本尺寸分段，见教材P14表1-5和教材P16表1-6。（5）同一公差等级的不同尺寸段，其标准公差值不相等，但其精确程度和加工难易程度应理解为相同。反之，其公差值相等时，其加工程度不一定相同。（6）考虑到基本尺寸的因素，不能以公差值的大小来判断零件精度的高低，而应以公差等级作为判断的依据。】,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,二、基本偏差系列定义：基本偏差是指标准极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。见教材P11，图1-111、基本偏差代号及特点基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写代表孔的基本偏差，小写代表轴的基本偏差。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,P12图1-12,AH（ah）的基本偏差用于间隙配合；PZC（pzc）用于过盈配合；J（j）N（n）用于过渡配合。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,从基本偏差系列图可以看出如下特点：（1）孔与轴同字母的基本偏差基本相对零线呈对称分布。轴：a至h基本偏差为上偏差es，h的上偏差为零，其余均为负值，绝对值依次逐渐减小；j至zc基本偏差为下偏差ei，除j和k的部分外都为正值，其绝对值依次逐渐增大。孔：A至H基本偏差为下偏差Ei，J至ZC为上偏差ES。（2）代号JS和js，在各公差等级中完全对称。（3）代号K，k，N它们随公差等级不同而有两种基本偏差数据值；M有三种不同的情况（正值、负值、或零值）（4）基本偏差系列图中，公差带的另一端取决于公差等级和基本偏差的组合。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,2、基准制为了设计和制造上的方便，把其中孔的公差带（或轴的公差带）位置固定，用改变轴的公差带（或孔的公差带）位置来形成所需要的各种配合，这种制度称为基准制。（1）基孔制配合定义：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称为基孔制。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,基准孔:基孔制配合中选作基准的孔称为基准孔，基本偏差为下偏差，其数值为零，EI=0,代号为“H”，上偏差为正值，即其公差带在零线上侧，且上偏差用两条虚线段画出，以表示其公差带的变动范围。根据P13图1-13分析：当轴的基本偏差为上偏差且0时，为间隙配合,a-h。当轴的基本偏差为下偏差0时：孔与轴的公差带相交叠，为过渡配合,j-n；孔与轴的公差带错开时，为过盈配合p-zc。轴的另一极限偏用一条虚线画出。,配合制同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。,基孔制配合,基轴制配合,孔的基本偏差保持一定,改变轴的基本偏差，形成不同的配合。,轴的基本偏差保持一定,改变孔的基本偏差，形成不同的配合。,有关“配合”的常用术语及定义,基准孔,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基准孔的基本偏差代号为“H”。,第一章极限与配合,有关“配合”的常用术语及定义基准孔,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,(2)基轴制配合定义：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，称为基轴制。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,基准轴基轴制配合中选作基准的轴称为基准轴。基本偏差为上偏差，其数值为零，es=0,下偏差为负值，即基准轴的公差带在零线的下侧，且下偏差用两条虚线段画出。根据P13图1-14分析：当轴的基本偏差为下偏差时，为间隙配合,A-H。当孔的基本偏差为上偏差0时：孔与轴的公差带交叠，过渡配合,J-N；孔与轴的公差错开时，过盈配合,P-ZC。,基准轴,间隙配合,过渡配合,过盈配合,公差带图：,基准轴的基本偏差代号为“h”。,第一章极限与配合,有关“配合”的常用术语及定义基准轴,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,3、基本偏差的确定轴的基本偏差是在基孔制配合的基础上制订的。孔的基本偏差是在基轴制配合的基础上确定的。当基本尺寸不大于500mm时，孔的基本偏差按以下两种规则换算：通用规则：用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即：对于基本偏差为A-H的孔，EI=-es,对于基本偏差J-ZC的孔，ES=-ei。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,特殊规则：对于基本尺寸为3500mm，且公差等级高于或等于8级（IT8）的K,M,N及公差等级高于或等于7级（IT7）的PZC，孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反，而绝对值相差一个值（补偿值）。（有些代号孔的基本偏差数值在某些尺寸段和标准公差等级时，必须在公式计算的结果上附加一个值，此称为特殊规则。）见教材P13下部。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,4、公差带代号和配合代号（1）公差带代号（组成）孔、轴公差带代号用基本偏差代号（位置要素）与公差等级数字（大小要素）表示，两者要用同一字号的字体书写。例如：孔公差带代号40H6公差等级数字（公差带大小要素）孔基本偏差代号（公差带位置要素）基本尺寸值（表示直径）轴公差带代号50h6公差等级数字（公差带大小要素）轴基本偏差代号（公差带位置要素）基本尺寸,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,公差带在图样上的标注国标规定公差带在图样有三种标注方法：见教材P136：65k6只注公差代号，不注具体极限偏差数值。：65（）只注具体极限偏差数值，不注公差代号。：65k6（）公差代号、极限偏差数值同时注出。,+0.021+0.002,+0.021+0.002,公差与配合在图样中的标注,零件图中的标注形式,注基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）,数值直观，适应单件或小批量生产。零件尺寸使用通用的量具进行测量。必须注出偏差数值。,既注公差带代号又注上、下偏差,上下偏差加注括号,既明确配合精度又有公差数值。,注公差带代号,此注法能和专用量具检验零件尺寸统一起来，适应大批量生产。零件图上不必标注尺寸偏差数值。,在装配图中配合尺寸的标注,基孔制的标注形式：,例：,表示基本尺寸为50，基孔制，8级基准孔与公差等级为7级、基本偏差代号为f的轴的间隙配合。,标注形式也可写成：50H8/f7,基轴制的标注形式：,例：,表示基本尺寸为50，基轴制，6级基准轴与公差等级为7级，基本偏差代号为P的孔的过盈配合。,标注形式也可写成：50P7/h6,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,（2）配合代号国标对配合的代号规定为：用孔、轴公差带代号的组成表示，写成分数形式，分子表示孔的公差带代号，分母表示轴的公差带代号。例如：50F8/h6,G6/H6,10H7/n6等等。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,三、另一极限偏差数值的确定孔：EI=ESIT，ES=EI+IT轴：ei=esIT，es=ei+IT查表、计算、确定见教材P18-P19例6、例7、例8,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,四、极限偏差表1、孔、轴的极限偏差表轴的极限偏差表（附录A），用来查轴的极限偏差；见教材P125另一个是孔的极限偏差表（附录B），用来查孔的极限偏差。见教材P134,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,见教材P19例92、查表的步骤和方法根据基本偏差的代号是大写还是小写，确定是查孔还是轴的极限偏差表。在极限偏差中首先找到基本偏差代号，再从基本偏差代号下找到公差等级数字所在的列。找到基本尺寸段所在的行，则横和列的相交处，就是所要查的极限偏差数值。,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,五、公差带与配合的优化1、公差带的系列孔公差带543种，轴公差带544种。国标规定了优先，常用和一般用途的轴公差带119种，孔的优先，常用和一般用途公差带105种（见教材P20图1-161-17）轴常用的公差带59种，孔常用的公差带44种；孔、轴各有13种优先公差带。,国家标准规定的公差带与配合,孔公差带国家标准规定了一般、常用和优先的孔公差带105种，其中方框内的44种为常用公差带，带圆圈的13种为优先的公差带。,基孔制配合基孔制常用配合59种，其中优先配合13种。,基轴制配合基轴制常用配合47种，其中优先配合13种,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,2、配合系列500mm范围内，对基孔制规定了59种常用的配合和13种优先的配合；对基轴制规定了47种常用的配合和13种优先的配合。根据课本教材P21表1-8和表1-9分析,第一章极限与配合1-2公差带的标准化,六、一般公差线性尺寸的未注公差1、概念是指在车间一般加工条件下可保证的公差。在图样上不单独注出公差，而是在图样上，技术文件或技术标准中作出总的说明。2、一般公差的应用主要用于低精度的非配合尺寸，以及由工艺方法来保证的尺寸。3、线性尺寸一般公差的规定有四个等级：f