互换性第五版课件0.

1、 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 互换性与技术测量互换性与技术测量 邓志平邓志平 20082008年年9 9月月 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 本课程的研究对象及任务本课程的研究对象及任务 本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础 课，从课，从“精度精度”和和“误差误差”两方面去分析研究机械零件两方面去分析研究机械零件 及机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求：及机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求： n掌握掌握互换性和标准化

2、的基本概念；互换性和标准化的基本概念； n掌握掌握本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握 其特点和应用原则；其特点和应用原则； n学会学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与 配合，并能正确地标注到图样上；配合，并能正确地标注到图样上； n掌握掌握一般几何参数测量的基础知识；一般几何参数测量的基础知识； n了解了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量 器具；器具； n学会学会查工具书，如手册、标准等。查工具书，如手册、标准等。 绪论绪论 西华大学 邓志平

3、 互换性与技术测量互换性与技术测量 一、互换性概述一、互换性概述 1. 互换性的概念互换性的概念 u概念：概念：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何 挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求 的特性叫做互换性。的特性叫做互换性。 u举例：举例：机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表 上的零部件、中国秦朝时期的兵器（兵马俑出土的上的零部件、中国秦朝时期的兵器（兵马俑出土的4万万 多支箭头，三个棱长度相差最小多支箭头，三个棱长度相差最小0.02毫米，底面宽度

4、平毫米，底面宽度平 均误差只有均误差只有0.83毫米毫米;弩机零件可以互换）。弩机零件可以互换）。 u机械制造业中的互换性通常包括几何参数和机械性能机械制造业中的互换性通常包括几何参数和机械性能 （如强度、刚度）的互换，（如强度、刚度）的互换，本课程仅讨论几何参数的互本课程仅讨论几何参数的互 换性。换性。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 2. 互换性的分类互换性的分类 分类：分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互 换。换。 定义：定义：完全互换完全互换装配时不需挑选和修配。装配时不需挑选和修配。 不完全互换不完全互换

5、装配时允许挑选、调整和修配。装配时允许挑选、调整和修配。 应用：应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件 在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。 大数互换：大批大量生产中放宽零件尺寸制造公差，大数互换：大批大量生产中放宽零件尺寸制造公差， 使绝大多数产品成为合格产品。使绝大多数产品成为合格产品。 内互换与外互换内互换与外互换 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 3. 互换性的意义互换性的意义 设计方面：设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件可以最大限度地采用标准件、通用件 和标

6、准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短 了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的 多样化。多样化。 制造方面：制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先有利于组织专业化生产，便于采用先 进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助 制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动 化。化。 使用维修方面：使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间减少了机器的使用和维修的时间 和费用，提高了机器的使用价值。和费用，提高了机器的使用价值。

7、 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 二、标准和标准化的引入二、标准和标准化的引入 要使具有互换性的产品几何参数完全一致，要使具有互换性的产品几何参数完全一致， 是不可能，也是不必要的。在此情况下，要使同是不可能，也是不必要的。在此情况下，要使同 种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参 数充分近似。其近似程度可按产品质量要求的不数充分近似。其近似程度可按产品质量要求的不 同而不同。同而不同。允许零件几何参数的变动量称为公差允许零件几何参数的变动量称为公差。 现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细和现代化生产的特点是品种多

8、、规模大、分工细和 协作多。为使社会生产有序地进行，必须通过标协作多。为使社会生产有序地进行，必须通过标 准化使产品规格品种简化，使分散的、局部的生准化使产品规格品种简化，使分散的、局部的生 产环节相互协调和统一。产环节相互协调和统一。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 1. 标准的概念标准的概念 标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，标准是对重复性事物和概念所作的统一规定， 它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础， 经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定 形式发布，作为共同

9、遵守的准则和依据。形式发布，作为共同遵守的准则和依据。 标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生 活的各个方面。活的各个方面。 本课程研究的公差标准、检测器具和方法标本课程研究的公差标准、检测器具和方法标 准，大多属于国家基础标准。准，大多属于国家基础标准。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 2. 标准的分类标准的分类 标准按不同的级别颁发。我国标准分为国家标准按不同的级别颁发。我国标准分为国家 标准、行业标准、地方标准和企业标准。标准、行业标准、地方标准和企业标准。 对需要在全国范围内统一的技术要求，应当对需要在全国范围内统一的

10、技术要求，应当 制定制定国家标准国家标准，代号为，代号为GB，对没有国家标准而，对没有国家标准而 又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求， 可制定行业标准，如可制定行业标准，如机械标准机械标准（JB）等；对没有）等；对没有 国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一 的技术要求，可制定的技术要求，可制定地方标准地方标准或或企业标准企业标准，它们，它们 的代号分别用的代号分别用DB、QB表示。表示。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 3. 国际标准化组织（国际标准化组织（ISO） 在

11、国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成 立了国际标准化组织（简称立了国际标准化组织（简称ISO）和国际电工委员会）和国际电工委员会 （简称（简称IEC），由这两个组织负责制定和颁发国际标准。），由这两个组织负责制定和颁发国际标准。 我国于我国于1978年恢复参加年恢复参加ISO组织后。陆续修订了自己的组织后。陆续修订了自己的 标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向 ISO靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品 互换。互换。 我国成立我国成立

12、“全国产品尺寸和几何技术规范标准化技全国产品尺寸和几何技术规范标准化技 术委员会术委员会”（SAC/TC 240），制定），制定“产品几何量技术规产品几何量技术规 范与认证范与认证”，简称，简称GPS。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 4. 标准化标准化 定义：定义：标准化是指标准的制订、发布和贯彻实施标准化是指标准的制订、发布和贯彻实施 的全部活动过程，包括从调查标准化对象开始，的全部活动过程，包括从调查标准化对象开始， 经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准，经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准， 以后还要修订标准等等。标准化是以标准的形式以后还要修

13、订标准等等。标准化是以标准的形式 体现的，也是一个不断循环、不断提高的过程。体现的，也是一个不断循环、不断提高的过程。 意义：意义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是标准化是组织现代化生产的重要手段，是 实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重 要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着 巨大的推动作用。巨大的推动作用。（德国的（德国的DIN形成了德国人严形成了德国人严 谨务实的民族性）谨务实的民族性） 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 三、优先数和优先数系的引入三、优先数和优先

14、数系的引入 在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参 数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定 规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的尺寸一旦规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的尺寸一旦 确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔 的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此 不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参 数不能随

15、意确定。数不能随意确定。 为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选 择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数 值作出统一规定。值作出统一规定。优先数和优先数系优先数和优先数系国家标准国家标准 （GB3212005）就是其中最重要的一个标准，要求工）就是其中最重要的一个标准，要求工 业产品技术参数尽可能采用它。业产品技术参数尽可能采用它。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 1. 优先数和优先数系优先数和优先数系 GB3212005中规定以十进制等比数列为优先数中规定

16、以十进制等比数列为优先数 系，并规定了五个系列，它们分别用系列符号系，并规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、 R20、 R40和和R80表示，其中前四个系列作为基表示，其中前四个系列作为基 本系列，本系列， R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。 各系列的公比为：各系列的公比为： uR5的公比：的公比： q51.60； uR10的公比：的公比： q101.25； uR20的分比：的分比： q201.12； uR40的公比：的公比： q401.06； uR80的公比：的公比： q801.03。 u 公比公式为：公比公式为： 绪论绪论 r

17、q10 r 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 2. 优先数和优先数系的特点优先数和优先数系的特点 优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按按 公比计算得到的优先数的理论值，除公比计算得到的优先数的理论值，除10的整数幂外，都的整数幂外，都 是无理数，工程技术上不能直接应用。实际应用的都是是无理数，工程技术上不能直接应用。实际应用的都是 经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为：经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为： （1）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。 （2）常用值：

18、即经常使用的通常所称的优先数，取三）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三 位有效数字。位有效数字。 国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有 广泛的适用性，简单易记，便于使用。广泛的适用性，简单易记，便于使用。常见的量值，如常见的量值，如 长度、直径、转速及功率等分级，基本上都是按一定的长度、直径、转速及功率等分级，基本上都是按一定的 优先数系进行的。优先数系进行的。本课程所涉及的有关标准里，诸如尺本课程所涉及的有关标准里，诸如尺 寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，基本上寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，基本上 采用优先数系

19、。（见书中采用优先数系。（见书中P.5表绪表绪1） 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 四、几何量的检测四、几何量的检测 完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以 判断。检测包含检验与测量。判断。检测包含检验与测量。 n检验：检验：是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围 内，并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值；内，并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值； n测量：测量：是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较， 以确定被测

20、量的具体数值的过程。以确定被测量的具体数值的过程。 n意义：意义：检测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产检测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产 生不合格品的原因，及时调整生产，监督工艺过程，预生不合格品的原因，及时调整生产，监督工艺过程，预 防废品产生。检测是机械制造的防废品产生。检测是机械制造的“眼睛眼睛”。产品质量的。产品质量的 提高，除设计和加工精度的提高外，往往更有赖于检测提高，除设计和加工精度的提高外，往往更有赖于检测 精度的提高。所以，合理地确定公差与正确进行检测，精度的提高。所以，合理地确定公差与正确进行检测， 是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条是保证产品质量、

21、实现互换性生产的两个必不可少的条 件和手段件和手段。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 五、计量技术发展简介五、计量技术发展简介 n 1.长度基准长度基准 n中国秦朝：中国秦朝：度量衡的统一度量衡的统一 n1791年：年：档案尺档案尺以通过巴黎的地球子午线的四千万以通过巴黎的地球子午线的四千万 分之一作为长度单位分之一作为长度单位“米米” n18751889年：年：国际米原器国际米原器由铂铱合金制成，规定由铂铱合金制成，规定 为与档案尺相比较最为接近的为与档案尺相比较最为接近的No.6基准尺基准尺。 n1960年：年：米的定义米的定义氪的同位素氪的同位素86Kr原子

22、的原子的2p10和和5d5 能级之间跃迁所对应的辐射，在真空中的能级之间跃迁所对应的辐射，在真空中的1650763.73个个 波长的长度。准确度为波长的长度。准确度为110-8 n1983年：目前使用米的光速定义年：目前使用米的光速定义米是光在真空中于米是光在真空中于 1/299 792 458s时间间隔内的行程长度时间间隔内的行程长度 n 2.计量工具计量工具 n小型工具显微镜小型工具显微镜万能工具显微镜万能工具显微镜隧道显微镜隧道显微镜 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 六、六、回顾回顾本课程的研究对象及任务本课程的研究对象及任务 本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术

23、基础本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础 课，从课，从“精度精度”和和“误差误差”两方面去分析研究机械零件两方面去分析研究机械零件 及机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求：及机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求： n掌握掌握互换性和标准化的基本概念；互换性和标准化的基本概念； n了解了解本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握 其特点和应用原则；其特点和应用原则； n学会学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与 配合，并能正确地标注到图样上；配合，并能正确地标注到图样上； n掌握掌握

24、一般几何参数测量的基础知识；一般几何参数测量的基础知识； n了解了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量 器具；器具； n 学会学会查工具书，如手册、标准等。查工具书，如手册、标准等。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 习习 题题 1、什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？、什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？ 是否只适用于大批量生产？是否只适用于大批量生产？ 2、完全互换与不完全互换有何区别？各用于何种场、完全互换与不完全互换有何区别？各用于何种场 合？合？ 3、公差、检测、标准化与互换性有什么关系？、公差

25、、检测、标准化与互换性有什么关系？ 4、按标准颁发的级别分，我国标准有哪几种？、按标准颁发的级别分，我国标准有哪几种？ 5、下面数据属于哪种系列？公比、下面数据属于哪种系列？公比q为多少？为多少？ 电动机转速有（单位为电动机转速有（单位为rmin）：）： 375，750，1500，3000。 绪论绪论 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 教学基本要求：教学基本要求： 理解并掌握理解并掌握轴与孔、尺寸、偏差（实际偏差、轴与孔、尺寸、偏差（实际偏差、 极限偏差）、公差、配合等术语及定义；极限偏差）、公差、配合等术语及定义； 理解并掌

26、握理解并掌握尺寸公差带的术语及定义，熟练掌尺寸公差带的术语及定义，熟练掌 握尺寸公差带图的画法；握尺寸公差带图的画法； 了解了解配合公差带的定义及配合公差带图的画法；配合公差带的定义及配合公差带图的画法； 理解并掌握理解并掌握极限与配合极限与配合国家标准的构成，国家标准的构成， 掌握基准制的概念及公差与配合的标准化构成规掌握基准制的概念及公差与配合的标准化构成规 律；律； 了解了解公差与配合国家标准的应用。公差与配合国家标准的应用。 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 尺寸极限与配合形状和位置公差表面结构 全国产品尺寸和几何技术

27、规范标准化技术委员会 事实标准体系表 产品尺寸和几何技术规范 形位公差公差注法误差检测 标 注 通 则 公 差 原 则 公 差 值 形状公差位置公差 基 本 规 定 基 准 检 测 原 则 基 础公差带与配合的选择一般公差应用与计算测量与检验 词 汇 基 本 规 定 公 差 、 基 本 偏 差 数 值 尺 寸 公 差 与 配 合 圆 锥 公 差 与 配 合 线 性 尺 寸 角 度 尺 寸 尺 寸 配 合 的 计 算 与 选 用 尺 寸 链 计 算 统 计 尺 寸 公 差 圆 锥 配 合 的 计 算 与 选 用 工 件 尺 寸 检 验 坐 标 计 量 学 形 状 公 差 位 置 公 差 基础 轮

28、廓法评定 与计算 测量与检验 表面 波纹度 表面 缺陷 词 汇 参 数 数 值 注 法 图 形 参 数 复 合 加 工 表 面 检 验 标 准 评 定 规 则 和 方 法 测 量 仪 器 仪 器 校 准 词 汇 缺 陷 术 语 标 准 尺 寸 检 验 原 则 米 制 英 制 换 算 极 限 偏 差 表 公 差 带 选 择 系 列 圆 锥 公 差 圆 锥 配 合 公 差 注 法 55个图标3个行标(JB/T) 1 1 11 112 21 11 11 1 11? JB 1 2 1 3 11 2 23 2 5GB 1JB 1GB 1JB 11 1 2 122 1 11 尺寸极限与配合现行标准体系尺寸

29、极限与配合现行标准体系 GB/T1800.1-1997 基础基础 GB/T1800.2-1998 GB/T1800.1-2008 (ISO286.1) GB/T1800.3-1998 GB/T1800.4-1999 2008 (ISO286.2) 公差带选择公差带选择 GB/T1801-1999 2008 (ISO1829) GB/T1803-2003 小尺寸的孔轴公差带小尺寸的孔轴公差带 GB/T5371-2004 过盈配合的计算和选用过盈配合的计算和选用 应用与计算应用与计算 GB/T5847-2004 尺寸链尺寸链 计算方法计算方法 JB/T9186-1999 统计尺寸公差统计尺寸公差

30、GB/T3177-1997 2008 光滑工件尺寸的检验光滑工件尺寸的检验 测量与检验测量与检验 GB/T1957-2005 光滑极限量规光滑极限量规 GB/T16857.1.6 坐标测量机的验收和周检坐标测量机的验收和周检 形位公差现行标准体系形位公差现行标准体系 通则符号通则符号 GB/T1182-1996 2008 几何几何公差标注公差标注 GB/T4249-1996 2008公差原则公差原则 公差标注原则公差标注原则 GB/T16671-1996 2008最大、最小实体要求最大、最小实体要求 公差数值公差数值 GB/T1184-1996 形位公差未注公差值形位公差未注公差值 GB/T1

31、3319-2003 位置度公差注法位置度公差注法 GB/T16892-1997 非刚性零件注法非刚性零件注法 公差注法公差注法 GB/T17773-1999 延伸公差带延伸公差带 GB/T17851-1999 2008基准和基准体系基准和基准体系 GB/T17852-1999 轮廓的尺寸和公差注法轮廓的尺寸和公差注法 GB/T1958-2004 检测规定检测规定 GB/T7235-2004 圆度误差评定圆度误差评定 误差检测误差检测 GB/T11336-2004 直线度误差检测直线度误差检测 GB/T11337-2004 平面度误差检测平面度误差检测 JB/T 7557 同轴度误差检测同轴度误

32、差检测 GB/T8069-1998 功能量规功能量规 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 第一节第一节 基本术语及定义基本术语及定义 一、有关一、有关“尺寸尺寸”的术语及定义的术语及定义 v 尺寸尺寸用特定单位表示线性值的用特定单位表示线性值的 数字。数字。 v 孔和轴孔和轴 孔通常指工件的圆柱形孔通常指工件的圆柱形 内表面，也包括非圆柱形内表面内表面，也包括非圆柱形内表面 （由两平行平面或切面形成的包（由两平行平面或切面形成的包 容面）。其尺寸由容面）。其尺寸由D表示；轴通表示；轴通 常指工件的圆柱形的外表面，也常指工件的圆柱形的外表面，也 包括非圆柱形外表面（由两平行包括非

33、圆柱形外表面（由两平行 平面或切面形成的被包容面）。平面或切面形成的被包容面）。 其尺寸由其尺寸由d 表示。表示。 即：孔为包容面，轴为被包容即：孔为包容面，轴为被包容 面。如图所示。面。如图所示。 d1 D 1 D 2 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 3. 基本尺寸基本尺寸由设计给定的尺寸，一般要求符由设计给定的尺寸，一般要求符 合标准的尺寸系列。合标准的尺寸系列。 4. 实际尺寸实际尺寸通过测量所得的尺寸。包含测量通过测量所得的尺寸。包含测量 误差，所以不是尺寸的真值。且同一表面不同误差，所以不是尺寸的真值。且同一表面不

34、同 部位的实际尺寸往往也不相同。孔和轴的实际部位的实际尺寸往往也不相同。孔和轴的实际 尺寸分别用尺寸分别用Da、da表示。表示。 5. 极限尺寸极限尺寸允许尺寸变化的两个极限值。两允许尺寸变化的两个极限值。两 者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极 限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为 Dmax、dmax和和Dmin、 dmin表示。表示。 Home 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 图1-2 公差与配合示意图 西华大学 邓志平 互换性与技术

35、测量互换性与技术测量 6.6.最大实体状态最大实体状态MMCMMC和最大实体尺寸和最大实体尺寸 最大实体尺寸：对应于孔或轴的最大材最大实体尺寸：对应于孔或轴的最大材 料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴 的最大极限尺寸的最大极限尺寸dmaxdmax；孔的最小极限尺寸；孔的最小极限尺寸 DminDmin。 7. 7. 最小实体状态最小实体状态LMCLMC和最小实体尺寸和最小实体尺寸 最小实体尺寸：对应于孔或轴的最小材最小实体尺寸：对应于孔或轴的最小材 料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴 的最小极限尺寸的最小极限尺寸

36、dmindmin；孔的最大极限尺寸；孔的最大极限尺寸 DmaxDmax。 Home 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 二、有关二、有关“偏差与公差偏差与公差” 的术语及定义的术语及定义 1. 尺寸偏差：尺寸偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包 括实际偏差和极限偏差。极限偏差又分上偏差（括实际偏差和极限偏差。极限偏差又分上偏差（ES、es） 和下偏差（和下偏差（EI、ei）。）。 ES=Dmax-D es=dmax-d EI=Dmin-D ei=dmin-d 2. 尺寸公差：尺寸公差：允

37、许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与 最小极限尺寸之代数差的绝对值。孔、轴的公差分别用最小极限尺寸之代数差的绝对值。孔、轴的公差分别用 Th和和Ts表示。表示。 Th= Dmax- Dmin = ES-EI Ts= dmax- dmin = es-ei 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 公差与极限偏差的比较公差与极限偏差的比较 两者区别：两者区别： 从数值上看：从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是极限偏差是代数值，正、负或零值是 有意义的；而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正有意义的；

38、而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正 负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不 存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸 大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。 从作用上看：从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断极限偏差用于控制实际偏差，是判断 完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实 际尺寸的差异程度。际尺寸的差异程度。 从工艺上看：从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反映加工对某一具体零件，公

39、差大小反映加工 的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺 的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具 与工件相对位置的依据。与工件相对位置的依据。 两者联系：两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，公差是上、下偏差之代数差的绝对值， 所以确定了两极限偏差也就确定了公差。所以确定了两极限偏差也就确定了公差。 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 图1-2 公差与配合示意图 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 3.

40、 尺寸公差带图尺寸公差带图 由于公差与极限尺寸的数值相差较由于公差与极限尺寸的数值相差较 大，不便用同一比例表示，大，不便用同一比例表示， 故采用故采用 公差带图。公差带图。 零线：零线：表示基本尺寸的一条直线，表示基本尺寸的一条直线， 以其为基准确定偏差和公差，零线以其为基准确定偏差和公差，零线 以上为正，以下为负。以上为正，以下为负。 尺寸公差带：尺寸公差带：由代表上、下偏差的由代表上、下偏差的 两条直线所限定的一个区域。公差两条直线所限定的一个区域。公差 带有两个基本参数，即公差带大小带有两个基本参数，即公差带大小 与位置。大小由标准公差确定，位与位置。大小由标准公差确定，位 置由基本偏

41、差确定。置由基本偏差确定。 基本偏差：基本偏差：标准中表列的，用以确标准中表列的，用以确 定公差带相对于零线位置的上偏差定公差带相对于零线位置的上偏差 或下偏差。一般为靠近零线的那个或下偏差。一般为靠近零线的那个 极限偏差。极限偏差。 标准公差：标准公差：标准中表列的，用于确标准中表列的，用于确 定公差带大小的任一公差。定公差带大小的任一公差。 孔 轴 0 基本尺寸 ES EI es ei Th T s + - 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 尺寸公差带图（举例）尺寸公差带图（举例） 画出基本尺寸为画出基本尺寸为 50，最大

42、，最大 极限尺寸为极限尺寸为 50 .025 、最小极、最小极 限尺寸为限尺寸为 50 mm的孔与最大极的孔与最大极 限尺寸为限尺寸为 49.975 、最小极限尺、最小极限尺 寸为寸为 49.959mm的轴的公差带的轴的公差带 图。图。 0 + - 50 孔 轴 +0.025 -0.025 -0.041 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 加工误差与公差的关系加工误差与公差的关系 工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的 零件的几何参数与与理想值不相符合，其差别称为

43、加工误差。零件的几何参数与与理想值不相符合，其差别称为加工误差。 其中包括：其中包括： 尺寸误差尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差。：实际尺寸与理想尺寸之差。 几何形状误差几何形状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由工艺系统：宏观几何形状误差（形状误差，由工艺系统 误差所造成）、微观几何形状误差（表面粗糙度，刀具在工误差所造成）、微观几何形状误差（表面粗糙度，刀具在工 件上留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动件上留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动 引起的）。引起的）。 位置误差位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。

44、加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许 的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合 格的。所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误格的。所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误 差则是加工过程中产生的。差则是加工过程中产生的。 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 基本内容：了解有关配合的基本概念，掌握基本内容：了解有关配合的基本概念，掌握 光滑圆柱结合的配合基准制。光滑圆柱结合的配合基准制。

45、 重点内容：有关配合的基本计算、基准制。重点内容：有关配合的基本计算、基准制。 难点内容：基准制。难点内容：基准制。 三、有关三、有关“配合配合” 的术语及定义的术语及定义 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 基本尺寸相同，基本尺寸相同， 相互结合的孔、轴相互结合的孔、轴 公差带之间的关系，公差带之间的关系， 称为配合。称为配合。在前面在前面 我们学过有关尺寸、我们学过有关尺寸、 偏差和公差的有关偏差和公差的有关 术语和定义，为清术语和定义，为清 楚表示各术语间关楚表示各术语间关 系，可作公差与配系，可作公差与配 合示意图。简化

46、它合示意图。简化它 们的关系，即可作们的关系，即可作 公差带图。公差带图。 D（d） Dmax Dmin dmin dmax ES EI Th Ts es ei 零线零线 孔孔 轴轴 1. 配合的概念配合的概念 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 国家标准对配合规定有两种基准制，即国家标准对配合规定有两种基准制，即基孔制基孔制配合与配合与 基轴制基轴制配合配合 基孔制配合：基孔制配合：基本偏差为一定的孔公差带基本偏差为一定的孔公差带与不同基本与不同基本 偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。

47、 基孔制配合的孔称为基孔制配合的孔称为基准孔基准孔，标准规定基准孔的基本偏差，标准规定基准孔的基本偏差 （下偏差（下偏差EI）为零，基准孔的代号为）为零，基准孔的代号为“H”。 基轴制配合：基轴制配合：基本偏差为一定的轴公差带基本偏差为一定的轴公差带与不同基本与不同基本 偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。 基轴制配合的轴称为基轴制配合的轴称为基准轴基准轴，标准规定基准轴的基本偏差，标准规定基准轴的基本偏差 （上偏差（上偏差es）为零，基准轴的代号为）为零，基准轴的代号为“h”。 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性

48、与技术测量互换性与技术测量 配合的类别配合的类别 通过公差带图，我们能清楚地看到孔、轴公差通过公差带图，我们能清楚地看到孔、轴公差 带之间的关系。根据其公带位置不同，可分为三种类带之间的关系。根据其公带位置不同，可分为三种类 型：型：间隙配合、过盈配合和过渡配合（参见间隙配合、过盈配合和过渡配合（参见P9间隙间隙 与过盈的定义）。与过盈的定义）。 0 + - 基本尺寸基本尺寸 孔 轴 孔 轴 孔 轴 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数

49、差称为孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为 最小间隙，用最小间隙，用X min表示。表示。 X min=D min - d max =EI - es 孔 Xmax Xmin 0 + - 轴 间隙配合间隙配合 其特征值是其特征值是最大间隙最大间隙X max和最小间隙和最小间隙X min。 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为 最大间隙，用最大间隙，用X max表示。表示。 X max=D max- dmin=ES ei 具有间隙（包括最小间隙为零）具有间隙（包括最小间隙为零） 的配合称为间隙配合。此时，孔的的配合

50、称为间隙配合。此时，孔的 公差带在轴的公差带之上。公差带在轴的公差带之上。 基本尺寸基本尺寸 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 其特征值是其特征值是最大过盈最大过盈Y max和最小过盈和最小过盈Y min。 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最 大过盈，用大过盈，用Y max表示。表示。 Y max= D min- d max =EI - es 轴 0 + - Ymax Ymin 孔 过盈配合过盈配合 基本尺寸基本尺寸 具有过盈（包括最小过盈等具有过盈（包括

51、最小过盈等 于零）的配合称为过盈配合。此于零）的配合称为过盈配合。此 时，孔的公差带在轴的公差带之时，孔的公差带在轴的公差带之 下下。 。 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最 小过盈，用小过盈，用Y min表示。表示。 Y min= D max - dmin=ES - ei 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为 最大过盈，用最大过盈，用Y max表示。表示。 Y max = D min- d max =

52、EI - es 实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙，也可能实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙，也可能 表示为平均过盈。表示为平均过盈。 孔 轴 0 + - Xmax Ymax 基本尺寸基本尺寸 过渡配合过渡配合 可能具有间隙也可能具有过可能具有间隙也可能具有过 盈的配合称为过渡配合。此时，盈的配合称为过渡配合。此时， 孔的公差带与轴的公差带相互重孔的公差带与轴的公差带相互重 叠叠。 。 其其特征值是特征值是最大间隙最大间隙X max和最大过盈和最大过盈Y max。 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为 最大

53、间隙，用最大间隙，用X max表示。表示。 X max= D max- dmin=ES - ei 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 配合公差配合公差 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它是设计人员根它是设计人员根 据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的 允许值。允许值。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定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的综合指标。配合质量的一个重要的综合指标。 在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对

54、值。在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值。 它的数值用公式表示为：它的数值用公式表示为： 对于间隙配合对于间隙配合 Tf =XmaxXmin 对于过盈配合对于过盈配合 Tf =YminYmax 对于过渡配合对于过渡配合 Tf =XmaxYmax 将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏 差换算后代入上式，则得三类配合的配合公差的共同公式为：差换算后代入上式，则得三类配合的配合公差的共同公式为： Tf = Th +Ts 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 0

55、00 + - 50 50 50 孔孔 轴轴 +0.025 -0.025 -0.041 孔孔 +0.025 轴轴 +0.059 +0.043 孔孔 +0.025 轴轴 +0.018 +0.002 一、有关计算一、有关计算 计算计算:孔孔 mm与轴与轴 mm 孔孔 mm与轴与轴 mm 孔孔 mm与轴与轴 mm 配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图 及配合公差带图，说明配合类别。及配合公差带图，说明配合类别。 025. 0 0 50 059. 0 043. 0 50 018. 0 002. 0 50 025. 0 0 50 025. 0 0

56、 50 025. 0 041. 0 50 0 0 0 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 计算计算 解：解： (1) 最大间隙最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)= +0.066 mm 最小间隙最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差配合公差 T f =XmaxXmin=+0.066-(+0.025) = 0.041 mm (2) 最大过盈最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.059)= -0.059mm 最小过盈最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.0

57、25-(+0.043) = -0.018mm 配合公差配合公差 T f =YminYmax=-0.018-(-0.059)= 0.041 mm (3) 最大间隙最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)= +0.023 mm 最大过盈最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.018)= -0.018 mm 配合公差配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 第三节第三节 极限与配合国家标准极限与配合国家标准 GB/T1800GB

58、/T1804的标准规定了有关线性尺寸精的标准规定了有关线性尺寸精 度标准的主要内容：度标准的主要内容： 标准公差标准公差 基本偏差基本偏差 公差代号公差代号 优先、常用和一般公差带优先、常用和一般公差带 基孔制、基轴制常用、优先配合的选用基孔制、基轴制常用、优先配合的选用 线性尺寸的一般公差线性尺寸的一般公差 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 i= 0.45 +0.001D 一、标准公差系列一、标准公差系列 标准公差标准公差IT（ISO Tolerance）：是国标规定的，用以确定公差）：是国标规定的，用以确定公差 带大小的任

59、一公差值。它等于公差等级系数和公差单位的乘积。带大小的任一公差值。它等于公差等级系数和公差单位的乘积。 标准公差因子标准公差因子i：计算公差的基本单位。与基本尺寸呈一定的关系：计算公差的基本单位。与基本尺寸呈一定的关系： 公差等级系数公差等级系数：确定公差等级的参数。见书表：确定公差等级的参数。见书表1-4。 公差等级公差等级：国标规定标准公差分为：国标规定标准公差分为20个等级，即个等级，即IT01、IT0、IT1、 IT2、IT18。从。从IT01到到IT18，等级依次降低，而相应的标准公，等级依次降低，而相应的标准公 差值依次增大。差值依次增大。 基本尺寸分段基本尺寸分段：为减少标准公差

60、的数目，简化公差表格以利生产，：为减少标准公差的数目，简化公差表格以利生产， 国标对基本尺寸进行了分段，见表国标对基本尺寸进行了分段，见表1-7。在标准公差和基本偏差的。在标准公差和基本偏差的 计算公式中，基本尺寸一律以所属尺寸段的几何平均值来计算。计算公式中，基本尺寸一律以所属尺寸段的几何平均值来计算。 按几何平均值计算出的公差值经尾数化整，即得出标准公差值。按几何平均值计算出的公差值经尾数化整，即得出标准公差值。 见表见表1-8。 3 D 第一章孔与轴的极限与配合第一章孔与轴的极限与配合 西华大学 邓志平 互换性与技术测量互换性与技术测量 D= =23.24mm 公差单位公差单位i=0.4