城市学院互换性与测量技术第一部分

1、城市学院互换性与测量技术第一部 分 互换性与测量技术基础 城市学院互换性与测量技术第一部 分 课程介绍 机器的质量，很大程度取决于公差与配合。机器的质量，很大程度取决于公差与配合。 结构、材料相同的同类、同规格产品，质结构、材料相同的同类、同规格产品，质 量和价格可有很大差别，其原因就在于公量和价格可有很大差别，其原因就在于公 差与配合的差别。因此，公差与配合是绝差与配合的差别。因此，公差与配合是绝 对的技术秘密。对的技术秘密。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必 须满足三个条件：须满足三个条件： 装

2、配后装配后 满足使用要求满足使用要求 装配前装配前 不挑不挑 装配时装配时 不调整或修配不调整或修配却一不可却一不可 城市学院互换性与测量技术第一部 分 螺纹紧固件螺纹紧固件 城市学院互换性与测量技术第一部 分 城市学院互换性与测量技术第一部 分 三、互换性的重要性三、互换性的重要性 不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。 1)军用军用 2)民用民用 2.制造上制造上 可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动 线）线）, 产品单一，分工精细，可采用专用设备，提高生产产品单一，分工精细，可采用专

3、用设备，提高生产 率，进行文明生产。率，进行文明生产。 给日常生活带来极大方便给日常生活带来极大方便(举例：备胎、电子元件等等举例：备胎、电子元件等等) 军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 3.设计上设计上 采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化 设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于用计设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于用计 算机进行辅助设计。算机进行辅助设计。 总之，遵循互换性原则进行设计、制造总之，遵循互换性原则进行设计、制造 和使用

4、，可优质、高效、低成本和使用，可优质、高效、低成本 城市学院互换性与测量技术第一部 分 第二节第二节 实现互换性的条件实现互换性的条件 2.检测：检测包含检验与测量。检测：检测包含检验与测量。 ：标准化是实现互换性的前提。标准化是实现互换性的前提。 误差：实际几何参数对其理论值的偏离程度。误差：实际几何参数对其理论值的偏离程度。 误差误差，加工精度，加工精度。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 城市学院互换性与测量技术第一部 分 优先数系的构成优先数系的构成 2. 优先数的派生系列和复合系列优先数的派生系列和复合系列 3. 优先数系的应用举例优先数系的应用举例 由一系列十进制等比数列构成，代

5、号由一系列十进制等比数列构成，代号Rr( r=5、10、 20、40、80)，每个数都是一个优先数。，每个数都是一个优先数。 R5 公比公比 q=51.6 R10 公比公比 q=101.25 基本系列基本系列 R20 公比公比 q=201.12 R40 公比公比 q=401.06 R80 公比公比 q=801.03 补充系列补充系列 白炽灯最常用的瓦数有白炽灯最常用的瓦数有15瓦、瓦、30瓦、瓦、45瓦、瓦、60瓦、瓦、75瓦和瓦和100瓦等瓦等 城市学院互换性与测量技术第一部 分 为什么要制定极限为什么要制定极限 与配合标准与配合标准? 极限与配合极限与配合 一、极限与配合的基本概念一、极限

6、与配合的基本概念 互换性要求：互换性要求： 保证零件具有互换性的措施：保证零件具有互换性的措施： 由设计者根据极限与配合标准，确定零件合理由设计者根据极限与配合标准，确定零件合理 的配合要求和尺寸极限。的配合要求和尺寸极限。 同一批零件，不经挑选和辅助同一批零件，不经挑选和辅助 加工，任取一个就可顺利地装到机加工，任取一个就可顺利地装到机 器上去并满足机器的性能要求。器上去并满足机器的性能要求。 (50)公称尺寸公称尺寸 城市学院互换性与测量技术第一部 分 二、有关孔和轴的术语定义二、有关孔和轴的术语定义 1. 孔：孔的尺寸用孔：孔的尺寸用D表示。表示。 孔是指工件的圆柱形内表面，也包括由二个

7、平行平面孔是指工件的圆柱形内表面，也包括由二个平行平面 或二个平行切面形成的非圆柱形内表面（包容面）。或二个平行切面形成的非圆柱形内表面（包容面）。 2. 轴：轴的尺寸用轴：轴的尺寸用d表示。表示。 轴是指工件的圆柱形外表面，也包括由二个平行平面轴是指工件的圆柱形外表面，也包括由二个平行平面 或二个平行切面形成的非圆柱形外表面（被包容面）。或二个平行切面形成的非圆柱形外表面（被包容面）。 按装配关系讲：按装配关系讲： 孔表面为包容面，孔表面为包容面， 在它之内无材料，在它之内无材料， 孔的尺寸越加工孔的尺寸越加工 越大；越大； 轴表面为被包容面，在它之外无材料，轴表面为被包容面，在它之外无材料

8、， 轴的尺寸越加工越小。轴的尺寸越加工越小。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 公称尺寸公称尺寸: 实际尺寸实际尺寸: 极限尺寸极限尺寸: 上极限尺寸上极限尺寸:Dmax 零件合格的条件：零件合格的条件： 上极限尺寸上极限尺寸实际尺寸实际尺寸下极限尺寸。下极限尺寸。 零件制成后实际测得的尺寸。零件制成后实际测得的尺寸。 允许零件实际尺寸变化的两允许零件实际尺寸变化的两 个界限值。个界限值。 允许实际尺寸的最大值。允许实际尺寸的最大值。 允许实际尺寸的最小值。允许实际尺寸的最小值。 3. 公称尺寸、实际尺寸、极限尺寸公称尺寸、实际尺寸、极限尺寸 下极限尺寸下极限尺寸:dmin 设计给定的尺寸。

9、设计给定的尺寸。 下极限尺寸下极限尺寸 上极限尺寸上极限尺寸 50.008 50 公称尺寸公称尺寸 49.992 50 0.008 城市学院互换性与测量技术第一部 分 下极限尺寸下极限尺寸 上极限尺寸上极限尺寸 50.008 50 公称尺寸公称尺寸 49.992 4. 尺寸偏差和尺寸公差尺寸偏差和尺寸公差 上极限偏差上极限偏差 =上极限尺寸公称尺寸上极限尺寸公称尺寸 下极限偏差下极限偏差=下极限尺寸公称尺寸下极限尺寸公称尺寸 代号：代号： 孔为孔为ES， 轴为轴为es 代号：代号：孔为孔为EI ，轴为，轴为ei 尺寸公差尺寸公差(简称公差简称公差): 允许实际尺寸的变动量。允许实际尺寸的变动量

10、。 公差公差=上极限尺寸下极限尺寸上极限尺寸下极限尺寸 =上极限偏差下极限偏差上极限偏差下极限偏差 上极限偏差上极限偏差 下极限偏差下极限偏差 统称极限偏差统称极限偏差 0.008 0.016 偏差可偏差可 正可负正可负 公差恒为公差恒为 正正 +0.008 城市学院互换性与测量技术第一部 分 例：一根轴的直径为例：一根轴的直径为 公称尺寸公称尺寸: 上极限尺寸上极限尺寸: 下极限尺寸下极限尺寸: 60mm 零件合格的条件：零件合格的条件： 实际尺寸实际尺寸 。 思考并回答思考并回答 上极限偏差上极限偏差 = 60 = + 下极限偏差下极限偏差 = 60 = - 公差公差 = (-) = 城市

11、学院互换性与测量技术第一部 分 下极限偏差下极限偏差 公差带公差带 + - +0.008 +0.024 -0.006 -0.022 5.公差带图：公差带图： 公差带图可以直观地表示出公差的公差带图可以直观地表示出公差的 大小及公差带相对于零线的位置。大小及公差带相对于零线的位置。 50 +0.024 +0.00850 -0.006 -0.022 00 公称尺寸公称尺寸 50 例例: 500.008 上极限偏差上极限偏差 50 公差带是由代表上下极限偏差公差带是由代表上下极限偏差 的两条直线所限定的一个区域。的两条直线所限定的一个区域。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 在公称尺寸在公称尺寸5

12、00mm内，国家标准将标准公差等内，国家标准将标准公差等 级规定为级规定为20个等级，在公称尺寸大于个等级，在公称尺寸大于500至至 3150mm内规定了内规定了IT1至至IT18共共18个标准公差等级。个标准公差等级。 依次为依次为 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT18 高高 公差等级公差等级 低低 小小 公差数值公差数值 大大 难难 加工程度加工程度 易易 即不同的公称尺寸，公差等级相同，尺寸的精确即不同的公称尺寸，公差等级相同，尺寸的精确 程度相同程度相同 。 标准公差标准公差用以确定公差带的大小。用以确定公差带的大小。 三、标准公差和基本偏差三、标准公差和基本偏差 城市学

13、院互换性与测量技术第一部 分 基本偏差基本偏差 基本偏差基本偏差 标准公差标准公差 三、标准公差和基本偏差三、标准公差和基本偏差 标准公差标准公差 代号代号:IT 共共20个等级：个等级：IT01、IT0、IT1IT18 标准公差的数值由公称尺寸和公差等级确定。标准公差的数值由公称尺寸和公差等级确定。 基本偏差基本偏差 一般为靠近零线的那个偏差。一般为靠近零线的那个偏差。 公称尺寸公称尺寸 + 00 标准公差标准公差 用以确定公差带的大小。用以确定公差带的大小。 用以确定公差带相对于零线的位置。用以确定公差带相对于零线的位置。 代号代号: 孔用大写字母，轴用小字母表示。孔用大写字母，轴用小字母

14、表示。 上极限偏差上极限偏差=下极限偏差下极限偏差+公差公差 下极限偏差下极限偏差=上极限偏差上极限偏差-公差公差 城市学院互换性与测量技术第一部 分 基本偏差系列，确定了孔和轴的公差带位置。基本偏差系列，确定了孔和轴的公差带位置。 基本偏差系列基本偏差系列 轴轴 + 0 - es ei a b c cd d e ef f fg g h j js k m n p r s t u v x y z za zb zc 公称尺寸 孔孔 公称尺寸 + 0 - EI ES A B C CD D EEF F FGG H J JS K M N P R S T U V X YZ ZA ZBZC 城市学院互换性与

15、测量技术第一部 分 (3)公差带代号公差带代号 公差带代号组成公差带代号组成 基本偏差代号，如：基本偏差代号，如：H、f。 标准公差等级代号如：标准公差等级代号如：8、7。 如如: H8 f7 孔的基本偏差代号孔的基本偏差代号 孔的标准公差等级代号孔的标准公差等级代号 轴的标准公差等级代号轴的标准公差等级代号 轴的基本偏差代号轴的基本偏差代号 公差带的位置由基本偏差决定，公差带的位置由基本偏差决定， 公差带的大小由标准公差等级决定。公差带的大小由标准公差等级决定。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 四、配合四、配合 配合的概念配合的概念 公称尺寸相同相互结合的孔和轴公称尺寸相同相互结合的孔和

16、轴 的公差带之间的关系。的公差带之间的关系。 间隙或过盈间隙或过盈: =孔的实际尺寸轴的实际尺寸孔的实际尺寸轴的实际尺寸 配合：配合： 0 间隙间隙 0 过盈过盈 20 20 配合配合 城市学院互换性与测量技术第一部 分 配合的种类配合的种类 间隙配合间隙配合(可相对运动可相对运动) 具有间隙具有间隙(包括最小间隙等于零包括最小间隙等于零)的配合。的配合。 孔孔轴轴 最小极限尺寸最小极限尺寸 最大极限尺寸最大极限尺寸 最大间隙最大间隙 最小间隙最小间隙 最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸 最大间隙最大间隙 最小间隙最小间隙 孔的公差带在轴孔的公差带在轴 的公差带之上的公差带之上

17、 间隙配合示意图间隙配合示意图 最小间隙是零最小间隙是零 城市学院互换性与测量技术第一部 分 过盈配合（需在外力作用下孔与轴才能结合）过盈配合（需在外力作用下孔与轴才能结合） 具有过盈具有过盈(包括最小过盈等于零包括最小过盈等于零)的配合。的配合。 孔的公差带在轴孔的公差带在轴 的公差带之下的公差带之下 最小极限尺寸最小极限尺寸 最大极限尺寸最大极限尺寸 最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸 最小过盈最小过盈 最大过盈最大过盈 最小过盈最小过盈 最大过盈最大过盈 最小过盈是零最小过盈是零 过盈配合示意图过盈配合示意图 城市学院互换性与测量技术第一部 分 过渡配合过渡配合 既可能产

18、生微量间隙，也可能产生微量过盈的配合。既可能产生微量间隙，也可能产生微量过盈的配合。 最大过盈最大过盈 孔的公差带孔的公差带 与轴的公差与轴的公差 带相互交叠带相互交叠 最大过盈最大过盈 最大间隙最大间隙 最大间隙最大间隙 过渡配合示意图过渡配合示意图 最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸 最大极限尺寸最大极限尺寸 城市学院互换性与测量技术第一部 分 配合制配合制 基孔制配合基孔制配合 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏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制度。差的轴的公差带形成各种配合的制度。 基准孔基准孔 间隙

19、配合间隙配合 过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合 公差带图：公差带图： 0 - 0 + 基本偏差代号为基本偏差代号为H(EI=0) 城市学院互换性与测量技术第一部 分 基轴制配合基轴制配合 基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本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制度。偏差的孔的公差带形成各种配合的制度。 基准轴基准轴 间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合 公差带图：公差带图： - + 基本偏差代号为基本偏差代号为h(es=0) 城市学院互换性与测量技术第一部 分 基轴制：基轴制： AH 形成间隙配合形成间隙配合 JN 形成过渡配合形成过渡配合 PZC

20、形成过盈配合形成过盈配合 基孔制：基孔制： ah 形成间隙配合形成间隙配合 jn 形成过渡配合形成过渡配合 pzc 形成过盈配合形成过盈配合 根据基本偏差代号确定配合种类根据基本偏差代号确定配合种类 ah 形成间隙配合形成间隙配合 城市学院互换性与测量技术第一部 分 五、极限与配合在图上的标注五、极限与配合在图上的标注 在装配图中配合的标注在装配图中配合的标注 标注形式为：标注形式为： 采用基孔制配合时，分子采用基孔制配合时，分子 为基准孔的公差带代号。为基准孔的公差带代号。 例如：例如： 基孔制间隙配合基孔制间隙配合 基孔制过渡配合基孔制过渡配合 30 H8 f7 40 H7 n6 轴轴 轴

21、套轴套 箱体箱体 30 H8 f7 40 H7 n6 公称尺寸公称尺寸 孔的公差带代号孔的公差带代号 轴的公差带代号轴的公差带代号 城市学院互换性与测量技术第一部 分 底座底座 滑轮滑轮 销轴销轴 开口销开口销 采用基轴制配合时，分母为基准轴的公采用基轴制配合时，分母为基准轴的公 差带代号。差带代号。 例如：例如： 基轴制间隙配合基轴制间隙配合 基轴制过渡配合基轴制过渡配合 12 F8 h7 12 F8 h7 12 J8 h7 12 h7 J8 城市学院互换性与测量技术第一部 分 除前面讲的基本标注形式外，还可采用除前面讲的基本标注形式外，还可采用 下面的一些标注形式。下面的一些标注形式。 用

22、斜线做分数线。用斜线做分数线。 标注上、下偏差值。标注上、下偏差值。 55 +0.030 0 -0.01955 0 H7/h655 城市学院互换性与测量技术第一部 分 在零件图中极限的标注在零件图中极限的标注 在公称尺寸后注出公差带代号（基本偏在公称尺寸后注出公差带代号（基本偏 差代号和标准公差等级数字）。差代号和标准公差等级数字）。 30H8 30f7 配合精度明确，标注简单，但数值不直配合精度明确，标注简单，但数值不直 观。适用于大批量生产的零件。观。适用于大批量生产的零件。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 注出公称尺寸及上、下极限偏差值注出公称尺寸及上、下极限偏差值 （常用方法）（常

23、用方法） 30 +0.033 0 -0.041 30 -0.020 数值直观，适用于试制件及小批生产用数值直观，适用于试制件及小批生产用 此法较多。此法较多。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 在公称尺寸后，注出公差带代号及上、下在公称尺寸后，注出公差带代号及上、下 偏差值，偏差值要加上括号。偏差值，偏差值要加上括号。 30H8( ) +0.033 0 30f7( ) -0.020 -0.041 既明确配合精度又有公差数值。适用于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。生产规模不确定的情况。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 标注与标准件配合要求时，只标注该零件的标注与标

24、准件配合要求时，只标注该零件的 公差代号，如与滚动轴承相配合的孔与轴。公差代号，如与滚动轴承相配合的孔与轴。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 序序 号号 错误标注错误标注正确标注正确标注说明说明 1上下偏差位置写反上下偏差位置写反 2 下偏差下偏差“0”不应与不应与“+”号对齐，而号对齐，而 应与上偏差的应与上偏差的“0”对齐对齐 3写法不规范写法不规范 4孔、轴公差带写反孔、轴公差带写反 5 公差带的基本偏差与公差等级位置公差带的基本偏差与公差等级位置 写反写反 6多写了括号多写了括号 7少些了括号少些了括号 121. 0 091. 0 80 091. 0 121. 0 80 02. 0

25、 0 30 02. 0 0 30 011. 0 011. 0 120 011. 0120 8750Hf7850fH fH 9609 9960fH 020. 0 041. 0 20 020. 0 041. 0 20 036. 0 090. 0 8100 f 036. 0 090. 0 8100 f 城市学院互换性与测量技术第一部 分 测量尺寸的工具测量尺寸的工具 测量尺寸用的简单工具有：直尺、外卡钳和内卡钳；测量测量尺寸用的简单工具有：直尺、外卡钳和内卡钳；测量 较精密的零件时，要用游标卡尺、千分尺或其他工具。较精密的零件时，要用游标卡尺、千分尺或其他工具。 直尺直尺 外卡钳外卡钳 内卡钳内卡钳

26、 游标卡尺游标卡尺 城市学院互换性与测量技术第一部 分 常用的测量方法常用的测量方法 测量直线尺寸测量直线尺寸 城市学院互换性与测量技术第一部 分 测量回转面的直径测量回转面的直径 用游标卡尺用游标卡尺 测量回转面直径测量回转面直径 城市学院互换性与测量技术第一部 分 用内卡钳测量用内卡钳测量 用内卡钳测量时，必须借助用内卡钳测量时，必须借助 直尺读出零件的尺寸。直尺读出零件的尺寸。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 用外卡钳测量用外卡钳测量 用外卡钳测量时，必须借助用外卡钳测量时，必须借助 直尺读出零件的尺寸。直尺读出零件的尺寸。 城市学院互换性与测量技术第一部 分 六、基准制的选用六、基

27、准制的选用 一般情况下应优先选用基孔制一般情况下应优先选用基孔制 基轴制的选择基轴制的选择 l直接使用有一定公差等级（直接使用有一定公差等级（IT8IT11）而不）而不 再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基 准轴的公差带制造）制作轴。准轴的公差带制造）制作轴。 H (EI=0) h (es=0) 城市学院互换性与测量技术第一部 分 l加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困 难，因此在仪器制造、钟表生产、无线电工 程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，使用经过光轧成形的钢丝直接做轴， 这时采用基轴制较经济。这时采用基轴制较经济。 l根据结构上的需要，

28、在同一公称尺寸的轴根据结构上的需要，在同一公称尺寸的轴 上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用 基轴制。如下图所示。基轴制。如下图所示。 间隙配合 过渡配合 过渡配合 连杆 活塞销 活塞 城市学院互换性与测量技术第一部 分 间隙配合 过渡配合 过渡配合 连杆 活塞销 活塞 基准制选择示例(一) 城市学院互换性与测量技术第一部 分 l与标准件配合的基准制选择与标准件配合的基准制选择 以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。 如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键槽的 配合应采用基轴制； 城市学院互换

29、性与测量技术第一部 分 非基准制配合的采用非基准制配合的采用 基准制选择示例（二） 滚动轴承外圈与箱体孔滚动轴承外圈与箱体孔 的配合应采用基轴制的配合应采用基轴制 内圈与轴的配合应采内圈与轴的配合应采 用基孔制，用基孔制， 城市学院互换性与测量技术第一部 分 七、七、 优先选用的公差带与配合优先选用的公差带与配合 轴的一般、常用、优先公差带 城市学院互换性与测量技术第一部 分 七、七、 优先选用的公差带与配合优先选用的公差带与配合 孔的一般、常用、优先公差带孔的一般、常用、优先公差带 城市学院互换性与测量技术第一部 分 七、七、 优先选用的公差带与配合优先选用的公差带与配合 基孔制优先配合、常

30、用配合基孔制优先配合、常用配合 H7 p6 表1-6 基孔制优先、常用配合 H8 h8 H8 h7 H6 h5 H7 h6 H9 h9 H10 h10 H11 h11 H12 h12 H12 H11 H10 H10 d10 H11 d11 H12 b12 H11 a11 H10 c10 H11 c11 H11 b11 H9 H8 H7 H6 基准孔 H6 f5 H6 g5 H8 d8 H9 d9 H9 c9 H8 g7 H8 f8 H9 f9 H8 e8 H9 e9 H8 f7 H7 f6 H8 e7 H7 g6 间 隙 配 合 dacbfehg 过 盈 配 合 H6 s5 H6 r5 H6 p5 H6 n5 H6 m5 H6 k5 H6 js5 H8 js7 H8 k7 H7 k6 H7 js6 H8 m7 H8 n7 H7 n6 H7 m6 H8 p7 H8 r7 H7 r6 H8 s7 H8 t7 H7 t6 H7 s6 轴 过渡配合 kjsnmrpts H7 z6 H7 x6 H8 u7 H