互换性与技术测量--第2章_极限与配合

1、2021-7-3 Limits and Fits 第第2章章 极限与配合极限与配合 2021-7-3 本章学习内容本章学习内容 2021-7-3 本章所参照的主要国家标准本章所参照的主要国家标准 GB/T 1800.1-2009 产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)极限与配合极限与配合 第第1部分：公差、偏部分：公差、偏 差和配合的基础差和配合的基础 GB/T 1800.2-2009 产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)极限与配合极限与配合 第第2部分：标准公差部分：标准公差 等级和孔、轴极限偏差表等级和孔、轴极限偏差表 GB/T 1801-2009 产品几何技术规范产品几何技术规

2、范(GPS)极限与配合极限与配合 公差带和配合的选择公差带和配合的选择 新新 标标 准准 GB/T 1800.1 1997 极限与配合极限与配合 基础基础 第第1部分：词汇部分：词汇 GB/T 1800.2 1998 极限与配合极限与配合 基础基础 第第2部分：公差、偏差和配合的基本部分：公差、偏差和配合的基本 规定规定 GB/T 1800.3 1998 极限与配合极限与配合 基础基础 第第3部分：标准公差和基本偏差数值表部分：标准公差和基本偏差数值表 GB/T 1800.4 1999 极限与配合极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表标准公差等级和孔、轴的极限偏差表 GB/T 1801

3、1999 极限与配合极限与配合 公差带和配合的选择公差带和配合的选择 旧旧 标标 准准 2021-7-3 1.1.1 有关几何要素的术语和定义有关几何要素的术语和定义 1.1 术语和定义术语和定义 Terminologies and Definitions 几何要素几何要素(geometrical feature)构成零件几何特征的点、构成零件几何特征的点、 线或面，简称要素。线或面，简称要素。 2021-7-3 由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。 尺寸要素尺寸要素(feature of size) 实际实际(组成组成)要素要素 rea

4、l (integral) feature 尺寸要素可以是圆柱形、球形、两平行对应面、圆锥形或楔形。尺寸要素可以是圆柱形、球形、两平行对应面、圆锥形或楔形。 由接近实际由接近实际(组成组成)要素所限定的工件实际表面的组成要素所限定的工件实际表面的组成 要素部分。要素部分。 2021-7-3 提取组成要素提取组成要素(extracted integral feature) 按规定方法，由实际按规定方法，由实际(组成组成)要素提取有限数目的点所形要素提取有限数目的点所形 成的实际成的实际(组成组成)要素的近似替代。要素的近似替代。 拟合组成要素拟合组成要素(associated integral f

5、eature) 按规定的方法由提取组成要素形成的并具有理想形状的按规定的方法由提取组成要素形成的并具有理想形状的 组成要素。组成要素。 2021-7-3 1.1.2 轴与孔轴与孔 轴轴(shaft) 通常，指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形的通常，指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形的 外尺寸要素外尺寸要素(由二平行平面或切面形成的被包容面由二平行平面或切面形成的被包容面)。 孔孔(hole) 通常，指工件的圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形通常，指工件的圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形 的内尺寸要素的内尺寸要素(由二平行平面或切面形成的包容面由二平行平面或切面形成的包容面)。 基准轴

6、基准轴(basic shaft) 在基轴制配合中选作基准的轴在基轴制配合中选作基准的轴(即上极限偏差为零的轴即上极限偏差为零的轴)。 基准孔基准孔(basic hole) 在基孔制配合中选作基准的孔在基孔制配合中选作基准的孔(即下极限偏差为零的孔即下极限偏差为零的孔)。 2021-7-3 根据定义可以看出，根据定义可以看出， 图中的图中的A A、d d2 2、d d3 3、d d4 4应视为应视为“轴轴”， 而而B B、d d1 1应视为应视为“孔孔”。 2021-7-3 加工方面：加工方面： 轴的尺寸越加工越小，孔的尺寸越加工越大。轴的尺寸越加工越小，孔的尺寸越加工越大。 装配方面：装配方面

7、： 轴为被包容面，孔为包容面。轴为被包容面，孔为包容面。 检测方面：检测方面： 轴用环规或卡规，孔用塞规。轴用环规或卡规，孔用塞规。 2021-7-3 1.1.3 有关尺寸的术语和定义有关尺寸的术语和定义 尺寸尺寸(size) 以特定单位表示线性尺寸值的数值。以特定单位表示线性尺寸值的数值。 机械制造中线性尺寸的常用特定单位：机械制造中线性尺寸的常用特定单位： 米米(m)、毫米、毫米(mm)、微米、微米(m)和纳米和纳米(nm) nm10m10mm10m1 963 通过它应用上、下极限偏差可算出极限尺寸的尺寸。通过它应用上、下极限偏差可算出极限尺寸的尺寸。 公称尺寸通常是设计者经过强度、刚度计

8、算，或根据经验对结构进行考虑，公称尺寸通常是设计者经过强度、刚度计算，或根据经验对结构进行考虑， 并参照标准尺寸数值系列确定，以减少定值刀具、量具、夹具等的规格。可以并参照标准尺寸数值系列确定，以减少定值刀具、量具、夹具等的规格。可以 为整数或小数。为整数或小数。 相互配合的孔轴的公称尺寸一般是相同的，分别用相互配合的孔轴的公称尺寸一般是相同的，分别用 D 和和 d 表示表示(以后用大、以后用大、 小写字母分别表示孔、轴的参数小写字母分别表示孔、轴的参数) 。 公称尺寸公称尺寸(nominal size) 由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。 2021-7-

9、3 提取组成要素的局部尺寸提取组成要素的局部尺寸 (local size of an extracted integral feature) 一切提取组成要素上两对应点之间的距离的统称。一切提取组成要素上两对应点之间的距离的统称。 (旧标准中的局部实际尺寸旧标准中的局部实际尺寸) 两平行提取两平行提取表面的局部尺寸表面的局部尺寸 2021-7-3 提取孔和轴的局部尺寸提取孔和轴的局部尺寸(局部直径局部直径)分别用分别用 、 表示，受提取时表示，受提取时测量测量 误差误差的影响，的影响，它们不等于该部位尺寸的真值它们不等于该部位尺寸的真值; ;又由于存在又由于存在形状误差形状误差，零件，零件 的

10、同一表面上的不同部位，其局部尺寸往往并不相等。的同一表面上的不同部位，其局部尺寸往往并不相等。 a D a d 提取圆柱提取圆柱 面的局部面的局部 尺寸尺寸 2021-7-3 极限尺寸极限尺寸(limits of size) 尺寸要素允许的尺寸的两个极端。提取组成要素的局部尺寸要素允许的尺寸的两个极端。提取组成要素的局部 尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。 上极限尺寸上极限尺寸(upper limit of size) max D max d尺寸要素允许的最大尺寸尺寸要素允许的最大尺寸( 、 )。 min D min d 下极限尺寸下极限尺寸(lower li

11、mit of size) 尺寸要素允许的最小尺寸尺寸要素允许的最小尺寸( 、 )。 (旧标准中分别称旧标准中分别称 为最大极限尺寸为最大极限尺寸 和最小极限尺寸和最小极限尺寸) 2021-7-3 极限制极限制(limit system) 尺寸的合格条件：尺寸的合格条件： 020. 0 041. 0 30 轴：轴： 018. 0 012. 0 60 孔：孔： 025. 0 0 50 032. 0 078. 0 80 027. 0120 maxmin ddd a maxmin DDD a 经标准化的公差与偏差制度。经标准化的公差与偏差制度。 以下以下4条术语参照：条术语参照： GB/T 16671

12、-2009 产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS) 几何公差几何公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求最大实体要求、最小实体要求和可逆要求 2021-7-3 最大实体状态最大实体状态MMC(maximum material condition) 假定提取组成要素的局部尺寸处处位于极限尺寸且使其假定提取组成要素的局部尺寸处处位于极限尺寸且使其 具有具有实体最大实体最大时的状态。时的状态。 最大实体尺寸最大实体尺寸MMS(maximum material size) 确定要素最大实体状态的尺寸。确定要素最大实体状态的尺寸。即外尺寸要素的上极限尺寸，即外尺寸要素的上极限尺寸， 内尺寸要素的下

13、极限尺寸。内尺寸要素的下极限尺寸。 最小实体状态最小实体状态LMC(least material condition) 假定提取组成要素的局部尺寸处处位于极限尺寸且使其假定提取组成要素的局部尺寸处处位于极限尺寸且使其 具有具有实体最小实体最小时的状态。时的状态。 最小实体尺寸最小实体尺寸LMS(least material size) 确定要素最小实体状态的尺寸。确定要素最小实体状态的尺寸。即外尺寸要素的下极限尺寸，即外尺寸要素的下极限尺寸， 内尺寸要素的上极限尺寸。内尺寸要素的上极限尺寸。 2021-7-3 加工方面：加工方面：最大实体尺寸是尺寸合格的最大实体尺寸是尺寸合格的开始开始极限，最

14、小实体尺寸是尺极限，最小实体尺寸是尺 寸合格的寸合格的终止终止极限。极限。 装配方面：装配方面：最大实体状态是装配最大实体状态是装配最紧最紧的状态，最小实体状态是装配的状态，最小实体状态是装配最最 松松的状态。的状态。 检测方面：检测方面：最大实体尺寸是最大实体尺寸是通规通规的尺寸，最小实体尺寸是的尺寸，最小实体尺寸是止规止规的尺寸的尺寸 max dd MMS min dd LMS 外尺寸：外尺寸： min DDMMS max DDLMS 内尺寸：内尺寸： 2021-7-3 小结：小结： 公称尺寸、极限尺寸、实体状态与实体尺寸等反公称尺寸、极限尺寸、实体状态与实体尺寸等反 映了零件的设计要求，

15、由设计者给出；而提取要素的映了零件的设计要求，由设计者给出；而提取要素的 局部尺寸则反映了完工以后零件的实际几何特征局部尺寸则反映了完工以后零件的实际几何特征 后者受前者的控制。后者受前者的控制。 2021-7-3 1.1.4 有关偏差的术语和定义有关偏差的术语和定义 偏差偏差(deviation) 某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差(可正、负、零可正、负、零)。 极限偏差极限偏差(limit deviations) 上极限偏差和下极限偏差。上极限偏差和下极限偏差。 上极限偏差上极限偏差(upper limit deviation) es上极限尺寸减其公称尺寸所得

16、的代数差上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差( 、 )。 ES 下极限偏差下极限偏差(lower limit deviation) (旧标准中分别称为上偏差和下偏差旧标准中分别称为上偏差和下偏差) EI ei下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差( 、 )。 ddes max ddei min DDES max DDEI min 2021-7-3 在本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在本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 基本偏差基本偏差(fundamental deviation) 公差带图解示例公差带图解示例公差带图

17、解公差带图解 基本偏差可能是上极限偏差也可能是下极限偏差基本偏差可能是上极限偏差也可能是下极限偏差(一般为靠近零一般为靠近零 线的那个极限偏差线的那个极限偏差)，它们及其数值均已标准化，它们及其数值均已标准化(见见GB/T 1800.1- 2009)。 2021-7-3 尺寸公差尺寸公差(简称公差，简称公差，size tolerance) 上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限 偏差之差。它是允许尺寸的变动量偏差之差。它是允许尺寸的变动量(为无符号的绝对值为无符号的绝对值)。 TH Ts 1.1.5 有关公差的术语和定义有关公差的术语和

18、定义 eies ddTS minmax 外尺寸外尺寸(轴轴)公差公差 EIES DDTH minmax 内尺寸内尺寸(孔孔)公差公差 2021-7-3 公差带图解公差带图解 由于公差与偏差的数值与公称尺寸数值由于公差与偏差的数值与公称尺寸数值 相比差别很大，不便用同一比例尺表示。相比差别很大，不便用同一比例尺表示。 为了便于讨论，这里只画出放大的孔、轴为了便于讨论，这里只画出放大的孔、轴 公差带，即公差与配合图解公差带，即公差与配合图解( (简称公差带图简称公差带图) ) 1. 零线零线 在公差带图中，确定偏差的一条基准直线为零偏差线，简称在公差带图中，确定偏差的一条基准直线为零偏差线，简称

19、零线。通常零线表示公称尺寸。在公差带图中，正偏差位于零零线。通常零线表示公称尺寸。在公差带图中，正偏差位于零 线的上方，负偏差位于零线的下方。线的上方，负偏差位于零线的下方。 2. 尺寸公差带尺寸公差带 在公差带图中，由代表上、下极限偏差的两条直线所限定的在公差带图中，由代表上、下极限偏差的两条直线所限定的 一个区域，称为尺寸公差带一个区域，称为尺寸公差带( (简称公差带简称公差带) )。在国家标准中，公差。在国家标准中，公差 带包括带包括公差带大小公差带大小和和公差带位置公差带位置两个参数。前者由两个参数。前者由标准公差标准公差确定，确定， 后者由后者由基本偏差基本偏差确定。确定。 3. 标

20、准公差标准公差 国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。 4. 基本偏差基本偏差 国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。 基本偏差可以是上极限偏差或下极限偏差，一般以靠近零线的那个基本偏差可以是上极限偏差或下极限偏差，一般以靠近零线的那个 极限偏差作为基本偏差。极限偏差作为基本偏差。 公差带公差带(tolerance zone) 2021-7-3 尺寸公差表示尺寸允许的变动范尺寸公差表示尺寸允许的变动范 围，是允许的尺寸误差的大小，它体围，是允许

21、的尺寸误差的大小，它体 现设计对尺寸加工精度要求的高低。现设计对尺寸加工精度要求的高低。 公差值越小，零件尺寸允许的变动范公差值越小，零件尺寸允许的变动范 围就越小，要求的加工精度就越高。围就越小，要求的加工精度就越高。 特别注意：特别注意： 公差带的大小公差带的大小取决于标准化后的取决于标准化后的标准公差标准公差 公差带的位置公差带的位置取决于标准化后的取决于标准化后的基本偏差基本偏差 特别注意：特别注意： 尺寸公差带的两个组成要素尺寸公差带的两个组成要素 公差带图解示例公差带图解示例 2021-7-3 本标准极限与配合制中，所规定的任一公差。本标准极限与配合制中，所规定的任一公差。 标准公

22、差标准公差(IT，standard tolerance) 标准公差数值表标准公差数值表 (摘自摘自GB/T 1800.1 2009) 2021-7-3 1.1.6 有关配合的术语和定义有关配合的术语和定义 间隙间隙(clearance) 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正。 过盈过盈(interference) 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负。负。 2021-7-3 配合配合(fit) 公称尺寸相同的并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。公称尺寸相同的并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 配合反映的一种状态，是设计

23、者对按公差带要求加工出来的配合反映的一种状态，是设计者对按公差带要求加工出来的 一批合格的孔、轴装配后可能形成的间隙或过盈的范围所提出的一批合格的孔、轴装配后可能形成的间隙或过盈的范围所提出的 设计要求。设计要求。配合的性质有三种配合的性质有三种, 即即 在间隙配合中，孔的下极限尺寸与轴的上极限尺寸之差。在间隙配合中，孔的下极限尺寸与轴的上极限尺寸之差。 最小间隙最小间隙(minimum clearance) 在间隙配合或过渡配合中，孔的上极限尺寸与轴的下极限尺寸之差。在间隙配合或过渡配合中，孔的上极限尺寸与轴的下极限尺寸之差。 最大间隙最大间隙(maximum clearance) 在过盈配

24、合中，孔的上极限尺寸与轴的下极限尺寸之差。在过盈配合中，孔的上极限尺寸与轴的下极限尺寸之差。 最小过盈最小过盈(minimum interference) 在过盈配合或过渡配合中，孔的下极限尺寸与轴的上极限尺寸之差。在过盈配合或过渡配合中，孔的下极限尺寸与轴的上极限尺寸之差。 最大过盈最大过盈(maximum interference) 2021-7-3 配合的性质有三种配合的性质有三种, 即即 0 + 公称尺寸公称尺寸 孔 轴 孔 轴 孔 轴 间隙配合间隙配合过盈配合过盈配合过渡配合过渡配合 2021-7-3 SHX TTXXT minmax 允许间隙的变动量允许间隙的变动量 间隙配合间隙配

25、合(clearance fit) 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。此时，孔的公差的配合。此时，孔的公差 带在轴的公差带之上。带在轴的公差带之上。 eiESdDX minmaxmax 最大间隙最大间隙 (最松最松) esEIdDX maxminmin 最小间隙最小间隙 (最紧最紧) 2021-7-3 SHY TTYYT minmax 允许过盈的变动量允许过盈的变动量 过盈配合过盈配合(interference fit) 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。此时，孔的公差的配合。此时，孔的公差 带在轴的公差带之下。带在轴的公差带之下。 (

26、最松最松) eiESdDY minmaxmin 最小过盈最小过盈 esEIdDY maxminmax 最大过盈最大过盈 (最紧最紧) 2021-7-3 SHXY TTYXT maxmax 允许间隙、过允许间隙、过 盈的变动量盈的变动量 过渡配合过渡配合(transition fit) 可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的公差带与轴的可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的公差带与轴的 公差带相互交叠。公差带相互交叠。 eiESdDX minmaxmax 最大间隙最大间隙 (最松最松) esEIdDY maxminmax 最大过盈最大过盈 (最紧最紧) 2021-7-3 配合公差配合公差(varia

27、tion of fit) 组成配合的孔、轴公差之和。它是允许间隙或过盈的变动量组成配合的孔、轴公差之和。它是允许间隙或过盈的变动量 (为无符号的绝对值为无符号的绝对值)，用，用 Tf 表示表示 。 通过前面的介绍可以得出，对于间隙配合、过盈配合及过渡配通过前面的介绍可以得出，对于间隙配合、过盈配合及过渡配 合，均有合，均有 SHf TTT 配合公差表示的是配合精度。配合公差表示的是配合精度。上述关系反映了配合精度上述关系反映了配合精度(使用性使用性 能要求能要求)与制造精度与制造精度(影响制造成本影响制造成本)之间的矛盾。之间的矛盾。若想使配合精度高若想使配合精度高 (Tf 小小)，则孔、轴的

28、制造精度必须高，则孔、轴的制造精度必须高(TH、TS小小)；若为降低制造成；若为降低制造成 本而增大孔、轴的制造公差本而增大孔、轴的制造公差(TH、TS大大) ，则必然导致配合精度的降，则必然导致配合精度的降 低低(Tf 大大)。 配合公差等于相互结合的配合公差等于相互结合的 孔、轴公差之和。孔、轴公差之和。 2021-7-3 间隙配合例题间隙配合例题 例：例：50 的孔与的孔与 的轴配合的轴配合,试填写下表试填写下表,并画出公差带图。并画出公差带图。 孔孔轴轴 公称尺寸公称尺寸 上极限偏差上极限偏差 下极限偏差下极限偏差 标准公差标准公差 最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸

29、最大间隙最大间隙 最小间隙最小间隙 0250 0500 50 . . 0390. 0 (单位单位:mm) 2021-7-3 孔孔轴轴 公称尺寸公称尺寸5050 上极限偏差上极限偏差ES0.039es0.025(基本偏差基本偏差) 下极限偏差下极限偏差EI0(基本偏差基本偏差)ei0.050 标准公差标准公差Th|ESEI |0.039Ts=|es-ei |= |0.025(0.050) |=0.025 最大极限尺寸最大极限尺寸Dmax=50+0.039=50.039dmax=50 0.025=49.975 最小极限尺寸最小极限尺寸Dmin= 50+0=50dmin=50 0.050=49.95

30、0 最大间隙最大间隙XmaxDmaxdminESei = +0.089 最小间隙最小间隙XminDmindmaxEIes = +0.025 (单位单位:mm) 50mm 孔孔 轴轴 0 + + - - +0.039 0.025 0.050 零线零线 Xmax Xmin 公差带图：公差带图：孔的公差带孔的公差带完完 全全处在轴处在轴的的公差带之上公差带之上 2021-7-3 过盈配合例题过盈配合例题 孔轴 公称尺寸 上极限偏差 下极限偏差 标准公差 上极限尺寸 下极限尺寸 最大过盈 最小过盈 (单位单位:mm) 例：例：50 的孔和的孔和 轴的配合，画出公差带图，填写下表各值轴的配合，画出公差带

31、图，填写下表各值 0590 0430 50 . . 0250. 0 2021-7-3 孔孔轴轴 公称尺寸公称尺寸5050 上极限偏差上极限偏差ES+0.025es+0.059 下极限偏差下极限偏差EI0(基本偏差基本偏差)ei+0.043(基本偏差基本偏差) 标准公差标准公差Th|ESEI |0.025Ts |esei | |0.059 0.043|0.016 上极限尺寸上极限尺寸Dmax50+0.025=50.025dmax50+0.059=50.059 下极限尺寸下极限尺寸Dmin50dmin50 +0.043=50.043 最大过盈最大过盈YmaxDmindmaxEIes= 0.059

32、最小过盈最小过盈YminDmaxdminESei= 0.018 (单位单位:mm) 50mm 孔孔 轴轴 0 + +0.025 +0.059 +0.043 零线零线 Ymax Ymin 孔的公差带孔的公差带完全完全处在轴公差带之下。处在轴公差带之下。 例：例：50 的孔和的孔和 轴的配合，画出公差带图，填写下表各值轴的配合，画出公差带图，填写下表各值 0590 0430 50 . . 0250. 0 2021-7-3 例：例：50 的孔和的孔和 的轴相配合，画出公差带图，并填写下表的轴相配合，画出公差带图，并填写下表 孔轴 公称尺寸 上极限偏差 下极限偏差 标准公差 上极限尺寸 下极限尺寸 最

33、大间隙 最大过盈 过渡配合例题过渡配合例题 0180 0020 50 . . 0250. 0 (单位单位:mm) 2021-7-3 孔孔轴轴 公称尺寸公称尺寸5050 上极限偏差上极限偏差ES+0.025es+0.018 下极限偏差下极限偏差EI0 (基本偏差基本偏差)ei0.002 (基本偏差基本偏差) 标准公差标准公差Th|ESEI |0.025Ts |esei | |0.059-0.043|0.016 上极限尺寸上极限尺寸Dmax50+0.025=50.025dmax50+0.018=50.018 下极限尺寸下极限尺寸Dmin50dmin50 +0.002=50.002 最大间隙最大间隙

34、 XmaxDmaxdminESei = +0.023 最大过盈最大过盈YmaxDmindmaxEIes = 0.018 (单位单位:mm) 例：例：50 的孔和的孔和 的轴相配合，画出公差带图，并填写下表的轴相配合，画出公差带图，并填写下表 0180 0020 50 . . 0250. 0 2021-7-3 Tf= XmaxYmax = 0.023(0.018) =0.041mm 轴轴 孔孔 Ymax Xmax 0 + - 50mm +0.025 +0.018 +0.002 例：例：50 的孔和的孔和 的轴相配合，画出公差带图，并填写下表的轴相配合，画出公差带图，并填写下表 0180 0020

35、 50 . . 0250. 0 2021-7-3 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。形成各种配合的一种制度。 对本标准极限与配合制，是孔的下极限尺寸与公称尺寸相等、孔的对本标准极限与配合制，是孔的下极限尺寸与公称尺寸相等、孔的 下极限偏差为零的一种配合制。下极限偏差为零的一种配合制。 配合制配合制(fit system) 同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。 配合制也称为配合制也称为(配合配合 的的)基准制。基准制。国标规定的配合制有以下两种。国标规定的配

36、合制有以下两种。 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。形成各种配合的一种制度。 对本标准极限与配合制，是轴的上极限尺寸与公称尺寸相等、轴的对本标准极限与配合制，是轴的上极限尺寸与公称尺寸相等、轴的 上极限偏差为零的一种配合制。上极限偏差为零的一种配合制。 基孔制配合基孔制配合(hole-basis system of fits) 基轴制配合基轴制配合(shaft-basis system of fits) 2021-7-3 h H 基孔制基孔制 ah： 间隙配合间隙配合 js n：过渡配合：过渡配

37、合 pzc：过盈配合：过盈配合 基轴制基轴制 AH： 间隙配合间隙配合 JS N：过渡配合：过渡配合 PZC：过盈配合：过盈配合 基本偏差系列基本偏差系列图图 2021-7-3 1.2 标准公差和基本偏差标准公差和基本偏差 Standard Tolerance and Fundamental Deviation 对零件的尺寸精度进行设计时，应根据零件的功用、工作对零件的尺寸精度进行设计时，应根据零件的功用、工作 条件、批量等设计零件的尺寸公差带。为了保证零件的互换条件、批量等设计零件的尺寸公差带。为了保证零件的互换 性，有关国家标准对尺寸公差带的两个要素性，有关国家标准对尺寸公差带的两个要素(

38、公差带的大小、公差带的大小、 公差带的位置公差带的位置)进行了标准化，规定了标准公差系列和基本偏进行了标准化，规定了标准公差系列和基本偏 差系列，设计者需按标准的规定进行尺寸精度设计。差系列，设计者需按标准的规定进行尺寸精度设计。 本节及下一节将就国家标准关于本节及下一节将就国家标准关于(至至500mm)尺寸公差带及尺寸公差带及 配合的有关规定加以介绍。配合的有关规定加以介绍。 2021-7-3 1.2.1 标准公差系列标准公差系列 标准公差系列是以国家标准制定的一系列由不同的公标准公差系列是以国家标准制定的一系列由不同的公 称尺寸和不同的公差等级组成的标准公差值。尺寸精度设称尺寸和不同的公差

39、等级组成的标准公差值。尺寸精度设 计时，要根据公称尺寸选取标准公差值。计时，要根据公称尺寸选取标准公差值。 标准公差数值表标准公差数值表 (摘自摘自GB/T 1800.1 2009) 2021-7-3 标准公差等级标准公差等级 (standard tolerance grade) 标准公差分为标准公差分为20 个等级，用个等级，用IT(ISO tolerance的简写的简写)加阿拉伯数加阿拉伯数 字表示，即字表示，即 IT01，IT0，IT1，IT2，IT3，IT4，IT5，IT6，IT18 高精度高精度低精度低精度 标准公差因子标准公差因子(standard tolerance factor

40、 公差因子、公差单位公差因子、公差单位) 公差用于限制加工误差，因此其变化规律应与加工误差的变化规公差用于限制加工误差，因此其变化规律应与加工误差的变化规 律基本一致。公差因子用来反映公差律基本一致。公差因子用来反映公差(及加工误差及加工误差)随公称尺寸变化的随公称尺寸变化的 规律。大量的生产统计结果表明，在常用公差等级范围规律。大量的生产统计结果表明，在常用公差等级范围(IT5IT18) 及常用尺寸范围及常用尺寸范围(500mm)内，这一规律近似为内，这一规律近似为 DDi001. 045. 0 3 主要反映主要反映 加工误差加工误差 用以补偿与直径成线性关系的误差用以补偿与直径成线性关系的

41、误差(主主 要是测量时偏离标准温度引起的误差要是测量时偏离标准温度引起的误差) 2021-7-3 标准公差值由公差因子标准公差值由公差因子(取决于公称尺寸取决于公称尺寸)和公差等级系和公差等级系 数数(取决于标准公差等级取决于标准公差等级)的乘积来确定。的乘积来确定。 标准公差值的确定标准公差值的确定 160iIT127iIT5 2500iIT18100iIT11(IT1)(IT5/IT1)3/4IT4 1600iIT1764iIT10(IT1)(IT5/IT1)1/2 IT3 1000iIT1640iIT9(IT1)(IT5/IT1)1/4 IT2 640iIT1525iIT80.8+0.0

42、20DIT1 400iIT1416iIT70.5+0.012DIT0 250iIT1310iIT60.3+0.008DIT01 公式公式公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级 标准公差计算公式标准公差计算公式 2021-7-3 关于标准公差的几点说明关于标准公差的几点说明 尺寸分段尺寸分段 国标将国标将0500mm划分了划分了13个尺寸段，以每个尺寸段首尾尺寸的几何个尺寸段，以每个尺寸段首尾尺寸的几何 平均值作为计算该尺寸段公差因子的平均值作为计算该尺寸段公差因子的D，即，即 21D DD 2021-7-3 公差等级系数公差等级系数 从从IT5IT18，同一尺寸段的公

43、差等级系数基本按，同一尺寸段的公差等级系数基本按R5系列优系列优 先数系排列。先数系排列。 IT01IT4的标准公差计算的标准公差计算 IT01IT1 精度极高，因温度变化引起的测量误差占主导，因此与公精度极高，因温度变化引起的测量误差占主导，因此与公 称尺寸成线性关系，但各等级公差值的比值约为称尺寸成线性关系，但各等级公差值的比值约为1.6。 IT2IT4 精度很高，为保持所有公差等级标准公差值的规律性，将精度很高，为保持所有公差等级标准公差值的规律性，将 这这3个等级的公差值均匀地按等比关系插入到个等级的公差值均匀地按等比关系插入到IT1及及IT5的公差的公差 值之间，其公比为值之间，其公

44、比为(IT5/IT1)1/4。 公称尺寸公称尺寸D在在5003150mm的大尺寸范围内，国家标准也同的大尺寸范围内，国家标准也同 样规定了样规定了20个公差等级。个公差等级。 2021-7-3 “标准公差标准公差”计算例题计算例题 解：解： 因因30mm属于属于18 30mm尺寸段，尺寸段，(注：注： 30mm不属于不属于 30 50mm尺寸段尺寸段) 几何平均值几何平均值D= 公差因子公差因子 查查“标准公差计算公式标准公差计算公式 ”表，知表，知 IT6= 10 i =13.10m 13m IT7= 16 i =20.96m 21m mm24233018. mDDi311242300102

45、4234500010450 33 . 对照对照“标准公差数值表标准公差数值表”， 验证验证IT6和和IT7 。 例：例：已知某公称尺寸已知某公称尺寸30mm，求，求IT6和和IT7 等于多少。等于多少。 2021-7-3 1.2.2 基本偏差系列基本偏差系列 基本偏差的种类及代号基本偏差的种类及代号 为满足不同场合下不同配合性质的要求，国标为基轴制配合为满足不同场合下不同配合性质的要求，国标为基轴制配合 中的孔以及基孔制配合中的轴各规定了中的孔以及基孔制配合中的轴各规定了28种基本偏差种基本偏差(对应于对应于28 种公差带位置种公差带位置)，并规定用英文字母表示每一种基本偏差。，并规定用英文字

46、母表示每一种基本偏差。 孔孔： A，B，Z 去掉：去掉：I, L, O, Q, W 增加：增加：CD, EF, FG, JS, ZA, ZB, ZC 轴轴： a，b，z 去掉：去掉：i, l, o, q, w 增加：增加：cd, ef, fg, js, za, zb, zc 2021-7-3 孔孔的基本偏差系列的基本偏差系列 AH : 为下偏差为下偏差EI JZC :为上偏差为上偏差ES H: EI=0 JS:偏差对称于零线偏差对称于零线 1.2.2 基本偏差系列基本偏差系列 2021-7-3 轴轴的基本偏差系列的基本偏差系列 ah: 为上偏差为上偏差es jzc: 为下偏差为下偏差ei h:

47、 es=0 js:偏差对称于零线偏差对称于零线 0 0 eiei eses eiei jsj 1.2.2 基本偏差系列基本偏差系列 2021-7-3 基本偏差数值基本偏差数值 轴轴的基本偏差数值的基本偏差数值(以基孔制配合为基础确定以基孔制配合为基础确定) 轴轴的基本偏差的数值是根据设计要求、生产实践和科学实验，的基本偏差的数值是根据设计要求、生产实践和科学实验， 经统计分析由经验公式计算，最后经修约圆整确定的。经统计分析由经验公式计算，最后经修约圆整确定的。 2021-7-3 轴的基本偏差数值计算轴的基本偏差数值计算 2021-7-3 80f6 30k6 30k8 2021-7-3 40t6

48、 2021-7-3 轴的基本偏差数值计算轴的基本偏差数值计算 例：计算例：计算25g725g7的基本偏差和极限偏差的基本偏差和极限偏差 有了基本偏差和标准公差，就可求出轴的另一个偏差有了基本偏差和标准公差，就可求出轴的另一个偏差 (上偏差或下偏差上偏差或下偏差)。计算公式如下：。计算公式如下： ei=es-IT es=ei+IT 2021-7-3 孔孔的基本偏差数值的基本偏差数值 孔孔的基本偏差由同名配合的轴的基本偏差换算而得。的基本偏差由同名配合的轴的基本偏差换算而得。 换算的前提是：换算的前提是： 在在孔、轴为同一公差等级孔、轴为同一公差等级或或孔比轴低一级孔比轴低一级配合的条件下，配合的

49、条件下， 当基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号当基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相相 当当（30F8/h830F8/h8中中F F对应于对应于30H8/f830H8/f8中中f)f)时，其基本偏差的对应时，其基本偏差的对应 关系，应保证按基轴制形成的配合关系，应保证按基轴制形成的配合( (30F7/h6)30F7/h6)与按基孔制形成与按基孔制形成 的的配合配合( (30H7/f6)30H7/f6)相同相同。 即：基孔制、基轴制同名配合的配合性质相同即：基孔制、基轴制同名配合的配合性质相同，即具有相同的即具有相同的 极限间隙或极限过盈。极限间隙或极限过盈。 2

50、021-7-3 孔孔的基本偏差数值的基本偏差数值-通用规则通用规则 h6 F7 30 f6 H7 30 h7 F7 30 f7 H7 30 a.对于间隙配合(AH)，通常对孔、轴的公差等级无要求（所有IT等级）； b.对精度等级较低的过渡配合(JN,IT8)及精度等级较低的过盈配合(PZC， IT7)采用同级配合 h9 P9 30 p9 H9 30 通用规则：基轴制配合的孔的基本偏差，与同名代号基孔制 配合的轴的基本偏差，其绝对值相等，而符号相反。 EI = es (适用于适用于所有等级的所有等级的AH) ES = ei (适用于适用于IT8的的K、M、N 及及IT7的的PZC) 2021-7

51、-3 孔孔的基本偏差数值的基本偏差数值-通用规则通用规则 a.对于间隙配合(AH)，通常对孔、轴的公差等级无要求（所有IT等级）； b.对精度等级较低的过渡配合(JN,IT8)及精度等级较低的过盈配合(PZC， IT7)采用同级配合 通用规则：基轴制配合的孔的基本偏差，与同名代号基孔制 配合的轴的基本偏差，其绝对值相等，而符号相反。 H7 25 + 0 f6 Xmin Xmax -33 -20 +21 F7 h6 Xmin Xmax +41 +20 -13 H8 P8 Xmax Ymax Xmax Ymax -55 -22 -33 +55 +22 +33 p8 h8 2021-7-3 通用规则

52、通用规则-例题例题1 1 已知已知 ，求，求50G7/h6的极限间隙或过盈，并画出的极限间隙或过盈，并画出 公差带图。公差带图。 解：轴解：轴50g6和孔和孔50G7同名，满足通用规则：同名，满足通用规则： 孔孔50G7： EI= es= (0.009)=0.009mm IT7=0.02500.025mm ES=EI+IT7=0.009+0.025=0.034mm 轴轴50h6： es=0 IT6= 0.009(0.025)=0.016mm ei= 0.016mm XmaxESei34(16)50m Xmin=EIes=0(9)=+9m )(6g/ )(7H50 009. 0 025. 0 0

53、25. 0 0 2021-7-3 )(6g/ )(7H50 009. 0 025. 0 025. 0 0 + 0 - 2021-7-3 特殊规则特殊规则 对于过渡配合对于过渡配合(KN)及过盈配合及过盈配合(PZC)，从使用要求来讲，从使用要求来讲 一般应使孔、轴的公差等级较高。此时，考虑到孔的加工较一般应使孔、轴的公差等级较高。此时，考虑到孔的加工较 轴的加工更难于实现，因此通常采取孔比轴低一级的配合。轴的加工更难于实现，因此通常采取孔比轴低一级的配合。 例如：例如： 为保证同名配合性质相同，此时按特殊规则确定孔的基本为保证同名配合性质相同，此时按特殊规则确定孔的基本 偏差数值，即偏差数值，

54、即 k6 H7 30 h6 K7 30 与与 t6 H7 30 h6 T7 30 与与 ES = ei + (适用于适用于IT8的的K、M、N及及IT7的的PZC) = ITn ITn-1 2021-7-3 特殊规则特殊规则 孔孔 + 0 Ymin 轴轴 ES 基本尺寸基本尺寸 ITDITd 轴轴 ei 孔孔 ei Ymin ITDITd ES 特殊规则：基本偏差特殊规则：基本偏差J JZCZC的换算过程的换算过程 2021-7-3 对对50T8： ES54m 对对50T6： ES = 54+ =54+5 =49m 2021-7-3 对对50M9： ES9m 对对50M8： ES = 9+ =

55、9+14 =+5m 2021-7-3 特殊规则特殊规则-例题例题 已知已知 ，求，求60P7/h6的公差带。的公差带。(计算计算 后查表验证结果后查表验证结果)。(注：注： IT7=0.030 IT6=0.019) 解：解：60P7： 满足特殊规则满足特殊规则 =IT7IT6=0.030mm0.019mm=0.011mm 代入公式得代入公式得 ES= ei+32m+11m = 21m EI=ESIT7= 21m30m = 51m 60h6： es0mei19m )(6/p)(7H60 051. 0 032. 0 030. 0 0 2021-7-3 )(6/p)(7H60 051. 0 032.

56、 0 030. 0 0 + 0 - 2021-7-3 2021-7-3 1.3.1公公差带代号差带代号： 由基本偏差代号及公差等级代号组成。 或用数字(mm)表示（或两者结合） 例：5g8 、5 或或 5g8( ) 对称偏差表示为：对称偏差表示为：10Js5(0.003) 0.004 0.022 0.004 0.022 1.3 公差带和配合公差带和配合 2021-7-3 优先、常用、一般公差带优先、常用、一般公差带 国家标准提供了国家标准提供了 20 种公差等级和种公差等级和28 种基本偏差代号，种基本偏差代号， 其中基本偏差其中基本偏差j 限用于限用于4 个公差等级，基本偏差个公差等级，基本

57、偏差J 限用于限用于3 个个 公差等级，由此可组成孔的公差带有公差等级，由此可组成孔的公差带有543 种、轴的公差带有种、轴的公差带有 544 种。孔和轴又可以组成大量的配合，为减少定值刀具、种。孔和轴又可以组成大量的配合，为减少定值刀具、 量具和设备等的数目，对公差带和配合应该加以限制。量具和设备等的数目，对公差带和配合应该加以限制。 2021-7-3 轴轴的优先、常用、一般公差带的优先、常用、一般公差带 一般：一般：116种种 优先：优先：13种种 常用：常用：59种种 选用次序：选用次序：优先优先常用常用一般一般(任意组合的公差带任意组合的公差带) 2021-7-3 选用次序：选用次序：

58、优先优先常用常用一般一般(任意组合的公差带任意组合的公差带) 孔孔的优先、常用、一般公差带的优先、常用、一般公差带 一般：一般：105种种 优先：优先：13种种 常用：常用：44种种 2021-7-3 1.3.2 配合配合 配合代号配合代号 配合代号由孔、轴公差带代号组合而成，孔的公差带代号写在配合代号由孔、轴公差带代号组合而成，孔的公差带代号写在 分数线之上，轴的公差带代号写在分数线之下，公称尺寸公用。分数线之上，轴的公差带代号写在分数线之下，公称尺寸公用。 例如：例如： H7/k630 k6 H7 30 在装配图上的标注：在装配图上的标注： h6 F7 30 F7/h630 H7/k630

59、 k6 H7 30 h6 F7 30 F7/h630 011. 0 0.002 0.021 0 k6 H7 30 0 0.013- 0.041 0.020 h6 F7 30 2021-7-3 优先、常用配合优先、常用配合 选用次序：选用次序：优先优先常用常用(任意组合的配合任意组合的配合) 基孔制基孔制优先、常用配合优先、常用配合 优先：优先：13种种 常用：常用：59种种 2021-7-3 优先配合选用说明优先配合选用说明 2021-7-3 优先配合选用说明优先配合选用说明 2021-7-3 1.4 公差带和配合的选择公差带和配合的选择 Selection of Tolerance Zone and Fit 机械产品尺寸精度设计的实质就是为尺寸要素选择合理的公机械产品尺寸精度设计的实质就是为尺寸要素选择合理的公 差带和配合。公差带、配合选择得是否合适，直接影响到机器差带和配合。公差带、配合选择得是否合适，直接影响到机器 的使用性能、寿命、互换性和经济性。的使用性能、寿命、互换性和经济性。 选择的内容：选择的内容：配合配合(基准基准)制的选择、公差等级的选择、配合种制的选择、公差等级的选择、配合种 类类(非基准件基本偏差种