几何精度-第1章

1、1机械精度设计机械精度设计（1 1）主讲教师主讲教师 曹仁涛曹仁涛2第第1 1章章 极限与配合极限与配合 尺寸精度设计尺寸精度设计 本章主要内容为本章主要内容为本章主要内容为本章主要内容为本章主要内容为本章主要内容为 ：v公差与配合的选用公差与配合的选用v基本术语及其定义基本术语及其定义v尺寸精度设计的原则和方法尺寸精度设计的原则和方法v尺寸精度和配合标准尺寸精度和配合标准3第一节第一节 基本术语及其定义基本术语及其定义一、公差制的历史一、公差制的历史 现代化的机械工业，要求机械零件具有互换性。为了现代化的机械工业，要求机械零件具有互换性。为了使零件具有互换性，必须保证零件具有合理的精度。使零

2、件具有互换性，必须保证零件具有合理的精度。 机械零件精度包括三个方面：尺寸精度、形状与位置机械零件精度包括三个方面：尺寸精度、形状与位置精度、表面粗糙度。精度、表面粗糙度。 圆柱体结合的极限与配合制，简称公差制，是机械工圆柱体结合的极限与配合制，简称公差制，是机械工程方面特别重要的互换性基础标准。公差制的发展和变革，程方面特别重要的互换性基础标准。公差制的发展和变革，不仅影响机械制造工业的兴衰，甚至影响国家整个标准体不仅影响机械制造工业的兴衰，甚至影响国家整个标准体系的格局。系的格局。41944年：国民政府制定了年：国民政府制定了“尺寸公差与配合尺寸公差与配合”的国家标准，主要借的国家标准，主

3、要借 鉴采用日本、德国、美国标准。鉴采用日本、德国、美国标准。1955年：参照苏联标准，第一机械工业部颁布年：参照苏联标准，第一机械工业部颁布“公差与配合公差与配合”的部的部 颁标准，此标准基本是将苏联标准（颁标准，此标准基本是将苏联标准（OCT标准）国产化。标准）国产化。1959年：颁布了年：颁布了“公差与配合公差与配合”的国家标准的国家标准GB1591741959（简（简 称称“旧国标旧国标”），第一部完整的国家标准，影响深远。），第一部完整的国家标准，影响深远。1979年：参照国际标准制定了年：参照国际标准制定了“公差与配合公差与配合”的国家标准的国家标准GB1800 1804 1979

4、（简称（简称“新国标新国标”）取代）取代GB159174195919921996年：上述新国标进行了部分修订，将年：上述新国标进行了部分修订，将公差与配合公差与配合改改 为为极限与配合极限与配合，用，用一般公差线性尺寸的未注公差一般公差线性尺寸的未注公差 替代替代未注公差尺寸的极限偏差未注公差尺寸的极限偏差5GB/T1800.12009极限与配合极限与配合 第第1部分：公差、偏差和配合的基础部分：公差、偏差和配合的基础GB/T1800.22009极限与配合极限与配合 第第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表GB/T18012009 极限与配合极限与配合 公

5、差和配合的选择公差和配合的选择GB/T18042000 一般公差、未注公差的线性尺寸和角度尺寸的公差一般公差、未注公差的线性尺寸和角度尺寸的公差旧国标旧国标新国标新国标GB/T18001997 极限与配合基础极限与配合基础GB/T1800.11997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/T1800.11997极限与配合极限与配合 基础基础 第第2部分：公差、偏差和配合的基本规定部分：公差、偏差和配合的基本规定GB/T1800.11997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/T18041997 一般公差线

6、性尺寸和角度尺寸的公差一般公差线性尺寸和角度尺寸的公差61.1.孔孔(Hole)(Hole)：孔是指孔是指圆柱形或非圆柱形的圆柱形或非圆柱形的内表面。内表面。2.2.轴轴(Shaft)(Shaft)：轴是指轴是指圆柱形或非圆柱形的圆柱形或非圆柱形的外表面。外表面。根据工艺特点判断尺寸根据工艺特点判断尺寸属性比较方便。属性比较方便。二、有关孔和轴的定义二、有关孔和轴的定义7三、有关尺寸的定义三、有关尺寸的定义1.1.尺寸尺寸(size):(size):是指用特定单位表示线性几何量值的数字。是指用特定单位表示线性几何量值的数字。 分线性尺寸、角度尺寸两类。分线性尺寸、角度尺寸两类。2.2.公称尺寸

7、公称尺寸(basic size ):(basic size ):是设计时给定的尺寸。是设计时给定的尺寸。 孔用D表示，轴用d表示，基本尺寸一经确定，便成为确定孔轴尺寸偏差的起始点。也称为基本尺寸3.3.实际尺寸实际尺寸(actual size)(actual size)：通过两点法测量获得的尺寸通过两点法测量获得的尺寸 对于孔和轴的实际尺寸分别用Da和da来表示。4.4.极限尺寸极限尺寸(Limit of Size)(Limit of Size)：是允许尺寸变动范围的两是允许尺寸变动范围的两个界限尺寸。个界限尺寸。孔和轴的最大极限尺寸与最小极限尺寸分别用Dmax与Dmin和dmax与dmin表

8、示。8四、有关偏差、公差和公差带的定义四、有关偏差、公差和公差带的定义1.1. 尺寸偏差尺寸偏差( (简称偏差简称偏差 deviation)deviation)： 是指某一尺寸与基本尺寸的代数差。是指某一尺寸与基本尺寸的代数差。极限偏差极限偏差(Limit Deviation)(Limit Deviation)实际偏差实际偏差(Actual Deviation)(Actual Deviation)尺寸偏差尺寸偏差d da a-d =e-d =e （实际偏差）（实际偏差）D Dmaxmax-D = ES-D = ES（上偏差）上偏差）D Dminmin-D = EI-D = EI（下偏差）下偏差

9、）d dmaxmax-d = es -d = es （上偏差）（上偏差）d dminmin-d = ei -d = ei （下偏差）（下偏差）D Da a-D-D = E= E （实际偏差）实际偏差） 最大极限尺寸与基本尺寸的代数差称为上偏差，最小极限尺寸与基本尺寸的代数差称为下偏差；实际尺寸与基本尺寸的代数差称为实际偏差。孔孔轴轴偏差可以为正、负或零值。偏差可以为正、负或零值。偏差值除零外，前面必须冠以正负号。偏差值除零外，前面必须冠以正负号。尺寸的实际偏差必须介于上偏差与下偏差之间，该尺寸才算合格。尺寸的实际偏差必须介于上偏差与下偏差之间，该尺寸才算合格。极限偏差用于控制实际偏差。极限偏差

10、用于控制实际偏差。92. 2. 尺寸公差尺寸公差( (简称公差简称公差tolerance)tolerance)： 是指尺寸的允许变动量。是指尺寸的允许变动量。 孔和轴的公差分别用孔和轴的公差分别用Th和和Ts表示。表示。 公差与极限尺寸和极限偏差的关系如下：公差与极限尺寸和极限偏差的关系如下： Th=Dmax-Dmin=ES-EITs=dmax-dmin=es-ei孔孔轴轴 偏差与公差是两个不同的概念，不能混淆。偏差与公差是两个不同的概念，不能混淆。 偏差是从零线起计算的，是指相对于基本尺寸的偏离偏差是从零线起计算的，是指相对于基本尺寸的偏离量，从数值看，偏差可为正值、负值或零；量，从数值看，

11、偏差可为正值、负值或零； 公差是尺寸的允许变动量，代表加工精度要求，由于公差是尺寸的允许变动量，代表加工精度要求，由于加工误差不可避免，故公差值不能为零。公差值永远大加工误差不可避免，故公差值不能为零。公差值永远大于零。于零。1011各种尺寸、偏差、公差的关系及公差带图各种尺寸、偏差、公差的关系及公差带图ESEIesei+0-123.3.公差带公差带(tolerance zone)(tolerance zone)及公差带图：及公差带图： 是由上、下偏差所确定的一个允许尺寸变动的区域。是由上、下偏差所确定的一个允许尺寸变动的区域。0 0公差带图解公差带图解_ _+ +偏差偏差m基本尺寸基本尺寸下

12、偏差下偏差(EI,ei)(EI,ei)公差带公差带尺寸公差尺寸公差上偏差上偏差(ES,es)(ES,es)13 公差带是由公差带是由公差带大小公差带大小和和公差带位置公差带位置两个要素决定。两个要素决定。 大小在公差带图中指公差带在垂线垂直方向的宽度，大小在公差带图中指公差带在垂线垂直方向的宽度，由由标准公差标准公差确定；确定； 位置指公差带沿零线垂直方向的坐标位置，由位置指公差带沿零线垂直方向的坐标位置，由基本偏基本偏差差确定。确定。标准公差：在标准公差：在ISOISO极限与配合制中，所规定的任一公差。用极限与配合制中，所规定的任一公差。用ITIT 表示，意即国标公差（表示，意即国标公差（I

13、nterantionalInterantional Torlerance Torlerance）。）。基本偏差：在基本偏差：在ISOISO极限与配合制中，确定公差带相对零线位置极限与配合制中，确定公差带相对零线位置 的那个极限偏差。它可以是上偏差或下偏差，一的那个极限偏差。它可以是上偏差或下偏差，一 般为靠近零线的那个极限偏差。般为靠近零线的那个极限偏差。14 在画公差带图时，基本尺寸以毫米(mm)为单位标出，公差带的上、下偏差用微米(m)为单位标出，也可以用毫米(mm)。上、下偏差的数值前冠以“”或“”号，零线以上为正，以下为负。与零线重合的偏差，其数值为零，不必标出。孔、轴公差带图孔、轴公

14、差带图标准公差确定公差带大小标准公差确定公差带大小基本偏差确定公差带位置基本偏差确定公差带位置15例例1 基本尺寸为基本尺寸为5050mmmm的相互结合的孔和轴的极限尺寸分的相互结合的孔和轴的极限尺寸分别为：别为：D Dmaxmax=50.025=50.025mmmm，D Dminmin=50=50mmmm和和d dmaxmax=49.950=49.950mmmm，d dminmin=49.934=49.934mmmm。它们加工后测得一孔和一轴的实际尺寸。它们加工后测得一孔和一轴的实际尺寸分别为分别为D Da a=50.010=50.010mmmm和和d da a=49.946=49.946m

15、mmm。求孔和轴的极限偏。求孔和轴的极限偏差、公差和实际偏差，并画出该孔、轴的公差带示意图。差、公差和实际偏差，并画出该孔、轴的公差带示意图。16解：解： 计算孔和轴的极限偏差：计算孔和轴的极限偏差： ES=Dmax-D=50.025-50=+0.025mm； EI=Dmin-D=50-50=0 es=dmax-D=49.950-50=-0.050mm； ei=dmin-D=49.934-50=-0.066mm计算孔和轴的公差：计算孔和轴的公差：Th=Dmax-Dmin=50.025-50=0.025mmTs=dmax-dmin=49.950-49.934=0.016mm计算孔和轴的实际偏差：

16、计算孔和轴的实际偏差：E=Da-D=50.010-50=+0.010mme=da-D=49.946-50=-0.054mm17例例2 基本尺寸为基本尺寸为30mm的相互结合的孔和轴。孔的最大极限尺寸为的相互结合的孔和轴。孔的最大极限尺寸为30.21mm，最小极限尺寸为，最小极限尺寸为30.05mm。轴的最大极限尺寸为。轴的最大极限尺寸为29.90mm，最小极限尺寸为最小极限尺寸为29.75mm。它们加工后测得一孔的实际尺寸为。它们加工后测得一孔的实际尺寸为30.10mm ，一轴的实际尺寸为，一轴的实际尺寸为29.84mm。判断孔和轴是否合格，并求。判断孔和轴是否合格，并求孔和轴的极限偏差、公差

17、和实际偏差，并画出该孔、轴的公差带示孔和轴的极限偏差、公差和实际偏差，并画出该孔、轴的公差带示意图。意图。18解：解： 计算孔和轴的极限偏差：计算孔和轴的极限偏差： ES=Dmax-D=30.21-30=+0.21mm； EI=Dmin-D=30.05-30=+0.05mm es=dmax-D=29.90-30=-0.10mm； ei=dmin-D=29.75-30=-0.25计算孔和轴的公差：计算孔和轴的公差：Th=Dmax-Dmin=ES-EI=0.16mmTs=dmax-dmin=es-ei=0.15mm计算孔和轴的实际偏差：计算孔和轴的实际偏差：E=Da-D=30.10-30=+0.1

18、0mme=da-D=29.84-30=-0.16mm05. 010. 025. 030+ +19五、有关配合的定义五、有关配合的定义1.1.配合配合(fit)(fit)：是指基本尺寸相同的将要相互结合孔、轴是指基本尺寸相同的将要相互结合孔、轴 公差带的之间的关系。公差带的之间的关系。2.2.间隙或过盈间隙或过盈(Clearance or Interference)(Clearance or Interference)： 是指相配合的孔与轴尺寸的代数差。此差值为正时是指相配合的孔与轴尺寸的代数差。此差值为正时 称为间隙，用称为间隙，用X表示；为负时称为过盈，用表示；为负时称为过盈，用Y表示。表示

19、。3.3.配合类别配合类别 间隙配合间隙配合 过盈配合过盈配合 过渡配合过渡配合20(1)(1)间隙配合间隙配合(Clearance Fit)(Clearance Fit)： 是指具有间隙的配合（包括最小间隙为零）。是指具有间隙的配合（包括最小间隙为零）。Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax=EI-esXav=Dav-dav=(Xmin+Xmax)2av孔的平均尺寸孔的平均尺寸 dav轴的平均尺寸轴的平均尺寸最大极限间隙最大极限间隙Xmax最小极限间隙最小极限间隙Xmin平均间隙平均间隙Xav21( () )过盈配合过盈配合(Interference Fit)

20、:(Interference Fit): 是指具有过盈的配合（包括最小过盈等于零）。是指具有过盈的配合（包括最小过盈等于零）。Ymax=Dmin-dmax=EI-es Ymin=Dmax-dmin=ES-eiYav=Dav-dav=（Ymax+Ymin）/2最大极限过盈最大极限过盈Ymax最小极限过盈最小极限过盈Ymin平均过盈平均过盈Yav22(3)(3)过渡配合过渡配合(Transition Fit)(Transition Fit) 是指可能形成间隙，也可能形成过盈的配合。是指可能形成间隙，也可能形成过盈的配合。Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-e

21、sXav(Yav)=Dav-dav=（Xmax+Ymax）/2没有最小间隙和最小过盈没有最小间隙和最小过盈只有最大间隙只有最大间隙Xmax 和最大过盈和最大过盈Ymax，234.4.配合公差配合公差(tolerance of fit)(tolerance of fit)及配合公差带图及配合公差带图对于间隙配合对于间隙配合Tf = Xmax-Xmin =Th+Ts 对于过盈配合对于过盈配合Tf = Ymin-Ymax =Th+Ts 对于过渡配合对于过渡配合Tf = Xmax-Ymax =Th+Ts 是指间隙或过盈的允许变动量，用是指间隙或过盈的允许变动量，用Tf表示。也是孔表示。也是孔轴公差之和

22、。轴公差之和。 Tf =Th+Ts配合精度要求越高，则孔、轴的精度也越高配合精度要求越高，则孔、轴的精度也越高( (公差越小公差越小) )；配合精度要求越低，则孔、轴的精度也越低配合精度要求越低，则孔、轴的精度也越低( (公差越大公差越大) )。24 为了直观地表示配合精度和配合性质，国家标准提出为了直观地表示配合精度和配合性质，国家标准提出了配合公差带：了配合公差带：25（2）部件的标注）部件的标注（1）零件的标注）零件的标注)(656010. 0029. 0g5.5.孔、轴公差与配合在图样上的标注孔、轴公差与配合在图样上的标注26例例3 3 计算孔计算孔 与轴与轴 配合的极限间隙、平均配合

23、的极限间隙、平均间隙和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。间隙和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。021. 0030021. 0033. 030Tf=Xmax-Xmin=54-20=34mXmax=ES-ei=21-(-33)=+54mXmin=EI-es=0-(-20)=+20mXav=（Xmax+Xmin）/2=（54+20）/2=+37m272 2例例4 4 计算孔计算孔 与与 轴的配合极限过盈、平均过轴的配合极限过盈、平均过盈和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。盈和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。021. 0030061. 0048. 030Tf

24、=Ymin-Ymax=-27-(-61)=34mYmin=ES-ei=21-48=-27mYmax=EI-es=0-61=-61mYav=（Ymin+Ymax）/2=（-27-61）/2=-44m28例例5 5 计算孔计算孔 与轴与轴 配合的极限间隙、极限配合的极限间隙、极限过盈、平均间隙过盈、平均间隙( (或平均过盈或平均过盈) )和配合公差，并画出孔、和配合公差，并画出孔、轴公差带图和配合公差带图。轴公差带图和配合公差带图。021. 0030021. 0008. 030Tf=Xmax-Ymax=13-(-21)=34mXmax=ES-ei=21-8=+13mYmax=EI-es=0-21=

25、-21mYav=（Xmax+Ymax）/2=（13-21）/2=-4m29第二节第二节 尺寸精度和配合标准尺寸精度和配合标准 对于零件进行精度设计时，如果仅满足使用要求，则对于零件进行精度设计时，如果仅满足使用要求，则只要使孔、轴的尺寸只要使孔、轴的尺寸公差带公差带满足配合公差，使孔、轴极限满足配合公差，使孔、轴极限尺寸满足间隙或过盈的要求即可。尺寸满足间隙或过盈的要求即可。 为了经济的满足使用要求，应该对孔、轴为了经济的满足使用要求，应该对孔、轴公差带的大公差带的大小小和和公差带位置公差带位置进行标准化，以达到统一、合理和简化。进行标准化，以达到统一、合理和简化。 公差带是由公差带是由公差带

26、大小公差带大小和和公差带位置公差带位置两个要素决定。两个要素决定。 大小在公差带图中指公差带在垂线垂直方向的宽度，由标准公差确定； 位置指公差带沿零线垂直方向的坐标位置，由基本偏差确定。30配合示例：配合示例：020. 0033. 0021. 002525:与轴孔041. 0028. 0021. 002525:与轴孔015. 0002. 0021. 002525:与轴孔0013. 0028. 0007. 02525:与轴孔0013. 0027. 0048. 02525:与轴孔0013. 0007. 0028. 02525:与轴孔31一一. . 标准公差系列标准公差系列1. 1. 标准公差的等级

27、和作用标准公差的等级和作用标准公差划分为标准公差划分为20个等级，用个等级，用IT与阿拉伯数字表示与阿拉伯数字表示:IT01 、IT0、IT1、IT2、IT17、IT18。精度依次降低精度依次降低公差等级的高低，决定了孔、轴的尺寸精度和配合精度公差等级的高低，决定了孔、轴的尺寸精度和配合精度 ISO ISO制的主要特点是着眼于形成配合的孔、轴公差带组成要素的标准制的主要特点是着眼于形成配合的孔、轴公差带组成要素的标准化，将化，将“公差带大小公差带大小”与与“公差带位置公差带位置”这两个基本要素分别标准化，这两个基本要素分别标准化，形成标准公差系列与基本偏差系列。形成标准公差系列与基本偏差系列。

28、322. 2. 标准公差数值表的确定标准公差数值表的确定 标准公差因子是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差因子是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差数值系列的基础。标准公差数值系列的基础。加工误差范围与基本尺寸关系：加工误差范围与基本尺寸关系：33标准公差数值表的确定标准公差数值表的确定常用尺寸段常用尺寸段 (D(D500mm)500mm)常用等级常用等级: : IT=aIT=ai i大尺寸段大尺寸段 （D=500mmD=500mm3150mm) IT=a3150mm) IT=aI Ia a标准公差等级系数标准公差等级系数i i 、I I标准公差因子标准公差因子DDi001. 045

29、. 03(m)1 . 2004. 0DI(m)(m)常用公差等级常用公差等级IT5IT5IT18IT18时：时：34 常用尺寸段，常用尺寸段， IT1IT1、 IT2IT2、IT3IT3、IT4IT4标准公差值大致标准公差值大致呈等比数列，公比为：呈等比数列，公比为：q=q=（IT5/IT1IT5/IT1）1/41/4。常用尺寸段常用尺寸段 (D(D500mm)500mm) 常用尺寸段，常用尺寸段，IT01IT01、IT0IT0标准公差值直接用基本尺寸标准公差值直接用基本尺寸的线性关系来确定。的线性关系来确定。 常用尺寸段，常用尺寸段， IT5IT5IT18IT18标准公差按下式确定：标准公差

30、按下式确定： IT=aIT=ai i a a采用采用R5系列中的化整优先数，等级越低，系列中的化整优先数，等级越低，a值越大，值越大，从从IT5至至IT18该系数按等比数列排列，公比系数该系数按等比数列排列，公比系数q=1.6。353. 3. 基本尺寸分段基本尺寸分段 为了减少公差数目，统一公差值，以简化公差表格，为了减少公差数目，统一公差值，以简化公差表格，便于应用，因此对基本尺寸进行分段，也就是便于应用，因此对基本尺寸进行分段，也就是对统一尺寸对统一尺寸分段内的所有基本尺寸都规定同样的公差因子分段内的所有基本尺寸都规定同样的公差因子。 分段的方法是采用优先数系。分段的方法是采用优先数系。

31、对于对于3mm3mm的尺寸不进行分段；的尺寸不进行分段； 对于对于180mm180mm范围的尺寸仍采用不均匀递增数列；范围的尺寸仍采用不均匀递增数列； 对于对于180mm180mm的尺寸采用的尺寸采用R10R10优先数列。优先数列。miaITmiaIT17.20107. 2106:9019.20019. 2106:8036例例6 基本尺寸基本尺寸95mm，求，求IT6=?在附表在附表2-1中查到，中查到，95属于属于80120的尺寸分段。的尺寸分段。umDDi173. 298.97001. 098.9745. 0001. 045. 033D的几何平均值：mmD98.9712080由表2-1知:

32、umiIT2273.21173. 21010637v 不论基本尺寸是否相同，均可由公差等不论基本尺寸是否相同，均可由公差等级的高低来判定配合的精确程度和加工的难易级的高低来判定配合的精确程度和加工的难易程度；程度；v 同一公差等级中不同基本尺寸的公差值同一公差等级中不同基本尺寸的公差值虽然不同，却应认为它们具有相同的精确程度虽然不同，却应认为它们具有相同的精确程度和同等的加工难易程度。和同等的加工难易程度。v 对同一基本尺寸，可由公差值的大小来对同一基本尺寸，可由公差值的大小来判定精度等级的高低和加工的难易程度，而对判定精度等级的高低和加工的难易程度，而对于不同基本尺寸，则不能以此判定；于不同

33、基本尺寸，则不能以此判定；38二二. . 基本偏差系列基本偏差系列1. 1. 基本偏差及其作用基本偏差及其作用 基本偏差是用以确定公差带相对零线位置的那个极限基本偏差是用以确定公差带相对零线位置的那个极限偏差，一般是指靠近或者位于零线的那个极限偏差，它可偏差，一般是指靠近或者位于零线的那个极限偏差，它可以是上偏差或下偏差。设置基本偏差是为了将公差带相对以是上偏差或下偏差。设置基本偏差是为了将公差带相对于零线的位置标准化。以满足各种不同配合性质的需要。于零线的位置标准化。以满足各种不同配合性质的需要。 为了满足设计和生产的需要，国家标准对孔和轴各规为了满足设计和生产的需要，国家标准对孔和轴各规定

34、了定了28个基本偏差，用拉丁字母表示，大写代表孔、小写个基本偏差，用拉丁字母表示，大写代表孔、小写代表轴。即对孔和轴各给出了代表轴。即对孔和轴各给出了28个公差带位置供选择使用个公差带位置供选择使用 采用基孔制时则改变轴的公差带位置，采用基轴制时采用基孔制时则改变轴的公差带位置，采用基轴制时则改变孔的公差带位置。则改变孔的公差带位置。39基本偏差系列基本偏差系列 26个字母用了21个，缺I、L、O、Q、W。增加CD、EF、FG、ZA、ZB、ZC、JS。孔的孔的H H和轴和轴h,h,其基本偏差为零，符合基其基本偏差为零，符合基孔制和基轴制中的基准件偏差，故孔制和基轴制中的基准件偏差，故H H代代

35、表基孔制的基准孔，表基孔制的基准孔，h h代表基轴制的基代表基轴制的基准轴。准轴。4041422.2.基准制：基准制：国家标准规定了基孔制和基轴制两种基准制。国家标准规定了基孔制和基轴制两种基准制。(1)(1)基孔制：配合件中孔的基本偏差代号为基孔制：配合件中孔的基本偏差代号为H,H,下偏差为零下偏差为零 基孔制的孔称为基准孔，它的基本偏差代号为基孔制的孔称为基准孔，它的基本偏差代号为H H，下，下偏差偏差EI=0EI=0，上偏差为正值。，上偏差为正值。 是指以孔公差带位置为基准固定不变，改变轴公差带是指以孔公差带位置为基准固定不变，改变轴公差带的位置，从而获得不同性质配合的一种制度。的位置，

36、从而获得不同性质配合的一种制度。020. 0033. 0021. 002525:与轴孔041. 0028. 0021. 002525:与轴孔015. 0002. 0021. 002525:与轴孔43(2)(2)基轴制基轴制(Shaft Basis System of fits)(Shaft Basis System of fits)： 配合件中轴的基本偏差代号配合件中轴的基本偏差代号h,h,上偏差为零上偏差为零 基轴制的轴称为基准轴，它的基本偏差代号基轴制的轴称为基准轴，它的基本偏差代号h h，上偏，上偏差差es =0,es =0,下偏差为负值。下偏差为负值。 基轴制是指以轴的公差带位置为基准

37、固定不变，改变基轴制是指以轴的公差带位置为基准固定不变，改变孔公差带的位置，从而获得不同性质配合的一种制度。孔公差带的位置，从而获得不同性质配合的一种制度。0013. 0028. 0007. 02525:与轴孔0013. 0027. 0048. 02525:与轴孔0013. 0007. 0028. 02525:与轴孔443. 3. 轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差数值的确定 轴的每个基本偏差的实质是按相应的公式计算，并轴的每个基本偏差的实质是按相应的公式计算，并经过尾数圆整得到的。这些计算公式是通过实验和统计分经过尾数圆整得到的。这些计算公式是通过实验和统计分析得到的。轴的基本偏差见附表析得

38、到的。轴的基本偏差见附表2-2。4. 4. 孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差数值的确定 孔的基本偏差数值是以相应轴的基本偏差为基础换算孔的基本偏差数值是以相应轴的基本偏差为基础换算得到的。通用规则是同一字母所代表的孔轴基本偏差值大得到的。通用规则是同一字母所代表的孔轴基本偏差值大小相等、方向相反。小相等、方向相反。 基本偏差字母代号同名的孔和轴，分别构成的基轴制基本偏差字母代号同名的孔和轴，分别构成的基轴制与基孔制的配合称为与基孔制的配合称为同名配合同名配合。同名配合的配合性质相同。同名配合的配合性质相同。 6/7306/730hFfH和7/8307/830hMmH和6/7306/730hU

39、uH和45例例7 7 利用标准公差数值表和轴的基本偏差数值表，确定利用标准公差数值表和轴的基本偏差数值表，确定50f850f8轴的极限偏差数值。轴的极限偏差数值。解：解：由由附附表表2-12-1，查得基本尺寸为，查得基本尺寸为50mm50mm的标准公差数值：的标准公差数值： IT8=39umIT8=39um；由由附附表表2-22-2，查得基本尺寸为，查得基本尺寸为50mm50mm，且代号为，且代号为f f的轴基本偏的轴基本偏差为上偏差：差为上偏差：es=-25umes=-25um。因此，轴的另一极限偏差为下偏差：因此，轴的另一极限偏差为下偏差： ei=es-Tsei=es-Ts（IT8IT8）

40、=-25-39=-64um=-25-39=-64um；所以，轴的极限偏差在图样上的标注为：所以，轴的极限偏差在图样上的标注为： mmmm。025. 0064. 05046由附表由附表2-12-1查得：标准公差数值查得：标准公差数值mIT338 而相配合的基准轴而相配合的基准轴 的基本偏差的基本偏差 另一极限偏差另一极限偏差830h0esmITesei338解：解：由附表由附表2-32-3查得：相配合的非基准孔查得：相配合的非基准孔 基本偏差基本偏差 另一极限偏差另一极限偏差 830PmES22mITESEI558于是得于是得 过渡配合过渡配合0033. 0022. 0055. 08/830hP

41、例例8 8 利用标准公差数值表和孔的基本偏差数值表确定利用标准公差数值表和孔的基本偏差数值表确定 配合类型及配合参数。配合类型及配合参数。8/830hP47例例9 9 利用标准公差数值表和轴、孔的基本偏差数值表确定利用标准公差数值表和轴、孔的基本偏差数值表确定 和和 的极限偏差。的极限偏差。6/730pH6/730hP解：由附表解：由附表2-12-1查得：标准公差数值查得：标准公差数值mIT217 mIT136 （1 1） 基准孔基准孔 的基本偏差的基本偏差 另一极限偏差另一极限偏差 6/730pH730H0EImITEIES217 由表由表3.73.7查得：相配合的非基准轴查得：相配合的非基

42、准轴 基本偏差基本偏差 另一极限偏差另一极限偏差 630pmei22mITeies356于是得：于是得：035. 0022. 0021. 006/730pH（2 2） 基准轴基准轴 的基本偏差的基本偏差 另一极限偏差另一极限偏差 6/730hP0es630hmITesei136 由附表由附表2-32-3查得：相配合的非基准孔查得：相配合的非基准孔 基本偏差基本偏差 另一极限偏差另一极限偏差 730PmES22m8mES14822mITESEI3521147于是得：于是得：0013. 0014. 0035. 06/730hP最小过盈最小过盈 Y Yminmin=ES-ei=ES-ei=(-14)

43、-(-13)=-1=(-14)-(-13)=-1mm最大过盈最大过盈 Y Ymaxmax=EI-es=EI-es=(-35)-0 = -35=(-35)-0 = -35mm48三三. . 孔、轴的常用公差带与优先、常用配合孔、轴的常用公差带与优先、常用配合 孔、轴的孔、轴的20个公差等级和个公差等级和28种基本偏差，在基本尺寸种基本偏差，在基本尺寸500mm的常用尺寸范围内，孔可组成的常用尺寸范围内，孔可组成543种公差带，轴种公差带，轴可组成可组成544种公差带，这些孔、轴公差带又可组成种公差带，这些孔、轴公差带又可组成更多数目的配合。更多数目的配合。 为了减少零件、定值刀具、量具和工艺装备

44、的品种为了减少零件、定值刀具、量具和工艺装备的品种和规格，国家标准对所选用的公差带与配合作了必要和规格，国家标准对所选用的公差带与配合作了必要的优化限制。的优化限制。49孔公差带：孔公差带： 在常用尺寸段，国家标准中规定了在常用尺寸段，国家标准中规定了一般一般、常用常用和和优先优先孔公差带分别有孔公差带分别有105种、种、44 种、种、13种。精度设计时优先采种。精度设计时优先采用用1313种种圆圈内圆圈内公差带。公差带。50轴公差带：轴公差带：一般一般、常用常用和和优先优先轴公差带分别有轴公差带分别有116种、种、59种、种、13种。种。51国家标准规定了基孔制常用配合国家标准规定了基孔制常

45、用配合5959种，其中优先配合种，其中优先配合1313种。种。52基轴制常用配合基轴制常用配合4747种，其中优种，其中优先配合先配合1313种。种。53小尺寸段：小尺寸段： 国家标准对尺寸至国家标准对尺寸至18mm的的孔规定了孔规定了145种种公差带，公差带，轴公轴公差带差带163种种。这些公差带主要用于仪表行业，没有推荐选。这些公差带主要用于仪表行业，没有推荐选用次序，各工厂可根据自己的实际情况自行选用。用次序，各工厂可根据自己的实际情况自行选用。大尺寸段：大尺寸段：国家标准对于国家标准对于D5003150mm的的孔孔规定了常用规定了常用公差带公差带31种种，轴轴常用常用公差带公差带41种

46、种。在这一尺寸范围内国家标准没有。在这一尺寸范围内国家标准没有推荐配合，规定在这一尺寸段一般采用基孔制的同级配合。推荐配合，规定在这一尺寸段一般采用基孔制的同级配合。54四四. . 对机械零件中线性尺寸一般非配合尺寸的要求对机械零件中线性尺寸一般非配合尺寸的要求55 一般公差是在车间普通工艺条件下，机床设备一般加一般公差是在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。工能力可保证的公差。 国家标准国家标准GB/T1804-2000一般公差一般公差 未注公差的线性未注公差的线性和角度尺寸的公差和角度尺寸的公差（ISO 2768-1：1989）规定了线性尺）规定了线性尺寸一般公差的等级和

47、极限偏差。寸一般公差的等级和极限偏差。 一般公差适用于功能上无特殊要求的要素。在正常维一般公差适用于功能上无特殊要求的要素。在正常维护和操作情况下，它代表经济加工精度。护和操作情况下，它代表经济加工精度。1. 1. 一般公差的概念一般公差的概念56规定了四个公差等级：规定了四个公差等级： f(精密级精密级)、m(中等级中等级)、c(粗糙级粗糙级)、v(最粗级最粗级) 规定图样上线性尺寸的未注公差时，应考虑车间的一规定图样上线性尺寸的未注公差时，应考虑车间的一般加工精度，选取标准规定的公差等级，由相应的技术文般加工精度，选取标准规定的公差等级，由相应的技术文件或标准作出具体的规定。件或标准作出具

48、体的规定。 该标准规定的线性尺寸的未注公差，适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工的尺寸。非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸可参照采用。例如选用中等级时，表示为例如选用中等级时，表示为 GB/T 1804-m2. 2. 线性尺寸的一般公差线性尺寸的一般公差57第三节第三节 机械零件尺寸精度设计的基本方法机械零件尺寸精度设计的基本方法本节内容：本节内容： 基准制的选用基准制的选用 公差等级的确定公差等级的确定 配合的选用配合的选用 机械尺寸精度设计标准的应用机械尺寸精度设计标准的应用 通过学习，掌握尺寸精度设计的原则和方法，尤其是设计的思通过学习，掌握尺寸精度设计的原则和方法，尤其是设

49、计的思路、过程，以及每一过程需要注意的一些要求，要着重理解各设计路、过程，以及每一过程需要注意的一些要求，要着重理解各设计原则和方法的内涵和意义。所涉及到书中那些有实际用途但却不作原则和方法的内涵和意义。所涉及到书中那些有实际用途但却不作为考试内容的表格，在今后的课程设计和毕业设计中能实际地应用为考试内容的表格，在今后的课程设计和毕业设计中能实际地应用到。到。58一、一、 机械零件尺寸精度设计的基本原则机械零件尺寸精度设计的基本原则1、经济地满足功能要求、经济地满足功能要求 保证机械产品的性能优良，制造经济可行，即应在标保证机械产品的性能优良，制造经济可行，即应在标准规范的条件下，使机械产品的

50、使用价值与制造成本的综准规范的条件下，使机械产品的使用价值与制造成本的综合经济效果最好。合经济效果最好。经济性原则经济性原则2、严格执行各项标准、严格执行各项标准标准化原则标准化原则59二、二、 机械零件尺寸精度设计的方法机械零件尺寸精度设计的方法尺寸精度设计包括尺寸精度设计包括精度等级设计精度等级设计和和基本偏差设计基本偏差设计两个方面，两个方面，常用方法有三种：常用方法有三种：（2） 试验法试验法 试验法是通过专门的试验结果，经统计分析后找出最合理的试验法是通过专门的试验结果，经统计分析后找出最合理的间隙或过盈量。其特点是周期长，成本高，结果可靠。间隙或过盈量。其特点是周期长，成本高，结果

51、可靠。 （1） 计算法计算法 计算法是指按照润滑或塑性变形等理论，推导出计算公式，计算法是指按照润滑或塑性变形等理论，推导出计算公式，从而确定公差与配合。其关键是要正确定出所需的间隙和过盈量。从而确定公差与配合。其关键是要正确定出所需的间隙和过盈量。（3）类比法）类比法 类比法是指以经过验证的类似机械、机构和零部件为样板来类比法是指以经过验证的类似机械、机构和零部件为样板来选取公差与配合，也称为选取公差与配合，也称为经验法经验法，其要点是深入调查研究，认真分，其要点是深入调查研究，认真分析对比。析对比。最普遍采用最普遍采用60三、三、 基准制的选择基准制的选择 基孔制和基轴制是两种平行的配合制

52、度。基孔制和基轴制是两种平行的配合制度。 加工孔需要定值刀具和量具，如钻头、铰刀、拉刀和加工孔需要定值刀具和量具，如钻头、铰刀、拉刀和塞规，每一种定值刀具只能加工和检验一种特定基本尺寸塞规，每一种定值刀具只能加工和检验一种特定基本尺寸和特定公差带的孔。和特定公差带的孔。 采用基孔制可减少这些刀具和量具的品种、规格和数采用基孔制可减少这些刀具和量具的品种、规格和数量。所以，量。所以，一般情况下优先采用基孔制。一般情况下优先采用基孔制。 但采用基孔制并非在任何情况下都是有利的，特殊但采用基孔制并非在任何情况下都是有利的，特殊情况下采用基轴制更加经济合理。情况下采用基轴制更加经济合理。612.2.小

53、于小于 l mml mm的精密轴比精密孔难以制造，故经常使用的精密轴比精密孔难以制造，故经常使用经过光轧成型的钢丝直接做轴。因此，仪器、仪表、经过光轧成型的钢丝直接做轴。因此，仪器、仪表、电子产品中常采用基轴制。电子产品中常采用基轴制。1. 1. 采用冷拉棒材直接作轴时，因不需再加工，所以可采用冷拉棒材直接作轴时，因不需再加工，所以可获得较明显的经济效益。此时把轴视为标准件，因此获得较明显的经济效益。此时把轴视为标准件，因此要采用基轴制。这种情况在农机等行业比较常见。要采用基轴制。这种情况在农机等行业比较常见。以下四种情况应当采用基轴制：以下四种情况应当采用基轴制：623. 3. 标准件的外表

54、面与其他零件的内表面配合时，也要采标准件的外表面与其他零件的内表面配合时，也要采用基轴制。用基轴制。 如轴承外圈与机座孔的配合应采用基轴制。但轴承的如轴承外圈与机座孔的配合应采用基轴制。但轴承的内圈与轴配合时，则应采用基孔制。内圈与轴配合时，则应采用基孔制。634. 4. 在同一基本尺寸的轴上，同时安装几个不同松紧配合在同一基本尺寸的轴上，同时安装几个不同松紧配合的孔件时，也要采用基轴制。的孔件时，也要采用基轴制。64四、四、 公差等级的确定公差等级的确定 公差等级的确定实质是公差与配合设计时尺寸精度公差等级的确定实质是公差与配合设计时尺寸精度的确定。的确定。 公差等级在工程中常称为精度等级。

55、公差等级在工程中常称为精度等级。 确定尺寸精度是为了协调零件使用要求与制造工艺确定尺寸精度是为了协调零件使用要求与制造工艺以及生产成本之间的矛盾，应兼顾各方面的要求，以及生产成本之间的矛盾，应兼顾各方面的要求，在满在满足使用要求的前提下，尽可能选择最低的公差等级。足使用要求的前提下，尽可能选择最低的公差等级。651. 依据依据： TDTdTf2. 选择原则选择原则:（1）在满足使用要求的前提下，尽可能选较低的公差等）在满足使用要求的前提下，尽可能选较低的公差等 级，也就是较大的公差值。级，也就是较大的公差值。（2）满足）满足GB推荐的公差等级组合规定。推荐的公差等级组合规定。3. 选择方法：选

56、择方法：（1）计算法：理论计算确定）计算法：理论计算确定（2）类比法：参照类似的机构、工作条件和使用要求的）类比法：参照类似的机构、工作条件和使用要求的经验资料经验资料 进行比照确定。是机械精度设计的常用方法。进行比照确定。是机械精度设计的常用方法。664. 公差等级的应用范围（类比应用）：公差等级的应用范围（类比应用）：IT01、 IT0、 IT1：一般用于精密标准量块IT2 IT7：用于检验工件IT5 IT16的量规的尺寸公差IT3 IT5：用于精度要求很高的重要配合。配合公差很小，对加工要求很高。如滚动轴承各零件的配合。轴IT6、孔IT 7：机床、发动机、仪表中的重要配合。配合公差较小，

57、一般精密加工能够实现，在精密机械中广泛应用。如滚动轴承内外圈安装、机床齿轮与轴配合等。67IT7、 IT8：配合公差中等，加工易于实现，在一般机械中获得最广泛应用。用于中等精度配合、次重要配合等场合。如重型机械、机车车辆、农业机械中轴承安装、齿轮安装等。IT9、 IT10：用于一般精度要求的配合。如键宽、键槽宽IT11、 IT12：用于不重要的配合。如螺栓与螺孔的直径IT12IT 18：用于未注公差的尺寸、粗加工的工序尺寸非配合尺寸等场合。685. 用类比法确定尺寸精度时要注意以下问题：用类比法确定尺寸精度时要注意以下问题：a a 同一机器中精密配合比重要配合同一机器中精密配合比重要配合精度高

58、、重要配合比次要配合精度高、精度高、重要配合比次要配合精度高、配合尺寸比非配合尺寸精度高；同一配合尺寸比非配合尺寸精度高；同一配合中两配合件精度相当等。配合中两配合件精度相当等。b b 孔、轴的加工难易程度要相当。孔、轴的加工难易程度要相当。基本尺寸基本尺寸500mm500mm时，孔比轴要低一级；时，孔比轴要低一级；基本尺寸基本尺寸500mm500mm时，孔、轴的公差等级相同。时，孔、轴的公差等级相同。工艺等价原则工艺等价原则精度匹配原则精度匹配原则69f f 用类比法确定尺寸精度时，务必查明各种情况，在用类比法确定尺寸精度时，务必查明各种情况，在 此基础上进行适当修正，不可盲目地生搬硬套。此

59、基础上进行适当修正，不可盲目地生搬硬套。d d 在满足设计要求的前提下，应尽量考虑工艺的可能在满足设计要求的前提下，应尽量考虑工艺的可能 性和经济性。性和经济性。e e 表面粗糙度是影响配合性质的一个重要因素，在选表面粗糙度是影响配合性质的一个重要因素，在选 择尺寸精度等级时，应同时考虑表面粗糙度的要求。择尺寸精度等级时，应同时考虑表面粗糙度的要求。c c 与标准件配合的零件，其尺寸精度由标准件的精度与标准件配合的零件，其尺寸精度由标准件的精度 要求所决定的。要求所决定的。7071五、五、 配合的选用配合的选用 在确定了基准制和尺寸精度等级之后，选择配合，就是为在确定了基准制和尺寸精度等级之后，选择配合，就是为了解决结合零件孔、轴在工作时的相互关系，以保证其能正常了解决结合零件孔、轴在工作时的相互关系，以保证其能正常工作，实际上就是选择非基准件的基本偏差。工作，实际上就是选择非基准件的基本偏差。用类比法选择配合时应考虑的问题用类比法选择配合时应考虑的问题a 配合件的材料和工作温度变化配合件的材料和工作温度变化b 装配变形对配合性质的影响装配变形对配合性质的影响c 生产批量的大小生产批量的大小d 间隙或过盈的修正间隙或过盈的修正e 应尽量选用优先配合应尽量选用优先配合f 配合件的结合长度和形位误差配合件的结合长度