圆柱公差与配合ppt课件

1、第一章第一章 孔与轴的极限与配合孔与轴的极限与配合学学 习习 指指 导导 1.1 概述概述公差公差: : 是用于协调机器零件的运用要求与制造经济是用于协调机器零件的运用要求与制造经济性之间的矛盾。性之间的矛盾。配合配合: : 是反映机器零件之间有关功能要求的相互关是反映机器零件之间有关功能要求的相互关系。系。 圆柱体零件的圆柱体零件的“公差与配合公差与配合 是一项运用广泛、是一项运用广泛、涉及面大的重要根底规范。涉及面大的重要根底规范。圆柱结合普通的运用要求：圆柱结合普通的运用要求： 用作相对运动副用作相对运动副 有一定的配合间隙；有一定的配合间隙； 用作固定衔接用作固定衔接 必需保证有一定的

2、过盈；必需保证有一定的过盈； 用作定位和可拆衔接用作定位和可拆衔接 必需保证有一定的过盈，必需保证有一定的过盈， 但又不能太大。但又不能太大。 国家规范国家规范 中，公差与配合部分的规范中，公差与配合部分的规范主要包括主要包括: : GB/T1800.1 GB/T1800.12019 2019 ; GB/T1800.2 GB/T1800.22019 2019 ; GB/T1800.3 GB/T1800.32019 2019 ; GB/T1800.4 GB/T1800.42019 2019 ; GB/T18012019 GB/T18012019 ; GB/T18042000 GB/T180420

3、00 1.2 公差与配合的根本术语及定义公差与配合的根本术语及定义孔：主要指圆柱形的内外表，也包括其他内外孔：主要指圆柱形的内外表，也包括其他内外表由二平行平面或切面构成的包容面中由表由二平行平面或切面构成的包容面中由单一尺寸确定的部分。单一尺寸确定的部分。轴：主要指圆柱形的外外表，也包括其他外外轴：主要指圆柱形的外外表，也包括其他外外表由二平行平面或切面构成的被包容面中表由二平行平面或切面构成的被包容面中由单一尺寸确定的部分。由单一尺寸确定的部分。在极限与配合制中，孔和轴的概念是广义的。在极限与配合制中，孔和轴的概念是广义的。1.有关有关“尺寸的术语和定义尺寸的术语和定义尺寸尺寸: 用特定单

4、位表示长度值的数值。用特定单位表示长度值的数值。根本尺寸根本尺寸: 设计给定的尺寸。设计给定的尺寸。实践尺寸实践尺寸: 经过丈量获得的尺寸。包含丈量经过丈量获得的尺寸。包含丈量误差，且同一外表不同部位的实践尺寸往往也误差，且同一外表不同部位的实践尺寸往往也不一样。不一样。极限尺寸极限尺寸: 允许尺寸变化的两个极限值。允许尺寸变化的两个极限值。孔和轴的最大孔和轴的最大,最小极限尺寸分别为最小极限尺寸分别为:Dmax、dmax和和Dmin、dmin。最大实体形状最大实体形状MMCMMC: : 孔或轴在尺寸公差范围内孔或轴在尺寸公差范围内, ,具有资料量最多时的形状。具有资料量最多时的形状。最大实体

5、尺寸最大实体尺寸MMSMMS: :轴的最大极限尺寸轴的最大极限尺寸dmaxdmax；孔的最小极限尺寸；孔的最小极限尺寸DminDmin。最小实体形状最小实体形状LMCLMC: : 孔或轴在尺寸公差范围内孔或轴在尺寸公差范围内, ,具有资料量最少时的形状。具有资料量最少时的形状。最小实体尺寸最小实体尺寸LMCLMC：轴的最小极限尺寸轴的最小极限尺寸dmindmin；孔的最大极限尺寸；孔的最大极限尺寸DmaxDmax。作用尺寸作用尺寸孔孔DmDm：在配合的全长上，与实践孔内接的最大理想轴的尺寸；：在配合的全长上，与实践孔内接的最大理想轴的尺寸； 轴轴dmdm：在配合的全长上，与实践轴外接的最小理想

6、孔的尺寸。：在配合的全长上，与实践轴外接的最小理想孔的尺寸。2. 有关有关“公差与偏向的术语和定义公差与偏向的术语和定义偏向：某一尺寸减去根本尺寸所得的代数差。包括偏向：某一尺寸减去根本尺寸所得的代数差。包括实践偏向和极限偏向。实践偏向和极限偏向。 极限偏向又分上偏向极限偏向又分上偏向(ES、es)和下偏向和下偏向(EI、ei)。 ES=DmaxD es=dmaxd EI=DminD ei=dmind公差：允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与最公差：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。小极限尺寸之代数差的绝对值。 孔、轴的公差分别孔、轴的公差分别用用Th和和Ts表

7、示。表示。 Th= DmaxDmin = ESEI Ts = dmax dmin = esei孔轴0根本尺寸根本尺寸ESEIeseiThT s050孔轴+0.025-0.025-0.041DdDmaxDmindmindmaxESEITDTdesei零线零线孔孔轴轴0+根本尺寸根本尺寸孔孔轴轴孔孔轴轴孔孔轴轴孔孔XmaxXmin0轴轴轴轴0YmaxYmin孔孔孔孔轴轴0XmaxYmax025. 0050 025. 0041. 050 059. 0043. 050 018. 0002. 050 025. 0050 025. 0050 000+505050+0.025-0.025-0.041+0.0

8、25+0.059+0.043+0.025+0.018+0.002配合公差配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.023-(-0.018) = 0.041 mm0+-根本尺寸根本尺寸孔轴轴轴轴轴轴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 过渡或过盈轴0+-轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合 过渡或过盈孔 以下配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙过盈和配合公差。并画出其公差带图。 的孔与 的轴;039. 0050 025. 0050. 050 006. 0015. 030 0013. 030 基孔制基孔制 间隙配合间隙配合基轴制基轴制 过渡配

9、合过渡配合最大间隙最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.050)= +0.089 Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.050)= +0.089 mmmm最小间隙最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差配合公差 T f = T f =XmaxXminXmaxXmin= =+0.089-+0.089-(+0.025) (+0.025) = 0.064 mm = 0.064 mm最大间隙最大间隙 Xmax=ES-ei=-0.006-(-0.013)= +0.007 m

10、m最大过盈最大过盈 Ymax=EI-es=-0.015-0= -0.015 mm配合公差配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.007-(-0.015) = 0.022 mm13 公差与配合国家规范公差与配合国家规范国标按规范公差系列规范化和根本系列规范国标按规范公差系列规范化和根本系列规范化的化的 原那么制定。原那么制定。1.规范公差系列规范公差系列规范公差规范公差ITISO Tolerance：是国标规：是国标规定的，定的， 用以确定公差带大小的任一公差值。它等于用以确定公差带大小的任一公差值。它等于公差公差 等级系数和公差单位的乘积。等级系数和公差单位的乘积。公差单位公差单位i ：计算

11、公差的根本单位。与根本：计算公差的根本单位。与根本尺寸尺寸 呈一定的线性关系。呈一定的线性关系。对尺寸对尺寸500mm时时 mD001. 0D45. 0i3 D-根本尺寸分段的计算尺寸根本尺寸分段的计算尺寸 (mm)对尺寸对尺寸500mm500mm时时 m2.1I D004. 0公差等级系数a：确定公差等级的参数。根据公差等级系数不同，国标规定规范公差分为20个等级，即IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。 等级 高 低 公差值 小 大在根本尺寸一定的情况下,公差等级系数是决议 规范公差大小的独一参数.公差等级系数确实定：尺寸公差等级系数确实定：尺寸500mmIT01 IT1公差等级系数

12、采用线性关系式；见表公差等级系数采用线性关系式；见表15IT2 IT4公差等级系数近似呈几何级数，比值为公差等级系数近似呈几何级数，比值为IT5公差等级系数为公差等级系数为7；IT6 IT18公差等级系数按公差等级系数按R5优先数系添加，公比为优先数系添加，公比为见表见表14411IT5IT 6 . 1105 根本尺寸分段：为了减少规范公差数目，一致公根本尺寸分段：为了减少规范公差数目，一致公 差值，简化公差表格及便于消费实践运用。对基差值，简化公差表格及便于消费实践运用。对基 本尺寸进展分段。本尺寸进展分段。在规范公差和根本偏向的计算公式中，根本尺寸在规范公差和根本偏向的计算公式中，根本尺寸

13、 D D为所属尺寸分段内首、尾两个尺寸的几何平均为所属尺寸分段内首、尾两个尺寸的几何平均 值。值。按几何平均值计算出的公差值经尾数化整，即按几何平均值计算出的公差值经尾数化整，即 得出规范公差值。得出规范公差值。表表1-8 1-8 对同一尺寸段，同一公差等级，规定相对同一尺寸段，同一公差等级，规定相 同的规范公差。同的规范公差。m31. 1D001. 0D45. 0i3 DDi001. 045. 03DDi001. 045. 0324.233018D n和和jsjs相对于零线完全对称。根本偏向可为上偏相对于零线完全对称。根本偏向可为上偏向向n+IT+IT2 2，也可为下偏向，也可为下偏向-IT

14、-IT2 21轴的根本偏向：轴的根本偏向：是以基孔制配合为根底制定的。是以基孔制配合为根底制定的。是根据科学实验和消费实际的需求计算公式确定，见是根据科学实验和消费实际的需求计算公式确定，见表表19，其值曾经规范化列表，其值曾经规范化列表110。 ah用于间隙配合，根本偏向的绝对值等于最小间用于间隙配合，根本偏向的绝对值等于最小间隙；隙； jn主要用于过渡配合；主要用于过渡配合； pzc用于过盈配合，从保证最小过盈思索，大多数用于过盈配合，从保证最小过盈思索，大多数按与最常用的基准孔按与最常用的基准孔H7相配合为根底确定。相配合为根底确定。换算前提：换算前提： 在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低

15、一级配合条件在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合条件下，当基轴制中孔的根本偏向代号与基孔制中轴的根下，当基轴制中孔的根本偏向代号与基孔制中轴的根本偏向代号相当时，其根本偏向的对应关系，应保证本偏向代号相当时，其根本偏向的对应关系，应保证基轴制构成的配合与按基孔制构成的配合一样。基轴制构成的配合与按基孔制构成的配合一样。2 2孔的根本偏向：孔的根本偏向：是以基轴制配合为根底制定的。是以基轴制配合为根底制定的。根本尺寸根本尺寸500mm500mm时，孔的根本偏向是从轴的根本偏时，孔的根本偏向是从轴的根本偏向换算而来。向换算而来。a.通用规那么通用规那么 用同一字母表示的孔、轴根本偏向的绝对值相

16、等，用同一字母表示的孔、轴根本偏向的绝对值相等，而符号相反。而符号相反。 即：即： EI=es ES=ei 通用规那么运用范围： AH不论任何等级； 规范公差大于IT8的K、M、N和大于IT7的PZC。个别例外，规范公差IT8，根本尺寸3mm的N，其根本偏向 ES=0。b.特殊规那么：特殊规那么： 当孔、轴根本偏向代号对应时，孔的根本偏向当孔、轴根本偏向代号对应时，孔的根本偏向ES和轴的根本偏向和轴的根本偏向ei符号相反，而绝对值相差一个符号相反，而绝对值相差一个值。值。 ES=- ei+ 有有值的缘由：值的缘由： 由于在较高公差等级中，孔比同级轴较难加工，由于在较高公差等级中，孔比同级轴较难

17、加工，普通采用孔比轴低一级相配，并要求两种基准制所普通采用孔比轴低一级相配，并要求两种基准制所构成的配合一样。构成的配合一样。 =ITn-ITn-1 ITn 某一级孔的规范公差某一级孔的规范公差 ITn-1比某一级孔高一级的轴的规范公差比某一级孔高一级的轴的规范公差 特殊规那么运用范围: 规范公差IT8级的J、K、M、N 和规范公差IT7级的PC 孔的另一个根本偏向的计算： EI=ESIT ES=EI+IT 尺寸500mm轴的根本偏向值查表1-10 尺寸500mm孔的根本偏向值查表1-11尺寸尺寸500mm500mm孔、轴根本偏向特点：孔、轴根本偏向特点： 孔、轴同表孔、轴同表 表表1-121

18、-12 公差等级只用公差等级只用6 61616级级3.公差带与配合的表示公差带与配合的表示 1公差带代号：由根本偏向代号和公差等级数字公差带代号：由根本偏向代号和公差等级数字两部分组成。两部分组成。 例如：例如： 40H8 80K7 2配合代号配合代号 用孔和轴的公差代号以分数方式组合配合代号，用孔和轴的公差代号以分数方式组合配合代号，其中分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代其中分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。号。 例如：例如：40H8/f7，80K7/h6000+-503030+0.039-0.025-0.050+0.006+0.021+0.035+0.022-0.015-0

19、.013 1.4 国家规范规定的公差带与配合 20个公差等级，28种根本偏向，可组成543种孔公差带，544种轴公差带。公差带数量多，使规范繁杂，不利于消费。所以国标对所选用的公差带与配协作了必要的限制。尺寸尺寸500mm500mm 1. 1.公差带公差带 优先优先 常用常用 普通普通 孔的公差带：孔的公差带： 13 44 48 13 44 48 共共105105种种 轴的公差带：轴的公差带： 13 59 47 13 59 47 共共119119种种 2.基孔制：基孔制： 常用配合常用配合59种种,其中优先配合其中优先配合13种。种。 基轴制：基轴制： 常用配合常用配合47种种,其中优先配合其

20、中优先配合13种。种。 从表中看出：规范引荐的优先、常用配合满足工艺等价原那么：对于轴的规范公差IT7级时与低一级的孔配合；如：H7/m6，H6/k5；对于轴的规范公差IT8级时与同级的基准孔配合； 如：H8/d8，H8/h8；对于孔的规范公差IT8级或少数等于IT8级时与高一级的基准轴配合，其他是孔轴同级配合。如：K7/h6，F9/h9；尺寸尺寸5005003150mm3150mm 规定常用轴的公差带规定常用轴的公差带4141种种 规定常用孔的公差带规定常用孔的公差带3131种种 没有引荐配合没有引荐配合尺寸至尺寸至18mm18mm 轴公差带：轴公差带： 169 169种种 孔公差带：孔公差

21、带： 154 154种种选用顺序：优先选用顺序：优先 常用常用 普通普通 1.5 公差与配合的选用 公差与配合的选用主要包括： 确定基准制、公差等级与配合种类 原那么：保证机械产品的性能优良，经济可行 1.基准制的选用应从构造、工艺、经济几方面来综合思索，权衡利弊 1普通选用基孔制 由于孔比轴难加工,孔的加工多用定值刀量具,采用基孔制可大大缩减定值刀、量具的规格和数量。 2 2必要时选用基轴制必要时选用基轴制 一轴多孔相配合，且构造需求；一轴多孔相配合，且构造需求； 用冷拔钢料直接做轴；用冷拔钢料直接做轴； 3 3与规范件相配合时，基准制的选择依规范件而定与规范件相配合时，基准制的选择依规范件

22、而定 4 4对特殊运用场所，可选非基准制配合对特殊运用场所，可选非基准制配合 2. 公差等级的选择原那么 本质就是尺寸制造精度确实定。尺寸的精度与加工的难易程度、加工的本钱和零件的任务质量有关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度就越高，但加工的本钱也越高。 公差与本钱的关系如下图。 公差等级选择的根本原那么是： 在满足运用性 能的前提下， 尽量选择较低 的精度等级。 方法: 通常采用类比法和计算法。思索： 1)孔轴的工艺等价性。国家规范引荐常用尺寸的6、7、8级的孔分别配5、6、7级的轴； 2)加工才干。各种加工方法可以到达的公差等级; 3)各种公差等级的运用范围; 4)相配合件的

23、精度要匹配； 5)过渡、过盈配合的公差等级不能过低; 6)对非基准制配合,在零件运用性能要求不高时,基准公差可以降低23级; 7)熟习常用规范公差的运用情况.各种加工方法的合理加工精度各种加工方法的合理加工精度 公差等级的运用 根据运用要求，普通尽能够地选用优先配合和常根据运用要求，普通尽能够地选用优先配合和常用配合。用配合。 配合的选用就是在基准制确定后，根据运用要配合的选用就是在基准制确定后，根据运用要求求配合公差间隙或过盈的大小，确定与基配合公差间隙或过盈的大小，确定与基准件相配的孔或轴的根本偏向代号，同时确定基准准件相配的孔或轴的根本偏向代号，同时确定基准件及配合件的公差等级。件及配合

24、件的公差等级。 对于间隙配合，根本偏向的绝对值等于最小间隙，对于间隙配合，根本偏向的绝对值等于最小间隙，按最小间隙确定根本偏向代号；按最小间隙确定根本偏向代号； 对于过盈配合，在确定基准件的公差等级后，按最对于过盈配合，在确定基准件的公差等级后，按最小过盈选定配合件的根本偏向代号。小过盈选定配合件的根本偏向代号。根据配合要求确定孔、轴的公差等级。根据配合要求确定孔、轴的公差等级。配合的选用方法：配合的选用方法： 计算法：根据一定的实际和公式，计算所需的间计算法：根据一定的实际和公式，计算所需的间隙或过盈；隙或过盈； 实验法：对产品性能影响很大的关键性配合，普实验法：对产品性能影响很大的关键性配

25、合，普通用实验的方法确定最正确间隙或过盈；可靠但本通用实验的方法确定最正确间隙或过盈；可靠但本钱高钱高 类比法：按同类型机器或机构中阅历证的配适宜类比法：按同类型机器或机构中阅历证的配适宜用情况，思索所设计机器的运用要求，参照确定所需用情况，思索所设计机器的运用要求，参照确定所需配合。运用广泛配合。运用广泛 运用类比法应留意：运用类比法应留意： 分析零件的任务条件和运用要求分析零件的任务条件和运用要求 思索：结合件的相对位置形状运动速度、运动方思索：结合件的相对位置形状运动速度、运动方向、停歇时间、运动精度等，承载情况，光滑条件，向、停歇时间、运动精度等，承载情况，光滑条件，温度变化，配合重要

26、性，装卸条件，资料的物理机械温度变化，配合重要性，装卸条件，资料的物理机械性能等。性能等。任务情况对过盈或间隙的影响任务情况对过盈或间隙的影响各种根本偏向的运用阐明各种根本偏向的运用阐明了解各类配合的特性和运用了解各类配合的特性和运用 间隙配合的特性间隙配合的特性 具有间隙。主要用于结合件具有间隙。主要用于结合件有相对运动的配合和普通的定位配合；有相对运动的配合和普通的定位配合； 过盈配合的特性过盈配合的特性 具有过盈。主要用于结合件具有过盈。主要用于结合件没有相对运动的配合，传送扭矩；没有相对运动的配合，传送扭矩； 过渡配合的特性过渡配合的特性 能够具有间隙，也能够具有能够具有间隙，也能够具

27、有过盈。主要用于定位准确并要求装配的相对静止过盈。主要用于定位准确并要求装配的相对静止的联接。的联接。优先配合选用阐明优先配合选用阐明配合精度设计实例配合精度设计实例 例例3-13-1：有一孔、轴配合的根本尺寸为：有一孔、轴配合的根本尺寸为30mm30mm，要求，要求配合间隙在配合间隙在+0.020+0.020+0.055mm+0.055mm之间之间, ,试确定孔和轴的精度等级和配合种类。试确定孔和轴的精度等级和配合种类。解：解：1 1选择基准制选择基准制 因无特殊要求因无特殊要求, ,选用基孔制选用基孔制. .孔的根本偏向代号为孔的根本偏向代号为H,EI=0H,EI=0。 2 2确定公差等级

28、确定公差等级 根据运用要求，其配合公差为：根据运用要求，其配合公差为：Tf =|Xmax-Xmin|=TD+Td=|+0.055-(+0.020)|=0.035mTf =|Xmax-Xmin|=TD+Td=|+0.055-(+0.020)|=0.035m 假设孔、轴同级配合，那么：假设孔、轴同级配合，那么：TD =Td =Tf/2=17.5mTD =Td =Tf/2=17.5m 从表查得：孔和轴公差等级介于从表查得：孔和轴公差等级介于IT6IT6和和IT7IT7之间。之间。 根据工艺等价原那么，在根据工艺等价原那么，在IT6IT6和和IT7IT7的公差等级范围内，的公差等级范围内，孔应比轴低一个公差等级孔应比轴低一个公差等级应选应选 孔为孔为IT7IT7，TD=21mTD=21m，轴为，轴为IT6IT6，Td =13mTd =13m配合公差配合公差 Tf = TD + Td =IT7+IT6 = 0.021+0.013 Tf = TD + Td =IT7+IT6 = 0.021+0.013 =0.034 =0.