第3章尺寸精度设计与检测03

1、3.4 3.4 圆圆 柱柱 结结 合合 的的 精精 度度 设设 计计精度设计精度设计内容内容 3.4.1 配合制配合制(基准制基准制)的选用的选用 1.一般情况下应一般情况下应优先选用基孔制优先选用基孔制 2.在下列情况下在下列情况下应选基轴制应选基轴制 （1）采用冷拉钢材直接作轴）采用冷拉钢材直接作轴 。（2）直径小的光轧钢丝作轴。）直径小的光轧钢丝作轴。配合制（基准制）配合制（基准制）公差等级公差等级 公差带与配合公差带与配合未注尺寸公差未注尺寸公差常常应用在农业、纺织机械中。常常应用在农业、纺织机械中。常常应用在仪器仪表中。常常应用在仪器仪表中。H h1 常常应用于常常应用于一轴与多一轴

2、与多孔孔配合，且配合，且配合性质要求配合性质要求不同不同的情况的情况(如图如图3.15所所示示)。（3）结构上的需要）结构上的需要 。23. 与标准零部件配合与标准零部件配合允许采用允许采用任一任一适当的适当的孔孔、轴公差带轴公差带组成配合。组成配合。 基准件的选用由配合的基准件的选用由配合的标准件标准件决定。决定。4. 为满足特殊的需要为满足特殊的需要基轴制基轴制基孔制基孔制图3.16滚动轴承轴外壳孔轴承盖33.4.2 3.4.2 标准公差等级的选用标准公差等级的选用 1. 选用原则选用原则： 在充分满足使用条件下，考虑工艺的可能性，在充分满足使用条件下，考虑工艺的可能性，应应尽量选用精度较

3、低的公差等级尽量选用精度较低的公差等级。 42. 选用方法：选用方法： 计算法计算法 根据具体情况，参照已被实践证明合理的根据具体情况，参照已被实践证明合理的实例来选用。实例来选用。 利用类比法，利用类比法，表表3.10各种加工方法可能达到的标准公差等。各种加工方法可能达到的标准公差等。类比法类比法计算查表法计算查表法（1）类比法类比法应有一定的实践经验和应有一定的实践经验和 参考有关的资料。参考有关的资料。例如例如 表表3.9 标准公差等级的应用范围，标准公差等级的应用范围，5例如例如 :表表3.9标准公差等级的应用范围。标准公差等级的应用范围。3.96表表3.10表表3.10各种加工方法可

4、能达到的标准公差等。各种加工方法可能达到的标准公差等。7（2）计算查表法（计算查表法（需要掌握需要掌握）根据使用要求确定的极限间隙或过盈根据使用要求确定的极限间隙或过盈 Tf查查表 3.2 孔和轴的公差等级孔和轴的公差等级 = |Xmax- Xmin| = |Ymin- Yman|= | Xmax - Yman|= TD+Td为了孔、轴工艺等价。为了孔、轴工艺等价。轴的公差等级比孔的公差等级高一级。轴的公差等级比孔的公差等级高一级。孔孔 6 轴轴 5 7 6 8 7下面举例说明。下面举例说明。8 例例3.10 已知已知 D(d)=95，要求，要求Xmax +55m，Xmin +10m，确定孔、

5、轴公差等级。，确定孔、轴公差等级。 解解:Tf= |Xmax- Xmin | = 45m ITn+ IT(n-1) ) 根据根据Tf = 45m=TD+Td和和D(d)=95 查表查表3.2 得得: : IT5=15m，IT7=35mIT6=22m3.29 如果孔、轴都选如果孔、轴都选6级，则级，则Tf=44 45m），虽然），虽然符合上述公式要求，但不符合此时符合上述公式要求，但不符合此时孔必须比轴低一级孔必须比轴低一级的标准的标准要求（考虑工艺等价）。要求（考虑工艺等价）。因此，孔选因此，孔选 6 级，轴选级，轴选 5 级。级。即即 Tf=15+22=37 45（m）符合符合D(d)=95

6、，Xmax +55m，Xmin +10m要求要求的是的是 TD= IT6，Td= IT5。 103.4.3 3.4.3 配合的选用配合的选用 根据使用要求和孔轴根据使用要求和孔轴间间有无相对运动有无相对运动 分分 有有 无无 间隙配合间隙配合 1.1.配合配合类别类别的选用：的选用： 2.2.配合配合种类（松紧）种类（松紧）的选用的选用 （1 1）选用方法）选用方法 间隙配合间隙配合过盈配合过盈配合过渡配合过渡配合计算法；计算法； 试验法；试验法；类比法。类比法。 类比法类比法是确定机械和仪器配合种类是确定机械和仪器配合种类最常用最常用 的方法的方法。11图3.18 孔的公差带孔的公差带(GB

7、/18012009)(GB/18012009)（2）尽量选用一般、常用、优先的）尽量选用一般、常用、优先的标准的公差带标准的公差带一般的公差带（105）常用公差带（44）优先公差带（13） 孔的基本偏差和公差等级可组成孔的基本偏差和公差等级可组成543种孔的公差带。国标规定以下常种孔的公差带。国标规定以下常用公差带。用公差带。12 轴的基本偏差和公差等级可组成轴的基本偏差和公差等级可组成543种轴的公差带种轴的公差带,国国标规定以下常用公差带。标规定以下常用公差带。图图3.19 轴的公差带（摘自轴的公差带（摘自GB/1801-2009）一般公差带（116）常用公差带（59）优先公差带（13）1

8、3尽量选用国标规定的常用、优先的标准的配合标准的配合。 1415（摘录）表表3.1316表表3.1417表表3.1518 例例3.11 已知已知D(d)=40，要求，要求X=+20+90m，若采用，若采用基孔制，利用标准公差表和基本偏差表。基孔制，利用标准公差表和基本偏差表。 解：解：（2）确定孔、轴公差等级确定孔、轴公差等级 Tf =查表查表3.2得得TD=IT8=39m，按例按例3.10的方法确定孔、轴的公差等级。的方法确定孔、轴的公差等级。（1）确定基准制确定基准制采用基孔制，采用基孔制，孔的基本偏差为孔的基本偏差为H (EI=0）。|+90-(+20)| = 70= TD+TdTd=I

9、T7=25m 求求 孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图。孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图。 表表3.2（摘自（摘自GB/T1800.1-2009）公称尺寸公称尺寸/19（3）确定轴的基本偏差代号确定轴的基本偏差代号 Xmax = ES - eiXmin = EI - esTd = es-ei =（2）（1）= +90 = +20Xmax Xmin25（3）由式（由式（2）得）得算得算得 es -20es EIXmin=0 - 20由式（由式（3）得）得 es - 26 解得解得 esES Td Xmax = 39 + 25 90 = -26ei = es - Td代入式（代入式（

10、1）即轴的基本偏差应满足：即轴的基本偏差应满足：-26es-20为什么不计算为什么不计算ei?20根据根据D和和es查表查表3.4得得( (4) 4) 确定孔、轴公差带确定孔、轴公差带 和配合代号和配合代号 孔：孔：图3.20配合配合: :轴的基本偏差代号为轴的基本偏差代号为f (es= - 25m)。轴：轴：H8, , f7。40H8/f7 (5) 公差带图公差带图公称尺寸/mm21(6) 由图由图3.18 可见可见40H8为为优先公差带优先公差带图图3.18 孔的公差带孔的公差带 22( 7 ) 由图由图3.19 可见可见40 f 7为为优先公差带优先公差带图图3.19 轴的公差带（摘自轴

11、的公差带（摘自GB/1801-2009）23( 8 ) 由表由表3.11 可见可见40H8/f7 为优先配合优先配合24 例例3.11 已知已知D(d)=40，要求，要求X=+20+90m，若采用基孔制。利用，若采用基孔制。利用基孔制基孔制与基轴制极限间隙或极限过盈表与基轴制极限间隙或极限过盈表确定孔、轴公差带与配合代号。确定孔、轴公差带与配合代号。解：由题意采用基孔制解：由题意采用基孔制由表由表3.8得，满足得，满足X=+20+90m 要求为要求为f7H840公公称称25由表由表3.6得，得得，得40H8得极限偏差为得极限偏差为ES=+39 , EI=0m由表由表3.7得，得得，得40f7得

12、极限偏差为得极限偏差为es=-25 , ei=-50m图3.20其公差带图为其公差带图为26 例例3.12 已知已知 D（d）60，由于使用要求其配，由于使用要求其配合的合的 Ymin20m，Ymax55m，若采用，若采用h配配合，合，利用标准公差表和基本偏差表利用标准公差表和基本偏差表。 解解 （1）由题意为基轴制（）由题意为基轴制（h）配合）配合 es 0 （2）确定孔、轴公差等级）确定孔、轴公差等级Tf = Ymin Ymax 20（55）TDIT619 ， TdIT513（m）试确定配合代号，并指出是否属于优先配合？试确定配合代号，并指出是否属于优先配合？= 35 = TD+Td由表由

13、表3.2（查教材中的表）得（查教材中的表）得27（3）确定孔的基本偏差代号）确定孔的基本偏差代号Ymin ESei Ymin 20 （1） Ymax EIes Ymax 55 （2） TDESEIIT6 = 19 （3） 由式（由式（1）得）得 ES33 ，由式（由式（2）、（）、（3）得）得ES3636 ES7（ES7）33即即 42 ES7 39(为什么计算上偏差？为什么计算上偏差？)其中其中 IT6 - IT5 = 19-13 = 6 (或查表或查表3.5)由表由表3.5(教材中的表教材中的表)得得孔的基本偏差代号为孔的基本偏差代号为 R2860R6h5由表由表3.5可知：可知：对于对于

14、IT7的的R,其其ES= - 41m。所以所以IT7的的R :ES = -41+=-41+6= - 35m。EI=ES-IT6=-35-19= - 54 m。(4) 配合代号配合代号（5）公差带图）公差带图图3.2160R6h5公差带29(6) 由图由图3.18 可见可见图图3.18 孔的公差带孔的公差带 60R6为为常用常用公差带。公差带。30图图3.19 轴的公差带轴的公差带( 7 ) 由图由图3.19可见可见60h5为为常用常用公差带。公差带。31(8) 由表由表3.12 可见可见60R6h5 为基准轴的为基准轴的常用配合常用配合。323.4.4 线性尺寸的未注公差的选用线性尺寸的未注公

15、差的选用1. 未注尺寸公差的未注尺寸公差的 公差等级公差等级 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 是指在车间一般工艺条件下和机械加工能力是指在车间一般工艺条件下和机械加工能力可能达到的公差，在可能达到的公差，在零件图上不标注它们的公差零件图上不标注它们的公差。线性尺寸的未注公差（一般公差）线性尺寸的未注公差（一般公差） 若在生产中产生纠纷时，对未注公差按若在生产中产生纠纷时，对未注公差按GB/T18042000,即表即表 3.16 和和 表表 3.17验收。验收。332. 未注尺寸公差数值未注尺寸公差数值 (表表 3.16 和和 表

16、表 3.17 )其尺寸的极限偏差取值，一律取其尺寸的极限偏差取值，一律取对称分布对称分布。表表3.17表表3.1634 在图样标题栏附近或技术要求中在图样标题栏附近或技术要求中注出标准号注出标准号和公差等级和公差等级 。3.未注尺寸公差未注尺寸公差图样标注（如图图样标注（如图3.223.22所示）所示） 例如图中例如图中225加加工后，按表工后，按表3.16查得查得 2250.2。 R3加工后，按加工后，按表表3.17查得查得 3 0.2。 如未注尺寸公差如未注尺寸公差为为f级时，标注见图。级时，标注见图。35课堂练习课堂练习已知已知 D（d）=25,设计要求设计要求 X=0+56 m ,按基

17、孔制选一适当的配合，并画出尺寸公差带图。按基孔制选一适当的配合，并画出尺寸公差带图。解题步骤（提示）：解题步骤（提示）：（2） 求配合件的基本偏差代号；求配合件的基本偏差代号；（3） 画公差带图。画公差带图。（1） 求孔、轴的公差等级；求孔、轴的公差等级；363.5 3.5 尺尺 寸寸 精精 度度 的的 检检 测测3.5.1 用通用计量器具测量的简介用通用计量器具测量的简介 1.1.测量的误收与误废测量的误收与误废 若按最大、最小极限若按最大、最小极限尺寸验收如图尺寸验收如图3.23。 有可能将公差带内有可能将公差带内的合格品判为废品，的合格品判为废品， 即即“误废误废”； 也可能将公差带外也

18、可能将公差带外的不合格品判为合格的不合格品判为合格品，即品，即“误收误收”。图3.23测量误差的存在，测量误差的存在，例如用外径千分尺测量例如用外径千分尺测量 的轴。的轴。 0 062. 040d千分尺的千分尺的i = 0.01,u1=0.004。372. 验收原则、验收原则、安全裕度和验收极限安全裕度和验收极限 原则上只接受公差带内的工件，即只允许误原则上只接受公差带内的工件，即只允许误废，废，不允许有误收不允许有误收(见右图）。见右图）。式中式中 u1计量器具的计量器具的不确定度；不确定度； u2测量条件的不确定度。测量条件的不确定度。（1）验收原则验收原则：(2) 安全裕度安全裕度A22

19、2121,uuuufA)45. 0,9 . 0(21AuAu由表由表3.18(见下页见下页)查得图中查得图中A为为A = 0.0062。38查表得由062. 0, 40 Td0062. 0m2 . 6A公称尺寸公称尺寸/mm（摘自（摘自GB/T3177-2009)表表3.1839TDTd验收极限验收极限( (见图）见图）上上验收极限验收极限=上极限尺寸上极限尺寸下下验收极限验收极限=下极限尺寸下极限尺寸 A+ A(3) 验收方法验收方法验收方法验收方法1： 验收极限从验收极限从MMS和和LMS分别向公差带内分别向公差带内移动一个移动一个A。验收方法验收方法2：验收极限等于验收极限等于MMS和和

20、LMS。40 对符合对符合包容要求包容要求的尺寸、的尺寸、公差等级高公差等级高的的尺寸，验收极限按尺寸，验收极限按方法方法1。 对工艺能力指数对工艺能力指数Cp（=T/6）1时，其时，其验收极限按验收极限按方法方法2。 但对符合但对符合包容要包容要求的尺寸求的尺寸，其，其MMS的一边的一边按方法按方法1验收验收(见右图见右图)。TD下验收极限上验收极限ATd下验收极限上验收极限A 对偏态分布的对偏态分布的尺寸，对尺寸，对尺寸偏向尺寸偏向的的一边按方法一边按方法1验收。验收。 对非配合的尺寸和一般的尺寸，按方对非配合的尺寸和一般的尺寸，按方 法法2验收。验收。 验收极限方法具体的应用：验收极限方

21、法具体的应用：41选择计量器具选择计量器具3. .计量器具的选择计量器具的选择根据根据T尺尺表表3.18表表3.19和表和表3.20计量器具选择步骤：计量器具选择步骤：1u11uu计表表3.18中中 u1分三挡：分三挡：、，优选，优选。公称尺寸/mm（摘自（摘自GB/T3177-2009)42例例 3.14被检验零件尺寸为被检验零件尺寸为 。935eE试确定验收极限，并选择适当的计量器具。试确定验收极限，并选择适当的计量器具。解：（解：（1）画尺寸公差带）画尺寸公差带359e35其公差带图见右图。其公差带图见右图。由表由表3.2和表和表3.4查得查得（2）确定验收极限）确定验收极限由表由表3.

22、18（见上页）得（见上页）得 。m2 . 6A 此尺寸采用包容原则，此尺寸采用包容原则， 按方法按方法1验收。验收。上验收极限上验收极限9438.340062. 0050. 035下验收极限下验收极限8942.340062. 0112. 03543（3）确定计量器具）确定计量器具由表由表3.18(见下页见下页)查得查得u1（优选（优选）为为u1 = 5.6m 。 由表由表3.19（见下页）查得（见下页）查得 i =0.01,尺寸范围尺寸范围050的外径千分尺不确定度为的外径千分尺不确定度为004. 01计u0056. 0004. 011uu计 尺寸范围尺寸范围050的外径千分尺满足使的外径千分

23、尺满足使用要求。用要求。44公称尺寸公称尺寸/mm（摘自（摘自GB/T3177-2009)表表3.18表表3.19453.5.2 用光滑极限量规检验的简介用光滑极限量规检验的简介 1. 量规量规 的作用和分类的作用和分类 量规是一种无刻度的定值专用量具量规是一种无刻度的定值专用量具,如图如图3.29所。所。 用量规检验零件时，只能判断零件是否合格，不用量规检验零件时，只能判断零件是否合格，不能测出零件实际尺寸的数值。能测出零件实际尺寸的数值。462. 量规设计原则：量规设计原则：泰勒原则（公差带内缩）泰勒原则（公差带内缩）工作量规工作量规验收量规验收量规校对量规校对量规量规的量规的 分类分类

24、操作人员用的量规。操作人员用的量规。检验人员用的量规。检验人员用的量规。“校通校通通通”量规（量规（TT)“校止校止通通”量规（量规（ZT)“校止校止损损”量规（量规（ZS)(1) 量规的尺寸量规的尺寸通规的公称尺寸通规的公称尺寸 = 被测工件的被测工件的MMS,止规的公称尺寸止规的公称尺寸 = 被测工件的被测工件的LMS。47（2）量规的形式）量规的形式 理论上通规为全形规，它是控制体外作用理论上通规为全形规，它是控制体外作用尺寸尺寸(即实际尺寸和形状误差）。即实际尺寸和形状误差）。其原因见图3.30.止规为非全形规，它是控制实际尺寸。止规为非全形规，它是控制实际尺寸。图3.30量规形式对检验结果的影响483.量规的尺寸公差带图量规的尺寸公差带图(见图见图3.31） 孔用量规公差带图，孔用量规公差带图， 轴用量规公差带图，轴用量规公差带图， 轴用量规的校对量规公差带图。轴用量规的校对量规公差带图。图图3.31中参数中参数 见下页表见下页表3.21，TP= T1/2。49表表3.19公称尺寸公称尺寸表表3.2150作业作业: : 思考题思考