精度设计第3章极限与配合

1、1线性线性尺寸精度设计尺寸精度设计23一、有关线性尺寸的一、有关线性尺寸的术语定义术语定义4 孔孔（轴轴）通常是指圆柱形的内（外）表面，也包括非圆通常是指圆柱形的内（外）表面，也包括非圆柱形的内（外）表面柱形的内（外）表面由二平行平面或切平面形成的包容面由二平行平面或切平面形成的包容面（被包容面）（被包容面）。有关孔、轴的定义有关孔、轴的定义5二、有关偏差和公差的术语定义二、有关偏差和公差的术语定义025. 0041. 0506尺寸公差带图尺寸公差带图 是指由代表上、是指由代表上、下极限偏差或上极限尺寸和下下极限偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的两条直线所限定的极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。

2、是公差与配合简化一个区域。是公差与配合简化示意图。示意图。7有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义v配合配合公称尺寸相同的相互结合的孔轴公称尺寸相同的相互结合的孔轴公差带之间的关系公差带之间的关系v孔尺寸孔尺寸轴尺寸轴尺寸其差值为正是其差值为正是间隙间隙；其差值为负是其差值为负是过盈过盈v配合的分类配合的分类间隙配合、过渡配合、过间隙配合、过渡配合、过盈配合。盈配合。v平均间隙、平均过盈。配合的特征量平均间隙、平均过盈。配合的特征量v配合公差配合公差：Tf=Th+Ts=Xmax-Xmin=Ymax-Ymin=Xmax-Ymax8三、常用尺寸公差与配合国家标准v标准公差系列标准公差系列- -公

3、差等级公差等级分分2020级、用级、用ITIT+ +阿拉伯数字表阿拉伯数字表示示; ;即即IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT18.IT01IT18.IT01最高、最高、依次降低、依次降低、IT18IT18最低。最低。v- -公差单位公差单位计算标准公差的基本单位、计算标准公差的基本单位、i i表示表示。- -标准公差标准公差ITIT= =公差单位公差单位i i公差等级系数公差等级系数a.a.- -尺寸分段尺寸分段v标准公差数值构成的表格、即标准公差数标准公差数值构成的表格、即标准公差数值表（值表（GB/T1800.1-2009）。）。公差配合与测量查表举例查表举例: : 轴的直

4、径为轴的直径为50mm，标准公差等级，标准公差等级IT为为6，则其公差为：，则其公差为： 3 6 0.4 0.6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.2 1.8大于大于 至至 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18- 3 0.3 0.5 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 0.1 0.14 0.25 0.40 0.60 1.0 1.4 6 10 0.4

5、 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.5 2.210 18 0.5 0.8 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.10 1.8 2.718 30 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.30 2.1 3.330 50 0.6 1 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.5 3.

6、950 80 0.8 1.2 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1.90 3.0 4.680 120 1 1.5 2.5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.5 5.4120 180 1.2 2 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.0 6.3180 250 2 3 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15

7、 1.85 2.90 4.6 7.2250 315 2.5 4 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.2 8.1315 400 3 5 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 0.57 0.89 1.40 2.30 3.60 5.7 8.9400 500 4 6 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.3 9.7标标 准准 公公 差差 等等 级级（m）（mm）基本尺寸基本尺寸mm0.016mm ? 1

8、610基本偏差系列基本偏差系列v基本偏差基本偏差（位置）（位置）确定公差带相对于零线位置确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。的那个极限偏差。v基本偏差基本偏差v国标规定孔轴有国标规定孔轴有28种基本偏差（种基本偏差（28种公差带）每种公差带）每种偏差都以一个或两个拉丁字母表示。种偏差都以一个或两个拉丁字母表示。v基本偏差的特点基本偏差的特点11孔轴基本偏差系列孔轴基本偏差系列HhJSjsAZCazc基本尺寸基本尺寸+0-735N735N008. 0033. 03514基准制基准制v基孔制基孔制-是指基本偏差为一定的孔的公是指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所形差带，与

9、不同基本偏差的轴的公差带所形成的各种配合的一种制度。成的各种配合的一种制度。v基轴制基轴制-是指基本偏差为一定的是指基本偏差为一定的 轴的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带公差带，与不同基本偏差的孔的公差带 所所形成的各种配合的一种制度。形成的各种配合的一种制度。15基本尺寸基本尺寸+0-基准孔基准孔基孔制基孔制16基本尺寸基本尺寸+0-基准轴基准轴基轴制基轴制17基本偏差的确定v轴的基本偏差：轴的基本偏差：2828种的基本偏差都是按一定公式种的基本偏差都是按一定公式计算确定地，各种计算公式经过实验和统计分析得计算确定地，各种计算公式经过实验和统计分析得到的。到的。v孔的基本偏差：孔的基本

10、偏差：从同名轴的基本偏差换算得到。从同名轴的基本偏差换算得到。-换算原则换算原则同名配合性质不变，即基孔制同名配合性质不变，即基孔制的配合（如的配合（如 ）变成同）变成同名基轴制的配合（名基轴制的配合（ ）时时, ,其配合性质不变（极限间隙或极限过盈大其配合性质不变（极限间隙或极限过盈大小不变）。小不变）。8825fH8825hF1819 极限与配合在图样上的标注极限与配合在图样上的标注1、在装配图上的标注形式、在装配图上的标注形式采用组合注法：采用组合注法：在基本尺寸后面用分式表示，在基本尺寸后面用分式表示， 分子为孔的公差代号；分子为孔的公差代号； 分母为轴的公差代号分母为轴的公差代号 2

11、、在零件图上的标注形式、在零件图上的标注形式(2)在基本尺在基本尺寸后面寸后面注出注出偏差值偏差值(1)在基本尺寸在基本尺寸后面注出后面注出基本基本偏差代号和公偏差代号和公差等级差等级(3)在基本尺寸后在基本尺寸后面面既注出基本偏既注出基本偏差代号和公差等差代号和公差等级，又同时注出级，又同时注出偏差数值偏差数值20常用、优先公差带与配合常用、优先公差带与配合544种种公差带公差带119种种公差带公差带优先公优先公差带差带13种种常用公差常用公差带带59种种一般公一般公差带差带2720+4GB1801-79不经济不经济首首选选次次选选轴轴轴轴21常用、优先公差带与配合常用、优先公差带与配合54

12、3种种公差带公差带105种种公差带公差带优先公优先公差带差带13种种常用公差常用公差带带44种种2720+3GB1801-79不经济不经济首选首选次选次选孔孔22基孔制基孔制配配合合优先配优先配合合13种种常用配常用配合合59种种基轴基轴制制优先配优先配合合13种种常用配常用配合合47种种次次选选次选次选优选优选优选优选23公差与配合的选用公差与配合的选用 v 运动设计运动设计 v机械（机器）设计机械（机器）设计 结构设计结构设计 v 精度设计精度设计v精度设计是指对公差与配合及其他技术要求的分析、计算、精度设计是指对公差与配合及其他技术要求的分析、计算、选择和确定。选择和确定。v精度设计是机

13、械设计中至关重要的一环，它对机械的使用性精度设计是机械设计中至关重要的一环，它对机械的使用性能和制造成本都有很大影响，有时甚至起决定性作用。能和制造成本都有很大影响，有时甚至起决定性作用。v精度设计的精度设计的基本原则基本原则是是：保证机械产品的性能优良，制造经：保证机械产品的性能优良，制造经济可行，即应使机械产品的使用价值与制造成本的综合经济济可行，即应使机械产品的使用价值与制造成本的综合经济效果最好。效果最好。v尺寸精度设计的基本要求是合理规定基准制、公差等级与配尺寸精度设计的基本要求是合理规定基准制、公差等级与配合。合。24公差与配合的选用公差与配合的选用(精度设计精度设计)精度设计精度

14、设计内容内容 配合制（基准制）配合制（基准制）公差等级的选用公差等级的选用配合种类的选择配合种类的选择25公差与配合的选用公差与配合的选用一、配合制的选用一、配合制的选用 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）采用冷拉钢材直接做轴）采用冷拉钢材直接做轴 。（2）直径小的光轧钢丝作轴。）直径小的光轧钢丝作轴。 常常应用于一轴与多孔配合，常常应用于一轴与多孔配合，且配合性质不同的情况。且配合性质不同的情况。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。（3）结构上的需要

15、结构上的需要 。263.与与标准标准零部零部件配件配合，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，27二、标准公差等级的选用二、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，应尽量选用精度较低的公差等级。应尽量选用精度较低的公差等级。 282.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实例根据具体情况，参照已被实践证明合理的实例来选用。来

16、选用。 利用类比法，利用类比法， 表表2.7 各种加工方法可能达到的标准公差等级。各种加工方法可能达到的标准公差等级。例如例如 表表2.8 标准公差等级的应用范围，标准公差等级的应用范围，类比法类比法 和计算查表法和计算查表法。（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。29（2）计算查表法：计算查表法： 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=|Xmax-Xmin|=|ymin-yman|= | Xmax -yman| = TD+Td 表表3.2 3.2 孔和轴的公差等级孔和轴的公差等级 例例 已知已知 D=9

17、5，要求，要求Xmax +55m，Xmin +10m，确定孔、，确定孔、轴公差等级。轴公差等级。 解解: 查表查表3.2 Tf=|Xmax-Xmin | =45mITn+ IT(n-1) ) 得得: : IT5=15m， 如果孔、轴都选如果孔、轴都选6级，则级，则Tf=44 45（m），虽然符合上述），虽然符合上述公式要求，但不符合此时孔必须比轴低一级的要求。公式要求，但不符合此时孔必须比轴低一级的要求。因此，孔选因此，孔选6级，轴选级，轴选5级，级，其其Tf=37 45（m）。）。符合要求的是符合要求的是 TD= IT6，Td= IT5。 IT6=22m，IT7=35m。30三、配合的选用三

18、、配合的选用 根据使用要求和孔根据使用要求和孔轴间轴间有无相对运动有无相对运动 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.配合配合种类种类的选用的选用 （1 1）选用方法）选用方法 （2）尽量选用）尽量选用标准的标准的常用、优先的常用、优先的公差带和配合公差带和配合。 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。类比法是确定机械和仪器配合种类最常用的方法。类比法是确定机械和仪器配合种类最常用的方法。31 例例 已知已知D(d)=40，要求，要求X=+20+90m，若采用基孔制，若采用基孔制，试确定孔、轴

19、公差带和配合代号，并画出尺寸公差带图。试确定孔、轴公差带和配合代号，并画出尺寸公差带图。 解：解：（2）定孔确、轴公差等级定孔确、轴公差等级 Tf=查表查表得；得；TD=IT8=39m，（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=确定孔、轴的公差等级。确定孔、轴的公差等级。（2）（1）（3）（1）确定基准制确定基准制： 由题意为基孔制，由题意为基孔制，孔的基本偏差代号为孔的基本偏差代号为H。|+90-(+20)|= 70 =TD+TdTd=IT7=25m XmaxXmin25=+90=+2032 即即 -26 es -20 查

20、查 表轴的基本偏差数值，表轴的基本偏差数值，(4)(4)确定孔、轴公差带和配确定孔、轴公差带和配合代号合代号 孔：孔：公差带图公差带图由式（由式（2）由式（由式（1）和式（）和式（3）配合配合: :解得解得 es -20解得解得 es-26得该轴的基本偏差代号为得该轴的基本偏差代号为f, 其基本偏差数值其基本偏差数值es =轴：轴：-25mH8, ,f7。40H8/f7 33线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差1.未注尺寸公差的未注尺寸公差的公差等级公差等级 2.未注尺寸公差数值未注尺寸公差数值 见表见表 2.16。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

21、级 是指在车间一般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，在零件图上不工艺条件下和机械加工能力可能达到的公差，在零件图上不标注它们的公差。标注它们的公差。线线性尺寸的未注公差（一般公差）线线性尺寸的未注公差（一般公差） 若在生产中产生纠纷时，对未注公差按表若在生产中产生纠纷时，对未注公差按表 2.16的的 （GB/T 1804 2000）验收。）验收。34 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注出标准号和公差等级标准号和公差等级 。3.图样标注图样标注 例如图中例如图中225加工后，加工后，应按应按2250.5验验收。收。R3加工后，应加工后，应3 0.1

22、验收。验收。 如未注尺寸公如未注尺寸公差为差为m级时，级时，标注见图。标注见图。技术要求技术要求未注尺寸公差未注尺寸公差GB/T1804m35 识识读读尺尺寸寸公公差差及及配配合合标标注注零零件件图图尺尺寸寸公公差差标标注注装装配配尺尺寸寸公公差差及及配配合合标标注注基本尺寸基本尺寸基本偏差基本偏差标准公差标准公差基准制基准制极限盈隙极限盈隙配合类型配合类型极限极限偏差偏差基孔制基孔制基轴制基轴制间隙配合间隙配合过盈配合过盈配合过渡配合过渡配合最大间隙或过盈最大间隙或过盈最小间隙或过盈最小间隙或过盈配合公差配合公差上偏差上偏差下偏差下偏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36知识梳理与总结知识梳理与总结v一、有关一、有关尺寸的术语尺寸的术语有：基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸；有：基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸；有关配合的术语有：配合、配合类型、配合制。有关配合的术语有：配合、配合类型、配合制。v二、二、尺寸合格条件尺