第二章光滑圆柱形结合的极限与配合

1、第第2章章 光滑圆柱形结合的极限与配合光滑圆柱形结合的极限与配合基本术语及其定义基本术语及其定义2.1极限与配合标准的基本规定极限与配合标准的基本规定2.2公差带与配合的选用公差带与配合的选用2.32.1 基本术语及其定义基本术语及其定义2.1.1 孔与轴孔与轴 在机器或仪器中，最基本的装配关系是由一个零件的内表面包容另一个零件的外表面所形成的。 孔是指工件各种形状的内表面，包括圆柱形内表面及其他由单一尺寸形成的非圆柱形包容面。 轴是指工件各种形状的外表面，包括圆柱形外表面及其他由单一尺寸形成的非圆柱形被包容面。2.1.2 尺寸的术语及其定义尺寸的术语及其定义1.尺寸 用特定单位表示长度大小的

2、数值。2.基本尺寸设计给定的尺寸。 孔D，轴d。3.实际尺寸 通过测量获得的尺寸。孔Da，轴da。4.极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。孔Dmax，Dmin，轴dmax，dmin。2.1.3 偏差与公差的术语及其定义偏差与公差的术语及其定义1.尺寸偏差:某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。 （1）极限偏差 :极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减去基本尺寸最大极限尺寸减去基本尺寸最小极限尺寸减去基本尺寸最小极限尺寸减去基本尺寸上偏差（孔上偏差（孔ES, 轴轴es）下偏差（孔下偏差（孔EI，轴，轴ei） 孔：孔：ES=Dmax-D ； EI=Dmin -D 轴：轴：es=dmax -

3、d ； ei=dmin -d（2）实际偏差：实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。 孔：Ea=Da-D ； 轴：ea=da-d2.尺寸公差：允许尺寸的变动量。 孔：Th=|Dmax-Dmin|=|ES-EI| 轴：Ts=|dmax-dmin|=|es-ei|3.零线与尺寸公差带（1）零线：在极限与配合图解中，代表基本尺寸的一条直线（偏差的基准线）。（2）尺寸公差带：在极限与配合图解中，由代表上偏差和下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带两要素公差带两要素大小大小位置位置（由标准公差决定）（由标准公差决定）（由基本偏差确定）（由基本偏差确定） （4）基本偏差：国家标准规定的上偏差或下偏差，一）基

4、本偏差：国家标准规定的上偏差或下偏差，一般是靠近零线的那个极限偏差。使公差带相对零钱的位置般是靠近零线的那个极限偏差。使公差带相对零钱的位置标准化。标准化。 （5）标准公差：国家标准规定的公差值，使公差带大）标准公差：国家标准规定的公差值，使公差带大小标准化。小标准化。（有关标准公差和基本偏差的具体内容见第二节）（有关标准公差和基本偏差的具体内容见第二节）例题例题 画出基本尺寸为 50，最大极限尺寸为 50 .025 、最小极限尺寸为 50 mm的孔与最大极限尺寸为 49.975 、最小极限尺寸为 49.959mm的轴的公差带图。2.1.4 配合的术语及其定义配合的术语及其定义1.配合：基本尺

5、寸相同的、相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。2.间隙与过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。 差值为正时，称为间隙（X） 差值为负时，成为过盈（Y）3.配合的类型：间隙配合，过渡配合，过盈配合。（1）间隙配合：具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。 最大间隙 Xmax =Dmax -dmin =ES-ei 最小间隙 Xmin =Dmin -dmax =EI-es（2）过盈配合：具有过盈（包括 Ymin =0 ）的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。 最大过盈 Ymax =Dmin -dmax =EI-es 最小过盈 Ymin =Dmax -dmin =ES-

6、ei （3）过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合。孔轴公差带相互交叠。 最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最大过盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es4.配合公差（Tf）间隙配合的配合公差（间隙公差）: Tf=|Xmax-Xmin|=Th+Ts过盈配合的配合公差（间隙公差）: Tf=|Ymin-Ymax|=Th+Ts过渡配合的配合公差（间隙公差）: Tf=|Xmax-Ymax|=Th+Ts例题例题计算: 配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图，说明配合类别。解：（1） 最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)= +0.066 mm最小间隙 Xm

7、in=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差 T f =XmaxXmin=+0.066-(+0.025) = 0.041 mm(2) 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.059)= -0.059mm最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043) = -0.018mm配合公差 T f =YminYmax=-0.018-(-0.059)= 0.041 mm(3) 最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)= +0.023 mm 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.018)= -0.018 mm 配合公差 Tf =Xmax

8、Ymax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm2.2 极限与配合标准的基本规定极限与配合标准的基本规定2.2.1 标准公差2.2.2 基本偏差2.2.3 公差带2.2.4 孔、轴极限偏差数值的确定2.2.5 配合2.2.6 一般公差线性尺寸的未注公差2.2.7 温度条件2.2.1 标准公差标准公差 极限偏差、公差的具体数值都不是由设计人员任意决定的，而是国家标准按照一定的规则规定并列成表格供设计人员选用的。1.标准公差：国标规定的公差值。 由以下因素确定标准公差：标准公差等级和基本尺寸分段。（1）标准公差等级 指确定尺寸精度的等级。由于零件和零件上不同部位的尺寸对精确程度的要求往

9、往不相同，为了满足生产的需要，国家标准设置了 20 个公差等级。 IT01，IT0，IT1，IT2，IT3 . IT18 高 公差等级 低 小 公差数值 大 难 加工程度 易 （2）基本尺寸分段 理论上，根据标准共产计算公式，每一个基本尺寸都可得到一个公差值。这就会形成一个庞大地公差数值表，给生产带来麻烦。所以，必须简化公差表格，简化地方法之一就是对基本尺寸进行分段。 基本尺寸在500mm内分为13段。每分段以该段首尾两项的几何平均值来计算标准公差，既分段内所有基本尺寸的标准公差都用该几何平均值来计算。小于3mm的分段，其平均值为1.732。2.2.2 基本偏差基本偏差1.基本偏差及其代号（1

10、）基本偏差 基本偏差是指用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差，它决定了公差带的位置。（2）基本偏差代号2.基本偏差系列图及特征（1）轴的基本偏差从ah为上偏差，从j zc为下偏差，js的上下偏差分别为+IT/2和-IT/2。（2）孔的基本偏差从A 为下偏差，从J ZC 为上偏差，JS的上下偏差分别为+IT/2和-IT/2。（3）孔、轴的公差带代号由基本偏差代号与标准公差等级数字组成。两种代号并列，字高相同，如H8。（4）基本偏差的具体数值由经验公式计算得出，主要与基本尺寸有关。另一偏差取决于标准公差的大小。2.2.3 公差带公差带1.公差带代号：由基本偏差

11、代号与公差等级数字组成。2.图样上标注尺寸公差的方法 在基本尺寸后注出基本偏差代号和公差等级。配合精度明确，标注简单，但数值不直观。适用于量规检测的尺寸。 注出基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）。数值直观，用万能量具检测方便。试制单件及小批生产用此法较多。 在基本尺寸后，注出基本偏差代号、公差等级及上、下偏差值，偏差值要加上括号。既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。3.公差带系列2.2.4 孔、轴极限偏差数值的确定孔、轴极限偏差数值的确定1.基本偏差的数值2.另一极限偏差的确定基本偏差决定了公差带中的一个极限偏差，即靠近零线的那个偏差，从而确定了公差带的位置，而另一个极限偏

12、差的数值，可由下式计算。对轴 es=ei+IT或ei=es-IT对孔 ES=EI+IT或EI=ES-IT3.极限偏差表2.2.5 配合配合1.配合制 从理论上讲，任何一种孔的公差带和任何一种轴的公差带都可以形成一种配合。但为了便于应用，国标对孔轴公差带的相对位置关系，规定了两种配合制度：基孔制和基轴制。 基孔制配合：孔的公差带位置不变，通过改变轴的公差带位置以形成不同配合性质的配合制度。基孔制中的孔称为基准孔，其基本偏差为下偏差且为零，代号为H。 基轴制配合：轴的公差带位置不变，通过改变孔的公差带位置以形成不同配合性质的配合制度。基轴制中的轴称为基准轴，其基本偏差为上偏差且为零，代号为h。2.

13、配合代号 2.2.6 一般公差一般公差线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差1.线性尺寸的一般公差的含义 图样上未曾注出的尺寸称为未注公差尺寸。在车间一般加工条件下、机床设备一般加工能力可保证的公差称为一般公差。它代表经济加工精度。主要用于较低精度的非配合尺寸，可不检验。能简化制图，节省图样设计时间。2.线性尺寸的一般公差标准（1）适用范围 GB/T18042000规定的极限偏差适用于低精度的非配合尺寸。（2）公差等级与数值 GB/T18042000规定了线性尺寸的一般公差等级和极限偏差。一般公差等级分为四级： f（精密级）、m（中等级） c（粗糙级）、v（最粗级）极限偏差全部采用对称偏差值。3

14、.线性尺寸的一般公差的表示方法 在图样上、技术文件或标注中，用标准号和公差等级符号表示。例如： 选用中等级时，表示为 GB/T1804 m 选用粗糙级时，表示为 GB/T1804 c线性尺寸的极限偏差数值线性尺寸的极限偏差数值2.2.7 温度条件温度条件 一个零件在某一温度条件下测量合格，而在另一温度条件条件下测量可能不合格，特别是高精度零件出现这种情况的可能性更大。 极限与配合标准中规定：尺寸的基准温度是20C。含义是：图样上和标准上规定的极限与配合实在20C时给定的，因此测量结果应以工件和测量器具的温度在20C时为准。2.3 公差带与配合的选用公差带与配合的选用2.3.1 公差等级的选用2.3.2 配合的选用2.3.1 公差等级的选用公差等级的选用 选用原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级 方法：类比法。2.3.2 配合的选用配合的选用1.配合制的选