孔、轴公差与配合 几何量公差与检测 教学课件

1、根本几何量精度一几何量包括长度尺寸精度和角度尺寸精度。几何量精度是指这些几何参数的精度。几何量精度设计的主要任务是要使机械产品能够满足几何参数互换性的要求。 第三章 孔、轴公差与配合几何量精度重点内容框图根本一、孔和轴在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义，即：孔指圆柱形内外表及其它内外表中，由单一尺寸确定的局部，其尺寸由D表示；轴指圆柱形的外外表及其它外外表中由单一尺寸确定的局部，其尺寸由d 表示。即：孔为包容面，轴为被包容面。如下图。d1D 1D 2Home二、有关尺寸的概念尺寸：用特定单位表示长度值的数字。根本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。实际尺寸：通过测量所得

2、的尺寸。包含测量误差，且同一外表不同部位的实际尺寸往往也不相同。用Da、da表示。极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为 Dmax、dmax和Dmin、 dmin表示。有关尺寸的概念二作用尺寸 孔的作用尺寸Dm：在配合的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸；Dm=Da-t形 轴的作用尺寸dm ：在配合的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。内接的最大理想轴外接的最小理想孔实际孔实际轴孔的作用尺寸轴的作用尺寸dm=da+t形有关尺寸的概念三最大实体尺寸MMS：对应于孔或轴的最大材料量实体大小的那个极限尺寸，即：轴

3、的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin。最小实体尺寸LMS：对应于孔或轴的最小材料量实体大小的那个极限尺寸，即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax。Home三、偏差与公差1.尺寸偏差：某一尺寸减去根本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。极限偏差又分上偏差ES、es和下偏差EI、ei。 ES=Dmax-D es=dmax-d EI=Dmin-D ei=dmin-d2.尺寸公差：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。孔、轴的公差分别用Th和Ts表示。 Th= Dmax- Dmin = ES-EI Ts= dmax- dmin = es-e

4、i尺寸公差带图举例画出根本尺寸为 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 、最小极限尺寸为的轴的公差带图。0+-50孔轴Home合格性判定原那么极限尺寸判断原那么 工件除线性尺寸误差外，还存在形状误差，为正确地判断工件尺寸的合格性，规定了极限尺寸判断原那么，即泰勒原那么。其内容为：孔或轴的作用尺寸不超过最大实体尺寸，任何位置的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。 DmDmin ， DaDmax dmdmax ， dadminHome配合与配合制配合的概念配合的种类配合公差配合制配合的类别通过公差带图，我们能清楚地看到孔、轴公差带之间的关

5、系。根据其公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。0+-根本尺寸孔轴孔轴孔轴配合制改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合，为便于现代大生产，简化标准，标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。基孔制：根本偏差为一定的孔的公差带与不同根本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。0+-根本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合 过渡或过盈轴配合制续基轴制：根本偏差为一定的轴的公差带与不同根本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。0+-轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合过渡配合过盈配合 过渡或过盈孔间隙配合具有间

6、隙包括最小间隙为零的配合称为间隙配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。 其特征值是最大间隙X max和最小间隙X min。孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用X max表示。 X max=D max- dmin=ES - ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙，用X min表示。 X min=D min - d max =EI - es实际生产中，平均间隙更能表达其配合性质。 X av =X max +X min/2孔XmaxXmin0+-轴过盈配合具有过盈包括最小过盈等于零的配合称为过盈配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。 其特征

7、值是最大过盈Y max和最小过盈Y min。孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用Y max表示。 Y max= D min- d max =EI - es孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈，用Y min表示。 Y min= D max - dmin=ES - ei实际生产中，平均过盈更能表达其配合性质。 Y av =Y max +Y min/2轴0+-YmaxYmin孔过渡配合可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠。 其特征值是最大间隙X max和最大过盈Y max。孔的最大极限尺寸减去轴的最小极

8、限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用X max表示。 X max= D max- dmin=ES - ei 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用Y max表示。 Y max = D min- d max =EI - es 实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙，也可能表示为平均过盈。即： X av 或Y av =X max +Y max/2孔轴0+-XmaxYmax配合公差 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量的一个重要的综合指标。

9、在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值。它的数值用公式表示为： 对于间隙配合 Tf =XmaxXmin 对于过盈配合 Tf =YminYmax 对于过渡配合 Tf =XmaxYmax 将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏差换算后代入上式，那么得三类配合的配合公差的共同公式为： Tf = Th +Ts配合代号标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公差带为分母。例如：40H8/f7，80K7/h6。 基准孔和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同性质的配合，如：AH和ah与基准件配合，形成间隙配合；JN和jn与基准件配合，根

10、本上形成过渡配合，PZC和pzc与基准件配合，根本上形成过盈配合。原那么上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了简化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种及规格，国家标准在尺寸500mm的范围内，规定了基孔制和基轴制的优先基孔制、基轴制各13种和常用配合基孔制59种，基轴制47种。 常用尺寸段配合特点公差设计时，尺寸500mm的常用尺寸段配合，应按优先、常用和一般公差带和配合的顺序，选用适宜的公差带和配合。标准推荐的优先、常用配合满足工艺等价原那么：当孔的标准公差大于IT8时，与同级基准孔相配合，如：H9/h9，H10/d10；当孔的标准公差小于IT8时，与高一级的基准轴相配合，

11、如：H7/m6，H6/k5；当孔的标准公差等于IT8，可与同级配合也可与高一级轴配合。如：H8/m7，H8/h8。其它尺寸段配合特点大尺寸段根本尺寸5003150mm：标准规定了常用轴公差带41种，孔公差带31种，没有推荐配合，规定一般采用基孔制的同级配合。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制配合。先按互换性生产选取配合；再选取较难加工的那个零件作为先加工件多数情况下孔，给它一个容易到达的公差；最后再根据所选的配合公差确定配制件多数情况是轴的公差。 “配制公差的代号为MF。小尺寸段尺寸至18mm：主要适用于仪器仪表和钟表工业，国标规定了163种轴公差带和145种孔公差带，标准未指明选用次

12、序，也未推荐配合。由于小尺寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复杂。第三章2、公差与配合国家标准的标准规定了有关线性尺寸精度标准的主要内容：标准公差根本偏差公差代号优先、常用和一般公差带基孔制、基轴制常用、优先配合的选用线性尺寸的一般公差 GO标准公差系列根据公差等级不同，国标规定标准公差分为20个等级，即IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。从IT01到IT18，等级依次降低，而相应的标准公差值依次增大。根本尺寸分段：为减少标准公差的数目，简化公差表格以利生产，国标对根本尺寸进行了分段，在标准公差和根本偏差的计算公式中，根本尺寸一律以所属尺寸段的几何平均值来计算。3

13、标准公差的特点同一公差等级的孔与轴，随着根本尺寸大小的不同规定不同的标准公差值。同一等级的公差具有相同的加工难易程度。标准公差的数值，一与公差等级有关，二为根本尺寸的函数根本偏差系列根本偏差：确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。它是公差带位置标准化的唯一指标。除JS和js外，均指靠近零线的偏差。与公差等级无关。根本偏差代号：用拉丁字母表示。大写表示孔，小写表示轴。在26个字母中除去易与其它混淆的I、L、O、Q、W，再加上七个用两个字母表示的代号CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC，共有28个代号，即孔和轴各有28个根本偏差。其中JS和js相对于零线完全对称。对于轴：ah的根本偏差为上偏

14、差es，其绝对值依次减小，jzc的根本偏差为下偏差ei，其绝对值依次增大。对于孔：AH的根本偏差为下偏差EI，其绝对值依次减小，JZC的根本偏差为上偏差ES，其绝对值依次增大。H为基准孔，根本偏差为下偏差，值为零；h为基准轴，根本偏差为上偏差，值为零。根本偏差值轴的根本偏差：是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见42表3-2。孔的根本偏差：根本尺寸500mm时，孔的根本偏差是从轴的根本偏差换算而来。换算规那么为：通用规那么：用同一字母表示的孔、轴根本偏差的绝对值相等，符号相反。即： ES=-ei EI=-es应用：AH，IT IT8的K、M、N和IT IT7的P ZC。特殊规那么：

15、用同一字母表示孔、轴根本偏差时，孔根本偏差和轴的根本偏差符号相反，而绝对值相差一个值。即： ES= -ei + 应用：IT IT8的K、M、N和IT IT7的P ZC。公差带代号公差带的代号由根本偏差代号与公差等级代号组成，如H7、h6、M8、d9等等。在图样上标注尺寸公差时，可以标注极限偏差，上偏差放在根本尺寸的右上角，下偏差放在根本尺寸的右下角，例；如： 、 ，也可以标注尺寸公差带代号，如：50H7、 50f6或者两者都标注50H7 、 50f6 。 HOME0优先、常用和一般公差带标准公差系列中的任一公差与根本偏差系列中任一偏差组合，即可得到不同大小和位置的公差带。在根本尺寸500mm内

16、组成种孔的公差带和种轴的公差带。如果将这些孔轴公差带在生产实际中都投入使用，显然是不经济的，也不必要。为了简化公差带种类，减少与之相适应的定值刀、量具和工艺装备的品种和规格，对根本尺寸至500mm的孔、轴规定了优先、常用和一般用途公差带。书P46图3-17和图3-18分别是轴和孔的一般用途公差带轴119种，孔105种，其中方框内为常用公差带轴59种，孔44种，带圆圈的为优先公差带轴孔各有13种。设计时应优先使优先公差带，其次才使用常用公差带，再其次才考虑使用一般用途公差带。HOME图3-17图3-18配合代号标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公

17、差带为分母。例如：40H8/f7，80K7/h6。 基准孔和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同性质的配合，如：AH和ah与基准件配合，形成间隙配合；JN和jn与基准件配合，根本上形成过渡配合，PZC和pzc与基准件配合，根本上形成过盈配合。原那么上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了简化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种及规格，国家标准在尺寸500mm的范围内，规定了基孔制和基轴制的优先基孔制、基轴制各13种和常用配合基孔制59种，基轴制47种。 表3-3基孔制优先常用配合表3-4基轴制优先常用配合常用尺寸段配合特点公差设计时，尺寸500mm的常用尺寸段配合，应按优先

18、、常用和一般公差带和配合的顺序，选用适宜的公差带和配合。标准推荐的优先、常用配合满足工艺等价原那么：当孔的标准公差大于IT8时，与同级基准孔相配合，如：H9/h9，H10/d10；当孔的标准公差小于IT8时，与高一级的基准轴相配合，如：H7/m6，H6/k5；当孔的标准公差等于IT8，可与同级配合也可与高一级轴配合。如：H8/m7，H8/h8。练习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。 50H8/f7， 30K7/h6， 30H7/p6000+-503030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

19、设备一般加工能力可保证的公差。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。线性尺寸的一般公差的国标规定1804国家标准规定了线性尺寸一般公差未注公差的标准。线性尺寸的一般公差规定了四个公差等级：精密级(f)、中等级(m)、和粗糙级(c)和最粗级(v)，相应极限偏差数值，见书中附表表3-10和3-11。以此确定倒圆半径和倒角高度等未注公差尺寸极限偏差数值在图样上标注线性尺寸的一般公差，只需要在图样或技术文件中用国标号和公差等级代号标注即可。例如按产品精密程度和车间普通加工经济精度选用标准中规定的m中等级时，可表示为：GB/T 1804m这说明图样上但

20、凡未注公差的线性尺寸包括倒圆半径尺寸及倒角尺寸均按m中等级加工和验收。 Home角度尺寸精度的根本概念机械零件中的角度尺寸多为圆锥或棱体所形成。角度尺寸的概念与线性尺寸相似，也有根本角度()、实际角度(a)、最大极限角度max和最小极限角度min等术语。角度尺寸和线性尺寸相似，也用角度尺寸的极限偏差和角度尺寸的公差来表达其精度要求。角度公差AT是实际角度的允许变动量。角度公差等于最大极限角度max和最小极限角度min之差，即 AT =maxmin角度尺寸公差11334国家标准规定的角度公差数值。角度公差分为个公差等级，依精度从高至低的顺序排列为AT1、AT2、AT12 角度公差可以用角度单位表

21、示，也可以用长度单位表示。当以微弧度(urad)或度、分、秒等角度单位表示时，角度公差代号为ATa；当以微米等长度单位表示时，角度公差的代号为ATD 。 ATa与ATD的换算关系为： ATD=ATaL10-3 式中ATD的单位为um，ATa的单位为mm，L的单位为mm。 角度公差带可以对零线按单向或双向配置。单向配置时，一个极限偏差为零，另一个极限偏差为正或负角度公差；双向配置时，可以是对称的公差带，极限偏差为ATa/2或ATD/2，也可以是不对称的。角度尺寸的一般公差如同线性尺寸一样，角度尺寸也有一般公差未注公差。角度尺寸一般公差适用于图样上标出角度数值的角度和通常不需要标出角度数值的角度，

22、如90角。如果某要素的功能要求允许采用比一般公差更大的公差时，那么应该在相应的角度尺寸旁直接标注其角度极限偏差。角度尺寸一般公差的极限偏差数值按角度短边长度确定，其公差等级分为中等级m、粗糙级c和最粗级v三级。GB11335规定的角度尺寸未注公差的极限偏差数值表可查阅有关标准。角度尺寸的一般公差的公差等级应在图样或技术文件上用标准号和公差等级符号表示。例如采用中等级m时，表示为 GB 11335m极限与配合的选择原那么一、尺寸公差带与未注公差 国家标准: 20个公差等级、28种根本偏差孔公差带： 20273 = 543 (J6、J7、J8)轴公差带: 20274 = 544 (j5、j6、j7

23、、j8)选用原那么：选用公差带时，应按优先、常用、一般、任意公差带的顺序选用 图3-17基轴制有47种常用配合，13种优先配合 。表3-4基孔制中有59种常用配合，13种优先配合。二、极限与配合的选用极限与配合的选择原那么实质上是尺寸的精度设计。基准制的选择选用基准制时，主要应从零件的结构、工艺、经济等方面来综合考虑。优先选用基孔制配合2.特殊场合选用基轴制配合 (举例 与滚动轴承内圈配合的轴应该选用基孔制；而与滚动轴承外圈配合的孔那么宜选择基轴制 为了满足某些配合的特殊需要 公差等级的选用 选择原那么是：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，计算法原那么：二、极限

24、与配合的选用公差等级的选用 选择考虑：3.公差等级的应用范围 4.选择时，既要保证设计要求，又要充分考虑加工工艺的可能性和经济性 公差等级的选用 选择考虑：6.熟悉常用公差等级的应用 5.在非基准制配合中，有的零件精度要求不高，可与相配合零件的公差等级之差23级。 配合种类的选择本质： 在确定了基准制的根底上，根据使用中允许间隙或过盈的大小及变化范围，选定非基准件的根本偏差代号。有的配合同时确定基准件与非基准件的公差等级。配合种类的选择间隙配合：工作时有相对运动或虽无相对运动但要求拆装方便的孔轴配合选择间隙配合。过渡配合：既要求对中精度又要求拆装方便的孔轴配合选择过渡配合。过渡配合的配合公差通

25、常较小。过盈配合：利用过盈来保证固定或传递载荷的孔轴配合选择过盈配合。选择配合时还应考虑：1载荷的大小2配合的装拆3配合件的长度 4配合件的材料5工作温度的影响6) 工作条件参考书P53表3-6各种根本偏差的应用实例计算法选择配合假设两工件结合面间的过盈或间隙量确定后，可以通过计算并查表选定其配合。根据极限间隙或极限过盈确定配合的步骤是：1) 首先确定基准制，2) 根据极限间隙或极限过盈计算配合公差，3) 根据配合公差查表选取孔、轴的公差等级，4) 按公式计算根本偏差值，5) 反查表确定根本偏差代号，6) 校核计算结果。 例：有一过盈配合的孔轴的根本尺寸为45mm,要求过盈在-45um到-86um,查表确