尺寸公差配合与检验课件

1、1第三章 尺寸公差、配合与检验 本章要点：尺寸、公差与配合的术语及定义尺寸公差与配合国家标准尺寸公差与配合的选用说明：我国第一个“公差与配合”国家标准（GB15917459）是参照苏联标准制定 的，1979年参照国际标准（ISO）制定了新的“公差与配合”标准 （GB/T1800 180479），20世纪90年代后期修订了此标准，并改名为“极限 与配合”（GB/T1800.1 1800.419971998、1999）。现使用的最新标准是（GB/T1800.1 2009）、 （GB/T1800.2 2009）、 （GB/T1801 2009）、 （GB/T1803 2003）、 （GB/T1804

2、 2000） 2第三章 尺寸公差、配合与检验 一、有关尺寸的术语及定义 尺寸用特定单位表示的线性值的数值，如直径、半径、宽 度、深度、中心距等。 基本尺寸设计时给定的尺寸，是根据零件强度、刚度或结构 功能等要求计算出来的，并经过圆整后确定的。一般用D表示孔、 d表示轴。 实际尺寸测量获得的尺寸。 极限尺寸是指一个尺寸所允许的两个极端值，其中较大的称 为最大极限尺寸（Dmax、dmax），较小的称为最小极限尺寸 （ Dmin、dmin ）。第一节 尺寸、公差与配合术语及定义3第三章 尺寸公差、配合与检验 公差与配合示意图4第三章 尺寸公差、配合与检验 二、有关偏差、公差的术语及定义 尺寸偏差是指

3、某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差，包括实 际偏差和极限偏差（上偏差ES、es及下偏差EI、ei）,其值可 正、可负或零。 尺寸公差是指所允许的尺寸变动量，为最大极限尺寸减去最 小极限尺寸之差，或上偏差减去下偏差之差。其值恒为正。孔公差 Th=DmaxDmin=ESEI轴公差 Ts=dmaxdmin=esei 公差带图解、零线及公差带用图形来表示孔、轴基本尺寸、 极限尺寸及公差之间关系的图称为公差带图解。在公差带图中， 用来确定基本尺寸或偏差的一条直线称为零线，零线上方表示正 偏差，零线下方表示负偏差。在公差带图中，用来代表上、下偏 差的两条直线所限定的区域称为尺寸公差带。5第三章 尺寸公差、配

4、合与检验 基本偏差是指在公差带图中用来确定公差带相对零线位置的 极限偏差，一般为靠近零线的那个上偏差或下偏差。 标准公差是指国家标准中所规定的任一公差，它确定了公差 带大小。孔、轴基本偏差公差带图注：在公差带图中，公差带相对零线的位置由基本偏差确定，公差带大小由标准公差 值确定。6第三章 尺寸公差、配合与检验 三、有关配合的术语及定义 配合是表示基本尺寸相同并相互结合的孔、轴公差带之间的 关系。 孔与轴孔通常指工件圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表 面，即包容面；轴通常指工件圆柱形外表面，也包括非圆柱形外 表面，即被包容面。7第三章 尺寸公差、配合与检验 间隙与过盈在孔与轴的配合中，孔的尺寸减去

5、轴的尺寸所得 的代数差，当差值为正时称为间隙（用X表示），当差值为负时 称为过盈（用Y表示）。 配合制度（基准制）以两个相配合的孔、轴零件其中一个为 基准件（基本偏差一定），而改变另一个零件的公差带位置， 形成间隙、过渡和过盈三种不同配合的配合制度。 基孔制是指基本偏差为一定的孔公差带（下偏差为零），与不 同基本偏差轴的公差带形成各种配合的制度。注：在计算间隙或过盈时，始终用孔的尺寸减去轴的尺寸，根据其差值的正、负 来判断是间隙还是过盈。8第三章 尺寸公差、配合与检验 基孔制配合（基准孔H）9第三章 尺寸公差、配合与检验 基轴制是指基本偏差为一定轴的公差带（上偏差为零），与不 同基本偏差孔的公

6、差带形成各种配合的制度。基轴制配合（基准轴h）10第三章 尺寸公差、配合与检验 间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上，保证具有间隙的配 合（包括最小间隙为零）。最大间隙：Xmax=Dmaxdmin=ES ei=（+）最小间隙：Xmin=Dmin dmax=EI es=（+或0）配合公差：Tf=Xmax Xmin=Th+Ts=（+）11第三章 尺寸公差、配合与检验 孔轴基本尺寸5050上偏差ES=+0.039 es=0.025 （基本偏差） 下偏差EI=0（基本偏差） ei=0.050 标准公差0.039 0.025 最大极限尺寸50.039 49.975最小极限尺寸50.00049.950最大间

7、隙Xmax=50.039-49.950=0.089最小间隙Xmin=50.000-49.975=0.025配合公差（间隙公差）0.089-0.025=0.064 或0.039+0.025=0.064 例题1：12第三章 尺寸公差、配合与检验 最大过盈：Ymax=Dmin dmax=EI es=()最小过盈：Ymin=Dmax dmin=ES ei=（ 或0 ）配合公差：Tf=Ymin Ymax=Th+Ts=（+） 过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下，保证具有过盈的配 合（包括最小过盈为零）。13第三章 尺寸公差、配合与检验 孔轴基本尺寸5050上偏差ES=+0.025es=+0.059 下偏差

8、EI=0（基本偏差） ei=+0.043 （基本偏差） 标准公差0.025 0.016最大极限尺寸50.02550.059最小极限尺寸50.00050.043最大过盈Ymax=50.000-50.059=0.059最小过盈Ymin=50.025-50.043=0.018配合公差（过盈配合） 0.018 ( 0.059)=0.041 或 0.025+0.016=0.041 例题2：14第三章 尺寸公差、配合与检验 过渡配合在孔与轴配合中，由于两者的公差带相互重叠，任取 一对孔和轴相配，可能具有间隙，也可能具有过盈。最大间隙：Xmax=Dmax dmin=ES ei=(+)最大过盈：Ymax =X

9、min =Dmin dmax=EI es=（ ）配合公差：Tf=|Xmax Ymax|=Th+Ts=（+）15第三章 尺寸公差、配合与检验 孔轴基本尺寸5050上偏差ES=+0.025es=+0.018下偏差EI=0（基本偏差） ei=+0.002 （基本偏差） 最大极限尺寸50.025 50.018最小极限尺寸50.00050.002标准公差0.0250.016最大间隙Xmax=50.025 50.002=0.023最小间隙Xmin=50.000 50.018= 0.018Ymax配合公差0.023 （ 0.018）=0.041或0.025+0.016=0.041例题3：16第三章 尺寸公差

10、、配合与检验 第二节 尺寸公差与配合国家标准一、标准公差系列 标准公差因子（单位）是国家标准极限与配合制中，用来确 定标准公差的基本单位。 在常用尺寸段（500mm），公差因子 i 计算式为：式中 D基本尺寸段的几何平均值，单位为mm； i公差因子，单位为m。 式中第一项反映加工误差的影响 ，第二项测量误差的影响。 在大尺寸段（500mm3150mm），公差因子 I 计算式为：17第三章 尺寸公差、配合与检验 尺寸500mm的IT5至IT18级标准公差计算表公差等级 IT5 IT6 IT7IT8IT9IT10IT11公差值（m） 7i 10i 16i 25i 40i64i100i 标准公差等级

11、标准公差等级分为20级，用标准公差符号IT和数字 表示，即IT 01、 IT 0、 IT 1、 IT 18。从IT01到IT18，等级依次降 低，而相应的标准公差值依次增大。公差等级 IT12IT13 IT14IT15IT16IT17IT18公差值（m） 160i 250i 400i 640i 1000i1600i2500i特点：IT6IT18公差等级系数采用了R5优先数系，即q=1.6。每增5个等级，公 差值增加到10倍。18第三章 尺寸公差、配合与检验 尺寸500mm的IT01至IT1级标准公差计算式公差等级IT01 IT0IT1公差值（m） 0.3+0.008D 0.5+0.012D 0

12、.8+0.020D 尺寸500mm的IT2至IT4级标准公差计算式注1：各等级标准公差值见表3-1。其中IT01、IT0两级公差值未列出， 500mm315mm各级公差值也未列出。注2：尺寸500mm3150mm的标准公差值的计算方法同上，只是其公差单位 I值不同而已。19第三章 尺寸公差、配合与检验 基本尺寸分段为减少标准公差数目，简化标准公差表格，需对基 本尺寸进行分段。 国标将基本尺寸小于3150mm分为21个主段落。 对同一段落的所有基本尺寸，均用首尾两个尺寸的几何平均值作为D， 即在同一公差等级下，取相同的公差值。基本尺寸分段(mm)尺寸范围主要段尺寸分段大于到大于到大于到50036

13、1018361018303050801201805080120180250250315400315400500大于500到31505006308006308001000100012501600125016002000200025002500315020第三章 尺寸公差、配合与检验 二、基本偏差系列 基本偏差系列概述基本偏差是国标中确定公差带位置的唯一指标。孔、轴基本偏差代号用英文字母表示，孔用大写字母，轴用小写字母，共28个基本偏差。（注意孔、轴同名偏差的倒影关系）对于孔，代号AH，公差带在零线上方，基本偏差为下偏差EI（正值），其中H的基本偏差EI=0，称为基准孔；代号J ZC，公差带在零线

14、下方，基本偏差为上偏差ES(除J和K外，其余为负值)；Js为对称分布，其偏差为上偏差ES或下偏差EI，并等于IT/2。对于轴，代号ah，公差带在零线下方，基本偏差为上偏差es（负值），其中h的基本偏差es=0，称为基准轴；代号j zc，公差带在零线上方，基本偏差为下偏差ei(除j外，其余为正值)；js为对称分布，其偏差为上偏差es或下偏差ei，并等于IT/2。21第三章 尺寸公差、配合与检验 基本偏差系列22第三章 尺寸公差、配合与检验 基本偏差系列中仅绘出了公差带的一端，未绘出另一端，它取决于公差值大小。因此，任何一个公差带代号都是由基本偏差代号与公差等级数联合表示，如H7、h6、G8、p6

15、等。 轴的基本偏差计算注：基本尺寸至500mm国标轴的基本偏差见教材表3-4 基本尺寸 500mm轴的28个基本偏差计算公式见表3-3，是根据经验公式计算结果并进行圆整而得。在基孔制配合中，分三种情况： ah用于间隙配合，其基本偏差为上偏差es。 jn用于过渡配合，其基本偏差为下偏差ei。 pzc用于过盈配合，其基本偏差为下偏差ei。 轴的另一偏差（上偏差或下偏差）可根据轴的基本偏差和标准公 差值，按下列公式计算： ei=es-Ts es=ei+Ts 23第三章 尺寸公差、配合与检验 孔的基本偏差换算换算前提： 基本偏差字母代号同名的孔和轴，分别构成的基轴制与基孔制的配合，在相应公差等级的条件

16、下，其配合性质必须相同，即具有相同的极限间隙或极限过盈。（1）当公差等级低时，孔与轴采用同级配合，如：25F8/h8（基轴制）与25H8/f8（基孔制）。（2） 当公差等级高时，孔应与高一级的轴配合（异级配合），如：25F7/h6（基轴制）与25H7/f6（基孔制）。 通用规则（同级配合）：同名代号的孔和轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即： AH： EI=es JZC： ES= ei24第三章 尺寸公差、配合与检验 基本偏差系列25第三章 尺寸公差、配合与检验 特殊规则（异级配合）：同名代号的孔和轴基本偏差的符号相反，而绝 对值相差一个值，即： ES=ei+ =ITn ITn-1=Th T

17、s通用规则适用范围：AH；标准公差IT8的K、M、N； 标准公差 IT7的PZC。26第三章 尺寸公差、配合与检验 适用范围：标准公差IT8的K、M、N；标准公差IT7的PZC。注：基本尺寸至500mm国标孔的基本偏差见教材表3-5。 例题3-3：试用查表法确定20H7/p6（基孔制），20P7/h6（基轴制）的孔与轴的极限偏差，绘制公差与配合图，计算两个配合的极限过盈。 解：（1）查表确定孔、轴的标准公差。查表3-1得：IT6=13m， IT7=21m。（2）查表确定轴的基本偏差。查表3-4得：h的基本偏差es=0，p的基本偏 差ei=+22m。（3）查表确定孔的基本偏差。查表3-5得：H的

18、基本偏差EI=0，P的基本偏差ES= 22+ = （ 22+8）= 14m。（4）计算轴的另一个极限偏差。h6的另一个极限偏差ei=es IT6=0 13= 13m。p6的另一极限偏差es=ei+IT6=+22+13=+35m。27第三章 尺寸公差、配合与检验 （5）计算孔的另一个极限偏差。H7的另一个极限偏差ES=EI +IT7=0 +21= +21m。P7的另一极限偏差EI=ES IT7=( 14 21)= 35m。（6）标出极限偏差。（7）作出公差与配合图。20H7/p6，20P7/h6公差与配合28第三章 尺寸公差、配合与检验 （8）计算极限过盈。 对于20H7/p6，Ymax=EI

19、es=0 35= 35m。 Ymin=ES ei=+21 22= 1m。 对于20P7/h6，Ymax=EI es=35 0= 35m。 Ymin=ES ei= 14 (13)= 1m。结论： 20H7/p6和20P7/h6的配合性质相同。三、国家标准规定的公差带与配合 一般、常用和优先的公差带。理论上：孔的公差带有：20*27+3543种， 轴的公差带有：20*27+4 544种。 （基本偏差J 只有3个等级， j有4个等级）29第三章 尺寸公差、配合与检验 国标对尺寸500mm轴、孔公差带的规定： 基孔制配合下轴的公差带：一般116个，常用59个，优先13个。一般、常用和优先的轴公差带（尺

20、寸500mm ）30第三章 尺寸公差、配合与检验 基轴制配合下孔的公差带：一般105个，常用44个，优先13个。一般、常用和优先的孔公差带（尺寸500mm ）31第三章 尺寸公差、配合与检验 常用和优先配合国标对配合的规定 基孔制配合下：常用配合59种，优先配合13种（见表3-6）。 基轴制配合下：常用配合47种，优先配合13种（见表3-7）。四、一般公差（线性尺寸的未注公差）一般公差是指在车间加工条件下可以保证的公差。采用一般公差的尺寸，该尺寸不标注极限偏差或其它代号。在正常情况下一般不检验。线性尺寸的一般公差等级分为精密级（f）、中等级（m）、粗糙级（c）和最粗级（v）四个等级，见表3-8

21、。注：表中四个公差等级的数值相当于IT12、IT14、IT16和IT17。32第三章 尺寸公差、配合与检验 第三节 尺寸公差与配合的选用一、配合制的选用 选择配合制时，应从结构、工艺性及经济性几个方面才综合分析考虑。具体有几种情况： 一般情况优先选用基孔制。但在以下几种情况下应选用基轴制： 不需进行机械加工的冷拔钢做轴，主要应用于农业机械和纺织机 械。 加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔困难，采用基轴制较经济。 在同一基本尺寸的轴上要装配几个不同配合要求的零件时。（举例）33第三章 尺寸公差、配合与检验 基准制选择示例一34第三章 尺寸公差、配合与检验 与标准件配合，以配合的标准件而定。 为满

22、足特殊需要时，允许采用任一孔、轴公差带组成配合。（举例）基准制选择示例二35第三章 尺寸公差、配合与检验 二、公差等级的选用两点原则： 在满足设计要求下经济性要好； 在较高等级下孔比轴低一等级。（标准公差IT8的K、M、N；标准公差IT7的PZC。） 公差等级选用一般采用类比法。三、配合种类的选用 计算法； 试验法； 类比法。例题3-4：有一孔、轴配合，基本尺寸为100mm，要求配合的过盈或间隙在0.048+0.041mm范围内。试确定此配合的孔、轴公差带和配合代号。36第三章 尺寸公差、配合与检验 解：（1）选择基准制。由于没有特殊要求，所以应优先选用基孔制，即 孔的基本偏差代号为H。（2）

23、确定孔、轴公差等级。由已知条件可知，此孔、轴结合为过渡配合， 其允许的配合公差为： Tf=Xmax Ymax=0.041mm (0.048)mm=0.089mm 而，Tf=Th+Ts=0.089mm，先设孔、轴为同级配合，则 Th=Ts=Tf/2=0.089/2=0.0445mm=44.5m 查表3-1可知，此公差值介于IT7=35m和IT8=54m之间，而在此公差等级范围内，国家标准要求孔比轴低一级配合，故选取孔公差等级为IT8，轴公差等级为IT7。此时，需对配合公差重新进行验算，即：T7+T8=0.035+0.054=0.089mmTf 37第三章 尺寸公差、配合与检验 （3）确定轴的基本

24、偏差代号。由于采用的是基孔制配合，则孔的基本偏差 代号为H8，则孔的基本偏差为EI=0，而孔的另一极限偏差为ES=EI+IT8 =0+0.054mm=0.054mm。 根据ESei=Xmax=0.041mm，可以推算出轴的下偏差ei=ES Xmax =0.054 0.041=0.013mm。查表3-4可知，ei=0.013mm，对应的轴的基本偏 差代号为m，即轴为m7。所以，轴的另一极限偏差为es=ei+IT7 =0.013+0.035=0.048mm。（4）选择的配合为：（5）验算。 Xmax=ES ei=0.054 0.013=0.041mm Ymax=EI es=0 0.048= 0.048mm38第三章 尺寸公差、配合与检验 四、公差与配合选用及标注举例 装配图上的标注 除标注总体尺寸、重要联系尺寸外，配合处应标注公差与配合以及必要的几何公差。公差与配合标注可采用三种形式。39第三章 尺寸公差、配合与检验 40第三章 尺寸公差、配合与检验