第2章孔与轴的极限与配合课件

第2章孔与轴的极限与配合极限与配合国家标准GB/T1800.1-1997极限与配合基础第1部分:词汇GB/T1800.2-1998极限与配合基础第2部分:公差、

偏差和配合的基本规定GB/T1800.3-1998极限与配合基础第3部分:标准公差与基本偏差数值表GB/T1800.4-1999极限与配合基础第4部分:标准公差等级和孔轴的极限偏差表GB/T1801-1999极限与配合公差带与配合的选择GB/T1803-2003极限与配合基本尺寸至18mm的孔轴公差带GB/T1804-2000一般公差、未注公差的线性和角度尺寸的公差本章结构1.1基本术语及其定义1.2常用尺寸公差带与配合标准------极限与配合标准的构成1.3尺寸精度与配合设计的内容与方法1.1基本术语及其定义1.1.1有关尺寸的术语和定义1.1.2有关偏差、公差、公差带图的术语和定义1.1.3有关配合的术语和定义1.1.1有关尺寸的术语和定义1.基本尺寸2.实际尺寸3.极限尺寸4.最大实体状态(MMC)最大实体尺寸(MMS)5.最小实体状态(LMC)最小实体尺寸(LMS)基本尺寸—指结构设计和强度、刚度计算确定的尺寸.孔(轴)直径的基本尺寸符号:D(d)其它长度的基本尺寸符号:L

ＤLdLLL1.基本尺寸2.实际尺寸—对完工零件用两点法测量所得到的尺寸.da测量器具与零件两点接触LaLaDa孔(轴)直径的实际尺寸符号:Da(da)其它长度的实际尺寸符号:LaLa由于形状误差的存在,孔、轴实际尺寸Da/da不唯一.实际尺寸Da(da)、含测量误差daLaLaDaLa3.极限尺寸:允许零件实际尺寸变化的两个界限值DminDaDmaxDdmaxdadmin4.最大实体状态(MMC)最大实体尺寸(MMS)最大实体状态----孔或轴在极限尺寸范围内，具有材料量为最多时的状态。最大实体尺寸----孔或轴在最大实体状态时的尺寸。孔的最大实体尺寸=孔的最小极限尺寸轴的最大实体尺寸=轴的最大极限尺寸5.最小实体状态(LMC)最小实体尺寸(LMS)最小实体状态----孔或轴在极限尺寸范围内，具有材料量为最少时的状态。最小实体尺寸----孔或轴在最小实体状态时的尺寸。孔的最小实体尺寸=孔的最大极限尺寸轴的最小实体尺寸=轴的最小极限尺寸零件合格的条件

最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸

Dmax

≥Da≥Dmin

dmax

≥da≥dmin

Lmax

≥La≥Lmin1.1.2有关尺寸偏差、公差、公差带

图的术语和定义

偏差尺寸公差尺寸公差带图及公差带标准公差IT和基本偏差1.偏差实际尺寸–

基本尺寸

=实际偏差

偏差—某一尺寸与基本尺寸的代数差实际尺寸–

基本尺寸=实际偏差孔Da–D=Ea

轴da–D=ea

极限尺寸–

基本尺寸

=

极限偏差最大极限尺寸–基本尺寸=上偏差

最小极限尺寸–基本尺寸=下偏差

孔Dmin–D=EI轴dmin–D=ei孔Dmax–D=ES轴dmax–D=es有了偏差的概念后，尺寸合格条件也可表示为：

上偏差

≥实际偏差≥下偏差

ES

≥Ea≥ＥI

es

≥

ea

≥ei2.尺寸公差孔、轴的尺寸公差用符号TD、Td

表示:

TD

=Dmax－Dmin=ES－EI

Td

=dmax－dmin=es－ei

尺寸公差用符号T表示:

T=Lmax－Lmin尺寸公差---允许尺寸的变动量偏差=0不标出3.尺寸公差带图及公差带上偏差+0-下偏差下偏差…………………………………………………………………………TT+0-+2-1960…………………………………………………………………………+21公差带沿零线方向的长度可适当选取单位:mm单位:mm单位:mm单位:um基本尺寸偏差前必须冠于“+”或“-”+0.021+0-+0.002-0.01960尺寸公差带二要素大小----由公差值T确定位置----由上偏差或下偏差确定上偏差+0-下偏差下偏差DTT靠近零线的上偏差或下偏差4.尺寸公差带二要素---标准公差IT和基本偏差1.1.3有关配合的术语和定义1.配合2.间隙和过盈3.配合类别及其特征参量4.配合公差5.基准制配合---基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。1.配合+0-D孔轴图例：+0-D+0-D---孔的尺寸(偏差)减轴尺寸(偏差)的代数差。间隙X=孔的尺寸(偏差)-轴尺寸(偏差)>0

过盈Y=孔的尺寸(偏差)-轴尺寸(偏差)<0

Da（Ea）-da

（ea）>0实际间隙Xa=

Da（Ea）-

da（ea）<0实际过盈Ya=2.间隙和过盈XaTDTdYaTDTdXaTDTdYaDmax(ES)–dmin(ei)>0最大极限间隙Xmax=Dmax(ES)–dmin(ei)<0最小极限过盈Ymin=

Dmin(EI)–dmax(es)>0最小极限间隙Xmin=Dmin(EI)–dmax(es)<0最大极限过盈Ymax=XmaxTDTdYmaxXmaxTDTdXminYmaxTDTdYmin

配合：基本尺寸相同的、相互结合的、孔和轴的

公差带之间的关系。孔轴图例：-----间隙配合+0-D+0------过盈配合D-----过渡配合

+0-D3.配合类别及其特征参量

Xmax=ES－eiXmin=EI－esXav=(Xmax+Xmin)/2表示间隙配合松紧程度的参量：Xmax+80+60Xmin0+20Xav+40+40+40-40+20-20-40TDTDTdTd+0-D例:Ymax-80-60Ymin0-20Yav-40-40

Ymin

=ES－ei

Ymax

=EI－esYav=(Ymax+Ymin)/2表示过盈配合松紧程度的参量：-80-20-40-60TDTDTdTd+0-D-40例:Ymax-60-30Xmax20+10Xav（Yav

）+20-10

Xmax

=ES－ei

Ymax

=EI－esXav（Yav）=(Ymax+

Xmax)/2表示过渡配合松紧程度的参量：按此配合要求生产的孔、轴间隙的概率大-40-20+10-10TDTDTd+0-D-20+20Td按此配合要求生产的孔、轴过盈的概率大4.配合公差--允许间隙或过盈的变动量

间隙配合:Tf＝Xmax－Xmin过盈配合:Tf＝

Ymin

－Ymax

＝TD+

Td过渡配合:Tf＝Xmax

－YmaxXmaxXminYmaxXmaxYmaxYmin5.基准制

基孔制

基轴制基准制---为了设计和制造上的经济性，把其中孔公差带或轴公差带的位置固定,而改变轴公差带或孔公差带的位置,来实现所需要的各种配合的制度。

固定孔公差带位置，改变轴公差带位置来实现所需要的各种配合的制度------基孔制０-+DTDTDTDTdTdTd固定轴公差带位置，改变孔公差带位置来实现所需要的各种配合的制度------基轴制０-+DTDTDTDTdTdTd1.2常用尺寸公差带与配合标准

------极限与配合标准1.2.4一般、常用、优先公差带与配合---孔、轴尺寸公差带与配合的优选1.2.3尺寸公差带标注和孔、轴公差带代号与配合代号

1.2.1标准公差系列---孔、轴尺寸公差带大小标准

1.2.2基本偏差系列---孔、轴尺寸公差带位置标准

1.2.5未注公差尺寸的公差带标准结构

1.2.1标准公差系列

---孔、轴注出尺寸公差带大小标准1.标准公差代号及分级标准公差代号：IT高精度级精度级中、低级共20级公差等级

精度最高

-----------------------------------------------------精度最低

IT01

IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9...IT18

2.标准公差数值标准公差的计算公式公差等级系数IT0～IT4的标准公差计算公式例

计算基本尺寸为25mm的IT5～IT7的标准公差数值。解：25mm属于18～30mm尺寸段，其几何平均尺寸为公差单位为则化整后得：基本尺寸(mm)

公

差

等级010123456789101112131415

公差数值IT01IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15

μmmm≤30.30.50.81.2234610142540600.100.140.250.40

>3~60.40.611.52.545812183048750.120.180.300.48

>6~100.40.611.52.546915223628900.150.220.360.58

>10~180.50.81.2235811182743701100.180.270.430.70

>18~300.611.52.546913213352841300.210.330.520.84

>30~500.611.52.54711162539621001600.250.390.621.00

>50~800.81.2235813193046741201900.300.460.741.20

>80~12011.52.5461015223554871402200.350.540.871.40

>120~1801.223.55812182540631001602500.400.631.001.60

>180~250234.571014202946721151852900.460.721.151.85

>250~3152.54681216233252811302103200.520.811.302.10

>315~40035791318253657891402303600.570.891.402.30

>400~500468101520274063971552504000.630.971.552.50

标准公差数值(摘自GB1800.3-1998)1.2.2基本偏差系列

----孔、轴注出尺寸公差带位置标准1.基本偏差的代号和特点代号：由A（a）——ZC（zc）命名。不用I、L、O、Q、W（i、l、o、q、w），增加CD、EF、FG、Js、ZA、ZB、ZC（cd、ef、fg、js、za、zb、zc），共有各28个代号。孔、轴的28种基本偏差轴+0-eseiabccddeefffgghjjskmnprstuvxyzzazbzc基本尺寸

孔基本尺寸

+0-EIESABCCDDEEFFFGGHJJSKMNPRSTUVXYZZAZBZC轴的基本偏差孔的基本偏差孔、轴基本偏差系列特点基本偏差代号基本偏差

基本偏差值变化规律另一极限偏差孔的基本偏差系列

A~HEI

大→小

ES

JsEI（或ES）

IT/2

ES（或EI）

J~ZCES

小→大

EI轴的基本偏差系列

a~hes

大→小

Ei

jses（或ei）

IT/2

Ei（或es）

j~zcei

小→大

Es2.基本偏差的数值（1）轴的基本偏差数值轴的基本偏差的计算公式（a~g）轴的基本偏差的计算公式（j~n）轴的基本偏差的计算公式（p~zc）（2）孔的基本偏差数值孔的基本偏差不需要另外制定一套计算公式，而是根据相同字母代号轴的基本偏差，在相应的公差等级的基础上按一定的规则换算得来的。

换算的原则：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（这样的配合称为同名配合），其配合的性质必须相同。基本偏差的换算方法由换算原则A～H的数值等于a～h数值的相反数（倒影关系）基本偏差A～H的换算基本偏差J～ZC的换算基孔制基轴制换算规则通用规则特殊规则孔的另一个极限偏差基孔制、基轴制同名配合的配合性质的关系间隙配合：同名配合的配合性质相同。过渡配合、过盈配合：高精度时，孔的基本偏差用特殊规则换算，孔比轴低一级，同名配合的配合性质才相同。低精度时，孔的基本偏差用通用规则换算，孔、轴必须同级，同名配合配合性质才相同。1.2.3尺寸公差带标注和孔、轴公差带代号与配合代号1.尺寸公差带标注和孔、轴公差带代号2.配合代号1.尺寸公差带标注和孔、轴尺寸公差带代号尺寸公差带的表示尺寸公差带→上偏差下偏差基本尺寸如果:︱上偏差︱=︱下偏差︱=T/2，则尺寸公差带→

基本尺寸±T/2例:100±0.05例：80+0.2+0

孔、轴尺寸公差带代号

→

基本偏差代号+公差等级

例:H7、M6、T6、E9、j6、r6、js8

孔、轴尺寸公差带的表示①基本尺寸+尺寸公差带代号：Ф50H7、Ф50js6、Ф50h6、16N9：Ф50、Ф50±0.008、Ф50③基本尺寸+尺寸公差带代号+（）:

Ф50H7()+0.02500-0.016+0.0250上偏差下偏差基本尺寸上偏差下偏差2.配合代号配合代号→孔尺寸公差带代号/轴尺寸公差带代号例：H7/r6、J8/h7、E9/J6、H9/f9例查表确定两配合的孔、轴极限偏差，画出其尺寸公差带图，并比较之。例查表确定两配合的孔、轴极限偏差，画出其尺寸公差带图，并比较之。作业1.已知求：Ф10N8的上、下偏差（不查表）1.2.4孔、轴尺寸公差带与一般、常用、优先公差带与配合1.孔、轴尺寸公差带的优选

----一般、常用、优先公差带2.配合的优选

----常用、优先配合

GB/T1801—1999规定了基本尺寸≤500mm的一般用途轴的公差带和孔的公差带，再从中选出常用轴的公差带和孔的公差带，并进一步挑选出孔和轴的优先用途公差带。

选用时，以优先、常用、一般孔和轴公差带为顺序；以优先、常用孔和轴公差带组成配合为顺序。

H1JS1H2JS2H3JS3H4JS4K4M4G5H5JS5K5M5N5P5R5S5F6G6H6J6JS6K6M6N6P6R6S6T6U6V6X6Y6Z6D7E7F7G7

H7J7JS7K7M7N7

P7R7S7T7U7V7X7Y7Z7C8D8E8F8G8H8J8JS8K8M8N8P8R8S8T8U8V8X8Y8Z8A9B9C9D9E9F9H9JS9N9P9A10B10C10D10E10H10JS10A11B11C11D11H11JS11A12B12C12H12JS12H13JS13孔的一般、常用和优先公差带优先公差带－－13种常用公差带－－44种一般公差带－－105种总公差带－－543种

h1js1h2js2h3js3g4h4js4k4m4n4p4r4s4f5g5h5js5k5m5n5p5r5s5t5u5v5x5e6f6g6

h6j6js6k6m6n6p6r6s6t6u6v6x6y6z6d7e7f7

g7h7j7js7k7m7n7p7r7s7t7u7v7x7y7z7c8d8e8f8g8h8j8js8k8m8n8p8r8s8t8u8v8x8y8z8a9b9c9d9e9f9h9js9a10b10c10d10e10h10js10a11b11c11d11h11js11a12b12c12h12js12a13b13h13js13轴的一般、常用和优先公差带优先公差带－－13种常用公差带－－59种一般公差带－－119种总公差带－－544种基孔制的优先、常用配合有59种常用配合，13种优先配合。>500~3150mm推荐公差带和配合：只有推荐的的孔公差带（31种），轴公差带（41种），没有规定常用、优先等。～18mm轴推荐163种公差带，孔推荐145种公差带。1.2.5未注公差尺寸的公差带标准1.未注公差尺寸的公差带---线性尺寸的未注极限偏差2.线性尺寸的未注公差带的表示未注公差线性尺寸的极限偏差数值（mm）（摘自GB／T1804－92）公差等级0.5~3>3~6>6~30>30~120>120~400>400~1000>1000~2000>2000~4000f（精密级）±0.05±0.05±0.1±0.15±0.2±0.3±0.5

—m（中等级）±0.1±0.1±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2c（粗糙级）±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2±3±4v（最粗级）—±0.5±1±1.5±2.5±4±6±81.未注公差尺寸的公差带---线性尺寸的未注极限偏差公差带大小----公差等级

:f、m、c、v4级公差带位置

----

对称→+0-vcmfDf----精密级m---中等级c---粗糙级v----最粗级2.线性尺寸的未注公差带的表示线性尺寸的未注公差要求应写在零件图上或技术文件中，用GB/T1804的标准号和公差等级符号表示，例如选用中等级时，表示为：未注公差尺寸按GB/T1804-m

1.3尺寸公差与配合设计的内容与方法1.3.1常用尺寸孔、轴配合设计1.3.2未注公差尺寸的公差设计1.3.3注出公差的非配合尺寸的公差设计1.3.1常用尺寸孔、轴配合设计

方法

分析法类比法计算法试验法1.基准制的选择（1）优先选用基孔制（2）特殊情况采用基轴制---采用基轴制更经济合理的情况（3）与标准部件配合时基准制的选择视标准件而定（4）采用任何适当的孔、轴公差带组成非基准制的配合采用基轴制的实例非基准制配合的实例2.公差等级的选择类比法选择公差等级

----借鉴使用效果良好的同类产品的技术资料或参考有关资料并加以分析来确定孔、轴公差等级。类比法选择公差等级的必备知识①各个标准公差等级的应用范围②选择公差等级的时应考虑的因素IT01—IT1用于量块。IT1—IT7用于量规

的尺寸公差，常用于检验IT6—IT16的孔和轴。IT2—IT5用于精密配合，如滚动轴承各零件的配合。IT5—IT10

用于有精度要求的重要和较重要配合。

IT5的轴和IT6的孔用于高精度的重要配合，例如精密机床主轴轴颈与轴承、内燃机的活塞销与销孔的配合。

IT6的轴与IT7的孔应用很广,用于较高精度的重要配合。

IT7、IT8

用于中等精度要求的配合。

IT9、IT10用于一般精度要求的配合。②选择公差等级的时应考虑的因素

ⅰ

考虑孔与轴的工艺等价性ⅱ

考虑配合性质过盈、过渡配合和间隙较小的间隙配合：孔的公差等级应不低于8级轴的公差通常不低于7级间隙较大的间隙配合：孔、轴的公差等级较低ⅲ

考虑相配件或相关件的结构或精度

间隙较大的间隙配合中，孔和轴之一由于某种原因，必须选用较高的公差等级,则与它配合的轴或孔的标准公差等级可低两三级。ⅳ

考虑加工成本12.56.752.501.001116253962100160标准公差(um)相对成本(%)

ⅴ考虑各种加工方法可能达到的公差等级

加工方法

公

差

等

级

（IT）

010123456789101112131415161718

研

磨

━

━

━

━

━

━

━

珩

━

━

━

━

圆

磨

━

━

━

━

平

磨

━

━

━

━

金刚石车

━

━

━

金刚石镗

━

━

━

拉

削

━

━

━

━

铰

孔

━

━

━

━

车

━

━

━

━

━

镗

━

━

━

━

━

铣

━

━

━

━

创、插

━

━

钻

━

━

━

━

滚压、挤压

━

━

冲

压

━

━

━

━

━

压

铐

━

━

━

━

粉末冶金成型

━

━

━