《机械基础》第一章-机械零件的精度

《机械基础》第一章机械零件的精度2024/4/1《机械基础》第一章2024/3/31齿轮油泵机械零件的精度第一章机械零件的精度2024/4/1齿轮油泵机械零件的精度第一章机械零件的精度2024/3/3第一章机械零件的精度机械零件的精度是机械类专业的入门基础。互换性是机械工业技术发展的必然要求与结果。互换性：是指从一批相同的零件中任取一件，不经修配就能装配到机器或部件中，并满足产品的性能要求。实现互换性的技术保证是机械零件的精度。

机械零件的精度包含尺寸精度、几何精度、表面轮廓粗糙度。2024/4/1第一章机械零件的精度机械零件的精度是机械类

本章知识结构极限与配合机械零件的精度互换性与标准化尺寸精度配合精度几何精度几何要素几何公差的特征项目几何公关的标注方法第一章机械零件的精度P.132024/4/1本章知识结构极限与配合机械零件的精度

1.完全互换和不完全互换

互换性：是指从一批相同的零件中任取一件，不经修配就能装配到机器或部件中，并满足产品的性能要求。第一节极限与配合

一、

互换性与标准化P.13

1）同一规格的一批零件或部件中；

2）不需做任何挑选、调整或辅助加工；

3）装配后满足机械产品的使用性能要求。2024/4/11.完全互换和不完全互换标准化：制订、贯切、完善标准，促进经济发展的过程。

标准化是实现互换性的提前。2.标准化第一节极限与配合

一、

互换性与标准化P.13

技术标准国际标准ISO国家标准行业标准企业标准GB强制性国标GB/T推荐性国标GB/Z2024/4/1标准化：制订、贯切、完善标准，促进经济发展的过程。2.

完全互换：完全满足互换性要求的零件装配互换。

如：螺纹连接件、紧固件、滚动轴承等等；适用于装配精度要求不太高的大批量装配。

不完全互换：在装配时允许有附加选择或调整的装配。有选配法、调整法。

如：活塞与活塞销的装配等。适用于精度较高的装配。

1.完全互换和不完全互换第一节极限与配合

二、

互换性与标准化P.132024/4/1完全互换：完全满足互换性要求的零

1.孔通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面(由两平行平面或切面形成的包容面)。孔径用大写字母L表示。

2.轴通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)。孔径用小写字母l表示。

（一）孔和轴第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.142024/4/11.孔通常是指工

尺寸

用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米(mm)作为特定单位。1.公称尺寸(孔L、轴l)

根据使用要求，经过强度、刚度计算和结构设计而确定的，且按优先数系列选取的尺寸。2.实际尺寸加工后通过测量得到的。(孔La、轴la)

（二）尺寸第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.142024/4/1尺寸用特定单位表示3.极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是以基本尺寸为基数来确定的。

最大极限尺寸

(孔Lmax、轴lmax)

最小极限尺寸(孔Lmin、轴lmin)

（二）尺寸第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.142024/4/13.极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸1.偏差：某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。注：偏差是代数差，可“+”、可“－”、可为0；正、负号不可省略。（1）上极限偏差(ES、es)——最大极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。（2）下极限偏差(EI、ei)——最小极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。极限偏差尺寸标注为：（3）实际偏差(Ea、ea)——实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

（三）偏差、公差和公差带第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.142024/4/11.偏差：某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。尺寸公差：（简称公差）：是指允许尺寸变动的量。

即：公差＝最大极限尺寸-最小极限尺寸；

或：公差＝上极限偏差-下极限偏差2.尺寸公差孔的公差Th=│Lmax-Lmin│=│ES-EI│

轴的公差Ts

=│lmax-lmin│=│es-ei│注：公差以绝对值定义，没有正负含义。

公差不能取零值。第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.15

（三）偏差、公差和公差带2024/4/1尺寸公差：（简称公差）：是指允许尺寸变动的量。3.公差带、公差带图和基本偏差零线：表示基本尺寸的一条直线，用来作为计算偏差的基准。

尺寸公差带：用两平行直线表示的尺寸两极限偏差或两极限尺寸所限定的一个区域。

公差带图：尺寸公差带的图解方式。例：第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.15

（三）偏差、公差和公差带2024/4/13.公差带、公差带图和基本偏差例：第一节3.公差带、公差带图和基本偏差例：的基本偏差是上偏差－0.027mm。第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.15

（三）偏差、公差和公差带公差带的大小－－公差值（T）公差带的要素公差带的位置－－基本偏差基本偏差：最靠近零线的那个极限偏差。即基本偏差是上、下极限偏差当中的一个，用以确定公差带的位置。2024/4/13.公差带、公差带图和基本偏差例：

国标规定：尺寸公差带由标准公差系列和基本偏差系列决定。

这样：公差带有两个基本参数，即公差带的大小与位置。公差带的大小由标准公差系列决定，公差带的位置由基本偏差系列决定。第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.16

（四）极限制2024/4/1国标规定：尺寸公差带由标准公差系列和基本偏差系列决定。

标准公差：——国家标准《极限与配合》中所规定的任一公差。（标准公差数值表见书P.17表1－1）公差等级（IT）——确定尺寸精确程度的等级。国家标准设置了20个公差等级。第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.16

（四）极限制

1.标准公差系列2024/4/1标准公差：——国家标准《极限与配合》中所规基本尺寸分段——同一公差等级的标准公差数值，随公称尺寸的增大而增大，但在同一尺寸分段内不变。例：Ф18，IT6级，查表：IT=11μm=0.011mm第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.17

（四）极限制

1.标准公差系列2024/4/1基本尺寸分段——同一公差等级的标准公差数

表1-1标准公差的数值表第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.16

（四）极限制2024/4/1

表1-1标准公差的基本偏差：——国家标准《极限与配合》中所规定的，用以确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差。

基本偏差一般为靠近零线的那个极限偏差，也就只能是上、下偏差当中的一个。第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.16

（四）极限制

2.基本偏差系列

2024/4/1基本偏差：——国家标准《极限与配合》中所规定基本偏差代号：国标规定，孔、轴各有28种基本偏差位置。第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.18

（四）极限制

2.基本偏差系列

2024/4/1基本偏差代号：国标规定，孔、轴各有28种基本

基本偏差系列的特点：

对孔，A~H段，公差带在零线上方，基本偏差是下偏差；J~ZC段，公差带在零线的下方，基本偏差是上偏差。

对轴，a~h段，公差带在零线下方，基本偏差是上偏差，j~zc段，公差带在零线上方，基本偏差是下偏差。基准孔H与基准轴h，其基本偏差为0.JS(js)，公差带对称于零线，基本偏差为上偏差或下偏差。基本偏差数值：

查表（教材P.18，表1－2）第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.18

（四）极限制

2.基本偏差系列

2024/4/1基本偏差数值：第一节极限与配合P第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.18

（四）极限制

例：确定轴Φ30f7的极限偏差和极限尺寸。解：2024/4/1第一节极限与配合P.18（四）极限制解：20第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.18

（四）极限制

3.公差带代号及其标注

公差带的三种表示法：用于单件小批生产用于大批量生产及装配用于生产批量不确定2024/4/1第一节极限与配合P.18（四）极限制

公差带代号解释举例：第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.18

（四）极限制

3.公差带代号解释

公称尺寸为Φ20mm，基本偏差代号为h,标准公差等级为7级的（基准）轴。

公称尺寸为Φ40mm，基本偏差代号为G,标准公差等级为8级的孔。2024/4/1公差带代号解释举例：第一节极限与配合

线性尺寸未注公差不是没有公差，而是在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。在正常维护和操作情况下，它代表经济加工精度。国标规定：采用未注公差时，在图样上不单独注出公差，而是在图样上、技术文件或技术标准中作出总的说明第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.18

（四）极限制

4.线性尺寸的未注公差2024/4/1线性尺寸未注公差不是没有公差，而是在车间普通工适用范围：既适合于金属切削加工的尺寸，也适用于一般冲压加工的尺寸，非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸也可参照采用。国家标准规定线性尺寸的一般公差适用于非配合尺寸。

（2）公差等级与数值：f（精密级）、m（中等级）、c（粗糙级）和v（最粗级）。第一节极限与配合

二、

尺寸精度P.18

（四）极限制

4.线性尺寸的未注公差一般公差线性尺寸的极限偏差数值2024/4/1适用范围：既适合于金属切削加工的尺寸，也适

配合：基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差之间的关系。

配合种类：配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三种

。

间隙X：是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正。

过盈Y：是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负。

（注意：都是孔尺寸减轴尺寸）

（一）配合及其种类第一节极限与配合

三、

配合精度P.22

相互装配的机械零件应有一定的配合精度。2024/4/1配合：基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差之间的关系1.间隙配合

（一）配合及其种类第一节极限与配合

三、

配合精度P.23

相互装配的机械零件应具有一定的配合精度。最大间隙：孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺寸时，配合处于最松状态。Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最小间隙：孔为下极限尺寸而与其相配的轴为上极限尺寸，配合处于最紧状态。Xmin=Dmin－dmax=EI－es间隙配合：具有间隙的配合（包括最小间隙为零）。

孔公差带在轴公差带的上方。2024/4/11.间隙配合（一）配合及其种类第一节极限与

2.过盈配合

过盈配合：具有过盈的配合（包括最小过盈为零）。

孔公差带在轴公差带的下方。最大过盈：孔为下极限尺寸而与其相配的轴为上极限尺寸时，配合处于最紧状态。Ymax=Dmin－dmax=Ei－es最小过盈：孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺寸，配合处于最紧状态。Ymin=Dmax－dmin=ES－ei

（一）配合及其种类第一节极限与配合

三、

配合精度P.232024/4/12.过盈配合最大过盈：

3.过渡配合

过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合。孔公差带与轴公差带有部分重叠。

最大间隙：孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺寸时，配合处于最松状态。Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最大过盈：孔为下极限尺寸而与其相配的轴为上极限尺寸时，配合处于最紧状态。Ymax=Dmin－dmax=Ei－es注意：过渡配合的最小间隙与最小过盈均为零。

（一）配合及其种类第一节极限与配合

三、

配合精度P.242024/4/13.过渡配合最大间隙：4.配合公差及配合公差带图

配合公差：间隙或过盈的允许变动量。配合公差的大小反映出某种配合精度的高低。

（一）配合及其种类第一节极限与配合

三、

配合精度P.24XMax-XMin（间隙配合）

YMax-YMin（过盈配合）

Xmax–Ymax（过渡配合）

配合公差带图（略）

Tf=Th+Ts=

配合公差值2024/4/14.配合公差及配合公差带图（一）配合及其种类第一

例：1－6已知公称尺寸为Φ30的孔和轴，孔和轴的上极限尺寸分别为Φ30.033mm和Φ29.980mm，下极限尺寸分别为Φ30mm和Φ29.959mm，现测得孔和轴的公称尺寸分别为Φ30.013mm和Φ29.970mm，试求孔、轴的极限偏差、实际偏差、公差；画出孔、轴的公差带图，判断其配合性质；求配合的极限值和配合公差。

（一）配合及其种类第一节极限与配合

三、

配合精度P.25

解：2024/4/1例：1－6已知公称尺寸为Φ30的孔和轴，孔和轴的上

为了以尽可能少的标准公差带形成的配合，标准规定了两种基准制：基孔制和基轴制，并优先采用基孔制。a)基孔制b)基轴制

基孔制与基轴制(二)配合制第一节极限与配合

三、

配合精度P.262024/4/1为了以尽可能少的标准

（1）基孔制配合：基本偏差为一定（H）的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔是配合的基准件，EI=0,称为基准孔。代号“H”。轴为配合轴与基准孔形成不同性质的配合。

优先采用基孔制。

基孔制配合第一节极限与配合

三、

配合精度P.26(二)配合制2024/4/1（1）基孔制配合：基本偏差为一定（H）的孔的公差

（2）基轴制配合：基本偏差为一定（h）的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的轴是配合的基准件，es=0,称为基准轴。代号“h”。孔为配合孔与基准轴形成不同性质的配合。

必要时才采用基轴制。

如：活塞销装配基轴制第一节极限与配合

三、

配合精度P.26(二)配合制2024/4/1（2）基轴制配合：基本偏差为一定（h）的轴的公差配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。凡是分子中含H的为基孔制配合，凡是分母中含h的为基轴制配合。

（三）配合代号及标注

如或其含义是：公称尺寸为mm，孔的公差带代号为H7，轴的公差带代号为g6，为基孔制间隙配合。第一节极限与配合

三、

配合精度P.262024/4/1配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为

（四）标准公差等级的选择第一节极限与配合

三、

配合精度P.26

选择原则：

（1）在满足使用要求的条件下，尽量选取低的公差等级（2）同等加工难度原则。由于孔比轴难于加工，相配合的孔的精度等级通常比轴低一级，这样孔与轴的加工难度就相当。如：（3）零件某尺寸与标准件配合，其尺寸精度等级由所配的标准件精度决定（按标准查表）。如与滚动轴承相配的孔和轴。（4）采用类比的方法确定尺寸公差等级。根据已有的类似配合精度等级，合理选择零件尺寸的精度等级。

如：配合尺寸为IT5~IT12非配合尺寸为IT12~IT18高精度配合为IT2~IT52024/4/1（四）标准公差等级的选择第一节极限与配合P.26

（五）基准制的选用第一节极限与配合

三、

配合精度P.26原因：因为孔比轴难于加工，为了大幅减少孔加工的定尺寸刀具规格数量，采用只有一种基本偏差H的孔，与28种不同基本偏差的轴配合，同样能满足绝大部份配合要求。以达到经济、合理、使用方便的目的。如：特殊场合下要使用基轴制（1）同一公称尺寸的轴要装配几个不同配合的零件。如活塞销装配采用基轴制。

（2）与标准件配合要按标准件选择配合基准制。如与滚动轴承外圈的配合要采用基轴制。（与滚动轴承内圈的配合仍采用基孔制。）优先选用基孔制。2024/4/1（五）基准制的选用第一节极限与配合P.26

第二节几何精度P.27几何误差：零件表面、中心轴线等实际形状和位置偏离设计所要求的理想形状和位置，从而产生误差。几何公差：（以前叫形位公差）限制几何误差的公差。加工误差尺寸误差几何