《汽车机械基础》课件-学习公差与配合

汽车机械基础学习单元八汽车零件配合与技术测量添加你的文本添加你的文本添加你的文本添加你的文本学习任务一学习任务二学习量具的使用 学习公差与配合 添加你的文本添加你的文本学习任务三学习表面结构要求 学习任务二任务描述：如图所示，缸体是发动机的重要组成部分，气缸的尺寸和形状公差直接影响气缸的密封，从而影响发动机的性能。这次任务主要是能叙述尺寸公差与配合的含义，能叙述形状与位置公差的标注及含义，并在规定的时间内独立完成缸体的检测。学习公差与配合 学习目标STARTTENENDAB能叙述尺寸公差与配合的含义能叙述形状与位置公差的标注及含义C完成缸体的测量简答题1.什么是形位公差？它们包括哪些项目？用什么符号表示？2.圆度和圆柱度在公差带定义、公差带形状及基准之间有何异同？3.求下列各种孔轴配合的基本尺寸、上偏差、下偏差、公差、最大极限尺寸、最小极限尺寸、最大间隙、最小间隙（或过盈），属于何种配合，求出配合公差，并绘制出各种配合及配合公差带图，单位为mm。评价与反馈简答题4.用文字说明下图中所标注的各个形位公差的含义。评价与反馈1尺寸公差与配合现代机械制造工业产品除少数单件生产外，都要求零件（或部件）具有互换性，也就是说，从一批相同规格的零件（或部件）中任意拿出一个，不需要任何修配就能装到所属的部件（或机器）中去，达到预定的配合要求，并能满足技术要求及保证良好的使用性能。互换性应同时具备两个条件：一是不需要挑选、不经修理就能进行装配；二是装配以后能满足使用要求。实现互换性的前提是控制零件加工后各几何参数所产生的误差在一定的范围内，这种允许的变动量称为公差。它包括尺寸公差、形状公差、位置公差等。公差用来控制加工中的误差，以保证互换性的实现。因此，建立各种几何参数的公差标准是实现对零件误差的控制和保证互换性的基础。尺寸公差与配合—互换性及作用孔和轴尺寸公差与配合—公差与配合孔主要是指圆柱形内表面，也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。孔的直径尺寸用D表示。轴主要是指圆柱形外表面，也包括其他外表面中由单一尺寸确定的部分。轴的直径尺寸用d表示。从装配关系上来讲，孔是包容面，轴是被包容面。d1、d2、d3均为轴，D1为孔滑块槽宽D2、D3、D4均为孔，而滑块槽厚度d4为轴。

尺寸的基本术语尺寸公差与配合—公差与配合尺寸——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。基本尺寸（孔D、轴d）——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。基本尺寸应是标准尺寸，即为理论值。实际尺寸（孔Da、轴da）——加工后通过测量所得的尺寸。但由于测量存在误差，所以实际尺寸并非真值。同时由于工件存在形状误差，所以同一个表面不同部位的实际尺寸也不相等极限尺寸——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Dmax、轴dmax）——允许实际尺寸变动的最大值；最小极限尺寸（孔Dmin、轴dmin）——允许实际尺寸变动的最小值。尺寸公差与配合—偏差、公差和公差带尺寸偏差（简称偏差）——某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。（1）极限偏差——极限尺寸减去基本尺寸得到的代数差。上偏差：最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差，符号（ES、es）。下偏差：最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差，符号（EI、ei）。孔上偏差，ES＝Dmax

－D；孔下偏差，EI＝Dmin

－D。轴上偏差，es＝dmax

－d；轴下偏差，ei＝dmin

－d。（2）实际偏差（Ea，ea）—实际尺寸减去基本尺寸的代数差，在实际中称为误差。偏差可以为正、负值或零值。零件尺寸合格的条件：加工零件的实际尺寸在极限尺寸范围内，或者其误差在极限偏差范围内，即为合格品，反之是废品。孔：Dmin≤Da≤Dmax

；EI≤Ea≤ES。轴：dmin≤da≤dmax

；ei≤ea≤es。尺寸公差与配合—偏差、公差和公差带尺寸公差（简称公差）——允许尺寸的变动量。公差数值等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。公差取绝对值不存在负公差，也不允许为零。公差大小反映零件加工的难易程度、尺寸的精确程度。尺寸公差与配合—偏差、公差和公差带基本尺寸、尺寸偏差和尺寸公差三者的关系

尺寸公差与配合—偏差、公差和公差带（1）零线——它是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸（图中以毫米为单位标出），标注为“0”“＋”“－”，若为零，可不标注。

（2）公差带——公差带图中用与零线平行的直线表示上、下偏差。（3）标准公差——公差与配合国家标准中所规定的用以确定公差带大小的任一公差值。

（4）基本偏差——用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，数值均已标准化，一般为靠近零线的那个极限偏差。当公差带在零线以上时，下偏差为基本偏差；公差带在零线以下时，上偏差为基本偏差。公差带图

基本偏差

尺寸公差与配合—公差带的基本参数公差带有两个基本参数，即公差带的大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。国家标准GB/T1800.1—2009《第一部分：公差、偏差和配合的基础》规定了两个基本系列，即标准公差系列和基本偏差系列。

标准公差系列标准公差系列—标准公差等级是指确定尺寸精确程度的等级。为了满足机械制造中各零件尺寸不同精度的要求，国家标准在基本尺寸至500mm范围内规定了20个标准公差等级，用符号IT和数字表示，IT表示国际公差，数字表示公差（精度）等级代号：IT01、IT0、IT1、IT2～IT18。其中，IT01精度等级最高，其余依次降低，IT18等级最低。在基本尺寸相同的条件下，标准公差数值随公差等级的降低而依次增大。同一公差等级、同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差数值是相同的。同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。书中246页表8-2-1列出了国家标准GB/T1800.1—2009规定的机械制造行业常用尺寸（公称尺寸至3150mm）的标准公差数值。国家标准（简称国标）中已将基本偏差标准化，规定了孔、轴各28种公差带位置，孔用大写字母，轴用小写字母。在26个英文字母中，去掉5个字母（孔去掉I、L、O、Q、W，轴去掉i、l、o、q、w），加上7组字母（孔为CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC；轴为cd、ef、fg、js、za、zb、zc），共28种，基本偏差系列如下图：基本偏差系列基本偏差系列的特点：基本偏差系列中的H（h）其基本偏差为零。JS（js）与零线对称，上偏差ES（es）＝＋IT/2，下偏差EI（ei）＝－IT/2，上、下偏差均可作为基本偏差。孔的基本偏差系列中，A～H的基本偏差为下偏差，J～ZC的基本偏差为上偏差；轴的基本偏差中a～h的基本偏差为上偏差，j～zc的基本偏差为下偏差。公差带的另一极限偏差“开口”，表示其公差等级未定。基本偏差数值，国家标准已列出轴、孔基本偏差数值表，可在书中247-251页表8-2-2和表8-2-3所示，在实际中可查表确定其数值。

基本偏差系列基本偏差系列例1：利用标准公差数值表和轴的基本偏差数值表，确定φ50f6轴的极限偏差数值。解：查表8-2-1得，IT6＝16μm查表8-2-2得，基本偏差es＝－25μm所以ei＝es－IT6＝（－25）－16＝－41μm在图样上可标注。例2：利用标准公差数值表和孔的基本偏差数值表，确定φ35U7孔的极限偏差数值。解：查表8-2-1得，IT7＝25μm查表8-2-3得，基本尺寸处于＞30～40尺寸分段内，公差等级＞7时，表中的基本偏差为－60μm但本题公差等级等于7，故应按照表中的说明，在该表的右端查找出Δ＝9μm。所以ES＝－60＋Δ＝－60＋9＝－51μm而EI＝ES－IT7＝－51－25＝－76μm在图样上可标注。配合配合——基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。间隙或过盈——孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。此差值为正时得间隙，此差值为负时得过盈。配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三种。配合—间隙配合间隙配合——孔的公差带在轴的公差带之上，具有间隙的配合（包括最小间隙为零的配合），如图所示。由于孔和轴都有公差，所以实际间隙的大小随着孔和轴的实际尺寸的变化而变化。孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最大间隙，也等于孔的上偏差减轴的下偏差。以X代表间隙，则配合—过盈配合过盈配合——孔的公差带在轴的公差带之下，具有过盈的配合（包括最小过盈为零的配合），如图所示。实际过盈的大小也随着孔和轴的实际尺寸的变化而变化。孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最小过盈，也等于孔的上偏差减轴的下偏差，以Y代表过盈，则配合—过盈配合过渡配合——孔和轴的公差带相互交叠，随着孔、轴实际尺寸的变化可能得到间隙或过盈的配合，如图所示。孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最大间隙。孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的差值为最大过盈。配合公差在上述间隙、过盈和过渡三类配合中，允许间隙或过盈在两个界限内变动，这个允许的变动量为配合公差，这是设计人员根据相配件的使用要求确定的。配合公差越大，配合精度越低；配合公差越小，配合精度越高。在精度设计时，可根据配合公差来确定孔和轴的尺寸公差。配合公差的大小为两个界限值的代数差的绝对值，也等于相配合孔的公差和轴的公差之和。取绝对值表示配合公差，在实际计算时常省略绝对值符号。基准制基孔制基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，如图所示。在基孔制中，孔是基准件，称为基准孔；轴是非基准件，称为配合轴。同时规定，基准孔的基本偏差是下偏差，且等于零，即EI＝0，并以基本偏差代号H表示，应优先选用。基轴制基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，如图所示。在基轴制中，轴是基准件，称为基准轴；孔是非基准件，称为配合孔。同时规定，基准轴的基本偏差是上偏差，且等于零，即es＝0，并以基本偏差代号h表示。由于孔的加工工艺复杂，故制造成本高，因此优先选用基孔制。2形状与位置公差形状与位置公差在零件的加工过程中，由于工件、刀具、机床的变形，相对运动关系的不准确，各种频率的振动以及定位装夹等原因，都会使零件各几何要素的形状和相互位置产生误差。形状和位置误差简称形位误差。它不仅影响零件的装配，还影响零件的配合性能。国标规定了形位公差，用以控制形位误差。形位公差特征项目及其符号见表。零件的几何要素及其分类几何要素按检测关系在形位公差中所处的地位分为被测要素和基准要素。零件的几何要素

被测要素和基准要素

形位公差的标注方法形位公差框格形位公差框格可水平或垂直放置，从左到右或从下至上。第一格绘成正方形，其他格绘成正方形或上、下边较长而左、右边较短的矩形，框格高度等于两倍字高。被测要素为单一要素，采用两格框格标注；被测要素为关联要素的框格有三格、四格和五格等几种形式，从第三格起填写基准的字母。形位公差框格代号

形位公差的标注方法—被测要素的标注法一：如果指引线箭头与被测要素的尺寸线对齐，说明被测要素是中心要素。法二：指引线箭头不与尺寸线对齐，而是指在轮廓线上或其引出线上，则说明被测要素为轮廓要素，且指引线箭头所指部位就是被测要素，形位公差的标注方法—基准要素的标注当以轮廓要素作为基准时，基准符号应靠近基准要素的轮廓线或其延长线，且与轮廓的尺寸线明显错开。被测要素的标注法

基准代号

常见形位公差带形状形状公差与公差带形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。

形状公差带是限制实际被测要素变动的一个区域。

形状公差与公差带—直线度在给定平面内，公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域在给定方向上，公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域任意方向上，公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域（在公差值前加注φ）形状公差与公差带—平面度平面度——被测表面平整的程度。

其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域，

圆度圆度——用于控制圆柱、圆锥形轴或孔横剖面实际轮廓的圆整程度。其公差带是在同一正截面上，半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0.