第2章-孔与轴的极限与配合.ppt

1、2.4极限与配合,第二章 孔与轴的极限与配合,极限与配合国家标准,GB/T 1800.1-1997极限与配合 基础 第1部分：词汇,GB/T 1800.2-1998极限与配合 基础 第2部分：公差、偏差和配合的基本规定,GB/T 1800.3-1998极限与配合 基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表,GB/T 1800.4-1998极限与配合 标准公差等级和孔轴的极限偏差表,GB/T 1804 -2000一般公差、未注公差的线性和角度尺寸的公差,2.1 尺寸的术语和定义,2.2 偏差与公差的术语和定义,本章内容,2.3 配合的术语和定义,2.4 标准公差与基本偏差,2.6 公差与配合的选用

2、,2.5 线性尺寸的未注公差,2.1 尺寸的术语和定义,1.孔与轴,孔通常指圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面。 轴通常指圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面。,2.基本尺寸,- 指结构设计和强度、刚度计算确定的尺寸。, 孔和轴的基本尺寸代号：D和d, 其他长度的基本尺寸代号：L,- 零件加工后是通过测量获得的尺寸。,由于测量误差 实际尺寸不一定是尺寸的真值 由于形状误差 实际尺寸值不唯一,3.实际尺寸, 孔和轴的实际尺寸代号：Da和da, 其他长度的实际尺寸代号：La,4.极限尺寸,允许的最大尺寸称为最大极限尺寸； 允许的最小尺寸称为最小极限尺寸。 孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和dmax

3、表示，最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示。,-是允许尺寸变化的两个极限值。,零线, 极限尺寸可以大于、等于、小于基本尺寸。,5.实体尺寸,最大实体尺寸是孔或轴具有允许材料量为最多时的状态（最大实体状态，简称MMC）下的极限尺寸。 孔和轴的最大实体尺寸分别用DM和dM表示。,最小实体尺寸是孔或轴具有允许材料量为最少时的 状态（最小实体状态，简称LMC）下的极限尺寸。 孔和轴的最小实体尺寸分别用DL和dL表示。,DMD min ，DLDmax,极限尺寸与实体尺寸有如下关系：,dMdmax ， dLdmin,2.2 偏 差,1.偏差,某一尺寸基本尺寸代数差,最大极限尺寸 - 基本尺寸=上偏差（

4、ES、es） 最小极限尺寸 - 基本尺寸=下偏差（EI、ei）,3.极限偏差,2.2 偏差与公差的术语和定义,2.实际偏差,实际尺寸基本尺寸 = Ea ea,极限尺寸基本尺寸,2.有关尺寸的术语和定义,有了偏差的概念后，尺寸合格的条件：,下偏差 实际偏差 上偏差,EI Ea ES,ei ea es,4. 公差,-允许尺寸的变动量称为尺寸公差。用 T 表示。,举例：某孔的尺寸为，试计算孔的极限尺寸、极限偏差和公差。,解： 基本尺寸 30mm 极限偏差 ES +0.021mm EI = 0 极限尺寸Dmax=D+ES=30.021mm Dmin=D+EI=30mm 公 差 TD= ES EI=0.

5、021mm,公差与极限偏差的比较,1.从数值上看，极限偏差是代数值，正、负或零是有意义的；而公差是允许尺寸的变动量，是绝对值，也不能为零（零意味着加工误差不存在，是不可能的）。 2.从作用上看，极限偏差用来控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的依据；而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。 3.从工艺上看，对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，是制定加工工艺的主要依据；而极限偏差则是调整机床决定切削刀具与工件相对位置的依据。,5.公差带,零线 表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差。零线以上为正，以下为负。,公差带 由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。

6、,尺寸公差带二要素,大小 由公差值T决定,位置 由上偏差或下偏差确定,+25,-25,-41,例：设某孔的尺寸为，轴的尺寸为，试画出孔和轴的公差带图。,1. 配 合 -基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。,2.3 配合的术语和定义,2.间隙和过盈,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得之差为正，称为间隙，代号为“X”。,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得之差为负，称为过盈，代号为“Y”。,（1）间隙配合： 具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,Xmin =Dmin-dmax=EI-es,三种配合的类别,（2） 过盈配合 具有过盈的（

7、包括最小过盈为零）配合。,Ymax=Dmin-dmax=EI-es,Ymin =Dmax-dmin=ES-ei,（3）过渡配合 可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。,Ymax=Dmin-dmax=EI-es,Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,3. 配合公差,允许间隙或过盈的变动量，代号“Tf”.表示配合松紧的程度。,Tf(配合公差 )= TD(孔公差) + Td(轴公差),例：设某孔的尺寸为，分别与轴 ， 试画出孔、轴的公差带图，说明配合类型。,课堂练习,4.配合制度 基孔制：基本偏差一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。,间隙配合,过渡配合,过盈配合,0

8、,过渡配合,0,基准孔的基本偏差代号为“H”。,公差带图,间隙配合,过渡配合,过盈配合,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。,0,过渡配合,基准轴,公差带图,0,基准轴的基本偏差代号为“h”。,1. 标准公差系列,2.4 标准公差与基本偏差,标准公差代号：IT（ISO Tolerance),精度最高,精度最低,公差等级,IT01,IT0,IT1,IT18,IT2,IT5,IT3,IT4,IT6,共20级,高精度级,精度级,中、低级,13um,例2：D=10，IT=4um。IT？,标准公差数值表,例1：D=30，IT6=？,2. 基本偏差系列

9、基本偏差是标准所列的，用以确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之则为为上偏差。,基本偏差是国家标准中使公差带位置标准化的唯一指标。,基本偏差代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴，各有28个。其中H（h）的基本偏差为零，常作为基准孔或基准轴的偏差代号。,基本偏差代号及其规律,26个英文字母,I(i) L(l) O(o) Q(q) W(w),CD(cd) EF(ef) FG(fg) JS(js) ZA(za) ZB(zb) ZC(zc),基本偏差系列图,基本偏差系列图,（1）对孔：A-H基本偏差是EI, K-ZC基本偏差是

10、ES （2）JS为双向偏差，其基本偏差可以认为是上偏差 （+IT/2），也可以认为是下偏差（-IT/2）。 （3） 从A-H基本偏差的绝对值逐渐减小； 从K-ZC基本偏差的绝对值逐渐增大。 （4） 基本偏差只确定公差带靠近零线的一端，公差带 的另一端取决于公差等级和这个基本偏差的组合。,孔：,基本偏差系列图,（1）对轴：a-h基本偏差是es, k-zc基本偏差是ei. （2）js为双向偏差，其基本偏差可以认为是上偏差 （+IT/2），也可以认为是下偏差（-IT/2）。 （3） 从a-h基本偏差的绝对值逐渐减小； 从k-zc基本偏差的绝对值逐渐增大。 （4） 基本偏差只确定公差带靠近零线的一端，

11、公差带 的另一端取决于公差等级和这个基本偏差的组合。,轴：,AH（ah）的基本偏差用于间隙配合；PZC（pzc）用于过盈配合；J（j）N（n）用于过渡配合。,间隙配合,过渡配合,过盈配合,h轴,H孔,基本偏差所形成的配合特征,基本偏差系列的应用（轴）,例1：30f6的基本偏差= 另一极限偏差=,es= -20,ei = es IT6= -33,基本偏差系列的应用（轴）,例2：30js6的基本偏差= 另一极限偏差=,es= +IT6/2= +6.5um,ei = IT6/2= -6.5um,基本偏差系列的应用（轴）,例3：30j6的基本偏差= 另一极限偏差=,ei= -4um,es= ei+IT

12、6 = -4+13 +9um,基本偏差系列的应用（轴）,例4：20k7的基本偏差= 另一极限偏差=,ei= +2um,es= ei+IT7 = +2+21=+23um,例4：20k7的基本偏差= 另一极限偏差=,ei= +2um,es= ei+IT8 = 0+54=+54um,例5：90k8的基本偏差= 另一极限偏差=,ei= 0um,基本偏差系列的应用（孔）,？,=4,-15+4=-11,基本偏差系列的应用（孔）,？,-15+4=-11,例2：30T7的基本偏差=ES=,-41+ = -41+8= - 33um,尺寸至500mm的一般、常用和优先的轴公差带,尺寸至500mm的一般、常用和优先

13、的孔公差带,孔的优先公差带的极限偏差表,ES= -11um,EI= -29um,轴的优先公差带的极限偏差表,例1：30f7的基本偏差= 另一极限偏差=,es= -20um,ei= -41um,基孔制优先、常用配合,5. 公差带及配合代号,公差带代号由基本偏差代号加公差等级数字组成。,例如：50H7,配合代号由孔、轴公差代号共同组成。,例如：50H7/f6,2.6 公差与配合的选用,机械设计,运动设计,结构设计,精度设计,精度设计：对公差与配合的分析、计算、选择和确定。,确定基准制,公差等级,配合种类,1.基准制的选择,实质：以最少的孔、轴公差带，获得满足广泛需要的一系列配合,目的：获得最佳的技

14、术经济效益,（1）优先选用基孔制,（1）优先选用基孔制,常用孔、轴加工方法比较,加工方法,刀 具,检验工具,拉孔（铰孔）,拉刀（铰刀） 定值刀具成本高,塞规 成本高,车削、磨削,车刀、砂轮 通用刀具成本低,卡规 成本低,孔,轴,（2）特殊情况选择基轴制,- 采用基轴制更经济合理的情况,例1：一轴配多孔，且各处松紧要求不同的配合， 应采用基轴制。,例2：冷拔钢材直接做轴， 应采用基轴制。,冷拔钢具有一定精度，外圆表面不需再加工即可使用。,什么原因？,例3：特种材料小尺寸的孔轴配合， 应采用基轴制。,宝石、陶瓷、玻璃等,1mm,激光加工、电火花加工等特种加工,（3）与标准件配合时，基准制的选择依标

15、准件而定,轴颈与轴承内圈配合应按基孔制； 箱体孔与轴承外圈配合应按基轴制。,（4）必要时，允许采用任一孔、轴公差带组成的 非基准制的配合,2.公差等级的选用,在满足使用要求的前提下，尽量选取低的公差等级。,基本原则是：,公差等级可采用计算法、试验法或类比法进行选择。,（1）类比法选择公差等级,类比法 - 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, 各个标准公差等级的应用范围, 选择公差等级时应考虑的因素, 各个标准公差等级的应用范围,IT01-IT1 用于量块的尺寸公差,IT2-IT5 用于精密配合，如滚动轴承各零件的配合

16、,IT5-IT10 用于有精度要求的重要和较重要配合。,IT5的轴（IT6的孔）-用于高精度要求的配合。例如：精密机床主轴的轴颈与轴承、内燃机中活塞销与活塞销孔的配合。,IT6的轴（IT7的孔） -应用广泛，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。, 选择公差等级时应考虑的因素, 考虑孔与轴的工艺等价性,同一配合中，孔与轴的加工难易程度基本相同,精度较高时，孔加工难度较大,精度较低时，孔与轴加工难度相当,界限？,IT8,IT8：IT01、IT0、IT1IT8,孔比轴低一级： 50H5/h4, 48H8/js7,IT8

17、：IT9、IT10IT18,孔与轴同级： 50K9/h9, 60H10/g10, 考虑加工成本,精度要求不高的配合，允许孔轴公差等级相差2-3级,3. 配合类型的选用,当基准制和公差等级的选择完成后，基准孔（轴）的公差带即已确定，非基准轴（孔）的公差带大小亦已确定。,问题：只有非基准轴（孔）的基本偏差尚未确定,因此，配合类型的选择实质上就是非基准轴（孔）基本偏差的确定。,类比法选择配合类型 - 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配合类型。, 类比法选择配合类型的必备知识, 各个基本偏差的特点及应用场合（教材表2-23）, 选择配合类型时应考虑的因素, 选择配

18、合类型时应考虑的因素,有相对运动 间隙配合, 考虑孔、轴间是否有相对运动？,无相对运动且传递载荷 过盈配合，也可选过渡配合，但必须加键或销等连接件, 考虑孔和轴的定心精度要求,定心精度要求较高时，不宜采用间隙配合和大过盈配合，通常采用过渡配合或小过盈配合。,不宜采用,2.5 线性尺寸的未注公差,一般公差：图样上不单独注出，而在技术文件中作出说明的公差。它是在车间一般加工条件下、机床设备一般加工能力可以保证的公差。,目的：简化图样，且突出了图样上注出公差的尺寸，以便在加工和检验时引起重视。,一般公差采用国家标准规定的公差等级和极限偏差数值。,未注公差尺寸的公差带, 公差带位置, 公差带大小,f - 精密级,m -中等级,c - 粗糙级,v- 最粗级,4级,对称,未注公差尺寸的标注,线性尺寸的未注公差要求写在零件图上或技术文件中，用标准代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/T 10