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1、第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合,学 习 指 导 本章学习的目的是掌握基础标准极限与配合的一般规律，为合理选用尺寸公差与配合、学习其它典型零件的公差与配合，进行尺寸精度设计打下基础。学习要求是对极限与配合标准中的术语定义，要着重搞清其概念与作用，并抓住它们之间的区别与联系进行分析，避免单纯从定义上孤立地去理解；重点要掌握标准公差与基本偏差的结构、特点和基本规律以及尺寸公差与配合的选用原则。,第一节 公差与配合的基 本术语及定义,一、孔和轴,1.孔 孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面，即由两平行平面或切平面形成的包容面 。孔的直径尺寸用D表示。,2.轴 轴通常指工件的圆柱形外表面
2、，也包括非圆柱形外表面，即由两平行平面或切平面形成的被包容面。轴的直径尺寸用d表示。,二、尺寸,1.尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如直径、宽度、高度、中心距等 2.基本尺寸 由设计给定的尺寸。一般要符合标准尺寸系列，以减少定值刀具、量具、夹具的种类。 3.实际尺寸 通过测量获得的尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用D和d表示。 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 同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因此要用二点法进行测量。 4.作用尺寸（见图2-1） 定义：孔的作用尺寸（Dfe ）在配合面的全长上与实际孔相内接的最大理想轴的尺寸 轴的体外作用尺寸（dfe）在配合面的全长
3、上与实际轴相外接的最小理想孔的尺寸,特点： 1）实际存在的，对一批零件而言是一随机变量。 2）Dfe Da ，dfe da 3)只有Dfe dfe，孔、轴才能自由装配（不是Da da） 5极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值。一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸；孔或轴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表示，最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示。 尺寸合格条件： DminDaDmax dmindadmax,图2-1 孔和轴的体外作用尺寸,小结,三、偏差与公差,3.零线与公差带,1)
4、公差带图解：,a)零线：表示基本尺寸的一条直线,c）画法：,公差与偏差的区别：,3)从作用看,)从工艺看,数量：30,基本尺寸,上偏差,下偏差,示例,极限 尺寸,例:基本尺寸d = 50，dmax = 50.004， dmin = 49.992，试计算偏差和公差。,解: es = 50.004 50 = 0.004 = 4m ei = 49.992 50 = 0.008 = 8 m Ts = 4 (8) = 12 m,4极限制 公差带有两个参数：一是公差带的大小（即宽度）；二是公差带相对于零线的位置。国标已将它们标准化，形成标准公差和基本偏差两个系列。,5标准公差（IT） 指国家标准（GB/T
5、 1800.31998）极限与配合制中，所规定的任一公差。字母IT为“国际公差”的符号。标准公差确定了公差带的大小。,6基本偏差,小 结,1.有关“公差与偏差”的小结：,四、加工误差与公差的关系 工件在加工，由于工艺工艺系统误差的影响，使加工零件的几何参数与理想值不相符和，其差值称为加工误差。 1.尺寸误差 工件加工后的实际尺寸和理想尺寸之差。 2.几何形状误差 它包括宏观几何形状误差、表面微观形状特性及表面波度误差。 a)宏观几何形状误差 即通常所指的形状误差。 b)表面微观形状特性 通常称为表面粗糙度。 c)表面波度误差 介于宏观几何形状误差与微观几何形状误差之间的几何形状误差。 3.位置
6、误差 工件加工后，各要素之间的实际相互位置与理想位置的差值。,1.定义:,2.间隙clearance和过盈interference,(孔的尺寸)-(轴的尺寸),五.配合fit,1）间隙配合 孔的公差带在轴公差带上方，即具有间隙的配合（包括Xmin0的配合）。对一批零件而言，所有孔的尺寸轴的尺寸,2) 过盈配合,特征参数： YminDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes,3)过渡transition配合 : 孔、轴公差带相互重叠，即可能具有X或Y的配合,过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结 (既要求装拆方便；又要求对中性好),特征参数： XmaxDmaxdminESei Yma
7、xDmindmaxEIes,XmaxXmin XmaxYmax|ESei（EIes）|TDTd |YminYmax |,若要提高配合精度（即Tf）可减小相配合的孔、轴尺寸公差（即提高相配合的孔、轴加工精度）。 设计时，应使TfTDTd 。,Tf,4.配合公差,例1:孔 轴相配合,孔 50 ,轴50 ,计算间隙（或过盈）和配合公差,+0.025,0,-0.025,-0.050,解：,+0.025,-0.025,-0.050,0,+,-,50,孔,轴,xmax= 0.025-(-0.050)=0.075,xmin=0-(-0.025)=0.025,Tf=0.075-0.025 =0.050,例2:
8、孔 轴相配合,孔 50 ,轴50 ,计算间隙（或过盈）和配合公差,+0.025,0,+0.043,+0.059,+0.025,0,+,-,孔,+0.043,+0.059,轴,解：,Ymax=0-0.059=-0.059,Ymin=0.025-0.043=-0.018,Tf=-0.018-(-0.059)=0.041,50,六基孔制、基轴制,.有关配合的小结：,.有关“配合制”的小结：,为了设计和制造上的方便，把其中孔或轴的公差带位置固定下来改变另一配合件的公差带位置，形成所需要的配合制，也叫基准制，包括基孔制和基轴制。,求：ES、EI、es、ei、Tf ，并画出尺寸公差带图。,（习题）： 已知
9、：D（d）50，Xmax0.030，Ymax0.034，Ts0.039，因结构需要采用基孔制（H）。,七、极限尺寸判断原则 1最大实体尺寸 孔或轴具有允许材料量为最多时状态（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DMMS和dMMS表示。,6最小实体尺寸 孔或轴具有允许材料量为最少时状态（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DLMS和dLMS表示。 极限尺寸与实体尺寸有如下关系,DMMSD min ，DLMSDmax dMMSdmax ，dLMSdmin,第二节 公差与配合国家标准,1944年：国民党政府制定了“尺寸公差与配合”的国家标准
10、，但实际使用的是日本、德国、美国标准。 1955年：参照苏联标准，第一机械工业部颁布“公差与配合”的部颁标准，此标准只是将苏联标准（OCT标准）赋予了中文名词。 1959年：颁布了“公差与配合”的国家标准GB1591741959（简称“旧国标”）（精度等级偏低、配合种类偏少） 1979年：参照国际标准制定了“公差与配合”的国家标准GB18001804 1979（简称“新国标”）取代GB1591741959,19921996年上述新国标进行了部分修订，将公差与配合改为极限与配合，用极限与配合 基础 第一部分：词汇（GB/T1800.11996）替代GB1800-1979中的公差与配合的术语及定义
11、，用一般公差 线性尺寸的未注公差（GB/T18041992）替代未注公差尺寸的极限偏差（GB18041979）。 国家标准极限与配合中，公差与配合部分的标准主要包括： GB/T1800.11997极限与配合 基础 第1部分：词汇 GB/T1800.21998极限与配合基础 第2部分：公差、偏差和配合的基本规定 GB/T1800.31998极限与配合基础 第3部分：标准公差和基本偏差数值表 GB/T1800.41999极限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表 GB/T18011999极限与配合 公差带和配合的选择 GB/T18042000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,1代号 国家
12、标准（GB/T1800.21998） 2公差等级 在基本尺寸至500mm内，国家标准将标准公差等级规定为20个等级，在基本尺寸大于500至3150mm内规定了IT1至IT18共18个标准公差等级。依次为 IT01 IT0 IT1 IT18 等级 高 低 IT7 称为低于IT7级 公差值 小 大 IT7称为 高于IT7级 即公差等级相同，尺寸的精确程度相同,一、标准公差系列,1)公差单位（D 500mm）,加工误差 补偿误差（主要受温度影响的测量误差）,通过生产实践统计得到,对大尺寸（ 5003150mm）,误差（温度）与成线性关系,)公差等级系数,从IT5开始，T=ai ,a就是公差等级系数。
13、IT5:i=7, IT6IT18:i按优先数系递增。为10、16、25、40、64、100(表2-1) D一定时，a是IT大小的唯一参数。,为什么要设计不同公差单位？,二、基本偏差系列 1.基本偏差的代号、特点,1）代号：拉丁字母（按英文读音），孔大写、轴小写。,数量28个,26个字母去掉I,L,O,Q,W5个 (i,l,o,q,w) 填上:CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC (cd,ef,fg,js,za,zb,zc)7个,a)分布简图如下图,2）特点,（1）基本偏差是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差；,（2）孔和轴的基本偏差不同（上偏差或下偏差）,（3）基孔制和基轴制的基本偏差代
14、号分别为H和h;,b)Js完全对称，J基本对称（孔只有J6、J7、J8；轴只有j5、j6、j7、j8，逐步被Js取代）,c)除去JS和js、k、K、M、N以外基本偏差原则上与公差等级无关，有一些除外（K、M、N等有两种位置）。例：AH(ah) 与公差等级无关。10f7、10f8、10f9 d)“AZC”（azc）除J（j）以外，20个等级齐全。,2.基本偏差数值,1轴的基本偏差数值,间隙配合可根据生产实践或试验得知间隙X的大小，然后以基孔制，计算出ah与hzc轴的基本偏差es(h=0，不要计算),如图所示。见教材中表2-6.,以基孔制配合来考虑 a h: 间隙配合 基本偏差es0 Xmin =
15、 |es| ei= es-IT,j n: 过渡配合 基本偏差ei ，es = ei + IT,pzc: 过盈配合 基本偏差ei， es = ei + IT,2孔的基本偏差数值,由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一致的，所以，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。 换算的原则是：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），在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级的条件下（如H9/f9与F9/ h9、H7/p6与P7/ h6），其配合的性质必须相同（即具有相同的极限间隙或极限过盈）。换算过程及换算规则如下：（换算原则：基孔制、基轴制同名配合的配合性质相同）,（1）基本偏差的换算过程,基本偏差AH的换算过程图,Xmines,Xmin+EI,1）基本偏差AH的换算过程,-es=EI,2）基本偏差JZC的换算过程（以K、M、N的过渡配合为例）,基本偏差JZC的换算过程图,孔轴采用同级配合 ES-ei,（2）基本偏差的换算规则 1）通用规则：同名字母代号的孔和轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即从公差带图解看，孔的基本偏差是轴的
