公差配合模块一

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1、模块一 极限配合与尺寸检测,任务1 螺栓与螺母的装配 任务2 用游标卡尺测量孔和轴 任务3 使用千分尺检测连接轴 任务4 画平底套的公差带图 任务5 确定齿轮轴的极限偏差 任务6 判断发动机活塞销的配合性质,互换性指在机械工业中，制成的同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需做任何挑选、调整或辅助加工（如钳工修配），就能进行装配，并能满足机械产品的使用性能要求的一种特性。,一、互换性概述,1互换性的概念,具有互换性的螺母,具有互换性的主轴轴承,汽车装配生产线：零件分散加工，整车集中装配,互换性的优势： 使用和维修方面 加工和装配方面 设计方面,互换性包括： 几何参数（如尺寸、形状等）的互换

2、力学性能（如硬度、强度等）的互换,2几何量误差、公差和测量,零件的几何量误差零件在加工过程中，由于机床精度、计量器具精度、操作工人技术水平及生产环境等诸多因素的影响，其加工后得到的几何参数会不可避免地偏离设计时的理想要求而产生误差。 几何量误差主要包含：,尺寸误差 几何误差 表面微观形状误差,一、孔和轴,孔通常指工件各种形状的内表面，包括圆柱形内表面和其它由单一尺寸形成的非圆柱形包容面。 轴通常指工件各种形状的外表面，包括圆柱形外表面和其它由单一尺寸形成的非圆柱形被包容面。,二、尺寸的术语及其定义,1尺寸 2公称尺寸（D，d） 3实际（组成）要素（Da，da） 4极限尺寸（Dmax，dmin）

3、 5. 实体尺寸（DM，DL, dm ,dL ）,1尺寸,尺寸用特定单位表示长度大小的数值。长度包括直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等。 尺寸由数值和特定单位两部分组成。例如 30 mm。 注：机械图样中，尺寸单位为mm时，通常可以省略单位。,2公称尺寸（D，d）,公称尺寸由设计给定，设计时可根据零件的使用要求，通过计算、试验或类比的方法，并经过标准化后确定基本尺寸。 注：孔的公称尺寸用“D”表示；轴的公称尺寸用“d”表示。,3实际（组成）要素（Da，da）,实际（组成）要素通过测量获得的尺寸。,由于存在加工误差，零件同一表面上不同位置的实际（组成）要素不一定相等。,4极限尺寸,允许的最大

4、尺寸称为上极限尺寸； 允许的最小尺寸称为下极限尺寸。,极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。,三 游标卡尺,1游标量具,三用卡尺（型） 双面卡尺（型） 单面卡尺（型）,游标量具的读数方法： （1）根据游标零线所处位置读出尺身在游标零线前的 整数部分的读数值； （2）其次应判断游标上第几根刻线与尺身上的刻线对 准，游标刻线的序号乘以该游标量具的分度值即 可得到小数部分的读数值； （3）最后将整数部分的读数值与小数部分的读数值相 加即为整个测量结果。,游标卡尺刻线原理及读数示例,游标卡尺的使用注意事项,任务三 使用千分尺检测连接轴,一、偏差与公差的术语及其定义 1偏差 2尺寸公差（T） 3零线与尺寸公

5、差带,1偏差,（1）极限偏差极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为极限偏差。 （2）实际偏差实际（组成）要素减其公称尺寸所得的代数差称为实际偏差。,偏差某一尺寸，如实际（组成）要素、极限尺寸等减其公称尺寸所得的代数差。,分类：,（1）极限偏差,上极限偏差上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。,孔： ES=Dmax D 轴： es=dmax d,下极限偏差下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。,孔： EI=Dmin D 轴： ei=dmin d,此时，注意下面几点原则： （1）上极限偏差下极限偏差； （2）上、下极限偏差应以小数点对齐； （3）若上、下极限偏差不等于0，则应注意标 出正负号； （4）若

6、偏差为零时，必须在相应的位置上标注 “0”，不能省略； （5）当上、下极限偏差数值相等而符号相反 时，应简化标注，如400.008。,极限偏差尺寸标注为：,（2）实际偏差,实际（组成）要素减其公称尺寸所得的代数差称为实际偏差。合格零件的实际偏差应在规定的上、下极限偏差之间。,【例11】某孔直径的公称尺寸为50mm，上极限尺寸为50.048mm，下极限尺寸为50.009mm，求孔的上、下极限偏差。,孔的极限偏差计算示例,常用千分尺,（1）外径千分尺,实物图,结构简图,千分尺的读数方法： （1）先从微分筒的边缘向左看固定套管上距微分筒边缘 最近的刻线，从固定套管中线上侧的刻度读出整 数，从中线下侧

7、的刻度读出0.5mm的小数； （2）再从微分筒上找到与固定套管中线对齐的刻线，将 此刻线数乘以0.01mm就是小于0.5mm的小数部分的 读数，最后把以上几部分相加即为测量值。,【例21】读出下图中外径千分尺所示的读数。,外径千分尺读数示例,任务4 画平底套的公差带图,1尺寸公差（T）,尺寸公差允许尺寸的变动量，简称公差。,孔的公差 Th=Dmax-Dmin =ES-EI 轴的公差 Ts=dmax-dmin =es-ei,【例13】求孔20 mm的尺寸公差。,孔的尺寸公差计算示例,【例14】轴公称尺寸为40mm，上极限尺寸为39.991mm，尺寸公差为0.025mm。求其下极限尺寸、上极限偏差

8、和下极限偏差。,轴的极限尺寸、极限偏差计算示例,3零线与尺寸公差带,极限与配合示意图,公差带图,【例15】绘出孔25 mm和轴25 mm的公差带图。,任务5 确定齿轮轴的极限偏差,一、标准公差,标准公差国家标准极限与配合中所规定的任一公差。,1标准公差等级,公差等级确定尺寸精确程度的等级。国家标准设置了20个公差等级。,2公称尺寸分段,从理论上讲，同一公差等级的标准公差数值也应随公称尺寸的增大而增大。 尺寸分段后，同一尺寸段内所有的公称尺寸，在相同公差等级的情况下，具有相同的公差值。 例如：公称尺寸40mm和50mm都在大于30mm至50mm尺寸段，两尺寸的IT7数值均为0.025mm。,二、

9、基本偏差,1基本偏差及其代号,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偏差或下偏差。,基本偏差的代号：用拉丁字母表示，大写字母表示孔的基本偏差，小写字母表示轴的基本偏差。,孔和轴的基本偏差代号,2基本偏差系列图及其特征,（1）孔和轴同字母的基本偏差相对零线基本呈对称分布。 （2）在基本偏差数值表中将js划归为上偏差，将JS划归为下偏差。 （3）代号k、K和N随公差等级的不同而基本偏差数值有两种不同的情况（K、k可为正值或零值，N可为负值或零值），而代号M的基本偏差数值随公差等级不同则有三种不同的情况（正值、负值 或零值）。 （4）代号j、J及PZC的基本偏差数值与

10、公差等级有关。,三、公差带,1公差带代号,孔、轴公差带代号由基本偏差代号与公差等级数字组成。 例如： 孔公差带代号 H9、D9、B11、S7、T7 轴公差带代号h6、d8、k6、s6、u6,2图样上标注尺寸公差的方法,公称尺寸与公差带代号表示 公称尺寸与极限偏差表示 公称尺寸与公差带代号、极限偏差共同表示,只标注公差带代号的方法（适用于大批量的生产要求）,只标注上、下极限偏差数值的方法（适用于单件或小批量的生产要求）,公差带代号与极限偏差值共同标注的方法（适用于批量不定的生产要求）, 40G7,公称尺寸至500mm的一般、常用和优先轴公差带,3公差带系列,四、孔、轴极限偏差数值的确定,1基本偏

11、差的数值,（1）基本偏差代号有大、小写之分，大写的查孔的基本偏差数值表，小写的查轴的基本偏差数值表。 （2）查公称尺寸时，对于处于公称尺寸段界限位置上的公称尺寸该属于哪个尺寸段，不要弄错。 （3）分清基本偏差是上极限偏差还是下极限偏差。 （4）代号j、k、J、K、M、N、PZC的基本偏差数值与公差等级有关，查表时应根据基本偏差代号和公差等级查表中相应的列。,2另一极限偏差的确定,另一个极限偏差的数值，可由极限偏差和标准公差的关系式进行计算。 轴 es=ei+IT 或 ei=esIT 孔 ES=EI+IT 或 EI=ESIT,【例19】查表确定下列各尺寸的标准公差和基本偏差，并计算另一极限偏差。

12、 （1）8e7 （2）50D8 （3）80R6,3极限偏差表,查表： 由公称尺寸查行，由基本偏差代号和公差等级查列，行与列相交处的框格有上下两个偏差数值，上方的为上极限偏差，下方的为下极限偏差。,任务6 判断发动机活塞销的配合性质,一、配合的术语及其定义,1配合 2间隙与过盈 3配合的类型 4配合公差(Tf),1配合,配合公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 相互配合的孔和轴其公称尺寸应该是相同的。 孔、轴公差带之间的不同关系，决定了孔、轴结合的松紧程度，也就是决定了孔、轴的配合性质。,2间隙与过盈,间隙孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为正，一般用X表示，其数值前应标“”号。 过盈孔

13、的尺寸减去相配合的轴的尺寸为负，一般用Y表示，过盈数值前应标“”号。,3配合的类型,间隙配合 过渡配合 过盈配合,（1）间隙配合,间隙配合具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。,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=Dmaxdmin=ESei 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=Dmindmax=EIes,间隙配合的孔、轴公差带,【例16】孔25 mm与轴25 mm相配合，试判断配合类型，若为间隙配合，试计算其极限间隙。,（2）过盈配合,过盈配合具有过盈（包括最小过盈等于零）

14、的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。,最大过盈：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。 Ymax=Dmindmax=EIes 最小过盈：孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺寸，配合处于最松状态。 Ymin=Dmaxdmin=ESei,过盈配合的孔、轴公差带,【例17】孔32 mm和轴32 mm相配合，试判断其配合类型，并计算其极限间隙或极限过盈。,（3）过渡配合,过渡配合可能具有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带相互交叠。,最大间隙：孔的尺寸大于轴的尺寸时，具有间隙。当孔为上极限尺寸，而轴为下极限尺寸时，配合处于最松状态。 Xmax=Dmaxdmin=ESei 最

15、大过盈：孔的尺寸小于轴的尺寸时，具有过盈。当孔为下极限尺寸，而轴为上极限尺寸时，配合处于最紧状态。 Ymax=Dmindmax=EIes,过渡配合的孔轴公差带,【例18】孔50 mm和轴50 mm相配合，试判断配合类型，并计算其极限间隙或极限过盈。,特别提示1： 每一类配合都有两个特征值，这两个特征值分别反映该配合的最“松”和最“紧”程度。如下表所示：,特别提示2： 配合的类型可以根据孔、轴公差带间的相互位置来判别，也可以根据孔、轴的极限偏差来判别。由三种配合的孔、轴公差带位置可以看出： EIes时，为间隙配合； ESei时，为过盈配合； 以上两式都不成立时，为过渡配合。,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 Tf=ThTs 过渡配合 Tf =Xmax-Ymax,4配合公差(Tf),