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1、电子工业出版社 第4章 机械零件的精度 第4章 机械零件的精度 图4-1 轴的零件图 任何机械都必须有精度要求，否则，将不能满足其功能需要。 机械零件的精度是保证整机精度的基础。如图4-1所示， 代表什么含义？ 第4章 机械零件的精度 学习目标学习目标 n1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。 n2.了解几何公差的基本概念。 n3.理解几何公差及公差带。 n4.会选用常用量具并对零件进行测量。 能力目标能力目标 1.1.识读极限偏差、配合制、公差等级及配合种类的能力。识读极限偏差、配合制、公差等级及配合种类的能力。 2.2.使用常用测量工具的能力。使用常用测量工具的能力。 第4章 机械零件
2、的精度 4.1 极限与配合 4.2 几何公差 第4章 机械零件的精度 4.1极限与配合 4.1.1极限与配合的基本概念 1.孔和轴 孔通常指工件的圆柱形内尺寸要素，轴通常指工件的圆柱形外 尺寸要素。孔和轴的直径分别用D和d表示。 两平行表面相对，其间没有材料形成包容状态，用于内表面， 则它们中间由单一尺寸所确定的部分称为孔。如：D1、 D2 、 D3是 孔的尺寸。两平行表面相背，其外没有材料形成被包容状态，属于 外表面，则它们中间由单一尺寸所确定的部分称为轴。如：d2、d3 、d4是轴的尺寸。如果两部分表面同向，既不能形成包容状态，也 不能形成被包容状态，既非内表面，亦非外表面，则它们中由单一
3、 尺寸所确定的部分即作为长度。如L1、L2、L3是长度尺寸。 第4章 机械零件的精度 图4-2 孔和轴 第4章 机械零件的精度 2.尺寸 （1）尺寸 尺寸是以特定单位表示线性尺寸值的 数值，图样上的尺寸都以mm为单位，在 标注时可将单位省略。 （2）公称尺寸 公称尺寸是由图样规范确定的理想形 状要素的尺寸。孔用D表示，轴用d表示。 第4章 机械零件的精度 极限尺寸是尺寸要素允许的尺寸的两个极端，它以公称尺寸 为基数来确定。尺寸要素允许的最大尺寸称为上极限尺寸，允许 的最小尺寸称为下极限尺寸。孔和轴中的上极限尺寸和下极限尺 寸分别用Dmax、dmax和Dmin、dmin表示，如图4-3所示。 图
4、4-3极限尺寸 （3）极限尺寸 第4章 机械零件的精度 3.尺寸偏差与公差 （1）尺寸偏差 某一尺寸减去其公称尺寸所得的代数差称为尺寸偏差（简称 偏差）。偏差可能为正或负，也可为零。 （2）极限偏差 极限尺寸减去其公称尺寸所得的代数差，称为极限偏差。分 为上极限偏差和下极限偏差。 上极限偏差是上极限尺寸减去其公称尺寸所得到的代数差。 孔的上极限偏差用ES表示，轴的上极限偏差用es表示。 下极限偏差是下极限尺寸减去其公称尺寸所得到的代数差 。孔的下极限偏差用表示EI，轴的下极限偏差用ei表示。极限偏 差可用下列公式表示： 第4章 机械零件的精度 表示公称尺寸为40mm，上极限偏差+0.048mm
5、 ， 下极限偏差+0.009mm，上极限尺寸40.048mm，下 极限尺寸40.009mm。 除零偏差外，前面必须标有正号或负号，并且公称尺 寸的右上角标上极限偏差，右下角标下极限偏差。上极限 偏差总是大于下极限偏差。 例1 的含义 第4章 机械零件的精度 （3）公差 允许尺寸的变动量称为公差。公差等于上极限尺寸减 去下极限尺寸之差，或等于上极限偏差减去下极限偏差之 差。孔的公差用Th表示，轴公差用Ts表示。公差、极限尺 寸和极限偏差的关系如下： 孔公差 轴公差 需要注意的是：公差与偏差是有区别的，偏差是代数值 ，有正负号，也可能为零；而公差是绝对值，没有正负之分 ，计算时不能加正负号，且不能
6、为零。 第4章 机械零件的精度 （4）尺寸公差带 由代表上极限偏差和下极限偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的 两条直线所限定的一个区域，称为尺寸公差带（简称公差带）。公 差带由公差大小和其相对于零线位置的基本偏差来确定。用图表示 的公差带称为公差带图，如图4-4所示。 图4-4 公差带图 第4章 机械零件的精度 零线为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的起始线，零线上 方表示正偏差，零线下方表示负偏差。在画公差带图时，注上相应 的符号“0”、“”和“”，在零线下方画上带单箭头的尺寸线并标上公 称尺寸值。 上、下极限偏差之间的宽度表示公差带的大小，即公差值。公 差带图中，尺寸单位为mm，偏差及公差的单
7、位也可以用m表示，单 位省略不写。 （5）标准公差 国家标准规定的公差数值表中所列的，用以确定公差带 大小的任一公差称为标准公差。 第4章 机械零件的精度 （6）基本偏差 基本偏差是指用以确定公差带相对于零线 位置的上偏差或下偏差，一般是指靠近零线的 那个偏差。 基本偏差用拉丁字母表示。大写字母代表孔 ，小写字母代表轴。当公差带在零线上方时， 基本偏差为下偏差；当公差带在零线下方时， 基本偏差为上偏差。 根据实际需要，国家标准分别对孔和轴各 规定了28个不同的基本偏差（如图4-5）。 第4章 机械零件的精度 图4-5基本偏差系列示意图 第4章 机械零件的精度 .配合 （1）配合 配合是指公称尺
8、寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 （2）间隙或过盈 在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差 值为正时称为间隙，用X表示，当差值为负时称为过盈，用Y表示。 标准规定：配合分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。在间隙 配合中，孔的公差带在轴的公差带之上，如图4-5所示。 图4-5 间隙配合 第4章 机械零件的精度 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要 素而变化。当孔为上极限尺寸而轴为下极限尺寸时，装配后得到最大 间隙，当孔为下极限尺寸而轴为上极限尺寸时，装配后得到最小间隙 。最大间隙用表示，最小间隙用
9、表示。 最大间隙 最小间隙 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。在 过盈配合中，孔的公差带在轴的公差带之下，如图4-6所示。 第4章 机械零件的精度 图4-6 过盈配合 当孔为下极限尺寸而轴为上极限尺寸时，装配后得到最大 过盈；当孔为上极限尺寸而轴为下极限尺寸时，装配后得到最 小过盈。最大过盈用 表示，最小过盈用 表示。 最大过盈 最小过盈 第4章 机械零件的精度 过渡配合是可能具有间隙或过盈的配合，此时孔的公差带 与轴的公差带相互交叠，它是介于间隙配合与过盈配合之间的 一种配合。如图4-7所示。 图4-7 过渡配合 第4章 机械零件的精度 当孔为上极限尺寸而轴的上极限尺寸时，装
10、配后得到最大间 隙，当孔为下极限尺寸而轴为上极限尺寸时，装配后得到最大过 盈。最大间隙用 表示，最大过盈用 表示。 最大间隙 最大过盈 （3）配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它表明配合松紧程度的 变化范围。配合公差用表示，是一个没有正负号的绝对值。 对间隙配合 对过盈配合 对过渡配合 第4章 机械零件的精度 在上式中，把最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴的 极限尺寸或极限偏差带入，可得到三种配合的配合公差都 为 例2 公称尺寸 ,孔的极限尺寸 , 轴的极限 ， ，求孔、轴的极限偏差、公 差、并画出公差带图 解： 孔的极限偏差： 第4章 机械零件的精度 轴的极限偏差： 孔的公差： 轴
11、的公差： 第4章 机械零件的精度 公差带图如图4-8所示 图4-8 公差带图 第4章 机械零件的精度 4.1.2 极限与配合国家标准 1.极限制 （1）标准公差系列 为实现互换性和满足各种使用要求，公差值必需标准化，标准 公差就是国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差值。 确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。极限与配合在公称尺 寸至500mm内规定了IT0l、IT0、IT1、IT18共20个标准公差 等级，公称尺寸大于500mm3150mm内规定了IT1IT18共18个 标准公差等级。标准公差数值见表4-1。 第4章 机械零件的精度 表4-1 标准公差数值（摘自GB/T 1800.2-200
12、9） 第4章 机械零件的精度 2.配合制 国家标准规定了两种配合制：基孔制和基轴制。 （1）基孔制 基孔制是指基本偏差为一定的孔的公差带，与不同的基本偏差 的轴的公差带所形成的各种配合的一种制度。如图4-9（a）所示。 基孔制中的孔称为基准孔，用H表示。基准孔的基本偏差为下极限 偏差EI，且数值为零，即EI=0。上极限偏差为正值，其公差带偏置 在零线上侧。基孔制配合中由于轴的基本偏差不同，使它们的公差 带和基准孔公差带形成以下不同的配合情况。 H/ah间隙配合 H/jsm过渡配合 H/n、p过渡或过盈配合 H/rzc过盈配合 第4章 机械零件的精度 （2）基轴制 基轴制是指基本偏差为一定的轴的
13、公差带，与不同基本偏差 的孔的公差带形成的各种配合的一种制度。如图4-9（b）所示。 图4-9 基准制 第4章 机械零件的精度 基轴制中的轴称为基准轴，用h表示，基准轴的基本偏差为上极限 偏差es，且数值为零，即es=0。上极限偏差为负值，其公差带偏置在 零线的下侧。基轴制配合中由于孔的基本偏差不同，形成以下的配合。 AH/h间隙配合 JSM/h过渡配合 N、P/h过渡或过盈配合 RZC/h过盈配合 不难发现，由于基本偏差的对称性，配合H7/m6和M7/h6，H8/f7 和F8/h7具有相同的极限盈、隙指标。基准制可以转换，亦称为同名配 合。 第4章 机械零件的精度 3.常用和优先的公差带与配
14、合 国标规定了一般、常用和优先轴用公差带共116种，如图4-10 所示。图中方框内的59种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差 带。 图4-10 一般、常用和优先的轴公差 第4章 机械零件的精度 国标规定了一般、常用和优先孔用公差带共105种，如图4-11 所示。图中方框内的44种为常用公差，圆圈内的13种为优先公差 带。 图4-11一般、常用和优先的孔公差带 第4章 机械零件的精度 选用公差带时，应按优先、常用 、一般、任意公差带的顺序选用，应 尽量选用优先和常用公差带。 对于配合，国标规定基孔制常用 配合59种，优先配合13种（表4-2）， 基轴制常用配合47种，优先配合13种 （表4-3）。 第4章 机械零件的精度 注：标注的配合为优先配合 表4-2 基孔制优先、常用配合（GB/T18012009） 第4章 机械零件的精度 表4-3 基轴制优先、常用配合（GB/T18012009） 注：，在公称尺寸小于或等于3mm和在公称尺寸小于或等于 100mm时，为过渡配合； 标注的配合为优先配合。 第4章 机械零件的精度 4.1.3 配合制、公差等级及配合种类的选用 1.基准制的选择 基孔制和基轴制是公差与配合国家标准中确定的两种基准制度。 可采用其中任意种，为国家标准中规定的基本偏差，可在一定条件 下，保证同名配合并使其性质相
