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1、学习支持学习支持 知识目标 知识目标 通过本章的学习具备极限 配合与技术测量方面的基本知通过本章的学习具备极限 配合与技术测量方面的基本知 识 为后面从事专业课程学习和工作打下一定的基础 识 为后面从事专业课程学习和工作打下一定的基础 能力目标 能力目标 通过本章节的学习掌握尺寸 偏差和公差的基本概念 熟悉通过本章节的学习掌握尺寸 偏差和公差的基本概念 熟悉 配合的基本概念 了解表面粗糙度的基本概念及对机械零件使配合的基本概念 了解表面粗糙度的基本概念及对机械零件使 用功能的影响 能正确理解图样上表面粗糙度代号的技术含义用功能的影响 能正确理解图样上表面粗糙度代号的技术含义 能正确理解图样上形
2、位公差符号的技术含义 掌握形位误差 能正确理解图样上形位公差符号的技术含义 掌握形位误差 的常用检测方法 的常用检测方法 第五章 极限 配合与技术测量第五章 极限 配合与技术测量 1 第一节 互换性与标准化概念 一 互换性的基本概念 1 互换性及其意义 所谓互换性的含义即指 同一规格的一批零部件 任取其一 不 需任何挑选和修理就能装在机器上 并能满足其使用功能要求 2 互换性的分类 机器和仪器制造业中的互换性 通常包括几何参数 如尺寸 和力 学性能 如硬度 强度 的互换 本课程仅讨论几何参数的互换 所谓几何参数互换 主要包括零部件的尺寸 几何形状 相互的位 置关系以及表面粗糙度等参数的互换 二
3、 加工误差 公差及检测 允许零件几何参数的变动量称为 公差 工件的误差在公差范围内 为合格件 超出了公差范围 为不合格件 三 标准与标准化 所谓标准 就是指为了取得国民经济的最佳效果 对需要协调统一 的具有重复特征的物品 如产品 零部件等 和概念 如术语 规则 方法 代号 量值等 在总结科学试验和生产实践的基础上 由有关方面协 调制订 经主管部门批准后 在一定范围内作为活动的共同准则和依据 所谓标准化 就是指标准的制订 发布和贯彻实施的全部活动过程 2 第二节 极限与配合的基本概念 一 孔和轴 孔 孔是指工件的圆柱形内表面 也包括非圆柱形内表面 由二平行平 面或切面形成的包容面 孔的直径尺寸用
4、D表示 轴 轴是指工件的圆柱形外表面 也包括非圆柱形外表面 由二平行平 面或切面形成的被包容面 轴的直径尺寸用d表示 从装配关系讲 孔是包容面 轴是被包容面 从加工过程看 随着余 量的切除 孔的尺寸由小变大 轴的尺寸由大变小 如图5 1所示 图5 1 3 二 有关尺寸的术语术语 定义义 1 尺寸 是指用特定单位表示线性尺寸值的数值 长度值包括 直径 半径 宽度 深度 高度和中心距等 单位 毫米 mm 2 基本尺寸 D d 基本尺寸是由设计给 定的 孔用D表示 轴 用d表示 3 实际 尺寸 Da da 实际 尺寸是通过测 量所得的尺寸 孔的 实际 尺寸以Da表示 轴的实际 尺寸以da表示 4 极
5、限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸 如图 5 2所示 两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸 较小的一个称为最 小极限尺寸 孔和轴的最大 最小极限尺寸分别用Dmax dmax和 Dmin dmin表示 图5 2 极限尺寸 4 三 有关尺寸偏差 公差的术语定义 1 尺寸偏差 某一尺寸减去其基本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 实际偏差 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际 偏差 3 极限偏差 极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差 1 上偏差 最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为上偏差 孔的上偏差用ES表示 轴的上偏差用es表示 2 下偏差
6、 最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差 孔的下偏差用EI表示 轴的下偏差用ei表示 极限偏差可用下列公式表示 ES Dmax D es dmax d EI Dmin D ei dmin d 偏差值除零外 前面必须标有正或负号 上偏差总是大于下偏差 标注 示例 50 50 803030 5 4 尺寸公差 Th Ts 允许尺寸的变动量称为公差 公差是用以限 制误差的 工件的误差在公差范围内即为合格 反之 则不合格 公差等于最大极限尺寸减最小极限尺寸之差 或上偏差减下偏差之差 孔公差用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 Th Dmax Dmin ES
7、 EI 轴公差 Ts dmax dmin es ei 公差值永远为正值 图5 3 公差与配合示意图 6 5 尺寸公差带 零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围 叫做尺寸公差带 用图所表示的公差带称为公差带图 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 号 并在零线下方画上带单箭头的尺寸线标上基 本尺寸值 上 下偏差之间的宽度表示公差带的大小 即公差值 公差带沿 零线方向的长度可适当选取 公差带图中 尺寸单位为毫米 mm 偏差及公差的单位也可以用微米 m 表示 单位省略不写 6 标准公差 标准中表列的 用以
8、确定公差带大小的任一公差称 为标准公差 7 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 称为基本偏差 一般为公差带靠近零线的那个偏差 7 四 有关配合的术语定义 1 配合 配合是指基本尺寸相同的 相互结合的孔和轴公差带之间的 关系 2 间隙 X 或过盈 Y 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 3 间隙配合 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5 4所示 图5 4 间隙配合图 最大间隙 Xmax Dmax dmin ES ei 最小间隙 Xm
9、in Dmin dmax EI es 间隙配合的平均松紧程度称为平均间隙Xav 平均间隙 Xav Xmax Xmin 5 1 8 4 过盈配合 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5 5所示 图5 5 过盈配合图 最大过盈 Ymax Dmin dmax EI es 最小过盈 Ymin Dmax dmin ES ei 平均过盈为最大过盈与最小过盈的平均值 平均过盈 Yav Ymax Ymin 9 5 过渡配合 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 但间隙和过盈量都不大
10、 最大间隙 Xmax Dmax dmin ES ei 最大过盈 Ymax Dmin dmax EI es 图5 6 过渡配合图 在过渡配合中 平均间隙或平均过 盈为最大间隙与最大过盈的平均值 所得值为正 则为平均间隙 为 负则为平均过盈 6 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Tf表示 是一个没有符号的绝对值 10 例5 1 已知基本尺寸D d 50mm 孔的极限尺寸Dmax 50 025mm Dmin 50mm 轴的极限尺寸dmax 49 950mm dmin 49 934mm 现测 得孔 轴的实际尺寸分别为Da 50 010mm da 4
11、9 946mm 求孔 轴的 极限偏差 实际偏差及公差 解 孔的极限偏差 ES Dmax D 50 025 50 0 025mm EI Dmin D 50 50 0 轴的极限偏差 es dmax d 49 950 50 0 050mm ei dmin d 49 934 50 0 066mm 孔的实际偏差 Da D 50 010 50 0 010mm 轴的实际偏差 da d 49 946 50 0 054mm 孔的公差 TD Dmax Dmin 50 025 50 0 025mm 轴的公差 Td dmax dmin 49 950 49 934 0 016mm 11 五 极限与配合标准 一 基准制
12、1 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 基孔制配合中的孔为基准孔 是配合的基准件 标准规定 基准孔的基 本偏差为下偏差EI 数值为零 即EI 0 上偏差为正值 其公差带偏置在 零线上侧 基准孔的代号为H 2 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 图5 8 基本偏差系列图 12 基轴制配合中的轴为基准轴 是配合的基准件 标准规定 基准轴的基 本偏差为上偏差es 数值为零 即es 0 下偏差为负值 其公差带偏 置在零线下侧 基准轴的代号为h 二 标准公差 1 标准公差因子 公差单位 标准公差因子是
13、用以确定标准公差 的基本单位 该因子是基本尺寸的函数 是制定标准公差数值的基础 式中 D 基本尺寸分段的计算尺寸 mm i 公差单位 m 2 公差等级 确定尺寸精确程度的等级称为公差等级 不同零件和零件 上不同部位的尺寸 对精确程度的要求往往不同 为了满足生产的需要 国家标准设置了20个公差等级 各级标准公差的代号为IT01 IT0 IT1 IT2 IT18 IT01精度最高 其余依次降低 标准公差值依次增大 3 尺寸分段 在计算标准公差时 公差单位算式中D取尺寸段首尾两个 尺寸的几何平均值 13 三 基本偏差系列 1 代号 基本偏差代号用拉丁字母表示 孔用大写字母表 示 轴用小写字母表示 2
14、8种基本偏差构成了基本偏差系列 2 基本偏差系列图及其特征 上图为基本偏差系列图 图中 基本偏差系列各公差带只画出一端 另一端未画出 它取决于公差的 大小 3 基本偏差数值 1 轴的基本偏差数值 轴的基本偏差数值是以基孔 制配合为基础 按照各种配合要求 再根据生产实践经验和统计分析结果得 出的一系列公式经计算后圆整尾数而得出 轴的基本偏差可查表确定 另一个极限偏差可根据轴的 基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算 ei es IT es ei IT 14 1 公差带代号与配合代号 孔 轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成 例如H7 F7 K7 P6等为孔的公差带代号 h7 g6 m
15、6 r7等为轴 的公差带代号 当 孔和轴组 成配合时 配合代号写成分数形式 分子为孔的公差带代号 分 母为轴 的公差带代号 如 或H7 g6 如指某基本尺寸的配合 则基本 尺寸标在配合代号之前 如 30H7 g6 四 公差与配合在图样上的标注 图5 9 图样中尺寸公差带的标注 2 图样中尺寸公差带的标注形式 如图5 9所示 15 六 表面粗糙度 1 表面粗糙度的概念 国家标准规定 表面粗糙度就是指加工表面上具有的较小间距和峰谷 所组成的微观几何形状特性 即表面微观的不平度 2 表面粗糙度符号 代号及注法 1 表面粗糙度符号 表面粗糙度的符号及说明见表5 1 16 2 表面粗糙度符号 代号及注法
16、 在表面粗糙度符号的基础上 注出 表面粗糙度数值及其有关的规定项目后就形成了表面粗糙度代号 常见的 标注及意义如表5 2所示 3 表面粗糙度的选用 17 第三节节 测测量技术术基础础 一 长长度计计量单单位 当前国际上通常使用的长度单位有米制和英制两种 目前 我 国采用的长度单位制是国际单 位制 表5 3 二 测测量器具与测测量方法的分类类 1 测测量器具的分类类 测量器具包括量具与量仪两大类 量具 使用时 以固定形式复现一给定量的一个或多个已知值的 一种测量器具 量仪 将被测的或有关的量转换 成批示值或等效信息的一种测 量器具 18 2 测测量方法的分类类 测量方法的分类 按不同的方式进行分类有多种分类 按是否直接测量被测参数 可分为直接测量与间接测量 按量具与量仪 的读数值是否直接表示被测尺寸的数值 可分为绝对测 量与相对测 量 按被测表面与量具量仪的测量头是否接触 分为接触测量与非接触测量 按一次测量参数的多少 分为单项测 量和综合测量 三 常用测量器具的使用方法 1 游标类量具的使用方法 如图5 10所示 图5 10 游标类量具 如图5 11所示是0 1mm游标量具的读尺寸方
