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1、 临时目录第十二章 光滑圆柱体的公差与配合2学习任务2能力目标212.1 极限与配合的基本术语及定义212.1.1有关孔和轴的定义212.1.2 有关尺寸的术语312.1.3尺寸偏差和公差的术语及定义412.1.4工差带图512.1.5 有关配合的术语及定义612.2 尺寸公差与配合标准812.2.1标准公差系列812.2.2 基本偏差1012.2.3 极限与配合在图样上的标注1712.3 优先和常用的公差带与配合1712.3.1 一般、常用和优先公差带1712.3.2 常用和优先配合1812.4 一般公差 线性尺寸的未注公差1912.5 公差与配合的选用2012.5.1基准制的选择2012.
2、5.2 公差等级的选择2112.6 滚动轴承的公差与配合简介2812.6.2 滚动轴承内、外径公差带2912.6.3 滚动轴承与轴和轴承座孔的配合29综合训练30第十二章 光滑圆柱体的公差与配合学习任务1.掌握公差与配合的基本术语和定义、标准公差、基本偏差的概念及其查表方法。2.熟练掌握公差带的绘制，并能进行配合类别的判别。3.了解公差与配合国家标准的组成与特点。4.熟悉公差与配合的选用原则及应用，会在图样上标注。能力目标1掌握极限与配合的基本术语、基本概念。2熟练绘制、分析公差带图；配合公差带图及配合类别。3熟练掌握公差与配合的选用。圆柱的结合（配合），是孔、轴最基本和普遍的形式。为了经济的
3、满足使用要求，保证互换性，应对尺寸公差与配合进行标准化。随着我过科技的进步，为了满足国际技术交流和贸易的需要，已逐步与国际标准（ISO）接轨。国家技术监督局不断发布实施新标准，同时代替旧标准。国家颁布了一系列尺寸公差与配合的标准，主要包括：GB/T 1800.l-2009 产品几何技术规范（GPS）极限与配合 第 1部分：公差、偏差和配合的基础GB/T 1800.2-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合 第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表、GB/T 1801-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合 公差带和配合的选择、GB/T 1804-2000一般公差 未注公差的线性和角
4、度尺寸的公差。这些标准不仅可以防止任意规定公差与配合数值的混乱现象，保证零部件的互换性和质量，而且还有利于刀具、量具的标准化，有利于广泛组织专业化协作生产和国际间的技术交流。12.1 极限与配合的基本术语及定义12.1.1有关孔和轴的定义1.孔孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）部分。如图12-1所示，零件的各内表面上，尺寸、都称为孔。2.轴图12-1 孔和轴轴通常指工件的圆柱形外表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）部分。如图12-1所示，零件的各外表面上，尺寸、都称为轴。从装配关系
5、上讲，孔是包容面，在它之内无材料，轴是被包容面，在它之外无材料；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。12.1.2 有关尺寸的术语1.尺寸尺寸是用特定单位表示线形几何量大小的数值。它由数字和长度单位组成，用以表示长度的大小，如直径、长度、宽度、深度、中心距等。机械制造中，常用（、um）作为特定单位。广义的说，尺寸还包括线性尺寸和以角度单位表示角度尺寸的数值。2.基本尺寸（D、d）基本尺寸是指设计给定的尺寸，通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸。基本尺寸是设计者根据零件的使用要求，通过强度、刚度等方面的计算或结构需要，并考虑工艺方面的其他要求后，经过化整确定的。它-般应
6、按标准尺寸选取，以减少定值刀具、量具和夹具的规格数量。它只表示尺寸的基本大小，并不一定是在实际加工中要求得到的尺寸，有配合关系的孔与轴其基本尺寸相同。如图12-2中D（d）所示。图12-2基本尺寸与极限尺寸3.实际尺寸（、）实际尺寸是加工后通过测量获得的尺寸。孔的实际尺寸以表示，轴的实际尺寸用表示。由于存在测量误差，所以实际尺寸并非尺寸的真值。又由于存在形状误差，工件上各处的实际尺寸往往是不同的；即使同-表面，不同部位的实际尺寸也不相同，实际尺寸如图12-3所示。图12-3 实际尺寸4.极限尺寸（，）极限尺寸是指允许尺寸变化的两个界限值，其中较大的-个称为最大极限尺寸（，），较小的-个称为最小
7、极限尺寸（，）。如图12-1所示。5.最大实体状态（MMC）孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态称为最大实体状态。6.最大实体尺寸（MMS）在最大实体状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸，又称最大实体极限。即孔的最小极限尺寸（）和轴的最大极限尺寸（）统称为最大实体尺寸。7.最小实体状态（LMC）孔或轴具有允许的材料量为最少时的状态称为最小实体状态。8.最小实体尺寸（LMS）在最小实体状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸，又称最小实体极限。即孔的最大极限尺寸（）和轴的最小极限尺寸（）统称为最小实体尺寸。12.1.3尺寸偏差和公差的术语及定义1.尺寸偏差尺寸偏差是指某-尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减去其基
8、本尺寸所得的代数差。尺寸偏差可以为正、负或零值。偏差还分为实际偏差和极限偏差。(1)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。计算公式如下：孔的实际偏差轴的实际偏差（2）极限偏差（ES、es，EI、ei）极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差（ES、es），计算公式如下：孔的上偏差 轴的上偏差 最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差（EI、ei）。计算公式如下：孔的下偏差 轴的下偏差 上偏差与下偏差统称为极限偏差。2.尺寸公差（简称公差）（、）尺寸公差是指允许尺寸的变动量。它等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数
9、差的绝对值，也等于上、下偏差代数差的绝对值。公差取绝对值，则不存在负值，也不允许为零。计算公式如下：孔的公差 轴的公美 注：尺寸误差是指一批零件的实际尺寸相对于理想尺寸的偏离范围。当加工条件一定时，尺寸误差表征了加工方法的精度。尺寸公差则是设计给定的误差允许值，体现了设计者对加工精度的要求。公差和极限偏差都是设计时给定的，但它们之间存在着本质的不同。在数值上，极限偏差是代数值，可正、可负、也可为零值；而公差是没有任何符号的绝对值，也不能为零值，是工件尺寸的精度指标。从作用上看，极限偏差用于控制实际偏差，是判断工件尺寸是否合格的依据；而公差用于控制尺寸误差，其大小反映尺寸精度。从工艺上看，极限偏
10、差是调整机床时决定切削刀具与工件相对位置的依据；而公差大小则决定了加工的难易程度，是制订加工工艺时的主要依据。基本尺寸、 极限尺寸、极限偏差和尺寸公差之间的关系如图12-4所示。图12-4 尺寸、偏差与公差12.1.4工差带图公差带图由零线和公差带组成。由于公差或偏差的数值比基本尺寸的数值小得多，在图中不便用同一比例表示，同时为了简化，在分析有关问题时，不画出孔、轴的结构，只画出放大的孔、轴公差区域和位置。采用这种表达方法的图形称为公差带图，如图12-4b所示。 1.零线在公差带图中，确定极限偏差的一条基准直线称为零线。通常，零线沿水平方向绘制，表示基本尺寸，零线上方表示正偏差，零线下方表示负
11、偏差。2.公差带 在公差带图中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两平行直线所限定的区域。公差带在零线垂直方向上的宽度代表公差值，在零线方向其长度可适当选取。通常尺寸单位用毫米（mm）表示，偏差及公差单位用微米（um）表示，单位省略不写。3.公差带的两要素 在国家标准中，公差带图包括了“公差带大小” 与“公差带位置” 两个要素，前者由标准公差确定，后者由基本偏差确定。(1)标准公差。国家标准中所规定的（确定公差带大小的）任-公差为标准公差（见表12-l）。(2)基本偏差。确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差为基本偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个极限偏差。公差
12、带图是学习本课程的一个极为重要的概念和工具，必须熟练掌握。12.1.5 有关配合的术语及定义 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.间隙或过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差为正时称为间隙，用符号X表示；为负时称为过盈，用符号Y表示。 3.配合的种类 根据相互结合的孔、轴公差带之间的相对位置关系，配合可分为以下三大类： （l）间隙配合 保证具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合，称为间隙配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上，如图12-5所示。图12-5 间隙配合 由于孔、轴的实际尺寸允许在各自公差带内变动，所以装配后孔、轴配合的间隙也是变动的。当孔
13、为最大极限尺寸，轴为最小极限尺寸时，装配后得到最大间隙（）；反之，得到最小间隙（）。间隙配合的平均松紧程度可用平均间隙()描述，它是最大间隙和最小间隙的平均值。最大间隙、最小间隙和平均间隙的计算公式如下：最大间隙 最小间隙 平均间隙 （2）过盈配合 过盈配合是指具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带的下方，如图12-6所示。图12-6 过盈配合 过盈配合的性质可用最大过盈、最小过盈和平均过盈表示，其计算公式如下：最大过盈 最小过盈 平均过盈 （3）过渡配合 过渡配合是指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，如图12-7所示。图12-7 过渡
14、配合 过渡配合是介于间隙配合与过盈配合之间的一类配合，但其间隙与过盈都不大。其性质用最大间隙、最大过盈和平均间隙或平均过盈表示，其计算公式如下：最大间隙 最大过盈 平均间隙(过盈) （或）的计算结果为正时是平均间隙，表示偏松的过渡配合；为负时是平均过盈，表示偏紧的过渡配合。 4.配合公差（） 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它是-个没有符号的绝对值，其大小为配合最松状态时的极限间隙（或极限过盈）与配合最紧状态时极限间隙（或极限过盈）的代数差的绝对值，其计算公式如下：间隙配合 过盈配合 过渡配合 三种配合的配合公差也可写成即配合公差等于相配合孔的公差与轴的公差之和。它反映配合精度的高低，若要提高配合精度，就必须减小相互配合的孔与轴的加工精度。在配合公差带图中，零线以上的为正值，零线以下的为负值；正值代表间隙，负值代表过盈；配合公差带完全处于零线以上为间隙配合，完全处于零线以下为过盈配合；当公差带跨在零线两侧时则为过渡配合，如图12-8所示。图12-8配合公差带图配合公差带的大小取决于配合公差的大小，配合公差带相对
