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1、互换性与测量技术基础 1 第1章绪论 互换性的概述本课程的性质和特点 2 绪论 一 互换性的概念互换性 是指机械产品在装配的时候 同一规格的零件或部件能够不经选择 不经修配 不经调整就能够保证机械产品使用性能要求的一种特性 互换性的分类 1 完全互换2 不完全互换互换性的经济意义 维修 设计 制造机械制造中的互换性通常包括零件几何参数 力学性能 物理化学性能等方面的互换 互换性生产的体现 标准化 3 绪论 一 互换性的概念互换性 是指机械产品在装配的时候 同一规格的零件或部件能够不经选择 不经修配 不经调整就能够保证机械产品使用性能要求的一种特性 互换性的分类 1 完全互换2 不完全互换互换性
2、的经济意义 维修 设计 制造机械制造中的互换性通常包括零件几何参数 力学性能 物理化学性能等方面的互换 互换性生产的体现 标准化 4 绪论 二 本课程的性质和特点性质及任务 本课程的特点 1 术语及定义多 符号多 规定多 经验多2 逻辑推理少学习方法 了解国标 注意其严肃性 了解每个术语和定义的含义 及时归纳总结 5 第2章极限与配合标准 极限与配合的基本术语及定义标准公差系列标准偏差系列配合种类的标准化一般公差 线性尺寸的未注公差极限与配合标准的选择应用 6 2 1极限与配合的基本术语及定义 一 孔和轴的基本术语及定义1 孔 孔是指工件的圆柱形内表面 也包括由二个平行平面或二个平行切面形成的
3、非圆柱形内表面 用D表示 2 轴 轴是指工件的圆柱形外表面 也包括由二个平行平面或二个平行切面形成的非圆柱形外表面 用d表示 7 极限与配合的基本术语及定义论 二 有关尺寸的术语定义1 尺寸 尺寸是以特定单位表示线性尺寸值的几何量 一般特指长度值 广义而言 尺寸也包括角度尺寸数值 2 公称尺寸 D d L 公称尺寸是由设计给定的尺寸3 实际尺寸 Da da La 实际尺寸是通过测量所得的尺寸 4 极限尺寸 允许尺寸的两个极端 称为极限尺寸 8 极限与配合的基本术语及定义论 二 有关尺寸的术语定义三 有关偏差与公差的术语定义1 尺寸偏差 某一尺寸减去它的公称尺寸 所得的代数差称为尺寸偏差 简称偏
4、差 偏差可以为正 可以为负 也可以为零 2 实际偏差 零件的实际尺寸减去它的公称尺寸 所得的代数差称为实际偏差 孔的实际偏差 Ea Da D 轴的实际偏差 ea da d 9 极限与配合的基本术语及定义论 三 有关偏差与公差的术语定义3 极限偏差 极限尺寸减去它的公称尺寸 所得的代数差称为极限偏差 有上极限偏差和下极限偏差之分 1 上极限偏差 最大极限尺寸 公称尺寸孔的上偏差用ES表示 轴的上偏差用es表示 2 下极限偏差 最小极限尺寸 公称尺寸孔的下偏差用EI表示 轴的下偏差用ei表示极限偏差可用下列公式计算 孔的上偏差ES Dmax D轴的上偏差es dmax d孔的下偏差EI Dmin
5、D轴的下偏差ei dmin d标注方法 10 极限与配合的基本术语及定义论 三 有关偏差与公差的术语定义4 尺寸公差 是指尺寸的允许变动量 孔的用Th表示 轴的用Ts表示 公差 极限尺寸 极限偏差的关系如下 孔的公差Th Dmax Dmin ES EI 轴的公差Ts dmax dmin es ei 例1已知孔 轴的公称尺寸为 60mm 孔的最大极限尺寸为 60 030mm 最小极限尺寸为 60mm 轴的最大极限尺寸为 59 990mm 最小极限尺寸为 59 970mm 求孔 轴的极限偏差和公差 11 极限与配合的基本术语及定义论 三 有关偏差与公差的术语定义5 尺寸公差带图 6 基本偏差 基本
6、偏差是指两个极限偏差中靠近零线的那个偏差 0 ES EI es ei 0 025 0 018 0 012 0 026 12 四 有关配合的术语定义1 配合及其种类配合是指公称尺寸相同的 相互结合的孔与轴公差带之间的关系 配合的种类有三种 间隙配合 过盈配合和过渡配合 1 间隙配合对于一批孔 轴 任取其中之一相配 具有间隙 包括最小间隙等于零 的配合 称为间隙配合 即孔的公差带在轴的公差带之上 极限与配合的基本术语及定义论 最大间隙Xmax Dmax dmin ES ei最小间隙Xmin Dmin dmax EI es 13 四 有关配合的术语定义1 配合及其种类 2 过盈配合孔的公差带完全在轴
7、公差带的下方 实际孔的尺寸一定小于实际轴的尺寸 孔 轴之间产生过盈 需在外来作用下孔与轴才能结合 极限与配合的基本术语及定义论 最大过盈Ymax Dmin dmax EI es 最小过盈Ymin Dmax dmin ES ei 14 四 有关配合的术语定义1 配合及其种类 3 过渡配合对于一批孔 轴 任取其中之一相配 可能具有间隙也可能具有过盈的配合 称为过渡配合 孔 轴结合形成过渡配合时 孔的公差带与轴的公差带相互交叠 极限与配合的基本术语及定义论 最大间隙Xmax Dmax dmin ES ei最大过盈Ymax Dmin dmax EI es 15 极限与配合的基本术语及定义论 基本尺寸
8、孔 间隙配合 过盈配合 过渡配合 最大过盈 16 2 2标准公差系列 一 公差等级国家标准GB T1800 3 1998将公差数值的大小划分为20个公差等级 各级标准公差的代号分别以IT01 IT0 ITl IT2 IT3 ITl7 ITl8表示 20个公差等级中 IT01级的精度最高 ITl8级的精度最低 二 基本偏差系列1 基本偏差代号基本偏差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 28种基本偏差代号 由26个拉丁字母中除去5个容易与其他参数混淆的字母I L O Q W i l o q w 剩下的21个字母加上7个双写字母CD EF FG JS ZA ZB
9、ZC cd ef fg js za zb zc 组成 这28种基本偏差构成了基本偏差系列 17 2 2标准公差系列 二 基本偏差系列2 基本偏系列图 A H EI为基本偏差 K ZC ES为基本偏差 k zc ei为基本偏差 a h es为基本偏差 18 2 2标准公差系列 二 基本偏差系列3 公差带代号例 查表确定 30H8的孔 30p7与轴的极限偏差 画出公差带图 并指出配合类型 公差带代号组成 基本偏差代号 如 H f 标准公差等级代号如 8 7 如 H8f7 19 一 配合制基本尺寸相同的孔和轴配合 使其中一个的基本偏差固定 通过改变另一个的基本偏差来获得各种性质配合的制度称为配合制
10、2 4配合种类的标准化 20 一 配合制 2 4配合种类的标准化 21 一 配合制 2 4配合种类的标准化 22 一 配合制 2 4配合种类的标准化 23 一 配合制1 基孔制 基孔制是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 2 4配合种类的标准化 间隙配合 过渡配合 过盈配合 基准孔 公差带图 24 一 配合制2 基轴制 基轴制是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 2 4配合种类的标准化 基准轴 间隙配合 过渡配合 过盈配合 公差带图 25 2 4配合种类的标准化 基轴制 A H形成间隙配合 J N形成过渡配合
11、P ZC形成过盈配合 基孔制 a h形成间隙配合 j n形成过渡配合 p zc形成过盈配合 二 基本偏差的构成规律 26 2 4配合种类的标准化 三 极限与配合在图样上的标注1 配合代号 配合代号以分数形式表示 分子为孔的公差带代号 分母为轴的公差带代号 如H7 g6所示 如果需要指明配合的公称尺寸 则将公称尺寸标注在配合代号之前 如30H7 g6所示 27 2 4配合种类的标准化 三 极限与配合在图样上的标注2 图样中尺寸公差的标注形式 1 在零件图上尺寸公差的标注形式 在公称尺寸后注出公差带代号 28 2 4配合种类的标准化 三 极限与配合在图样上的标注2 图样中尺寸公差的标注形式 1 在
12、零件图上尺寸公差的标注形式 注出公称尺寸及上 下偏差值 常用方法 29 2 4配合种类的标准化 三 极限与配合在图样上的标注2 图样中尺寸公差的标注形式 1 在零件图上尺寸公差的标注形式 在功能尺寸后注出公差带代号及上 下偏差值 偏差值要加上括号 30 2 4配合种类的标准化 三 极限与配合在图样上的标注2 图样中尺寸公差的标注形式 2 在装配图上标注配合代号 31 2 4配合种类的标准化 三 优先选用的公差与配合为了满足生产的需要 减少极限与配合的种类 保证产品的互换性 并使加工孔的定值刀具 定值量具的规格种类尽可能减少 国家标准在满足我国生产发展需要的前提下 对轴提出了一般用途公差带119
13、种 其中包括常用公差带59种 包括推荐的优先选用公差带13种 对孔提出了一般用途公差带105种 其中包括常用公差带44种 包括推荐的优先选用公差带13种 32 2 4配合种类的标准化 三 优先选用的公差与配合 轴的一般 常用 优先公差带 33 2 4配合种类的标准化 三 优先选用的公差与配合 孔的一般 常用 优先公差带 34 2 4配合种类的标准化 三 优先选用的公差与配合 基孔制优先配合 常用配合 35 2 4配合种类的标准化 三 优先选用的公差与配合 基轴制优先配合 常用配合 36 一 一般公差一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差 一般公差就是只标注功能尺寸 未标注公差 如 30
14、 100 即通常所说的 自由尺寸 一般公差正常情况下 一般不测量 2 5一般公差 线性尺寸的未注公差 37 一 配合制的选择1 优先选用基孔制 优先选用基孔制的原因 主要是出于工艺性和经济性方面的考虑 孔通常采用定值刀具 如钻头 铰刀 拉刀等 进行加工 通常采用极限量规 塞规 进行检验 当孔的公称尺寸和公差等级相同 而基本偏差不同时 就需要多种规格的刀具和量具 所需制造成本较高 轴的精加工通常采用磨削方法进行 加工中改变进刀量和借助通用量具测量 即可方便地获得所需不同基本偏差的轴 制造成本较低 所以 为了减少所需定值刀具和定值量具的规格种类数量 利于组织大批量生产和提高经济效益 国标推荐优先选
15、用基孔制 2 6极限与配合标准的选择应用 38 一 配合制的选择2 下列情况时 应当选用基轴制 1 采用冷拉圆钢与孔配合时 由于供应状态冷拉圆钢的外径具有较高的公差等级和较光洁的表面状况 不经切削加工即可直接作为轴使用 所以此时应当选择基轴制配合 然后再按配合性质的要求选用所需孔的公差带 对孔进行加工 在这种情况下选用基轴制 技术上 经济上都是比较合理的 2 由于结构上的特殊需要时 2 6极限与配合标准的选择应用 39 一 配合制的选择3 与标准件配合时 应当选用以标准件为基准的基准制 4 在特殊需要时 可采用非配合制配合 2 6极限与配合标准的选择应用 40 二 公差等级的选择1 考虑孔 轴
16、加工时的工艺等价性 使两者的加工难易程度相当 在较高精度 Th IT8 时的各类配合 选Th比Ts低一级精度 在较低精度 Th IT8 时的各类配合 可选Th与Ts同级 2 考虑相关件和相配件的精度 如齿轮孔与轴的配合 其公差等级取决于齿轮的精度等级 滚动轴承与轴颈和外壳孔的配合 取决于轴承的制造精度等级 3 考虑加工件的经济性 如轴承盖和隔套与轴颈的配合 允许选用较大间隙和较低公差等级的配合 因此 盖和套可分别比外壳孔和轴颈的公差等级低2 3级 4 若已知配合公差Tf时 可按Tf Th Ts确定孔 轴配合公差带的大小 5 某些重要场合的配合 在某些重要场合 需要先根据整机的使用性能确定所允许的配合间隙或过盈 然后采用计算法进行精确设计计算 确定孔与轴的公差等级 2 6极限与配合标准的选择应用 41 3几何公差 概述形状公差方向公差 位置公差和跳动公差原则几何公差的选择方法几何公差的标注几何公差的选择举例几何误差的检测 42 一 概述几何误差 零件上的被测要素对其理想要素或理想基准要素的偏离程度 几何误差产生的原因 加工的工艺系统的误差 机床 夹具 刀具的制造误差 加工过程中 工艺系统
