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1、第二章 尺寸精度,机械零件在加工时必存在尺寸误差！,尺寸误差影响机械的装配性及工作性能！,尺寸公差,尺寸误差,控制,本章研究尺寸公差相关基本概念、国家标准构成、尺寸公差设计及尺寸误差检测！,相关国家标准代号及名称：,GB/T 1800.12009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 1800.22009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、轴的极限偏差表,GB/T 18012009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 18032003极限与配合 尺寸至18mm孔、轴公差带,GB/T 18042
2、000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差,2-1 基本术语及其定义,尺寸精度设计是指对有配合要求的孔、轴（广义概念），确定它们的尺寸公差和配合种类，也包括确定非配合表面的尺寸公差。,一.孔、轴的定义,孔：通常指工件圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形内尺寸要素。,轴：通常指工件圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形外尺寸要素。,孔：内表面,轴：外表面,二.有关尺寸的术语及定义,1.线性尺寸,尺寸,线性尺寸,角 度,线性尺寸简称尺寸，是指两点之间的距离，如直径、宽度、高度、深度、厚度及中心距离等。,2.公称尺寸,由图样规范确定的理想尺寸，是设计确定的尺寸。根据强度、刚度等的计算，以及结构设计，并化整
3、为优先数。从GB/T 28222005标准尺寸查取，以利于加工和测量。公称尺寸用符号D表示。,3.极限尺寸,极限尺寸,上极限尺寸,下极限尺寸,极限尺寸是指孔或轴允许的两个极端尺寸。其中一个极端尺寸为上极限尺寸，它是孔或轴允许的最大尺寸，孔或轴上极限尺寸分别用符号Dmax和dmax表示。,另一个极端尺寸为下极限尺寸，它是孔和轴允许的最小尺寸，孔和轴允许的下极限尺寸分别用符号Dmin和dmin表示。,公称尺寸D,dmax,dmin,Dmax,Dmin,轴,孔,4.实际尺寸,实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的尺寸。孔和轴实际尺寸分别用符号Da和da表示。,由于测量误差，实际尺寸并非真实尺寸！而是一
4、个近似于真实尺寸的尺寸！,零件的合格条件： Dmin Da Dmax； dmin da dmax,三.有关偏差和公差的术语及定义,1.尺寸偏差,尺寸偏差简称偏差，是指某一尺寸（如极限尺寸、实际尺寸等）减去公称尺寸所得的代数差。该代数差可能是正值（称为正偏差）、负值（称为负偏差）或零（称为零偏差）。,尺寸偏差值除零外，前面必须冠以正、负号。,上极限偏差 = 上极限尺寸 公称尺寸 孔：ES=DmaxD 轴：es=dmaxD,尺寸偏差,极限偏差,实际偏差,上极限偏差,下极限偏差,下极限偏差 = 下极限尺寸 公称尺寸 孔：EI=DminD 轴：ei=dminD,公称尺寸D,dmax,dmin,es,e
5、i,EI,ES,Dmax,Dmin,轴,孔,实际偏差 = 实际尺寸 公称尺寸 孔： Ea = Da D 轴：ea = da D,零件的合格条件：,下偏差实际偏差上偏差 孔： EI Ea ES 轴： ei ea es,2.尺寸公差,尺寸公差简称公差，是指上极限尺寸减去下极限尺寸所得的代数差，或者上极限偏差减去下极限偏差所得的代数差。,尺寸公差是尺寸允许的变动量！,孔的公差 Th = Dmax Dmin = ES EI,轴的公差 Ts = dmax dmin = es ei,上极限尺寸下极限尺寸，公差必为正，不需要加符号。,公称尺寸D,dmax,dmin,es,ei,EI,ES,Dmax,Dmin
6、,轴,孔,0,-,+,Th,Ts,3.尺寸公差带,GB/T 1800.1-2009规定公差带图的形式： 以公称尺寸为零线，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差，孔的公差带画斜线，轴的公差带画点。对于具体公差值要标出数值，公称尺寸单位取mm，极限偏差单位取m。,公称尺寸,例题：画公差带图，一对相互配合的孔和轴在零件图上的尺寸公差分别标注为,孔：,轴：,解： D = 50mm ES = +0.025mm es = -0.009mm EI = 0mm ei = -0.025mm Th = 0.025mm Ts = 0.016mm = 25m = 16m,4. 标准公差,标准公差是指国家标准所规定的极限
7、与配合制中的任一公差值。,5. 基本偏差,基本偏差是指极限与配合制中，确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。靠近零线或者位于零线的那个极限偏差。,公称尺寸,四.有关配合的术语及定义,1.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。,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。该代数差为正时，叫做间隙，用符号X表示；该代数差为负时，叫做过盈，用符号Y表示。,3.配合的分类,配合,间隙配合,过渡配合,过盈配合,间隙配合：具有间隙的配合（孔公差带在轴公差带的上方）。间隙值前面冠以正号！,Xmin,孔,Xmax,轴,Xmax = Dmax dmin = ES - ei,Xm
8、in = Dmin dmax = EI - es,Xav = ( Xmax + Xmin )/2,Xmin=0,孔,Xmax,轴,过盈配合：具有过盈的配合（孔公差带在轴公差带的下方） 。过盈值前面冠以负号。,Ymin,孔,Ymax,轴,Ymax = Dmin dmax = EI - es,Ymin = Dmax dmin = ES - ei,Yav = ( Ymax + Ymin )/2,Ymin=0,孔,Ymax,轴,过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合（孔公差带与轴公差带有交叠） 。,孔,Ymax,轴,Xmax,Xmax = Dmax dmin = ES - ei,Ymax = Dmin d
9、max = EI - es,Xav 或 Yav = ( Xmax + Ymax )/2,孔,轴,Xmax,Ymax,4.配合公差,配合公差是间隙或过盈允许的变动量，等于孔、轴公差之和。用Tf表示。,间隙配合：,Tf = Xmax - Xmin= Th +Ts,过盈配合：,Tf = Ymin - Ymax = Th +Ts,过渡配合：,Tf = Xmax - Ymax = Th +Ts,例2-1 组成配合的孔和轴在零件图上标注的公称尺寸和极限偏差分别为：孔 mm，轴 mm，试计算该配合的最大间隙、最小间隙、平均间隙和配合公差，并画出孔、轴尺寸公差带示意图。,解：,Xmax = ES - ei =
10、 +0.025-(-0.025)=+0.050mm,Xmin = EI - es = 0-(-0.009) = +0.009mm,Xav = (Xmax+ Xmin)/2 = +0.0295mm,Tf = Xmax - Xmin= +0.050-(+0.009)=0.041mm,D = 50mmES=+0.025mmEI=0mmTh=0.025mm=25mes=-0.009mmei=-0.025mmTs=0.016mm=16m,50,+25,-9,0,-,+,-25,五.配合基准制,在机械产品中，有各种不同的配合要求，这就需要由各种不同的孔、轴公差带组成的配合实现。 为了设计和制造上的经济性，
11、把其中孔公差带（或轴公差带）的位置固定，而改变轴公差带（或孔公差带）的位置，来实现所需要的各种配合的制度。,配合基准制：将孔或轴的公差带固定，改变轴或孔的公差带的位置，来实现所需要的配合的制度 。,D,0,-,+,孔,轴,0,-,+,D,轴,孔,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（优先选择基孔制）。,D,0,-,+,孔,轴,轴,轴,轴,轴,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。,D,0,-,+,孔,轴,孔,孔,孔,孔,2-2 极限与配合国家标准的构成,公称尺寸,孔、轴公差带位置关系决定了孔
12、、轴的配合性质。孔、轴的公差带位置又由各自的两个要素决定！,孔、轴公差带各自的大小和位置！,大小由公差值确定，位置由基本偏差确定。,一.标准公差系列,GB/T 1800.12009规定了一系列标准化的公差值。标准公差值主要由标准公差等级系数和标准公差因子确定。,1.标准公差等级及其代号,GB/T 1800.12009将标准公差分为20个等级。 IT01、IT0、IT1、IT2、IT18.,精度高 精度低,常用等级IT5IT9,2.标准公差因子,标准公差因子是用以确定标准公差值的基本单位，也是制定标准公差数值系列的基础。 体现出标准公差的数值不仅与公差等级有关，也与公称尺寸有关。,机械产品中，公
13、称尺寸500mm 时，IT5至IT8的标准公差因子 i 用下式计算。,式中 D 公称尺寸mm。,机械产品中， 500mm 公称尺寸3150 时，标准公差因子 I 用下式计算。,3.标准公差数值计算,表 公称尺寸小于500mm的标准公差数值计算公式,延伸性、插入性可应用于此获得更多公差等级公差值,由表可见20个公差等级分为3档：,1. IT01、IT0、IT1为最高精度等级，公差值公式不计加工误差，只记检测误差。系数采用优先数派生数系R10/2中的优先数。,2. IT2、IT3、IT4为高精度等级，公差值在IT1和IT5之间呈等比分布。,公比：,3. IT5IT18等级,IT = ai,a为常数
14、，从IT6级开始，a采用R5系列中化简优先数。,表 公称尺寸在5003150mm的标准公差数值计算公式,4.尺寸分段,由于标准公差因子 i 是公称尺寸 D的函数，对于每一个公差等级，给一个公称尺寸就可以计算对应的公差值，公差表格非常庞大。 为了把标准公差值的数目减少到最低限度，简化表格，将公称尺寸分段。,对于每一个公差等级，同一尺寸分段内的各个尺寸的标准公差值相同。 将公称尺寸取为该尺寸分段首末2个尺寸的几何平均值 D j 。,公称尺寸,二.基本偏差系列,为了统一基本偏差数值，GB/T 1800.1-2009规定了一系列的基本偏差数值。 基本偏差是指确定公差带相对零线位置的上极限偏差或下极限偏
15、差，一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。,1.基本偏差代号,GB/T 1800.1-2009对孔和轴分别规定28种基本偏差，用拉丁字母表示。 孔用大写字母表示；轴用小写字母表示。 在26个字母中，去掉5个字母： I（i）、 L（l）、 O（o）、 Q（q）、 W（w） 增加7个双写字母： CD（cd）、EF（ef）、FG（fg）、JS（js）、 ZA（za）、ZB（zb）、ZC（zc）,2.轴的基本偏差系列,3.孔的基本偏差系列,基本偏差规定可分为三段： （1）孔：A-H基本偏差为下偏差EI 轴：a-h基本偏差为上偏差es,（2）孔JS、轴js公差带均各自对称于零线，基本偏差取上偏差，也可
16、取下偏差。 对于IT7-IT11，若公差值为偶数，基本偏差为公差值的一半；若公差值为奇数，基本偏差为公差值减1之后的一半。,IT偶数，基本偏差= IT奇数，基本偏差=,（3）孔：J-ZC基本偏差为ES 轴：j-zc基本偏差为ei,4.各种基本偏差所形成的配合的特征,过渡配合,过盈配合,间隙配合,过渡配合,过盈配合,间隙配合,配合类型可分为三段： （1）A-H与h成间隙配合；a-h与H配合成间隙配合。,（2）JS-M与h成过渡配合；js-m与H配合成过渡配合。,（3）N或P与h配合，n或p与H配合。配合性质可能是过渡或过盈，取决于公差等级。,（4）R-ZC与h成过盈配合；r-zc与H成过盈配合。,配合代号： 孔和轴的公差带组合，用分数形式表示。 如 或 标注在
