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1、第一章 圆柱公差与配合本章重点与难点：n公差与配合的基本术语及定义；n公差与配合的国家标准；n公差与配合的选用。 第一章 圆柱公差与配合1.1 概述圆柱体零件的结合是机械制造中应用 最广泛的一种结合。由孔和轴组成，这 种结合由结合直径和结合长度二个参数 确定。“公差”主要反应机器零件使用要求与 制造工艺之间的矛盾；“配合”则反应组 成机器零件之间的关系。目前我国使用“公差与配合”的标准为: （GB/T1800.1-1997）（ GB/T1800.2 GB/T1800.3 -1998 ）（GB/T1800.4-1992）第一章 圆柱公差与配合第一章 圆柱公差与配合孔和轴n在满足互换性的配合中，孔
2、 和轴具有广泛的含义，即：n孔指圆柱形内表面及其它内 表面中，由单一尺寸确定的 部分，其尺寸由D表示；n轴指圆柱形的外表面及其它 外表面中由单一尺寸确定的 部分，其尺寸由d 表示。n即：孔为包容面，轴为被包 容面。如图所示。n从加工过程来看，随着余量 的切除，孔的尺寸越来越大 ，轴的尺寸越来越小。d1D 1D 21.2 公差与配合的基本术语及定义1.2.1 有关“尺寸”的术语和定义 1.尺寸(size)：用特定单位表示长度的数字 。如20mm，40m ; 2.基本尺寸(basic size)（孔D；轴d）：设 计时给定的尺寸。 3.实际尺寸(actual size)（孔Da；轴da）： 通过测
3、量所得尺寸。 4.极限尺寸(limit of size)（孔Dmax、孔Dmin ；轴dmax、dmin）：允许尺寸变化的两个 界限值，统称为极限尺寸。 第一章 圆柱公差与配合注意：极限尺寸是以基本尺寸为基数来确定的， 极限尺寸用于控制实际尺寸。基本尺寸、极限尺寸为设计时给定。 5.最大实体状态(MMC)与最大实体尺寸（MMS） ： 对应于孔或轴的最大材料量（实体大小） 的那个极限尺寸，即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺 寸Dmin。 6.最小实体状态(LMC)与最小实体尺寸（LMS） ： 对应于孔或轴的最小材料量（实体大小） 的那个极限尺寸， 即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大
4、极限尺寸 Dmax。第一章 圆柱公差与配合第一章 圆柱公差与配合7.作用尺寸孔的作用尺寸Dm ：在配合的全长 上，与实际孔内 接的最大理想轴 的尺寸； Dm=Da-T形轴的作用尺寸dm ：在配合的全长 上，与实际轴外 接的最小理想孔 的尺寸：内接的最大理想轴外接的最小理想孔实际孔实际轴孔的作用尺寸轴的作用尺寸dm=da+T形第一章 圆柱公差与配合8.合格性判定原则极限尺寸判断原则(泰勒原则)n 工件除线性尺寸误差外，还存在形状误 差，为正确地判断工件尺寸的合格性， 规定了极限尺寸判断原则，即泰勒原则 。其内容为：n孔或轴的作用尺寸不超过最大实体尺寸 ，任何位置的实际尺寸不允许超过最小 实体尺寸
5、。DmDmin ， DaDmaxdmdmax ， dadmin1.2.2 有关“公差与偏差”的术语与定义n尺寸偏差(简称偏差)：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数 差称尺寸偏差简称偏差。 （1）极限偏差：极限尺寸基本尺寸所 得代数差孔：上偏差ES=DmaxD下偏差EI=DminD轴：上偏差es=dmaxd下偏差ei=dmind第一章 圆柱公差与配合注意：由于满足孔与轴配合的不同松紧要 求，极限尺寸可能大于、小于或等于其 基本尺寸。因此，极限偏差的数值可能 是正值、负值或零值。故在偏差值的前 面除零值外，应标上相应的“+”号或“” 号。偏差的标注：上偏差标在基本尺寸右 上角；下偏差标在基本尺寸右下角
6、。例： 25 表示基本尺寸为25， 上偏差为0.020mm，下偏差为 0.033mm。第一章 圆柱公差与配合(2) 实际偏差 实际偏差=实际尺寸基本尺寸注意：由于零件同一表面上不同位置 的实际尺寸往往不同。综上所述：偏差是以基本尺寸为基数 ，从偏离基本尺寸的角度来表述有关尺 寸的术语。 第一章 圆柱公差与配合2.公差公差：允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸 与最小极限尺寸之代数差的绝对值。孔、轴的 公差分别用Th和Ts表示。Th= Dmax- Dmin = ES-EITs= dmax- dmin = es-ei注意：公差值无正负含义。它表示 尺寸变动范围的大小。不应出现“+”“” 号。加工误差
7、不可避免T0 第一章 圆柱公差与配合第一章 圆柱公差与配合3.零线与尺寸公差带图n零线：表示基本尺寸的一条直线，以 其为基准确定偏差和公差，零线以上 为正，以下为负。n尺寸公差带：由代表上、下偏差的两 条直线所限定的一个区域。公差带有 两个基本参数，即公差带大小与位置 。大小由标准公差确定，位置由基本 偏差确定。 4.基本偏差：标准中表列的，用以确定 公差带相对于零线位置的上偏差或下 偏差。一般为靠近零线的那个极限偏 差。 5.标准公差：标准中表列的，用确定公 差带大小的任一公差。孔轴0基本尺寸ESEIeseiTDTd+-第一章 圆柱公差与配合尺寸公差带图（举例）n画出基本尺寸为 50，最 大
8、极限尺寸为 50 .025 、最小极限尺寸为 50 mm的孔与最大极限尺寸 为 49.975 、最小极限尺 寸为 49.959mm的轴的 公差带图。0+-50孔轴+0.025-0.025 -0.041第一章 圆柱公差与配合1.2.3 有关配合的术语和定义1.配合基本尺寸相同 ，相互结合的孔、 轴公差带之间的关 系，称为配合。在 前面我们学过有关 尺寸、偏差和公差 的有关术语和定义 ，为清楚表示各术 语间关系，可作公 差与配合示意图。 简化它们的关系， 即可作公差带图。D（d）Dmax DmindmindmaxES EITDTdes ei零线孔轴第一章 圆柱公差与配合配合制n改变孔和轴的公差带位
9、置可以得到很多配合，为便于现代大生产 ，简化标准，标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。n基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差 带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差 为零。0+-基本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合过渡 或过盈轴代号为“H”。第一章 圆柱公差与配合配合制（续）n基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差 带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差 为零。代号为“h”。0+-轴孔孔孔 孔孔 孔 孔间隙配合过渡配合过盈配合过渡 或过盈孔基本尺寸第一章 圆柱公差与配合配合的类别n通过公差带图，我们能
10、清楚地看到孔、轴公差带之间 的关系。根据其公带位置不同，可分为三种类型：间 隙配合、过盈配合和过渡配合。0+-基本尺寸孔轴孔轴孔轴第一章 圆柱公差与配合2、间隙配合n具有间隙（包括最小间隙为零）的配合称为间隙配合 。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。 n 其特征值是最大间隙X max和最小间隙X min。n孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数 差称为最大间隙，用X max表示。 X max=D max- dmin=ES - ei孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数 差称为最小间隙，用X min表示。 X min=D min - d max =EI - es 实际生产中，平均
11、间隙更能体现其配合性质。X av =（X max +X min）/2孔XmaxXmin0+ - 轴第一章 圆柱公差与配合3、过盈配合n具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配 合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。 n其特征值是最大过盈Y max和最小过盈Y min。n孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数 差称为最大过盈，用Y max表示。Y max= D min- d max =EI - esn孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数 差称为最小过盈，用Y min表示。 Y min= D max - dmin=ES - ei 实际生产中，平均过盈更能体现其配合性质。 Y
12、 av =（Y max +Y min）/2轴0+ -YmaxYmin孔第一章 圆柱公差与配合4、过渡配合n可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。 此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠。 n其特征值是最大间隙X max和最大过盈Y max。n孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数 差称为最大间隙，用X max表示。X max= D max- dmin=ES - ei孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数 差称为最大过盈，用Y max表示。 Y max = D min- d max =EI - es实际生产中，其平均松紧程度可能表示为平均间隙， 也可能表示为平均过盈。 即：
13、 X av （或Y av ）=（X max +Y max）/2孔轴0+ -XmaxYmax第一章 圆柱公差与配合5、配合公差n 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它是设计人员根据机 器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值 。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量 的一个重要的综合指标。n 在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值。 它的数值用公式表示为：n 对于间隙配合 Tf =XmaxXminn 对于过盈配合 Tf =YminYmaxn 对于过渡配合 Tf =XmaxYmaxn 将最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴极限尺寸或极限偏差换 算后代入上式
14、，则得三类配合的配合公差的共同公式为：Tf = Td +TD第一章 圆柱公差与配合6、有关计算n计算:孔 mm与轴 mm孔 mm与轴 mm孔 mm与轴 mm配合的极限间隙或极限过盈、配合公差 并画出公差带图，说明配合类别。000+-505050+0.025-0.025-0.041+0.025+0.059 +0.043+0.025+0.018+0.002第一章 圆柱公差与配合计算解：（1） 最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(-0.041)= +0.066 mm 最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.025)= +0.025 mm 配合公差 T f =XmaxXmin=+0.0
15、66-(+0.025) = 0.041 mm (2) 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.059)= -0.059mm 最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.043) = -0.018mm 配合公差 T f =YminYmax=-0.018-(-0.059)= 0.041 mm (3) 最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.025-(+0.002)= +0.023 mm最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.018)= -0.018 mm配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm第一章 圆柱公差与配合1.3 公差与配合国家标准 1.3.1 标准公差系列n标准公差IT（ISO Tolerance）：是国标规定的，用以确定公差 带大小的任一公差值。它等于公差等级系数和公差单位的乘积。IT=a*i=a*f(D)n公差单位i：计
