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1、第三章 尺寸公差、圆柱结合的 精度设计与检测,极限与配合的基本术语和定义极限与配合的选择,基本要求,基本内容：极限与配合的基本术语和定义，公差与配合标准，配合制的选择，公差等级的选择，配合种类的选择。 重点内容：基本术语和定义，公差标准，配合制的选择，公差等级的选择。 难点内容：配合种类的选择。,3.1 概述,圆柱结合的使用要求,1.用作相对运动副,2.用作固定连接,3.用作定位可拆连接,这类结合必须保证有一定的间隙。,这类结合必须保证有一定的过盈。,这类结合必须保证间隙不大，过盈也不能大。,有关几何量精度的基本术语和定义,孔和轴 尺寸：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、作用尺寸、极限尺寸、实体尺寸
2、偏差与公差 尺寸公差带图 加工误差与公差的关系 合格性判定原则,GO,孔和轴,在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义，即： 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； 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。 即：孔为包容面，轴为被包容面。如图所示。,d1,D 1,D 2,Home,有关尺寸的概念,尺寸：用特定单位表示长度值的数字。 基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。 实际尺寸：通过测量所得的尺寸。包含测量误差，且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。用Da、da表示。 极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。
3、两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为 Dmax、dmax和Dmin、 dmin表示。,偏差与公差,偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。ES=Dmax-D es=dmax-dEI=Dmin-D ei=dmin-d 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,公差与极限偏差的比较,两者区别： 从数值上看：极限偏差是代数值
4、，正、负或零值是有意义的；而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。 从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。 从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。 两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。,Home,尺寸公差带图,由于公差与偏差的数值相差较大，
5、不便用同一比例表示， 故采用公差带图。 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。 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。 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。 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,ES,EI,es,ei,Th,T s,+,-,a)零线：,c）画法：,尺寸公差带图,尺寸公差带图（举例）,画出基本尺寸为 50，最大极限尺寸为 50 .025
6、、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,Home,ES=,解：,TD=,EI=,例3.1 已知D(d)=25， Dmax=25.021， Dmin=25， dmax=24.980， dmin=24.967，求孔、轴的极限偏差和公差，画出尺寸公差带图的两种画法，并写出极限偏差在图样的标注。,+0.021,0,|ESEI|=,0.021,画法1,画法2,加工误差与公差的关系,工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的零件的几何参数与与理想值不相符
7、合，其差别称为加工误差。其中包括： 尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差。 几何形状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由工艺系统误差所造成）、微观几何形状误差（表面粗糙度，刀具在工件上留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动引起的）。 位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。 加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合格的。所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误差则是加工过程中产生的。,Home,配合的概念,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
8、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,Dmin,dmin,dmax,ES,EI,TD,Td,es,ei,零线,孔,轴,配合的类别,通过公差带图，我们能清楚地看到孔、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,间隙配合,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。 其特征值是最大间隙X max和最小间隙X min。 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 m
9、ax=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，平均间隙更能体现其配合性质。X av =（X max +X min）/2,孔,Xmax,Xmin,0,+,-,轴,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。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。 其特征值是最大过盈Y max和最小过盈Y min。 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 孔的
10、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 av =（Y max +Y min）/2,轴,0,+,-,Ymax,Ymin,孔,过渡配合,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。 其特征值是最大间隙X max和最大过盈Y max。 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
11、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： X av （或Y av ）=（X max +Y max）/2,孔,轴,0,+,-,Xmax,Ymax,极限与配合基本术语,孔、轴定义：广义的孔、轴； 尺寸定义：尺寸、基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸； 偏差定义：上/下偏差、极限偏差，实际/基本偏差； 公差定义：尺寸公差、标准公差、公差带图； 配合定义：间隙配合、过渡配合、过盈配合；,配合公差,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
12、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。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：对于间隙配合 Tf =XmaxXmin对于过盈配合 Tf =YminYmax对于过渡配合 Tf =XmaxYmax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，则得三类配合的配合公差的共同公式为：Tf = Th +Ts,配合公差,当基本尺寸一定时，配合公差Tf表示配合的精确程度,是使用要求(设计要求)，而孔公差Th和轴公差Ts分别表示孔和轴加工的精确程度，是制造要求(工艺要求)。配合公差将这两方面的要求联系在一起
13、。一般而言：若要提高使用要求，则Tf要减小。而要减少加工困难，降低制造成本，则Th与Ts要加大，这就产生矛盾。因此配合公差的关系式表明“公差”的实质反映机器、零件的使用要求与制造要求之间的矛盾。所以公差就是使用要求与制造要求对立的统一。,有关计算,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。,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,50,50,+0.025,-0.025,-0.041,+0.025,+0.059,+0.043,+0.025,+0.018,+0.002,计算,解：（1） 最大间隙 Xmax=ES-e
14、i=+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=+0.066-(+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
15、-es=0-(+0.018)= -0.018 mm配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm,配合制,改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合。一种零件的基本偏差（公差带位置）不变，而只改变另一种零件的基本偏差（公差带位置）以获得不同的配合性质，称为“基准制”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。,配合制,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,配合制,改变孔和轴的公差带位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。 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，代号为H ，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,
