[工学]第二篇 公差

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1、第三章 圆柱体结合的公差与配合,31互换性概述 互换性按互换程度可分为完全互换和不完全互换。 二、零件的加工误差与公差 1、加工误差 尺寸误差 形状误差 位置误差 表面粗糙度 三、公差与配合 公差是指允许工件尺寸、几何形状和相对位置变动的范围，用以限制加工误差。 规定公差值T的大小顺序应为: T尺寸T位T形状Ra(Rz) 公差与配合标准已成为机械工业中应用最广、涉及面最大的一个极为重要的基础标准。,32公差配合的基本术语与定义,一、尺寸的基本术语和定义 1、孔和轴 孔通常是指工件的圆柱形 内表面，孔是包容面 。 轴通常是指工件的圆柱形 外表面，轴是被包容面 。 2、尺寸 尺寸用特定单位表示长度

2、值的数值生产制造业规定的尺寸的特定单位为mm. 3、基本尺寸 基本尺寸设计给定的尺寸。孔的基本尺寸以D表示，轴的基本尺寸以d表示。 4、实际尺寸 实际尺寸通过测量得到的尺寸。孔的实际尺寸以Da表示，轴的实际尺寸以da表示。,5、极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸变化的两个界限值 。 最大极限尺寸和最小极限尺寸。 二、偏差、公差的术语及其定义 1、尺寸偏差（简称偏差） 尺寸偏差是某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差，可 为正值、负值或零。 2、实际偏差（Ea，ea） 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差 。 3、极限偏差 极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。 孔的上偏差ES=Dm

3、ax-D 孔的下偏差EI=Dmin-D 轴的上偏差es=dmax-d 轴的下偏差ei=dmin-d 孔的合格条件ESEaEI 轴的合格条件eseaei,4、尺寸公差(简称公差) 尺寸公差允许尺寸的变动量，公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差的绝对值，也等于上偏差与下偏差之差的绝对值。孔的公差TD表示，轴的公差用Td表示。 注意：公差是表示尺寸允许变动的范围，即某种区域大小的数量指标，是绝对值，没有正负之分，也不允许为零，反映加工难易程度；偏差是代数差，表示与基本尺寸偏离程度，与加工难易程度无关。 三、零线与公差带 零线：确定偏差的一条基准直线，即 零偏差线(简称零线)。 尺寸公差带(简称公差

4、带)：在公差带 图中，由代表上、下偏差的两条直线所 限定的区域。在国家标准中，公差带包 括了“公差带大小”与“公差带位置”两个 参数。,基本偏差：国家标准规定的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差，即基本偏差。 标准公差：国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。 四、配合的术语及定义 配合是指基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的位置关系。 1、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。此差值为正时是间隙，用X表示，此差值为负时是过盈，用Y表示。 配合分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。 2、间隙配合 保证具有间隙（包括最小间隙等

5、于零）的配合，称为间隙配合。,图3-3 间隙配合,图3-4 过盈配合,图3-5 过渡配合,过盈配合：保证具有过盈（包括最小过盈等于零）的配 合，称为过盈配合。 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。 配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差，用Tf表示。 配合公差都等于相配合的孔的公差和轴的公差之和。 例3-1 某配合孔的尺寸为25 0十0:033（(H8)，轴的尺寸为25 -0.041-0.020 (f7)，分别计算其极限尺寸、极限偏差、公差、极限间隙、配合公差，并画出其尺寸公差带图和配合公差带图，说明配合类型。,33 公差配合国家标准的组成与特点,一、标准公差系列

6、 标准公差及分级 标准公差是指标准规定的己标准化了的、用以确定公差带大小的任一公差。 GB将标准公差分为20个“公差等级”:ITO1, ITO， IT1, IT2至IT18，等级依次降低，公差值依次增大。 为了减少公差值的数目，统一公差值，简化表格，便于应用，国家标准对基本尺寸进行了分段。 公差等级相同，基本尺寸相同或在同一尺寸分段内孔的公差和轴的公差相等。 二、基本偏差系列 1、基本偏差 国家标准将基木偏差标准化，规定了孔、轴各28种位置，孔的基本偏差 A, B, C轴的基本偏差 a, b, c.,基本偏差系列中的H (h)其基本偏差为零，JS (js)与零线对称，上偏差ES(es) =1T

7、/2下偏差EI(ei) =IT/2，上下偏差均可作为基本偏差。,2、公差带及配合的表示方法 标准规定，公差带代号以基本偏差代号和公差等级的数字表示，如H7, M8, h6, m7等。 配合代号用分数形式表示，例如:H8/f7 。分子代表孔，分母代表轴。 3、基准制 标准规定了两种基准制:基孔制和基轴制。 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配合的一种制度。在基孔制中，孔是基准件，称为基准孔;轴是非基准件，称为配合轴。同时规定，基准孔的基本偏差是下偏差，且等于0， EI=0，并以基本代号H表示。 2）、基轴制 4、基本偏差的构成规律 在孔和轴的各种基本偏差中，

8、AH和ah可得间隙配合；JN和jn得过渡配合；PZC和pzc与得过盈配合。 5、轴和孔的基本偏差确定（国家标准列出了轴、孔的基本偏差数值表 ）,3-4 公差带与配合的标准化 根据国标所提供的20个等级的标准公差和28种基本偏差可组成大量不同大小和位置的公差带，为有利于生产和减少刀具、量具的规格、数量，必须对孔和轴的一般、常用、优先公差带的数量作必要的限制，所以国家标准规定了优先、常用和一般用途公差带。 一、一般、常用和优先选用的公差带 轴的优先公差带13种，常用公差带59种，一般用途公差带119种；孔的优先公差带13种，常用公差带44种，一般用途公差带105种 。 二、优先和常用配合 国家标准

9、对基孔制规定了13种优先配合和59种常用配合，对基轴制规定了13种优先配合和47种常用配合。,3-5 公差配合的选用 一、公差与配合的选用 公差与配合的选择是机械设计与制造的重要环节，主要包括基准制、公差等级和配合种类的选择。选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级。 公差与配合的选择一般有三种方法:类比法，计算法和试验法。 二、基准制的选择 基准制包括基孔制和基轴制两种，一般来说，相同代号的基孔制和基轴制配合的性质相同。 一般情况下，应优先选用基孔制。 在下列情况下采用基轴制则经济合理: 1)当使用具有一定精度的冷拔圆钢，不对外径进行加工时，应采用基轴制。 2)与标准件配

10、合时，必须按标准件来选择基准制。如滚动轴承的外圈与壳体孔的配合必须采用基轴制。 3)一根轴和多个孔相配时，考虑结构需要，宜采用基轴制。,公差等级的选择,在满足使用要求的前提下应尽量把公差级别选低，以取得较好的经济效益。下表可供选用参考。一般采用类比法。,配合种类的选择,配合性质主要取决于基本偏差，同时还与公差等级及基本尺寸有关，即配合种类的选择取决于使用要求 。过盈配合主要用于结合件间无相对运动、不需要拆卸的静联接。过渡配合主要用于精确定心，结合件间无相对运动、可拆卸的静联接。 间隙配合主要用于精确定心又便于拆卸的静联接，或结合件间只有缓慢移动或转动的动联接。,三、一般公差(线性尺寸的未注公差

11、),一般公差指在车间一般加工条件下可保证的公差。采用一般公差的尺寸，在该尺寸后不注出极限偏差。,线性尺寸的一般公差规定了4个等级:f(精密级)、m(中等级)、c(粗糙级)和v(最粗级)。在图样上、技术文件或标注中，用标准号和公差等级符号表示。 如：选用中等级时表示为GB/T1804 m，,第四章 形状与位置公差,41概 述 形位误差不仅会影响机械产品的质量,还会影响零件的互换性。为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时必须合理控制零件的形位误差 。 一、形位公差的基本概念 （一）几何要素 构成零件几何特征的点、线、面称为要素；要素是形状和位置公差的研究对象。 几何要素的分

12、类 按结构特征分类：轮廓要素 和中心要素 按在形状和位置公差中所处的地位分类： 被测要素（单一要素和关联要素 ），基准要素 （实际要素和理想要素） （二）形位公差的项目 形位公差是被测实际要素对其理想要素允许的最大变动量。,形位公差带有一定的大小、形状、方向和位置。 大小用形位公差值确定，形状取决于被测要素的特征和设计要求 ，方向即公差带放置的方向 ，位置有确定的和浮动的。 标准相应规定了14项形位公差项目。形位公差的项目和代号由表41列出。 （三）有关基准的基本概念 1基准和基准实际要素 根据几何特征有基准点、基准直线、基准平面。 2基准的三种类型 单一基准、 组合基准 、三基面体系 3基准

13、代号 基准代号由基准符号、圆圈、连线和字母组成，如图,无论基准代号在图样上的方向如何，圆圈内的字母都应水平书写 二、形位公差带的标注 按形位公差国家标准的规定，在图样上标注形位公差时，应采用代号标注。 形位公差的代号包括：形位公差 项目的符号、框格、指引线、公差数值、 基准符号以及其他有关符号。 形位公差的框格有两格或多格组成。 第一格填写公差项目的符号； 第二格填写公差值及有关符号； 第三、四、五格填写代表基准的字母及有关符号,图4-7框格,（图4-9 基准顺序）,a）被测要素为轮廓要素箭头的指向位置,图4-12 形位公差简化标注,(a),(b),任意局部范围内的公差要求，应将该局部范围的尺

14、寸标注在形位公差值的后面，用斜线相隔。,如仅对要素的某一部分提出公差要求，则用粗点划线表示其范围，并加注尺寸。,当被测要素为视图上的整个外轮廓线（面）时，应采用全周符号。,形状公差是单一实际被测要素对其理想要素的允许变动量。形状公差包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度六个项目。 一、直线度 直线度可分为：给定平面的直线度、给定方向上的直线度、任意方向上的直线度。,42形状公差,二、平面度,三、圆度,四、圆柱度,五、线轮廓度,六、面轮廓度,43 位置公差,位置公差分为定向公差、定位公差和跳动公差。,一、定向公差,包括平行度、垂直度和倾斜度。,1平行度,2垂直度,3、倾斜度,定向公

15、差带的特点：1)定向公差带相对于基准有确定的方向，并且在相对于基准保持定向的条件下，公差带的位置可以浮动。2) 定向公差可以控制与其有关的形状误差，规定了定向公差的被测要素，一般不再规定形状公差。,二、定位公差,定位公差包括同轴度、对称度和位置度,2对称度,1同轴度,定位公差带有以下特点：1)定位公差带具有确定的位置，相对于基准的尺寸为理论正确尺寸。2)定位公差带具有综合控制被测要素位置、方向和形状的职能。所以，在保证功能要求的前提下，对被测要素给定了定位公差，一般不必再给出定向和形状公差。,3、位置度,三、跳动公差,跳动公差分为圆跳动和全跳动。,圆跳动分为径向圆跳动、端面圆跳动和斜向圆跳动三

16、种。,1圆跳动,径向圆跳动,端面圆跳动,斜向圆跳动,2、全跳动,径向全跳动和端面全跳动。,径向全跳动,端面全跳动,全跳动公差是一项综合控制形位公差的指标。径向全跳动可控制素线的直线度、圆度、圆柱度、同轴度、径向圆跳动等；端面全跳动可控制平面度、垂直度、端面圆跳动等,任何零件的尺寸误差和形位误差总是同时存在的，并且同时对零件的装配性能和使用性能产生影响。而影响零件使用性能的有时主要是形位误差，有时主要是尺寸误差，有时则是它们综合结果。 零件的尺寸误差和形位误差总是同时存在，又是互相联系互相影响的。,44 公差原则,把处理形位公差和尺寸公差关系的原则称为公差原则， 它分为独立原则和相互要求两大类。,一、有关术语及定义,1、作用尺寸：在装配中起作用的尺寸。 2、最大实体状态、最大实体尺寸、最大实体边界 最大实体状态：实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内，并具有实体最大（材料最多）时的状态。 最大实体尺寸（ 、 ）：实际要素在最大实