圆柱公差与配合1

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1、2019/1/29,第1章 圆柱公差与配合,本章学习要求 : 1、了解公差与配合的术语定义。 2、掌握公差与配合国家标准的基本内容，了解标准制定 的基本原理。 3、掌握基准制、公差等级和配合种类选用的基本原则。 4、了解一般公差、线性尺寸的未注公差。,一、基本术语及其定义,要素 尺寸 公差与偏差 配合,(一）要素,1. 要素 2. 尺寸要素 3. 实际要素 4. 提取组成要素 5. 拟合组成要素,1. 要素：是指构成零件几何特征的点、线、面。 2. 尺寸要素;由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。 3. 实际要素：由接近实际要素所限定的工件实际表面的组成 要素部分。 4. 提取组成要素

2、：按规定的方法，由实际要素提取有限数目 的点所形成的实际要素的近似替代。 5. 拟合组成要素：按规定的方法，由提取组成要素形成的并 具有理想形状的组成要素。,1. 尺寸（线性尺寸） 2. 公称尺寸 3. 实际尺寸 4. 极限尺寸 5. 最大实体状态与最大实体尺寸 6. 最小实体状态与最小实体尺寸 7. 作用尺寸 8. 极限尺寸判断原则（泰勒原则）,（二）尺寸,公称尺寸 孔（D） 轴（d）,设计时，由计算法(强度、刚度计算)、类比法（资料、 经验）大概确定，按GB/T28222005（标准尺寸）进行圆整,由于测量误差 实际尺寸不一定是尺寸的真值。 由于形状误差 同一表面不同部位的实际尺寸往往不相

3、等，因此要用 二点法进行测量。,孔：Da,轴：da,由实际测量得到的尺寸,实际尺寸,极限尺寸 尺寸要素允许的尺寸的两个极端。 最大极限尺寸: 孔 Dmax 轴dmax 最小极限尺寸: 孔 Dmin 轴 dmin,最大实体尺寸（MMS） 孔或轴具有允许材料量为最多时状态（最大实体状态，简称MMC）下的 极限尺寸。 孔 DM 轴 dM,最小实体尺寸（LMS） 孔或轴具有允许材料量为最少时状态（最小实体状态，简称LMC）下的极限尺寸。 孔 DL 轴 dL,孔、轴均处在MMC下，装配最困难。,DMMSD min DLMSDmax dMMSdmax dLMSdmin,极限尺寸与实体尺寸 有如下关系,尺寸

4、合格条件： 孔 DminDaDmax 轴 dmindadmax,作用尺寸 孔的作用尺寸（Df）：在配合面的全长上与实际孔相内接的最大理想轴 的尺寸 轴的作用尺寸（df）：在配合面的全长上与实际轴相外接的最小理想孔 的尺寸,特点： 1）实际存在的，对一批零件而言是一随机变量。 2）Df Da ，df da 3)只有Df df，孔、轴才能自由装配（不是Da da）,作用尺寸是实际尺寸与形状误差综合作用的结果,要保证配合性质，光实际尺寸合格是不够的，作用尺寸也必须控制在极限尺寸的范围内，才能保证配合性质。 孔或轴的作用尺寸不允许超过MMS；任何部位的实际尺寸不允许超过LMS。,Df变小，保证配合，不

5、要小于Dmin，即Dmin Df df变大，保证配合，不要大于dmax，即dfdmax,有配合要求的零件尺寸合格条件： Dmin Df Da Dmax dmin da dfdmax,极限尺寸判断原则 （泰勒原则）,1. 尺寸偏差 2. 尺寸公差 3. 公差带图 4. 标准公差 5. 基本偏差,（三）公差与偏差,1、尺寸偏差：实际偏差，极限偏差(上偏差，下偏差) 孔：ES=Dmax-D ；EI=Dmin-D ；Ea=Da-D 轴：es=dmax-d ； ei=dmin-d ； ea=da-d,标注极限偏差时，上极限偏差注在公称尺寸的右上方，下极限偏差标在公称尺寸的右下方，且上极限偏差必须大于下极

6、限偏差，偏差数字的字体比尺寸数字的字体小一号，小数点必须对齐，小数点后的位数也必须相同。如,若上极限偏差或下极限偏差为零时，也必须标在相应的位置上，不可省略，并与上极限偏差或下极限偏差的小数点前的个位数对齐，如,、,当上、下极限偏差数值相同符号相反时，需简化标注，偏差数字的字体高度与尺寸数字的字体相同，如,。,2、尺寸公差：允许尺寸的变动量。 孔：Th=|Dmax-Dmin|=|ES-EI| 轴：Ts=|dmax-dmin|=|es-ei|,已知孔的公称尺寸D与轴的公称尺寸尺寸d均为25mm，孔的上极限尺寸 25021mm，孔的下极限尺寸 25000 mm，轴的上极限尺寸 24.980 mm，

7、轴的下极限尺寸 =24.967mm。求孔与轴的极限偏差及公差。,例,区别： 从数值上看：极限偏差是代数值，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 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。 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。,公差与极限偏差的比较,1)公差带图解：,a)零线：

8、零线就是零偏差线，一般代表公称尺寸。,3.公差带图,b)公差带特性： 大小T 标准公差（标准） 两个要素 位置 基本偏差（标准）,公差带画法,1、零线 2、公差带的大小和位置 3、标识（孔 、轴 或者 、 ） 注意： 1、作图比例基本一致，单位可以是m 、mm 2、基本尺寸相同的孔轴公差带才能画在一张图上,+,公称尺寸,位置：由基本偏差确定,大小：由标准公差确定,孔,轴,例：画出孔50H7与轴50f6的公差带图。,+, 50,+0.025,-0.025,-0.041,孔,轴,4、标准公差（IT） 确定公差带大小的任一公差值。该公差值由公差等级和公差单位确定。 共分为20个公差等级，从IT01到

9、IT18等级依次降低，公差值依次增大。 注意：公差单位,教材P16表2-2、 P17表2-3,确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。,5、基本偏差,GB/T1800.2对孔、轴分别规定了28种基本偏差，每种基本偏差用一个（两个）拉丁字母作为其代号，孔用大写，轴用小写。在26个拉丁字母中去除容易与其它含义混淆的五个字母：I（i）、L(l)、O(o)、Q(q)、W(w)外，同时增加七个双字母CD（cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)，构成28种基本偏差代号，分别形成孔轴的基本偏差系列,孔：指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面。 轴：指工件

10、的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面。 孔为包容面，轴为被包容面。,孔与轴,配合是指公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。对一批零件而言，配合反映了机器上相互结合的零件间的松紧程度。 有三个含义：1)必须是孔和轴；2）基本尺寸相同；3)对一批零件而言,（四）配合,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；此差值为正时称为间隙，用X表示；为负时称为过盈，用Y表示。,按公差带关系的不同，配合分为三种：间隙、过渡、过盈配合。,0,+,-,公称尺寸,孔,轴,孔,轴,孔,轴,孔的公差带在轴的公差带上方，即具有间隙（包括（Xmin=0）的配合。对一批零件而言，所有孔的尺寸轴的尺

11、寸,2、间隙配合,间隙的作用在于： 1)存储润滑油 2)补偿温度引起的尺寸变化 2)补偿弹性形变及安装和 制造误差,X av =（X max +X min）/2,实际生产中，平均间隙更能体现其配合性质。,特征参数： YminDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes,3、过盈配合,孔的公差带在轴公差带下方，即具有过盈的配合（包括Ymin0的配合）。 对一批零件而言，所有孔的尺寸轴的尺寸,过盈配合用于孔、轴的紧固连接，不允许两者有相对运动。,平均过盈 Y av =（Y max +Y min）/2,主要用于:孔、轴间的定位联结，既要求装拆方便；又要求对中性好,特征参数： XmaxD

12、maxdminESei YmaxDmindmaxEIes,4、过渡配合 孔、轴公差带相互重叠，即可能具有X或Y的配合（对一批零件而言）， 对一个具体的实际零件进行装配时，只能得到间隙（或过盈），只能得其一。,实际生产中： X av （Y av ）=（X max +Y max）/2,若要提高配合精度（即减小Tf）可减小相配合的孔、轴尺寸公差（即提高相配合的孔、轴加工精度）。,对于间隙配合Tf,5.配合公差Tf,允许间隙或过盈的变动量。当公称尺寸一定时，Tf表示配合精度， 是使用要求（设计要求）。,XmaxXmin,对于过盈配合Tf,|YminYmax |,对于过渡配合Tf,XmaxYmax,Th

13、Ts,6. 配合公差带图 用来直观地表达配合性质（配合松紧及其变动情况),教材P13 例2.2,1.配合（基准）制 2.标准公差系列 3.基本偏差系列,二、公差与配合国家标准的组成,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。,0,+,-,公称尺寸,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,1、配合（基准）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。代号为“H”,基孔制：,0,+,-,轴,孔,孔,孔,孔,孔,孔,孔,间隙

14、配合,过渡配合,过盈配合,过渡 或过盈,孔,公称尺寸,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”,基轴制：,2、标准公差系列,（1）标准公差代号,（2）公差等级 在公称尺寸至500mm内，国家标准将标准公差等级规定为20个等级，在公称尺寸大于500至3150mm内规定了IT1至IT18共18个标准公差等级。依次为 IT01 IT0 IT1 IT18 等级 高 低 IT7 称为低于IT7级 公差值 小 大 IT7 称为高于IT7级,标准公差系列是国家标准制定出的一系列标准公差数值（教材P16），它包含两项内容：标准公

15、差等级及标准公差数值。,国家标准规定： 标准公差等级代号用IT与阿拉伯数字组成。,公差等级相同，尺寸的精确程度相同,（3）标准公差数值,国标规定它等于公差等级系数和公差单位的乘积。,P17 式 2-12 表 2-4 表 2-5,公称尺寸分段：为减少标准公差的数目，简化公差表格以利生产，国标对公称尺寸进行了分段。在标准公差和基本偏差的计算公式中，公称尺寸一律以所属尺寸段的几何平均值来计算。,按几何平均值计算出的公差值经尾数化整，即得出标准公差值。见表2-2。,标准公差计算举例,公称尺寸为20mm，求IT6、IT7的公差值。 解：公称尺寸20mm，属于1830mm，则D=1830=23.24mm

16、公差单位i=0.45D+0.001D=1.31m 查表2-5 IT6=10i IT7=16i 即IT6=10 1.31m=13.1m13 m IT7=16 1.31m=20.96 m 21 m 查表2-2进行查对。,3,一般使用查表法，如50IT6的公差值为0.016mm,3、基本偏差系列,1）轴的基本偏差数值 以基孔制配合为基础，经过大量的生产实践和科学实验，利用统计分析的方法获得的。（教材P24表2-8）,设计时可直接查表获得轴的基本偏差数值，不要计算。,2）孔的基本偏差数值,孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算过来的。 换算原则：基孔制、基轴制同名配合的配合性质相同。 即：在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级的条件