《极限与配合基础》ppt课件

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1、第二章 极限与配合基础,第一节 概 述,机械设计包括： 1、原理设计:运动分析 运动机构 2、零件设计：刚度、强度 尺寸 3、精度设计：满足产品使用性能的 要求。,精度设计包括： 零件的精度 尺寸精度 形状精度 位置精度 零件与零件之间 部件与部件之间的相互 位置精度,位置精度包括：,1两零件之间的距离。 2两零件空间的位置。 3两相联接零件联接的松紧程度。,一、有关尺寸的定义,1尺寸 用特定单位表示线性尺寸值的数值。 2基本尺寸（D、d） 通过它应用上下偏差可以算出极限尺寸的尺寸。,第二节 基本术语及定义,3极限尺寸,允许尺寸变化的两个界限值。 最大极限尺寸Dmax、 dmax 。最小极限尺

2、 寸 Dmin、dmin。 4实际尺寸 是指通过测量获得的尺寸。 局部实际尺寸：不同部位的实际尺寸是 不相同。,例：已知衬套内孔直25H7(+ )mm 求孔的极限尺寸.,解： Dmax=25+0.021=25.021mm Dmin250=25mm,练习： 已知：中间轴25f6（ ）mm 求:轴径的极限尺寸。,二、有关孔和轴的定义,1 孔: 通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面。,2轴: 通常指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面。 轴是指由单一尺寸确定的被包容面。,有时由单一尺寸确定的既不是孔，又不是轴的那部分，则称为长度。,三、有关偏差公差和公差带的定义,1. 偏差 ：指某一尺

3、寸减去其基本尺寸的代 数差。 包括 实际偏差 极限偏差 上偏差 下偏差,（1）实际偏差： 实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。 （2）极限偏差：,上偏差：最大极限尺寸减区其基本尺寸 所得的代数差。 下偏差：最小极限尺寸减区其基本尺寸 所得的代数差。,上下偏差可用公式表示： ESDmaxD EIDminD esdmax d eidmin d,孔和轴的上偏差分别用符号ES和es表示 下偏差分别用符号EI和ei表示,如：25 mm,标准规定：,上偏差标在基本尺寸的右上角，下偏差标在基,本尺寸的右下角。当上下偏差数值相等符号相,反时则标注为250.065mm,2.尺寸公差 指尺寸的允 许变动量。 孔的

4、公差TD 轴的公差Td 公差与极限尺寸和极限偏差的关系如下： TD DmaxDmin ESEI Tddmax dmi n esei 注意：公差值永远是正值。,例如：孔25H7+ mm和轴25f6 mm 计算公差.,解: TD=0.021mm Td=0.013mm,3. 公差带图：,上、下偏差所确定的一个允许尺寸变动的区域。,例：已知孔的尺寸100+ mm，轴的尺寸为100 mm，试画出孔和轴的公差带图。,练习： 作孔25H7+ mm 和轴25f6 mm公差带图.,四、有关配合的定义：,1、配合： 基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公 差关系。 2、配合的条件： 相互结合的孔、轴，其中孔处于包容状

5、 态，轴处于被包容状态。且相互结合的 孔和轴其基本尺寸相同。,3、配合类别：,1）间隙配合：孔的尺寸减去相配合的轴 的尺寸之差为正。孔的公差带在轴的公差 带之上。用X表示间隙。 最大极限间隙Xmax、最小极限间隙Xmin 和平均间隙Xav，按下式计算： Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax=EI-es Xav=Dav-dav=(Xmax+Xmin)/2,例1:齿轮衬套孔25H7 + mm和中间轴轴径25f6( )mm这配合的极限间隙和平均间隙.,解: Xmax=Es-ei =+0.021-(-0.033)mm=+0.054mm Xmin=Ei-es =0-(-

6、0.020)mm=+0.020mm Xav= =+0.037mm,2）过盈配合 : 过盈配合是指保证有过盈的配合,把孔 做得最大，把轴做得最小，装配后仍 有一定的过盈。（包括最小过盈等于零） 最大极限过盈Ymax 、最小极限过盈Ymin 和 平均盈Yav，按下式计算： YmaxDmindmaxEIes YminDmaxdminESei Yav ( Ymax+Ymin)/2,例2:齿轮孔32H7(+ )mm和齿轮衬套外径32p6( )mm这对配合的极限过盈和平均过盈. 解: Ymin=Dmax-dmin=0.025-0.026 =-0.001mm Ymax=Dmin-dmax=0-0.042=-

7、0.042mm Yav= =-0.0215mm,3）过渡配合 过渡配合是指可能形成间隙，也可能形 成过盈的配合。 按下式计算： XmaxDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes Xav(Yav)Davdav=(Xmax+Ymax)/2 正时平均间隙Xav 负时平均过盈Yav,5配合公差及配合公差带图,配合公差是指间隙或过盈的允许变动量， 用Tf表示。 对于间隙配合：TfXmaxXmin 对于过盈配合：TfYminYmax 对于过渡配合：TfXmaxYmax 不管是哪一类配合，其配合公差都应为： TfTDTd,例4. 计算孔30（+ ）mm与轴30（ )mm配合的极限间隙、平均

8、间隙和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。,解：先画出孔、轴公差带图,利用公式计算极限间隙、平均间隙： Xmax Es-ei=21（33）54m,Xmin EI-es=0（20） 20m Xav =37m TfXmaxXmin5420=34m,例5 计算孔30+ mm与轴30 mm 配合的极限过盈、平均过盈和配合公差，并画出孔、轴公差带和配合公差带图。,利用公式计算极限过盈、平均过盈：,YminES-ei =21-48-27m YmaxEI-es =0-61-61m Yav(Ymax+Ymin)/2 -44m 利用公式（1-5）计算配合公差 TfYmin-Ymax-27-（-61）34

9、m,例6 计算孔30+ mm与轴30 mm配合的极限间隙、极限过盈、平均间隙（或平均过盈）和配合公差，并画出孔、 轴公差带和配合公差带图。,解：先画出孔、轴公差带图。,孔、轴公差带图,配合公差带图,利用公式计算极限间隙、极限过盈、平均值：,XmaxES-ei=21813m YmaxEI-es= 02121m Yav(Xmax+Ymax)/24m 利用公式计算配合公差 TfXmaxYmax13（21）34m,五、基准制 国家标准规定了基孔制和基轴制两种。 基孔制：以孔的公差带位置为基准固定不变，改变轴公差带的位置，得到不同性质的配合的一种制度。,孔,轴,轴,轴,轴,基轴制： 以轴的公差带位置为基

10、准固定不变，改变孔公差带的位置，得到不同性质配合的一种制度。,轴,孔,孔,孔,孔,注意： 1、基孔制的孔称为基准孔，基本偏差 （EI）为零，公差带在零线以上。,2、基轴制的轴称为基准轴，基本偏差 （es）同样为零，公差带在零以下。,本课小结,孔和轴不仅表示通常慨念的圆柱体内、外表面，而且具有广泛的含义，表示由二平行平面或切面形成的包容面、被包容面。,公差与偏差是两种不同的概念。从工艺上讲，公差大小决定了允许尺寸变动范围的大小;而极限偏差表示每个零件尺寸允许变动的极限值，是判断零件尺寸是否合格的依据。从作用上看，极限偏差用于控制实际偏差，影响配合的松紧；而公差则影响配合的精度。,配合公差是设计人

11、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。配合公差的大小反映了配合精度的高低，配合公差等于孔的公差与轴的公差之和。要提高配合精度，应减小零件的公差。,第三节 常用尺寸孔、轴的公差与配合,公差与配合国家标准,实现互换性和满足各种使用要求，公差与配合国家标准对形成各种配合的公差带进行了标准化，它的基本组成包括“标准公差系列”和“基本偏差系列”，前者确定公差带的大小，后者确定公差的位置，二者结合构成了不同的孔、轴公差带；而孔、轴公差带之间不同的相互关系则形成了不同的配合。,1.标准公差系列 1. 公差等级 是确定尺寸精确程度的等级。GB/T1800.3-1998将标准公差分为

12、20个公差等级，用IT和阿拉伯数字组成的代号表示，按顺序为IT01，IT0，IT1IT18，等级依次降低，标准公差值依次增大。,2.尺寸分段 GB/T1800.3-1998将小于等于500mm的基本尺寸分成十三个尺寸段。这样的尺寸段叫主段落。在一个主段落中的一段又分成23段中间段落以供确定基本偏差时使用。基本尺寸分段如表2-2所示。,2. 基本偏差系列 1 基本偏差代号 基本偏差代号用拉丁字母来表示，其中孔用大写字母表示，轴用小写字母表示，构成28种基本偏差代号,分别形成孔、轴的基本偏差系列。,在孔的基本偏差系列中，代号AH的基本偏差为下偏差EI,其绝对值逐渐减小，其中AG的EI为正值，H的I

13、E=0，代号为JZC的基本偏差为上偏差ES（除J外，一般为负值）绝对值逐步增大。代号为JS的公差带相对于零线对称分布，因此其基本偏差可以为上偏差ES=+ 或下偏差EI= 。,2. 基本偏差系列 1 基本偏差代号,在轴的基本偏差系列中，代号ah的基本偏差为上偏差es，其绝对值也是逐渐减小，其中ag的es为负值，h的es= 0，代号为jzc的基本偏差为下偏差ei（除J外，一般为正值）绝对值也逐步增大。代号为js的公差带相对于零线对称分布，因此其基本偏差可以为上偏差es = + 或下偏差ei = 。,在基本偏差系列图中，仅绘出公差带的一端（由基本偏差决定），而公差带的另一端取决于标准公差值的大小。因

14、此，任何一个公差带代号都由基本偏差代号和公差等级代号联合表示。,基孔制配合中的孔是基准件，称为基准孔，代号为H，其基本偏差（下偏差）为0，即EI=0，上偏差值为带有正号的孔公差值。,(1)基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，称为基孔制。如图所示。,基轴制配合中的轴是基准件，称为基准轴，代号为h，其基本偏差（上偏差）为0，即es =0，下偏差值为带有负号的轴的公差值。,(2)基轴制 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，称为基轴制。如图所示。,3.基本偏差构成规律,(1)轴的基本偏差数值 在基孔制中轴的基本偏差从a

15、h，用于间隙配合，其基本偏差的绝对值正好等于最小间隙。 a、b、c三种用于大间隙或者热动配合，基本偏差采用与直径成正比的关系计算。,d、e、f主要用于一般润滑条件下的旋转运动，为了保证良好的液体摩擦，最小间隙与直径成平方根关系，但考虑到表面粗糙度的影响，间隙应适当减小，所以，计算式中D的指数略小于0.5。,g主要用于滑动、定心或半液体摩擦的场合，要求间隙小，所以D的指数更要减小。 cd、ef、fg基本偏差的绝对值分别按c与d、e与f、f与g基本偏差的绝对值的几何平均值确定。 jn与基孔制形成过渡配合，基本偏差的数值采用了与直径成立方根的关系。其中j目前主要用于与滚动轴承相配合的孔与轴。 pzc用于过盈配合，常按所需的最小过盈和相配合基准孔的公差等级来确定基本偏差值。,(1)轴的基本偏差数值,(2)孔的基本偏差数值 孔的基本偏差数值是从同名轴的基本偏差数值换算得来的，换算原则是：应保证同名代号的孔和轴的基本偏差所组成的公差带，在基轴制和基孔制中分别与基准轴和基准孔相配合，两者的配合性质相同，即应保证两者有相同的极限间隙或极限过盈，如 与 , 与 。,由于孔比轴加工困难，因此