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1、主编,第七章 公差标准(节选),第一节 标 准 公 差,表7-1 标准公差数值(摘自GB/T 1800.31998),标准公差是指国家标准GB/T 1800.31998所规定的已标准化的公差值，它规定了公差带的大小，见表7-1。,表7-1列出的是国家标准制定出的一系列标准公差数值，称为标准公差系列。标准公差列包含三项内容，即基本尺寸分段、公差等级和公差单位。 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它表示配合精度，是评定配合质量的一个重要指标。其大小计算如下： 对于间隙配合Tf=|Xmax-Xmin|(7-1) 对于过盈配合Tf=|Ymax-Ymin|(7-2) 对于过渡配合Tf=|Xmax-Ym
2、ax|(7-3) 配合公差另一表达式为孔公差与轴公差之和，即 Tf=Th+Ts,第二节 孔与轴基本配合,图7-1 孔与轴,孔是指圆柱形内表面，也包括其他形状内表面由单一尺寸确定的部分。轴是指圆柱形外表面，也包括其他形状外表面由单一尺寸确定的部分。孔与轴截面示意如图7-1所示。,一、基准制,图7-2 基准制 a)基孔制 b)基轴制,基准制是以两个相配合的零件之一为基准，选定标准公差带，通过改变另一零件(非标准)的公差带位置而形成各种配合的一种制度。国家标准对配合规定了两种基准制，即基孔制与基轴制，并且优先采用基孔制。基准制如图7-2所示。,1.基孔制 基本偏差为一定的孔，其公差带与各种不同基本偏
3、差的轴的公差带形成各种配合的制度称为基孔制，即为了得到松紧程度不同的各种配合，将孔的公差带位置固定不变(基准件)，而变动轴的公差带位置。 基孔制的孔称为基准孔，标准规定基准孔的公差带位于零线之上，其下偏差为零。基准孔的代号为H，如图7-2a所示。 2.基轴制 基本偏差为一定的轴，其公差带与各种不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的制度称为基轴制，即为了得到松紧程度不同的各种配合，将轴的公差带位置固定不变(基准件)，而变动孔的公差带位置。基轴制的轴称为基准轴，标准规定基准轴的公差带位于零线之下，其上偏差为零。基准轴的代号为h，如图7-2b所示。,二、基本偏差系列,图7-3 基本偏差系列,1.基本
4、偏差 基本偏差指用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，是公差带位置标准化的具体体现。 基本偏差的数量决定配合种类的数量。,二、基本偏差系列,图7-4 极限偏差标注,2.极限偏差标注 为例说明极限偏差的标注，如图7-4所示。,二、基本偏差系列,表7-2 基孔制优先、常用配合,3.常用配合代号 生产中常用配合代号见表7-2和表7-3,二、基本偏差系列,表7-3 基轴制优先、常用配合,三、公差与配合的应用实例,图7-5 基准制配合,在工程机械中，优先选用基孔制，这主要是从工艺上考虑的。 若与标准件(零部件)配合，应以标准件为基准件来决定是采用基孔制还是基轴制。,有配合尺寸的零件公差等级通常选
5、IT5、IT6、IT12级。图7-5所示为基准制配合示例。,三、公差与配合的应用实例,图7-6 内燃机的排气阀和导管,1.间隙配合的选用 基准孔H与相应公差等级的轴ah形成间隙配合，其中H/a组成的配合间隙最大，H/h的配合间隙最小，其最小间隙为零。,1)H/a、H/b、H/c配合。这三种配合的间隙很大，不常使用。一般使用在工作条件较差，要求灵活动作的机械上；或用于受力变形大，轴在高温下工作需保证有较大间隙的场合，如内燃机的排气阀和导管，如图7-6所示。,三、公差与配合的应用实例,图7-7 滑轮与轴的配合,2)H/d、H/e配合。这两种配合的间隙较大，用于要求不高、易于转动的支承。其中H/d适
6、用于较松的转动配合，如密封盖、滑轮和空转带轮等与轴的配合，也适用于大直径滑动轴承的配合，如球磨机、轧钢机等重型机械的滑动轴承，适用于IT7IT11级。滑轮与轴的配合如图7-7所示。,三、公差与配合的应用实例,图7-8 齿轮轴套与轴,3)H/f配合。这个配合的间隙适中，多用于IT7IT9的一般转动配合，如齿轮箱、小电动机、泵等转轴及滑动轴承的配合。图7-8所示为齿轮套与轴的配合。,三、公差与配合的应用实例,图7-9 带轮与轴的配合,2.过渡配合的选用 基准孔H与相应公差等级的轴jn形成过渡配合。 1)H/j、H/js。这两种过渡配合适用于间隙比h小并略有过盈的定位配合，如带轮与轴的配合，如图7-
7、9所示。,三、公差与配合的应用实例,图7-10 刚性联轴器的配合,2)H/k配合。获得的平均间隙接近于零，定心好，装配后零件接触应力较小，能够拆卸，该配合适用于如刚性联轴器的配合,如图7-10所示。,三、公差与配合的应用实例,图7-11 联轴器与轴的配合,以上这几种过渡配合多用于IT4IT7级，常见于联轴器、齿圈与刚制轮毂及滚动轴承与箱体的配合，如图7-11所示。,图7-12 零件的要素 1球面 2圆锥面 3平面(端面) 4圆柱面 5顶点 6素线 7中心(轴)线 8球心,第三节 形状和位置公差,一、形位公差 为了满足零部件的互换性和装配要求，一个零件除了应控制尺寸公差，还需控制形状和位置误差。
8、形状误差影响连接强度和刚度、耐磨性，位置误差影响机械运动的平稳性和使用寿命等。为合理地确定这两种误差，国家标准规定了形状误差和位置误差，即形位公差。,1.基本要素 要素是构成零件几何特征的点、线、面，它是考虑对零件规定形位公差的具体对象。零件的要素有球心、锥(顶)点、圆柱和圆锥的素线、轴线、端平面、球面、圆锥面、圆柱面等，如图7-12所示。,2.理想要素和实际要素 具有几何意义的要素称为理想要素，如直线、平面、圆柱面、圆等。零件上实际存在的要素称为实际要素，它是通过测量反映出来的要素。由于测量误差是不可避免的，故实际要素并非加工后的真实要素。 3.单一要素和关联要素 单一要素规定形状公差的具体
9、对象，它可以是一个平面、一个圆柱面、一个球面、两个平行面等。关联要素规定位置公差的具体对象。如图7-12所示，若圆锥面对圆柱面的轴线有跳动要求，则为关联要素。 4.被测要素和基准要素 被测要素是指图样上给出形状或位置公差要求的要素，是检测的对象。基准要素是指用来确定被测要素方向或位置的要素。,二、形状公差和位置公差,二、形状公差和位置公差 形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量。合格零件的形状误差必须在规定的公差范围内。 形状公差包括直线度、平面度、圆度、圆柱度4项。 位置公差包括平行度、垂直度、倾斜度、位置度、同轴度、对称度、圆跳动、全跳动8项。 形状或位置公差包括线轮廓度和面轮廓度2
10、项。,三、形位公差的特征符号,表7-4 形位公差特征符号(摘自GB/T 11821996),国家标准规定的形位公差特征符号为14种，其名称及符号见表7-4。,四、形位公差的功能要求及测量方法,表7-5 形位公差的定义及解释(单位：mm),五、形位公差的标注,1.形位公差框格形式 形位公差在图样上用框格的形式标注。公差框格应水平或垂直绘制， 其线型为细实线。框格内容包括特征符号、公差值及相关符号、基准字母及相关符号。形位公差代号框格说明见表7-6。,表7-6 形位公差的代号,2.框格引线标注方法,图7-13 形位公差标注,2.框格引线标注方法 特征符号、 公差值及相关符号可由国家相关标准表查出。
11、 基准字母由大写英文字母A、 B、 C等(E、 I、 J、 M等不可用)表示。 单一基准由一个字母表示； 基准体系由二或三个字母表示， 分别为第基准、 第基准和第基准。 形位公差标注如图7-13所示。,3.基准符号标注方法,表7-8 基准符号的标注方法,4.被测要素的标注方法,1)指引线箭头不能自框格的两端同时引出： 2)不能在一根引线上画出多个同方向的箭头，如下图： 1)第一基准，即最大或最主要的表面(定位时应有三点接触) 2)第二基准，即次大或次要的表面(定位时应有两点接触) 3)第三基准，即定位时应有一点接触 1)图示符号“-”表示实际要素只允许在公差带范围内产生单向凹下 2)图示符号“
12、+”表示实际要素只允许在公差带范围内产生单向凸起 3)图示符号“”表示实际要素在公差带范围内只允许按符号的小端方向逐渐减小,4.被测要素的标注方法,表7-9 被测要素的标注方法,4.被测要素的标注方法,表7-10 被测要素的简化注法,5.综合标注示例 曲轴零件形位公差标注如图7-14所示。,6.形位公差等级的应用场合 直线度、平面度公差等级应用场合见表7-13。,平行度、垂直度公差等级应用场合见表7-15。,同轴度、对称度、径向圆跳动公差等级应用场合见表7-16。,第四节 公差原则,在机械零件精度设计中，一些几何要素不仅有尺寸公差要求，还有形状和位置公差要求。为了满足某些配合性质、装配性以及最
13、低强度等要求，对于这些要素提出了尺寸公差与形位公差之间的关系问题。公差原则就是处理尺寸公差与形位公差之间关系的原则。,一、公差原则类型 国家标准GB/T 42491996公差原则规定了形位公差与尺寸公差之间的关系。 1.公差原则分类 公差原则按形位公差是否与尺寸公差发生关系，分为独立原则和相关要求。形位公差与尺寸公差之间无关系的为独立原则，有关系的为相关要求。 2.有关术语定义和符号 公差原则涉及到有关术语定义、符号及其实体极限等概念。从应用标准的角度简略表述国家标准GB/T 166711996形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求中的有关内容。,二、独立原则(IP) 1.图样标注
14、 当被测要素的尺寸公差和形位公差采用独立原则时，图样上不做任何附加标记，即无E、M、L和R符号，如图7-16a所示。独立原则应用于关联要素如图7-16b所示。,2.被测要素的合格条件 (1)独立原则应用单一要素的合格条件 当被测要素应用独立原则时，被测要素的合格条件是，被测要素的实际尺寸应在其两个极限尺寸之间；被测要素的形位误差应小于或等于形位公差。 (2)独立原则应用关联要素的合格条件 如图7-16b所示，被测孔的合格条件是，50mm孔径的实际尺寸应在50.00050.025mm之间；该孔的轴线应垂直于230mm公共轴线，其误差值不大于0.05mm。,3.被测要素的检测方法和计量器具 当被测
15、要素应用独立原则时，采用的检测方法，是用通用计量器具测量被测要素的实际尺寸和形位误差。 以独立原则应用于单一要素为例，如图7-16a所示，可用立式光学比较仪测量轴各部位直径的实际尺寸，再用计量器具测量该轴的轴线直线度误差。,4.应用场合 独立原则主要应用的场合：一是一般用于非配合的零件；二是应用于零件的形状公差或位置公差要求较高，而对尺寸公差要求又相对较低的场合。,三、包容要求(ER) 包容要求是指被测实际要素处处位于具有理想形状的包容面内的一种公差要求。该理想形状的尺寸为最大实体尺寸。当被测要素偏离了最大实体状态时，可将尺寸公差的一部分或全部补偿给形状公差。因此，它属于相关要求，表明尺寸公差与形状公差有关系。值得注意的是，包容要求仅用于单一要素，如圆柱或两平行表面。 1.图样标注 在被测要素的尺寸公差后加注符号E，如图7-17所示。图7-17a、b为轴应用包容要求，图7-17c为孔应用包容要求。,2.被测实际轮廓遵守的理想边界 包容要求遵守的理想边界是最大实体边界。最大实体边界是由最大实体尺寸(MMS)构成的，具有理想形状的边界。例如，被测要素是轴或孔(圆柱面)，则其最大实体边界是直径为最大实体尺寸，形状是理想的内或外圆柱面。 3.合格条件 被测要素应用包容要求的合格条件，是被测
