《公差配合与技术测量 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 张皓阳 第1章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公差配合与技术测量 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 张皓阳 第1章（117页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 尺寸公差与配合,1.1 尺寸公差与配合的基本术语及定义 1.2 尺寸公差与配合的国家标准 1.3 尺寸公差与配合的选用 思考题与练习,1.1 尺寸公差与配合的基本术语及定义,1.1.1 有关尺寸的术语及定义 1.1.2 有关偏差、公差的术语及定义 1.1.3 有关配合的术语及定义,1.1 尺寸公差与配合的基本术语及定义 1.1.1 有关尺寸的术语及定义 1轴和孔 （1）轴。轴主要是指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形外尺寸要素（由二平行平面或切面形成的被包容面）。 （2）孔。孔主要是指工件圆柱形的内尺寸要素，也包括非圆柱形内尺寸要素（由二平行平面或切面形成的包容面）。 标准中定义的
2、轴、孔是广义的。从装配上来讲，轴是被包容面，它之外没有材料；孔是包容面，它之内没有材料。,例如，圆柱、键等都是轴，圆柱孔、键槽等都是孔，如图1-1所示。 图1-1 轴和孔尺寸,2尺寸 （1）尺寸。是指以特定单位表示线性尺寸值的数值。 尺寸表示长度的大小，由数字和长度单位组成，包括直径、长度、宽度、高度、厚度以及中心距等，图样上标注尺寸时常以mm为单位，这时只标数字，省去单位。当采用其他单位时，必须标注单位。 （2）公称尺寸。是指由图样规范确定的理想形状要素的尺寸（见图1-2）。 它的数值可以是一个整数或一个小数值，例如32，8.75，3.5，通常大写字母D表示孔的公称尺寸，小写字母d表示轴的公
3、称尺寸。,（3）提取组成要素的局部尺寸。是指一切提取组成要素上两对应点之间距离的统称。在以前的版本中，提取组成要素的局部尺寸被称为实际尺寸。 注：为方便起见，可将提取组成要素的局部尺寸简称为提取要素的局部尺寸。 提取圆柱面的局部尺寸。指要素上两对应点之间的距离。 其中，两对应点之间的连线通过拟合圆圆心；横截面垂直于由提取表面得到的拟合圆柱面的轴线。 两平行提取表面的局部尺寸。指两平行对应提取表面上两对应点之间的距离。 其中，所有对应点的连线均垂直于拟合中心平面；拟合中心平面是由两平行提取表面得到的两拟合平行平面的中心平面（两拟合平行平面之间的距离可能与公称距离不同）。,（4）极限尺寸（limi
4、ts of size） 极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极端。 达 到极限尺寸中较大的称为上极限尺寸(Dmax、dmax ); 较小的一个称为下极限尺寸(Dmin、 dmin ) , 实际尺寸应位于其中。 合格零件的实际尺寸应该是：Dmax Da Dmin , dmax da dmin , 如图1-3所示， 39.5 da 39.3 ，50da49.8。 ,图 1-2 公称尺寸/极限偏差与极限尺寸,1. 偏差（limits of deviation） 偏差是指某尺寸与基本尺寸的代数差， 其中上极限尺寸与基本尺寸之差称为上偏差， 下极限尺寸与基本尺寸之差称为下偏差， 实际尺寸与基本尺寸之差称为实际
5、偏差， 见图1-2。 其值可正、 可负或为零。 用公式表示如下： 孔：ES = DmaxD , EI = DminD , Ea = DaD 轴: es = dmaxd , ei = dmind , ea = dad,1.1.2 有关偏差、公差的术语及定义,其中: ES(Ecart Superieur)和EI(Ecart Interieur)分别为法文上、 下偏差的缩写， 其大写字母表示孔， 小写字母表示轴；Ea、ea分别为孔和轴的实际偏差。 注意：标注和计算偏差时极限偏差前面必须加注“+”或“-”号（零除外）。 2. 尺寸公差（Tolerance） 尺寸公差是指允许尺寸的变动量， 见图2-3。
6、 公差、 极限尺寸、 极限偏差之间的关系如下： 孔： 轴：,注意：公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度；而偏差表示与基本尺寸的远离程度，它表示公差带的位置， 影响配合的松紧程度。 ,3. 公差带图解 尺寸与公差的比例不便统一。 由于尺寸是毫米级， 而公差则是微米级， 显然图中的公差部分被放大了。 为了表示尺寸、 极限偏差和公差之间的关系， 将尺寸的实际标注值统一放大500倍。 此时可以不必画出孔和轴的全形， 而采用简单的公差带图表示， 用尺寸公差带的高度和相互位置表示公差大小和配合性质。 如图1-3所示, 它由零线和公差带组成。,图 1-3 尺寸公差带图,(1
7、）零线：确定偏差的基准线。 它所指的尺寸为基本尺寸，是极限偏差的起始线。零线上方表示正偏差， 零线下方表示负偏差， 画图时一定要标注相应的符号(“0”、 “+” 和 “-”)。 零线下方的单箭头必须与零线靠紧（紧贴），并注出基本尺寸的数值如： 50、80等。 (2） 公差带: 在公差带图中， 由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸与最小极限尺寸的两条直线所限定的区域。 沿零线垂直方向的宽度表示公差值， 代表公差带的大小， 公差带沿零线长度方向可适当选取。 ,例1-2 已知孔 , 轴 ，求孔、轴的极限偏差与公差。 解(1) 公差带图解法: 如图2-5所示， 孔的极限尺寸 Dmax = 40.025
8、, Dmin = 40 轴的极限尺寸 dmax = 39.990 , dmin =39.974 其孔、轴公差为 Th = 0.025 , Ts = 0.016,(2) 公式法：利用公式来解。 Dmax = D + ES = 40 + 0.025 = 40.025 Dmin = D + EI = 40 + 0 = 40 Dmax = d + es = 40 0.010 = 39.990 Dmin = d + ei = 40 0.026 = 39.974 Th = Dmax Dmin = 40.025 40 = 0.025 Ts = es ei = 0.010 (0.026) =0.016,1.
9、1. 3 有关配合的术语及定义 配合（Fit)是指基本尺寸相同的， 相互结合的孔与轴公差带之间的关系。 在孔与轴的配合中， 孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差， 其值为正值时称为间隙， 其值为负值时称为过盈。 1. 间隙配合（Clearance fit） 间隙配合是指具有间隙（含最小间隙为零）的配合。 此时孔的公差带位于轴的公差带之上， 通常指孔大、 轴小的配合。 也可以是零间隙配合， 如图1-5所示。 ,图 1-5 间隙配合,其极限间隙与配合公差公式如下： 上式表明配合精度（配合公差）取决于相互配合的孔与轴的尺寸精度（尺寸公差）， 设计时， 可根据配合公差来确定孔与轴的公差。,2. 过盈配合（
10、Interference fit） 过盈配合是指具有过盈（含最小过盈为零）的配合。 此时孔的公差位于轴公差带之下， 通常是指孔小、 轴大的配合， 如图1-6所示。,图 1-6 过盈配合,其极限过盈与配合公差公式如下： ,3. 过渡配合（Transition fit） 过渡配合是指可能产生间隙或过盈的配合。 此时孔、 轴公差带相互交叠，是介于间隙配合与过盈配合之间的配合，如图1-7所示。但其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合的工件精度都较高。,图 1-7 过渡配合,其极限间隙或过盈与配合公差公式如下： ,例1-3 求下列三种孔、 轴配合的极限间隙或过盈、 配合公差， 并绘制公差带图。 (
11、1） 孔 mm与轴mm相配合； (2） 孔 mm与轴 mm相配合； (3） 孔 mm与轴 mm相配合。 ,解(1） 最大间隙 最小间隙 配合公差 或,(2） 最小过盈 Ymin = ESei = + 0.0210.028 = 0.007 mm 最大过盈 Ymax = EIes = 00.041=0.041 mm 配合公差 Tf = Ymin Ymax =0.007 + 0.041 = 0.034 mm 或 Tf = Th + Ts = 0.021 + 0.013 =0.034 mm,(3） 最大间隙 Xmax = ESei = + 0.0210.002 = +0.019 mm 最大过盈 Yma
12、x = EIes = 00.015 =0.015 mm 配合公差 Tf = XmaxYmax = 0.019 + 0.015 = 0.034 mm 或 Tf = Th + Ts = 0.021 + 0.013 = 0.034 mm,图1-8所示为同一孔与三个不同尺寸轴的配合， 左边为间隙配合，中间为过盈配合，右边则为过渡配合。 计算后得知轴的公差均相同， 只是位置不同， 因此可以构成三类配合。 配合的种类是由孔、 轴公差带的相互位置所决定的，而公差带的大小和位置又分别由标准公差与基本偏差所决定。,图 1-8 配合公差带图,1.2 尺寸公差与配合的国家标准 1.2.1 标准公差系列 1.2.2
13、基本偏差系列 1.2.3 尺寸公差与配合的标注 1.2.4 常用尺寸公差与配合的国标规定 1.2.5 线性尺寸的一般公差,1.2.1 标准公差系列 为实现互换性生产和满足一般的使用要求， 在机械制造业中常用的尺寸大多都小于500 mm（最常用的是光滑圆柱体的直径）， 该尺寸段在一般工业中应用的最为广泛。,1 标准公差值 公差值的大小与公差等级及基本尺寸有关. 公差等级是确定尺寸精确程度的等级。 同一公差等级对所有公称尺寸的一组公差被认为具有同等的精确程度。 规定和划分公差等级的目的是为了简化和统一公差的要求， 使规定的等级既能满足不同的使用要求， 为零件的设计和制造带来了极大的方便。 ,公差等
14、级分为20级， 用IT01， IT0， IT1， IT2， IT3， ， IT18来表示（IT： International Tolerance， 国际标准公差）， 常用的公差等级为IT5IT13。 公差等级的高低、 加工的难易、 公差值的大小如图所示。,公差等级的高低、加工的难易及公 差值的大小示意图,2 标准公差的计算 标准公差的计算公式见表2-1，表中的高精度等级IT01、 IT0、 IT1的公式, 主要考虑测量误差； IT2IT4是在IT1IT5之间插入三级， 使IT1、 IT2、 IT3、 IT4、 IT5成等比数列。 公差等级IT5IT18的标准公差计算公式如下：,式中，a 是公差
15、等级系数， i 为公差单位（公差因子），是以基本尺寸为自变量的函数。 除了IT5的公差等级系数 a =7 以外，从IT6开始，公差等级系数采用R5系列，每隔5级，标准公差数值增加10倍。 ,表1-1 标准公差的计算公式,(1) 公差单位 生产实践证明，对于基本尺寸相同的零件，可按公差值的大小评定其尺寸制造精度的高低。 相反，对于基本尺寸不同的工件， 就不能仅看公差值的大小去评定其制造精度。 因此， 评定零件精度等级（或公差等级）的高低， 合理规定公差数值就需要建立公差单位。,公差单位是计算标准公差的基本单位。 对小于或等于500 mm的尺寸， IT5IT18用公差单位 i 的倍数计算公差。 公差单位 i 按下式计算：,式中，D为基本尺寸分段的计算尺寸， 为几何平均值（mm）。 式中第一项反映加工误差的影响， 第二项反映测量误差的影响， 尤其是温度变化引起的测量误差。,(2) 尺寸分段 根据标准公差的计算公式， 每一个基本尺寸都对应有一个公差值。 但在实际生产中基本尺寸很多，就会形成一个庞大的公差数值表， 给企业的生产带来不少麻烦, 同时不利于公差值的标准化、 系列化。 为了减少标准公差的数目，统一公差值， 简化公差表格， 以利于生产实际的应用, 国家标准对基本尺寸进行了分段， 详见表2-2。,表1-2,在表中，一般
