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1、公差配合与测量技术,主编刘华 匡伟春,第2章 尺寸公差与圆柱结合的互换性,2.1 概述 2.2 公差与配合的基本术语及定义 2.3 标准公差系列 2.4 基本偏差系列,2.1 概述,圆柱体结合通常指孔与轴的结合，是机器中采用最广泛的一种结合形式。由于各种因素的影响，如机床精度的限制、刀具刃磨角度的误差、工艺系统刚性较差等，在加工过程中，零件的尺寸、形状、微观几何形状(表面粗糙度)以及相互位置等几何量总会存在一定的误差。为了使加工后的孔与轴能满足互换性要求，在设计时必须采用公差与配合标准。 加工误差的控制，大致体现在两个方面：在设计时，规定一定的公差(即允许零件几何参数的变动量)来控制加工误差；
2、在加工时和加工后控制加工误差是根据设计时规定的公差，选择合理的加工方法和按设计要求进行合理的测量。 圆柱体结合的公差与配合是机械工程方面重要的基础标准，公差与配合的标准化不仅可以防止任意规定公差和配合的混乱现象，保证零、部件互换性能的配合质量，而且有利于刀具、量具的标准化，有利于组织专业化协作生产、技术交流。为适应科技发展和国际贸易，我国从1994年开始对公差与配合系列标准进行了全面修订，经国家技术监督局批准，颁布了公差与配合的国家标准GB/T180012009、GB/T180022009和GB/T18042000。这些新标准依据国际标准(ISO)，尽可能使我国的国家标准与国际标准一致或等同。
3、,2.2 公差与配合的基本术语及定义,2.2.1 尺寸的术语及其定义 1.尺寸要素 2.尺寸,图2-1 孔与轴的示意图,2.2 公差与配合的基本术语及定义,3.孔、轴尺寸 4.公称尺寸,图2-2 极限尺寸,2.2 公差与配合的基本术语及定义,5.极限尺寸 6.实际(组成)要素 7.提取组成要素 8.拟合组成要素 2.2.2 偏差、公差的术语及其定义 1.尺寸偏差(简称偏差) 1)上偏差：最大极限尺寸减去其公称尺寸所得的代数差称为上偏差。 2)下偏差：最小极限尺寸减去其公称尺寸所得的代数差称为下偏差。 3)上、下偏差统称为极限偏差。 4)实际偏差：实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差。,2.2 公差
4、与配合的基本术语及定义,例2-1 已知轴的公称尺寸为80mm，轴的最大极限尺寸为79.970mm，最小极限尺寸为79.951mm。求轴的极限偏差。 解 代入式(2-3)、(2-4)计算得： 2.尺寸公差(简称公差) 例2-2 已知孔、轴的公称尺寸为60mm，孔的最大极限尺寸为60.030mm，最小极限尺寸为60mm；轴的最大极限尺寸为59.990mm，最小极限尺寸为59.970mm。求孔、轴的极限偏差和公差。 解 代入相应公式计算得： 2.2.3 公差带图,2.2 公差与配合的基本术语及定义,图2-3 公差带图,1.零线,2.2 公差与配合的基本术语及定义,2.尺寸公差带(简称公差带) 3.标
5、准公差 4.基本偏差 2.2.4 配合的术语及定义,图2-4 间隙配合,2.2 公差与配合的基本术语及定义,1.间隙配合 例2-3 公称尺寸60mm的孔、轴配合，已知Dmax60.03mm，Dmin60mm，dmax59.99mm，dmin59.97mm。求极限间隙量。 解 代入式(2-7)、(2-8)可得 2.过盈配合,图2-5 过盈配合,2.2 公差与配合的基本术语及定义,例2-4 已知某孔、轴公称尺寸60mm，Dmax60.03mm，Dmin60mm，dmax60.06mm，dmin60.04mm。求极限过盈量。 解 代入(2-9)、(2-10)得 3.过渡配合,图2-6 过渡配合,2.
6、2 公差与配合的基本术语及定义,例2-5 已知孔、轴公称尺寸60mm，Dmax60.03mm，Dmin60mm，dmax60.01mm，dmin59.99mm。求极限间隙(过盈)。 解 代入(2-11)、(2-12)得： 4.配合公差 5.基准制 1)基孔制：基本偏差固定不变的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。 2)基轴制：基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成的各种配合的一种公差制度。,2.2 公差与配合的基本术语及定义,图2-7 基孔制与基轴制配合,例2-6 已知公称尺寸为80的孔轴配合，Tf=0.049mm，Xmax=+0.028mm，Ymax=
7、，Ts=0.019mm，es=0，试画出公差带图，,2.2 公差与配合的基本术语及定义,图2-8 例题2-6公差带图,解 由已知得ei=es-Ts=(0-0.019)mm,2.3 标准公差系列,2.3.1 公差单位(公差因子) 经实践证明，机械零件的制造误差不仅与加工方法有关，而且与公称尺寸的大小有关。为了评定零件尺寸公差等级的高低，合理地规定公差数值，提出了公差单位的概念。 2.3.2 公差等级 公差与配合国家标准中规定的标准公差T是由公差等级系数a与公差单位i的乘积所确定的，即,2.3 标准公差系列,表2-1 公称尺寸D500mm各级标准公差的计算公式(单位：m),2.3 标准公差系列,表
8、2-1 公称尺寸D500mm各级标准公差的计算公式(单位：m),2.3 标准公差系列,2.3.3 公称尺寸分段及标准公差表 从标准公差计算式来看，每一个公称尺寸都应当有一个相应的公差值。但在生产实际中公称尺寸很多，会形成一个极庞大的公差数值表，反而给生产带来许多困难。实际上在一定尺寸范围内的不同公称尺寸所计算出的公差单位差别很小。因此，为了减少标准公差数目，统一公差值，简化公差表格，便于生产实际应用，国家标准对公称尺寸进行了分段。,2.3 标准公差系列,表2-2 公称尺寸D500mm标准公差数值表,2.3 标准公差系列,表2-2 公称尺寸D500mm标准公差数值表,2.3 标准公差系列,表2-
9、2 公称尺寸D500mm标准公差数值表,2.3 标准公差系列,表2-2 公称尺寸D500mm标准公差数值表,2.3 标准公差系列,表2-2 公称尺寸D500mm标准公差数值表,2.4 基本偏差系列,2.4.1 基本偏差的意义及其代号 如前所述，基本偏差是用来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。基本偏差是新国家标准中确保公差带位置标准化的惟一指标。 2.4.2 轴的基本偏差 1.轴的基本偏差的确定,图2-9 基本偏差系列,2.4 基本偏差系列,2.轴的基本偏差的特点 1)ah：基本偏差为上偏差，es0，分别与基准孔配合，得到间隙配合，其最小间隙量等于基本偏差的绝对
10、值。 2)j：只有IT5、IT6、IT7、IT8四个公差等级。,2.4 基本偏差系列,表2-3 公称尺寸D500mm的基本偏差公式,2.4 基本偏差系列,表2-3 公称尺寸D500mm的基本偏差公式,2.4 基本偏差系列,2.除j和js外，表中所列公式与公差等级无关。 3)js：完全对称零线分布，上、下偏差的绝对值相等，符号相反，基本偏差为IT/2。 4)k、m、n：基本偏差为下偏差，主要用于过渡配合，所得间隙和过盈均不很大。 5)pzc：基本偏差为下偏差，主要用于过盈配合，保证孔、轴结合时具有足够的联接强度、正常地传递扭矩。 2.4.3 孔的基本偏差 在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合
11、的条件下，基轴制中的孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相同时，它们所形成的配合性质相同，即间隙(或过盈)量相等。因此，公称尺寸D500mm时，孔的基本偏差可以由轴的基本偏差换算得到。,2.4 基本偏差系列,1.通用规则 例2-7 已知50H7(+0025)/g6(+0.009)，求50G7/h6的极限间隙或过盈量，并画出公差带图。 解 轴50g6和孔50G7同名，满足通用规则：,图2-10 公差带图,2.4 基本偏差系列,2.特殊规则 当孔、轴的基本偏差代号相同时，孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反，而绝对值相差一个值。这是因为国家标准规定在较高公差等级中，按孔比轴低一级来考虑
12、配合，且要求两种基准制中同名的配合其配合性质相同。,2.4 基本偏差系列,表2-4 公称尺寸d500mm的轴,2.4 基本偏差系列,表2-4 公称尺寸d500mm的轴,2.4 基本偏差系列,表2-4 公称尺寸d500mm的轴,2.4 基本偏差系列,表2-4 公称尺寸d500mm的轴,2.4 基本偏差系列,表2-4 公称尺寸d500mm的轴,2.4 基本偏差系列,表2-4 公称尺寸d500mm的轴,2.4 基本偏差系列,表2-5 公称尺寸D500mm的孔的,2.4 基本偏差系列,表2-5 公称尺寸D500mm的孔的,2.4 基本偏差系列, 1mm以下各级A和B均不采用。 标准公差IT8级的K、M、N及IT7级的P到ZC时，从表的右侧选取值。例：在1830mm之间的P7，=8m，,2.4 基本偏差系列,表2-5 公称尺寸D500mm的孔的,2.4 基本偏差系列,表2-5 公称尺寸D500mm的孔的,
