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1、公差与配合,第四章 公差原则,第一节 基本概念 第二节 公差原则,第一节 基本概念,一、局部实际尺寸,图4-1 局部实际尺寸,二、作用尺寸,第一节 基本概念,1.体外作用尺寸 在被测要素的给定长度上，与实际内表面(孔)体外相接的最大理想面或与实际外表面(轴)体外相接的最小理想面的直径或宽度。,图4-2 作用尺寸,第一节 基本概念,图4-3 关联要素的体外作用尺寸 a)轴的关联要素的体外作用尺寸 b)孔的关联要素的体外作用尺寸,第一节 基本概念,2.体内作用尺寸 在被测要素的给定长度上，与实际内表面(孔)体内相接的最小理想面或与实际外表面(轴)体内相接的最大理想面的直径或宽度。 三、实体状态及其
2、尺寸 1.最大实体状态及其尺寸 (1)最大实体状态(MMC) 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大时的状态，即实际要素在极限尺寸范围内具有材料量最多的状态。 (2)最大实体尺寸(MMS) 实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。,第一节 基本概念,2.最小实体状态及其尺寸 (1)最小实体状态(LMC) 实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最小时的状态，即实际要素在极限尺寸范围内具有材料量最少的状态。 (2)最小实体尺寸(LMS) 实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。 四、实效状态及其尺寸 1.最大实体实效状态及其尺寸,第一节 基本概念,(1)最大实体实效状态(MMV
3、C) 在给定长度上，实际要素处于最大实体状态且其中心要素的形状(或位置)误差等于给出的公差值时的综合极限状态。 (2)最大实体实效尺寸(MMVS) 要素在最大实体实效状态下的体外作用尺寸。,2.最小实体实效状态及其尺寸 (1)最小实体实效状态(LMVC) 在给定长度上，实际要素处于最小实体状态且中心要素的形状(或位置)误差等于给出公差值时的综合极限状态。,第一节 基本概念,(2)最小实体实效尺寸(LMVS) 要素在最小实体实效状态下的体内作用尺寸。,五、边界 由设计给定的具有理想形状的极限包容面称边界。,第一节 基本概念,图4-4 边界 a)单一要素的理想边界 b)关联要素的理想边界,1.最大
4、实体边界(MMB) 尺寸为最大实体尺寸的边界。 2.最小实体边界(LMB) 尺寸为最小实体尺寸的边界。,3.最大实体实效边界(MMVB) 尺寸为最大实体实效尺寸的边界。 4.最小实体实效边界(LMVB) 尺寸为最小实体实效尺寸的边界。,第二节 公差原则,一、独立原则 1.独立原则的含义 图样上给定的每一个尺寸和形状、位置公差要求均是独立的，应分别满足要求。 2.独立原则的特点 1)尺寸公差仅控制要素的局部实际尺寸，不控制其形位误差。 2)给出的形位公差为定值，不随要素的实际尺寸的变化而变化。,第二节 公差原则,图4-5 独立原则的应用示例,3)采用独立原则时，在图样上未加注任何符号表示尺寸公差
5、和形位公差的相互关系。 图45a为独立原则的应用示例。,第二节 公差原则,3.独立原则的应用 (1)对尺寸公差无严格要求，对形位公差有较高要求 例如，印刷机的滚筒，重要的是控制其圆柱度误差，以保证印刷时与纸面接触均匀，使图文清晰，而滚筒的直径大小对印刷质量没有影响。,第二节 公差原则,(2)为了保证运动精度要求 例如，当孔和轴配合后有轴向运动精度和回转精度要求时，除了给出孔和轴的直径公差外，还需给出直线度公差以满足轴向运动精度要求，给出圆度(或圆柱度)公差以满足回转精度要求，并且不允许随着孔和轴的实际尺寸变化而使直线度误差和圆度(或圆柱度)误差超过给定的公差值。 (3)对于非配合要求的要素 例
6、如，各种长度尺寸、退刀槽、间距和圆角等。 二、相关要求,第二节 公差原则,相关要求是指图样上给定的形位公差与尺寸公差相互有关的公差要求。 1.包容要求 (1)包容要求的含义 为使实际要素处处位于理想形状的包容面之内的一种公差要求。,图4-6 包容要求的应用示例,第二节 公差原则,(2)包容要求的特点 1)实际要素的体外作用尺寸不得超出最大实体尺寸。 2)当要素的实际尺寸处处为最大实体尺寸时，不允许有任何形状误差，即形状误差等于零。 3)当要素的实际尺寸偏离最大实体尺寸时，其偏离量可补偿给形状误差。 4)要素的局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸。 由此可见，尺寸公差不仅限制了要素的实际尺寸，还控制
7、了要素的形状误差。,第二节 公差原则, 实际轴必须在最大实体边界之内，该理想边界为直径等于150mm的理想圆柱面(孔)，如图4-6b所示。 当轴的局部实际尺寸处处为最大实体尺寸150mm时，轴的直线度误差为零，即该轴必须具有理想形状，如图4-6b所示。 当轴的局部实际尺寸处处为最小实体尺寸149.96mm时，允许轴具有0.04mm的直线度误差，如图4-6c所示。 轴的局部实际尺寸必须在149.96150mm之间。 表41列出了轴为不同实际尺寸所允许的形位误差值，与图46d相对应。,第二节 公差原则,表4-1 包容要求的实际尺寸与允许的形位误差(单位：mm),(3)包容要求的应用 1)主要用于要
8、求保证配合性质的场合 由于包容要求遵守最大实体边界(MMB)，在间隙配合中，能保证预定的最小间隙，确保配合零件运转灵活，延长使用寿命；在过盈配合中，能保证预定的最大过盈，控制过盈量以避免连接材料超过其强度极限而破坏。,第二节 公差原则,2)还用于配合精度要求较高的场合 包容要求中要素的实际尺寸必须偏离最大实体尺寸，以确保实际中有一定形状误差，即形状公差必须从尺寸公差中分割出一定的公差值。 2.最大实体要求 (1)最大实体要求的含义 控制被测要素的实际轮廓处于最大实体实效边界之内的一种公差要求。 (2)最大实体要求的特点 1)被测要素遵守最大实体实效边界，即被测要素的体外作用尺寸不超过最大实体实
9、效尺寸。,第二节 公差原则,2)当被测要素的局部实际尺寸处处均为最大实体尺寸，允许的形位误差为图样上给定的形位公差值。 3)当被测要素的实际尺寸偏离最大实体尺寸后，其偏离量可补偿给形位公差，允许的形位误差为图样上给定的形位公差值与偏离量之和。 4)实际尺寸必须在最大实体尺寸和最小实体尺寸之间变化。 (3)最大实体要求的应用示例 1)最大实体要求应用于被测要素,第二节 公差原则,例1 用于单一被测要素：图4-7a表示轴20 0mm的轴线直线度公差采用最大实体要求。当被测要素处于最大实体状态时，,图4-7 最大实体要求应用于单一被测要素,第二节 公差原则, 当轴的直径均为最大实体尺寸20mm时，允
10、许的轴线直线度误差为给定的公差值0.1mm，如图4-7b所示。 当轴的直径偏离最大实体尺寸均为19.9mm时，其偏离量0.1mm可补偿给直线度公差，允许的轴线直线度误差为0.2mm(给定的公差值0.1mm与偏离量0.1mm之和)。 当轴的直径均为最小实体尺寸19.7mm时，偏离量达到最大值(等于尺寸公差0.3mm)，这时允许的轴线直线度误差为给定的直线度公差0.1mm与偏离量0.3mm之和，即0.40mm，如图4-7c所示。,第二节 公差原则, 实际尺寸必须在19.720mm之间变化。 表42列出了轴为不同实际尺寸及允许的形位误差值，与图47d的数值相对应。,表4-2 单一被测要素的实际尺寸及
11、允许的形位误差(单位：mm),例2 用于关联被测要素：图表示孔50+013mm的轴线对A基准的垂直度公差采用最大实体要求。,第二节 公差原则,图4-8 最大实体要求用于关联被测要素,第二节 公差原则, 当孔的直径为最大实体尺寸50mm时，允许孔的轴线对A基准的垂直度误差为图样上给定的公差值0.08mm，如图4-8b所示。 当孔的直径均为最小实体尺寸50.13mm时，允许的轴线垂直度误差达到最大值，即图样上给定的垂直度公差0.08mm与尺寸公差0.13mm之和0.21mm，如图4-8c所示。 实际尺寸必须在5050.13mm之间变化。 表43列出了孔为不同实际尺寸时所允许的形位误差值，与图48c
12、数据相对应。,第二节 公差原则,表4-3 关联被测要素的实际尺寸及允许的形位误差(单位：mm),2)最大实体要求应用于基准要素 例3 最大实体要求同时应用于被测要素和基准要素：图4-9a表示最大实体要求应用于轴12 0mm的轴线对轴25 0mm轴线的同轴度公差，并同时应用于基准要素。当被测要素处于最大实体状态，且基准A的实际轮廓处于最大实体边界时，其轴线对A基准的同轴度公差为0.04mm，如图4-9b所示，则轴的最大实体实效尺寸为,第二节 公差原则, 当轴的直径均为最大实体尺寸12mm时，允许的同轴度误差为0.04mm。 当轴的直径偏离最大实体尺寸时，同轴度误差允许值增大。当被测要素处于最小实
13、体状态时，其轴线对A基准的同轴度误差达到最大值，等于图样上给定的同轴度公差0.04mm与轴的尺寸公差0.05mm之和0.09mm，如图4-9c所示。,第二节 公差原则, 当A基准的实际轮廓处于最大实体边界上，即其体外作用尺寸等于最大实体尺寸25mm时，基准轴线不能浮动，而处于图样上给出的理想位置上，如图4-9b、c所示。当A基准的实际轮廓偏离最大实体边界，即其体外作用尺寸偏离最大实体尺寸时，基准轴线可以浮动。当其体外作用尺寸等于最小实体尺寸24.95mm时，其浮动范围达到最大值0.05mm，如图4-9d所示。,图4-9 最大实体要求同时应用于被测要素和基准要素,第二节 公差原则, 实际尺寸必须
14、在11.9512mm之间变化。 3)最大实体要求的零形位公差,图4-10 零形位公差,第二节 公差原则, 当孔的实际尺寸均为最大实体尺寸49.92mm时，允许孔的轴线对A基准的垂直度误差为零，如图所示。 当孔的实际尺寸均为最小实体尺寸50.13mm时，允许垂直度误差达到最大值，即为孔的尺寸公差0.21mm，如图4-10c所示。 实际尺寸必须在49.9250.13mm之间。 (4)最大实体要求的应用 1)用于零件尺寸精度和形位精度较低、配合性质要求不严的情况。,第二节 公差原则,2)主要用于要求保证自由装配的情况，采用最大实体要求，遵守最大实体实效边界，在一定条件下扩大了形位公差，极大地满足其可装配性，提高零件合格率，减少浪费，降低成本。,
