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1、公差配合与测量技术,（ISBN 7-111-19113-7）,策划编辑 余茂祚 责任编辑 余茂祚,多媒体课件,主编 刘 霞 制作 刘 霞,进入,21世纪高职高专规划教材 （机械类）,公差配合与测量技术主要内容包括公差配合与测量技术两大部分，并配有电子课件，对新标准公差配合作了详细的叙述，测量技术方面讲述了基本知识、基本原理和方法，反映了国内外一些新的测量技术。全书共12章其内容分别为概述和公差测量技术在实际的应用 。 本书可作为高等职业职业技术学校、高等专科院校等大专层次的机械类及机电类专业的教学用书，也可供其他工程技术人员参考。,欢迎使用机械工业出版社多媒体课件,21世纪高职高专规划教材 （
2、机械类）,主编 刘 霞 制作 付金录,第1章 绪论,第5章 表面粗糙度及测量,第4章 测量技术基础,第3章 形状和位置公差及检测,第2章 极限与配合基础,第6章 圆锥和角度的公差配合及检测,第 8 章 普通螺纹结合的公差及检测,第 9 章 滚动轴承的公差与配合,第10章 渐开线圆柱齿轮传动的公差与检测,第11章 尺寸链,第 7 章 平键、花键联接的公差与检测,公差配合与测量技术,1.1 互换性 1.1.1互换性的意义和作用 1.1.2互换性生产在机械制造业中的作用 1.1.3互换性的类型 1.2 几何量的误差和公差 1.2.1加工误差 1.2.2公差 1.3 互换性生产的实现 1.4 优先数和
3、优先系数,第1章 绪论,第1章 绪 论,第1章 绪 论,第1章 绪 论,1.1.1互换性的意义和作用 随着国民经济和现代科学技术的发展，对机械、设备不仅要求产量大、品种多，而且要求质量好、成本低。为了适应这种形式和要求，除了不断改进和完善产品结构、采用先进的设备与工艺方法制造之外，还经常采取分工协作的方式组织生产，即将组成的各种机器的各种零件分散在各个专业工厂或车间按规定的要求制造，最后集中到一个工厂或车间进行装配。装配时，在制成的一批同一规格零件中任取一件，不附加任何修配，便能顺利的与其它零部件安装在一起组成一台机器，并且能够达到规定的使用性能要求。之所以能这样是因为这些零部件在使用功能上具
4、有能在同规格的范围内彼此互相替换的性能 零部件所具有的不经任何挑选或修配便能在规定的范围内互相替换使用的特性叫做互换性。,1.1互换性,在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、通用件，从而大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期。 在制造方面，互换性有利于组织协作生产，专业化生产，以利于采用先进工艺和高效率的专用设备，直至用计算机辅助制造，从而大幅度地提高劳动生产率，提高产品质量，降低生产成本。 在新产品试制方面，尽可能多的采用具有互换性的通用零部件，可缩短试制周期，而且能把精力集中在关键零部件的研制上，减少试制费用。 在设备维修方面，互换性也是很重要的。计划维修或机器在使用中因
5、零件损坏而停顿时，用具有互换性的备件迅速跟换，可以缩短修理时间，提高机器的利用率和延长使用寿命。 总之，互换性在提高劳动生产率、产品质量和经济效益等方面都具有十分重要的意义。对于不同的机器，应该根据其生产批量、零部件的通用性和精度高低等，要求具有互换性的零部件数量有多有少，要求互换性的程度有高有低。,第1章 绪 论,1.1.2互换性生产在机械制造业中的作用,互换性按其互换的程度可分为完全互换性（又称绝对互换性）和不完全互换性（又称有限互换性）两种类型。 零部件在装配或更换时，不需任何附加的挑选、调整或修配，且装配后产品的精度与使用性能都在允许的范围内，则称其为完全互换性。 采用完全互换性的优点
6、很多，但并不是说在任何情况下都有利。当装配精度要求很高时，若采用完全互换性，势必对零件的制造精度要求很高，结果使得加工困难、成本增加。这时，可将零件的制造精度适当降低，使其便于加工。而在零件完工后，再通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，使各组组内零件实际尺寸的差别减小，装配时按对应组进行（如大孔与大轴相配，小孔与小轴相配）。这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换，故称为不完全互换性。 一般而言，零部件需厂际协作时应采用完全互换性；部件或构件在同一厂内制造和装配时，可采用不完全互换性。,第1章 绪 论,1.1.3互换
7、性的类型,在机械加工中，由于受到“机床夹具刀具工件”工艺系统的误差、弹性变形、热变形及工件和刀具的定位安装误差等多种因素的影响，加工后零件的实际形状和尺寸等几何参数对其理想参数都存在着一定程度差异，这种差异通常称为加工误差。如图1-1所示的轴套，其理想形状如双点划线所示，假如实际形状为粗实线所示，他们之间的差值就是加工误差。零件的加工误差分为尺寸误差、几何形状误差和位置误差三大类。,图1-1 零件的几何参数误差,第1章 绪 论,1.2几何量的误差和公差,1.2.1加工误差,由于加工误差的不可避免，所以不可能吧零件制造得“绝对准确”。从保证零件的功能和互换性要求来看，也没有必要“绝对准确”。但是
8、，必须把加工误差限制在一定的范围之内，这个允许的误差变动范围称之为公差。,为了保证机械产品的的性能指标和良好的经济性，在产品设计时，必须合理地规定各种几何参数的公差，如尺寸公差、表面粗糙度、形状和位置公差等，并且按照规定的方法标注在零件图上。如图1-2所示,图1-2几何参数公差标注示例,第1章 绪 论,1.2.2公差,1.3互换性生产的实现,实现互换性生产的两大要素为：基础和技术保证。标准与标准化是实现互换性生产的基础；测量技术是实现互换性生产的技术保证， 所谓标准，就是指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复性特征的物质（如产品、零部件等）和概念（如术语、规则、方法、代号、量值
9、等），在总结科学实验和生产实践的基础上，由有关方面协调制定，经主管部门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依据。 所谓标准化，就是指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程。这个过程包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等。,第1章 绪 论,1.4优先数和优先系数,优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协调和统一的一种科学 的数值制度。,优先数由一系列十进制等比数列构成，代号Rr( r=5、10、20、40、80)，每个数都是一个优先数。,优先数系的优点很多，主要有：相邻两项的相对差均匀，疏密适中，而且运算方便，简单易记；同一系列中任意两项的
10、理论值之积、商，任意一项理论值之整数（正或负）乘方，仍为此系列中的一个优先数理论值。因此，优先数系得到了广泛应用，并成为国际上统一的数值制度。在产品设计中应尽可能使各参数，首先是决定产品功能的主参数符合优先数。,第1章 绪 论,R5 公比 q=51.6,R10 公比 q=101.25,R40 公比 q=401.06,R80 公比 q=801.03,R20 公比 q=201.12,基本系列,2.1 概述 2.2 极限与配合的基本术语和定义 2.2.1 孔与轴 2.2.2有关尺寸的术语和定义 2.2.3有关偏差和公差的术语及定义 2.2.4 有关配合的术语及定义 2.2.5极限尺寸判断原则及有关的
11、术语定义 2.3 公差配合与标准化 2.3.1 配合制 2.3.2标准公差系列 2.3.3 标准公差的数值计算及尺寸分段 2.3.4基本偏差系列: 2.3.5公差与配合的图样标注和计算 2.3.6常用和优先的公差带与配合,第2章 极限与配合基础,第2章 极限与配合基础,2.4 一般公差线性尺寸的未注公差 2.4.1一般公差的公差等级和极限偏差数值 2.5 公差配合的应用 2.5.1配合制的选择 2.5.2 公差等级的选择 2.5.3配合性质的选择 2.5.4典型应用实例,第2章 极限与配合基础,第2章 极限与配合基础,圆柱体结合是机械制造中应用最广泛的一种配合，它由孔与轴构成，其公差与配合标准
12、是机械工业中一项重要的基础标准。它不仅是机械产品设计、工艺和验收的共同依据，而且是广泛组织协作和专业生产的重要依据，同时又是制订定值刀具和量具、标准件以及其他机械产品精度标准的基础。机械基础国家标准已成为机械工程中应用最广、涉及面最大的主要基础标准。,第2章 极限与配合基础,2.1 概述,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.1 孔与轴 1. 孔hole 通常，指工件的圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形的内尺寸要素（由二平行平面或切面形成的包容面）如图2-1所示。 2. 轴 shaft 通常，指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形的外尺寸要素（由二平行平面或切面形成的被包容面）如图2-1
13、所示。,图2-1 孔与轴,第2章 极限与配合基础,1尺寸 是指用特定单位表示线性尺寸值的数值。长度值包括:直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等，在机械制造中，一般常用毫米（mm）作为特定单位。 2、公称尺寸（D，d） 基本尺寸是由设计给定的，通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸。孔用D表示，轴用d表示。 3.实际尺寸 实际尺寸是通过测量所得的尺寸。孔的实际尺寸以Da 表示，轴的实际尺寸以da 表示。由于存在测量误差，实际尺寸并非是被测尺寸的真值 4.极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸。它以基本尺寸为基数来确定。两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸;较小的一个称为最小极限尺寸
14、。孔和轴的最大、最小极限尺寸分别用Dmax ，dmax 和Dmin ，dmin 表示。,第2章 极限与配合基础,2.2.2有关尺寸的术语和定义,图2-2 极限尺寸,第2章 极限与配合基础,2.2.3有关偏差和公差的术语及定义,1.尺寸偏差 某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为尺寸偏差，简称偏差。偏差可能为正或负，也可为零。 2.尺寸公差 上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限偏差之差，称为尺寸公差，简称公差。它是允许尺寸的变动量。尺寸公差是一个没有符号的绝对值。孔公差用 Th表示，轴公差用Ts表示。,孔公差,轴公差,3.标准工差和基本偏差 (1).标准公差 国家标准规定的公差数值表中
15、(教材表2-1)所列的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。 (2).基本偏差 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差下偏差称为基本偏差。 一般以公差带靠近零线的那个偏差作为基本偏差。当公差带位于零线的上方时，其下偏差为基本偏差;当公差带位于零线的下方时，其上偏差为基本偏差。,第2章 极限与配合基础,4.尺寸公差带与公差带图 （1）尺寸公差带 在公差带图中，由代表上极限偏差和下极限偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的两条直线所限定的一个区域称为尺寸公差带，简称公差带。它是由公差大小和其相对零线的位置如基本偏差来确定如图2-4所示。 （2）零线 为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的起始线既零偏差线
16、，零线上方表示正偏差;零线下方表示负偏差。 （3）尺寸公差带图 由于公差及偏差的数值比尺寸数值小得太多，不便用同一比例表示，故采用公差与配合图解，这种图简称公差带图如5所示,公差带图中，用以确定偏差起始位置的一条基准直线称为零线，即零偏差。通常，零线也代表公称尺寸。正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方。偏差的单位可用微米或毫米，但在同一公差带图中，必须统一。公称尺寸的单位一律用毫米。,第2章 极限与配合基础,图2 -4 公差带图解,第2章 极限与配合基础,公差带图,2.2.4 有关配合的术语及定义,1.配合 公称尺寸相同的并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 2.间隙（X）或过盈（Y） 在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差值为正时称为间隙，用X表示;当差值为负时称为过盈，用Y表示。 3.配合的种类 按孔与轴公差带之间的相对位置关系，配合三大类。 （1）间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合，孔的公差带完全在轴公差之上这种配
