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1、第第5 5章章 公差与公差与配合配合本章主要内容及本章主要内容及课时分配分配1、孔、轴及其与公差、配合有关的概念，掌握公差与配合选择的原则，公差配合的表示，及其配合的种类；2、各种形状和位置公差的定义，它所包含的种类及其它们的内涵；表面粗糙度的表示及其选用。本章第一讲本章第一讲 主要内容主要内容孔、孔、孔、孔、轴轴及其与公差、配合有关的概念，掌握公及其与公差、配合有关的概念，掌握公及其与公差、配合有关的概念，掌握公及其与公差、配合有关的概念，掌握公差与配合差与配合差与配合差与配合选择选择的原的原的原的原则则，公差配合的表示，及其配，公差配合的表示，及其配，公差配合的表示，及其配，公差配合的表示
2、，及其配合的种合的种合的种合的种类类范范范范围围教学重点教学重点孔、孔、轴及其与公差、配合有关的概念，公差与及其与公差、配合有关的概念，公差与配合配合选择的原的原则，公差配合的表示，及其配合的，公差配合的表示，及其配合的种种类教学难点教学难点 对以上概念及其他以上概念及其他们应用用场合的理解合的理解概述概述 公差在当今社会中普遍存在。所有的公差在当今社会中普遍存在。所有的产品在制作品在制作时都必都必须遵循一定的范遵循一定的范围进行生行生产，这个需要遵循的一定范个需要遵循的一定范围简称称为公差公差。在机械制造。在机械制造过程中，零件程中，零件产品的尺寸和形状需要遵循品的尺寸和形状需要遵循的的变动
3、范范围，称，称为形位公差形位公差。它是几何参数公差的重要。它是几何参数公差的重要组成成部分。形位公差是部分。形位公差是评定机械定机械产品品质量的重要指量的重要指标之一，它直之一，它直接影响机器的接影响机器的工作精度、配合性工作精度、配合性质、运、运动稳定性、密封性以定性、密封性以及使用寿命及使用寿命等。等。1 1、互互换性：性：按照规定的几何参数，机械性能及其它按照规定的几何参数，机械性能及其它质量的要求，分别制造机器的各个零件和部件，使质量的要求，分别制造机器的各个零件和部件，使得在装配或更换时不需任何挑选、调整或附加修配，得在装配或更换时不需任何挑选、调整或附加修配，就能达到规定的性能要求
4、。零件或部件具有的这种就能达到规定的性能要求。零件或部件具有的这种性质称为互换性。性质称为互换性。2 2、精度：精度：零件的实际几何参数与理想几何参数的符零件的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。合程度。相关概念相关概念3 3、误差：差：零件的实际几何参数与理想几何参数的零件的实际几何参数与理想几何参数的不符合程度。不符合程度。4 4、公差：公差：实际零件的几何参数的变化在一定范围实际零件的几何参数的变化在一定范围内便能满足互换性的目标。这种允许的几何参数内便能满足互换性的目标。这种允许的几何参数的变动量就称为公差。的变动量就称为公差。5 5、公差的分公差的分类：尺寸公差、形状公差、位置公差
5、。尺寸公差、形状公差、位置公差。轴：轴：轴：轴：主要指圆柱形的外表面，也包括非圆柱形外表主要指圆柱形的外表面，也包括非圆柱形外表主要指圆柱形的外表面，也包括非圆柱形外表主要指圆柱形的外表面，也包括非圆柱形外表面。面。面。面。孔：孔：主要指圆柱形的内表面，也包括非圆柱形的主要指圆柱形的内表面，也包括非圆柱形的内表面。内表面。基本尺寸：基本尺寸：由设计者经过计算或按经验确定后，再由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。按标准选取的标注在设计图上的尺寸。实际尺寸：实际尺寸：通过测量所得的尺寸。通过测量所得的尺寸。真实尺寸：真实尺寸：反映物体实际尺寸的真实值。能否测反映物体
6、实际尺寸的真实值。能否测量得到量得到?极限尺寸：极限尺寸：以基本尺寸为基数来确定，允许尺寸以基本尺寸为基数来确定，允许尺寸变化的两个界限值。一个为最大极限尺寸，另外变化的两个界限值。一个为最大极限尺寸，另外一个为最小极限尺寸。一个为最小极限尺寸。极限尺寸极限尺寸最大实体状态（尺寸）：最大实体状态（尺寸）：最大实体状态（尺寸）：最大实体状态（尺寸）：孔或轴具有允许材料量为最多时的孔或轴具有允许材料量为最多时的孔或轴具有允许材料量为最多时的孔或轴具有允许材料量为最多时的状态，称为最大实体状态（状态，称为最大实体状态（状态，称为最大实体状态（状态，称为最大实体状态（MMCMMC）。孔的最小极限尺寸，
7、）。孔的最小极限尺寸，）。孔的最小极限尺寸，）。孔的最小极限尺寸，轴的最大极限尺寸。轴的最大极限尺寸。轴的最大极限尺寸。轴的最大极限尺寸。最小实体状态（尺寸）：最小实体状态（尺寸）：孔或轴具有允许材料量为最小时的孔或轴具有允许材料量为最小时的状态，称为最小实体状态（状态，称为最小实体状态（LMC）。孔的最大极限尺寸，）。孔的最大极限尺寸，轴的最小极限尺寸。轴的最小极限尺寸。有关有关“公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义（1）尺寸偏差）尺寸偏差尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸某一尺寸-基本尺寸基本尺寸偏差包括：偏差包括：实际偏差实际偏差=实际尺寸实际尺寸-基本尺基本尺寸寸极限偏差
8、极限偏差极限偏差极限偏差上偏差上偏差=最大极限尺寸最大极限尺寸基本尺寸基本尺寸ES（孔）、（孔）、es（轴）（轴）下偏差下偏差= 最小极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸基本尺寸EI（孔）、（孔）、ei（轴）（轴）有关有关“公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义（2）尺寸公差（公差）尺寸公差（公差）尺寸公差是指尺寸允许的变动量。尺寸公差是指尺寸允许的变动量。尺寸公差尺寸公差 = 最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸= 上偏差上偏差下偏下偏差差孔：孔：IT=ES-EI轴：轴：IT=es-ei（3）零线）零线零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直零线是在公差带图中，确定偏
9、差的一条基准直线，也叫零偏差线。线，也叫零偏差线。有关有关“公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义有关有关“公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义 （4）公差带及公差带图）公差带及公差带图0基本尺寸下偏差上偏差 ESEI上偏差下偏差esei有关有关“公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义（4）公差带及公差带图）公差带及公差带图在公差带图中，由代表在公差带图中，由代表上、下偏差上、下偏差两条直线两条直线所限定的一个区域称所限定的一个区域称为公差带。为公差带。在国家标准中，公差带包括：在国家标准中，公差带包括：公差带大小公差带大小公差带位
10、置公差带位置由标准公差确定由标准公差确定由基本偏差确定由基本偏差确定有关有关“公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义（5）标准公差）标准公差标准公差标准公差就是国家标准所确定的公差。就是国家标准所确定的公差。标准公差共分准公差共分20级: IT01、IT0、IT1、IT2、到到IT18。 IT国际标准公差国际标准公差 （ISO Tolerance）的缩写代号）的缩写代号 IT7表示标准公差表示标准公差7级。级。 从从IT01至至IT18，公差等级依次降低，相应的标准公，公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。差数值依次增大。 （6）基本偏差）基本偏差基本偏差基本偏差就
11、是用来确定公差带相对于零线位置就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。的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。 有关有关“公差、偏差及误差公差、偏差及误差”的术语的术语和定义和定义有关有关“配合配合”的术语和定义的术语和定义（1）配合配合就是基本尺寸相同的、相互结合的配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。孔与轴公差带之间的相配关系。基孔制基孔制 基轴制基轴制 基孔制基孔制基孔制是基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带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与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。的一种制
12、度。 基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基准孔的代号为基准孔的代号为“H”。ESEI=00基本尺寸H基轴制基轴制基轴制是基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带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各种配合与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。的一种制度。 基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基准轴的代号为基准轴的代号为“h”。es=0ei0基本尺寸h基孔制配合与基轴制配合基孔制配合与基轴制配合(2)(2)配合类型配合类型间隙配合间隙配合间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配
13、合过盈配合过盈配合(2) (2) 配合类型配合类型间隙配合：间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之当孔的公差带在轴的公差带之 上，形成具有间隙的配合（包上，形成具有间隙的配合（包 括最小间隙等于零的配合）。括最小间隙等于零的配合）。(2)(2)配合类型配合类型过盈配合：过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之当孔的公差带在轴的公差带之 下，形成具有过盈的配合（包下，形成具有过盈的配合（包 括最小过盈等于零的配合）。括最小过盈等于零的配合）。过渡配合？过渡配合？孔的作用尺寸孔的作用尺寸：在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸。轴的作用尺寸的作用尺寸：在配合面的全长上，与实际轴外接的最小理想孔
14、的尺寸。公差与配合的选用公差与配合的选用公差与配合选择的原则包括三方面的内容：公差与配合选择的原则包括三方面的内容：基准制的基准制的选择公差等公差等级的的选择配合配合选择基轴制一般只用在下面基轴制一般只用在下面三种三种情况：情况：a、零件由冷拉棒制成，、零件由冷拉棒制成，不再经机械加工；不再经机械加工；b、配合轴太长或是管状零件，特别是在、配合轴太长或是管状零件，特别是在同一基本尺寸的某段上必须安装几个不同配合零件的情况下；同一基本尺寸的某段上必须安装几个不同配合零件的情况下；c、用于按基轴制生产的标准零、部件的配合，如滚动轴承、用于按基轴制生产的标准零、部件的配合，如滚动轴承的外圈与机器基座
15、孔的配合，键与键槽的配合。的外圈与机器基座孔的配合，键与键槽的配合。公差与配合的选用公差与配合的选用基准制的基准制的选择从结构、工艺、经济等方面来考虑，从结构、工艺、经济等方面来考虑，优先采用基孔制优先采用基孔制，因，因为孔的精度一般是由刀具来保证，尽量减少刀具的数量。为孔的精度一般是由刀具来保证，尽量减少刀具的数量。公差与配合的选用公差与配合的选用公差等公差等级的的选择公差等级的选择取决于：公差等级的选择取决于：a、不同用途对产品、不同用途对产品所提出的精度要求；所提出的精度要求；b、在保证使用和使用寿、在保证使用和使用寿命的前提下，尽量选用要求较低的公差等级，命的前提下，尽量选用要求较低的
16、公差等级，以降低制造成本。以降低制造成本。公差与配合的选用公差与配合的选用配合配合选择应尽可能选用应尽可能选用优先配合优先配合和常用配合。和常用配合。本讲作业本讲作业 教材教材P149P150，5-15-5本章第二讲本章第二讲 主要内容主要内容各种形状和位置公差的定各种形状和位置公差的定各种形状和位置公差的定各种形状和位置公差的定义义，它所包含的种，它所包含的种，它所包含的种，它所包含的种类类及其它及其它及其它及其它们们的内涵；表面粗糙度的表示及其的内涵；表面粗糙度的表示及其的内涵；表面粗糙度的表示及其的内涵；表面粗糙度的表示及其选选用用用用教学重点教学重点各种形状和位置公差的定各种形状和位置
17、公差的定义，它所包含的种，它所包含的种类及其它及其它们的内涵；表面粗糙度的表示及其的内涵；表面粗糙度的表示及其选用用教学难点教学难点各种形状和位置公差的定各种形状和位置公差的定义，它所包含的种，它所包含的种类及其它及其它们的内涵的理解的内涵的理解形状和位置公差形状和位置公差影响到工作的精度、配合的性质、运动稳定性、密封性、使影响到工作的精度、配合的性质、运动稳定性、密封性、使用寿命。用寿命。研究意研究意义：实际要素：要素：零件上实际存在的要素，由测得的要素来零件上实际存在的要素，由测得的要素来提供。提供。理想要素：理想要素：按照设计要求，由图样给定的点、线、面的按照设计要求，由图样给定的点、线
18、、面的理想状态，它不存在任何误差，是绝对正确的几何要素。理想状态，它不存在任何误差，是绝对正确的几何要素。被被测要素：要素：图样上给出了形位公差要求的要素。图样上给出了形位公差要求的要素。基准要素：基准要素：零件上用来确定被测要素的方向或位置的要零件上用来确定被测要素的方向或位置的要素。素。形状和位置公差形状和位置公差单一要素：一要素：仅对被测要素本身给出形位公差的要求。仅对被测要素本身给出形位公差的要求。关关联要素：要素：与被测基准要素有功能要求的要素。与被测基准要素有功能要求的要素。形状和位置公差形状和位置公差形状公差：形状公差：指被测实际要素的允许变动范围，所以形状公指被测实际要素的允许
19、变动范围，所以形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动量。差是指单一实际要素的形状所允许的变动量。形位公差的形位公差的项目目位置公差：位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。形形位位公公差差的的项目目形状公差的形状公差的项目目1. 直直线度公差度公差实际被测要素对理想直线的允许变动量。实际被测要素对理想直线的允许变动量。 1直直线度度公公差差2平平面面度度公公差差3.圆度度公公差差4圆柱柱度度公公差差5线轮廓廓度度公公差差位置公差的位置公差的项目目位置公差位置公差是是对关关联要素的要求，它限制被要素的要求，它限制被测形体形体对基准的方向或
20、位置的基准的方向或位置的误差大小，位置公差可分差大小，位置公差可分为定定向公差、定位公差和跳向公差、定位公差和跳动公差公差三三类。定向公差定向公差是关是关联实际要素要素对基准在指定方向上允基准在指定方向上允许的的变动全量。包括：全量。包括：平行度、垂直度和平行度、垂直度和倾斜度斜度三三项定位公差定位公差是关是关联实际要素要素对基准在位置上允基准在位置上允许的的变动全量。包括：全量。包括：同同轴度、度、对称度和位置度称度和位置度三三项表面粗糙度轮廓算廓算术平均偏差平均偏差Ra：指在取：指在取样长度内，度内，轮廓偏距廓偏距绝对值的算的算术平均平均值RaRzRy轮廓算廓算术平均偏差平均偏差Ra微观不
21、平度微观不平度10点高度点高度Rz：在取样长度内，在取样长度内，5个最大个最大的轮廓峰高的平均值与的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均个最大的轮廓谷深的平均值之和。值之和。轮廓最大高度轮廓最大高度轮廓最大高度轮廓最大高度R Ry y：在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。底线之间的距离。底线之间的距离。底线之间的距离。微微观不平度不平度10点高度点高度Rz轮廓最大高度廓最大高度RyRz、 Ry_重要零件的摩擦表面、重要零件的摩擦表面、过盈配合表面、有接触盈配合表面、有接触刚度要求的重要表面等；当表面太粗糙或太光度要求的重要表面等；当表面太粗糙或太光洁，无法，无法用使用用使用测量量Ra的的仪器器时，宜采用，宜采用Rz、 Ry表示。表示。表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注本讲作业本讲作业 教材教材教材教材P150P150，5-65-6，5-75-7，5-115-11，5-125-12，5-135-13，5-145-14
