公差與極限配合

1、第三節(jié) 機(jī)械零件的公差與配合,一、公差與配合的基本概念,公差,加工誤差,一、公差與配合的基本概念,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義 （1）尺寸 尺寸是用特定單位表示長度的數(shù)字,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義,2）基本尺寸 基本尺寸是由設(shè)計(jì)者經(jīng)過計(jì)算或按經(jīng)驗(yàn)確定后，再按標(biāo)準(zhǔn)選取的標(biāo)注在設(shè)計(jì)圖上的尺寸,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義,3）實(shí)際尺寸 實(shí)際尺寸是通過測量所得的尺寸,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義,4）極限尺寸 極限尺寸是允許尺寸變化的兩個(gè)界限值。 其中：較大的一個(gè)稱為最大極限尺寸 較小的一個(gè)稱為最小極限尺寸,4）極限尺寸,圖2-8 公差與配合示意圖 圖2-9 公差帶圖,2. 有關(guān)“公差、

2、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,1）尺寸偏差 尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸 偏差包括：實(shí)際偏差=實(shí)際尺寸-基本尺寸 極限偏差,極限偏差,上偏差=最大極限尺寸基本尺寸 es（孔）、es（軸） 下偏差= 最小極限尺寸基本尺寸 ei（孔）、ei（軸,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,2）尺寸公差（公差） 尺寸公差是指尺寸允許的變動(dòng)量。 尺寸公差 = 最大極限尺寸最小極限尺寸 = 上偏差下偏差,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,3）零線 零線是在公差帶圖中，確定偏差的一條基準(zhǔn)直線，也叫零偏差線,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,4）公差帶,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和

3、定義,4）公差帶 在公差帶圖中，由代表上、下偏差兩條直線所限定的一個(gè)區(qū)域稱為公差帶。 在國家標(biāo)準(zhǔn)中，公差帶包括： 公差帶大小 由標(biāo)準(zhǔn)公差確定 公差帶位置 由基本偏差確定,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,5）標(biāo)準(zhǔn)公差 標(biāo)準(zhǔn)公差就是國家標(biāo)準(zhǔn)所確定的公差,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,6）基本偏差 基本偏差就是用來確定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個(gè)偏差,2. 有關(guān)“公差、偏差及誤差”的術(shù)語和定義,7）誤差 誤差是指零件的設(shè)計(jì)值x0與加工后的實(shí)測值xi之差，用xi表示。 即 xi = xi x0 式中，i = 1、2、3、n，為測量次數(shù)。 誤差xi

4、恒不為零,3. 有關(guān)“配合”的術(shù)語和定義,1）配合 配合就是基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間的相配關(guān)系。 基孔制 基軸制,基孔制,基孔制是基本偏差固定不變的孔公差帶，與不同基本偏差的軸公差帶形成各種配合的一種制度。 基孔制的孔為基準(zhǔn)孔，它的下偏差為零。基準(zhǔn)孔的代號(hào)為“h,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,基軸制,基軸制是基本偏差固定不變的軸公差帶，與不同基本偏差的孔公差帶形成各種配合的一種制度。 基軸制的軸為基準(zhǔn)軸，它的上偏差為零?；鶞?zhǔn)軸的代號(hào)為“h,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,2)配合類型,間隙配合 過渡配合 過盈配合,2) 配合類型,間隙配合：當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之

5、 上，形成具有間隙的配合（包 括最小間隙等于零的配合,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,2)配合類型,過盈配合：當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之 下，形成具有過盈的配合（包 括最小過盈等于零的配合,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,2)配合類型,過渡配合：當(dāng)孔與軸的公差帶相互交迭， 既可能形成間隙配合，也可能 形成過盈配合,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,3)配合公差,允許間隙或過盈的變動(dòng)量稱為配合公差。 間隙配合：配合公差=最大間隙最小間隙 過盈配合：配合公差=最大過盈最小過盈 過渡配合：配合公差=最大間隙+最大過盈,3)配合公差,配合公差=軸公差+孔公差,二、標(biāo)準(zhǔn)公差系列與基本偏差系列,

6、1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列 p28 表2-7,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,1）公差單位（公差因子,單位m） 當(dāng)尺寸500mm時(shí)， （mm,反映加工誤差,反映測量誤差,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,2）公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差共分20級(jí): it01、it0、it1、it2、到it18。 it國際標(biāo)準(zhǔn)公差 （iso tolerance）的縮寫代號(hào) it7表示標(biāo)準(zhǔn)公差7級(jí)。 從it01至it18，公差等級(jí)依次降低，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值依次增大,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,2）公差等級(jí) 公差等級(jí)系數(shù)a（見表2-6） 標(biāo)準(zhǔn)公差的值t= ai,表2-6 尺寸500mm的it5至it18級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算表 公差等級(jí) it5 it6 it7 it8 i

7、t9 it10 it11 it12 公差值 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,3）基本尺寸分段,標(biāo)準(zhǔn)公差的值t= ai,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,3）基本尺寸分段 例：基本尺寸45 mm（在30mm50mm 尺寸段）的it6與it7的公差值。 計(jì)算基本尺寸 （mm,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,例：基本尺寸45 mm（在30mm50mm 尺寸段）的it6與it7的公差值。 公差單位 (mm） it6 = 10 i = 101.5616 (mm) it7 = 16 i = 161.5624.9725 (mm,2. 基本偏差系列,圖2-15 基本偏差系列,2.

8、基本偏差系列,1）軸的基本偏差 請(qǐng)看p32 表2-9,2. 基本偏差系列,1）軸的基本偏差 有了基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差，就不難求出軸的另一個(gè)偏差（上偏差或下偏差）： es = ei + it ei = es it,2. 基本偏差系列,1）軸的基本偏差 1）a、b、c三種用于大間隙或熱動(dòng)配合； 2）d、e、f主要用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 3）g主要用于滑動(dòng)和半液體摩擦，或用于定位配合； 4）cd、ef、fg適用于小尺寸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件； 5）jh主要用于過渡配合，對(duì)中性好； 6）pzc主要用于過盈配合，保證軸和孔有足夠的連接強(qiáng)度,2. 基本偏差系列,2）孔的基本偏差 請(qǐng)看p34 表2-10,2. 基本偏差系列,2

9、）孔的基本偏差 當(dāng)基本尺寸500mm時(shí)，孔的基本偏差是從軸的基本偏差換算得來的。 孔與軸基本偏差換算的前提是： “基本偏差代號(hào)相當(dāng)時(shí)，應(yīng)保持配合相同,換算規(guī)則,1）通用規(guī)則 a）全部間隙配合ah； b）標(biāo)準(zhǔn)公差it8的k、m、n； c）標(biāo)準(zhǔn)公差it7的pzc； 孔的基本偏差與軸的基本偏差數(shù)值相等，但符號(hào)相反。 但有個(gè)別例外，對(duì)公差等級(jí)it8，基本尺寸3mm的n，其基本偏差es=0,換算規(guī)則,2）特殊規(guī)則 a）標(biāo)準(zhǔn)公差it8的k、m、n； b）標(biāo)準(zhǔn)公差it7的pzc； 孔的基本偏差要在上述基礎(chǔ)上增加一個(gè)值,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級(jí),1. 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差與配合,圖2-17 尺寸500m

10、m軸的（方框內(nèi)的）一般常用和（圓圈內(nèi)的）優(yōu)先公差,圖2-18 尺寸500mm孔的（方框內(nèi)的）一般常用和 （圓圈內(nèi)的）優(yōu)先公差,圖2-19 基孔制優(yōu)先配合公差帶 圖2-20 基軸制優(yōu)先配合公差帶,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級(jí),2. 基準(zhǔn)制的選用 一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級(jí),3. 公差與配合的選用 選擇公差與配合的主要內(nèi)容有： 1）確定基準(zhǔn)制； 2）確定公差等級(jí)； 3）確定配合種類。 選擇公差與配合的原則是在保證機(jī)械產(chǎn)品基本性能的前提下，充分考慮制造的可行性，并應(yīng)使制造成本最低,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級(jí),4. 公差等級(jí)的選用 選用的原則如下： (1)

11、對(duì)于基本尺寸500mm的軸孔配合，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差it8時(shí)，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級(jí)相配合；但當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差it8級(jí)或基本尺寸500mm的配合，推薦采用同級(jí)孔、軸配合。 (2) 選擇公差等級(jí)，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要考慮加工的可能性與經(jīng)濟(jì)性,4. 公差等級(jí)的選用,1）it01、it0、it1級(jí)公差一般用于高精度量塊和其它精密標(biāo)準(zhǔn)量塊的尺寸。 2）it2it5級(jí)公差用于特別精密的零件尺寸。 3）it5（孔到it6）級(jí)公差用于高精度和重要表面的配合尺寸； 4）it6（孔到it7）級(jí)公差用于零件較精密的配合尺寸； 5）it7it8級(jí)用于一般精度要求的配合尺寸； 6）it9it10級(jí)常用于一般要求的配合尺寸，或精

12、度要求較高的與鍵配合的槽寬尺寸。 7）it11it12級(jí)公差用于不重要的配合尺寸。 8）it12it18級(jí)公差用于未注公差的尺寸,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級(jí),5. 配合的選用 應(yīng)盡可能選用優(yōu)先配合和常用配合,四、形狀公差與位置公差,一） 形狀公差和形狀誤差 1. 形狀公差 構(gòu)成機(jī)械零件形狀的幾何要素所允許的變動(dòng)量稱為形狀公差,四、形狀公差與位置公差,一） 形狀公差和形狀誤差 2. 形狀誤差： 形狀誤差是指被測實(shí)際要素對(duì)理想要素的變動(dòng)量,四、形狀公差與位置公差,形狀誤差的評(píng)定原則 最小條件：是指被測實(shí)際要素對(duì)其理想 要素的最大變動(dòng)量為最小。 例,四、形狀公差與位置公差,二） 形狀公差的項(xiàng)目

13、,二） 形狀公差的項(xiàng)目,1. 直線度公差 實(shí)際被測要素對(duì)理想直線的允許變動(dòng)量,1. 直線度公差,1）在給定平面內(nèi)的直線度公差帶,圖2-21 給定平面內(nèi)的直線度公差帶,1. 直線度公差,2）在給定一個(gè)方向上的直線度公差帶,圖2-22 給定一個(gè)方向上的直線度公差帶,1. 直線度公差,3）在給定相互垂直的兩個(gè)方向上的直線度公差帶,圖2-23 給定兩個(gè)方向上的直線度公差帶,2. 平面度公差,平面度公差是實(shí)際被測要素對(duì)理想平面的允許變動(dòng)量，其公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域,圖2-24 平面度公差帶,3. 圓度公差,實(shí)際被測要素對(duì)理想圓的允許變動(dòng)量，其公差帶是垂直于軸線的任一截面上半徑差為公

14、差值t的兩個(gè)同心圓間的區(qū)域,圖2-25 圓度公差帶,4. 圓柱度公差,實(shí)際被測要素對(duì)理想圓柱的允許變動(dòng)量，其公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域,圖2-26 圓柱度公差帶,5. 線輪廓度公差,實(shí)際被測要素對(duì)理想輪廓線的允許變動(dòng)量，其公差帶是距離為公差值t，對(duì)理想輪廓線對(duì)稱分布的兩等距曲線之間的區(qū)域,圖2-27 線輪廓度公差帶,6. 面輪廓度公差,實(shí)際被測要素對(duì)理想輪廓面的允許變動(dòng)量，其公差帶是距離為公差值t，對(duì)理想輪廓面對(duì)稱分布的兩等距曲面之間的區(qū)域，理想輪廓面由理論正確尺寸標(biāo)出,圖2-28 面輪廓度公差帶,四、形狀公差與位置公差,三） 位置公差和位置誤差 幾何要素關(guān)聯(lián)要素基準(zhǔn)要素

15、基準(zhǔn),四、形狀公差與位置公差,三） 位置公差和位置誤差 位置公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對(duì)基 準(zhǔn)的變動(dòng)全量。 位置公差帶是限制關(guān)聯(lián)實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域，被測實(shí)際要素要在此區(qū)域內(nèi)才合格,四、形狀公差與位置公差,三） 位置公差和位置誤差 位置公差包括：定位位置公差 定向位置公差 跳動(dòng)位置公差,1.定向位置公差平行度,被測實(shí)際要素相對(duì)于基準(zhǔn)要素的方向成0的要求,圖2-29 以平面為基準(zhǔn)的平行度公差帶,1.定向位置公差垂直度,被測實(shí)際要素相對(duì)于基準(zhǔn)要素的方向成90的要求,圖2-30 以軸線為基準(zhǔn)的 垂直度公差帶,1.定向位置公差傾斜度,被測實(shí)際要素相對(duì)于基準(zhǔn)要素的方向成一定角度的要求,圖2-31 傾斜度公差

16、帶,2.定位位置公差同軸度,要求被測實(shí)際要素與基準(zhǔn)要素同軸,圖2-32 同軸度公差帶,2.定位位置公差對(duì)稱度,要求被測實(shí)際要素與基準(zhǔn)要素共面,圖2-33 對(duì)稱度公差帶,2.定位位置公差位置度,要求被測實(shí)際要素與基準(zhǔn)要素有一定的位置關(guān)系,圖2-34 孔軸線的位置度公差帶,3.跳動(dòng)位置公差,圓跳動(dòng) 全跳動(dòng),3.跳動(dòng)位置公差圓跳動(dòng),單個(gè)被測實(shí)際要素在任一截面上相對(duì)于基準(zhǔn)要素的允許跳動(dòng)量。 根據(jù)允許變動(dòng)的方向的不同，圓跳動(dòng)可分為： 徑向圓跳動(dòng) 端面圓跳動(dòng) 斜向圓跳動(dòng),徑向圓跳動(dòng),徑向圓跳動(dòng)用于控制圓柱表面任一橫截面上的跳動(dòng)量,圖2-35 徑向圓跳動(dòng)公差帶,端面圓跳動(dòng),端面圓跳動(dòng)用于控制端面任一測量直徑

17、處，在軸向方向的跳動(dòng)量,圖2-36 端面圓跳動(dòng)公差帶,斜面圓跳動(dòng),斜面圓跳動(dòng)用于控制圓錐面在法線方向的跳動(dòng)量,3.跳動(dòng)位置公差全跳動(dòng),整個(gè)被測實(shí)際要素相對(duì)于基準(zhǔn)要素的允許跳動(dòng)總量。 根據(jù)允許變動(dòng)的方向的不同，全跳動(dòng)可分為： 徑向全跳動(dòng) 端面全跳動(dòng) 斜向全跳動(dòng),徑向全跳動(dòng),徑向全跳動(dòng)用于控制整個(gè)圓柱表面上的跳動(dòng)總量,圖2-37 徑向全跳動(dòng)公差帶,端面全跳動(dòng),端面圓跳動(dòng)用于控制整個(gè)端面在軸向方向的跳動(dòng)總量,圖2-38 端面全跳動(dòng)公差帶,四、形狀公差與位置公差,四） 形位公差的選用,四） 形位公差的選用,1) 形狀公差應(yīng)比尺寸公差小： 例如： 圓柱形零件的形狀公差（軸線直線度除外），一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值，平行度公差值應(yīng)小于相應(yīng)的距離尺寸公差值。 圓度、圓柱度公差值約為同級(jí)的尺寸公差值的50%，故一般可按同級(jí)選取。比如，尺寸公差為it6，則圓度、圓柱度公差也選6級(jí)。 但并不是圓度、圓柱度公差必須按尺寸公差同級(jí)選取，也可根據(jù)零件