公差配合與測(cè)量_第二章

1、第2章 孔軸公差與配合張海濤張海濤2.1.1孔和軸 (1)孔 主要指工件圓柱形的內(nèi)表面，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱形的內(nèi)表面部分（由二平行平面或切面形成的包容面）。 (2)軸 主要指工件的圓柱形外表面，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱外表面部分（由二平行平面或切面形成的被包容面） 在工差與配合標(biāo)準(zhǔn)中，孔是包容面包容面，軸是被包容面被包容面，孔與軸都是由單一單一的主要尺寸主要尺寸構(gòu)成，例如：圓柱形的直徑、軸的鍵槽寬和鍵的鍵寬等?？缀洼S不僅表示通常的慨念,即圓柱體的內(nèi)、外表面，而且也表示由二平行平面或切面形成的包容面、被包容面。由此可見，除孔、軸以外，類似鍵連接的公差與配合也可直截應(yīng)用公差與

2、配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。如圖2-1所示 。 .公差配合的基本術(shù)語和定義公差配合的基本術(shù)語和定義 孔軸BDdB2.1.2 2.1.2 尺寸、基本尺寸、實(shí)際尺寸、極限尺寸尺寸、基本尺寸、實(shí)際尺寸、極限尺寸 (1)線性尺寸用特定單位表示長(zhǎng)度值的數(shù)字。一般是指兩點(diǎn)之間的距離.常用毫米（mm）作為特定單位(2)基本尺寸設(shè)計(jì)給定的設(shè)計(jì)給定的尺寸尺寸(孔D，軸-d)。通常有配合關(guān)系的孔和軸的基本尺寸相同。 (3)實(shí)際尺寸通過測(cè)量所通過測(cè)量所得的尺寸得的尺寸（Da,da）。實(shí)際尺寸并非真值。 圖2-1 (4)極限尺寸允許尺寸變化的兩個(gè)極限值，其中極限值較大者稱為最大極限尺寸（Dmax，dmax），極限值較小者稱為最小極

3、限尺寸 （Dmin，dmin）如圖2-2所示。 最小極限尺寸最大極限尺寸基本尺寸最小極限尺寸上偏差公差公差最大極限尺寸下偏差上偏差零線軸孔2.1.3尺寸偏差和公差 （1）實(shí)際偏差實(shí)際尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。以公式表示如下： 孔的實(shí)際偏差 a = Da D 軸的實(shí)際偏差 ea = da d 1.尺寸偏差某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差（簡(jiǎn)稱偏差）。偏差分有：圖2-2（2）極限偏差極限尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。其中最大極限尺寸與基本尺寸之差稱為上偏差上偏差（，es），最小極限尺寸與基本尺寸之差稱為下偏差下偏差（，ei）， 孔的上偏差max- 軸的上偏差 es = dmax d 孔的

4、下偏差 min- 軸的下偏差 ei = dmin -d 極限偏差用于控制實(shí)際偏差。完工后零件尺寸的合格條件常用偏差的關(guān)系式表示如下： 孔合格的條件 a 軸合格的條件 eieaes2.尺寸公差（簡(jiǎn)稱公差Ts ,Th） 尺寸公差是最大極限尺寸與最小極限尺寸代數(shù)差的絕對(duì)值，或者是上偏差與下偏差代數(shù)差的絕對(duì)值，見圖2-2，其關(guān)系式表示如下： 孔的公差 Th = maxmin = ES EI 軸的公差 Ts = dmax dmin = es ei 公差與偏差是兩種不同的概念。從工藝上講，公差大小決公差大小決定了允許尺寸變動(dòng)范圍定了允許尺寸變動(dòng)范圍的大小;而極限偏差表示每個(gè)零件尺寸允許變動(dòng)的極限值，是判斷

5、零件尺寸是否合格的依據(jù)。從作用上看，極限偏差用于控制實(shí)際偏差，影響配合的松緊；而公差則影響配合的精度。3.尺寸公差帶和尺寸公差帶圖尺寸公差帶和尺寸公差帶圖 (1) 零線 在公差帶圖中，確定偏差的一條基準(zhǔn)直線稱為零線。通常以零線表示基本尺寸，偏差由零線算起，零線以上為正偏差，零線以下為負(fù)偏差 。 (2)尺寸公差帶 在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的區(qū)域稱為尺寸公差帶（簡(jiǎn)稱公差帶）。公差帶在垂直零線方向的寬度代表公差值，上面線表示上偏差，下面線表示下偏差。 (如圖2-3所示)4、標(biāo)準(zhǔn)公差（、標(biāo)準(zhǔn)公差（IT）5、基本偏差、基本偏差 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差數(shù)值中所列的，用以確定公差帶大小的任

6、一公差稱為標(biāo)準(zhǔn)公差。 用以確定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或下偏差稱為基本偏差（一般公差帶靠近零線的那個(gè)偏差作為基本偏差）。 +0-零 線孔 公 差 帶EIESesei軸 公 差 帶基本尺寸圖2-3公差帶圖2.1.52.1.5配合和配合公差配合和配合公差 1 配合 基本尺寸相同的相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間的關(guān)系。 (1) 間隙與過盈 孔的尺寸減去其相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差。此值為“+”時(shí)得間隙間隙，此值為“-”時(shí)得過盈過盈。 (2) 間隙配合 孔的公差帶在軸的公差帶之上，具有間隙的配合（包括最小間隙為零的配合），如圖2-4所示。間隙配合的性質(zhì)用最大間隙Xmax、最小間隙Xmin和平均間隙X

7、av表示。計(jì)算式如下：Xmax D maxdmin = ESei XminD mindmax = EIes Xav（XmaxXmain）2孔公差帶孔公差帶軸公差帶軸公差帶最 小 間 隙最 大 間 隙最 大 間 隙最小間隙等于零圖2-4 間隙配合計(jì)算公式如下: Y min =D maxdmin = ESei YmaxD mindmax = EIes Yav（YmaxYmain）2 (3)過盈配合 孔的公差帶在軸的公差帶之下，具有過盈的配合（包括最小過盈為零的配合）如圖2-5所示。過盈配合的性質(zhì)可用最小過盈Y min、最大過盈Y max和平均過盈Yav來表示。最 小 過 盈最 大 過 盈最 大 間

8、 隙軸公差帶軸公差帶孔公差帶最小過盈等于零孔公差帶圖2-5 過盈配合 最 大 過 盈最 大 間 隙最 大 過 盈最 大 間 隙最 大 間 隙最 大 過 盈 (4)過渡配合 是指孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，可能具有間隙或者過盈的配合如2-6圖所示。過渡配合的性質(zhì)用最大間隙Xmax、最大過盈Y max、平均間隙Xav或平均過盈Yav來表示。其計(jì)算式如下 X max= D maxdmin = ESei Ymax=D mindmax = EIesXav或Yav（XmaxYmax）2 圖2-6過渡配合 2 配合公差（Tf） 允許間隙或過盈的變動(dòng)量稱為配合公差。配合公差的大小為極限間隙或極限過盈之代數(shù)

9、差的絕對(duì)值，其計(jì)算公式如下： 間隙配合 Tf=|Xmax-Xmin| =Xmax-Xmin 過渡配合 Tf=|Xmax-Ymax| =Xmax-Ymax 過盈配合 Tf=|Ymin-Ymax| =Ymin-Ymax 當(dāng)基本尺寸一定時(shí)，配合公差的大小 反映了配合精度的高低。且由式2-1可見：配合精度的高低決定于零件的加工精度的高低。 配合公差的特性可用配合公差帶圖來表示。在圖2-7中，零線以上的縱坐標(biāo)為“+”，代表間隙；零線以下的縱坐標(biāo)為“-”，代表過盈；符號(hào)代表配合公差帶。配合公差帶完全處在零線以上為間隙配合；完全處在零線以下為過盈配合；跨在零線上、下兩側(cè)則為過渡配合。 三類配合的配合公差都為

10、: Tf= Th+Ts (2-1)YminTfXmaxXmaxYmin=0Tf+0-YmaxYmaxYmaxYmaxXmaxTfXmaxXminXmin=0間 隙 配 合過 渡 配 合過 盈 配 合零 線YTfTfTfX實(shí)際間隙或?qū)嶋H過盈：Xa(或)軸和孔所形成的配合的合用條件：間隙配合：XmaxXa Xmin過盈配合： Ymin Ya Ymax過渡配合： XmaxXa 或者Ya Ymax例例2-1 若已知某配合的基本尺寸為60mm，配合公差Tf=49m，最大間隙X max = 19m，孔的公差Th = 30m，軸的下偏差ei = +11m，試畫出該配合的尺寸公差帶圖與配合公帶圖，并說明配合類

11、別。解解 求孔與軸的極限偏差 因?yàn)門f= Th+Ts，所以 Ts=Tf- Th=（49-30） m =19 m 因?yàn)閄 max = ESei，所以 ES = X max +ei=（19+11） m =30m ES- TD=（30-30） m =0 m 因?yàn)镋Sei且EIes，所以此配合為過渡配合。 求最大過盈 因?yàn)?Tf =Xmax-Ymax 所以Ymax=Xmax- Tf=（19-49）m =-30 m 。 畫出尺寸公差帶圖和配合公差帶圖（見圖2-8a、b）。 （a）060孔軸+30+11+30Xmax=19（b）0YYmax=-30Xv作業(yè)： 已知一對(duì)配合的孔軸 ，按要求解答： (1)計(jì)算

12、孔、軸的極限尺寸及公差值。 (2)判斷配合類型，計(jì)算極限間隙或過盈？ (3)計(jì)算配合公差Tf。 (4)畫出孔、軸公差帶圖及其配合公差帶圖。-0.0300.049-0.0300 /f660H7 2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)公差系列 1. 公差等級(jí) 公差等級(jí)是確定尺寸精確程度的等級(jí)。GB/T1800.31998將標(biāo)準(zhǔn)公差分為20個(gè)公差等級(jí)，用IT和阿拉伯?dāng)?shù)字組成的代號(hào)表示，按順序?yàn)镮T01，IT0，IT1IT18，等級(jí)依次降低，標(biāo)準(zhǔn)公差值依次增大，精度依次降低。2.2 公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 如：P14 表2-1例：基本尺寸為30，查公差等級(jí)為6級(jí)的公差數(shù)值。 2.2.2 基本偏差系列 1 基本

13、偏差代號(hào) 基本偏差代號(hào)用拉丁字母來表示，其中孔用大寫字母表示，軸用小寫字母表示，構(gòu)成28種基本偏差代號(hào),分別形成孔、軸的基本偏差系列。去掉了5個(gè)容易混淆的字母I、L、O、Q、W（I,l,o,q,w）,添加了7個(gè)CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC（cd,ef,fg,js,za,zb,zc）。 在基本偏差系列圖中，僅繪出公差帶的一端（由基本偏僅繪出公差帶的一端（由基本偏差決定），而公差帶的另一端取決于差決定），而公差帶的另一端取決于標(biāo)準(zhǔn)公差值標(biāo)準(zhǔn)公差值的大小。的大小。因此，任何一個(gè)公差帶代號(hào)都由基本偏差代號(hào)和公差等級(jí)代號(hào)聯(lián)合表示。 2 基準(zhǔn)制 基孔制配合中的孔是基準(zhǔn)件，稱為基準(zhǔn)孔，代基準(zhǔn)孔，

14、代號(hào)為號(hào)為H H，其基本偏差（下偏差）為0，即EI=0，上偏差值為帶有正號(hào)的孔公差值。 Tde i過 盈 配 合過 渡 配 合間 隙 配 合e sTD某一等級(jí)基準(zhǔn)孔的標(biāo)準(zhǔn)公差Td基本尺寸(1)基孔制 基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度，稱為基孔制。如圖2-10所示。圖2-10 基軸制配合中的軸是基準(zhǔn)件，稱為基準(zhǔn)稱為基準(zhǔn)軸，代號(hào)為軸，代號(hào)為h h，其基本偏差（上偏差）為0，即es =0，下偏差值為帶有負(fù)號(hào)的軸的公差值。 (2)基軸制 基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度，稱為基軸制。如圖2-11所示。某一等級(jí)基準(zhǔn)軸的標(biāo)準(zhǔn)公

15、差間 隙 配 合過 渡 配 合過 盈 配 合基本尺寸TdE SE ITD圖2-11基軸制公差帶基本偏差： 決定公差帶的位置標(biāo)準(zhǔn)公差： 決定公差帶的大小公差帶代號(hào)的表示：40 6F60 8p零件圖的標(biāo)注50g650H750+0.025 050-0.009-0.02550H7(+0.025 0)50g6(-0.009-0.025)三、公差配合在圖樣上的標(biāo)注裝配圖標(biāo)注50H7g650H7/g650H7g6v根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18011999對(duì)尺寸至500mm推薦了孔、軸的一般、常用和優(yōu)先公差帶。v國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先用途孔的公差帶共l05種。其中方框內(nèi)的44種為常用公差帶

16、，圓圈內(nèi)的13種為優(yōu)先公差帶。四、孔軸的常用公差帶和優(yōu)先常用配合一般、常用和優(yōu)先的孔、軸公差帶一般、常用和優(yōu)先的孔、軸公差帶（GB/T18011999）一般、常用和優(yōu)先軸的公差帶一般、常用和優(yōu)先孔的公差帶 表表2-5 基孔制常用和優(yōu)先配合基孔制常用和優(yōu)先配合 基軸制優(yōu)先和常用配合（摘自基軸制優(yōu)先和常用配合（摘自GB/T18011999）當(dāng)精度較高時(shí)，孔比軸難加工v孔軸的工藝等價(jià)性：即孔軸的加工難易程度應(yīng)相同v1.孔的公差等級(jí)低于8級(jí)的時(shí)候，孔和軸的公差等級(jí)應(yīng)相同。v2.孔的公差等級(jí)高于8級(jí)的時(shí)候，軸應(yīng)比孔高一級(jí)。v3.孔的公差等級(jí)等于8級(jí)的時(shí)候，上述兩者均可。五、五、 一般公差一般公差-未注公

17、差的線性尺寸的公差未注公差的線性尺寸的公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18042000一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差等效地采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)部分.線性尺寸一般公差（線性尺寸的未注公差）線性尺寸一般公差（線性尺寸的未注公差）1.定義定義 一般公差一般公差是指在車間一般加工條件下可以保證的公差。它是機(jī)床在正常維護(hù)和操作下，可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度。應(yīng)用：應(yīng)用：簡(jiǎn)單地說一般公差就是只標(biāo)注基本尺寸，未簡(jiǎn)單地說一般公差就是只標(biāo)注基本尺寸，未標(biāo)注公差。（如：標(biāo)注公差。（如：30、100）即通常所說的“自由尺寸”。 一般公差正常情況下，一般不檢驗(yàn)。一般公差正常情況下，一般不檢驗(yàn)。一般公差的公差等級(jí)和極限偏差

18、數(shù)值一般公差的公差等級(jí)和極限偏差數(shù)值 一般公差規(guī)定四個(gè)等級(jí)：f（精密級(jí)）、m（中等級(jí)）、c（粗糙級(jí)）、v（最粗級(jí)）。這4個(gè)公差等級(jí)相當(dāng)于ITl2、ITl4、IT16和IT17。 在基本尺寸0.54000mm范圍內(nèi)分為8個(gè)尺寸段。極限偏差均對(duì)稱分布。具體值見教材表2-7。應(yīng)用應(yīng)用 主要用于不重要的，較低精度的非配合尺寸及以工藝方法可保證的尺寸（鑄、模鍛）。（簡(jiǎn)化制圖，節(jié)約設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)時(shí)間，突出重要尺寸）第三節(jié) 孔軸公差與配合的選擇v選擇的問題有：選擇的問題有：v1?；鶞?zhǔn)制的選擇?；鶞?zhǔn)制的選擇v2。公差等級(jí)的選擇。公差等級(jí)的選擇v3。配合的選擇。配合的選擇v選擇的方法有選擇的方法有:v類比法類比法,

19、計(jì)算法計(jì)算法,試驗(yàn)法試驗(yàn)法.一、基準(zhǔn)制的選擇v1.優(yōu)先選用基孔制：目的是減少定尺寸刀量?jī)?yōu)先選用基孔制：目的是減少定尺寸刀量具。具。v2。在下列情況下可選擇基軸制：。在下列情況下可選擇基軸制：v尺寸小于尺寸小于1mm。-冷拔成型軸。冷拔成型軸。v與某些標(biāo)準(zhǔn)件相配。與某些標(biāo)準(zhǔn)件相配。-軸承、鍵等。軸承、鍵等。v結(jié)構(gòu)需要結(jié)構(gòu)需要-可使工藝簡(jiǎn)化?？墒构に嚭?jiǎn)化。v3。必要時(shí)可采用非基準(zhǔn)制的配合。必要時(shí)可采用非基準(zhǔn)制的配合。公差與測(cè)量技術(shù)第2章 孔、軸尺寸極限與配合H6m5+0-30M6H6h5M6+0-30連桿h5(a)3030H6h530M6h5活塞活塞銷襯套m5M6h5(b)(c)公差與測(cè)量技術(shù)第2

20、章 孔、軸尺寸極限與配合二、公差等級(jí)的選擇v1.一般在應(yīng)用中可查相關(guān)表一般在應(yīng)用中可查相關(guān)表:vIT01-IT1:量塊量塊;IT1-IT7:量規(guī)量規(guī)vIT2-IT5:精密配合精密配合;IT5-IT10重要配合重要配合vIT11-IT12:非重要配合非重要配合;IT12-IT18:非配合非配合v2.在選擇時(shí)還需注意在選擇時(shí)還需注意:v1.考慮工藝等價(jià)性考慮工藝等價(jià)性v2.要注意相關(guān)件和相配件的精度要注意相關(guān)件和相配件的精度v3.必須考慮加工成本必須考慮加工成本公差與測(cè)量技術(shù)第2章 孔、軸尺寸極限與配合 三、配合種類的選擇v1.間隙配合主要用于相互配合的軸和孔有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或需要經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。v2.

21、過渡配合的定位精度比間隙配合的定位精度高，拆裝又比過盈配合方便，因此，過渡配合廣泛應(yīng)用于有對(duì)中性要求，靠緊固件傳遞轉(zhuǎn)矩由需要經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。v3.過盈配合主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩和實(shí)現(xiàn)牢固結(jié)合，通常不需要拆卸。v1. 有一配合，基本尺寸為有一配合，基本尺寸為35，要求，要求配合的最大間隙為配合的最大間隙為+120 ，最小間隙為，最小間隙為+50 。若若采用基孔制配合，采用基孔制配合，試確定試確定孔和孔和軸的公差等級(jí)，選擇配合的代號(hào)，并繪出軸的公差等級(jí)，選擇配合的代號(hào)，并繪出尺寸公差帶圖。尺寸公差帶圖。解解：（1）選擇基準(zhǔn)制）選擇基準(zhǔn)制 由基由基孔制配合，基孔制配合孔制配合，基孔制配合EI=0。（2）選

22、擇孔、軸的公差等級(jí)）選擇孔、軸的公差等級(jí)采用間隙配合，其配合公差為：采用間隙配合，其配合公差為： Tf=maxX min（12050）m=70m 選擇的孔軸公差值應(yīng)滿足：選擇的孔軸公差值應(yīng)滿足：查表查表-基本尺寸為基本尺寸為35mm，IT7=25m，IT8=39m，較高精度的，較高精度的孔加工困難，故可選比軸低一級(jí)精度。軸選孔加工困難，故可選比軸低一級(jí)精度。軸選IT7，Td=25m，孔選，孔選IT8 ，TD=39m， =TD+Td=（25+39）m=64m，接近，接近70m間隙配合的要求。間隙配合的要求。 （3）確定孔、軸公差帶代號(hào)）確定孔、軸公差帶代號(hào)選擇的孔軸公差帶代號(hào)應(yīng)滿足：選擇的孔軸公

23、差帶代號(hào)應(yīng)滿足：fdDfTTTTfT采用基孔制采用基孔制,35mm孔的下偏差孔的下偏差EI=0， ES=+39m，根據(jù)根據(jù)EIes X min，軸的上偏差應(yīng)該滿足：，軸的上偏差應(yīng)該滿足： es EIX min=50m，查表查表2-5選取極限偏差為選取極限偏差為e，則軸為，則軸為e7, 其上偏差為其上偏差為-50m，下偏差為：，下偏差為：ei=esTd =(-5025) m=75m。（4）驗(yàn)算）驗(yàn)算故故35H8/e7合理。合理。maxmax114)75(39XmeiESXminmaxmaxXesEIXXeiESXmim2.設(shè)有一基本尺寸為設(shè)有一基本尺寸為 40的配合，為保證連的配合，為保證連接可

24、靠，經(jīng)計(jì)算確定其最小過盈為接可靠，經(jīng)計(jì)算確定其最小過盈為-35 m，為保證裝配后不發(fā)生塑性變形，其最大過盈為保證裝配后不發(fā)生塑性變形，其最大過盈為為-80 m，若采用試確定此配合基準(zhǔn)制，孔、，若采用試確定此配合基準(zhǔn)制，孔、軸公差帶代號(hào)，并畫出其尺寸公差帶圖。軸公差帶代號(hào)，并畫出其尺寸公差帶圖。解：解：（1）選擇基準(zhǔn)制）選擇基準(zhǔn)制因?yàn)闆]有特殊要求優(yōu)先選擇基孔制配合，基孔制配合因?yàn)闆]有特殊要求優(yōu)先選擇基孔制配合，基孔制配合EI=0。（2）選擇孔、軸的公差等級(jí)）選擇孔、軸的公差等級(jí)采用過盈配合，其配合公差為：采用過盈配合，其配合公差為： Tf=min- max-（-0）m =m，選擇的孔軸公差值應(yīng)滿足：選擇的孔軸公差值應(yīng)滿足：查表查表-基本尺寸為基本尺寸為mm ，IT=m，IT=m，較，較高精度的孔加工困難，故可選比軸低一級(jí)精度，軸選高精度的孔加工困難，故可選比軸低一級(jí)精度，軸選IT，Td=m，孔選，孔選IT， TD=m， =TD+Td=（+）m=m，接近，接近m過盈配合