幾何精度-第1章

機(jī)械精度設(shè)計(jì)

（1）主講教師曹仁濤1第1章極限與配合——尺寸精度設(shè)計(jì)

本章主要內(nèi)容為：公差與配合的選用基本術(shù)語(yǔ)及其定義尺寸精度設(shè)計(jì)的原則和方法尺寸精度和配合標(biāo)準(zhǔn)2第一節(jié)基本術(shù)語(yǔ)及其定義一、公差制的歷史現(xiàn)代化的機(jī)械工業(yè)，要求機(jī)械零件具有互換性。為了使零件具有互換性，必須保證零件具有合理的精度。機(jī)械零件精度包括三個(gè)方面：尺寸精度、形狀與位置精度、表面粗糙度。

圓柱體結(jié)合的極限與配合制，簡(jiǎn)稱公差制，是機(jī)械工程方面特別重要的互換性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。公差制的發(fā)展和變革，不僅影響機(jī)械制造工業(yè)的興衰，甚至影響國(guó)家整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系的格局。31944年：國(guó)民政府制定了“尺寸公差與配合”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，主要借鑒采用日本、德國(guó)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。1955年：參照蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，第一機(jī)械工業(yè)部頒布“公差與配合”的部頒標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)基本是將蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)（OCT標(biāo)準(zhǔn)）國(guó)產(chǎn)化。1959年：頒布了“公差與配合”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB159～174—1959（簡(jiǎn)稱“舊國(guó)標(biāo)”），第一部完整的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，影響深遠(yuǎn)。1979年：參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定了“公差與配合”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1800～

1804—1979（簡(jiǎn)稱“新國(guó)標(biāo)”）取代GB159～174—19591992～1996年：上述新國(guó)標(biāo)進(jìn)行了部分修訂，將《公差與配合》改為《極限與配合》，用《一般公差線性尺寸的未注公差》

替代《未注公差尺寸的極限偏差》4GB/T1800.1—2009《極限與配合第1部分：公差、偏差和配合的基礎(chǔ)》GB/T1800.2—2009《極限與配合第2部分：標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和孔、軸極限偏差表》GB/T1801—2009《極限與配合公差和配合的選擇》GB/T1804—2000《一般公差、未注公差的線性尺寸和角度尺寸的公差》舊國(guó)標(biāo)新國(guó)標(biāo)GB/T1800—1997《極限與配合基礎(chǔ)》GB/T1800.1—1997《極限與配合基礎(chǔ)第1部分：詞匯》GB/T1800.1—1997《極限與配合基礎(chǔ)第2部分：公差、偏差和配合的基本規(guī)定》GB/T1800.1—1997《極限與配合基礎(chǔ)第3部分：標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差數(shù)值表》GB/T1804—1997《一般公差線性尺寸和角度尺寸的公差》51.孔(Hole)：孔是指圓柱形或非圓柱形的內(nèi)表面。2.軸(Shaft)：軸是指圓柱形或非圓柱形的外表面。根據(jù)工藝特點(diǎn)判斷尺寸屬性比較方便。二、有關(guān)孔和軸的定義6三、有關(guān)尺寸的定義1.尺寸(size):是指用特定單位表示線性幾何量值的數(shù)字。分線性尺寸、角度尺寸兩類。2.公稱尺寸(basicsize):是設(shè)計(jì)時(shí)給定的尺寸。

孔用D表示，軸用d表示，基本尺寸一經(jīng)確定，便成為確定孔軸尺寸偏差的起始點(diǎn)。也稱為基本尺寸3.實(shí)際尺寸(actualsize)：通過(guò)兩點(diǎn)法測(cè)量獲得的尺寸對(duì)于孔和軸的實(shí)際尺寸分別用Da和da來(lái)表示。4.極限尺寸(LimitofSize)：是允許尺寸變動(dòng)范圍的兩個(gè)界限尺寸。孔和軸的最大極限尺寸與最小極限尺寸分別用Dmax與Dmin和dmax與dmin表示。7四、有關(guān)偏差、公差和公差帶的定義尺寸偏差(簡(jiǎn)稱偏差deviation)：是指某一尺寸與基本尺寸的代數(shù)差。極限偏差(LimitDeviation)實(shí)際偏差(ActualDeviation)尺寸偏差da-d=e

（實(shí)際偏差）Dmax-D=ES（上偏差）Dmin-D=EI（下偏差）dmax-d=es（上偏差）dmin-d=ei（下偏差）Da-D

=E

（實(shí)際偏差）最大極限尺寸與基本尺寸的代數(shù)差稱為上偏差，最小極限尺寸與基本尺寸的代數(shù)差稱為下偏差；實(shí)際尺寸與基本尺寸的代數(shù)差稱為實(shí)際偏差?？纵S偏差可以為正、負(fù)或零值。偏差值除零外，前面必須冠以正負(fù)號(hào)。尺寸的實(shí)際偏差必須介于上偏差與下偏差之間，該尺寸才算合格。極限偏差用于控制實(shí)際偏差。82.尺寸公差(簡(jiǎn)稱公差tolerance)：

是指尺寸的允許變動(dòng)量?？缀洼S的公差分別用Th和Ts表示。公差與極限尺寸和極限偏差的關(guān)系如下：

Th=┃Dmax-Dmin┃=┃ES-EI┃Ts=┃dmax-dmin┃=┃es-ei┃孔軸

偏差與公差是兩個(gè)不同的概念，不能混淆。偏差是從零線起計(jì)算的，是指相對(duì)于基本尺寸的偏離量，從數(shù)值看，偏差可為正值、負(fù)值或零；公差是尺寸的允許變動(dòng)量，代表加工精度要求，由于加工誤差不可避免，故公差值不能為零。公差值永遠(yuǎn)大于零。910各種尺寸、偏差、公差的關(guān)系及公差帶圖ESEIesei+0-113.公差帶(tolerancezone)及公差帶圖：是由上、下偏差所確定的一個(gè)允許尺寸變動(dòng)的區(qū)域。0公差帶圖解_+偏差基本尺寸下偏差(EI,ei)公差帶尺寸公差上偏差(ES,es)12公差帶是由公差帶大小和公差帶位置兩個(gè)要素決定。大小在公差帶圖中指公差帶在垂線垂直方向的寬度，由標(biāo)準(zhǔn)公差確定；位置指公差帶沿零線垂直方向的坐標(biāo)位置，由基本偏差確定。標(biāo)準(zhǔn)公差：在ISO極限與配合制中，所規(guī)定的任一公差。用IT

表示，意即國(guó)標(biāo)公差（InterantionalTorlerance）?；酒睿涸贗SO極限與配合制中，確定公差帶相對(duì)零線位置的那個(gè)極限偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個(gè)極限偏差。13

在畫(huà)公差帶圖時(shí)，基本尺寸以毫米(mm)為單位標(biāo)出，公差帶的上、下偏差用微米(μm)為單位標(biāo)出，也可以用毫米(mm)。上、下偏差的數(shù)值前冠以“＋”或“－”號(hào)，零線以上為正，以下為負(fù)。與零線重合的偏差，其數(shù)值為零，不必標(biāo)出?？住⑤S公差帶圖標(biāo)準(zhǔn)公差確定公差帶大小基本偏差確定公差帶位置14例1

基本尺寸為50mm的相互結(jié)合的孔和軸的極限尺寸分別為：Dmax=50.025mm，Dmin=50mm和dmax=49.950mm，dmin=49.934mm。它們加工后測(cè)得一孔和一軸的實(shí)際尺寸分別為Da=50.010mm和da=49.946mm。求孔和軸的極限偏差、公差和實(shí)際偏差，并畫(huà)出該孔、軸的公差帶示意圖。15解：計(jì)算孔和軸的極限偏差：

ES=Dmax-D=50.025-50=+0.025mm；

EI=Dmin-D=50-50=0es=dmax-D=49.950-50=-0.050mm；

ei=dmin-D=49.934-50=-0.066mm計(jì)算孔和軸的公差：Th=Dmax-Dmin=50.025-50=0.025mmTs=dmax-dmin=49.950-49.934=0.016mm計(jì)算孔和軸的實(shí)際偏差：E=Da-D=50.010-50=+0.010mme=da-D=49.946-50=-0.054mm16例2

基本尺寸為30mm的相互結(jié)合的孔和軸。孔的最大極限尺寸為30.21mm，最小極限尺寸為30.05mm。軸的最大極限尺寸為29.90mm，最小極限尺寸為29.75mm。它們加工后測(cè)得一孔的實(shí)際尺寸為30.10mm

，一軸的實(shí)際尺寸為29.84mm。判斷孔和軸是否合格，并求孔和軸的極限偏差、公差和實(shí)際偏差，并畫(huà)出該孔、軸的公差帶示意圖。17解：計(jì)算孔和軸的極限偏差：

ES=Dmax-D=30.21-30=+0.21mm；EI=Dmin-D=30.05-30=+0.05mmes=dmax-D=29.90-30=-0.10mm；ei=dmin-D=29.75-30=-0.25計(jì)算孔和軸的公差：Th=Dmax-Dmin=ES-EI=0.16mmTs=dmax-dmin=es-ei=0.15mm計(jì)算孔和軸的實(shí)際偏差：E=Da-D=30.10-30=+0.10mme=da-D=29.84-30=-0.16mm+18五、有關(guān)配合的定義1.配合(fit)：是指基本尺寸相同的將要相互結(jié)合孔、軸公差帶的之間的關(guān)系。2.間隙或過(guò)盈(ClearanceorInterference)：

是指相配合的孔與軸尺寸的代數(shù)差。此差值為正時(shí)稱為間隙，用X表示；為負(fù)時(shí)稱為過(guò)盈，用Y表示。3.配合類別

間隙配合過(guò)盈配合過(guò)渡配合19(1)間隙配合(ClearanceFit)：

是指具有間隙的配合（包括最小間隙為零）。Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-esXav=Dav-dav=(Xmin+Xmax)／2Ｄav孔的平均尺寸

dav軸的平均尺寸最大極限間隙Xmax最小極限間隙Xmin平均間隙Xav20(２)過(guò)盈配合(InterferenceFit):

是指具有過(guò)盈的配合（包括最小過(guò)盈等于零）。Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiYav=Dav-dav=（Ymax+Ymin）/2最大極限過(guò)盈Ymax最小極限過(guò)盈Ymin平均過(guò)盈Yav21(3)過(guò)渡配合(TransitionFit)

是指可能形成間隙，也可能形成過(guò)盈的配合。Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-esXav(Yav)=Dav-dav=（Xmax+Ymax）/2沒(méi)有最小間隙和最小過(guò)盈只有最大間隙Xmax

和最大過(guò)盈Ymax，224.配合公差(toleranceoffit)及配合公差帶圖對(duì)于間隙配合Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts

對(duì)于過(guò)盈配合Tf=Ymin-Ymax=Th+Ts

對(duì)于過(guò)渡配合Tf=Xmax-Ymax=Th+Ts

是指間隙或過(guò)盈的允許變動(dòng)量，用Tf表示。也是孔軸公差之和。

Tf=Th+Ts配合精度要求越高，則孔、軸的精度也越高(公差越小)；配合精度要求越低，則孔、軸的精度也越低(公差越大)。23為了直觀地表示配合精度和配合性質(zhì)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提出了配合公差帶：24（2）部件的標(biāo)注（1）零件的標(biāo)注5.孔、軸公差與配合在圖樣上的標(biāo)注25例3

計(jì)算孔與軸配合的極限間隙、平均間隙和配合公差，并畫(huà)出孔、軸公差帶和配合公差帶圖。Tf=Xmax-Xmin=54-20=34μmXmax=ES-ei=21-(-33)=+54μmXmin=EI-es=0-(-20)=+20μmXav=（Xmax+Xmin）/2=（54+20）/2=+37μm262例4

計(jì)算孔與軸的配合極限過(guò)盈、平均過(guò)盈和配合公差，并畫(huà)出孔、軸公差帶和配合公差帶圖。Tf=Ymin-Ymax=-27-(-61)=34μmYmin=ES-ei=21-48=-27μmYmax=EI-es=0-61=-61μmYav=（Ymin+Ymax）/2=（-27-61）/2=-44μm27例5

計(jì)算孔與軸配合的極限間隙、極限過(guò)盈、平均間隙(或平均過(guò)盈)和配合公差，并畫(huà)出孔、軸公差帶圖和配合公差帶圖。Tf=Xmax-Ymax=13-(-21)=34μmXmax=ES-ei=21-8=+13μmYmax=EI-es=0-21=-21μmYav=（Xmax+Ymax）/2=（13-21）/2=-4μm28第二節(jié)尺寸精度和配合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于零件進(jìn)行精度設(shè)計(jì)時(shí)，如果僅滿足使用要求，則只要使孔、軸的尺寸公差帶滿足配合公差，使孔、軸極限尺寸滿足間隙或過(guò)盈的要求即可。為了經(jīng)濟(jì)的滿足使用要求，應(yīng)該對(duì)孔、軸公差帶的大小和公差帶位置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以達(dá)到統(tǒng)一、合理和簡(jiǎn)化。公差帶是由公差帶大小和公差帶位置兩個(gè)要素決定。

大小在公差帶圖中指公差帶在垂線垂直方向的寬度，由標(biāo)準(zhǔn)公差確定；位置指公差帶沿零線垂直方向的坐標(biāo)位置，由基本偏差確定。29配合示例：30一.標(biāo)準(zhǔn)公差系列1.標(biāo)準(zhǔn)公差的等級(jí)和作用標(biāo)準(zhǔn)公差劃分為20個(gè)等級(jí)，用IT與阿拉伯?dāng)?shù)字表示:IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT17、IT18。精度依次降低公差等級(jí)的高低，決定了孔、軸的尺寸精度和配合精度

ISO制的主要特點(diǎn)是著眼于形成配合的孔、軸公差帶組成要素的標(biāo)準(zhǔn)化，將“公差帶大小”與“公差帶位置”這兩個(gè)基本要素分別標(biāo)準(zhǔn)化，形成標(biāo)準(zhǔn)公差系列與基本偏差系列。312.標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表的確定

標(biāo)準(zhǔn)公差因子是計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)公差的基本單位，也是制定標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值系列的基礎(chǔ)。加工誤差范圍與基本尺寸關(guān)系：32標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表的確定常用尺寸段(D≤500mm)常用等級(jí):IT=a·i大尺寸段（D=500mm～3150mm)IT=a·Ia——標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)系數(shù)i、I——標(biāo)準(zhǔn)公差因子(μm)(μm)(μm)常用公差等級(jí)IT5～I(xiàn)T18時(shí)：33

常用尺寸段，IT1、

IT2、IT3、IT4標(biāo)準(zhǔn)公差值大致呈等比數(shù)列，公比為：q=（IT5/IT1）1/4。常用尺寸段(D≤500mm)常用尺寸段，IT01、IT0標(biāo)準(zhǔn)公差值直接用基本尺寸的線性關(guān)系來(lái)確定。

常用尺寸段，IT5～I(xiàn)T18標(biāo)準(zhǔn)公差按下式確定：

IT=a·i

a采用R5系列中的化整優(yōu)先數(shù)，等級(jí)越低，a值越大，從IT5至IT18該系數(shù)按等比數(shù)列排列，公比系數(shù)q=1.6。343.基本尺寸分段

為了減少公差數(shù)目，統(tǒng)一公差值，以簡(jiǎn)化公差表格，便于應(yīng)用，因此對(duì)基本尺寸進(jìn)行分段，也就是對(duì)統(tǒng)一尺寸分段內(nèi)的所有基本尺寸都規(guī)定同樣的公差因子。

分段的方法是采用優(yōu)先數(shù)系。

對(duì)于≤3mm的尺寸不進(jìn)行分段；對(duì)于≤180mm范圍的尺寸仍采用不均勻遞增數(shù)列；對(duì)于＞180mm的尺寸采用R10優(yōu)先數(shù)列。35例6基本尺寸φ95mm，求IT6=?在附表2-1中查到，φ95屬于>80～120的尺寸分段。D的幾何平均值：由表2-1知:36不論基本尺寸是否相同，均可由公差等級(jí)的高低來(lái)判定配合的精確程度和加工的難易程度；同一公差等級(jí)中不同基本尺寸的公差值雖然不同，卻應(yīng)認(rèn)為它們具有相同的精確程度和同等的加工難易程度。對(duì)同一基本尺寸，可由公差值的大小來(lái)判定精度等級(jí)的高低和加工的難易程度，而對(duì)于不同基本尺寸，則不能以此判定；37二.基本偏差系列1.基本偏差及其作用基本偏差是用以確定公差帶相對(duì)零線位置的那個(gè)極限偏差，一般是指靠近或者位于零線的那個(gè)極限偏差，它可以是上偏差或下偏差。設(shè)置基本偏差是為了將公差帶相對(duì)于零線的位置標(biāo)準(zhǔn)化。以滿足各種不同配合性質(zhì)的需要。

為了滿足設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔和軸各規(guī)定了28個(gè)基本偏差，用拉丁字母表示，大寫(xiě)代表孔、小寫(xiě)代表軸。即對(duì)孔和軸各給出了28個(gè)公差帶位置供選擇使用采用基孔制時(shí)則改變軸的公差帶位置，采用基軸制時(shí)則改變孔的公差帶位置。38基本偏差系列26個(gè)字母用了21個(gè)，缺I、L、O、Q、W。增加CD、EF、FG、ZA、ZB、ZC、JS。孔的H和軸h,其基本偏差為零，符合基孔制和基軸制中的基準(zhǔn)件偏差，故H代表基孔制的基準(zhǔn)孔，h代表基軸制的基準(zhǔn)軸。3940412.基準(zhǔn)制：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基孔制和基軸制兩種基準(zhǔn)制。(1)基孔制：配合件中孔的基本偏差代號(hào)為H,下偏差為零基孔制的孔稱為基準(zhǔn)孔，它的基本偏差代號(hào)為H，下偏差EI=0，上偏差為正值。是指以孔公差帶位置為基準(zhǔn)固定不變，改變軸公差帶的位置，從而獲得不同性質(zhì)配合的一種制度。42(2)基軸制(ShaftBasisSystemoffits)：配合件中軸的基本偏差代號(hào)h,上偏差為零基軸制的軸稱為基準(zhǔn)軸，它的基本偏差代號(hào)h，上偏差es=0,下偏差為負(fù)值?；S制是指以軸的公差帶位置為基準(zhǔn)固定不變，改變孔公差帶的位置，從而獲得不同性質(zhì)配合的一種制度。433.軸的基本偏差數(shù)值的確定軸的每個(gè)基本偏差的實(shí)質(zhì)是按相應(yīng)的公式計(jì)算，并經(jīng)過(guò)尾數(shù)圓整得到的。這些計(jì)算公式是通過(guò)實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析得到的。軸的基本偏差見(jiàn)附表2-2。4.孔的基本偏差數(shù)值的確定孔的基本偏差數(shù)值是以相應(yīng)軸的基本偏差為基礎(chǔ)換算得到的。通用規(guī)則是同一字母所代表的孔軸基本偏差值大小相等、方向相反。

基本偏差字母代號(hào)同名的孔和軸，分別構(gòu)成的基軸制與基孔制的配合稱為同名配合。同名配合的配合性質(zhì)相同。

44例7

利用標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表和軸的基本偏差數(shù)值表，確定Φ50f8軸的極限偏差數(shù)值。解：由附表2-1，查得基本尺寸為50mm的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值：

IT8=39um；由附表2-2，查得基本尺寸為50mm，且代號(hào)為f的軸基本偏差為上偏差：es=-25um。因此，軸的另一極限偏差為下偏差：

ei=es-Ts（IT8）=-25-39=-64um；所以，軸的極限偏差在圖樣上的標(biāo)注為：mm。45由附表2-1查得：標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值而相配合的基準(zhǔn)軸的基本偏差另一極限偏差解：由附表2-3查得：相配合的非基準(zhǔn)孔基本偏差另一極限偏差于是得過(guò)渡配合例8

利用標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表和孔的基本偏差數(shù)值表確定配合類型及配合參數(shù)。46例9

利用標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表和軸、孔的基本偏差數(shù)值表確定和的極限偏差。解：由附表2-1查得：標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值（1）基準(zhǔn)孔的基本偏差另一極限偏差由表3.7查得：相配合的非基準(zhǔn)軸基本偏差另一極限偏差于是得：（2）基準(zhǔn)軸的基本偏差另一極限偏差由附表2-3查得：相配合的非基準(zhǔn)孔基本偏差另一極限偏差于是得：最小過(guò)盈Ymin=ES-ei=(-14)-(-13)=-1μm最大過(guò)盈Ymax=EI-es=(-35)-0=-35μm47三.孔、軸的常用公差帶與優(yōu)先、常用配合

孔、軸的20個(gè)公差等級(jí)和28種基本偏差，在基本尺寸≤500mm的常用尺寸范圍內(nèi)，孔可組成543種公差帶，軸可組成544種公差帶，這些孔、軸公差帶又可組成更多數(shù)目的配合。為了減少零件、定值刀具、量具和工藝裝備的品種和規(guī)格，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所選用的公差帶與配合作了必要的優(yōu)化限制。48孔公差帶：在常用尺寸段，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先孔公差帶分別有105種、44種、13種。精度設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先采用13種圓圈內(nèi)公差帶。49軸公差帶：一般、常用和優(yōu)先軸公差帶分別有116種、59種、13種。50國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基孔制常用配合59種，其中優(yōu)先配合13種。51基軸制常用配合47種，其中優(yōu)先配合13種。52小尺寸段：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)尺寸至18mm的孔規(guī)定了145種公差帶，軸公差帶163種。這些公差帶主要用于儀表行業(yè)，沒(méi)有推薦選用次序，各工廠可根據(jù)自己的實(shí)際情況自行選用。大尺寸段：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于D>500～3150mm的孔規(guī)定了常用公差帶31種，軸常用公差帶41種。在這一尺寸范圍內(nèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有推薦配合，規(guī)定在這一尺寸段一般采用基孔制的同級(jí)配合。53四.對(duì)機(jī)械零件中線性尺寸一般非配合尺寸的要求54一般公差是在車(chē)間普通工藝條件下，機(jī)床設(shè)備一般加工能力可保證的公差。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1804-2000《一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差》（ISO2768-1：1989）規(guī)定了線性尺寸一般公差的等級(jí)和極限偏差。一般公差適用于功能上無(wú)特殊要求的要素。在正常維護(hù)和操作情況下，它代表經(jīng)濟(jì)加工精度。1.一般公差的概念55規(guī)定了四個(gè)公差等級(jí)：

f(精密級(jí))、m(中等級(jí))、c(粗糙級(jí))、v(最粗級(jí))

規(guī)定圖樣上線性尺寸的未注公差時(shí)，應(yīng)考慮車(chē)間的一般加工精度，選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差等級(jí)，由相應(yīng)的技術(shù)文件或標(biāo)準(zhǔn)作出具體的規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的線性尺寸的未注公差，適用于金屬切削加工的尺寸，也適用于一般的沖壓加工的尺寸。非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸可參照采用。例如選用中等級(jí)時(shí)，表示為GB/T1804-m2.線性尺寸的一般公差56第三節(jié)機(jī)械零件尺寸精度設(shè)計(jì)的基本方法本節(jié)內(nèi)容：

基準(zhǔn)制的選用

公差等級(jí)的確定

配合的選用

機(jī)械尺寸精度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握尺寸精度設(shè)計(jì)的原則和方法，尤其是設(shè)計(jì)的思路、過(guò)程，以及每一過(guò)程需要注意的一些要求，要著重理解各設(shè)計(jì)原則和方法的內(nèi)涵和意義。所涉及到書(shū)中那些有實(shí)際用途但卻不作為考試內(nèi)容的表格，在今后的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中能實(shí)際地應(yīng)用到。57一、機(jī)械零件尺寸精度設(shè)計(jì)的基本原則1、經(jīng)濟(jì)地滿足功能要求保證機(jī)械產(chǎn)品的性能優(yōu)良，制造經(jīng)濟(jì)可行，即應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的條件下，使機(jī)械產(chǎn)品的使用價(jià)值與制造成本的綜合經(jīng)濟(jì)效果最好。經(jīng)濟(jì)性原則2、嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化原則58二、機(jī)械零件尺寸精度設(shè)計(jì)的方法尺寸精度設(shè)計(jì)包括精度等級(jí)設(shè)計(jì)和基本偏差設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，常用方法有三種：（2）試驗(yàn)法

試驗(yàn)法是通過(guò)專門(mén)的試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后找出最合理的間隙或過(guò)盈量。其特點(diǎn)是周期長(zhǎng)，成本高，結(jié)果可靠。

（1）計(jì)算法

計(jì)算法是指按照潤(rùn)滑或塑性變形等理論，推導(dǎo)出計(jì)算公式，從而確定公差與配合。其關(guān)鍵是要正確定出所需的間隙和過(guò)盈量。（3）類比法

類比法是指以經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的類似機(jī)械、機(jī)構(gòu)和零部件為樣板來(lái)選取公差與配合，也稱為經(jīng)驗(yàn)法，其要點(diǎn)是深入調(diào)查研究，認(rèn)真分析對(duì)比。最普遍采用59三、基準(zhǔn)制的選擇基孔制和基軸制是兩種平行的配合制度。加工孔需要定值刀具和量具，如鉆頭、鉸刀、拉刀和塞規(guī)，每一種定值刀具只能加工和檢驗(yàn)一種特定基本尺寸和特定公差帶的孔。采用基孔制可減少這些刀具和量具的品種、規(guī)格和數(shù)量。所以，一般情況下優(yōu)先采用基孔制。但采用基孔制并非在任何情況下都是有利的，特殊情況下采用基軸制更加經(jīng)濟(jì)合理。602.小于lmm的精密軸比精密孔難以制造，故經(jīng)常使用經(jīng)過(guò)光軋成型的鋼絲直接做軸。因此，儀器、儀表、電子產(chǎn)品中常采用基軸制。1.采用冷拉棒材直接作軸時(shí)，因不需再加工，所以可獲得較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。此時(shí)把軸視為標(biāo)準(zhǔn)件，因此要采用基軸制。這種情況在農(nóng)機(jī)等行業(yè)比較常見(jiàn)。以下四種情況應(yīng)當(dāng)采用基軸制：613.標(biāo)準(zhǔn)件的外表面與其他零件的內(nèi)表面配合時(shí)，也要采用基軸制。如軸承外圈與機(jī)座孔的配合應(yīng)采用基軸制。但軸承的內(nèi)圈與軸配合時(shí)，則應(yīng)采用基孔制。624.在同一基本尺寸的軸上，同時(shí)安裝幾個(gè)不同松緊配合的孔件時(shí)，也要采用基軸制。63四、公差等級(jí)的確定公差等級(jí)的確定實(shí)質(zhì)是公差與配合設(shè)計(jì)時(shí)尺寸精度的確定。公差等級(jí)在工程中常稱為精度等級(jí)。確定尺寸精度是為了協(xié)調(diào)零件使用要求與制造工藝以及生產(chǎn)成本之間的矛盾，應(yīng)兼顧各方面的要求，在滿足使用要求的前提下，盡可能選擇最低的公差等級(jí)。641.依據(jù)：

TD＋Td≤Tf2.選擇原則:（1）在滿足使用要求的前提下，盡可能選較低的公差等級(jí)，也就是較大的公差值。（2）滿足GB推薦的公差等級(jí)組合規(guī)定。3.選擇方法：（1）計(jì)算法：理論計(jì)算確定（2）類比法：參照類似的機(jī)構(gòu)、工作條件和使用要求的經(jīng)驗(yàn)資料進(jìn)行比照確定。是機(jī)械精度設(shè)計(jì)的常用方法。654.

公差等級(jí)的應(yīng)用范圍（類比應(yīng)用）：IT01、IT0、IT1：一般用于精密標(biāo)準(zhǔn)量塊IT2～I(xiàn)T7：用于檢驗(yàn)工件IT5～I(xiàn)T16的量規(guī)的尺寸公差I(lǐng)T3～I(xiàn)T5：用于精度要求很高的重要配合。配合公差很小，對(duì)加工要求很高。如滾動(dòng)軸承各零件的配合。軸IT6、孔IT7：機(jī)床、發(fā)動(dòng)機(jī)、儀表中的重要配合。配合公差較小，一般精密加工能夠?qū)崿F(xiàn)，在精密機(jī)械中廣泛應(yīng)用。如滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈安裝、機(jī)床齒輪與軸配合等。66IT7、IT8：配合公差中等，加工易于實(shí)現(xiàn)，在一般機(jī)械中獲得最廣泛應(yīng)用。用于中等精度配合、次重要配合等場(chǎng)合。如重型機(jī)械、機(jī)車(chē)車(chē)輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械中軸承安裝、齒輪安裝等。IT9、IT10：用于一般精度要求的配合。如鍵寬、鍵槽寬IT11、IT12：用于不重要的配合。如螺栓與螺孔的直徑IT12～I(xiàn)T18：用于未注公差的尺寸、粗加工的工序尺寸非配合尺寸等場(chǎng)合。675.用類比法確定尺寸精度時(shí)要注意以下問(wèn)題：a同一機(jī)器中精密配合比重要配合精度高、重要配合比次要配合精度高、配合尺寸比非配合尺寸精度高；同一配合中兩配合件精度相當(dāng)?shù)取孔、軸的加工難易程度要相當(dāng)?；境叽纭?00mm時(shí)，孔比軸要低一級(jí)；基本尺寸＞500mm時(shí)，孔、軸的公差等級(jí)相同。工藝等價(jià)原則精度匹配原則68f用類比法確定尺寸精度時(shí)，務(wù)必查明各種情況，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修正，不可盲目地生搬硬套。d在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，應(yīng)盡量考慮工藝的可能性和經(jīng)濟(jì)性。e表面粗糙度是影響配合性質(zhì)的一個(gè)重要因素，在選擇尺寸精度等級(jí)時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮表面粗糙度的要求。c與標(biāo)準(zhǔn)件配合的零件，其尺寸精度由標(biāo)準(zhǔn)件的精度要求所決定的。6970五、配合的選用

在確定了基準(zhǔn)制和尺寸精度等級(jí)之后，選擇配合，就是為了解決結(jié)合零件孔、軸在工作時(shí)的相互關(guān)系，以保證其能正常工作，實(shí)際上就是選擇非基準(zhǔn)件的基本偏差。用類比法選擇配合時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題a配合件的材料和工作溫度變化b裝配變形對(duì)配合性質(zhì)的影響c生產(chǎn)批量的大小d

間隙或過(guò)盈的修正e應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合f配合件的結(jié)合長(zhǎng)度和形位誤差712.用類比法選擇配合時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題a配合件的材料，以及裝配后的工作溫度變化b裝配變形對(duì)配合性質(zhì)的影響c生產(chǎn)批量的大小d

間隙或過(guò)盈的修正e應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合f配合件的結(jié)合長(zhǎng)度和形位誤差72例10

孔、軸的基本尺寸為φ30mm，要求配合間隙為Xmin=+20μm，Xmax=+55μm。試確定公差配合。解：（1）無(wú)特殊要求，則采用基孔制。（4）查軸的基本偏差表。根據(jù)es=-Xmin=-20查表確定軸的基