公差配合與測量-第二章

第2章孔軸公差與配合張海濤現(xiàn)在是1頁\一共有43頁\編輯于星期三孔和軸

(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，軸是被包容面，孔與軸都是由單一的主要尺寸構(gòu)成，例如：圓柱形的直徑、軸的鍵槽寬和鍵的鍵寬等。孔和軸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)用公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)。如圖2-1所示。

２.１公差配合的基本術(shù)語和定義

現(xiàn)在是2頁\一共有43頁\編輯于星期三2.1.2尺寸、基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸

(1)線性尺寸用特定單位表示長度值的數(shù)字。一般是指兩點之間的距離.常用毫米（mm）作為特定單位(2)基本尺寸設(shè)計給定的尺寸(孔—D，軸---d)。通常有配合關(guān)系的孔和軸的基本尺寸相同。

(3)實際尺寸通過測量所得的尺寸（Da,da）。實際尺寸并非真值。

圖2-1現(xiàn)在是3頁\一共有43頁\編輯于星期三

(4)極限尺寸允許尺寸變化的兩個極限值，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限尺寸（Dmin，dmin）如圖2-2所示。

尺寸偏差和公差

（1）實際偏差實際尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。以公式表示如下：孔的實際偏差Ｅa=Da–D

軸的實際偏差

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（簡稱偏差）。偏差分有：圖2-2現(xiàn)在是4頁\一共有43頁\編輯于星期三（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（ＥＳ，es），最小極限尺寸與基本尺寸之差稱為下偏差（ＥＩ，ei），孔的上偏差ＥＳ＝Ｄmax-Ｄ軸的上偏差es=dmax–d

孔的下偏差ＥＩ＝Ｄmin-Ｄ軸的下偏差ei=dmin-d

極限偏差用于控制實際偏差。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ＥＩ≤Ｅa≤ＥＳ軸合格的條件ei≤ea≤es2.尺寸公差（簡稱公差Ts,Th）尺寸公差是最大極限尺寸與最小極限尺寸代數(shù)差的絕對值，或者是上偏差與下偏差代數(shù)差的絕對值，見圖2-2，其關(guān)系式表示如下：現(xiàn)在是5頁\一共有43頁\編輯于星期三孔的公差Th=Ｄmax－Ｄmin=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，公差大小決定了允許尺寸變動范圍的大小;而極限偏差表示每個零件尺寸允許變動的極限值，是判斷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

(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)現(xiàn)在是6頁\一共有43頁\編輯于星期三4、標(biāo)準(zhǔn)公差（IT）5、基本偏差國家標(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一公差稱為標(biāo)準(zhǔn)公差。

用以確定公差帶相對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偏差作為基本偏差）。

圖2-3公差帶圖現(xiàn)在是7頁\一共有43頁\編輯于星期三配合和配合公差

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“+”時得間隙，此值為“-”時得過盈。

(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Xav表示。計算式如下：Xmax＝

Dmax－dmin=ES－ei

Xmin＝Dmin－dmax=EI－es

Xav＝（Xmax＋Xmain）／2現(xiàn)在是8頁\一共有43頁\編輯于星期三圖2-4間隙配合計算公式如下:

Ymin==Dmax－dmin=ES－eiYmax＝Dmin－dmax=EI－esYav＝（Ymax＋Ymain）／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Ymin、最大過盈Ymax和平均過盈Yav來表示。圖2-5過盈配合

現(xiàn)在是9頁\一共有43頁\編輯于星期三

(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Ymax、平均間隙Xav或平均過盈Yav來表示。其計算式如下

Xmax=Dmax－dmin

=ES－ei

Ymax=Dmin－dmax

=EI－es

Xav或Yav＝（Xmax＋Ymax）／2

圖2-6過渡配合

2配合公差（Tf）

允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。配合公差的大小為極限間隙或極限過盈之代數(shù)差的絕對值，其計算公式如下：

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

現(xiàn)在是10頁\一共有43頁\編輯于星期三當(dāng)基本尺寸一定時，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Ⅱ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:

Tf=Th+Ts(2-1)現(xiàn)在是11頁\一共有43頁\編輯于星期三實際間隙或?qū)嶋H過盈：Xa(或Ｙａ)＝Ｄａ－ｄａ軸和孔所形成的配合的合用條件：間隙配合：Xmax≥Xa≥Xmin過盈配合：Ymin

≥Ya≥Ymax過渡配合：Xmax≥Xa或者Ya≥Ymax現(xiàn)在是12頁\一共有43頁\編輯于星期三例2-1

若已知某配合的基本尺寸為φ60mm，配合公差Tf=49μm，最大間隙Xmax=19μm，孔的公差Th=30μm，軸的下偏差ei=+11μm，試畫出該配合的尺寸公差帶圖與配合公帶圖，并說明配合類別。

解①求孔與軸的極限偏差因為Tf=Th+Ts，所以

Ts=Tf-Th=（49-30）μm=19μm

因為Xmax=ES－ei，所以

ES=Xmax+ei=（19+11）μm=30μmES-TD=（30-30）μm=0μm

因為ES＞ei且EI＜es，所以此配合為過渡配合。②求最大過盈因為Tf=Xmax-Ymax

所以Ymax=Xmax-Tf=（19-49）μm=-30μm。③畫出尺寸公差帶圖和配合公差帶圖（見圖2-8a、b）。

現(xiàn)在是13頁\一共有43頁\編輯于星期三現(xiàn)在是14頁\一共有43頁\編輯于星期三作業(yè)：已知一對配合的孔軸，按要求解答：

(1)計算孔、軸的極限尺寸及公差值。

(2)判斷配合類型，計算極限間隙或過盈？

(3)計算配合公差Tf。

(4)畫出孔、軸公差帶圖及其配合公差帶圖?，F(xiàn)在是15頁\一共有43頁\編輯于星期三

標(biāo)準(zhǔn)公差系列

1.

公差等級公差等級是確定尺寸精確程度的等級。GB/T1800.3—1998將標(biāo)準(zhǔn)公差分為20個公差等級，用IT和阿拉伯?dāng)?shù)字組成的代號表示，按順序為IT01，IT0，IT1～I(xiàn)T18，等級依次降低，標(biāo)準(zhǔn)公差值依次增大，精度依次降低。2.2公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)

如：P14表2-1例：基本尺寸為30，查公差等級為6級的公差數(shù)值。現(xiàn)在是16頁\一共有43頁\編輯于星期三

2.2.2基本偏差系列

1基本偏差代號

基本偏差代號用拉丁字母來表示，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,分別形成孔、軸的基本偏差系列。去掉了5個容易混淆的字母I、L、O、Q、W（I,l,o,q,w）,添加了7個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（由基本偏差決定），而公差帶的另一端取決于標(biāo)準(zhǔn)公差值的大小。因此，任何一個公差帶代號都由基本偏差代號和公差等級代號聯(lián)合表示。現(xiàn)在是17頁\一共有43頁\編輯于星期三現(xiàn)在是18頁\一共有43頁\編輯于星期三

2基準(zhǔn)制

基孔制配合中的孔是基準(zhǔn)件，稱為基準(zhǔn)孔，代號為H，其基本偏差（下偏差）為0，即EI=0，上偏差值為帶有正號的孔公差值。

(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現(xiàn)在是19頁\一共有43頁\編輯于星期三基軸制配合中的軸是基準(zhǔn)件，稱為基準(zhǔn)軸，代號為h，其基本偏差（上偏差）為0，即es=0，下偏差值為帶有負(fù)號的軸的公差值。

(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?，F(xiàn)在是20頁\一共有43頁\編輯于星期三基本偏差：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的表示：現(xiàn)在是21頁\一共有43頁\編輯于星期三零件圖的標(biāo)注三、公差配合在圖樣上的標(biāo)注現(xiàn)在是22頁\一共有43頁\編輯于星期三裝配圖標(biāo)注現(xiàn)在是23頁\一共有43頁\編輯于星期三根據(jù)生產(chǎn)實際情況，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1801－1999對尺寸至500mm推薦了孔、軸的一般、常用和優(yōu)先公差帶。國家標(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，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)先常用配合現(xiàn)在是24頁\一共有43頁\編輯于星期三一般、常用和優(yōu)先的孔、軸公差帶（GB/T1801—1999）一般、常用和優(yōu)先軸的公差帶現(xiàn)在是25頁\一共有43頁\編輯于星期三一般、常用和優(yōu)先孔的公差帶

現(xiàn)在是26頁\一共有43頁\編輯于星期三表2-5基孔制常用和優(yōu)先配合

現(xiàn)在是27頁\一共有43頁\編輯于星期三基軸制優(yōu)先和常用配合（摘自GB/T1801—1999）現(xiàn)在是28頁\一共有43頁\編輯于星期三當(dāng)精度較高時，孔比軸難加工孔軸的工藝等價性：即孔軸的加工難易程度應(yīng)相同1.孔的公差等級低于8級的時候，孔和軸的公差等級應(yīng)相同。2.孔的公差等級高于8級的時候，軸應(yīng)比孔高一級。3.孔的公差等級等于8級的時候，上述兩者均可。現(xiàn)在是29頁\一共有43頁\編輯于星期三五、一般公差----未注公差的線性尺寸的公差

國家標(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》等效地采用了國際標(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）定義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：簡單地說一般公差就是只標(biāo)注基本尺寸，未標(biāo)注公差。（如：Φ30、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?，F(xiàn)在是30頁\一共有43頁\編輯于星期三一般公差的公差等級和極限偏差數(shù)值

一般公差規(guī)定四個等級：f（精密級）、m（中等級）、c（粗糙級）、v（最粗級）。這4個公差等級相當(dāng)于ITl2、ITl4、IT16和IT17。在基本尺寸0.5～4000mm范圍內(nèi)分為8個尺寸段。極限偏差均對稱分布。具體值見教材表2-7。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）。（簡化制圖，節(jié)約設(shè)計、檢驗時間，突出重要尺寸）現(xiàn)在是31頁\一共有43頁\編輯于星期三第三節(jié)孔軸公差與配合的選擇選擇的問題有：1?；鶞?zhǔn)制的選擇2。公差等級的選擇3。配合的選擇選擇的方法有:類比法,計算法,試驗法.現(xiàn)在是32頁\一共有43頁\編輯于星期三一、基準(zhǔn)制的選擇1.優(yōu)先選用基孔制：目的是減少定尺寸刀量具。2。在下列情況下可選擇基軸制：尺寸小于1mm。-冷拔成型軸。與某些標(biāo)準(zhǔn)件相配。-軸承、鍵等。結(jié)構(gòu)需要-可使工藝簡化。3。必要時可采用非基準(zhǔn)制的配合。公差與測量技術(shù)第2章孔、軸尺寸極限與配合現(xiàn)在是33頁\一共有43頁\編輯于星期三公差與測量技術(shù)第2章孔、軸尺寸極限與配合現(xiàn)在是34頁\一共有43頁\編輯于星期三二、公差等級的選擇1.一般在應(yīng)用中可查相關(guān)表:IT01-IT1:量塊;IT1-IT7:量規(guī)IT2-IT5:精密配合;IT5-IT10重要配合IT11-IT12:非重要配合;IT12-IT18:非配合2.在選擇時還需注意:1.考慮工藝等價性2.要注意相關(guān)件和相配件的精度3.必須考慮加工成本公差與測量技術(shù)第2章孔、軸尺寸極限與配合現(xiàn)在是35頁\一共有43頁\編輯于星期三三、配合種類的選擇1.間隙配合主要用于相互配合的軸和孔有相對運動或需要經(jīng)常拆裝的場合。2.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)用于有對中性要求，靠緊固件傳遞轉(zhuǎn)矩由需要經(jīng)常拆裝的場合。3.過盈配合主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩和實現(xiàn)牢固結(jié)合，通常不需要拆卸?，F(xiàn)在是36頁\一共有43頁\編輯于星期三1.有一配合，基本尺寸為φ35ｍｍ，要求配合的最大間隙為+120ｍ，最小間隙為+50ｍ。若采用基孔制配合，試確定孔和軸的公差等級，選擇配合的代號，并繪出尺寸公差帶圖?，F(xiàn)在是37頁\一共有43頁\編輯于星期三解：（1）選擇基準(zhǔn)制由基孔制配合，基孔制配合EI=0。（2）選擇孔、軸的公差等級采用間隙配合，其配合公差為：

Tf=Ｘmax－Xmin＝（120－50）μm=70μm選擇的孔軸公差值應(yīng)滿足：查表２-３基本尺寸為φ35mm，IT7=25μm，IT8=39μm，較高精度的孔加工困難，故可選比軸低一級精度。軸選IT7，Td=25μm，孔選IT8，TD=39μm，=TD+Td=（25+39）μm=64μm，接近70μm間隙配合的要求。（3）確定孔、軸公差帶代號選擇的孔軸公差帶代號應(yīng)滿足：現(xiàn)在是38頁\一共有43頁\編輯于星期三采用基孔制,φ35mm孔的下偏差EI=0，ES=+39μm，根據(jù)EI－es≥Xmin，軸的上偏差應(yīng)該滿足：es≤EI－Xmin=－50μm，查表2-5選取極限偏差為e，則軸為e7,其上偏差為-50μm，下偏差為：ei=es－Td=(-50－25)μm=－75μm。（4）驗算故Φ35H8/e7合理?，F(xiàn)在是39頁\一共有43頁\編輯于星期三2.設(shè)有一基本尺寸為40的配合，為保證連接可靠，經(jīng)計算確定其最小過盈為-35