1、 测量精度与互换性测量精度与互换性天津职业技术师范大学天津职业技术师范大学机械学院机械学院机自机自1301 1301 周小秋周小秋 3939第二章第二章.极限与配合极限与配合2.1基本术语和定义2.2.2有关尺寸的术语和定义2.2.3偏差和公差尺寸公差带与公差带图尺寸公差带与公差带图2.2.42.2.4有关配合术语级定义有关配合术语级定义2.32.3极限与配合的主要内容极限与配合的主要内容2.3.22.3.2标准公差系列标准公差系列2.3.3 2.3.3 基本偏差系列基本偏差系列2.3.42.3.4公差与配合的图样标注和计算公差与配合的图样标注和计算2.3.62.3.6常用和优先的公差带与配合
2、常用和优先的公差带与配合2.1.1孔和轴孔和轴1.孔孔 指工件的圆柱形内表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形指工件的圆柱形内表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形内表面（由两平行面或切面形成的包容面）内表面（由两平行面或切面形成的包容面）2.轴轴 指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱外表面（由两平行面或切面形成指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱外表面（由两平行面或切面形成的被包容面）的被包容面）2.2.2有关尺寸的术语和定义1.尺寸尺寸：以特定单位表示线性尺寸值的数值：以特定单位表示线性尺寸值的数值 由数字或长度由数字或长度单位组成。单位组成。 2.基本尺寸基本尺寸（D d）：基本尺寸是指
3、设计给定的尺寸。）：基本尺寸是指设计给定的尺寸。 3.实际尺寸实际尺寸（Da da）：实际尺寸是指通过实际测量获得的）：实际尺寸是指通过实际测量获得的尺寸尺寸 4.极限尺寸极限尺寸（Dmax dmax Dmin dmin）：允许尺寸变）：允许尺寸变化的两个界限值，其中较大的称最大极限尺寸，较小化的两个界限值，其中较大的称最大极限尺寸，较小的称最小极限尺寸。的称最小极限尺寸。2.2.3偏差和公差1 .1 .尺寸偏差：尺寸偏差：某一尺寸某一尺寸减其减其基本尺寸基本尺寸所得的代数差成为尺所得的代数差成为尺寸偏差，简称偏差，寸偏差，简称偏差，偏差可能为正或负，也可为零。偏差可能为正或负，也可为零。2.
4、 2. 实际偏差；实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差实际偏差；实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差。孔的实际偏差；孔的实际偏差；Ea=Da-DEa=Da-D 轴的实际偏差；轴的实际偏差；ea=da-dea=da-d偏差和公差偏差和公差极限偏差：极限尺寸减去基本尺寸所得代数差，极限偏差：极限尺寸减去基本尺寸所得代数差，包括包括上偏差（上偏差（ES)ES)下偏差（下偏差（EIEI）孔的合格条件：孔的合格条件：EI=Ea=ESEI=Ea=ES 轴的合格条件：轴的合格条件：ei=ea=esei=ea=es4.4.尺寸公差：最大极限尺寸减去最小极限尺尺寸公差：最大极限尺寸减去最小极限尺寸之差，或上偏差减去下偏
5、差。这是尺寸变寸之差，或上偏差减去下偏差。这是尺寸变动量。动量。 第二章。极限与配合第二章。极限与配合 尺寸公差带与公差带图尺寸公差带与公差带图1.1.尺寸公差带尺寸公差带 在公差带图中，由代表限在公差带图中，由代表限上极限偏差上极限偏差和和下极偏差下极偏差或或上极限尺寸和下极限尺寸上极限尺寸和下极限尺寸的两条直线所限定的两条直线所限定的一个区域称为尺寸公差带的一个区域称为尺寸公差带（2 2）零线）零线 为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的起始线起始线既既零偏差线，零偏差线，零线上方表示正偏差零线上方表示正偏差; ;零线下方表零线下方表示负偏差。示负偏差。（
6、3 3）尺寸公差带图）尺寸公差带图 由于由于公差及偏差的数值公差及偏差的数值比尺寸数比尺寸数值小得太多，不便用同一比例表示，故采用公差与配合值小得太多，不便用同一比例表示，故采用公差与配合图解，这种图简称公差带图图解，这种图简称公差带图2.2.42.2.4有关配合术语级定义有关配合术语级定义 1. 1.配合配合 基本尺寸相同的并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。基本尺寸相同的并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。2.2.间隙（间隙（X X）或过盈（）或过盈（Y Y） 在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的尺在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差值为正时称为寸所得的代数差，当差值
7、为正时称为间隙间隙，用，用X X表示表示; ;当差值为负时当差值为负时称为称为过盈过盈，用，用Y Y表示表示。 3. 3.配合的种类配合的种类 按孔与轴公差带之间的相对位置关系，配按孔与轴公差带之间的相对位置关系，配合三大类。合三大类。（1 1）间隙配合）间隙配合 具有间隙具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合，（包括最小间隙等于零）的配合，孔的公差带完全在轴公差之上孔的公差带完全在轴公差之上这种配合称为间隙配合这种配合称为间隙配合. .此时此时, ,孔的公差带在轴的公差带之上孔的公差带在轴的公差带之上最大间隙最大间隙:Xmax=Dmax-dmin=ES-ei:Xmax=Dmax-dmin=ES
8、-ei；最小间隙；最小间隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es .Xmin=Dmin-dmax=EI-es . （2 2）. .过盈配合过盈配合 具有过盈（包括最小过盈等于零）的具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合即轴的公差带完全位于孔的公差带之上这种配合称为过配合即轴的公差带完全位于孔的公差带之上这种配合称为过盈配合。此时，孔的公差带完全在轴的公差带之下盈配合。此时，孔的公差带完全在轴的公差带之下(3) (3) 过渡配合过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合，孔的公差带可能具有间隙或过盈的配合，孔的公差带与轴的公差带有重叠的部分这种配合称为过度配合。此时，与轴的公差带有重叠的部分这种配合称为
9、过度配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠孔的公差带与轴的公差带相互交叠 最大间隙最大间隙 X Xmax =max =D Dmax -max -d dmin =ES-ei min =ES-ei 最大过盈最大过盈 Y Ymax =max =D Dmin -min -d dmax =EI-esmax =EI-es2.32.3极限与配合的主要内容极限与配合的主要内容2.3.1 2.3.1 配合制配合制* * *国标对孔，轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种配合制，国标对孔，轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种配合制，即即基孔制和基轴制。基孔制和基轴制。 1. 1. 基孔制：基本偏差为一定的孔
10、的公差带，与不同基本基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，称为基孔制。的一种制度，称为基孔制。2. 2. 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，不同基本偏差的孔基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，称为基轴制。的公差带形成各种配合的一种制度，称为基轴制。基孔制在配合中孔是基基孔制在配合中孔是基准件，代号准件，代号H H，他的基本偏差为，他的基本偏差为下偏差，数值为零，即下偏差，数值为零，即EI=0EI=0，公差带在零线上方。公差带在零线上方。 基轴制在配合中轴是基轴制在配合中
11、轴是基准件，代号基准件，代号h h，他的基本偏，他的基本偏差为上偏差，数值为零，即差为上偏差，数值为零，即ES=0ES=0，公差带在零线下方。，公差带在零线下方。2.3.22.3.2标准公差系列标准公差系列 1. 1. 标准公差系列：是国家标准制定出的一系列标准公标准公差系列：是国家标准制定出的一系列标准公差数值，。包含如下。差数值，。包含如下。 （ 1. 1. 标准公差因子（公差单位）标准公差因子（公差单位） 标准公差因子是用以确定标准公差的基本单位，该因子是基本尺寸的标准公差因子是用以确定标准公差的基本单位，该因子是基本尺寸的函数，是制定便准公差数值的基础。函数，是制定便准公差数值的基础。
12、（ 2. 2. 公差等级公差等级在基本尺寸至在基本尺寸至500mm500mm内，国家标准将标准公差等级会定为内，国家标准将标准公差等级会定为2020个等级，在个等级，在基本尺寸大于基本尺寸大于500500至至3150mm3150mm内规定了内规定了IT1IT1至至IT18IT18共共1818个标准公差等级，个标准公差等级， 依次为依次为IT1. IT2. IT3.IT18.IT1. IT2. IT3.IT18. 公差等级公差等级 高高低低 公差值公差值 小小大大2. 2. 标准公差的计算标准公差的计算 1.1.公称尺寸至公称尺寸至500mm500mm的标准公差的计算的标准公差的计算 （1 1）
13、IT01IT01IT4IT4的标准公差的标准公差 等级等级IT01IT01、IT0IT0和和IT1IT1的标准公差数值由表的标准公差数值由表2-32-3给出的公式计算。给出的公式计算。对等级对等级IT2IT2、IT3IT3、和、和IT4IT4没有给出计算公式，其标准公差数值在没有给出计算公式，其标准公差数值在IT1IT1和和IT5IT5的数值之间大致按几何级数递增。的数值之间大致按几何级数递增。标准公差等级标准公差等级计算公式计算公式IT01IT010.3+0.008D0.3+0.008DIT0IT00.5+00.5+0，012D012DIT1IT10.8+0.02D0.8+0.02D表表2-
14、3 IT01、ITO和和IT1的标准公差计算公式的标准公差计算公式 单位微米单位微米注：式中注：式中D D为公称尺寸段的几何平均值，单位为微米为公称尺寸段的几何平均值，单位为微米 （2 2） IT5IT5IT18IT18的标准公差的标准公差 等级等级IT5IT5IT18IT18的标准公差数值作为标准公差因子的标准公差数值作为标准公差因子i i的函数，的函数， 5 5：i=0.45?D+0.001Di=0.45?D+0.001D 式中：式中：i i的单位微米（的单位微米（mm）；）；D D是公称尺寸段的几何平均值，单位为毫是公称尺寸段的几何平均值，单位为毫米（米（mmmm） 2. 2.公称尺寸大
15、于公称尺寸大于500mm500mm3150mm3150mm的标准公差计算的标准公差计算 等级等级IT1IT1IT18IT18的标准公差数值作为标准公差因子的标准公差数值作为标准公差因子I I的函数，由表的函数，由表2-42-4所列计算公式求得所列计算公式求得 标准公差因子标准公差因子I I由下式计算由下式计算: I=0.004D+2.1 : I=0.004D+2.1 2.3.3 2.3.3 基本偏差系列基本偏差系列 基本偏差的作用是确定公差带相对于零线的位置。基本偏差是指基本偏差的作用是确定公差带相对于零线的位置。基本偏差是指靠近靠近零线的上偏差和下偏差。零线的上偏差和下偏差。 1. 1. 基
16、本偏差代号：基本偏差是靠近零线的那个极限偏差。基本偏基本偏差代号：基本偏差是靠近零线的那个极限偏差。基本偏差代号，对孔用大写差代号，对孔用大写A A，ZCZC表示，对轴用小写字母表示，对轴用小写字母a,zca,zc表表示，各示，各2828个。其中，基本偏差个。其中，基本偏差H H代表基准孔，代表基准孔，h h代表基准轴。代表基准轴。 注：为避免混淆，不用下列字母注：为避免混淆，不用下列字母I,I;L,l;O,o;Q,q;W,w.I,I;L,l;O,o;Q,q;W,w. 基本偏差系列图基本偏差系列图（1 1）. .在孔的基本偏差系列中，在孔的基本偏差系列中，A A到到H H的基本偏差为下偏差，的
17、基本偏差为下偏差，J J到到ZCZC的基本偏差为下偏差。的基本偏差为下偏差。 (2). (2). 在轴的基本偏差系列中，在轴的基本偏差系列中，a a到到h h的基本偏差为下偏差，的基本偏差为下偏差，j j到到zczc的基本偏差为下偏差。的基本偏差为下偏差。 (3). A(3). A到到H H其基本偏差的绝对其基本偏差的绝对值逐渐减小，值逐渐减小，J J到到ZCZC的基本偏差的基本偏差的绝对值逐渐增加。的绝对值逐渐增加。 (4). H(h)(4). H(h)的基本偏差为零，的基本偏差为零，即即H H的下偏差的下偏差EI=0EI=0，h h的上偏差的上偏差es=0es=0 （5 5）jsjs的公差
18、带分布在零线的公差带分布在零线的两侧，上的两侧，上 下偏差均可作基下偏差均可作基本偏差。本偏差。3. 3. 基本偏差数值基本偏差数值（1 1） 轴的基本偏差数值轴的基本偏差数值 轴的基本偏差按教材表轴的基本偏差按教材表2-72-7给出的公式计算。给出的公式计算。由表由表2-72-7中计算公式求得的轴的基本偏差，一般是最靠近零线的那个极限中计算公式求得的轴的基本偏差，一般是最靠近零线的那个极限偏差，即偏差，即a-ha-h为轴的上极限偏差（为轴的上极限偏差（eses），），k kzczc为轴的下极限偏差（为轴的下极限偏差（eiei）。）。除轴除轴j j和和jsjs（严格地说两者无基本偏差）外，轴的
19、基本偏差的数值与选用（严格地说两者无基本偏差）外，轴的基本偏差的数值与选用的标准公差等级无关。的标准公差等级无关。 轴的基本偏差还可查教材表轴的基本偏差还可查教材表2-52-5表确定，另一个极限偏差可根据表确定，另一个极限偏差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算轴的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算: :公差带在零线之下公差带在零线之下ei=es-IT ;ei=es-IT ;公差带在零线之上公差带在零线之上es=ei+IT .es=ei+IT . （2 2） 孔的基本偏差数值是由同名的轴的基本偏差换算得到的。孔的基本偏差数值是由同名的轴的基本偏差换算得到的。 换换算原则为算
20、原则为: :同名配合的配合性质不变，同名配合的配合性质不变，即基孔制的配合（如即基孔制的配合（如30H9/f930H9/f9、40H7/g640H7/g6）变成同名基轴制的配合（如）变成同名基轴制的配合（如30F9/h930F9/h9、40G7/h640G7/h6）时，）时，其配合其配合性质（极限间隙或极限过盈）不变。性质（极限间隙或极限过盈）不变。2.3.42.3.4公差与配合的图样标注和计算公差与配合的图样标注和计算 1.1.公差与配合的标注公差与配合的标注 （1 1）公差带的表示）公差带的表示 公差带用基本偏差字母和公差等级数字表示。例如：公差带用基本偏差字母和公差等级数字表示。例如：
21、H7H7为孔公差带；为孔公差带； h7h7为轴公差带。为轴公差带。（2 2）注公差尺寸的标注）注公差尺寸的标注 注公差的尺寸用公称尺寸后跟所要求的公差带或（和）对应的注公差的尺寸用公称尺寸后跟所要求的公差带或（和）对应的偏差值表示。例如：偏差值表示。例如： 32H732H7表示公称尺寸为表示公称尺寸为32mm32mm，偏差代号为，偏差代号为H H，公差等级为，公差等级为7 7级的孔，级的孔， 80js580js5表示公称尺寸为表示公称尺寸为80mm80mm，偏差代号为，偏差代号为jsjs，公差等级为，公差等级为5 5的轴的轴（3 3）配合的表示）配合的表示配合用相同的公称尺寸后跟孔、轴公差带写
22、成分数形式，分子为孔配合用相同的公称尺寸后跟孔、轴公差带写成分数形式，分子为孔公差带，分母轴公差带。例如：公差带，分母轴公差带。例如：52H7/g652H7/g6表示为公称尺寸为表示为公称尺寸为52mm52mm，偏，偏差代号为差代号为H H公差等级为公差等级为7 7级的孔与偏差代号为级的孔与偏差代号为g g公差等级为公差等级为6 6级的轴的级的轴的配合。配合。2.2.图样中尺寸公差的标注形式图样中尺寸公差的标注形式 （1 1）零件图标注：尺寸公差的两种标注形式（见图）零件图标注：尺寸公差的两种标注形式（见图2-272-27），孔、），孔、轴公差在零件图上主要标注公称尺寸和极限偏差数值轴公差在零
23、件图上主要标注公称尺寸和极限偏差数值 。图图2-27 孔、轴公差在零件图上的标注孔、轴公差在零件图上的标注 （2 2）在装配图标注：主要标注配合代号，即标注孔、轴的基本偏差）在装配图标注：主要标注配合代号，即标注孔、轴的基本偏差代号及公差等级，如图代号及公差等级，如图2-282-28所示。所示。 图图2-28 装配图上的标注装配图上的标注3.3.公差带与配合的计算公差带与配合的计算 基本偏差是确定公差位置的统一参数，然而它仅仅表示公差带基本偏差是确定公差位置的统一参数，然而它仅仅表示公差带靠近零线一侧的位置（靠近零线一侧的位置（J J和和j j除外），组成公差带的两个极限偏差除外），组成公差带
24、的两个极限偏差中还有一个（上极限偏差或下极限偏差）未确定。这个极限偏差中还有一个（上极限偏差或下极限偏差）未确定。这个极限偏差需要根据已选定的基本偏差和标准公差计算出来，计算公式如下需要根据已选定的基本偏差和标准公差计算出来，计算公式如下; ;当基本偏差为下偏差时，则上偏差为当基本偏差为下偏差时，则上偏差为 ES=EI+IT ES=EI+IT 或或 es=ei+ITes=ei+IT当基本偏差为上偏差时，则下偏差为当基本偏差为上偏差时，则下偏差为 EI=ES-ITEI=ES-IT或或 ei=es-ITei=es-IT2.3.62.3.6常用和优先的公差带与配合常用和优先的公差带与配合（1）轴用公
25、差带 国标规定了一般、常用和优先轴用公差带共116种。图中方框内的59种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。而新标准中对轴的公差带做了新的规定。 常用和优先的公差带常用和优先的公差带图2-31 一般、常用和优先的轴公差带（2）孔用公差带 国标规定了一般、常用和优先孔用公差带共105种。图中方框内的44种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。图2-36 公称尺寸大于500mm-3150mm的孔的公差带示意图 2 2选用原则选用原则 应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。若一般公差带中也没有应按优先、常用、一般公差带的顺序选取。若一般公差带中也没有满足要求的公差带，则按国标规定的标准公差和基本偏差组成的公差带来满足要求的公差带，则按国标规定的标准公差和基本偏差组成的公差带来选取，还可考虑用延伸和插入的方法来确定新的公差带。选取，还可考虑用延伸和插入的方法来确定新的公差带。 3 3配合配合 国标规定基孔制常用配合国标规定基孔制常用配合5959种，优先配合种，优先配合1313种，基轴制常用配合种，基轴制常用配合4747种，优先配合种，优先配合1313种。种。
