1、第一节公差与配合的基本术语及定义为了正确掌握极限与配合标准及其应用,必须首先熟悉极限与配合的基本术语和定义。这些基本术语和定义不仅仅是极限与配合的基础,也是技术上的一种共同语言。一、孔和轴1.孔孔主要指工件的圆柱形内表面,也包括其他非圆柱形内表面(由两个平行平面或切面形成的包容面)中由单一尺寸确定的部分,如图2-1所示。图2-1孔2.轴轴主要指工件的圆柱形外表面,也包括其他非圆柱形外表面(由两个平行平面或切面形成的被包容面)中由单一尺寸确定的部分,如图2-2所示。图2-2轴3.孔、轴的特点1)从装配关系看,孔是包容面,其内没有材料,轴是被包容面,其外没有材料。图2-3二、尺寸1.尺寸用特定单位
2、表示线性长度的数值,称为尺寸。2.基本尺寸基本尺寸指零件设计时给定的尺寸。实际尺寸指通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。4.局部实际尺寸局部实际尺寸一个孔或轴的任意横截面中的任一距离,即任何两相对点之间测得的尺寸。图2-4实际尺寸3.实际尺寸 5.极限尺寸极限尺寸是指一个孔或轴允许的尺寸的两个界限值。三、偏差1.尺寸偏差尺寸偏差是指某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。2.实际偏差实际偏差是实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。3.极限偏差极限偏差是极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。图2-5极限与配合示意图例1某孔、轴分别为?5和?5,指出孔和轴的基本尺寸、极限偏差,并求出极限尺寸。解?5孔:?5轴
3、:D=50mm d=50mm四、公差及公差带1.尺寸公差最大极限尺寸与最小极限尺寸之差,或上偏差与下偏差之差,称为尺寸公差,简称为公差。例2有一轴的尺寸为?5,求轴的极限尺寸及公差Ts。解根据公式得dmax=d+es=50mm+(+0.025mm)=50.025mm2.尺寸公差带及公差带图表示零件的尺寸相对其基本尺寸所允许的变动范围,可以用代表上、下偏差的两条平行直线所限定的一个区域表示,图2-6公差带图例3已知孔、轴的基本尺寸为60mm,孔的最大极限尺寸为60.030mm,孔的最小极限尺寸为60mm,轴的最大极限尺寸为59.990mm,轴的最小极限尺寸为59.971mm,现测得某孔、轴的实际
4、尺寸分别为60.010mm和59.980mm,求孔与轴的极限偏差、图2-7公差带图解ES=Dmax-D=60.030mm-60mm=+0.030mmEI=Dmin-D=60mm-60mm=0五、配合配合是指基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的位置关系。1.间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上,孔的尺寸减去与之相配合的轴的尺寸所得的代数差为正值的配合,如图2-8所示。图2-8间隙配合公差带图例4有一相配合的孔、轴,孔的尺寸为?8mm,轴的尺寸为?8mm,求最大间隙、最小间隙、平均间隙、配合公差各是多少?解按极限尺寸计算Dmax=80mm+0.030mm=80.030mm2.过盈配合过盈配
5、合是指孔的公差带完全在轴的公差带之下,孔的尺寸减去与之相配合的轴的尺寸所得的代数差为负值的配合,如图2-9所示图2-9过盈配合例5有一相配合的孔、轴零件,孔的尺寸为?2mm,轴的尺寸为?2mm,求最大过盈、最小过盈、平均过盈和配合公差各是多少?解按极限尺寸计算Dmax=25mm+(-0.027mm)=24.973mm3.过渡配合孔的公差带与轴的公差带相互交叠,可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。图2-10过渡配合例6已知某一孔、轴组成过渡配合,孔的尺寸为?3mm,轴的尺寸为?3mm,计算最大间隙、最大过盈、平均间隙或平均过盈、配合公差,并按500 1比例画公差带图。解根据公式图2-11公差带
6、图4.三种配合性质的特点 间隙配合5.配合性质的判断正确判断配合性质是工程技术人员必须具备的知识,在有基本偏差代号的尺寸标注中,可由基本偏差代号和公差带图来判断其配合性质。例7如果用一个?5mm的孔,分别与?5mm、?5mm、?500.008mm的轴配合,试判断孔、轴的配合性质。解?5mm的孔与?5mm的轴的配合ES=+0.025mmes=-0.025mm第二节公差与配合的组成由前所述,一个尺寸的公差带是由大小和位置两个要素构成的,其中大小要素是由公差带宽度即公差值决定的,标准化后,称为标准公差;而位置要素是由其中一个极限偏差确定的,标准化后,称为基本偏差,基本偏差是指靠近零线的那个偏差。一、
7、标准公差系列1.标准公差的定义标准公差是国标规定用以确定公差带大小的任一公差。2.标准公差等级标准公差等级是用以确定尺寸精确程度的等级。标准公差数值不仅与标准公差等级有关,而且也与基本尺寸有关。3.尺寸分段 表2-1标准公差数值(摘自GB/T 1800.31998)表2-1标准公差数值(摘自GB/T 1800.31998)8共20个标准公差等级;在基本尺寸大于5003150mm内规定了IT1至IT18共18个标准公差等级。4.标准公差数值表说明极限与配合在基本尺寸至500mm内规定了IT01、IT0、IT1表2-2IT01和IT0的标准公差数值(摘自GB/T 1800.31998附录A)二、基
8、本偏差系列1.基本偏差的定义基本偏差是国标表列的用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,一般情况下为靠近零线的那个偏差。图2-12基本偏差示意图2.基本偏差代号为了满足不同配合性质的需要,在国标极限与配合中,对孔、轴公差带的位置予以标准化。图2-13基本偏差系列图3.基本偏差表在国标极限与配合中,对轴、孔的基本偏差值也作了规定,这里仅对常用尺寸的基本偏差列表说明。三、公差带代号1.孔、轴的公差带组成公差带的位置由基本偏差确定,公差带的大小由标准公差确定,因此孔、轴公差带代号是用基本偏差代号与公差等级代号表示,并且采用同一号字体书写。2.孔、轴公差带中另一极限偏差的确定基本偏差只是公差中的
9、一个极限偏差,而另一个极限偏差要根据已知的标准公差和基本偏差进行计算的结果来定。例8试确定?50H7的极限偏差。解由孔的基本偏差数值表查得:基本偏差H是下偏差,且EI=0。由标准公差数值表查得:基本尺寸D=50mm时,IT6=25m=0.025mm。例9试确定?50g6的极限偏差。解由轴的基本偏差数值表查得:基本偏差g是上偏差,且es=-9m=0.009mm。由标准公差表查得:基本尺寸d=50mm时,IT6=16m=0.016mm。3.未注公差的线性和角度尺寸的公差未注公差尺寸是指图样上只标注基本尺寸而不标注极限偏差的尺寸,通常也称作“自由尺寸”。表2-3尺寸500mm的轴的基本偏差表2-3尺
10、寸500mm的轴的基本偏差表2-3尺寸500mm的轴的基本偏差表2-3尺寸500mm的轴的基本偏差表2-3尺寸500mm的轴的基本偏差表2-4尺寸500mm的孔的基本偏差表2-4尺寸500mm的孔的基本偏差表2-5线性尺寸的极限偏差数值(摘自GB/T18042000)(单位:mm)表2-6倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值(摘自GB/T18042000)(单位:mm)表2-7角度尺寸的极限偏差数值(摘自GB/T18042000)四、配合公差带代号在国标极限与配合中,把配合代号标准化,用相同基本尺寸孔、轴公差带代号的组合形式表示,写成分数形式,其中分子为孔公差带代号,分母为轴公差带代号,例如?
11、50,?60,也可写成?50H8/f7,?60M7/h6。五、公差带与配合的标注方法通过查表和计算可以确定孔、轴的上、下偏差,从而就可以在图样上进行尺寸标注,但标注时必须按照国标的规定方法进行。如前所述,国标中规定了孔、轴公差带标注有三种方法,其正确标注如图例2-14所示。图2-14a)标注偏差值b)标注公差带代号c)标注公差带代号和偏差值1.孔、轴公差带的标注图2-15配合代号的标注方法2.配合代号的标注如前所述,国标中规定了配合代号在装配图上标注有两种方法,其正确标注如图例2-15所示。六、配合的组成原则极限与配合制度中,规定出松紧不同的配合,用来满足各类机器零件配合性质的要求,以实现孔、
12、轴的三种配合。所谓的基孔制,是孔的基本偏差为一定,并与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。图2-16基孔制孔和轴公差带位置1.基孔制2.基轴制所谓的基轴制,是轴的基本偏差为一定,并与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。图2-17基轴制轴和孔公差带位置第三节公差与配合代号的识别一、概述识别极限与配合代号的含义,是阅读图样、技术文件和技术要求的必备知识。1.公差带代号的识别识别的主要内容是:公差带代号是代表孔还是代表轴;是属于什么配合性质的孔或轴。2.配合代号的识别识别的主要内容是:相互配合的孔和轴公差带之间的位置关系。二、极限与配合代号的意义为了更好地掌握极限与配合的基本概念
13、,正确识读极限与配合,表2-8列出了部分极限与配合代号的含义。三、配合性质的识别配合是结合的孔和轴公差带之间的关系,因此配合性质不仅取决于孔和轴的基本偏差,还与公差等级有关。表2-8极限与配合代号的含义表2-8极限与配合代号的含义表2-8极限与配合代号的含义四、配合等级根据国标,当基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差相当时,按下列原则形成基轴制的配合,与基孔制配合具有相同的效果,即具有相同的极限间隙或过盈。五、基准件的配合基孔制中的基准孔是用“H”表示,基轴制中的基准轴是用“h”表示。第四节公差与配合的应用掌握和应用国标极限与配合的规定,是机器设计和制造的重要基础知识,尺寸和配合精度
14、的选择是否合理,对机器的使用性能和制造成本影响很大,有时甚至起决定性作用。一、标准温度国标规定的数值均以标准温度(20)时的数值为准。二、极限与配合的选用在机械设计中,确定了孔、轴的基本尺寸后,还需要进行尺寸精度设计,即正确地选用极限与配合。1.基准制的选用国标规定配合制度有两种:基孔制和基轴制。图2-18活塞连杆机构a)活塞连杆机构b)基孔制配合c)基轴制配合1活塞2活塞销3连杆图2-19基座孔与轴承盖的配合1基座孔2轴承盖3滚动轴承2.公差等级的选择公差等级的高低直接影响产品的使用性能和经济性。表2-9加工方法与公差等级的关系表2-9加工方法与公差等级的关系(1)常用尺寸段的极限与配合(基
15、本尺寸500mm)孔、轴公差带由基本偏差和标准公差等级组成。图2-20优先、常用和一般用途的孔的公差带3.配合的选择图2-21优先、常用和一般用途的轴的公差带规定表2-10基孔制优先、常用配合(摘自GB/T18011999)表2-10基孔制优先、常用配合(摘自GB/T18011999)表2-11基轴制优先、常用配合(摘自GB/T18011999)表2-12配合类别的选用表2-13基本尺寸500mm优先配合的配合特性表2-13基本尺寸500mm优先配合的配合特性图2-22蜗轮减速机部分配合装置1、5端盖2轮毂3蜗轮轮缘4蜗轮箱体6圆锥滚子轴承7蜗轮轴8键例10设孔、轴配合的基本尺寸为?60mm,要求极限间隙为+30m+80m之间,试用计算法确定孔、轴的公差等级和配合种类。解1.选择基准制由于没有特殊要求,一般选择基孔制。2.确定孔、轴公差等级Tf=Th+Ts=Xmax-Xmin=(+80m)-(+30m)=50m3.确定配合种类根据最小间隙为+30m来确定轴的基本偏差代号,查表2-3得基本偏差f的上偏差es=-30m,因此轴的基本偏差代号为f。图2-23
