1、第第3章章 零件表面质量与测量技术基础零件表面质量与测量技术基础 重点知识：重点知识：(1)(1)零件的表面质量零件的表面质量（2 2）零件的表面质量常用测量方法零件的表面质量常用测量方法 零件的机械制造质量包括零件几何精度和零件表面层的物理力学性零件的机械制造质量包括零件几何精度和零件表面层的物理力学性能两个方面。零件的几何误差包括尺寸误差、几何形状误差和位置误能两个方面。零件的几何误差包括尺寸误差、几何形状误差和位置误差。几何形状误差又可分为宏观几何形状误差、波度和微观几何形状差。几何形状误差又可分为宏观几何形状误差、波度和微观几何形状误差，误差，图31 套表面粗糙度表面粗糙度 表面粗糙度
2、：零件表面较小间距和峰谷所形成表面粗糙度：零件表面较小间距和峰谷所形成的微观几何形状的不平度。如图的微观几何形状的不平度。如图3-23-2 一、主要术语 1.1.取样长度l 用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度。表面越粗糙，取样长度应越长。2.2.评定长度ln 当表面粗糙均匀性好的表面，可选用：ln5l 当表面粗糙均匀性不好的表面：可选用：ln5l，一般取ln5l。3.中线 是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。称为中线。0.41.254.012.540.00.080.250.82.58.00.0250.10 0.100.50 0.5010.0 10.050.0 50.13200
3、.0080.02 0.020.10 0.12.0 2.010.0 10.080.0ln/mm（ln=5 l）l/mmRZ/mRa/m 表表3-13-1面粗糙度面粗糙度数值数值(摘自摘自GB/T1031-1996)二、评定参数二、评定参数反映表面粗糙度大小的特征参数有：反映表面粗糙度大小的特征参数有：高度参数高度参数（最大轮廓峰高（最大轮廓峰高R RP P，最大轮廓谷深最大轮廓谷深RvRv，轮廓轮廓最大高度最大高度R Rz z，轮廓某点高度轮廓某点高度R Rt t，轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R R 等）和等）和间距参数，间距参数，如：轮廓单峰平均间距等下面主要介绍高度参如：轮廓单峰平均间距
4、等下面主要介绍高度参数数。1.1.轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R Ra a 0111()或近似为 nlaaiiRz x dxRZln=3-2 3-2 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRaR RZ Z中线中线R RP PR RV V 2.2.轮廓最大高度轮廓最大高度R Rz z。在一个取样长度内最大轮廓峰高与最大轮廓在一个取样长度内最大轮廓峰高与最大轮廓谷深间的高度称为轮廓最大高度谷深间的高度称为轮廓最大高度,如图中如图中RzRz。国家标准国家标准GB/T1031-1995GB/T1031-1995规定，高度特征参数是规定，高度特征参数是基本评定参数，而间距和形状特征参数都是附加评基本评
5、定参数，而间距和形状特征参数都是附加评定参数。定参数。RaRa、RzRz的数值见表的数值见表3-13-1一、对零件功能的影响一、对零件功能的影响 1.1.对摩擦和磨损的影响对摩擦和磨损的影响 表面越粗糙，磨擦系数越大，消耗能量就越大，磨损加表面越粗糙，磨擦系数越大，消耗能量就越大，磨损加大，影响传动效率和使用寿命。大，影响传动效率和使用寿命。2.2.对工作精度的影响对工作精度的影响 表面粗糙，不仅会降低机器的灵敏性，而且使得机器实表面粗糙，不仅会降低机器的灵敏性，而且使得机器实际有效接触面积减小，表层接触刚度变差，影响机器工作精际有效接触面积减小，表层接触刚度变差，影响机器工作精度的持久性。度
6、的持久性。3.3.对配合性质的影响对配合性质的影响 影响配合性质的稳定性，迅速增大间隙，对于过盈配合影响配合性质的稳定性，迅速增大间隙，对于过盈配合粗糙表面峰顶在装配时易被挤平，降低接触强度粗糙表面峰顶在装配时易被挤平，降低接触强度 。4.4.对零件强度的影响。对零件强度的影响。零件表面粗糙，对应力集中越敏感零件表面粗糙，对应力集中越敏感 ，尤其是在交变载，尤其是在交变载荷作用下影响更严重，会使零件表面产生裂痕导致损坏，荷作用下影响更严重，会使零件表面产生裂痕导致损坏，所以在零件的沟槽或圆角处的表面粗糙度应更小。所以在零件的沟槽或圆角处的表面粗糙度应更小。5.5.对抗腐蚀性影响。对抗腐蚀性影响
7、。表面粗糙，凹谷越深，越容易积存含腐蚀性的物质，表面粗糙，凹谷越深，越容易积存含腐蚀性的物质，并向表层内渗透，使腐蚀加剧。并向表层内渗透，使腐蚀加剧。此外，表面粗糙还可能影响零件其它使用性能，如影此外，表面粗糙还可能影响零件其它使用性能，如影响密封性、润滑性能、导电、导热性能和外观质量等。响密封性、润滑性能、导电、导热性能和外观质量等。二、表面粗糙度的选择二、表面粗糙度的选择 选择主要包括评定参数和参数值的大小选择。选择时，应选择主要包括评定参数和参数值的大小选择。选择时，应先满足零件表面功能要求，还要考虑实际工艺的可能性和先满足零件表面功能要求，还要考虑实际工艺的可能性和经济性。经济性。1.
8、1.评定参数和参数值的选择评定参数和参数值的选择 当当Ra=0.025Ra=0.0250.63m0.63m时时,选用选用RaRa为粗糙度垂直幅度高度参数。为粗糙度垂直幅度高度参数。当当RaRa值超出上述范围时，需选值超出上述范围时，需选RzRz为评定参数。为评定参数。优先选用优先选用 RaRa、和和RzRz 。只有少数特殊零件重要表面有特殊使。只有少数特殊零件重要表面有特殊使用要求时，才附加选择间距参数和形状特性参数。用要求时，才附加选择间距参数和形状特性参数。RaRa、RzRz都是用于评定表面粗糙度垂直幅度高度参数。都是用于评定表面粗糙度垂直幅度高度参数。表面粗糙度数值愈小即评定参数值愈小，
9、零件的工作性能愈表面粗糙度数值愈小即评定参数值愈小，零件的工作性能愈好，使用寿命也愈长。但不可认为表面粗糙度愈小愈好，为了获好，使用寿命也愈长。但不可认为表面粗糙度愈小愈好，为了获得小的表面粗糙度需要经过复杂的工艺过程，加工成本要急剧增得小的表面粗糙度需要经过复杂的工艺过程，加工成本要急剧增加。因此，选择表面粗糙度值的基本原则是，加。因此，选择表面粗糙度值的基本原则是，在满足使用性能要在满足使用性能要求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值。高度参数值应优先选用表高度参数值应优先选用表3-23-22.2.表面粗糙度的选择方法表面粗糙度的选择方法 方法有：
10、计算法；实验法和类比法三种。常用方法有：计算法；实验法和类比法三种。常用方法仍是类比法。方法仍是类比法。类比法是参考实践证明了合理类比法是参考实践证明了合理的类似零件作依据，经分析比较具体使用要求及工的类似零件作依据，经分析比较具体使用要求及工作条件后，确定设计零件表面粗糙度的有关评定参作条件后，确定设计零件表面粗糙度的有关评定参数允许值。表可供设计时参考。数允许值。表可供设计时参考。3.3.表面粗糙度的选择原则表面粗糙度的选择原则 1 1）同一零件上，工作表面的粗糙度比非工作）同一零件上，工作表面的粗糙度比非工作表面要求严格。表面要求严格。2 2）对于磨擦面，速度愈高，单位面积压力愈）对于磨
11、擦面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值应愈严，尤其是滚动磨擦表面大，则表面粗糙度值应愈严，尤其是滚动磨擦表面更严。更严。一、表面粗糙度符号一、表面粗糙度符号 见表。见表。第三节第三节 表面粗糙度代号及其注法表面粗糙度代号及其注法 通常在图样上给定的表面粗糙度代号是对完工后表面通常在图样上给定的表面粗糙度代号是对完工后表面的要求。只需注出符号及参数允许值即可。的要求。只需注出符号及参数允许值即可。基本符号：基本符号：表面可用表面可用任何方法获任何方法获得得 用去除材料用去除材料的方法获得的表的方法获得的表面面 用不去除材料用不去除材料的方法获得的表面的方法获得的表面 3 3）受交变载荷
12、时）受交变载荷时,特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙度要求更严。度要求更严。4 4）同一公差等级时，轴比的表面粗糙度要求更严。）同一公差等级时，轴比的表面粗糙度要求更严。5 5）要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度要求更严。）要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度要求更严。6 6）在确定零件配合表面的粗糙度时，应与尺寸公差、）在确定零件配合表面的粗糙度时，应与尺寸公差、形位公差相协调，一般是形位公差相协调，一般是T T t t形位形位 RzRz。此外还应考虑其它一些特殊因素和要求。此外还应考虑其它一些特殊因素和要求。表面粗糙度代号、符号在图样上标注举例如：表面粗糙度代号
13、、符号在图样上标注举例如：图图二、表面粗糙度的代号及其标注二、表面粗糙度的代号及其标注1 1、高度参数的标注、高度参数的标注 见表见表2 2、表面粗糙度其它项目的标注如下图所示：、表面粗糙度其它项目的标注如下图所示：如如图图所示所示图图3-3 3-3 表面几何形状误差表面几何形状误差a a1 1a a2 2b b(e)(e)d dC/fC/f图图3-4 3-4 表面粗糙度代号及注法表面粗糙度代号及注法a a1 1、a a2 2粗糙度高度参数代号及其数值（粗糙度高度参数代号及其数值（）。b-b-加工方法，镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等。加工方法，镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等。C-C-取样长
14、度（取样长度（）或波纹度（）或波纹度（）。）。d d加工加工纹理方向符号纹理方向符号。e-e-加工余量加工余量 （）。）。f f粗糙度间距参数值（粗糙度间距参数值（）或轮廓支承长度率。）或轮廓支承长度率。3.23.26.36.3铣铣(a)a)(b)(b)图图3-53-5表面粗糙度其它项目的标注表面粗糙度其它项目的标注表表3-2 3-2 加工纹理方向符号（摘自加工纹理方向符号（摘自GB/T131-93GB/T131-93）一、有关尺寸、公差和偏差的术语及定义一、有关尺寸、公差和偏差的术语及定义 1 1、尺寸、尺寸 用特定单位表示的线性尺寸值称为尺寸。如直（半）径、长（宽）用特定单位表示的线性尺寸
15、值称为尺寸。如直（半）径、长（宽）度、中心距等。国际上用度、中心距等。国际上用“米米”制。制。1 1米米=1000=1000毫米（毫米（1 1 米是光在真空中米是光在真空中经历经历1/2991/299，792792，458458秒所行路程）秒所行路程）2 2、基本尺寸（、基本尺寸（D D，d d ）设计给定的尺寸称为基本尺寸。孔、轴的尺寸，分别用设计给定的尺寸称为基本尺寸。孔、轴的尺寸，分别用D D和和d d表示，表示，如见如见图图所示。所示。3 3、实际尺寸（、实际尺寸（D Da a，d da a ）通过测量得到的尺寸称为实际尺寸。通过测量得到的尺寸称为实际尺寸。4 4、极限尺寸、极限尺寸
16、即允许尺寸变化范围的两个界限值。有最大（即允许尺寸变化范围的两个界限值。有最大（D Dmaxmax ，d dmaxmax）和最小）和最小（D Dminmin，d dminmin ）极限尺寸。如见）极限尺寸。如见图图所示。所示。5 5、尺寸偏差（简称偏差）、尺寸偏差（简称偏差）某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差。其值可正、可某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差。其值可正、可负或为零。负或为零。实际偏差实际偏差=D Da a-D-D 或或(d da a-d-d)2)2)极限偏差：对于孔极限偏差：对于孔 ES=ES=D Dmaxmax-D -D 对于轴对于轴 eses=d dmax
17、max-d-d 或或 EI=EI=D Dminmin-D -D 或或 eiei=d dminmin-d-d见见图图所示所示1 1）实际偏差）实际偏差6 6、尺寸公差（、尺寸公差（T Th h ，T Ts s）允许尺寸的变动量称为公差。允许尺寸的变动量称为公差。孔公的差孔公的差 T Th h=D Dmaxmax-D-Dminmin=ES-EI=ES-EI 轴的公差轴的公差 T Ts s=d dmaxmax-d-dminmin=es-eies-ei 7 7、公差带图、公差带图 它是表明尺寸、极限偏差公差之间的关系的图。它是表明尺寸、极限偏差公差之间的关系的图。如图如图12-212-2所示所示图中基
18、本尺寸的单位是图中基本尺寸的单位是 mmmm，偏差及公差的单位是偏差及公差的单位是 m m。+0 0-基本尺寸基本尺寸D D（d d）图图12-2 12-2 公差带图公差带图EIEIESEST Th h孔孔eseseieiT TS S轴轴8 8、标准公差、标准公差 标准公差是指国家标准极限与配合所规定的已标准标准公差是指国家标准极限与配合所规定的已标准化的公差值，它确定了公差带的大小。见化的公差值，它确定了公差带的大小。见表表。9 9、基本偏差、基本偏差 基本偏差是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或基本偏差是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。如下偏差，
19、一般指靠近零线的那个偏差。如图图所示所示二、有关配合的术语及定义二、有关配合的术语及定义 1 1、配合、配合 配合是指基本尺寸相同的互相结合孔、轴间公差带之间配合是指基本尺寸相同的互相结合孔、轴间公差带之间的关系。如的关系。如 图图所示所示 。2 2、配合的种类、配合的种类 根据孔、轴公差带之间的关系，配合分为三大类，即根据孔、轴公差带之间的关系，配合分为三大类，即间间隙配合、过盈配合隙配合、过盈配合和和过渡配合。过渡配合。2 2）过盈配合）过盈配合 在孔与轴的配合中，孔的尺寸减去配合在孔与轴的配合中，孔的尺寸减去配合轴的尺寸，其差值为负时即为过盈（轴的尺寸，其差值为负时即为过盈（Y Y）如如
20、图图所示所示 3 3）过渡配合）过渡配合 在孔与轴的配合中，孔与轴的公差带相在孔与轴的配合中，孔与轴的公差带相互交迭，任取其中一对孔和轴相配，可能具有间隙，也可互交迭，任取其中一对孔和轴相配，可能具有间隙，也可能具有过盈的配合，称为过渡配合。如能具有过盈的配合，称为过渡配合。如图图所示所示3 3、基准制、基准制 基准制是指以两个相配合的零件中的一个零件作为基准基准制是指以两个相配合的零件中的一个零件作为基准件，并选定标准公差带，而改变另一个零件（非标准件）的件，并选定标准公差带，而改变另一个零件（非标准件）的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。国家标准中规公差带位置，从而形成各种配合的一种
21、制度。国家标准中规定了两种基准制：即定了两种基准制：即基孔制基孔制和和基轴制基轴制。如图。如图12128 8所示。所示。1 1）间隙配合）间隙配合 在孔、与轴的配合中，孔的尺寸减去配在孔、与轴的配合中，孔的尺寸减去配合轴的尺寸所得的代数差，其差值为正值时称为间隙（合轴的尺寸所得的代数差，其差值为正值时称为间隙（X X）。）。如如图图所示所示 2 2）基轴制）基轴制 基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本基本偏差为一定的轴的公差带与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。如偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度称为基轴制。如图图b b所示。所示。基轴制配合中的轴称为基准轴，是配合
22、的基准件，而与基轴制配合中的轴称为基准轴，是配合的基准件，而与它配合的孔为非基准件，称为配合孔。标准规定基准轴以上它配合的孔为非基准件，称为配合孔。标准规定基准轴以上偏差偏差eses为基本偏差，其数值为零，下偏差为负值，公差带的为基本偏差，其数值为零，下偏差为负值，公差带的位置在零线下侧。基准轴的代号为位置在零线下侧。基准轴的代号为“h h”。1 1）基孔制）基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本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的一种制度称为基孔制。如偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度称为基孔制。如图图a a所示。所示。基孔制配合中的孔称为基准孔，是配
23、合的基准件，而与基孔制配合中的孔称为基准孔，是配合的基准件，而与它配合的轴为非基准件，称为配合轴。标准规定基准孔以下它配合的轴为非基准件，称为配合轴。标准规定基准孔以下偏差偏差EIEI为基本偏差，其数值为零，上偏差为正值，公差带的为基本偏差，其数值为零，上偏差为正值，公差带的位置在零线上侧。基准孔的代号为位置在零线上侧。基准孔的代号为“H H”。一、标准公差一、标准公差 标准公差是国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差值。共标准公差是国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差值。共分分2020个等级，等级中数值小的精度高，数值大的精度低。标准公差数值个等级，等级中数值小的精度高，数值大的精
24、度低。标准公差数值见见表表。它包含三项内容：公差单位；公差等级和基本尺寸分段。它包含三项内容：公差单位；公差等级和基本尺寸分段。二、基本偏差及其代号二、基本偏差及其代号 基本偏差是用来确定公差带相对于零线的位置的。不同的公差带基本偏差是用来确定公差带相对于零线的位置的。不同的公差带位置与基准件将形成不同的配合。基本偏差的数量将决定配合种类的位置与基准件将形成不同的配合。基本偏差的数量将决定配合种类的数量。国家标准对孔、轴分别规定了数量。国家标准对孔、轴分别规定了2828种基本偏差。见种基本偏差。见图图所示所示 基本偏差系列图中仅绘出了公差带的一端，没有绘出其另一端，它基本偏差系列图中仅绘出了公
25、差带的一端，没有绘出其另一端，它取决于公差的大小。因此，任何一个公差带代号都取决于公差的大小。因此，任何一个公差带代号都 是由基本偏差代号是由基本偏差代号和公差等级数联合表示的。如和公差等级数联合表示的。如H7H7、h7h7、G8G8、r7r7等。但原则上基本偏差与等。但原则上基本偏差与公差等级无关。公差等级无关。三、三、轴的基本偏差轴的基本偏差轴的基本偏差计算公式见轴的基本偏差计算公式见表表所示。所示。当轴的基本偏差确定后，另一个极限偏差可根据下计算当轴的基本偏差确定后，另一个极限偏差可根据下计算：eiei=eses-ITIT eses=ei+ei+ITIT四、孔的基本偏差数值四、孔的基本偏
26、差数值 孔的基本偏差数值是由相同字母轴的基本偏差，在相应的公差等级孔的基本偏差数值是由相同字母轴的基本偏差，在相应的公差等级的基础上通过换算得到的。换算的原则是：基本偏差字母代号同名的的基础上通过换算得到的。换算的原则是：基本偏差字母代号同名的孔和轴，分别构成的基孔制的配合，在相应公差等级的条件下，其配孔和轴，分别构成的基孔制的配合，在相应公差等级的条件下，其配合的性必须相同，即具有相同的极限间隙或极限过盈，这种配合称为合的性必须相同，即具有相同的极限间隙或极限过盈，这种配合称为“同名配合同名配合”。由于孔比轴加工更困难，因此，国家标准规定，孔比轴的公差等级由于孔比轴加工更困难，因此，国家标准
27、规定，孔比轴的公差等级低一级。低一级。在孔与轴的基本偏差换算中，有以下两种规则：在孔与轴的基本偏差换算中，有以下两种规则：1 1、通用规则、通用规则 （常用规则）常用规则）用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反。用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反。如如图图所示。所示。在实际工作中，轴的基本偏差数值只要查表。在实际工作中，轴的基本偏差数值只要查表。2 2、特殊规则、特殊规则 孔的另一个极限偏差可按下面公式计算孔的另一个极限偏差可按下面公式计算：ES=ES=EI+ITEI+ITh h EI=ES-EI=ES-ITITh h 当孔、轴基本偏差代号对应时，孔的基本偏
28、差当孔、轴基本偏差代号对应时，孔的基本偏差ESES和轴的基本偏差和轴的基本偏差eiei符号相反，而绝对值相差一个符号相反，而绝对值相差一个值。值。即：即：shnnITITITITeiES1 上式适用条件：上式适用条件：3 3mmmm基本尺寸（基本尺寸（D D）500mm500mm，标准公差标准公差IT8IT8的的J JN N和标准公差和标准公差IT7IT7的的P PZCZC。用上式计算出孔的基本偏差后按一定规则化整，得到孔的基本偏差用上式计算出孔的基本偏差后按一定规则化整，得到孔的基本偏差数值表。如数值表。如P174P174表表12-412-4所示。实际应用时只要会查表即可。所示。实际应用时只
29、要会查表即可。例例12-112-1：试用查表法确定试用查表法确定2020H7/p6H7/p6和和2020P7/h6P7/h6的孔和轴的极限的孔和轴的极限偏差，绘出公差与配合图解，计算两个配合的极限过盈。偏差，绘出公差与配合图解，计算两个配合的极限过盈。解：解：1 1）根据题意查表）根据题意查表12-112-1确定孔、轴的标准公差。得：确定孔、轴的标准公差。得：孔孔 IT7=21 IT7=21 m m。轴轴 IT6=IT6=13 13 m m 。2 2）从表）从表12-312-3中查出轴的基本偏差；中查出轴的基本偏差；另一偏差则可按公式另一偏差则可按公式 eiei=es-ITes-ITs s e
30、ses=ei+ITei+ITS S 计算计算 轴轴p6p6的基本偏差为下偏差的基本偏差为下偏差 eiei=+22=+22 m m。eses=ei+ITei+ITS S =22+13=35=22+13=35 m m。而轴而轴h6h6的的(因是基轴制因是基轴制)基本偏差为上偏差基本偏差为上偏差 eses=0=0。eiei=es-ITes-ITs s=0-13=-13=0-13=-13m m。3 3）从表）从表12-412-4查出孔的基本偏差：查出孔的基本偏差：另一偏差，对于另一偏差，对于A AH ES=H ES=EI+ITEI+ITh h 或或 ES=-ES=-eiei+J JZC EI=ES-Z
31、C EI=ES-ITITh h 计算计算。孔孔H7H7为基准孔，为基准孔，所以，下偏差是基本偏差，所以，下偏差是基本偏差，EI=0EI=0因此，上偏差因此，上偏差ES=ES=EI+ITEI+ITh h=0+21=21=0+21=21 m m。而孔而孔P7P7的基本偏差为上偏差的基本偏差为上偏差ESES（属于特殊规则基轴制范围）即：属于特殊规则基轴制范围）即：按按ES=-ES=-eiei+计算，在表计算，在表12-412-4中右栏内对应于中右栏内对应于7 7级栏可查得级栏可查得=8=8 m m，所以，所以，ES=-ES=-eiei+=-=-22+8=-1422+8=-14 m m。EI=ES-E
32、I=ES-ITITh h =-14-21=-35-14-21=-35 m m。这样就有：这样就有：013.006035.0014.0720022.0035.060021.0720hPpH和4 4）计算极限过盈）计算极限过盈 对于基孔制对于基孔制 Y Ymaxmax=EI-=EI-eses=0-35=-35=0-35=-35 m m。（2020H7/p6H7/p6）Y Yminmin=ES-=ES-eiei=21-22=-1=21-22=-1 m m。对于基轴制对于基轴制 Y Ymaxmax=EI-=EI-eses=-35-0=-35=-35-0=-35 m m。（2020P7/h6P7/h6）
33、Y Yminmin=ES-=ES-eiei=-14-=-14-（-13-13）=-1=-1 m m。这个结果表明这两种基准制配合的极限过盈完全相同。即配合性质这个结果表明这两种基准制配合的极限过盈完全相同。即配合性质相同。相同。配合公差为配合公差为 T Tf f=|=|Y Ymaxmax-Y Yminmin|=|=T Th h+T+TS S =|35-1|=21+13=34|35-1|=21+13=34 m m。-13H7p6P7h6YmaxYminYmax+35+22Ymin+21-14-35-35-1图图 2020H7/p6H7/p6和和2020P7/h6P7/h6公差与配合图解公差与配合
34、图解20+0 5 5）绘制尺寸公差带图和配合公差带图解：）绘制尺寸公差带图和配合公差带图解：例例:基本尺寸为基本尺寸为4040mmmm的孔、轴配合，要求极限间隙不超出的孔、轴配合，要求极限间隙不超出0 0+6464m m。试确定孔、轴的公差带与配合代号。并画出尺寸公差带图和配。试确定孔、轴的公差带与配合代号。并画出尺寸公差带图和配合公差带图。合公差带图。解：解：1)1)首先求出配合公差首先求出配合公差T Tf f=|x xmaxmax-x-xminmin|=|64-0|=64|=|64-0|=64 m m 2)2)由由T Th h+T+Ts s=T Tf f=64=64 m m 和和 4040
35、mmmm查表查表12-112-1选定公差等级，选取孔选定公差等级，选取孔的标准公差为的标准公差为IT8=39IT8=39 m m，轴的标准公差为轴的标准公差为IT7=25 IT7=25 m m。（。（因因39+25=6439+25=64是合适的！是合适的！）3 3）若采用基孔制则）若采用基孔制则EIEI=0=0，所以，所以，ES=ES=EI+ITEI+ITh h=0+39=+39=0+39=+39 m m。4 4）采用间隙配合时，直接用最小间隙等于零来确定轴的基本偏差，）采用间隙配合时，直接用最小间隙等于零来确定轴的基本偏差，查表查表12-312-3取取h7,h7,其其eses=0,=0,则则
36、X Xminmin=0,=0,所以，所以，下偏差下偏差 eiei=es-IT=es-ITs s(IT7)(IT7)=0-25=-25 =0-25=-25 m m。5 5）所以，配合代号）所以，配合代号 4040H8/H8/h7h7，其最大间隙为其最大间隙为 X Xmaxmax=ES-=ES-eiei =39-(-25)=64 =39-(-25)=64m mT Tf f=64 64 m m。符合要求符合要求！即：400.03980070.025Hh6 6）绘制尺寸、配合公差带图）绘制尺寸、配合公差带图+0+04040+64+39-25XmaxXmin=0例例 4040H8/h7H8/h7公差与配
37、合图解公差与配合图解h7H8返 回返 回返 回返 回返 回返 回最大间隙最大间隙 X Xmaxmax=D Dmaxmax-d-dminmin=ES-=ES-eiei最大过盈最大过盈 Y Ymaxmax=D Dminmin-d-dmaxmax=EI-=EI-eses平均间隙（过盈）平均间隙（过盈）X X（Y Y）=（X Xmaxmax+Y Ymaxmax ）/2/2配合公差配合公差 T Tf f=|=|X Xmaxmax-Y Ymaxmax|=|=T Th h+T+TS S返 回最大过盈量 Ymax=Dmin-dmax=EI-es最小过盈量 Ymin=Dmax-dmin=ES-ei平均过盈量 Y
38、av=(Ymax+Ymin)/2允许过盈的变动量称为配合（过盈）公差过盈时配合公差为 Tf=|Ymax-Ymin|=Th+TS YnaxYminYmaxYmin=0图 过盈配合ESESEIEIeseseiei轴轴孔孔返 回一、一般、常用和优先的公差等级 按国家标准中提供的按国家标准中提供的2020个公差等级和个公差等级和2828种基本偏差，可种基本偏差，可以组成很多种公差带（孔有以组成很多种公差带（孔有543543种，轴有种，轴有541541种）。由孔、轴种）。由孔、轴公差带又能组成大量的配合。但在生产实践中，为了尽可能公差带又能组成大量的配合。但在生产实践中，为了尽可能减少零件、定值刀具、量
39、具和工艺装备的品种和规格，对所减少零件、定值刀具、量具和工艺装备的品种和规格，对所选用的公差带与配合作了必要的限制。选用的公差带与配合作了必要的限制。二、优先和常用配合 国家标准规定的基孔制常用配合国家标准规定的基孔制常用配合5959种，其中优先配合种，其中优先配合1313种，见表。基轴制常用配合种，见表。基轴制常用配合4747种，其中优先配合种，其中优先配合1313种。见种。见P180P180表表12-612-6。上述表中带黑三角形的为优先配合。上述表中带黑三角形的为优先配合。请注意：在表请注意：在表12-512-5中，当轴的标准公差中，当轴的标准公差IT7IT7级时，是与低级时，是与低一级
40、的孔配合。而一级的孔配合。而IT8IT8级时，与同级基准孔配合。在表中，级时，与同级基准孔配合。在表中，当孔的标准公差小于当孔的标准公差小于IT8IT8级时或少数等于级时或少数等于IT8IT8级时，是与高一级时，是与高一级的基准轴相配的。其余是孔、轴同级配合。级的基准轴相配的。其余是孔、轴同级配合。尺寸公差与配合的选择是机械设计与制造中的一个重要尺寸公差与配合的选择是机械设计与制造中的一个重要环节。合理地选用公差与配合，不但可以促进生产，而且有环节。合理地选用公差与配合，不但可以促进生产，而且有利于提高产品质量降低成本。在设计中，公差与配合的选用利于提高产品质量降低成本。在设计中，公差与配合的
41、选用主要包括：确定基准制、公差等级与配合种类。主要包括：确定基准制、公差等级与配合种类。一、基准制的选用一、基准制的选用选择基准时，应从结构、工艺、经济等几方面考虑：选择基准时，应从结构、工艺、经济等几方面考虑：1 1）一般情况下，应优先选用基孔制。因为加工孔比加）一般情况下，应优先选用基孔制。因为加工孔比加工轴更困难。而且所用刀具、量具尺寸规格也多些。采用基工轴更困难。而且所用刀具、量具尺寸规格也多些。采用基孔制可以大大缩减定值刀具、量具的规格和数量。只有在有孔制可以大大缩减定值刀具、量具的规格和数量。只有在有明显经济效果下（如图）才采用基轴制。明显经济效果下（如图）才采用基轴制。2 2）与
42、标准件配合时，基准制通常依标准件而定。（如）与标准件配合时，基准制通常依标准件而定。（如图）所示。图）所示。3 3）为满足配合的特殊要求，允许选用非标准制配合，）为满足配合的特殊要求，允许选用非标准制配合，即指相配合的两个零件既无基准孔即指相配合的两个零件既无基准孔H H，又无基准轴又无基准轴h h的配合。的配合。二、公差等级的选用 合理选择公差等级，对于保证满足零件使用要求和降合理选择公差等级，对于保证满足零件使用要求和降低成本十分重要。一般选用的原则是：低成本十分重要。一般选用的原则是：在满足使用要求的前提下，在满足使用要求的前提下，尽量选用较低的公差等级。尽量选用较低的公差等级。也就是说
43、尽量扩大公差值。便于加工制作和降低成本。也就是说尽量扩大公差值。便于加工制作和降低成本。国家标准各公差等级与加工方法的大致关系国家标准各公差等级与加工方法的大致关系 推荐应用如下：推荐应用如下：IT01 IT01、IT0IT0、IT1IT1级级 一般用于高精度量块和其他精密尺一般用于高精度量块和其他精密尺寸标准的公差。大致相当于量块的寸标准的公差。大致相当于量块的1 1、2 2、3 3级精度的公差。级精度的公差。IT2 IT2IT5IT5级级 用于特别精密零件的配合。用于特别精密零件的配合。IT5 IT5IT12IT12级级 用于常用配合尺寸公差，用于常用配合尺寸公差，IT12 IT12 IT
44、18IT18级级 用于精度低，主要用于非配合尺寸，用于精度低，主要用于非配合尺寸，在配合尺寸中应用较少。在配合尺寸中应用较少。三、配合种类的选择三、配合种类的选择 在设计中，根据使用要求，尽可能选用优先配合和在设计中，根据使用要求，尽可能选用优先配合和常用配合。常用配合。机器的质量大多数取决于对其零部件所规定的配合条件机器的质量大多数取决于对其零部件所规定的配合条件是否合理，许多零件的尺寸公差，都是由配合要求决定的，是否合理，许多零件的尺寸公差，都是由配合要求决定的，一般选用配合的方法有三种。一般选用配合的方法有三种。1 1）计算法）计算法 是根据一定理论和公式计算出所需的间是根据一定理论和公
45、式计算出所需的间隙或过盈。理论计算也是近似的，在实际工作时还需试验隙或过盈。理论计算也是近似的，在实际工作时还需试验来确定。很少用。来确定。很少用。2 2）试验法）试验法 用试验的方法来确定机器工作性能求得用试验的方法来确定机器工作性能求得最佳的间隙或过盈。此方法比较可靠，但周期长成本高，最佳的间隙或过盈。此方法比较可靠，但周期长成本高，应用也少。应用也少。3 3）类比法）类比法 是按同类型机器或机构中，经过生产实践是按同类型机器或机构中，经过生产实践验证的已用配合的实际情况，再考虑所设计机器的的使用要验证的已用配合的实际情况，再考虑所设计机器的的使用要求，参照确定需要的配合。该方法应用最广。
46、要掌握这种方求，参照确定需要的配合。该方法应用最广。要掌握这种方法，首先必须分析机器或机构的功用、工作条件及技术要求，法，首先必须分析机器或机构的功用、工作条件及技术要求，进而研究结合零件的工作要求，其次要了解各种配合的特性进而研究结合零件的工作要求，其次要了解各种配合的特性和应用。和应用。A A 分析零件的工作条件和使用要求，主要从以下几方面分析零件的工作条件和使用要求，主要从以下几方面考虑，工作时零件的相对位置状态（如运动速度、精度、方考虑，工作时零件的相对位置状态（如运动速度、精度、方向、时间等）载荷情况、润滑条件、温度变化、配合性质、向、时间等）载荷情况、润滑条件、温度变化、配合性质、
47、装卸条件，及材料的物理机械性能等。不同工作条件影响间装卸条件，及材料的物理机械性能等。不同工作条件影响间隙量或过盈的趋势见表。隙量或过盈的趋势见表。解：解：1 1）选择基准制）选择基准制四、选用实例四、选用实例 例：例：有一孔、轴配合，基本尺寸为有一孔、轴配合，基本尺寸为 100100mmmm要求配合要求配合的过盈或间隙在的过盈或间隙在-0.048-0.048+0.041+0.041范围内范围内,试确定此配合的孔、试确定此配合的孔、轴公差带和配合代号。轴公差带和配合代号。B B 了解各种配合的特性和应用。如间隙配合的特性，了解各种配合的特性和应用。如间隙配合的特性，是具有间隙。间隙的作用是用于
48、结合件相对运动的配合，是具有间隙。间隙的作用是用于结合件相对运动的配合，也用于一般定位配合；过盈配合的特性，是具有过盈。它也用于一般定位配合；过盈配合的特性，是具有过盈。它的作用主要是保证配合件联接可靠传递扭矩；过渡配合的的作用主要是保证配合件联接可靠传递扭矩；过渡配合的特性是，可能具有间隙也可能具有过盈所得间隙或一般比特性是，可能具有间隙也可能具有过盈所得间隙或一般比较小。主要用于定位精确，并可拆卸的联结。见表。较小。主要用于定位精确，并可拆卸的联结。见表。由于没有特殊要求，所以，应优先选用基孔制，即孔由于没有特殊要求，所以，应优先选用基孔制，即孔的基本偏差代号为的基本偏差代号为“H”H”2
49、 2）根据题意查表）根据题意查表12-112-1确定孔、轴的公差等级确定孔、轴的公差等级配合公差配合公差 T Tf f=X Xmaxmax Y Ymaxmax =0.041-(-0.048)=0.089=0.041-(-0.048)=0.089 mm=89 mm=89 m m 因为，因为，T Tf f=T Th h+T Ts s=0.089mm=89=0.089mm=89 m m 当孔与轴的配合为同级配当孔与轴的配合为同级配合时，合时，T Th h=T=Ts s=T=Tf f/2=0.0445mm=44.5/2=0.0445mm=44.5 m m 所以所以,由表由表12-112-1可得可得,轴
50、轴 T Ts s=IT7=35 IT7=35 m,m,孔孔 T Th h=IT8=54 IT8=54 m m T Tf f=T Th h+T Ts s=54+35=89=54+35=89 m=m=T Tf f 3 3）确定孔、轴基本偏差代号）确定孔、轴基本偏差代号 孔孔 EI=0EI=0（基孔制）基孔制）所以，所以，ES=EI+TES=EI+Th h（IT8IT8）=0+54=54=0+54=54 m m 轴：轴：由由 ES-ES-eiei=X Xmaxmax 的关系，得的关系，得 eiei=ES-=ES-X Xmaxmax=54-=54-41=13 41=13 m m。查表查表12-312-
