1、1第第2 2章章 光滑圆柱体结合的极限光滑圆柱体结合的极限与配合与配合2.3 极限制2.4 公差带与配合的标准化 2022-12-16 2.3 极限制极限制极限制是标准化了的公差与偏差制度。它包含了标准尺寸公差的数值系列和标准基本偏差的数值系列，从而可以获得标准的极限尺寸，因此称为极限制。22022-12-16标准公差数值系列使孔、轴尺寸公差带的大小标准化;标准极限偏差数值系列使孔、轴公差带的相对位置标准化。32022-12-16 本节主要介绍GB/T1800.3极限与配合中涉及的有关该部分内容，包括标准公差、基本偏差的有关取值、计算及规律等。42022-12-16 2.3.1 标准公差系列
2、标准公差IT是指大小已经标准化的公差值，即在国家标准极限与配合制中，用以确定公差带大小的任一公差。标准公差系列由不同公差等级和不同基本尺寸的标准公差构成。见表2-1：52022-12-16（2）标准公差等级 国家标准按照标准公差数值增大的顺序，在基本尺寸至500 mm常用尺寸范围内规定IT01，IT0，IT1，IT2，IT18共20个标准公差等级；在基本尺寸大于5003150 mm的大尺寸范围内,，规定了IT1IT18共18个标准公差等级。62022-12-16 从IT01到IT18，公差等级依次降低，而相应的公差等级系数依次增大，标准公差值依次增大。72022-12-16标准公差等级代号用字
3、母IT（ISO Tolerance）和数字组成，例如IT8。当标准公差等级与代表基本偏差的字母一起组成公差带代号时，应省略字母IT，例如：H8。在极限与配合国家标准中，同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差被认为具有同等精确程度。82022-12-16（3）标准公差因子i（公差单位）标准公差因子i是用以确定标准公差的基本单位，是制定标准公差系列表格的基础。当尺寸500 mm时，标准公差因子i的计算公式如下：（2.22）其中，i标准公差因子，单位为m D 基本尺寸分段的计算尺寸，单位为mm。DDi001.045.0392022-12-16 由公式2.22可知：当基本尺寸很小时，第二项所占比重很小；
4、当基本尺寸较大时，第二项所占比重随之增加，即对测量误差的影响增大。也就是说公差因子i随尺寸的增加而加快增大。102022-12-16 对尺寸5003150mm的范围，标准公差因子i按下式计算：（2.23）i标准公差因子，单位为m D基本尺寸分段的计算尺寸，单位为mm。大尺寸标准公差因子与基本尺寸呈线性关系。1.2004.0Di112022-12-164115ITIT（4）标准公差数值的计算 表2-2 基本尺寸500mm4315ITIT2115ITIT12公差等 公式 公差等级 公式 公差等级 公式IT010.3+0.008D IT57iIT12160iIT00.5+0.012D IT610iI
5、T13250iIT10.8+0.020D IT716iIT14400iIT2(IT1)IT825iIT15640iIT3(IT1)IT940iIT161000i IT1064iIT171600iIT4(IT1)IT11100iIT182500i2022-12-16 对IT5IT18级，标准公差计算公式为：IT=i (2.24)其中，IT 标准公差；公差等级系数；i 标准公差因子。132022-12-16 由公式2.24可知：当基本尺寸一定时，标准公差的大小只取决于公差等级系数，从IT 6开始，公差等级系数符合优先数系，其值按公比递增，且每增加5个等级，标准公差值增大10倍。142022-12-
6、164115ITIT 对IT 01、IT 0、IT 1三个最高的公差等级，主要考虑测量误差的影响，采用标准公差与基本尺寸之间呈线性关系，三个计算公式中的系数和常数均用优先数系的派生系列R10/2。对IT 2、IT 3及IT 4三个等级，其标准公差值近似在IT 1IT 5级的数值之间呈几何级数分布，公比为152022-12-164115ITIT表2-3 基本尺寸500mm3150 mm注：D以mm计，I与IT均以m计。2115ITIT164315ITIT2022-12-16（5）基本尺寸分段 当标准公差等级相同，基本尺寸相差不大时，公差值很接近。因此，从减少标准公差的数目，统一公差值，简化公差表
7、格，方便生产应用出发，国标对基本尺寸进行分段，见表2-4。172022-12-16 基本尺寸分段后，在同一个尺寸段内的所有尺寸，具有相同的标准公差因子i，则公差等级相同时都用同一个标准公差值。标准公差因子i计算式中用于计算的基本尺寸D为每一尺寸段中首尾两个尺寸D首、D尾的几何平均值，即：(2.25)尾首D*DD 182022-12-16国标将基本尺寸分段为主段落和中间段落。一般在标准公差表格中，使用较疏分段的主段落，如表2-1；而分段较密的中间段落，应用于对过盈和间隙比较敏感的配合，如下文的表2-6、2-7。例题练习：例2-3192022-12-162.3.2 基本偏差系列 基本偏差是用于确定
8、公差带相对于零线位置的那个极限偏差，可以是上偏差或者下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。它是使公差带相对于零线位置标准化的唯一参数。不同的基本偏差获得不同位置的公差带，组成各种不同性质、不同松紧程度的配合，以满足机器各种各样功能的需求。202022-12-16（1）基本偏差代号及特点 GB/T1800.2-1998对孔和轴分别规定了28种基本偏差，形成如图2-12 所示的基本偏差系列。基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写表示孔，小写表示轴。212022-12-16图2-12 基本偏差系列 22+0-+0-JJSHGFGFEFEDCDCBAMNPRS TUVXYZZAZBZC孔轴ES基本尺寸EIei
9、abccddeefffgghjjskmnprstuvxyzzazbzc基本尺寸2022-12-16在图2-12中可知：对于孔：AH的基本偏差为下偏差EI，其绝对值依次减小；JZC的基本偏差为上偏差ES，其绝对值依次增大；H为基准孔，基本偏差为零。对于轴：ah的基本偏差为上偏差es，其绝对值依次减小；jzc的基本偏差为下偏差ei，其绝对值依次增大；h为基准轴，基本偏差为零。232022-12-16（2）轴的基本偏差 轴的基本偏差数值是在基孔制的基础上，根据所要求的不同配合性质来计算确定的。计算公式见表2-5242022-12-16 其中：ah用于间隙配合，其基本偏差的绝对值等于与基孔制配合的最小
10、间隙；jn主要用于过渡配合。其基本偏差ei是按与一定等级的孔相配合时的最大间隙不超出一定值来确定的；pzc主要用于过盈配合，从保证配合的主要特性最小过盈来考虑，而且大多数按它们与最常用的基准孔H7相配合为基础来考虑。252022-12-16 利用表2-5中轴基本偏差的计算公式，将尺寸分段的几何平均值带入这些公式求得对应数值，经过尾数圆整后，得到轴的基本偏差数值，如表2-6所示，便可供在实际应用中方便快捷的查找。262022-12-16 轴的基本偏差确定后，求轴的另一个极限偏差可根据轴的基本偏差和标准公差，按如下公式计算：ei=es-IT (2.26)或 es=ei+IT (2.27)例题练习：
11、例2.4 272022-12-16（3）孔的基本偏差 孔的基本偏差是以基轴制配合为基础制定的。由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一致的，所以孔的基本偏差与相同代号的轴的基本偏差计算公式相同，见表2-5。所以，孔的基本偏差也可由相同代号的轴的基本偏差换算得到。282022-12-16 换算的前提是：在孔和轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合的条件下，当基轴制配合中孔的基本偏差代号与基孔制配合中轴的基本偏差代号相当(例如40B9/h9中孔的B对应于40H9/b9中轴的b)时，其基本偏差的对应关系,应保证按基轴制形成的配合(例如80D9/h9)与按基孔制形成的配合(例如80H9/d9)相同。29202
12、2-12-16 综上所述，孔的基本偏差可按以下两种规则换算,如图2-13所示：图2-13 同代号孔与轴基本偏差关系 30最小过盈esei最小过盈ei基孔制 基轴制基孔制 基轴制基孔制 基轴制过盈配合过渡配合间隙配合HhHHhh孔公差带孔公差带孔公差带基本尺寸2022-12-16 1）通用规则：同一字母表示的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对于零线的位置是完全对称的。如：ES=-ei (2.28)EI=-es (2.29)312022-12-16 通用规则适合于以下情况：基本尺寸500mm的AH，因其基本偏差EI和对应轴的基本偏差es的绝对值都等于最小间隙，故不论孔与轴是否采用同级配合，均按通用规则
13、确定，即EI=-es。基本尺寸500mm的KZC，因标准公差大于IT8的K、M、N和大于IT7的P至ZC，一般孔轴采用同级配合，故按通用规则确定，即ES=-ei。但标准公差IT8、基本尺寸3mm的N例外，其基本偏差ES=0。322022-12-16 2）特殊规则：用同一字母表示孔、轴基本偏差时，孔基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反，而绝对值相差一个值。ES=-ei+(2.30)=ITn-ITn-1 (2.31)其中，ITn某一级孔的标准公差；ITn-1比某一级孔高一级的轴的标准公差。332022-12-16 特殊规则适用于：基本尺寸500 mm，标准公差IT8的J、K、M、N，标准公差IT
14、7的P至ZC的孔。342022-12-16当孔的基本偏差确定后，求其另一个极限偏差(上偏差或下偏差)，亦可根据孔的基本偏差和标准公差，按以下关系计算：EI=ES-IT (2.32)ES=EI+IT (2.33)按上述孔的计算公式和基本偏差换算规则，GB列出孔的基本偏差数值，见表2-7（教材P19-20）为基本尺寸500 mm的孔的基本偏差数值表，实际应用时刻直接查取。352022-12-16 例题练习：计算孔、轴的的极限偏差，配合性质并绘出尺寸公差带图解比较。例2.6362022-12-16对基本尺寸5003150mm的轴和孔的所有公差，由于孔和轴一律采用同级配合，因此孔的基本偏差的计算遵从通
15、用规则，即同代号的轴和孔，其基本偏差的绝对值相等，而符号相反。表2-8为基本尺寸5003150mm的轴和孔的基本偏差数值表。372022-12-162.4 公差带与配合的标准化公差带与配合的标准化 在极限与配合国标中，对孔和轴分别规定了在极限与配合国标中，对孔和轴分别规定了20个公差等级和个公差等级和28种基本偏差。当基本尺种基本偏差。当基本尺寸寸500mm时，基本偏差时，基本偏差J限用限用IT6，IT7，IT8三个标准公差等级，基本偏差三个标准公差等级，基本偏差j限用限用IT5，IT6，IT7，IT8四个标准公差等级，因此四个标准公差等级，因此可以得到孔的公差带有可以得到孔的公差带有(28-
16、1)20+3=543种，轴的公差带有种，轴的公差带有(28-1)20+4=544种。种。这就给生产实践中的基准选择、经济性、刀具选择等造成了诸多不便。382022-12-16为减少定值刀具、量具和工艺装备的品种及规格，提高制造经济性，国标GB/T1801-1999对基本尺寸至500mm的孔、轴分别规定了一般、常用和优一般、常用和优先选用先选用公差带。392022-12-16 表2-9（教材P24）列出了119种轴的一般公差带，方框内为59种常用公差带，圆圈内为13种优先使用公差带。表2-10（教材P25）列出了105种孔的一般公差带，方框内为44种常用公差带，圆圈内为13种优先使用公差带。40
17、2022-12-16国标在规定孔、轴公差带选用的基础上还规定了孔、轴公差带的组合标准。基孔制配合中常用配合59种，如表2-11（教材P25）所示。其中注有涂黑符号（）的13种为优先配合。基轴制配合中常用配合47种，如表（教材P26）2-12所示，其中注有涂黑符号（）的13种为优先配合。412022-12-16注明：选用公差带时，应按优先、常用、选用公差带时，应按优先、常用、一般公差带的次序选用。当一般公差一般公差带的次序选用。当一般公差带也不能满足使用要求时，允许按国带也不能满足使用要求时，允许按国标规定的基本偏差和公差带等级组成标规定的基本偏差和公差带等级组成所需要的公差带。所需要的公差带。尺寸至18mm，国标规定轴公差带163种，见表2-13，孔公差带145种，见表2-14。主要适用于仪器仪表和钟表工业。这里不作介绍。422022-12-16尺寸至18mm，国标规定轴公差带163种，见表2-13，孔公差带145种，见表2-14。主要适用于仪器仪表和钟表工业。这里不作介绍。432022-12-16
