《概述基本概念》PPT课件.ppt

第第2 2章章 尺寸精度设计尺寸精度设计2.1 2.1 概述概述尺寸误差、尺寸精度尺寸误差、尺寸精度l尺寸误差尺寸误差l是加工过程中产生的。是加工过程中产生的。l工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，加工后的零件的实际尺寸与理想尺寸之差异。加工后的零件的实际尺寸与理想尺寸之差异。l尺寸精度尺寸精度l以公差的形式标注在零件的设计图样上，以公差的形式标注在零件的设计图样上，l作为制造、检测和验收的依据。作为制造、检测和验收的依据。极限与配合极限与配合（公差与配合）l极限（极限（Limits）l用于协调机器零件的使用要求与制造工艺及经济性之间用于协调机器零件的使用要求与制造工艺及经济性之间的矛盾。的矛盾。l配合（配合（fits）l反映了组成机器的零件相互之间的关系。反映了组成机器的零件相互之间的关系。l极限与配合极限与配合l决定了机器零、部件相互配合的条件和状况，决定了机器零、部件相互配合的条件和状况，l直接影响到产品的精度、性能和使用寿命，直接影响到产品的精度、性能和使用寿命，l是评定产品质量的重要技术指标。是评定产品质量的重要技术指标。“极限与配合极限与配合”标准化的重要意标准化的重要意义义l有利于机械产品的设计、制造和维修；有利于机械产品的设计、制造和维修；l有利于保证机械零件的精度，满足使用性能有利于保证机械零件的精度，满足使用性能和寿命等要求；和寿命等要求；l有利于刀具、量具的标准化、系列化；有利于刀具、量具的标准化、系列化；l便于组织专业化协作生产和国际间的技术交便于组织专业化协作生产和国际间的技术交流。流。极限与配合极限与配合GB组成组成lGB/T1800.1-1997极限与配合极限与配合基础基础第第1部分：词汇部分：词汇l Limits and fits-Bases-Part 1:Terminology lGB/T1800.2-1998极限与配合极限与配合基础基础第第2部分部分:公差、偏差公差、偏差和配合的基本规定和配合的基本规定lLimits and fits-Bases-Part 2:Basic rules of tolerances,deviations and fits lGB/T1800.3-1998极限与配合极限与配合基础基础第第3部分部分:标准公差和标准公差和基本偏差数值表基本偏差数值表lLimits and fits-Bases-Part 3:Numerical values tables of standard tolerances and fundamental deviationslGB/T1800.4-1999极限与配合极限与配合标准公差等级和孔、轴的标准公差等级和孔、轴的极限偏差表极限偏差表lLimits and fits-Tables of standard tolerance grades and limit deviations for holes and shafts极限与配合极限与配合GB组成（续）组成（续）lGB/T1801-1999极限与配合极限与配合公差带和配合的选择公差带和配合的选择lLimits and fits-Selection of tolerance zones and fitslGB/T1803-2003公差与配合公差与配合尺寸至尺寸至18mm孔、轴公差带孔、轴公差带lTolerance and fitting,dimensions up to 18mm holes,shaft tolerance rangelGB/T1804-2000一般公差一般公差未注公差的线性和角度尺寸的未注公差的线性和角度尺寸的公差公差lGeneral tolerances Tolerances for linear and angular dimensions without individual tolerance indications极限与配合极限与配合GB之特点之特点l应用最为广泛、公认非常重要。l尺寸公差带的标准化尺寸公差带的标准化：l大小大小标准公差（系列）标准公差（系列）l位置位置基本偏差（系列）基本偏差（系列）l同时规定了测量与检验制同时规定了测量与检验制l用以保证极限与配合标准的贯彻执行。用以保证极限与配合标准的贯彻执行。2.2 2.2 基本概念基本概念极限与配合的基本术语定义l2.2.1有关孔、轴的定义有关孔、轴的定义l2.2.2有关尺寸的术语定义有关尺寸的术语定义l2.2.3有关尺寸偏差和公差的术语定义有关尺寸偏差和公差的术语定义l有关尺寸配合的术语和定义有关尺寸配合的术语和定义2.2.1 2.2.1 有关孔、轴的定义有关孔、轴的定义l在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义。l孔（Hole）l通常是指圆柱形内表面及其它内表面中，由单一尺寸确定的部分，其尺寸由D表示；l孔为包容面l轴（Shaft）l通常是指圆柱形的外表面及其它外表面中由单一尺寸确定的部分，其尺寸由d 表示；l轴为被包容面。最常用的孔、轴l圆柱形孔、轴孔、轴奥迪6变速箱剖开展示2.2.2 2.2.2 有关尺寸的术语定义有关尺寸的术语定义l尺寸：尺寸：l用特定单位表示线性尺寸（长度）值的数字。用特定单位表示线性尺寸（长度）值的数字。l尺寸的单位：尺寸的单位：mml几种尺寸几种尺寸l尺寸尺寸SIZEl基本尺寸基本尺寸l实际尺寸实际尺寸l极限尺寸极限尺寸l作用尺寸作用尺寸l实体尺寸实体尺寸l【尺寸之实例尺寸之实例】l直径直径l半径半径l长度长度l宽度宽度l高度高度l深度深度l中心距中心距1.基本尺寸基本尺寸(BasicSize)l设计给定的尺寸。设计给定的尺寸。lD，dl是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。2.实际尺寸实际尺寸(ActualSize)l通过通过测量测量获得的尺寸。获得的尺寸。l包含包含测量误差测量误差。l且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。l用用Da、da表示。表示。l局部实际尺寸局部实际尺寸l是一个孔或轴的任一横截面中的任一距离或任何两对径是一个孔或轴的任一横截面中的任一距离或任何两对径点之间测得的尺寸。点之间测得的尺寸。3.极限尺寸极限尺寸(LimitSize)l允许零件实际尺寸变化的两个极限值。l最大极限尺寸maximum limit of sizel最小极限尺寸minimum limit of size尺寸合格条件尺寸合格条件l对于孔：对于孔：DmaxDaDminl对于轴：对于轴：dmaxdadmin2.2.3 2.2.3 有关尺寸偏差和公差的术语定义有关尺寸偏差和公差的术语定义l1.尺寸偏差尺寸偏差(deviation)l是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。l上偏差（ES，es）upper deviationl下偏差（EI，ei）lower deviation l实际偏差（Ea，ea）极限偏差极限偏差l尺寸合格条件（用偏差表示）尺寸合格条件（用偏差表示）l对于孔：对于孔：ES EaEIl对于轴：对于轴：es ea ei极极限限偏偏差差上偏差上偏差下偏差下偏差2.2.尺寸公差尺寸公差(Tolerance)(Tolerance)l是指允许尺寸的变动量。是指允许尺寸的变动量。l公差公差=最大极限尺寸最大极限尺寸-最小极限尺寸最小极限尺寸 l公差公差=上偏差上偏差-下偏差下偏差lT TD D、T Td d 一个简单例子一个简单例子公差与极限偏差的比较公差与极限偏差的比较l两者区别：l从数值上看从数值上看l极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的，而公差是允许尺极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的，而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。l从作用上看从作用上看l极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。l从工艺上看从工艺上看l对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。决定切削工具与工件相对位置的依据。公差与极限偏差的比较（续）l两者联系l公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。限偏差也就确定了公差。3.3.尺寸公差带（尺寸公差带（tolerance zone）l表示公差带和相对零线位置的一个区域。表示公差带和相对零线位置的一个区域。l反映了一对互相结合的孔和轴的基本尺寸、极限反映了一对互相结合的孔和轴的基本尺寸、极限尺寸、偏差、公差的相互关系。尺寸、偏差、公差的相互关系。尺寸公差带图尺寸公差带图（举例）（举例）+-50孔轴+0.025-0.025-0.041尺寸公差带尺寸公差带l为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准极限与配合规定公差带由标准公差和基本偏国家标准极限与配合规定公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。差两个要素组成。l标准公差 standard tolerance l确定公差带的确定公差带的大小大小l基本偏差 fundamental deviation l确定公差带的确定公差带的位置位置 基本偏差基本偏差l定义：是用来确定公差带相对于零线位置的上是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。偏差或下偏差。l如何确定？l一般指靠近零线的那个偏差。一般指靠近零线的那个偏差。l当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差；位于当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差；位于零线下方时，其基本偏差为上偏差。零线下方时，其基本偏差为上偏差。有关尺寸配合的术语和定义有关尺寸配合的术语和定义l1.1.配合（配合（fit fit）l是指基本尺寸相同的、互相结合的孔和轴公差带之间的是指基本尺寸相同的、互相结合的孔和轴公差带之间的关系。关系。l表达了对孔和轴结合松紧程度的功能要求。表达了对孔和轴结合松紧程度的功能要求。l 配合的特定含义l（1）指孔、轴的结合，存在包容与被包容的关系；）指孔、轴的结合，存在包容与被包容的关系；l（2）相互结合的孔、轴的基本尺寸相同；）相互结合的孔、轴的基本尺寸相同；l（3）配合的松紧程度，与间隙或过盈及其大小有）配合的松紧程度，与间隙或过盈及其大小有关，即与孔、轴公差带的相互位置有关；关，即与孔、轴公差带的相互位置有关；l（4）配合的松紧变动，即配合精度与孔、轴公差）配合的松紧变动，即配合精度与孔、轴公差带的大小有关。带的大小有关。2.2.间隙和过盈间隙和过盈l孔的尺寸孔的尺寸减减去相配合的轴的尺寸所得的代数差去相配合的轴的尺寸所得的代数差。l间隙间隙(Clearance)：+、0。l过盈过盈(Interference)：-、0。过盈量符号为负！l反映反映配合的松紧。配合的松紧。l（1 1）实际间隙和实际过盈）实际间隙和实际过盈（Sa、a）l对完工后的实际孔、轴。对完工后的实际孔、轴。l（2 2）极限间隙和极限过盈）极限间隙和极限过盈l是指相互配合孔、轴的相应极限尺寸（或极限偏差）之是指相互配合孔、轴的相应极限尺寸（或极限偏差）之差。差。l是实际间隙和实际过盈允许变动的界限值。是实际间隙和实际过盈允许变动的界限值。l最大间隙Smax，最小间隙Sminl最大过盈max，最小过盈minl（3 3）平均间隙）平均间隙（SavSav）、）、平均过盈平均过盈（avav）3.配合分类配合分类l间隙配合（保证具有X ）l过盈配合（保证具有Y）l过渡配合（可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合）0+-基本尺寸孔轴孔轴孔轴配合種類l间隙配合：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。l过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下。孔的公差带在轴的公差带之下。l过渡配合：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。（1）间隙配合）间隙配合clearancefitl具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。隙配合。l孔径总是大于轴径。孔径总是大于轴径。（2）过盈过盈配合配合interferencefitl具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。l孔径总是小于轴径。孔径总是小于轴径。（3）过渡过渡配合 transition fitl可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。l孔径可能大于轴径，也可能小于轴径。孔径可能大于轴径，也可能小于轴径。4.配合公差配合公差l是允许间隙或过盈的变动量。是允许间隙或过盈的变动量。l它等于最大间隙（过盈）与最小间隙（过盈）之它等于最大间隙（过盈）与最小间隙（过盈）之代数差的绝对值；代数差的绝对值；l也等于互相配合的孔公差带与轴公差带之和。也等于互相配合的孔公差带与轴公差带之和。lTf=TD+Tdl它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值。对配合松紧变动的程度给定的允许值。l它反映它反映配合的松紧变化程度配合的松紧变化程度，表示，表示配合精度配合精度，是，是评定评定配合质量配合质量的一个重要的综合指标。的一个重要的综合指标。5.配合公差带（略）配合计算举例配合计算举例l计算:孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 配配合合的的极极限限间间隙隙或或极极限限过过盈盈、配配合合公公差差并并画画出出公公差差带带图，说明配合类别。图，说明配合类别。000+-505050+0.025-0.025-0.041+0.025+0.059+0.043+0.025+0.018+0.0020+-50+0.025+0.018+0.002最大过盈最大过盈 max最大间隙最大间隙 Smax过渡配合过渡配合过渡配合时的配合公差过渡配合时的配合公差lTf=Smax maxl =ES ei EI+esl =TD+Td【结论】无论何种配合，其配合公差均等于孔公差无论何种配合，其配合公差均等于孔公差与轴公差之和。与轴公差之和。孔、轴的配合精度取决于相互配合的孔、孔、轴的配合精度取决于相互配合的孔、轴尺寸精度。轴尺寸精度。l例例2-12-1例例2-42-4（自学）（自学）例2-5l（1）已知某配合的基本尺寸为）已知某配合的基本尺寸为60mm，配合，配合公差公差Tf=49m，最大间隙，最大间隙Smax=19m，孔的尺寸公差孔的尺寸公差TD=30m，轴的下偏差，轴的下偏差ei=+11m，试确定孔的上、下偏差和轴的上偏差，试确定孔的上、下偏差和轴的上偏差，画出该配合的孔、轴的尺寸公差带图和配合公画出该配合的孔、轴的尺寸公差带图和配合公差带图，并说明配合类别。差带图，并说明配合类别。l（2）若有一相互结合的孔、轴的实际偏差分）若有一相互结合的孔、轴的实际偏差分别为：别为：Ea=+10m，ea=+5m，试判断该，试判断该孔轴的尺寸是否合格，所形成的配合是否合用孔轴的尺寸是否合格，所形成的配合是否合用？【解（【解（1）】）】l由由Tf=TD+Td得得l轴的尺寸公差为：轴的尺寸公差为：Td=Tf TD=49 30=19ml 根据极限偏差与公差的关系得根据极限偏差与公差的关系得l轴的上偏差：轴的上偏差：es=Td+ei=19+（+11）=+30ml由由Smax=ES ei 得得l孔的上偏差：孔的上偏差：ES=Smax+ei=19+（+11）=+30m l根据极限偏差与公差的关系得根据极限偏差与公差的关系得l孔的下偏差：孔的下偏差：EI=ES TD=（+30）30=0画出尺寸公差带图画出尺寸公差带图过渡配合过渡配合【解（【解（2）】）】l已知已知Ea=+10m，ea=+5ml根据尺寸合格条件根据尺寸合格条件l ES=+30m EaEI=0 l 孔的尺寸合格孔的尺寸合格l eaei=+11ml轴的尺寸不合格。轴的尺寸不合格。l l该孔、轴形成的配合是否合用？该孔、轴形成的配合是否合用？该孔、轴形成的配合是否合用？该孔、轴形成的配合是否合用？l该孔、轴装配后的实际间隙为：该孔、轴装配后的实际间隙为：Sa=Ea ea=（+10）（+5）=+5m Smax=+19m l该孔、轴形成的配合是合用的。该孔、轴形成的配合是合用的。结论结论l虽然轴的尺寸不合格，它仍可以与部分合格孔虽然轴的尺寸不合格，它仍可以与部分合格孔形成合用的配合。形成合用的配合。l但是该轴无互换性，不能与任一合格的孔都形但是该轴无互换性，不能与任一合格的孔都形成合用的配合。成合用的配合。不完全互换不完全互换例2-6l（1）已知某配合的基本尺寸为）已知某配合的基本尺寸为18mm，配合，配合公差公差Tf=19m，孔的尺寸公差，孔的尺寸公差TD=11m，轴的上偏差轴的上偏差es=0，最小过盈，最小过盈min=1m，试确定孔的上、下偏差和轴的下偏差，画出，试确定孔的上、下偏差和轴的下偏差，画出该配合的孔、轴的尺寸公差带图和配合公差带该配合的孔、轴的尺寸公差带图和配合公差带图，并说明配合类别。图，并说明配合类别。l（2）若有一相互结合的孔、轴的实际偏差分）若有一相互结合的孔、轴的实际偏差分别为：别为：Ea=15m，ea=7m，试判断，试判断该孔轴的尺寸是否合格，所形成的配合是否合该孔轴的尺寸是否合格，所形成的配合是否合用？用？【解（【解（1）】）】l由由Tf=TD+Td得得l轴的尺寸公差为：轴的尺寸公差为：Td=Tf TD=19 11=8m l 根据极限偏差与公差的关系得根据极限偏差与公差的关系得l轴的下偏差：轴的下偏差：ei=es Td=0 8=8m l由由min=ES ei得得l孔的上偏差孔的上偏差ES=min+ei=1+（8）=9m l根据极限偏差与公差的关系得根据极限偏差与公差的关系得l孔的下偏差：孔的下偏差：EI=ES TD=9 11=20m 尺寸公差带图尺寸公差带图过盈配合过盈配合【解（【解（2）】）】l已知已知Ea=15m，ea=7m l根据尺寸合格条件根据尺寸合格条件l ES=9m Ea=15mEI=20m l 孔的尺寸合格孔的尺寸合格l es=0 ea=7mei=8m l轴的尺寸合格。轴的尺寸合格。l该孔、轴形成的配合是否合用？该孔、轴形成的配合是否合用？l该孔、轴装配后的实际间隙为：该孔、轴装配后的实际间隙为：Sa=Ea ea=（+10）（+5）=+5m Smax=+19m l该孔、轴形成的配合是合用的。该孔、轴形成的配合是合用的。结论结论l孔、轴的尺寸均合格，所形成的配合一定是合用的；l且孔、轴均有互换性。完全互换完全互换