建筑工程类几何量公差与检测-第3章孔、轴公差与配合(课堂讲义)资料.ppt

第三章第三章 孔、轴公差与配合孔、轴公差与配合基本术语及其定义基本术语及其定义孔与轴的标准公差和基本偏差系列孔与轴的标准公差和基本偏差系列常用尺寸孔、轴公差与配合的选择常用尺寸孔、轴公差与配合的选择一一.有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义 1.1.孔孔孔孔 圆柱形的内表面以及其它非圆柱形的内表面。圆柱形的内表面以及其它非圆柱形的内表面。圆柱形的内表面以及其它非圆柱形的内表面。圆柱形的内表面以及其它非圆柱形的内表面。2.2.轴轴轴轴 圆柱形的外表面以及其它非圆柱形的外表面圆柱形的外表面以及其它非圆柱形的外表面圆柱形的外表面以及其它非圆柱形的外表面圆柱形的外表面以及其它非圆柱形的外表面。1 基本术语及其定义基本术语及其定义二、有关尺寸的术语和定义二、有关尺寸的术语和定义二、有关尺寸的术语和定义二、有关尺寸的术语和定义2.2.2.2.公称（基本）尺寸公称（基本）尺寸公称（基本）尺寸公称（基本）尺寸 指设计确定的尺寸指设计确定的尺寸指设计确定的尺寸指设计确定的尺寸 孔孔孔孔(轴轴轴轴)直径的直径的直径的直径的公称尺寸符号公称尺寸符号公称尺寸符号公称尺寸符号:D(d)D(d),其它长度的公其它长度的公其它长度的公其它长度的公称尺寸符号称尺寸符号称尺寸符号称尺寸符号:L:L 1.1.1.1.尺寸尺寸尺寸尺寸 线性尺寸：两点之间的距离线性尺寸：两点之间的距离线性尺寸：两点之间的距离线性尺寸：两点之间的距离 D Da ad da a 孔孔(轴轴)直径的实际尺寸符号直径的实际尺寸符号:Da(da)3.实际尺寸实际尺寸 零件加工后通过零件加工后通过测量测量所获得的尺寸所获得的尺寸mindmax4.4.4.4.极限尺寸极限尺寸极限尺寸极限尺寸 指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端值指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端值maxdmin孔孔轴轴零件合格的条件零件合格的条件：最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸实际尺寸实际尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸 Dmax Da Dmin dmax da dmin三、有关偏差和公差的术语及定义三、有关偏差和公差的术语及定义三、有关偏差和公差的术语及定义三、有关偏差和公差的术语及定义 1.1.1.1.尺寸偏差尺寸偏差尺寸偏差尺寸偏差实际尺寸实际尺寸实际尺寸实际尺寸 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 =实际偏实际偏实际偏实际偏差差差差 某一尺寸与公称尺寸的某一尺寸与公称尺寸的某一尺寸与公称尺寸的某一尺寸与公称尺寸的代数差代数差代数差代数差孔孔孔孔 DaDaDaDa D D D D =E E E Ea a 轴轴轴轴 da da da da D D D D =e e e ea a 极限尺寸极限尺寸极限尺寸极限尺寸 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 =极限偏差极限偏差极限偏差极限偏差 最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 =上偏差上偏差上偏差上偏差孔孔孔孔 Dmax Dmax Dmax Dmax D =D =D =D =ESESESES轴轴轴轴 dmax dmax dmax dmax D =D =D =D =eseseses最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸 公称尺寸公称尺寸公称尺寸公称尺寸 =下偏差下偏差下偏差下偏差 孔孔孔孔 Dmin Dmin Dmin Dmin D =D =D =D =EIEIEIEI轴轴轴轴 dmin dmin dmin dmin D =D =D =D =eieieiei有了偏差的概念后，尺寸合格条件也可表示为：有了偏差的概念后，尺寸合格条件也可表示为：有了偏差的概念后，尺寸合格条件也可表示为：有了偏差的概念后，尺寸合格条件也可表示为：上偏差上偏差上偏差上偏差 实际偏差实际偏差 下偏差下偏差下偏差下偏差 ESES Ea I I es es ea ei ei2.2.2.2.尺寸公差尺寸公差尺寸公差尺寸公差u孔、轴的尺寸公差用符号孔、轴的尺寸公差用符号孔、轴的尺寸公差用符号孔、轴的尺寸公差用符号T Th h 、T Ts s 表示表示表示表示:T Th h =D=DmaxmaxDDminmin=ES =ES EIEI T Ts s =d=dmaxmax d dmin min =es=es eiei uu 尺寸公差用符号尺寸公差用符号尺寸公差用符号尺寸公差用符号T T表示表示表示表示（ToleranceTolerance）允许尺寸的变动量允许尺寸的变动量允许尺寸的变动量允许尺寸的变动量零线零线下偏差下偏差上偏差上偏差轴轴孔孔最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸公称尺寸公称尺寸公差公差最大极限尺寸最大极限尺寸公称尺寸公称尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸公差公差下偏差下偏差上偏差上偏差3.3.3.3.尺寸公差带图尺寸公差带图尺寸公差带图尺寸公差带图+0-19上偏差上偏差+0-下偏差下偏差下偏差下偏差T TT T+2+260mm+21单位单位:um(除除0偏差外偏差外)偏差前必须偏差前必须冠于冠于“+”或或“-”公称尺寸公称尺寸4.零线零线 表示公称尺寸的一条直线，以其为基准，确定偏差表示公称尺寸的一条直线，以其为基准，确定偏差上偏差上偏差+0-下偏差下偏差下偏差下偏差下偏差下偏差DT TT T+21+0-+2+2-19605.基本偏差基本偏差 上偏差或下偏差中靠近零线的那个极限偏差。上偏差或下偏差中靠近零线的那个极限偏差。上偏差上偏差上偏差上偏差-1-1 尺寸公差带二要素尺寸公差带二要素大小大小大小大小由由公差值公差值公差值公差值T T确定确定位置位置位置位置由由基本偏差基本偏差基本偏差基本偏差确定确定靠近零线靠近零线靠近零线靠近零线的的上偏差上偏差上偏差上偏差或或下偏差下偏差下偏差下偏差上偏差上偏差+0-下偏差下偏差下偏差下偏差下偏差下偏差DT TT T+21+0-+2+2-1960上偏差上偏差上偏差上偏差-1-1用普通计量器具测量用普通计量器具测量30 mm轴，若轴，若安全裕度安全裕度为为0.0052mm，则该轴的，则该轴的上验收极限为上验收极限为_mm，下验收极限为下验收极限为_mm?例二例二29.954829.9132+0-EI/eiD/dES/esES/es不考虑不考虑安全裕安全裕度度下验收极限下验收极限上验收极限上验收极限上验收极限上验收极限安全裕安全裕度度安全裕安全裕度度配合（配合（fit）：）：公称尺寸相同，相互结合的孔与轴公公称尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间的关系。差带之间的关系。间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合三三种种关关系系四、有关配合的术语及定义四、有关配合的术语及定义四、有关配合的术语及定义四、有关配合的术语及定义间隙配合（间隙配合（Clearance fit）具有间隙（含最小间隙等于零）的配合。具有间隙（含最小间隙等于零）的配合。孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔大、轴孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔大、轴小的配合。小的配合。间隙配合（间隙配合（Clearance fit）过盈配合（过盈配合（Interference Interference fit）具有过盈（含最小过盈等于零）的配合。具有过盈（含最小过盈等于零）的配合。孔孔的的公公差差带带位位于于轴轴公公差差带带之之下下，通通常常是是指指孔孔小小、轴轴大的配合，大的配合，过盈配合（过盈配合（Interference Interference fit）过渡配合（过渡配合（Transition fit ）可能产生间隙或过盈的配合。可能产生间隙或过盈的配合。孔孔、轴轴公公差差带带相相互互交交叠叠，是是介介于于间间隙隙配配合合与与过过盈盈配配合之间的配合合之间的配合。特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合的工件精度都较高过渡配合的工件精度都较高过渡配合的工件精度都较高过渡配合的工件精度都较高过渡配合（过渡配合（Transition fit ）配合制配合制 基准制基准制-为了设计和制造上的经济性，把其为了设计和制造上的经济性，把其中中孔公差带孔公差带孔公差带孔公差带或或轴公差带轴公差带轴公差带轴公差带的的位置固定位置固定,而改变而改变轴轴轴轴公差带公差带公差带公差带或或孔公差带孔公差带孔公差带孔公差带的位置，的位置，来实现所需要的各来实现所需要的各种配合的制度。种配合的制度。基基孔孔孔孔制制-固定固定孔公差带孔公差带孔公差带孔公差带位置，位置，改变改变轴公差轴公差轴公差轴公差带带带带位置来实现所需要的各种配合的制度。位置来实现所需要的各种配合的制度。-+DT TH H T TS S T TS S T TS S T TS S T TS S T TS S基基轴轴轴轴制制-固定固定轴轴轴轴公差带公差带公差带公差带位置，位置，改变改变孔公差孔公差孔公差孔公差带带带带位置来实现所需要的各种配合的制度。位置来实现所需要的各种配合的制度。-+DTsTs T Th h T Th h T Th h T Th h T Th h T Th h例题例例2 求下列孔、轴配合的极限间隙（过盈）、配合公差，并绘制公差带图 尺寸公差带二要素尺寸公差带二要素大小大小大小大小-由由标准标准公差值公差值公差值公差值T T确定确定位置位置位置位置-由由基本偏差基本偏差基本偏差基本偏差确定确定靠近零线靠近零线靠近零线靠近零线的的上偏差上偏差上偏差上偏差或或下偏差下偏差下偏差下偏差上偏差上偏差+0-下偏差下偏差下偏差下偏差下偏差下偏差DT TT T+21-19+0-+2+2602 常用尺寸常用尺寸极限与配合极限与配合国家标准的构成国家标准的构成1.公差等级公差等级公差等级公差等级 精度最高精度最高精度最高精度最高 -精度最低精度最低精度最低精度最低 IT01IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9.IT18IT18 共共20级级标准公差代号标准公差代号：ITIT 注：注：IT是国是国 际公差（际公差（ISO Tolerance）的缩写）的缩写一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列2.公差因子（公差单位）公差因子（公差单位）确定公差因子确定公差因子确定公差因子确定公差因子i i与直径的函与直径的函与直径的函与直径的函数关系为：数关系为：数关系为：数关系为：i=f（D）而公差可表达为而公差可表达为:T=ai标准对标准对IT5-IT18规定公差因子的计算公式规定公差因子的计算公式为：为：D基本尺寸，基本尺寸，mm i 公差因子，公差因子，um表表表表中中中中的的的的高高高高精精精精度度度度等等等等级级级级IT01IT01IT01IT01、IT0 IT0 IT0 IT0、IT1IT1IT1IT1的的的的公公公公式式式式,主主主主要要要要考考考考虑虑虑虑测测测测量量量量误误误误差差差差。IT2IT2IT2IT2IT4IT4IT4IT4是是是是在在在在IT1IT1IT1IT1IT5IT5IT5IT5之之之之间间间间插插插插入入入入三三三三级级级级，使使使使IT1IT1IT1IT1、IT2IT2IT2IT2、IT3IT3IT3IT3、IT4IT4IT4IT4、IT5IT5IT5IT5成成成成等等等等比比比比数数数数列列列列。常常常常用用用用的的的的公差等级公差等级公差等级公差等级IT5IT5IT5IT5IT18IT18IT18IT18的标准公差计算公式如下：的标准公差计算公式如下：的标准公差计算公式如下：的标准公差计算公式如下：IT=a i i=f(D)IT=a i i=f(D)3.基本尺寸分段基本尺寸分段 用首尾两尺寸的几何平均值用首尾两尺寸的几何平均值Dj计算公差因子：计算公差因子：D/mmi/um尺寸分段尺寸分段 2.公差等级系数 a 从IT6开始，公差等级系数采用R5系列 3.公差单位（公差因子）i 公差单位是计算标准公差的基本单位。当 D500时，例例:求基本尺寸为求基本尺寸为25，IT6、IT7的公差值。的公差值。公差值的大小与下列因素有关（公差值的大小与下列因素有关（）A公差等级和公称尺寸大小公差等级和公称尺寸大小B.公称尺寸大小公称尺寸大小C.公差等级公差等级 D与被加工件是轴还是孔与被加工件是轴还是孔思考：思考：二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列1.基本偏差的代号基本偏差的代号 孔、轴基本偏差各有孔、轴基本偏差各有28种种，每种基本偏，每种基本偏差的代号用一个或两个英文字母表示。差的代号用一个或两个英文字母表示。孔用大写字母表示，轴用小写字母代表示。孔用大写字母表示，轴用小写字母代表示。+afgdefcdbhjsgecf0-D基本偏差种类：基本偏差种类：孔、轴孔、轴各各28个个 jkrmnps tuxzzazbzcvyCDEFFGCDEHBGJSFD0+-AJKRSTPYMNUVXZZAZBZC 代号为代号为H的基本偏差为下偏差的基本偏差为下偏差EI=0，它是基孔制的基本偏，它是基孔制的基本偏差代号。差代号。基本偏差代号为基本偏差代号为JS的孔的公差带相对于零线对称分布，基的孔的公差带相对于零线对称分布，基本偏差可取本偏差可取ES=+IT/2或或EI=-IT/2。孔的基本偏差系列孔的基本偏差系列轴的基本偏差系列轴的基本偏差系列代号为代号为h的基本偏差为上偏差的基本偏差为上偏差es=0，它是基轴制中基准，它是基轴制中基准轴的基本偏差代号。轴的基本偏差代号。基本偏差代号为基本偏差代号为js的轴的公差带相对于零线对称分布，基的轴的公差带相对于零线对称分布，基本偏差可取为本偏差可取为es=+IT/2或或ei=-IT/2。a)a)分布简图如下图分布简图如下图 孔孔轴轴a零零线线基本尺寸基本尺寸hAZCzc图图aH孔孔零零线线基本尺寸基本尺寸轴轴aAZCzceiESEI图图bHhes特点特点b)Js)Js完全对称，完全对称，J J基本对称基本对称（孔只有孔只有J6、J7、J8；轴只有轴只有j5、j6、j7、j8，逐步被逐步被Js取代取代）c)c)基本偏差原则上与公差等级无关基本偏差原则上与公差等级无关，有一些除外有一些除外（K、M、N等有两种位置）。例：等有两种位置）。例：AH(ah)与公差等级无关与公差等级无关。10f7、10f8、10f9d)d)“A AZCZC”（a azczc）除）除J J（j j）以外，）以外，2020个公差等级齐个公差等级齐全。全。2.各种基本偏差所形成的配合的特征各种基本偏差所形成的配合的特征（1）间隙配合间隙配合：ah（或（或A H)等等11种基本偏差与基准孔基本种基本偏差与基准孔基本偏差偏差H（或基准轴基本偏差（或基准轴基本偏差h）形成间隙配合。）形成间隙配合。+afgdefcdbh jsgecf0-Djkrmnps tuxzzazbzcvyH H孔孔CDEFFGCDEHBGJSFD0+-AJKR STPYMNUVXZZAZBZCh h轴轴过盈配过盈配合合 过渡配过渡配合合 间隙配合间隙配合（2）过渡配合过渡配合：js、（或、（或JS、J、K、M、N)等等5种种基本偏差与基准孔基本偏差基本偏差与基准孔基本偏差H（或基准轴基本偏差（或基准轴基本偏差h）形成过渡配合。）形成过渡配合。+afgdefcdbh jsgecf0-Djkrmnps tuxzzazbzcvyH H孔孔CDEFFGCDEHBGJSFD0+-AJKR STPYMNUVXZZAZBZCh h轴轴过盈配合过盈配合 过渡配过渡配合合 间隙配合间隙配合（3）过盈配合过盈配合：pzc（或（或P ZC)等等12种基本偏差与基准孔种基本偏差与基准孔基本偏差基本偏差H（或基准轴基本偏差（或基准轴基本偏差h）形成过盈配合。）形成过盈配合。+afgdefcdbh jsgecf0-Djkrmnps tuxzzazbzcvyH H孔孔CDEFFGCDEHBGJSFD0+-AJKR STPYMNUVXZZAZBZCh h轴轴过盈配过盈配合合 过渡配合过渡配合 间隙配合间隙配合3.孔、轴公差带代号及配合代号孔、轴公差带代号及配合代号孔、轴公差带代号配合代号孔、轴公差带代号配合代号 基本偏差代号基本偏差代号+公差等级公差等级50H7、50K8 50js6、50h6孔、轴配合代号孔、轴配合代号基本尺寸基本尺寸+孔公差带代号孔公差带代号/轴公差带代号轴公差带代号4.4.轴基本偏差的确定轴基本偏差的确定 孔和孔和轴都有基本偏差系列，轴都有基本偏差系列，先确定先确定轴的基本偏差轴的基本偏差。轴的基本偏差可按下面公式确定。轴的基本偏差可按下面公式确定。二、基本偏差系列二、基本偏差系列4.4.轴基本偏差的确定轴基本偏差的确定 轴轴的的基基本本偏偏差差是是在在基基孔孔制制配配合合的的基基础础上上制制订订的的。根根据据设设计计要要求求、生生产产经经验验、科科学学试试验验，并并经经数数理理统统计计分分析，整理出一系列经验公式见表析，整理出一系列经验公式见表2-3。5.5.孔基本偏差的确定孔基本偏差的确定 基基本本尺尺寸寸500时时，孔孔的的基基本本偏偏差差是是从从轴轴的的基基本本偏偏差差换算得出。换算得出。换换算算原原则则：在在孔孔、轴轴为为同同一一公公差差等等级级或或孔孔比比轴轴低低一一级级配配合合条条件件下下，当当基基孔孔制制配配合合中中轴轴的的基基本本偏偏差差代代号号与与基基轴轴制制配配合合中中孔孔的的基基本本偏偏差差代代号号相相当当，换换同同名名代代号号时时，配合性质要完全相同。配合性质要完全相同。（1 1）基本偏差的换算过程）基本偏差的换算过程基本偏差基本偏差A AH H的换算过程图的换算过程图 Xmines基本尺寸基本尺寸0基轴制基轴制0ah基孔制基孔制基本尺寸基本尺寸Xmin+EI1 1）基本偏差）基本偏差A AH H的换算过程的换算过程即：即：EI=-es EI=-es eiES基本尺寸基本尺寸0 基孔制基孔制2.12.1）低精度的基本偏差）低精度的基本偏差J JZCZC的换算过程的换算过程（孔（孔和轴采用同级精度）和轴采用同级精度）基本偏差基本偏差J JZCZC的换算过程图的换算过程图 基轴制基轴制 基本尺寸基本尺寸 0 eiES基本尺寸基本尺寸0 基孔制基孔制2.22.2）精度高的（）精度高的（7 7、8 8级精度以上的）基本偏级精度以上的）基本偏差差J JZCZC的换算过程的换算过程（轴比孔的精度高一级）（轴比孔的精度高一级）基本偏差基本偏差J JZCZC的换算过程图的换算过程图 基轴制基轴制 基本尺寸基本尺寸 0 （2）换算规则1 1）通用规则：）通用规则：同名代号的孔和轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即从公差带图解看，孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。2 2）特殊规则：）特殊规则：同名代号的孔和轴的基本偏差的符号相同名代号的孔和轴的基本偏差的符号相反，而绝对值相差一个反，而绝对值相差一个值。值。孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算:EI=ES:EI=ESITIT孔孔3mmD=9时，配合的孔和轴可取相同精度时，配合的孔和轴可取相同精度过盈配合在过盈配合在IT=8时，配合的孔和轴可取相同精度时，配合的孔和轴可取相同精度间隙和过渡配合间隙和过渡配合时时IT=9时为时为低精度低精度过盈配合过盈配合时时IT=8为为低精度低精度.考虑配合性质考虑配合性质 过盈、过渡配合和间隙较小的间隙配合：过盈、过渡配合和间隙较小的间隙配合：孔的公差等级应不低于孔的公差等级应不低于8 8级，轴的公差通级，轴的公差通常不低于常不低于7 7级级，例如，例如H6/g5H6/g5 间隙较大的间隙配合：间隙较大的间隙配合：间隙较大的间隙配合：间隙较大的间隙配合：孔、轴的公差等级较低，孔、轴的公差等级较低，孔、轴的公差等级较低，孔、轴的公差等级较低，例如例如例如例如H11/a11H11/a11H11/a11H11/a11。三三.配合种类的选择配合种类的选择.间隙配合间隙配合间隙配合间隙配合考虑孔、轴间是否有相对运动或考虑孔、轴间是否有相对运动或 装拆方便装拆方便.如如H7/g6、H7/h6、H11/h11.过渡配合过渡配合过渡配合过渡配合既要求既要求既要求既要求定心精度高又要定心精度高又要装拆方便装拆方便.如如H7/n6、P7/h6 .过盈配合过盈配合过盈配合过盈配合保证固定或传递载荷保证固定或传递载荷保证固定或传递载荷保证固定或传递载荷.如如H7/k6、K7/h6温度对配合选择的影响温度对配合选择的影响温度对配合选择的影响温度对配合选择的影响1 1、一般公差的定义、一般公差的定义国家标准国家标准GB/T 18042000对未注公差的对未注公差的尺寸规定了尺寸规定了一般公差一般公差 。一般公差一般公差指在车间一般加工条件下可以保证的公差。指在车间一般加工条件下可以保证的公差。一般公差一般公差是机床在正常维护和操作下，可达到的加工精是机床在正常维护和操作下，可达到的加工精度。度。5 未注公差线性尺寸的一般公差未注公差线性尺寸的一般公差2 2、一般公差的规定、一般公差的规定 +0 -vcmfD公差等级公差等级:f、m、c、v共共4级级 f-精密级精密级m-中等级中等级 c-粗糙级粗糙级 v-最粗级最粗级公差带位置公差带位置 -对称对称 未注公差线性尺寸的极限偏差数值未注公差线性尺寸的极限偏差数值（mm）（摘自）（摘自GBT1804）公差公差等级等级0.53366303012012400400100010020002004000 f精密级精密级0.050.050.10.150.20.30.5 m中等级中等级0.10.10.20.30.50.81.22 c粗糙级粗糙级0.20.30.50.81.2234 v最粗级最粗级0.511.52.5468 3.3.线性尺寸的未注公差带的表示线性尺寸的未注公差带的表示 当采用一般公差时，在图样上只注基本尺寸，不当采用一般公差时，在图样上只注基本尺寸，不注极限偏差，但线性尺寸的未注公差要求应写在零件注极限偏差，但线性尺寸的未注公差要求应写在零件图上的技术要求或技术文件中。图上的技术要求或技术文件中。例如选用中等级时，表示为：例如选用中等级时，表示为：未注公差尺寸按未注公差尺寸按 GB/T1804-m