第3章-孔、轴公差与配合-第2节常用尺寸孔、轴课件.ppt

第三章第三章 孔、轴公差与配合孔、轴公差与配合 1 基本术语与定义基本术语与定义 2 常用尺寸孔、轴常用尺寸孔、轴极限与配合极限与配合国家标国家标 准的构成准的构成 3 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 4 大尺寸孔、轴公差与配合大尺寸孔、轴公差与配合 5 线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合2 常用尺寸孔、轴常用尺寸孔、轴极限与配合极限与配合国家标国家标准的构成准的构成 一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 二、孔、轴标基本偏差系列二、孔、轴标基本偏差系列 三、孔、轴公差与配合在图样上的标注三、孔、轴公差与配合在图样上的标注 四、有关配合的术语和定义四、有关配合的术语和定义 第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 标准公差：标准公差：国家标准极限与配合制所规定的任一公差。它的数值取决于孔或轴的的标准公差等级和基本尺寸。1.标准公差等级及其代号标准公差等级及其代号：标准公差等级代号由符号标准公差等级代号由符号IT（ISO Tolerance 缩写）和阿拉缩写）和阿拉伯数子组成，如伯数子组成，如IT7.标准公差共分标准公差共分20级级:IT01、IT0、IT1、IT2、到到IT18，从，从 IT01至至IT18等级依次等级依次降低。降低。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 2.标准公差因子标准公差因子：是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差数值系列的基础。标准公差的数值不仅与标准公差等级的高低有关，而且与基本标准公差的数值不仅与标准公差等级的高低有关，而且与基本尺寸的大小有关。尺寸的大小有关。生产实践表明：生产实践表明：加工误差范围与基本尺寸的关系呈三次方抛物加工误差范围与基本尺寸的关系呈三次方抛物线关系。线关系。公差用于限制加工误差，而加工误差范围与基本尺寸有一定的公差用于限制加工误差，而加工误差范围与基本尺寸有一定的关系，关系，因此，公差与基本尺寸应有一定的关系，这种关系可以因此，公差与基本尺寸应有一定的关系，这种关系可以用标准公差因子的形式来表示。用标准公差因子的形式来表示。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 2.标准公差因子标准公差因子标准公差因子的确定：标准公差因子的确定：以生产实践为基础，通过专门化的实验以生产实践为基础，通过专门化的实验和大量统计数据分析，找出孔、轴的加工误差和测量误差随基和大量统计数据分析，找出孔、轴的加工误差和测量误差随基本尺寸变化的规律来确定的。本尺寸变化的规律来确定的。IT5至至IT18的标准公差因子的标准公差因子i的表达式为：的表达式为：第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合D 基本尺寸（基本尺寸（mm）表示加工误差范围与基表示加工误差范围与基本尺寸大小的关系（抛本尺寸大小的关系（抛物线关系）物线关系）表示测量误差（主要是测量表示测量误差（主要是测量时温度的变化产生的误差）时温度的变化产生的误差）与基本尺寸大小的关系（线与基本尺寸大小的关系（线性关系）性关系）一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 3.标准公差数值的计算标准公差数值的计算IT5至至IT18的标准公差等级，标准公差数值的标准公差等级，标准公差数值IT的计算公式为：的计算公式为：标准公差的值标准公差的值IT=aia标准公差等级系数，标准公差等级系数，采用R5系列的化整优先数（公比为1.6）。标准公差等级越高，则a值越小，反之，越大。从从IT6IT6开始，每增加开始，每增加5 5个等级，个等级，a a值增大值增大1010倍。倍。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合尺寸尺寸500mm的的IT5至至IT18级标准公差计算表级标准公差计算表公差等级IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12公差值7i10i16i25i40i64i100i160i一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 3.标准公差数值的计算标准公差数值的计算对于IT01、IT0、IT1这三个标准公差等级，生产中应用很少，主要考虑测量误差，其数值与基本尺寸的关系为线性关系。这三个标准公差等级的系数和常数均采用优先数的派生系列R10/2中的优先数。对于IT2、IT3、IT4这三个标准公差等级，他们的标准公差数值在IT1与IT5间呈等比数列，该数列的公比为：第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 4.尺寸分段尺寸分段为把公差数值的数目减少到最低限度，统一公差数值，简化公差表格，方便实际生产应用，应按一定规律将常用尺寸分成若干段落。这叫尺寸分段。同一公差等级，不同尺寸段，精度相等。同一公差等级，不同尺寸段，精度相等。公差因子计算公式中，基本尺寸以尺寸分段首、末两个尺寸的几何平均值代入。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列例例4 4：基本尺寸：基本尺寸45 mm45 mm（在在30mm30mm50mm 50mm 尺寸段）的尺寸段）的IT6IT6与与IT7IT7的公差值。的公差值。解：公差单位 计算基本尺寸 (mm)(mm）IT6=10 i=101.5616 (mm)IT7=16 i=161.5624.9725 (mm)第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列1.1.基本偏差的定义基本偏差的定义基本偏差用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般是指靠一般是指靠近零线的那个偏差近零线的那个偏差。当孔或轴的标准公差和基本偏差确定后，它的另一个极限偏差可以利用公差计算公式（课本公式3-4）计算确定。2.2.基本偏差的代号基本偏差的代号孔、轴基本偏差各有28种，每种基本偏差的代号用一个或两个英文字母表示。孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。在26个英文字母中，去掉5个容易混淆的字母I（i）、L（l）、O（o）、Q（q）、W（w），增加7组CD（cd）、EF（ef）、FG（fg）、JS（js）、ZA（za）、ZB（zb）、ZC（zc）共28种。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列3.轴的基本偏差系列轴的基本偏差系列第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合基准基准轴+rafgdefcdbhjsjkmnps tuxzzazbzcgecfvy基本尺寸基本尺寸零零线0-轴0aghjsjjzc：基本偏差皆为下偏差：基本偏差皆为下偏差es为负值为负值es=0js的公差带相对于的公差带相对于零线对称分布零线对称分布二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列4.孔的基本偏差系列孔的基本偏差系列第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合AGHJSJJZC：基本偏差皆为上偏差：基本偏差皆为上偏差EI为正值为正值EI=0JS的公差带相对的公差带相对于零线对称分布于零线对称分布基准孔基准孔RS TPCDEFFGCDEHYABGJSK M NUVXZZAZBZCF基基本尺寸本尺寸零零线0+-孔孔J0二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列5.各种基本偏差所形成的配合特征各种基本偏差所形成的配合特征（1）间隙配合）间隙配合ah(或AH)等11种种基本偏差与基准孔基本偏差H（或基准轴基本偏差h）形成间隙配合。（2）过渡配合）过渡配合js、j、k、m、n（或JS、J、K、M、N）等5种基本偏差与基准孔基本偏差H（或基准轴基本偏差h）形成过渡配合。（3）过盈配合）过盈配合pzc（或PZC）等12种种基本偏差与基准孔基本偏差H（或基准轴基本偏差h）形成过盈配合。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列6.孔、轴公差带代号及配合代号孔、轴公差带代号及配合代号（1）孔、轴公差带代号）孔、轴公差带代号(如如H8 f7)第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合公差带代号组成公差带代号组成 基本偏差代号，如：H、f。如如:5050H8H8 5050f f7 孔孔的基本偏差代号的基本偏差代号孔的标准公差等级代号孔的标准公差等级代号轴的标准公差等级代号轴的标准公差等级代号轴的基本偏差代号轴的基本偏差代号公差带的位置由基本偏差决定公差带的位置由基本偏差决定，公差带的大小由标准公差等级决定公差带的大小由标准公差等级决定标准公差等级代号如：8、7。基本尺寸二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列7.轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差数值的确定以基孔制中基本偏差代号为以基孔制中基本偏差代号为H的基准孔，与不同基本偏差的基准孔，与不同基本偏差的轴形成的各种配合为基础，根据设计要求、生产实践和的轴形成的各种配合为基础，根据设计要求、生产实践和科学实验，经统计分析得到轴的各种基本偏差数值计算公科学实验，经统计分析得到轴的各种基本偏差数值计算公式（课本表式（课本表3-2）利用轴的基本偏差计算公式，以尺寸分段的几何平均值代利用轴的基本偏差计算公式，以尺寸分段的几何平均值代入这些公式，经化整后，就编制出轴的基本偏差数值表入这些公式，经化整后，就编制出轴的基本偏差数值表（课本附表（课本附表3-4）第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列例例5：利用标准公差数值表（附表：利用标准公差数值表（附表3-2）和轴的基本偏差数值表，）和轴的基本偏差数值表，确定确定50f8轴的极限偏差数值。轴的极限偏差数值。解：(1)公差数值确定：由附表3-2查得基本尺寸为50mm的标准公差数值IT8=39m；（2）基本偏差确定：由附表3-4查得基本尺寸为50mm，且代号为f的轴基本偏差为上偏差es=-25m。轴的另一极限偏差为下偏差：ei=es-IT=-25-39=-64m;轴的极限偏差在图样上标准为：第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列8.孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差数值由相同字母代号轴的基本偏差数值换算而得。孔的基本偏差数值由相同字母代号轴的基本偏差数值换算而得。换算的前提是：换算的前提是：基孔制配合变成同名的基轴制配合（如H8/f8变成F8/h8,H6/f5变成F6/h5），它们的配合性质必须相同。即两种配合制配合的极限间隙或过盈必须相同。在实际生产中，考虑孔比轴难加工，故在孔、轴的标准公差等级较高时，孔通常与高一级的轴配合。而孔、轴的标准公差等级不高时，则孔和轴采用同级配合。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列孔偏差数值的两种换算规则孔偏差数值的两种换算规则（1 1）通用规则）通用规则 同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对于零线完全对称同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对于零线完全对称.a a）全部间隙配合）全部间隙配合AH；(EI=-es)b b）标准公差标准公差 IT8的的K、M、N；(ES=-(ES=-eiei)c c）标准公差标准公差 IT7的的PZC；(ES=-ei)孔的基本偏差与轴的基本偏差数值相等，但符号相反。孔的基本偏差与轴的基本偏差数值相等，但符号相反。但但有有个个别别例例外外，对对公公差差等等级级IT8IT8，基基本本尺尺寸寸大大于于3mm3mm值值500mm500mm的的N N，其基本偏差其基本偏差ESES=0 0。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列（2 2）特殊特殊规则规则给定某一标准公差等级的孔与高一级的轴相配合（如H7/p6和P7/h6）,并要求两者的配合性质相同（具有相同的极限过盈和间隙），基轴制孔的基本偏差数值按下式计算：ES=-ES=-eiei+;=ITn-IT(n-1)=Th-Ts应用场合：应用场合：a a）标准公差）标准公差IT8IT8的的K K、M M、N N；b b）标准公差）标准公差IT7IT7的的PZCPZC；按通用规则和特殊规则计算出孔的基本偏差数值，经化整后，就编制出孔的基本偏差数值表（课本附表3-5）。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列例6利用标准公差数值表（附表3-2）和轴的基本偏差数值表（表3-4），确定30H8/k7和30K8/h7配合中孔和轴的极限偏差。并比较它们的配合性质是否相同。解:由附表3-2查得：基本尺寸为30mm的标准公差数值IT8=33m，IT7=21m。（1）基孔制配合30H8/k730H8基 准 孔 的 基 本 偏 差 EI=0，另 一 极 限 偏 差 为ES=EI+IT8=+33m.由附表3-4查得30k7轴的基本偏差ei=+2m。另一极限偏差为es=ei+IT7=+23m。于是得 ，因此该配合的最大间隙Xmax=ES-ei=(+33)-(+2)=+31m，最大过盈Ymax=EI-es=0-(+23)=-23m。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列（2）基轴制配合）基轴制配合30K8/h730h7基准轴的基本偏差es=0，另一极限偏差为ei=es-IT7=0-21=-21m。利用式（3-19）ES=-ei+由30k7轴的基本偏差数值换算30K8孔的基本偏差数值：非基准轴ei=+2m，=IT8-IT7=33-21=12m,因此非基准孔的基本偏差ES=-ei+=-2+12=10m，另一极限偏差为EI=ES-IT8=(+10)-33=-23m。于是得，因此该配合的最大间隙Xmax=ES-ei=（+10）-（-21）=+31m，最大过盈Ymax=EI-es=（-23）-0=-23m。所以，30H8/k7与30K8/h7的配合性质相同。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列例7利用标准公差数值表（附表3-2）和孔的基本偏差数值表（附表3-5）确定30P8/h8的极限偏差。解由附表3-2查得基本尺寸为30mm的标准公差数值IT8=33m。基轴制配合30P8/h8中的基准轴30h8的基本偏差es=0，另一极限偏差为ei=es-IT8=-33m。由附表3-5查得30P8孔的基本偏差ES=-22m，另一极限偏差为EI=ES-IT8=-55m。于是得第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列例8利用标准公差数值表（附表3-2）和轴、孔的基本偏差数值表（附表3-4、3-5），确定30H7/p6和30P7/h6的极限偏差数值。解由附表3-2查得基本尺寸为30mm的标准公差数值IT7=21m,IT6=13m。（1）基孔制配合30H7/p630H7基准孔的基本偏差EI=0，另一极限偏差为ES=EI+IT7=+21m。由附表3-4查得30p6轴的基本偏差ei=+22m，另一极限偏差为es=ei+IT6=+35m。于是得第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列（2）基轴制配合30P7/h630h6基准轴的基本偏差es=0，另一极限偏差为ei=es-IT6=-13m。由附表3-5查得30P7孔的极限偏差ES=(-22)+m，而=IT7-IT6=8m，因此ES=(-22)+8=-14m；另一极限偏差为EI=ES-IT7=(-14)-21=-35m。于是得。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合三、孔、轴公差与配合在装配图上的标注三、孔、轴公差与配合在装配图上的标注把孔和轴的公差带组合，就构成孔、轴配合代号。把孔和轴的公差带组合，就构成孔、轴配合代号。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合 基本尺寸基本尺寸 孔的公差带代号孔的公差带代号 轴的公差带代号轴的公差带代号（1）装配图上标注）装配图上标注采用基孔制配合时，分子为基准采用基孔制配合时，分子为基准孔的公差带代号。孔的公差带代号。例基孔制间隙配合代号例基孔制间隙配合代号 或或30H8/f730H8/f7基孔制过渡配合代号基孔制过渡配合代号 或或40H7/n6 40H7n6 30H8f7轴轴套套箱体箱体 30H8f7 40H7n6底座底座滑滑轮销轴开口开口销 采用基轴制配合时，分母为基准轴的公差带采用基轴制配合时，分母为基准轴的公差带代号。代号。例如：例如：基轴制间隙配合基轴制间隙配合基轴制过渡配合基轴制过渡配合 1212F8F8h h7 1212F8F8h7h7 1212J8J8h7h7 1212h h7J8J8第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合 除前面讲的基本标注形式外，还可采用下面的一些除前面讲的基本标注形式外，还可采用下面的一些标注形式。标注形式。借用尺寸线作为分数线借用尺寸线作为分数线。用斜线做分数线。用斜线做分数线。标注上、下偏差值。标注上、下偏差值。借用尺寸线作为分数线。借用尺寸线作为分数线。30+0.0330-0.020-0.041 30+0.0330-0.04130-0.020 H8f730 H8/f730 第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合 30f7（2 2）在零件图中极限的标注在零件图中极限的标注1 1）在基本尺寸后注出公差带代号（基本偏差代号和标准在基本尺寸后注出公差带代号（基本偏差代号和标准公差等级数字）。公差等级数字）。配合精度明确，标注简单，但数值不直观。适用于量规检测的尺寸。30H8第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合2 2）注出基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）注出基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）数值直观，用万能量具检测方便。试制单件及小批生数值直观，用万能量具检测方便。试制单件及小批生产用此法较多。产用此法较多。30+0.0330-0.04130-0.020 第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合3 3）在基本尺寸后，注出公差带代号及上、下偏差值，偏差值在基本尺寸后，注出公差带代号及上、下偏差值，偏差值要加上括号。要加上括号。既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。不确定的情况。30H8()()30f7()()+0.0330-0.020-0.041第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合四、孔、轴的常用公差带和优先、常用配合四、孔、轴的常用公差带和优先、常用配合GB/T1800.2-1998规定了2020个标准公差等级个标准公差等级和2828种基本偏差种基本偏差，这28种基本偏差中，j仅保留j5、j6、j7、j8；J仅保留J6、J7、J8。由此得到轴公差带可以有轴公差带可以有(28-1)21+4=544种种，孔孔公差带可以公差带可以有有(28-1)21+3=543种种，这些孔、轴公差带又可以组成数目更多的配合。为了获得最佳的技术经济效益，有必要对公差带的选择加以限制。为此，GB/T1801-1999对孔和轴分别规定了常用公差带和优先、常用配合。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合图3-17 尺寸500mm孔的（方框内的44种）一般常用和（圆圈内的13）优先公差（共105种）第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合1.孔、轴常孔、轴常用公差带用公差带图3-18 尺寸500mm轴的（方框内的59种）一般常用和（圆圈内的13）优先公差（共116种）第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合基孔制优先配合公差带 基轴制优先配合公差带2.孔、轴优先配合和常用配合孔、轴优先配合和常用配合第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合基孔制：基孔制：优先配合13种，常用配合59种；基轴制：基轴制：优先配合13种，常用配合47种H7n6n6H8f7f7JS8h7h7F8h7h7单位单位:微米微米 m孔孔的的极限偏差极限偏差(GB/T1801-1979(优先公差带优先公差带)+33 0返回返回单位单位:微米微米 m轴轴的极限偏差的极限偏差(GB/T1801-1979(常用优先公差带常用优先公差带)-20-41例例9 有一过盈配合，孔、轴基本尺寸为：有一过盈配合，孔、轴基本尺寸为：45mm，要求，要求过过盈在盈在-45m至至-86m范范围内。内。查附表附表3-63-8确定孔、确定孔、轴的配合代号和极限偏差数的配合代号和极限偏差数值。解解：（：（1 1）采用基孔制）采用基孔制由附表3-8查得基本尺寸为45mm，且满足最小过盈为-45m最大过盈为-86m要求的配合代号为45H7/u6由附表3-6查得45H7孔的极限偏差为ES=+25m,EI=0;由附表3-7查得45u7孔的极限偏差为es=+86m,ei=+70;（2）采用基轴制采用基轴制由附表3-8查得满足要求的配合代号为45U7/h6。由附表3-7查得45h6轴的机械偏差为es=0m,ei=-0.016mm。由附表3-6查得45U7孔的极限偏差为ES=-0.061mm,EI=-0.086mm。第第3 3章孔、轴公差与配合章孔、轴公差与配合谢谢大家认真听讲！谢谢大家认真听讲！第第1 1章绪论章绪论