(第3章圆柱体公差配合及其标准化)机械精度设计与检测ppt课件.ppt
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1、1一、公差与配合的基本概念一、公差与配合的基本概念 本章主要内容本章主要内容二、公差与配合的有关国家标准化构成二、公差与配合的有关国家标准化构成三、公差与配合的应用三、公差与配合的应用重点要求重点要求掌握典型术语的定义;掌握标准的特点及正确查掌握典型术语的定义;掌握标准的特点及正确查表标注;掌握公差常用配合的选择与应用表标注;掌握公差常用配合的选择与应用2基础基础 GB/T1800.1-1997 GB/T1800.2-1998 GB/T1800.1-2009 (ISO286.1) GB/T1800.3-1998公差带选择公差带选择 GB/T1800.4-1999 2009 (ISO286.2)
2、 GB/T1801-1999 2009 (ISO1829) GB/T1803-2003 小尺寸的孔轴公差带小尺寸的孔轴公差带应用与计算应用与计算 GB/T5371-2004 过盈配合的计算和选用过盈配合的计算和选用 GB/T5847-2004 尺寸链尺寸链 计算方法计算方法 JB/T9186-1999 统计尺寸公差统计尺寸公差测量与检验测量与检验 GB/T3177-1997 2009 光滑工件尺寸的检验光滑工件尺寸的检验 GB/T1957-2005 光滑极限量规光滑极限量规 GB/T16857.1.6 坐标测量机的验收和周检坐标测量机的验收和周检尺寸极限与配合现行标准体系尺寸极限与配合现行标准
3、体系33.1 公差与配合的基本知识公差与配合的基本知识3.2 公差值的标准化公差值的标准化3.3 基本偏差的标准化基本偏差的标准化3.4 公差带与配合的标准化公差带与配合的标准化3.5 公差与配合选择综合分析公差与配合选择综合分析4保证保证保证保证规定规定规定规定圆柱体结合互换性标准体系圆柱体结合互换性标准体系 公差与配合公差与配合测量与检验测量与检验标准公差系列标准公差系列基本偏差系列基本偏差系列孔公差带孔公差带工工 件件 的的极限偏差极限偏差极限量规极限量规测量器具测量器具轴公差带轴公差带孔轴配合孔轴配合基本偏差基本偏差5圆柱结合的使用要求圆柱结合的使用要求 圆柱结合(包括平行平面的结合)
4、是机械产品中应用最广泛圆柱结合(包括平行平面的结合)是机械产品中应用最广泛的一种结合形式。根据不同的使用要求,可分为以下三类:的一种结合形式。根据不同的使用要求,可分为以下三类: 用作相对运动副用作相对运动副:保证有配合间隙保证有配合间隙 用作固定连接用作固定连接:保证有一定的过盈保证有一定的过盈用作定位可拆卸连接用作定位可拆卸连接6 孔和轴的定义孔和轴的定义轴轴通常是指通常是指圆柱形圆柱形外表面;也包括外表面;也包括非圆柱形非圆柱形外表面。外表面。孔孔通常是指通常是指圆柱形圆柱形内表面;也包括内表面;也包括非圆柱形非圆柱形内表面。内表面。孔孔: :为包容面,为包容面,轴轴: :为被包容面为被
5、包容面 目的目的:扩大标准应用范围。:扩大标准应用范围。7 1 1、尺寸尺寸 是用特定单位是用特定单位(mm)表示线性尺寸值的值。包括直径、长表示线性尺寸值的值。包括直径、长度、宽度、高度、中心距等。度、宽度、高度、中心距等。 、基本尺寸基本尺寸 设计确定的尺寸;设计确定的尺寸;是设计者根据使用要求,通过计算或是设计者根据使用要求,通过计算或根据经验决定的。根据经验决定的。 相配合的孔、轴基本尺寸相同,孔、轴(相配合的孔、轴基本尺寸相同,孔、轴(D D、d d) 应尽量按标准选取应尽量按标准选取 83 3、极限尺寸、极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。允许尺寸变化的两个界限值。 它以基本尺寸为基
6、数来确定。它以基本尺寸为基数来确定。 最大极限尺寸最大极限尺寸:允许的最大尺寸。:允许的最大尺寸。 最小极限尺寸最小极限尺寸:允许的最小尺寸。:允许的最小尺寸。 代号:代号:孔孔(Dmax 、 Dmin ) 轴轴(dmax 、dmin )94 4、实际尺寸实际尺寸 通过测量所得的尺寸通过测量所得的尺寸, ,孔、轴分别用孔、轴分别用Da与与da表示。表示。 由于存在测量误差,实际尺寸并非被测尺寸的真值。由于存在测量误差,实际尺寸并非被测尺寸的真值。 dadadadadada图2-5实实际际尺尺寸寸实际尺寸实际尺寸F尺寸合格条件(尺寸合格条件(1 1):): 105 5、最大实体尺寸、最大实体尺寸
7、(MMS) ( (maximum material size ) 最大实体状态最大实体状态(MMC)( (maximum material condition): - -孔或轴允许的材料量为最多时的状态孔或轴允许的材料量为最多时的状态 最大实体尺寸最大实体尺寸:在最大实体状态下的极限尺寸在最大实体状态下的极限尺寸 孔:孔:DM Dmin 轴:轴:dM dmax116 6、最小实体尺寸、最小实体尺寸(LMS)(least material size ) 最小实体状态最小实体状态(LMC) (least material condition ) : - -孔或轴允许的材料量为最少时的状态孔或轴允许
8、的材料量为最少时的状态 最小实体尺寸最小实体尺寸:在最小实体状态下的极限尺寸在最小实体状态下的极限尺寸 孔:孔:DLDmax 轴:轴:dLdmin121 1、尺寸偏差(偏差)、尺寸偏差(偏差) 某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。 可为正值、负可为正值、负值或零值或零可为正值、负可为正值、负值或零值或零极限偏差极限偏差: : 极限尺寸与基本尺寸之差。极限尺寸与基本尺寸之差。 孔孔 轴轴上上偏差偏差 ES = DmaxD es = dmaxd 下偏差下偏差 EI = DminD ei = dmind 实际偏差:实际偏差: 实际尺寸与基本尺寸之差。实际尺寸与基本
9、尺寸之差。 Ea = DaD ea = dad q 偏差值除零外,前面必须冠以正、负号偏差值除零外,前面必须冠以正、负号 q 极限偏差用于控制实际偏差极限偏差用于控制实际偏差13F尺寸合格条件(尺寸合格条件(2 2): 孔:孔:EI Ea ES 轴:轴: ei ea es142 2、尺寸公差(公差、尺寸公差(公差T) 允许尺寸的变动量。允许尺寸的变动量。 孔公差:孔公差:TD|DmaxDmin|ESEI| 轴公差:轴公差:Td |dmax dmin|es ei| 为绝对值为绝对值153 3、公差与偏差的区别、公差与偏差的区别q 偏差偏差 表示实际尺寸与基本尺寸偏离的程度表示实际尺寸与基本尺寸偏
10、离的程度 加工时调整机床刀具与零件相对位置的依据加工时调整机床刀具与零件相对位置的依据 其值为代数差其值为代数差(可为正值、负值或零)可为正值、负值或零) q公差公差 反映一批零件实际尺反映一批零件实际尺寸的离散程度寸的离散程度 反映加工精度的高低反映加工精度的高低 其值为绝对值其值为绝对值164 4、尺寸公差带图、尺寸公差带图 q 公差带:公差带:由上下偏差所表示的区域。由上下偏差所表示的区域。 q 公差带图反映了尺寸、偏差、公差的关系;公差带图反映了尺寸、偏差、公差的关系; 零线:零线:确定偏差位置的一条基准线;标注基本尺寸线、确定偏差位置的一条基准线;标注基本尺寸线、基本尺寸值和符号基本
11、尺寸值和符号“、0 0、” ” 。注意 在公差带图上,必须注 上基本尺寸和偏差值!171、配合、配合 基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系,反基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系,反映孔和轴之间的松紧程度映孔和轴之间的松紧程度 2、间隙或过盈、间隙或过盈( (孔的尺寸孔的尺寸)-()-(轴的尺寸轴的尺寸) ) 0 间隙间隙“X” 0 过盈过盈“Y”轴基本尺寸基本尺寸0+-孔轴孔孔轴183、配合的类别、配合的类别1)间隙配合)间隙配合: :具有间隙或间隙为零时的配合。具有间隙或间隙为零时的配合。 特点:特点:孔的公差带在轴公差带之上。(包括孔的公差带在轴公差带之上。(包括
12、Xmin0)XmaxXminESesei+0_20最大间隙:最大间隙:Xmax = Dmaxdmin = ESei 最小间隙:最小间隙:Xmin = Dmindmax = EIes 平均间隙:平均间隙:Xav = (Xmax+ Xmin)/2 20ESei+0_Xmin=0Xav192)过盈配合)过盈配合: 具有过盈或过盈量为零的配合。具有过盈或过盈量为零的配合。 特点:特点:孔的公差带在轴公差带之下。(包括孔的公差带在轴公差带之下。(包括Ymin0)YminYmax最小过盈:最小过盈:Ymin = Dmaxdmin = ESei 最大过盈:最大过盈:Ymax = Dmindmax = EIe
13、s 平均过盈:平均过盈:Yav = (Ymax+ Ymin)/2 20ES=eies+0_EIYmin=0ESesei+0_20EIYav203)过渡配合)过渡配合: 可能具有间隙或过盈的配合。可能具有间隙或过盈的配合。 特点:特点:孔的公差带与轴公差带相互交叠。孔的公差带与轴公差带相互交叠。ESesei+0_30XmaxYmax最大间隙:最大间隙:Xmax = Dmaxdmin = ESei最大过盈:最大过盈:Ymax = Dmindmax = EIes平均过盈(间隙):平均过盈(间隙):Yav ( Xav ) = (Xmax +Ymax )/2YavESesei+0_30214、配合制、配
14、合制配合制也称配合制也称基准制基准制;为简化配合国家规定有:基孔制和基轴制。;为简化配合国家规定有:基孔制和基轴制。 l基孔制:基孔制:基本偏差为一定的基本偏差为一定的孔孔的公差带与不同基本偏差的公差带与不同基本偏差轴轴的公的公差带形成各种配合的一种制度。差带形成各种配合的一种制度。 其中孔为其中孔为基准孔基准孔,其,其下偏差为零下偏差为零。代号为。代号为“H H”。0+-基本尺寸基本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合 过渡过渡 或过盈或过盈轴22l 基轴制:基轴制:基本偏差为一定的基本偏差为一定的轴轴的公差带与不同基本偏差的公差带与不同基本偏差孔孔的的公差带
15、形成各种配合的一种制度。公差带形成各种配合的一种制度。 其中轴为其中轴为基准轴基准轴,其,其上偏差为零上偏差为零。代号。代号“h”。 0+- 轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合 过渡过渡 或过盈或过盈孔基本尺寸基本尺寸235、配合公差、配合公差允许间隙或过盈的变动量,是组成配合的孔、轴公差之和允许间隙或过盈的变动量,是组成配合的孔、轴公差之和;间隙配合:间隙配合:TfXmaxXmin 过盈配合:过盈配合:TfYminYmax T TDDT Td d 过渡配合:过渡配合:TfXmaxYmax 配合公差反映使用要求和加工要求。设计时,可根据配合配合公差反映使用要求和加
16、工要求。设计时,可根据配合中中允许的间隙或过盈变动范围允许的间隙或过盈变动范围,来确定孔、轴公差,来确定孔、轴公差 24q配合公差带图配合公差带图: :可直观地表达孔、轴的配合性质,即可直观地表达孔、轴的配合性质,即配合松紧及其变动情况配合松紧及其变动情况 横坐标横坐标( (零线零线) )是确定间隙或过盈的一条基准直线是确定间隙或过盈的一条基准直线纵坐标值纵坐标值: :表示极限间隙或极限表示极限间隙或极限过盈的数值。过盈的数值。 横坐标横坐标上上为为正值正值,表示表示间隙间隙; 下下为为负值负值,表示表示过盈过盈。 两个极限值之间区域的两个极限值之间区域的宽度为宽度为配合公差配合公差。配合公差
17、反映配合精度25标准化标准化标准化标准化基本偏差基本偏差EI基本偏差基本偏差es0标准标准公差公差标准标准公差公差 基本偏差基本偏差指靠近零线或指靠近零线或位于零线的极位于零线的极限偏差。限偏差。公差带的公差带的两个要素两个要素公差带的大小公差带的大小公差带的位置公差带的位置标准公差标准公差极限偏差极限偏差基本偏差基本偏差下面讨论这两个下面讨论这两个要素的标准化要素的标准化26标准公差系列:标准公差系列:由不同公差等级和不同基本尺寸的标准公由不同公差等级和不同基本尺寸的标准公差值构成的。差值构成的。 标准公差:标准公差:IT(ISO Tolerance):是国标规定的,用以确是国标规定的,用以
18、确定公差带大小的任一公差值。定公差带大小的任一公差值。ITaiaf(D) 式中:式中:a 公差等级系数(公差单位数)公差等级系数(公差单位数) i 标准公差因子(公差单位)标准公差因子(公差单位) D 基本尺寸的几何平均值(基本尺寸的几何平均值(mm) 27标准公差等级:标准公差等级: 国家标准规定的公差等级共国家标准规定的公差等级共20个,代号为:个,代号为: IT01、IT0、IT1、IT2、IT18 高高低低目的目的是满足不同行业、不同精度的产品要求是满足不同行业、不同精度的产品要求 一般应用普遍的是:一般应用普遍的是:IT12IT5; 粗加工可达粗加工可达IT12IT11; 一般精加工
19、可达一般精加工可达IT8IT7(精车精车IT6,精磨外圆,精磨外圆IT5);); 精密加工(研磨、珩磨、等)可达精密加工(研磨、珩磨、等)可达IT5IT3。28 标准公差因子标准公差因子是计算标准公差的基是计算标准公差的基本单位,它是通过对不同尺寸的零本单位,它是通过对不同尺寸的零件加工后产生的加工误差的统计分件加工后产生的加工误差的统计分析发现的。析发现的。 标准公差因子标准公差因子i 与零件尺寸的关系如与零件尺寸的关系如图所示图所示: : F在常用尺寸段(在常用尺寸段(500mm)500mm)内内, , 呈呈立方抛物线立方抛物线关系关系 F当尺寸较大时,接近当尺寸较大时,接近线性线性关系关
20、系29标准公差因子:标准公差因子:)(001. 045. 03mDDi500DmmmmDmm 0.0042.1()IDmD等于基本尺寸所等于基本尺寸所属尺寸分段的首尾属尺寸分段的首尾两尺寸的几何平均两尺寸的几何平均值,单位值,单位mm。其中:其中: D 的单位为的单位为 mm I 的单位为的单位为m12mDDD30公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式IT010.3+0.08DIT610iIT13250iIT00.5+0.12DIT716iIT14400iIT10.8+0.2DIT825iIT15640iIT2(IT1)(IT5/IT1)1/4 IT940iI
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