3-1尺寸公差.ppt

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1、第二章 孔、轴公差配合本章结构本章结构第一节基本术语及其定义第二节标准公差系列第三节基本偏差系列第四节常用公差带与配合第五节常用尺寸孔、轴公差与配合的选择第一节 基本术语及其定义本本节结构节结构一一 孔和轴孔和轴1.二 尺寸 三 偏差四 尺寸公差 五 配合六 配合公差 七 基准制一、孔和轴的定义 1.孔通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面。2.轴通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面二、尺寸二、尺寸sizesize1、基本尺寸D 指设计确定的尺寸2、实际尺寸Da/da 指完工零件测量所得尺寸3、极限尺寸 允许零件实际尺寸变化的两个界限值4、体外作用尺寸（1）孔的体外作用尺

2、寸 即在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸（2）轴的体外作用尺寸 即在配合面的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸零件合格的条件：最大极限尺寸实际尺寸最小极限尺寸三、偏差 偏差偏差deviation 某一尺寸与基本尺寸的代数差某一尺寸与基本尺寸的代数差最大极限尺寸上偏差（孔轴es）实际尺寸基本尺寸偏差实际偏差最小极限尺寸下偏差（孔轴ei）例:已知孔、轴基本尺寸D=d=25mm孔：Dmax=25.021mm，Dmin=25mm轴：dmax=24.993mm，dmin=24.98mm确定孔轴承的上下偏差。解：孔:上偏差 ES=Dmax D=25.02125=+0.021mm 下偏差

3、EI=Dmin D=2525=0mm 轴:上偏差 es=dmax d=24.99325=0.007mm 下偏差 ei=dmax d=24.9825=0.020mm四.尺寸公差tolerance-允许尺寸的变动量孔 Th=DmaxDmin=ES EI轴 Ts=dmax dmin=es ei公差带示意图及公差带tolerance zone解说词解说词孔公差带ESEI零线零线 zero line+0-基本尺寸esei轴公差带五、配合fit 配合是指基本尺寸相同的一批孔和轴结合，公差带之间的关系，有间隙配合，过盈配合，过渡配合。1、间隙配合clearance fit-孔的公差带在轴的公差带上方 Xma

4、x=ESei0 Xmin=EIes0孔孔轴轴图例：图例：孔的公差带在轴的孔的公差带在轴的公差带之上公差带之上DmaxDmindmindmaxXmaxXminXmaxXmin2、过盈配合interference fit-孔的公差带在轴的下方 Ymax=EI-es0 Ymax=EI-es0孔孔轴轴图例：图例：XmaxYmax孔的公差带与轴的公差带相互孔的公差带与轴的公差带相互交叠交叠YmaxXmaxYmaxXmaxXmaxYmaxDminDmaxdmaxdmin六、配合公差variation of fit-允许间隙或过盈的变动量间隙配合中:Tf XmaxXmin过盈配合中:Tf Ymin Ymax

5、 Th+Ts过渡配合中:Tf Xmax Ymax七、基准制basic system 为了设计和制造上的经济性，把其中孔公差带或轴公差带的位置固定,而改变轴公差带或孔公差带的位置，来实现所需要的各种配合。这种制度称为基准制。有基孔制和基轴制两种基准制解说词1、基孔制、基孔制-基本偏差为基本偏差为一定的孔的公差带一定的孔的公差带，与，与不同基本不同基本偏差的轴的公差带偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，形成各种配合的一种制度，EI0基准孔基准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公差带图：公差带图：0-0+基准孔的基本偏差代号为基准孔的基本偏差代号为“H”。2、基轴制、基轴制-基本

6、偏差为基本偏差为一定的轴的公差带一定的轴的公差带,与与不同基本偏不同基本偏差的孔的公差带差的孔的公差带形成各种不形成各种不同配合的制度。同配合的制度。基准轴基准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公差带图：公差带图：基准轴的基本偏差代号为基准轴的基本偏差代号为“h”。-+例:有一过盈配合,基本尺寸为 45mm,过盈在0.045mm至 0.086mm范围内,采用基孔制,Th=1.5Ts,试确定孔和轴的极限偏差.解解:Tf=Ymin Ymax =(0.045)(0.086)=0.041mm Th=1.5Ts Tf=Th+Ts=1.5Ts+Ts =0.041mm得得 Ts=0.016m

7、m,Th=0.025mm按基孔制有按基孔制有 EI=0,因此因此 ES=Th+EI=+0.025mm由由 Ymin=ESei 得得 ei=ES Ymin=+0.070mm而而 es=ei+Ts=(+0.070)+0.016=+0.086mm孔公差带+86+0-45轴公差带+70+25第二节 标准公差系列一一标准公差标准公差二二标准公差因子标准公差因子三三标准公差数值的计算标准公差数值的计算四四尺寸分段尺寸分段本节结构:一 标准公差T (standard tolerance)国家标准所规定的公差值 T=a i其中a-标准公差等级系数，用标准公差代号 IT01,IT0,IT1IT18表示，其中最高

8、 IT01，IT18最低。i-标准公差因子二 标准公差因子(standard tolerance factor)解说词在基本尺寸不大于500mm的尺寸段内i =0.45 +0.001D(m)式中D-基本尺寸（mm）三 标准公差数值的计算公差等级 公式 公差等级 公式 公差等级 公式 IT01 0.3+0.008D IT6 10i IT13 250 i IT0 0.5+0.012D IT7 16i IT14 400 i IT1 0.8+0.020D IT8 25i IT15 640 i IT2 (IT1)(IT5/IT1)1/4 IT9 40i IT16 1000 i IT3 (IT1)(IT5

9、/IT1)2/4 IT10 64i IT17 1600 i IT4 (IT1)(IT5/IT1)3/4 IT11 100i IT18 2500 i IT5 7 i IT12 160i解说词四 尺寸分段Dj=D首 D末解说词例:求基本尺寸为90mm IT7标准公差数值.解:90mm在大于80mm至120mm段内,Dj=97.98mm i=0.45 Dj1/3+0.001Dj =2.173 m IT7=16i=162.173=34.768 m经尾数化整,则得IT7=35 m12080第三节 基本偏差系列 基本偏差（fundamental deviation)是指国家标准所规定的上偏差或下偏差，它一

10、般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。本节结构：一基本偏差代号二孔和轴的基本偏差系列三各种基本偏差所形成配合的特征四孔和轴的代号五轴的基本偏差的确定六孔的基本偏差的确定 GB/T1800.21998对孔和轴分别规定了28种基本偏差，孔用大写字母，轴用小写字母。在26个英文字母中，去掉5个字母(孔去掉I、L、O、Q、W，轴去掉i、l、o、q、w)，加上7组字母(孔为CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC；轴为cd、ef、fg、js、za、zb、zc)。一 基本偏差代号二二 孔和轴的基本偏差系列孔和轴的基本偏差系列基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置。基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置。ARS

11、 TPCDEFFGCDEHYBGJSKM NUVXZZAZBZCFD0+-孔孔J0+rafgdefcdbhjsjkmnps tuxzzazbzcgecfvyD0-轴轴0三三 各种基本偏差所形成配合的特征各种基本偏差所形成配合的特征A H 通常通常形成间隙配合形成间隙配合J N 通常通常形成过渡配合形成过渡配合P ZC 通常通常形成过盈配合形成过盈配合基轴制：基轴制：NKJSHJMGRSTPU孔孔基准孔基准孔基准轴基准轴rfgefhjsjkmnpstugf轴轴基孔制：基孔制：a h 通常通常形成间隙配合形成间隙配合j n 通常通常形成过渡配合形成过渡配合p zc 通常通常形成过盈配合形成过盈配合

12、四 孔和轴的代号 把孔和轴基本偏差代号和标准公差等级代号中的阿拉伯数字组合，就构成它们的公差带代号。例如孔公差带代号G8，H7；轴公差带代号g7,h6。把孔和轴的公差带代号组合，就构成 配合代号，它用分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。五 轴的基本偏差的确定通过查轴的基本偏差数值表（GB/T1800.3-1998)可得出基本偏差。例：利用标准公差数值表和轴的基本偏差数值表，确定50f6轴的极限偏差数值。解：查得IT6=16m；es=25m所以ei=esIT =(25)16 =41m在图样上可标注为 50-0.025mm -0.041六 孔的基本偏差的确定（1）通用规则一般

13、情况下，同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对于零线是完全对称的，两者的基本偏差的绝对值相等，而符号相反 EI=es 或 ES=ei （例）例：查表确定80H8/r8和80R8/h8的极限偏差数值。解：查得IT8=46m,r的ei=+43m,R的ES=43m80H8/r8配合中,EI=0,ES=+46m es=ei+IT8=(+43)+46=+89m80R8/h8配合中,es=0,ei=46m EI=ES IT8=4346=89m(2)特殊规则基本尺寸大于3mm至500mm的孔的基本偏差代号为N，且标准公差等级为9级或9级以下时，ES=0基本尺寸大于3mm至500mm的基轴制过渡和过盈配合中

14、，孔要与高一级的轴相配合（如K8/h7,U7/h6）。并要求具有同一基本偏差代号字母的基孔制配合（如H8/k7,H7/u6）时，ES=ei +=ITnIT(n1)(例)例：查表确定30H7/p6和30P7/h6的极限偏差数值。解：查得IT7=21m,IT6=13m30H7/p6配合中，ES=+21m,EI=0;查得 ei=+22m 所以 es=+22+13=+35m 30P7/h6配合中，es=0,ei=13m 查得ES=22m+,而=ITnIT(n1)=IT7IT6 =2113=8m 因此 ES=22+8=14m EI=ESIT7=1421=35mGB/T1800.3-1998中，对标准公差

15、等级ITIT8且基本偏差代号为K、M、N的孔采用与高一级的轴的配合（如H8/k7,K8/h7）;对标准公差等级ITIT7,且基本偏差代号为P至ZC采用与高一级的轴的配合（如H7/u6,U7/h6）。IT(n1)eiITnESITnIT(n1)ei+IT(n1)=ES+ITnei ITn=ES IT(n1)基孔制配合基轴制配合轴轴孔孔第四节 常用公差带和优先、常用配合本节结构：一、孔的常用公差带 二、轴的常用公差带 三、基孔制的优先、常用配合 四、基轴制的优先、常用配合 一、孔的常用公差带红色的是优先公差带,所围部分为常用公差带.H1 JS1 H2 JS2 H3 JS3 H4 JS4 K4 M4

16、 G5 H5 JS5 K5 M5 N5 P5 R5 S5 F6 G6 H6 J6 JS6 K6 M6 N6 P6 R6 S6 T6 U6 V6 X6 Y6 Z6 D7 E7 F7 G7 H7 J7 JS7 K7 M7 N7 P7 R7 S7 T7 U7 V7 X7 Y7 Z7 C8 D8 E8 F8 G8 H8 J8 JS8 K8 M8 N8 P8 R8 S8 T8 U8 V8 X8 Y8 Z8 A9 B9 C9 D9 E9 F9 H9 JS9 N9 P9 A10 B10 C10 D10 E10 H10 JS10 A11 B11 C11 D11 H11 JS11 A12 B12 C12 H12

17、 JS12 H13 JS13 二、轴的常用公差带红色的是优先公差带,所围部分为常用公差带.h1 js1 h2 js2 h3 js3 g4 h4 js4 k4 m4 n4 p4 r4 s4 f5 g5 h5 js5 k5 m5 n5 p5 r5 s5 t5 u5 v5 x5 e6 f6 g6 h6 j6 js6 k6 m6 n6 p6 r6 s6 t6 u6 v6 x6 y6 z6 d7 e7 f7 g7 h7 j7 js7 k7 m7 n7 p7 r7 s7 t7 u7 v7 x7 y7 z7 c8 d8 e8 f8 g8 h8 j8 js8 k8 m8 n8 p8 r8 s8 t8 u8 v

18、8 x8 y8 z8 a9 b9 c9 d9 e9 f9 h9 js9 a10 b10 c10 d10 e10 h10 js10 a11 b11 c11 d11 h11 js11 a12 b12 c12 h12 js12 a13 b13 h13 js13 三、基孔制的优先、常用配合基准孔 轴 (红色为优先配合)a b c d e f g h js k m n p r s t u v x y z 间隙配合 过渡配合 过盈配合 H6 H6 H6 H6 H6 H6 H6 H6 H6 H6 H6 H6 f5 g5 h5 js5 k5 m5 n5 p5 r5 s5 t5 H7 H8 H8 H8 H8 H

19、8 d8 e8 f8 h8 H9 H9 H9 H9 H9 H9 c9 d9 e9 f9 h9 H10 H11H11H11 H11 H11 H11 a11 b11 c11 d11 h11 H12 H12H12 b12 h12四、基轴制的优先、常用配合基准轴 孔(红色为优先配合)A B C D E F G H JS K M N P R S T U V X Y Z 间隙配合 过渡配合 过盈配合 H5 F6 G6 H6 JS6 K6 M6N6 P6 R6 S6 T6 h5 h5 h5 h5 h5 h5 h5 h5 h5 h5 h5 H6 F7 G7 H7 JS7 K7M7 N7 P7 R7 S7 T7

20、 U7 h6 h6 h6 h6 h6 h6 h6 h6 h6 h6 h6 h6 H7 H8H9 H10 H11H12第五节 常用尺寸孔、轴公差与配合的选择 孔、轴公差与配合的选择是机械产品设计中的重要部分，这直接影响机械产品的使用精度、性能和加工成本。孔、轴公差与配合的选择包括基准制、标准公差等级和配合种类等三方面的选择。标准公差等级和配合种类的选择方法有计算法、实验法和类比法。用计算法选择标准公差等级和配合种类，通常要用到相关专业理论知识，通过一些公式计算出极限间隙或过 盈，可借助计算机完成。实验法选择标准公差等级和配合种类，主要用于对产品质量和性能有极大影响的重要配合，通过一定数量的实验，

21、确定出最佳工作性能所需的极限间隙或极限过盈，这种方法费时、费力、费用颇高，因此很少采用。类比法选择是较常应用的方法，借鉴使用效果良好的同类产品的技术资料或参考有关资料并加以分析来确定孔、轴极限尺寸。一、基准制的选择1、一般情况下优先选用基孔制，因为基孔制可减少定值刀具和光滑极限塞规的规格种类。2、特殊情况采用基轴制。例如在农业机械中，常用具有一定精度的冷拉钢材直接作轴，轴不需加工，应采用基轴制。又如，同一根轴的不同部位上装配几个不同配合要求的孔的零件应采用基轴制。3、以标准部件为基准选择基准制。例如，滚动轴承外圈与箱体孔的配合必须采用基轴制，内圈与轴颈的配合必须采用基孔制。4、必要时采用任何适

22、当的孔、轴公差带组成非基准制的配合二、公差等级（tolerance grades）选择满足使用要求的前提下，尽量选取低的标准公差等级。1、应熟悉各个标准公差等级的应用范围，采用类比法 IT01IT1用于量块的尺寸公差。IT1IT7用于量规的尺寸公差，常用于检验IT6IT16的孔和轴。IT2IT5用于精密配合，如滚动轴承各零件的配合。IT5IT10用于有精度要求的重要和较重要配合。IT5的轴和IT6的孔用于高精度的重要配合，例如，精密机床主轴轴颈与轴承、内燃机的活塞上的两个销孔的配合。IT6的轴与IT7的孔在机械制造业中的应用很广，用于较高精度的重要配合。IT7和IT8通常用于中等精度要求的配合

23、，IT9、IT10用于一般精度要求的配合。IT11、IT12用于不重要的配合。IT12IT18用于非配合尺寸。2、同一配合中孔与轴应具工艺等价性，即同一配合中的孔和轴的加工难易程度基本相同。3、某些孔、轴的标准公差等级应决定于相配件或相关件的结构或精度。4、考虑配合性质及加工成本。过盈、过渡配合和间隙较小的间隙配合中，孔的标准公差等级应不低于8级，轴的通常不低于7级，而间隙较大的间隙配合中，孔的公差等级较低。间隙较大的间隙配合中，孔和轴之一由于某种原因，必须选用较高的标准公差等级，则与它配合的轴或孔的标准公差等级可低两三级。三、配合种类的选择1、考虑孔、轴间是否有相对运动。有相对运动，必须选取

24、间隙配合，无相对运动且传递载荷（转矩或轴向力）时，应选取过盈配合，也可选取过渡配合，这时必须加键或销等连接件。2、考虑孔和轴的定心精度要求。要求较高时，不宜采用间隙配合，通常采用过渡配合或过盈小的过盈配合。3、考虑过盈配合中的受载情况。传递的转矩越大，则所选配合的过盈应越大。4、考虑拆装情况。经常拆装零件的配合要比不经常拆装的配合松些，有的零件虽不经常拆装，但拆装困难，也应选取较松的配合。5、考虑工作时的温度。如果相互配合的孔、轴工作时与装配时的温度差别较大，则要考虑热变形的影响。6、考虑装配变形。在机械结构中，有时会遇到薄壁套筒装配后变形的问题。如图所示，套筒外表面与机座孔的配合为过盈配合，

25、套筒内孔与轴的配合为间隙配合。套筒压入机座孔后，套筒内孔会收缩产生变形，因此，要考虑变形量的影响。解决方法有两个：一是预先将套筒孔加工得比60H7稍大；二是用工艺措施保证，将套筒压入机座孔后，再按60H7加工套筒内孔。80H7/u660H7/f6套筒机座7、考虑生产类型。在大批大量生产时，多用调整法加工，加工后尺寸的分布通常遵循正态分布。在单件小批生产时，多用试切法加工，孔加工后尺寸多偏向孔的最小极限尺寸，轴加工后尺寸多偏向轴的最大极限尺寸，为了满足相同的使用要求，单件小批生产时采用的配合应比大批大量生产时松些。H7H7js6h6+0_50调整法和试切法加工后的尺寸分布调整法和试切法加工后的尺

26、寸分布试切法加工后的尺寸分布试切法加工后的尺寸分布四、线性尺寸的未注公差 在零件图上，对于在车间一般加工条件下能够保证的非配合线性尺寸和倒圆半径、倒角高度尺寸的公差和极限偏差可以不注出，而来用GB/T1804-92所规定的线性尺寸一般公差，以简化图样标注。GB/T1804-92对线性尺寸的未注公差规定了四个公差等级，即f级（精密级）、m级（中等级）、c级（粗糙级）和v级（最粗级），并制定了相应的极限偏差数值，由车间在加工时加以控制。线性尺寸的未注公差要求应写在零件图上或技术文件中，用GB/T1804的标准号和公差等级符号表示，例如选用中等级时，表示为“未注公差尺寸按GB/T1804-m”。习题

27、3-1 孔的基本尺寸D=50mm，最小极限尺寸 Dmin=50.025mm，求孔的上偏差ES、下偏差EI及公差Th，并画出公差带示意图。3-2 按30k6加工一批轴，完工后，测得每一轴的实际尺寸，其中最大的尺寸为30.015mm，最小的尺寸为30mm。问这批轴规定的尺寸公差值是多少？这批轴是否全部合格？为什么？3-3 查表画出下列相互配合的孔、轴的公差带示意图，并说明各配合代号的含义及配合性质。（1）20H8/f7;(2)30F8/h7;(3)18H8/h7;(4)14H7/r6;(5)60H6/k5;(6)85H7/js6;(7)90D9/h9;(8)50K7/h6;(9)40H7/t6;(

28、10)45JS6/h5;(11)60H7/k6;(12)110S5/h4。3-4 已知下列各配合，试将查表和计算的结果填入表格中，并画出孔、轴公差带示意图和指明配合性质。（1）60H6/g5;(2)30H7/p6;(3)50K8/h7;(4)100S7/h6;(5)18H5/h4;(6)48H8/js7表格的格式如下：组号公差带代号基本公差标准公差另一极限偏差极限间隙或过盈配合公差配合性质(1)60H660g53-5 有一孔、轴配合，基本尺寸 D=60mm，Xmax=+28m,Th=30m，Ts=19m，es=0。试求ES、EI、ei、Tf及Xmin(或Ymax)，并画出孔、轴公差带示意图。3-6 有一基孔、轴配合，基本尺寸D=mm，Ts=21m，Xmax=+74m,试求孔、轴的极限偏差、配合公差，并画出公差带示意图，说明其配合性质。3-7 设孔、轴配合的基本尺寸和使用要求如下：试按公式，采用基孔制（或基轴制），确定孔和轴的极限偏差，并画出公差带示意图。3-8 设孔、轴配合的基本尺寸和使用要求如下：试按附表，采用基孔制（或基轴制），确定孔和轴的标准公差等级、公差带代号和极限偏差，并画出公差带示意图。