互换性与测量技术第六讲.ppt

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1、公差与配合的选择第第3章章 光滑圆柱的公差与配合光滑圆柱的公差与配合 本章要点基本术语及定义 尺寸的公差与配合尺寸的检测1第第3章章 光滑圆柱的公差与配合光滑圆柱的公差与配合 3 33 3公差与配合的选择公差与配合的选择公差与配合的选择公差与配合的选择 公差与配合的选择是否恰当，对产品的性能、质量、互换性及公差与配合的选择是否恰当，对产品的性能、质量、互换性及公差与配合的选择是否恰当，对产品的性能、质量、互换性及公差与配合的选择是否恰当，对产品的性能、质量、互换性及经济性有着重要的影响。选择的原则是在满足使用要求的前提经济性有着重要的影响。选择的原则是在满足使用要求的前提经济性有着重要的影响。

2、选择的原则是在满足使用要求的前提经济性有着重要的影响。选择的原则是在满足使用要求的前提下能够获得最佳的技术经济效益。选择的方法有计算法、类比下能够获得最佳的技术经济效益。选择的方法有计算法、类比下能够获得最佳的技术经济效益。选择的方法有计算法、类比下能够获得最佳的技术经济效益。选择的方法有计算法、类比法、试验法等。法、试验法等。法、试验法等。法、试验法等。3 33 31 1类比法类比法类比法类比法(一一一一)配合制的选择配合制的选择配合制的选择配合制的选择1.1.配合制的选择原则是配合制的选择原则是配合制的选择原则是配合制的选择原则是优先选用基孔制优先选用基孔制优先选用基孔制优先选用基孔制，特

3、殊情况下也可选用基，特殊情况下也可选用基，特殊情况下也可选用基，特殊情况下也可选用基轴制或非基准制。轴制或非基准制。轴制或非基准制。轴制或非基准制。2.加工大、中、小孔时采用基孔制加工大、中、小孔时采用基孔制 3.由于机械结构上的原因。宜采用基轴制。由于机械结构上的原因。宜采用基轴制。1)农业机械与纺织机械中经常使用具有一定精度的冷拉钢材农业机械与纺织机械中经常使用具有一定精度的冷拉钢材(这这 种钢材是按基轴制的轴尺寸制造的种钢材是按基轴制的轴尺寸制造的)直接做轴，极少加工。在直接做轴，极少加工。在 这种情况下，应选用基轴制。这种情况下，应选用基轴制。2)与标准件或标准部件相配合的孔或轴，必须

4、以与标准件或标准部件相配合的孔或轴，必须以标准件或标准标准件或标准 部件为基准件来选基准制。部件为基准件来选基准制。2(二二)公差等级的选择公差等级的选择 选择公差等级时，要正确处理使用要求、制造工艺和成本之间选择公差等级时，要正确处理使用要求、制造工艺和成本之间 的关系。因此选择公差等级的的关系。因此选择公差等级的基本原则是：在满足使用要求的基本原则是：在满足使用要求的 前提前提 下，尽量选取低的公差等级。下，尽量选取低的公差等级。设计时，可参阅表设计时，可参阅表37和和 表表38。用类比法选择公差等级时，还应考虑以下问题：用类比法选择公差等级时，还应考虑以下问题：1.应考虑孔和轴的工艺等价

5、性应考虑孔和轴的工艺等价性。孔和轴的工艺等价性即孔和轴加工难易程度应相同。一般地说，孔的公孔和轴的工艺等价性即孔和轴加工难易程度应相同。一般地说，孔的公 差等级差等级低于低于8级级时，孔和轴的时，孔和轴的公差等级应相同公差等级应相同；孔的公差等级；孔的公差等级高于高于8级级 时，时，轴应比孔高一级轴应比孔高一级；孔的；孔的公差等级等于公差等级等于8级时，两者均可级时，两者均可。这样，可。这样，可 保证孔和轴的工艺等价性。如保证孔和轴的工艺等价性。如Hgd9，H8f7，H8n8，H7p6。2.要注意相关件和相配件的精度要注意相关件和相配件的精度。例如，齿轮孔与轴的配合取决于相关件齿轮的精度等级例

6、如，齿轮孔与轴的配合取决于相关件齿轮的精度等级(可参阅有关齿可参阅有关齿 轮的国家标准轮的国家标准)。3.必须考虑加工成本必须考虑加工成本。如图如图316所示的轴颈与轴套的配合，按工艺等价原则，轴套应选所示的轴颈与轴套的配合，按工艺等价原则，轴套应选7级级 公差公差(加工成本较高加工成本较高)，但考虑到它们在径向只要求自由装配，为大，但考虑到它们在径向只要求自由装配，为大 的间隙配合，此处选择了的间隙配合，此处选择了9级公差，有效地降低了成本。级公差，有效地降低了成本。3 配合的选择，实质上是对配合的选择，实质上是对配合的选择，实质上是对配合的选择，实质上是对间隙和过盈间隙和过盈间隙和过盈间隙

7、和过盈的选择。其原则是的选择。其原则是的选择。其原则是的选择。其原则是：拆装频率较高，定心精度要求较低，间隙较大；传递扭矩拆装频率较高，定心精度要求较低，间隙较大；传递扭矩拆装频率较高，定心精度要求较低，间隙较大；传递扭矩拆装频率较高，定心精度要求较低，间隙较大；传递扭矩较大，过盈量较大。较大，过盈量较大。较大，过盈量较大。较大，过盈量较大。(三三三三)配合的选择配合的选择配合的选择配合的选择间隙配合间隙配合间隙配合间隙配合:主要用于相互配合的孔和轴有相对运动或需要经主要用于相互配合的孔和轴有相对运动或需要经主要用于相互配合的孔和轴有相对运动或需要经主要用于相互配合的孔和轴有相对运动或需要经

8、常拆装的场合。常拆装的场合。常拆装的场合。常拆装的场合。过渡配合过渡配合过渡配合过渡配合:过渡配合的定位精度比间隙配合的过渡配合的定位精度比间隙配合的过渡配合的定位精度比间隙配合的过渡配合的定位精度比间隙配合的定位精度高定位精度高定位精度高定位精度高，拆装拆装拆装拆装又比过盈配合又比过盈配合又比过盈配合又比过盈配合方便方便方便方便，因此，过渡配合广泛应，因此，过渡配合广泛应，因此，过渡配合广泛应，因此，过渡配合广泛应 用于用于用于用于有对中性要求，靠紧固件传递扭矩又经常拆有对中性要求，靠紧固件传递扭矩又经常拆有对中性要求，靠紧固件传递扭矩又经常拆有对中性要求，靠紧固件传递扭矩又经常拆 装的场合

9、装的场合装的场合装的场合，如齿轮孔和轴靠平键联结时的配合：，如齿轮孔和轴靠平键联结时的配合：，如齿轮孔和轴靠平键联结时的配合：，如齿轮孔和轴靠平键联结时的配合：如此时偏重于定位精度要求，则应选择偏紧的过如此时偏重于定位精度要求，则应选择偏紧的过如此时偏重于定位精度要求，则应选择偏紧的过如此时偏重于定位精度要求，则应选择偏紧的过 渡配合，即基本偏差为渡配合，即基本偏差为渡配合，即基本偏差为渡配合，即基本偏差为mm，n n，P P的配合的配合的配合的配合(如未说如未说如未说如未说 明，均以基孔制为例明，均以基孔制为例明，均以基孔制为例明，均以基孔制为例)；如此时偏重于拆装的方便；如此时偏重于拆装的

10、方便；如此时偏重于拆装的方便；如此时偏重于拆装的方便 性，则应选择偏松的过渡配合，即基本偏差为性，则应选择偏松的过渡配合，即基本偏差为性，则应选择偏松的过渡配合，即基本偏差为性，则应选择偏松的过渡配合，即基本偏差为 is is，k k的配合。的配合。的配合。的配合。过盈配合过盈配合过盈配合过盈配合:主要用于传递扭矩和实现牢固结合，通常不需要主要用于传递扭矩和实现牢固结合，通常不需要主要用于传递扭矩和实现牢固结合，通常不需要主要用于传递扭矩和实现牢固结合，通常不需要 拆卸。拆卸。拆卸。拆卸。4基本偏差为基本偏差为基本偏差为基本偏差为P P或或或或r r的公差带与基准孔组成过盈定位配合，能以的公差

11、带与基准孔组成过盈定位配合，能以的公差带与基准孔组成过盈定位配合，能以的公差带与基准孔组成过盈定位配合，能以最好的定位精度达到部件的刚性及对中要求，用于定位精度最好的定位精度达到部件的刚性及对中要求，用于定位精度最好的定位精度达到部件的刚性及对中要求，用于定位精度最好的定位精度达到部件的刚性及对中要求，用于定位精度特别重要的场合。需要传递扭矩时，必须加紧固件。如图特别重要的场合。需要传递扭矩时，必须加紧固件。如图特别重要的场合。需要传递扭矩时，必须加紧固件。如图特别重要的场合。需要传递扭矩时，必须加紧固件。如图331818所示卷扬机的绳轮与齿轮的结合，采用过盈定位配合所示卷扬机的绳轮与齿轮的结

12、合，采用过盈定位配合所示卷扬机的绳轮与齿轮的结合，采用过盈定位配合所示卷扬机的绳轮与齿轮的结合，采用过盈定位配合H7H7p6p6，保证绳轮与齿轮组成部件的刚性与对中性要求，通过键，保证绳轮与齿轮组成部件的刚性与对中性要求，通过键，保证绳轮与齿轮组成部件的刚性与对中性要求，通过键，保证绳轮与齿轮组成部件的刚性与对中性要求，通过键传递扭矩传递扭矩传递扭矩传递扭矩5 (四四)其他问题其他问题 工作温度、装配变形、生产批量也是必须考虑的问题，此工作温度、装配变形、生产批量也是必须考虑的问题，此 外，还应尽量采用优先与常用配合。外，还应尽量采用优先与常用配合。例例5:机械式过载保护装置公差配合选用分析机

13、械式过载保护装置公差配合选用分析(见图见图321)。6 选用分析：选用分析：1配合制的选择。配合制的选择。大多数情况应该优先选择基孔制大多数情况应该优先选择基孔制，但，但安全销与衬套孔的配合因为两处松安全销与衬套孔的配合因为两处松 紧不一样，考虑到加工以及安装、拆卸方便，可以选用基轴制。紧不一样，考虑到加工以及安装、拆卸方便，可以选用基轴制。2公差等级的选择。公差等级的选择。齿轮与传动套、传动套与轴为齿轮与传动套、传动套与轴为重要配合尺寸重要配合尺寸，以，以76级为宜；传动级为宜；传动 套与衬套，齿轮与衬套为套与衬套，齿轮与衬套为较为重要较为重要的配合尺寸，以的配合尺寸，以87级为宜；安级为宜

14、；安 全销与衬套孔主要起连接全销与衬套孔主要起连接紧固作用紧固作用，可以选用，可以选用88级精度。级精度。3配合的选择。配合的选择。齿轮与传动套有齿轮与传动套有相对运动相对运动，并且有，并且有运动精度运动精度要求，选择要求，选择小间隙配小间隙配 合合，查看优先与常用配合，选择，查看优先与常用配合，选择H7h6。传动套与轴靠平键连接传递载荷，不需要选择中等压入配合或压入传动套与轴靠平键连接传递载荷，不需要选择中等压入配合或压入 配合配合(太紧太紧)，考虑到定心要求，可以选择，考虑到定心要求，可以选择小过盈或紧过渡配合小过盈或紧过渡配合，如，如 H7n6，H7p6(优先配合优先配合)。传动套与衬套

15、，齿轮与衬套为典型的过盈定位配合，代号为传动套与衬套，齿轮与衬套为典型的过盈定位配合，代号为H8p7 或或H8r7(常用配合常用配合)。安全销与衬套孔安全销与衬套孔(右右)考虑安装方便，可以选考虑安装方便，可以选小间隙配合小间隙配合，再考虑衬，再考虑衬 套孔的装配变形，间隙可以适当增大一点，如套孔的装配变形，间隙可以适当增大一点，如F8h8，安全销与衬，安全销与衬 套孔套孔(左左)考虑定位及拆装要求，应该选择紧过渡配合，再考虑衬套考虑定位及拆装要求，应该选择紧过渡配合，再考虑衬套 孔的装配变形，最后选择孔的装配变形，最后选择M8h8。73 3 3 32 2 计算法计算法计算法计算法 当配合要求

16、非常明确时，可采用计算法来确定配合代号。下面当配合要求非常明确时，可采用计算法来确定配合代号。下面当配合要求非常明确时，可采用计算法来确定配合代号。下面当配合要求非常明确时，可采用计算法来确定配合代号。下面 以例题来说明此方法。以例题来说明此方法。以例题来说明此方法。以例题来说明此方法。例例6:有一基孔制的孔、轴配合，基本尺寸有一基孔制的孔、轴配合，基本尺寸D=25，最大间隙不，最大间隙不 得超过得超过0074，最小间隙不得小于，最小间隙不得小于004，试确定其配，试确定其配 合代号。合代号。解解:Tf=Xmax一一Xmin=0.0740.040=+0.034 为了满足使用要求，必须使为了满足

17、使用要求，必须使TfTh+Ts，查表，查表3一一1可知：可知：IT6=0.013，IT7=0.021。考虑到工艺等价原则，孔应。考虑到工艺等价原则，孔应 选用选用7级公差级公差Th=0.021，轴应选用，轴应选用6级公差级公差Ts=0.013。又因为基孔制配合，所以又因为基孔制配合，所以EI=0，ES=EI+Th=+0.021。的公差带代号为的公差带代号为H7。由由Xmin=EI一一es=+0.040可知可知es=EIXmin=-0.040，对照表对照表32可知，基本偏差代号为可知，基本偏差代号为e的轴可以满足要求。的轴可以满足要求。所以轴的公差代号为所以轴的公差代号为e6。其下偏差。其下偏差

18、ei=-0.053。所以，满足要求的配合代号为所以，满足要求的配合代号为25H7e6。8 34尺寸的检测尺寸的检测 341概述 由于被测零件的形状、大小、精度要求和使用场合不同，采用由于被测零件的形状、大小、精度要求和使用场合不同，采用 的计量器具也不同。对于大批量生产的车间，为提高检测效的计量器具也不同。对于大批量生产的车间，为提高检测效 率，多采用量规来检验率，多采用量规来检验(详见第详见第6章章)；对于单件或小批量生；对于单件或小批量生 产，则常采用通用计量器具来测量。本节只介绍后一种方法。产，则常采用通用计量器具来测量。本节只介绍后一种方法。342验收极限与计量器具的选择原则验收极限与

19、计量器具的选择原则 (一一)验收极限与安全裕度验收极限与安全裕度 国家标准规定的验收原则是：国家标准规定的验收原则是：所有验收方法应只接受位于规所有验收方法应只接受位于规 定的极限尺寸之内的工件，即允许有误废而不允许有误收。定的极限尺寸之内的工件，即允许有误废而不允许有误收。为了保证这一验收原则的实现，保证零件达到互换性要求，为了保证这一验收原则的实现，保证零件达到互换性要求，将误收减至最小，规定了验收极限。将误收减至最小，规定了验收极限。验收极限验收极限:是指检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界线是指检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界线。国家标准规定，验收极限可以按照下列两种方法之一确定。国家

20、标准规定，验收极限可以按照下列两种方法之一确定。方法一方法一 验收极限是从图样上规定的最大极限尺寸和最小极限验收极限是从图样上规定的最大极限尺寸和最小极限 尺寸分别向工件公差带内移动一个安全裕度尺寸分别向工件公差带内移动一个安全裕度A来确定来确定，如图，如图 322所示。所示。910上验收极限上验收极限=最大极限尺寸一最大极限尺寸一A下验收极限下验收极限=最小极限尺寸最小极限尺寸+A安全裕度安全裕度A由工件公差由工件公差T确定，确定，A的数值取工件公差的的数值取工件公差的110，其数值见表其数值见表39。由于验收极限向工件的公差带之内移动，为了保证验收时合由于验收极限向工件的公差带之内移动，为

21、了保证验收时合 格，在生产时工件不能按原有的极限尺寸加工，应按由验收格，在生产时工件不能按原有的极限尺寸加工，应按由验收极限所确定的范围生产，这个范围称极限所确定的范围生产，这个范围称“生产公差生产公差”。方法二方法二 验收极限等于图样上规定的最大极限尺寸和最小极验收极限等于图样上规定的最大极限尺寸和最小极限尺寸，即限尺寸，即A值等于零。值等于零。具体选择哪一种方法，要结合工件尺寸功能要求及其重要程具体选择哪一种方法，要结合工件尺寸功能要求及其重要程度、尺寸公差等级、测量不确定度和工艺能力等因素综合考度、尺寸公差等级、测量不确定度和工艺能力等因素综合考虑。具体原则是：虑。具体原则是：1对符合包

22、容要求的尺寸，公差等级高的尺寸，其验收对符合包容要求的尺寸，公差等级高的尺寸，其验收 极限按方法一确定。极限按方法一确定。2对工艺能力指数对工艺能力指数Cp1时，其验收极限可以按方法二时，其验收极限可以按方法二 确定。但对要求符合包容要求的尺寸，其轴的最大极确定。但对要求符合包容要求的尺寸，其轴的最大极 限尺寸和孔的最小极限尺寸仍要按方法一确定限尺寸和孔的最小极限尺寸仍要按方法一确定 11 工艺能力指数工艺能力指数Cp值是工件公差值值是工件公差值T与加工设备工与加工设备工 艺能力艺能力c之比值。之比值。c为常数，工件尺寸遵循正态为常数，工件尺寸遵循正态 分布时，分布时，c=6；为加工设备的标准

23、偏差；为加工设备的标准偏差；Cp=T6。3对偏态分布的尺寸，尺寸偏向的一边应按方法一对偏态分布的尺寸，尺寸偏向的一边应按方法一 确定。确定。4对非配合和一般的尺寸，其验收极限按方法二确定。对非配合和一般的尺寸，其验收极限按方法二确定。(二二)计量器具的选择原则计量器具的选择原则 计量器具的选择主要取决于计量器具的技术指标和经济指标。计量器具的选择主要取决于计量器具的技术指标和经济指标。为了保证测量的可靠性和量值的统一，国家标准规定：按照为了保证测量的可靠性和量值的统一，国家标准规定：按照计量器具的测量不确定度允许值计量器具的测量不确定度允许值U1选择计量器具。选择计量器具。U1值见表值见表39

24、，其值大小分为，其值大小分为1，档，分别约为工件公差的档，分别约为工件公差的110，16，14。对于。对于IT6ITll，U1值分为为值分为为I，档，对于档，对于ITl2ITl8，U1值分为为为值分为为为I，档。一般情况下，档。一般情况下，优先选用优先选用I档，其次是档，其次是，档。档。12表表310表表312给出了在车间条件下常用的千分尺、游标卡尺、给出了在车间条件下常用的千分尺、游标卡尺、比较仪和指示表的不确定度。在选择计量器具时，所选用的计量器比较仪和指示表的不确定度。在选择计量器具时，所选用的计量器具的不确定度应小于或等于计量器具不确定度的允许值。具的不确定度应小于或等于计量器具不确定

25、度的允许值。例例7:被检验工件为被检验工件为42h9，试确定验收极限，并选择适，试确定验收极限，并选择适 当的计量器具。当的计量器具。解解:因为此工件遵守包容要求，故应按方法一因为此工件遵守包容要求，故应按方法一 确定验收极限。由表确定验收极限。由表3-9查得安全裕度查得安全裕度 A=00062，则可得：，则可得：上验收极限上验收极限=42-0.0062=41.994 下验收极限下验收极限=42-0.062+00062=41.944 由表由表3-9按优先选用按优先选用I档的原则，查得计量器具档的原则，查得计量器具 不确定度的允许值不确定度的允许值U1=00056。由表。由表3-10查查 得分度值为得分度值为0.01得千分尺不确定度为得千分尺不确定度为0.004，它，它 小于小于0.0056，所以能满足要求。，所以能满足要求。0 0 13作业：作业：p45 3-6(1)，(2)、3-814