(XXXX1001第3章圆柱体公差配合及其标准化)机械精度设.ppt

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1、机械精度设计与检测机械精度设计与检测(互换性与技术测量)主讲：胡良斌主讲：胡良斌南华大学机械工程学院南华大学机械工程学院2021/9/231第三章第三章 圆柱体公差配合及其标准化圆柱体公差配合及其标准化一、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2021/9/232基础基础 GB/T180

2、0.1-1997 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)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

3、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体系2021/9/233第三章第三章 圆柱体公差配合及其标准化圆柱体公差配合及其标准化3.1 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2021/9/234保保证证保证保证规规定定规定规定圆圆柱柱体体结结合合互互换换性

4、性标标准准体体系系 公公差差与与配配合合测测量量与与检检验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2021/9/235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）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

5、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:具有较小的间隙或过盈具有较小的间隙或过盈2021/9/236 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:为被包容面为被包容面 目的目的：扩大标准应用范围。：扩大标准应用范围。2021/9/237一、尺寸定义及分类一、尺寸定义及分类一、尺寸定义及分类一、尺寸定义及分类 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

6、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 2021/9/2383 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

7、的最小尺寸。：允许的最小尺寸。代号：代号：孔孔（Dmax、Dmin）轴轴（dmax、dmin）2021/9/2394 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。实际尺寸实际尺寸F尺寸合格条件（尺寸合格条件（1 1）：）：D DminminDDa aDDmaxmax d dminmin d da a d dmaxmax2021/9/23105 5、最大实体尺寸、最大实体尺寸(MMS)(maximum material size）最大实体状态

8、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 dmax2021/9/23116 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

9、状态下的极限尺寸 孔：孔：DLDmax 轴：轴：dLdmin2021/9/2312二、偏差与公差二、偏差与公差二、偏差与公差二、偏差与公差可为正值、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。实际尺寸与基本尺寸之差。Ea =DaD ea=dad 2021/9/2313F尺寸合格条件（尺寸合格条件（2 2）：孔：孔：EI Ea ES 轴：轴：ei ea es2

10、021/9/23142 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2021/9/2315零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小极限尺寸基本尺寸公差公差最大极限尺寸基本尺寸最小极限尺寸公差公差下偏差下偏差上偏差上偏差2021/9/23163 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

11、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2021/9/23174 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、基确定偏差位置的一条基准线；标注基本尺寸线、基本尺寸值和符号本尺寸值和符号“、0 0、”。注意 在公差带图上，必须注 上基本尺寸和偏差值

12、！2021/9/23182021/9/23192021/9/2320三、配合及配合制三、配合及配合制三、配合及配合制三、配合及配合制1、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2021/9/23213、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

13、带之上。（包括孔的公差带在轴公差带之上。（包括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=0Xav2021/9/23222）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=D

14、mindmax=EIes 平均过盈：平均过盈：Yav=(Ymax+Ymin)/2 20ES=eies+0_EIYmin=0ESesei+0_20EIYav2021/9/23233）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_302021/9/23

15、24例例：绘绘制制相相互互结结合合的的孔孔25 与与轴轴25的的公差带图解。公差带图解。25mm25mmThTs+0+0.0210.0200.033解解：最大间隙最大间隙 Xmax=ES-ei=(0.021)-(-0.033)=+0.054mm最小间隙最小间隙Xmin=EI-es=0-(-0.020)=0.020mm平均间隙或过盈间隙平均间隙或过盈间隙（Xmax+Xmin)/2=0.037mm公差带如图公差带如图:2021/9/2325求求下下列列三三种种孔孔、轴轴配配合合的的极极限限间间隙隙或或过过盈盈、配合公差，并绘制公差带图配合公差，并绘制公差带图2021/9/23264、配合制、配合制

16、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2021/9/2327l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

17、的公差带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2021/9/2328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 2021/9/2329q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

18、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。配合公差反映配合精度2021/9/2330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标准标准公公差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

19、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2021/9/2331一、标准公差系列一、标准公差系列一、标准公差系列一、标准公差系列标准公差系列：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，用以确定公差带大小的任一公差值。它等于公差等级系数和公差定公差带大小的任一公差值。它等于公差等级系数和公差单位的乘积。单位的乘积。2021/9/2332标准公差等级

20、：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。2021/9/2333二、标准公差因子及其计算式的确定二、标准公差因子及其计算式的确定二、标准公差因子及其计算式的确定二、标

21、准公差因子及其计算式的确定 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系2021/9/2334标准公差因子：标准公差因子：D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

22、，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 m2021/9/2335三、标准公差的计算及三、标准公差的计算及a a值的确定值的确定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 IT940iIT161000iIT3（IT1）(IT5/IT1)1/2 IT1064iIT171600iIT4（IT1）(IT5/IT1)3/4IT11100iI

23、T182500iIT57iIT12160i IT5IT18 标准公差计算公式：标准公差计算公式：IT=ai a 公差等级系数公差等级系数（反映精度的高低）（反映精度的高低）1 1、标准公差的计算公式、标准公差的计算公式2021/9/23362 2、尺寸分段尺寸分段 分段目的分段目的：简化公差数值表：简化公差数值表分段原则分段原则：先密后疏：先密后疏 i 的计算采用段内首的计算采用段内首尾的几何平均值。尾的几何平均值。Dj=97.98例如：例如：80120尺寸段尺寸段i2.173 若基本尺寸为若基本尺寸为90，IT6=？2021/9/2337标准公差计算举例标准公差计算举例基本尺寸为30mm，求

24、IT6、IT7的公差值。解：基本尺寸30mm，属于1830mm，则D=1830=23.24mm 公差单位i=0.453D+0.001D=1.31m 查表3-1 IT6=10i IT7=16i 即IT6=10 1.31m=13.1m13 m IT7=16 1.31m=20.96m21 m 2021/9/2338一、基本偏差及其代号一、基本偏差及其代号一、基本偏差及其代号一、基本偏差及其代号基基本本偏偏差差国国家家标标准准规规定定的的用用以以确确定定公公差差带带相相对对于于零零线位置的上偏差或下偏差，线位置的上偏差或下偏差，是指靠近零线的极限偏差。是指靠近零线的极限偏差。1 1基本偏差的代号基本偏

25、差的代号 孔孔、轴轴基基本本偏偏差差各各有有2828种种，用用英英文文字字母母表表示示。孔孔用用大写字母，轴用小写字母大写字母，轴用小写字母 。孔孔：A、BZ去掉：去掉：I,L,O,Q,W增加：增加：CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC轴轴：a、bz去掉：去掉：i,l,o,q,w增加：增加：cd,ef,fg,js,za,zb,zc2021/9/2339孔的基本偏差系列孔的基本偏差系列 AH:为下偏差为下偏差EI JZC:为上偏差为上偏差ES H:EI=0 JS:偏差对称于零线偏差对称于零线2021/9/2340轴的基本偏差系列轴的基本偏差系列 ah:为上偏差为上偏差es jzc:为下偏差为

26、下偏差ei h:es=0 js:偏差对称于零线偏差对称于零线2021/9/2341孔轴 2021/9/2342分布简图如下图分布简图如下图 孔轴a零线基本尺寸hAZCzc图aH孔零线基本尺寸轴aAZCzceiESEI图bHhes2021/9/2343二、轴的基本偏差的计算二、轴的基本偏差的计算二、轴的基本偏差的计算二、轴的基本偏差的计算轴的基本偏差：轴的基本偏差：由由表表3-33-3经验公式经验公式算出算出(P38)(P38)，其数值见表其数值见表3-4(P39)3-4(P39)。基轴制：基轴制：定义轴的上偏差定义轴的上偏差ei为零。为零。这这些些经经验验公公式式是是以以基基孔孔制制为为依依据

27、据，根根据据设设计计要要求求、生生产产实实践践和和科科学学实实验验，经经统统计计分分析析得得到到的。例如的。例如:f 的计算公式：的计算公式：k 的计算公式：的计算公式：2021/9/2344三、孔的基本偏差的计算三、孔的基本偏差的计算三、孔的基本偏差的计算三、孔的基本偏差的计算 孔的基本偏差由同名配合的轴的基本偏差换算而得孔的基本偏差由同名配合的轴的基本偏差换算而得。换算的前提是换算的前提是：基孔制配合与同名的基轴制配合的配基孔制配合与同名的基轴制配合的配合性质必须相同。合性质必须相同。(按表按表3-43-4计算）计算）例如例如：H9/f9 F9/h9 H6/r5 R6/h5 H7/f6 F

28、7/h6由于孔比轴难加工，故对高精度的孔轴配合，即公差等由于孔比轴难加工，故对高精度的孔轴配合，即公差等级较高时，级较高时，孔通常比轴低一个公差等级。孔通常比轴低一个公差等级。2021/9/2345通用通用规则规则特殊特殊规则规则EIes 适合适合AHESei 适合适合JZC 低公差等级低公差等级ESei+ITn-ITn-1适合适合JZC 高公差等级高公差等级根据以上换算规则，得出孔的基本偏差的计算公根据以上换算规则，得出孔的基本偏差的计算公式为以下两条规则：式为以下两条规则：特殊规则特殊规则 基本尺寸基本尺寸3至至500mm，IT8的的J、K、M、N 以及以及IT7的的PZC具体数值见具体数

29、值见表表3-5(P48)3-5(P48)。2021/9/2346四、孔、轴另一偏差的计算四、孔、轴另一偏差的计算孔、轴另一偏差(上偏差或下偏差）根据孔、轴基本偏差和选用的标准公差计算 v对于孔：对于孔：A至至H ESEIIT J至至ZC EIESIT v对于轴：对于轴：a a 至至 h h ei=es-IT j j 至至 zczc es=ei+IT 本节结束本节结束2021/9/2347一、公差带的代号一、公差带的代号一、公差带的代号一、公差带的代号公差带代号公差带代号:由基本偏差代号和公差等级组合而成由基本偏差代号和公差等级组合而成 例如：例如：H7、F8，m7、t6 公差带代号在零件图上的

30、标注公差带代号在零件图上的标注2021/9/23482020等级和等级和2828种基本偏差，导致标准公差带的数量：种基本偏差，导致标准公差带的数量：20X2820X28560560种种 二、优先、常用、一般公差带二、优先、常用、一般公差带二、优先、常用、一般公差带二、优先、常用、一般公差带一般用：一般用：116116种种常常 用用：5959种种 优先用优先用：1313种种表表3-6轴的优先、常用、一般公差带轴的优先、常用、一般公差带P442021/9/2349一般用一般用：105105种种常常 用用：44 44 种种 优先用优先用：13 13 种种表表3-7 孔的优先、常用、一般公差带孔的优先

31、、常用、一般公差带P442021/9/2350三、三、三、三、配合代号及优先配合配合代号及优先配合配合代号及优先配合配合代号及优先配合公差带代号公差带代号:由基本偏差和公差等级代号组合而成由基本偏差和公差等级代号组合而成 例如：例如：H7、F8，m7、t6 公差带代号标注在零件图上公差带代号标注在零件图上 配合代号配合代号:由孔和轴的公差带组合用分数形式表示由孔和轴的公差带组合用分数形式表示例如：例如：50 50H7/f6；50G7/h6。配合代号标注在装配图上配合代号标注在装配图上。1 1、配合代号配合代号2021/9/23512.5 2.5 光滑轴孔配合光滑轴孔配合hH基孔制ah：间隙配合

32、间隙配合js n：过渡配合：过渡配合pzc：过盈配合：过盈配合基轴制AH：间隙配合间隙配合JS N：过渡配合：过渡配合PZC：过盈配合：过盈配合2021/9/2352指出下列配合的种类指出下列配合的种类基轴制基轴制AH：间隙配合间隙配合JS N：过渡配合：过渡配合PZC：过盈配合：过盈配合基孔制基孔制ah：间隙配合间隙配合js n：过渡配合：过渡配合pzc：过盈配合：过盈配合间隙配合间隙配合过盈配合过盈配合过渡配合过渡配合间隙配合间隙配合2021/9/23532 2、优先配合与常用配合、优先配合与常用配合常用配合常用配合：5959种种 优先配合优先配合：1313种种表表3-8 基孔制优先常用配

33、合基孔制优先常用配合2021/9/2354常用配合常用配合：4747种种 优先配合优先配合：1313种种表表3-9 3-9 基轴制优先常用配合基轴制优先常用配合2021/9/2355公差与配合在图样上的标注2021/9/2356练习练习下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（过盈）和配合公差。并画出其公差带图。50H8/f7，30K7/h6，30H7/p6000+-503030+0.039-0.025-0.050+0.006+0.021+0.035+0.022-0.015-0.0132021/9/2357计算计算2021/9/2358配合与公差的选用配合与公差的选用圆圆柱柱结结

34、合合的的公公差差与与配配合合的的选选用用实实际际上上就就是是圆圆柱柱结结合合的的精精度度设设计计，它它是是机机械械设设计计与与制制造造中中至至关关重重要要的的一一环环，公公差差与与配配合合的的选选用用是是否否恰恰当当，对对机机械械的的使使用用性性能能和和制制造造成成本本有有着着很很大大的的影影响响。包括：包括：配合制的选用配合制的选用(基准制基准制)公差等级的选用公差等级的选用 配合的选用配合的选用2021/9/2359一、配合制的选用一、配合制的选用 基基孔孔制制和和基基轴轴制制属属于于平平行行配配合合制制，即即基基孔孔制制配配合能满足要求的，基轴制配合也能满足使用要求。合能满足要求的，基轴

35、制配合也能满足使用要求。如如：H7/k6与与K7/h6的的配配合合性性质质完完全全相相同同，称称为为“同名配合同名配合”。所所以以，配配合合制制的的选选择择与与功功能能要要求求无无关关，主主要要考考虑加工的经济性和结构的合理性。虑加工的经济性和结构的合理性。2021/9/2360可减少孔用定值刀具和光滑极限可减少孔用定值刀具和光滑极限塞规的规格和数量塞规的规格和数量 实际工作中一般情况下优先选用基孔制实际工作中一般情况下优先选用基孔制 从工艺上看，对较高精度的中、小尺寸孔，广从工艺上看，对较高精度的中、小尺寸孔，广泛采用定值刀、量具加工和检验，而一种规格的泛采用定值刀、量具加工和检验，而一种规

36、格的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。具，也能方便地对多种轴的公差带进行检验。采用基孔制采用基孔制钻头、铰刀、塞规钻头、铰刀、塞规（1 1）优先选用基孔制优先选用基孔制 2021/9/2361a a）使用冷拉棒料直接作轴）使用冷拉棒料直接作轴 （IT9IT9IT11 IT11）（2）特殊情况下采用基轴制特殊情况下采用基轴制 b b）一轴与多个孔配合且松紧不一样时（结构需要）一轴与多个孔配合且松紧不一样时（结构需要）1.活塞

37、活塞 2.活塞销活塞销 3.连杆连杆2021/9/23621.活塞活塞 2.活塞销活塞销 3.连杆连杆2021/9/2363（3）与标准件配合时，应以标准件作基准与标准件配合时，应以标准件作基准 55k6 100J7 2021/9/2364（4）必要时采用非标准制必要时采用非标准制 55k6 100J7 100J7/e955D9/k658H7/r62021/9/2365 配合选择的任务配合选择的任务：就是根据零件的功能要求，就是根据零件的功能要求，确定配合的确定配合的种类，种类，进而确定进而确定基本偏差代号基本偏差代号。H 选择方法选择方法：类比法、计算法类比法、计算法和和试验法试验法三种。类

38、三种。类比法是选择配合种类的主要方法。应用类比法选择时，比法是选择配合种类的主要方法。应用类比法选择时，要考虑以下因素：要考虑以下因素：各种基本偏差形成的配合特征及应用；各种基本偏差形成的配合特征及应用；配合件的工作情况配合件的工作情况 其他因素其他因素2021/9/2366配合件的工作情况配合件的工作情况选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。2021/9/2367(1)各类基本偏差形成

39、配合的特征及应用 以基孔制说明以基孔制说明 a)a)间隙配合间隙配合 用于工作时有相对运动或用于工作时有相对运动或 装拆频繁的连接。装拆频繁的连接。H/a H/bH/h 间隙逐渐减小常用常用间隙间隙 配合配合H/d 大间隙配合大间隙配合H/f 中等间隙配合中等间隙配合H/g 小间隙配合小间隙配合H/h Xmin=02021/9/2368间隙配合有间隙配合有AH（ah）共十一种。）共十一种。特特点点：利利用用间间隙隙贮贮存存润润滑滑油油及及补补偿偿温温度度变变形形、安安装装误误差差、弹弹性性变变形形等等所所引引起起的的误误差差。生生产产中中应应用用广广泛泛，不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传

40、递力矩。不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传递力矩。不不同同基基本本偏偏差差代代号号与与基基准准孔孔（或或基基准准轴轴）分分别别形形成成不同间隙的配合。不同间隙的配合。主主要要依依据据变变形形、误误差差需需要要补补偿偿间间隙隙的的大大小小、相相对对运运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。动速度、是否要求定心或拆卸来选定。2021/9/2369b)b)过渡配合过渡配合 用用于于既既要要求求对对中中性性，又又要要求求装装拆拆方方便便的的配配合合，传递载荷必须加键或销等。传递载荷必须加键或销等。H/js H/j H/k H/m H/n 逐渐变紧常用常用过过 配合配合H/js 较松较松 H/k 一般（

41、标准定心配合）一般（标准定心配合）H/n 较紧较紧2021/9/2370过过渡渡配配合合有有JSN（jsn）四四种种基基本本偏偏差差，其其主主要要特特点点是是定定心心精精度度高高且且可可拆拆卸卸。也也可可加加键、销紧固件后用于传递力矩。键、销紧固件后用于传递力矩。主主要要根根据据机机构构受受力力情情况况、定定心心精精度度和和要要求求装装拆次数来考虑基本偏差的选择。拆次数来考虑基本偏差的选择。定定心心要要求求高高、受受冲冲击击负负荷荷、不不常常拆拆卸卸的的，可可选选较较紧紧的的基基本本偏偏差差，如如N（n），反反之之应应选选较较松的配合，如：松的配合，如：K（k）或）或JS（js）。）。2021

42、/9/2371 利利用用过过盈盈来来保保证证固固定定或或传传递递载载荷荷，过过盈盈配配合合传递载荷有时需要加键或销连接。传递载荷有时需要加键或销连接。H/p H/r H/zc 越来越紧常用常用过盈过盈 配合配合H/p 小过盈配合小过盈配合 H/r 中等过盈配合中等过盈配合H/s 半永久连接半永久连接H/u 永久连接永久连接c)c)过盈配合过盈配合 传递转矩传递转矩需加键需加键2021/9/2372过盈配合有过盈配合有PZC（pzc）13种基本偏差，种基本偏差，特特点点：由由于于有有过过盈盈，装装配配后后孔孔的的尺尺寸寸被被胀胀大大而而轴轴的的尺尺寸寸被被压压小小，产产生生弹弹性性变变形形，在在

43、结结合合面面上上产产生生一一定定的的正正压压力力和和摩摩擦擦力力，用用以以传传递递力力矩矩和和紧固零件。紧固零件。选选择择过过盈盈配配合合时时，如如不不加加键键、销销等等紧紧固固件件，则则最最小小过过盈盈应应能能保保证证传传递递所所需需的的力力矩矩，最最大大过过盈盈应应不不使使材材料料破破坏坏，故故配配合合公公差差不不能能太太大大，所所以以公公差差等等级级一一般般为为IT5IT7。基基本本偏偏差差根根据据最最小小过盈量及结合件的标准来选取。过盈量及结合件的标准来选取。2021/9/2373 运动精度运动精度 定心精度定心精度 拆卸情况拆卸情况 载荷大小载荷大小 轴孔温差轴孔温差（2）工作条件对

44、配合的松紧要求二者均要求时，选小间隙配合二者均要求时，选小间隙配合二者均要求时，选过渡、小间隙配合二者均要求时，选过渡、小间隙配合载荷越大，选择的配合要求越紧载荷越大，选择的配合要求越紧温差越大选择的配合应该越松温差越大选择的配合应该越松2021/9/2374（3）装配变形对配合选择的影响 2021/9/2375（4）生产类型对配合选择的影响 2021/9/2376按大批大量生产时，加工后所得的尺寸通常呈正按大批大量生产时，加工后所得的尺寸通常呈正态分布；而单件小批量生产时，加工所得的孔的态分布；而单件小批量生产时，加工所得的孔的尺寸多偏向最小极限尺寸，轴的尺寸多偏向最大尺寸多偏向最小极限尺寸

45、，轴的尺寸多偏向最大极限尺寸，即呈偏态分布极限尺寸，即呈偏态分布(为什么为什么)，对于同一使，对于同一使用要求，单件小批生产时采用的配合应比大批大用要求，单件小批生产时采用的配合应比大批大量生产时要松一些。量生产时要松一些。如大批量生产时的如大批量生产时的50H7/js6的要求，在单件小的要求，在单件小批生产时应选择批生产时应选择50H7/h6。同样，受其它工作。同样，受其它工作条件的影响，配合的间隙或过盈也应随之变化。条件的影响，配合的间隙或过盈也应随之变化。2021/9/2377配合件的生产情况2021/9/2378三、公差等级的选择三、公差等级的选择 基本要求基本要求：协调使用要求与制造

46、工艺、加工：协调使用要求与制造工艺、加工成本之间的关系。成本之间的关系。选择方法选择方法：类比法、计算法类比法、计算法 选择原则选择原则：在满足使用要求的前提下，尽量：在满足使用要求的前提下，尽量选取低的等级。选取低的等级。2021/9/2379（1 1）类比法选择a)a)熟悉各个公差等级的应用情况熟悉各个公差等级的应用情况(表表3-10)3-10)IT01IT1用于量块的尺寸公差用于量块的尺寸公差 IT2IT5用于精密配合、量规公差用于精密配合、量规公差 IT5IT12用于配合尺寸公差，其中用于配合尺寸公差，其中 IT5轴与轴与IT6孔：用于高精度的重要配合孔：用于高精度的重要配合 IT6轴

47、与轴与IT7孔：孔：应用广、较高精度的重要配合应用广、较高精度的重要配合 55k6 100J7 100J7/e955D9/k658H7/r6IT7轴与轴与IT8孔：孔：中等精度要求的配合中等精度要求的配合 IT9IT12：用于不重要的配合：用于不重要的配合 IT12IT18用于非配合尺寸用于非配合尺寸 2021/9/2380配合配合IT5至至IT13级的应用（尺寸级的应用（尺寸mm）2021/9/2381b)b)熟悉各种加工方法可以达到的等级熟悉各种加工方法可以达到的等级(表表3-11)3-11)c)应遵循工艺等价的原则应遵循工艺等价的原则 当公差等级在当公差等级在IT8以上时，以上时，孔比轴

48、低一级；孔比轴低一级；如：如：H8/m7、K7/h6；当公差等级在当公差等级在IT8以下时，以下时，孔与轴同级；孔与轴同级；如：如：H9/h9、D9/h9，IT8级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一级的孔可与同级的轴配合，也可以与高一 级的轴配合。级的轴配合。如：如：H8/f8、H8/k7。2021/9/238255k6 100J7 100J7/e955D9/k658H7/r6 e)e)尽量降低成本。尽量降低成本。d)相配合的零、部相配合的零、部件的精度应相匹配。件的精度应相匹配。如：与齿轮孔相配合的轴的精如：与齿轮孔相配合的轴的精度就受齿轮精度的制约；与滚动度就受齿轮精度的制约；与滚动轴承相

49、配合的外壳孔和轴的精度轴承相配合的外壳孔和轴的精度应当与滚动轴承的精度相匹配。应当与滚动轴承的精度相匹配。n注注意意：过过盈盈、过过渡渡和和较较紧紧的的间间隙隙配配合合，精精度度等等级级不不能能太太低低。一一般般孔孔的的公公差差等等级级应应不不低低于于IT8级级，轴轴的的不不低低于于IT7级级。这这是是因因为为公公差差等等级级过过低低，使使过过盈盈配配合合的的最最大大过过盈盈过过大大，材材料料容容易易受受到到损损坏坏；使使过过渡渡配配合合不不能能保保证证相相配配的的孔孔、轴轴既既装装卸卸方方便便又又能能实实现现定定心心的的要要求求；使使间间隙隙配配合合产产生生较较大大的的间间隙隙，不不能能满满

50、足足较较紧紧配配合合的的要求。要求。2021/9/2383（2 2）计算法选择公差等级）计算法选择公差等级 间隙配合计算间隙配合计算注要用于滑动轴承注要用于滑动轴承 过盈配合计算过盈配合计算根据连接强度和材料许用应力计算根据连接强度和材料许用应力计算2021/9/2384 例例：一轴孔配合，基本尺寸：一轴孔配合，基本尺寸30mm30mm，要求，要求间隙在间隙在202055m55m之间，试选出配合。之间，试选出配合。1）选择基准制选择基准制：采用采用H H2 2）确定公差等级）确定公差等级：T Tf f=55-20=35=55-20=35m 暂取暂取T TD D=T=Td d=T=Tf f/2/