(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
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1、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2021/9/2313.1 3.1 概述:圆柱结合的使用要求概述: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
2、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2021/9/232 3.2.1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
3、范围。3.2 3.2 基本术语与定义基本术语与定义2021/9/2333.2.23.2.23.2.23.2.2、有关尺寸的定义与术语、有关尺寸的定义与术语、有关尺寸的定义与术语、有关尺寸的定义与术语 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
4、)应尽量按标准选取应尽量按标准选取 2021/9/2343 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)2021/9/2354 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
5、寸实际尺寸F尺寸合格条件(尺寸合格条件(1 1):):D DminminDDa aDDmax max d dminmin d da a d dmaxmax2021/9/2365 5、最大实体尺寸、最大实体尺寸(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 dmax2021/9/2376 6、最小实体尺寸、最小实体
6、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状态下的极限尺寸 孔:孔:DLDmax 轴:轴:dLdmin2021/9/2383.2.33.2.33.2.33.2.3、偏差与公差、偏差与公差、偏差与公差、偏差与公差可为正值、负可为正值、负值或零值或零极限偏差极限偏差:极限尺寸(最大最小尺寸)与基本尺寸之差。极限尺寸(最大最小尺寸)与基本尺寸之差。孔孔 轴轴上上偏差偏差
7、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 偏差偏差:某尺寸与基本尺寸的代数差。某尺寸与基本尺寸的代数差。合格尺寸的实际偏差必须在上下偏差之间。合格尺寸的实际偏差必须在上下偏差之间。2021/9/239F尺寸合格条件尺寸合格条件:孔:孔:EI Ea ES 轴:轴:ei ea es2021/9/23102 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|dma
8、x dmin|es ei|为绝对值为绝对值2021/9/23113 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2021/9/23124 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
9、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!2021/9/23133.2.43.2.43.2.43.2.4、有关配合的术语、有关配合的术语、有关配合的术语、有关配合的术语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)-
10、(轴的尺寸轴的尺寸)0 间隙隙“X”0 过盈盈“Y”轴基本尺寸基本尺寸0+-孔轴孔孔轴2021/9/23143、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=0Xav2021/9/23152)过盈配合)过盈配合:具有过
11、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=EIes 平均过盈:平均过盈:Yav=(Ymax+Ymin)/2 20ES=eies+0_EIYmin=0ESesei+0_20EIYav2021/9/23163)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_30XmaxY
12、max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_302021/9/2317q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
13、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2021/9/2318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指靠近零线或或位于零位于零线的极的极限偏差。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2021/9/2319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
14、,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。标准公差值是如何确定的?标准公差值是如何确定的?标准公差值是如何确定的?标准公差值是如何确定的?3.3 3.3 公差带大小的标准化公差带大小的标准化标准公差数值表标准公差数值表标准公差数值表标准
15、公差数值表 表表表表3-23-23-23-22021/9/2320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。定公差带大小的任一公差值。公差用于控制加工误差,所以公差的计算由加工误差试验统公差用于控制加工误差,所以公差的计算由加工误差试验统计规律得来经验公式:计规律得来经验公式:3.3 3.3 公差带大小的标准化公差带大小的标准化3.3.13.3.13.3.13.3.1、标准公差值的确定方法、标准公差值的确定方法、标准公差值的确定方法、标准公差值的确定方法标准公差等级与标准公差因子的乘积。标准公差等级与标准公差因子的
16、乘积。标准公差等级与标准公差因子的乘积。标准公差等级与标准公差因子的乘积。2021/9/2321二、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是计算算标准公差的基准公差的基本本单位,它是通位,它是通过对不同尺寸的零不同尺寸的零件加工后件加工后产生的加工生的加工误差的差的统计分分析析发现的。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
17、寸较大时,接近线性线性关系关系2021/9/2322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,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mi=0.45(D)1/3+0.001D式中式中D D取为平均尺寸:取为平均尺寸:2021/9/2323三、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+0.12DIT716iIT14400i
18、IT10.8+0.2DIT825iIT15640iIT2(IT1)(IT5/IT1)1/4 IT940iIT161000iIT3(IT1)(IT5/IT1)1/2 IT1064iIT171600iIT4(IT1)(IT5/IT1)3/4IT11100iIT182500iIT57iIT12160i 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2021/9/23242 2、尺寸分段尺寸分段 分段目的分段目的:简化公差数化公差数值表表分段原分段原则:先密后疏:先密后疏 i
19、 的的计算采用段内首算采用段内首尾的几何平均尾的几何平均值。Dj=97.98例如:例如:80120尺寸段尺寸段i2.173 若基本尺寸若基本尺寸为90,IT6=?2021/9/23253.4.13.4.1、基本偏差系列、基本偏差系列、基本偏差系列、基本偏差系列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差的代号 孔孔、轴基基本本偏偏差差各各有有28种种,用用英英文文字字母母表表示示。孔孔用用大写字母,大写字母,轴用小写字母用小写字
20、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:a、bz去掉:去掉:i,l,o,q,w增加:增加:cd,ef,fg,js,za,zb,zc3.43.4、公差带位置的标准化、公差带位置的标准化、公差带位置的标准化、公差带位置的标准化2021/9/2326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2021/9/2327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:为下偏差为下偏差ei h:es=0 js:偏差对称于零线偏差
21、对称于零线2021/9/2328孔轴 2021/9/23292、配合制、配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2021/9/2330l基轴制:基轴制:基本偏差
22、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2021/9/23313.4.23.4.2、轴的基本偏差的计算、轴的基本偏差的计算、轴的基本偏差的计算、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,其数值见表其数值见表3-43-4。基轴制:基轴制:定义轴的上偏差定义轴的上
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- 关 键 词:
- 圆柱体 公差 配合 及其 标准化 机械 精度 设计 检测
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