《机械测量技术》第3章--孔、轴的公差与配合.ppt
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1、第2 2章 孔、轴的公差与配合2.1 2.1 基本术语及定义2.1.1孔和轴孔孔通常指圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面(由二平行平面或切面形成的包容面)轴轴通常指圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或面形成的被包容面)2.1.1 孔和轴孔孔(hole)hole)包容面包容面,尺寸之间无材料,越加工越大尺寸之间无材料,越加工越大 ,测孔用测孔用 内卡脚。内卡脚。轴轴(shaftshaft)被包容面,尺寸之间有材料,越加工被包容面,尺寸之间有材料,越加工越小,测轴越小,测轴用外卡脚。用外卡脚。2.1.2 2.1.2 有关尺寸的术语及定义1 1、尺寸、尺寸尺寸是特定单位表示的两点之间距
2、离的数值。通常用表示(常省略)如直径40、半径R20,宽度12,高度120,中心距60等。2.1.2 2.1.2 有关尺寸的术语及定义2 2、基本尺寸基本尺寸 基本尺寸基本尺寸是设计给定的尺寸,用D和d表示(大写字母表示孔,小写字母表示轴)。它是根据产品的使用要求、零件的刚度等要求,计算或通过实验而确定的。LdLLL2.1.2 有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义注意1、基本尺寸仅表示零件尺寸的基本大小,它并非对完工零件实际尺寸的要求,不能将它理解为理想尺寸,认为完工零件尺寸越接近基本尺寸就越好。2、零件尺寸是否合格,要看它是否落在尺寸公差带之内,而不是看它对基本尺寸偏离多少。总结:总结:
3、基本尺寸只是计算极限尺寸和偏差的起始尺寸。2.1.2 2.1.2 有关尺寸的术语及定义3 3、极限尺寸极限尺寸 极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。最大极限尺寸:Dmax、dmax 最小极限尺寸:Dmin、dmin 合格零件的实际尺寸应该是:4 4、实际尺寸实际尺寸(局部实际尺寸局部实际尺寸)实际尺寸是通过测量得到的尺寸(实际尺寸是通过测量得到的尺寸(DaDa、da da)实实际尺寸并非尺寸的际尺寸并非尺寸的真值,它真值,它只是接近真实尺寸的一个随机只是接近真实尺寸的一个随机尺寸。尺寸。2.1.2 有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义d da aD Da a2.1.2 2.1.2 有关尺寸的
4、术语及定义轴轴孔孔基本尺寸基本尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最最小小极极限尺寸限尺寸最最大大极极限尺寸限尺寸基本尺寸基本尺寸2.1.3 有关偏差、公差的术语及定义有关偏差、公差的术语及定义一、有关偏差的术语及定义一、有关偏差的术语及定义尺寸偏差(偏差):尺寸偏差(偏差):某一尺寸某一尺寸减去减去基本尺寸基本尺寸的代数差的代数差 1 1、实际偏差:实际尺寸实际偏差:实际尺寸基本尺寸基本尺寸(孔(孔E Ea a轴轴e ea a)Ea=Da-D ea=da-d 零件上实际存在,能测出大小,一批零件而言,是一随机变量零件上实际存在,能测出大小,一批零件而言,是一随机变量2 2、极
5、限偏差:极限尺寸极限偏差:极限尺寸基本尺寸基本尺寸 上偏差:上偏差:最大最大极限尺寸极限尺寸基本尺寸基本尺寸(孔孔ES轴轴es)下偏差:下偏差:最小极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸基本尺寸(孔孔EI轴轴ei)上下偏差由设计者给定上下偏差由设计者给定 当当EI Ea ES,eiea es时,零件才能合格的。时,零件才能合格的。注:偏差可以为正值、负值或零值注:偏差可以为正值、负值或零值轴轴孔孔基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差下偏差下偏差最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最最小小极极限尺寸限尺寸最最大大极极限尺寸限尺寸下偏差下偏差上偏差上偏差基本尺寸基本尺寸极限与配合示意图极限与配合示意图2
6、.1.3 有关偏差、公差的术语及定义有关偏差、公差的术语及定义一、有关偏差的术语及定义一、有关偏差的术语及定义 对于孔:对于孔:ES=Dmax-DEI=Dmin-D 对于轴:对于轴:es=dmax-dei=dmin-d 液压缸与活塞的零件图 1、基本尺寸2、极限尺寸3、极限偏差2.1.3 2.1.3 有关偏差、公差的术语及定义二、有关公差的术语1 1、尺寸公差尺寸公差 尺寸公差是指允许尺寸的变动量尺寸公差是指允许尺寸的变动量 孔孔:轴轴:问题:比较公差与偏差问题:比较公差与偏差公差与偏差是两个不同的概念。公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求,反映加工的难易程度。公差表示制造精度的
7、要求,反映加工的难易程度。偏差表示与基本尺寸远离程度,它表示公差带的位置,影偏差表示与基本尺寸远离程度,它表示公差带的位置,影响配合的松紧程度。响配合的松紧程度。公差是绝对值,且不为零。公差是绝对值,且不为零。轴轴孔孔基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差下偏差下偏差最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸公差公差最最小小极极限尺寸限尺寸最最大大极极限尺寸限尺寸下偏差下偏差上偏差上偏差公差公差基本尺寸基本尺寸极限与配合示意图极限与配合示意图 对于孔:对于孔:TD=Dmax-Dmin=ES-EI 对于轴:对于轴:Td=dmax-dmin=es-ei 有关尺寸、偏差及公差的术语有关尺寸、偏差及公差的
8、术语液压缸与活塞的零件图 1、基本尺寸2、极限尺寸3、极限偏差4、尺寸公差基本尺寸基本尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸0eies 2 2、公差带公差带2.1.3 有关偏差、公差的术语及定义有关偏差、公差的术语及定义二、有关公差的术语二、有关公差的术语0基本尺寸esei公差带公差带:由代表上下偏差的两条直线所限定的区域由代表上下偏差的两条直线所限定的区域 最大极限尺寸最小极限尺寸+-+0.004-0.008零零 线线:表示基本尺寸表示基本尺寸T2.1.3 有关偏差、公差的术语及定义有关偏差、公差的术语及定义二、有关公差的术语二、有关公差的术语孔公差带孔公差带轴公差带轴公差带基
9、本尺寸基本尺寸+0_ 公差带图 公差带特性:公差带特性:两个要素:两个要素:公差带大小公差带大小标准标准公差公差公差带位置公差带位置基本偏差基本偏差注:公差与配合国家标准中所规定的用以确定公差带大小的任一公差值称为标准公差。2.1.3 有关偏差、公差的术语及定义有关偏差、公差的术语及定义基本偏差基本偏差 用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差0+-基本尺寸基本尺寸孔孔孔孔轴轴轴轴EIei基本偏差基本偏差为下偏差为下偏差ESes基本偏差基本偏差为上偏差为上偏差基本偏差一般为靠近零线的偏差。基本偏差一般为靠近零线的偏差。2.1.3 有关偏差、公差的
10、术语及定义有关偏差、公差的术语及定义1)零线零线2)确定公差带大小位置。确定公差带大小位置。4)作图比例基本一致,单位作图比例基本一致,单位 m、mm均可。均可。5)基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。3)孔孔轴轴(或或 )或在公差带里写孔、轴。或在公差带里写孔、轴。画公差带图画公差带图时应注意的问题时应注意的问题液压缸与活塞的零件图 1、基本尺寸、基本尺寸2、极限尺寸、极限尺寸3、极限偏差、极限偏差4、尺寸公差、尺寸公差5、公差带图、公差带图6、基本偏差、基本偏差练习练习1.已知孔和轴的基本尺寸均为已知孔和轴的基本尺寸均为50,请完成下表。
11、,请完成下表。项项 目目 孔孔 轴轴上偏差上偏差0.0410.041下偏差下偏差-0.033-0.033最大极限尺寸最大极限尺寸 最小极限尺寸最小极限尺寸50.02050.020 公公 差差 0.013 0.013公差带公差带有关有关“公差与偏差公差与偏差”的小结:的小结:公差与极限偏差既有区别又有联系:(1 1)两者都是由设计给定的,反映了使用或设计要求。(2 2)公差是绝对值,且不能为零;极限偏差是代数值,可以为正值、负值或零。(3 3)公差反映了对尺寸分布的密集、均匀程度的要求,是用以限制尺寸误差的;极限偏差表示对尺寸偏移程度的要求,是用以限制实际偏差的。(4 4)极限偏差决定了加工零件
12、时机床进刀、退刀位置,一般与零件加工精度要求无关,通常任何机床可加工任一极限偏差的零件;公差反映对制造精度的要求,体现了加工的难易程度。某一精度等级的机床只能够加工公差值在某一范围内的零件。(5 5)极限偏差在公差带图中限定公差带的位置,影响孔轴结合的松紧程度;公差值表示公差带的大小,影响配合松紧的均匀程度(或配合精确程度)。识读液压缸与活塞装配图机械中最基本的装配关系是一个零件的圆柱形内表面包容另一个零件的机械中最基本的装配关系是一个零件的圆柱形内表面包容另一个零件的圆柱形外表面,即孔与轴的结合。圆柱形外表面,即孔与轴的结合。从机器上各种孔轴结合部位的使用要求来看,对孔与轴装配后有不同的从机
13、器上各种孔轴结合部位的使用要求来看,对孔与轴装配后有不同的松紧要求。松紧要求。2.1.4 有关有关“配合配合”的术语及定义的术语及定义1.间隙与过盈:间隙与过盈:孔的尺寸孔的尺寸轴的尺寸轴的尺寸=代数差代数差+2.配合:配合:基本尺寸基本尺寸相同、相互结合的相同、相互结合的孔和轴孔和轴公差带公差带之间的关系。之间的关系。对一批零件对一批零件而言,配合反映了机器上相互结合的零件间的而言,配合反映了机器上相互结合的零件间的松紧程度。松紧程度。间隙间隙X过盈过盈Y2.1.4 2.1.4 有关“配合”的术语及定义配合配合:基本尺寸相同,相互结合的孔与轴公差带之间的关系。基本尺寸相同,相互结合的孔与轴公
14、差带之间的关系。间隙配合过渡配合过盈配合三种关系一、间隙配合间隙配合间隙配合 具有间隙(含最小间隙等于零)的配合。具有间隙(含最小间隙等于零)的配合。孔的公差带位于轴的公差带之上,通常指孔大、轴孔的公差带位于轴的公差带之上,通常指孔大、轴小的配合。小的配合。间隙配合一、一、间隙配合Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-esTf=Xmax-Xmin=T孔+T轴XmaxXmin0+-基本尺寸基本尺寸孔孔轴轴孔轴XmaxXmin配合公差配合公差T Tf f=|X=|Xmaxmax-X-Xminmin|=|=孔公差孔公差+轴公差。轴公差。特征参数:特征参数:Xma
15、xDmaxdminESeiXminDmindmaxEIes孔轴XmaxXmin=0一、间隙配合例例:孔孔 轴相配合轴相配合,孔孔 50,轴轴50,计算间计算间隙(过盈)和配合公差隙(过盈)和配合公差+0.0250-0.025-0.050解:解:+0.025-0.025-0.0500+-50孔轴xmax=0.025-(-0.050)=0.075xmin=0-(-0.025)=0.025Tf=0.075-0.025=0.050二、过盈配合过盈配合过盈配合具有过盈(含最小过盈等于零)的配合。具有过盈(含最小过盈等于零)的配合。孔孔的的公公差差带带位位于于轴轴公公差差带带之之下下,通通常常是是指指孔孔
16、小小、轴轴大的配合,大的配合,过盈配合:二、过盈配合二、过盈配合Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiTf=Ymax-Ymin=T孔+T轴YmaxYmin0+-基本尺寸基本尺寸孔孔轴轴配合公差配合公差Tf=|Ymin-Ymax|=孔公差孔公差+轴公差。轴公差。孔孔轴轴Ymin=0YmaxYminYmax特征参数:特征参数:YminDmaxdminESeiYmaxDmindmaxEIes二、过盈配合二、过盈配合例例:孔孔 轴相配合轴相配合,孔孔 50,轴轴50,计算间计算间隙(过盈)和配合公差隙(过盈)和配合公差+0.0250+0.043+0.059+0
17、.0250+-孔+0.043+0.059轴解:解:Ymax=0-0.059=-0.059Ymin=0.025-0.043=-0.018Tf=-0.018-(-0.059)=0.04150三、过渡配合过渡配合过渡配合 可能产生间隙或过盈的配合。可能产生间隙或过盈的配合。孔孔、轴轴公公差差带带相相互互交交叠叠,是是介介于于间间隙隙配配合合与与过过盈盈配配合之间的配合合之间的配合。特点:特点:特点:特点:其间隙或过盈的数值都较小,一般来讲,其间隙或过盈的数值都较小,一般来讲,其间隙或过盈的数值都较小,一般来讲,其间隙或过盈的数值都较小,一般来讲,过渡配合的工件精度都较高过渡配合的工件精度都较高过渡配
18、合的工件精度都较高过渡配合的工件精度都较高过渡配合:三、过渡配合三、过渡配合Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-esTf=Xmax-Ymax=T孔+T轴0+-基本尺寸基本尺寸孔孔轴轴XmaxYmax轴孔轴孔轴孔YmaxXmaxYmaxXmaxXmaxYmax特征参数:特征参数:XmaxDmaxdminESeiYmaxDmindmaxEIes配合公差配合公差Tf=|Xmax-Ymax|=孔公差孔公差+轴公差。轴公差。三、过渡配合三、过渡配合例例:孔孔 轴相配合轴相配合,孔孔 50,轴轴50,计算间计算间隙(过盈)和配合公差隙(过盈)和配合公差+0.0250
19、+0.038+0.002+0.0250+-孔50+0.002+0.038轴解:解:Xmax=0.025-0.002=0.023Ymax=0-0.038=-0.038Tf=0.023-(-0.038)=0.0611、配、配合合公差公差 XmaxXmin XmaxYmax|YminYmax|Tf 若要提高配合精度(即若要提高配合精度(即TTf f)可减小相配合的孔、轴尺寸)可减小相配合的孔、轴尺寸公差(即提高公差(即提高相配合的孔、轴加工精度)。相配合的孔、轴加工精度)。四、四、配合公差和公差带图配合公差和公差带图|ESei(EIes)|TDTd(1)(1)配合公差配合公差允许间隙或过盈的变动量允
20、许间隙或过盈的变动量第2章 极限与配合基础 四、四、配合公差和公差带图配合公差和公差带图配合公差 在数量方面,标准以处于最松状态的极限间隙或极限在数量方面,标准以处于最松状态的极限间隙或极限过盈与处于最紧状态的极限间隙或过盈的代数差的绝对值过盈与处于最紧状态的极限间隙或过盈的代数差的绝对值为配合公差值为配合公差值,配合公差没有正负含义配合公差没有正负含义。各类配合的配合公差数值各类配合的配合公差数值:间隙配合间隙配合T Tf f=|=|Xmax-XminXmax-Xmin|=TD+Td 过渡配合过渡配合T Tf f=|=|Xmax-YmaxXmax-Ymax|=TD+Td 过盈配合过盈配合T
21、Tf f=|=|Ymax-YminYmax-Ymin|=TD+Td 对于各类配合,对于各类配合,其配合公差其配合公差都等于相互配合的孔公差都等于相互配合的孔公差和轴公差之和和轴公差之和;T Tf f=T=TD D+T+Td d说明了配合精度的高低是由相互配说明了配合精度的高低是由相互配合的孔和轴精度所决定合的孔和轴精度所决定。配合公差反映配合精度,配合种类反映配合性质配合公差反映配合精度,配合种类反映配合性质。OXYXmaxXminOXYYminYmaxOXYXmaxYmax间隙配合公差带图间隙配合公差带图过盈配合公差带图过盈配合公差带图过渡配合公差带图过渡配合公差带图四、四、配合公差和公差带
22、图配合公差和公差带图2、配合公差带配合公差带配合公差带的大小,取决于配合公差的大小,配合公差带的位置取决于极限配合公差带的大小,取决于配合公差的大小,配合公差带的位置取决于极限间隙或过盈的大小,前者表示配合精度,后者表示配合的松紧。间隙或过盈的大小,前者表示配合精度,后者表示配合的松紧。Dmaxdmin=Xmax=YminDmindmax=Xmin=YmaxTf=XmaxXmin(间隙配合间隙配合)=YminYmax(过盈配合过盈配合)=XmaxYmax(过渡配合过渡配合)=(DmaxDmin)+(dmaxdmin)=IT孔IT轴 例例11求下列三种孔、轴配合的极限间隙或过盈、配合公差,并绘制
23、公差带图例例2 2:孔孔 分别与轴分别与轴 、轴、轴 、轴、轴 形成形成配合,试画出配合的孔和轴公差带图解,说明配合类别,并配合,试画出配合的孔和轴公差带图解,说明配合类别,并求出特征参数及配合公差求出特征参数及配合公差,画出配合公差带图。画出配合公差带图。有关配合的小结:有关配合的小结:2.2 2.2 公差与配合的标准化2.2.1基准制用标准化的孔、轴公差带组成各种配合的制度。1 1 基孔制配合基孔制配合 基本偏差固定不变的孔的公差带基本偏差固定不变的孔的公差带,与不同基本偏差的与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度轴公差带形成各种配合的一种制度基准孔EI=0代号:HES=IT孔 2
24、 2 基轴制配合基轴制配合 基本偏差固定不变的轴的公差带基本偏差固定不变的轴的公差带,与不同基本偏差的与不同基本偏差的孔孔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基准轴es=0代号:hei=-IT轴2.2.2 2.2.2 标准公差系列1 1、公差单位:计算标准公差的基本单位,是制定标准公差系列表格的基础。式中前者反映加工误差,后者反映测量误差。2.2.公差等级 确定尺寸精确程度的等级。规定和划分公差等级的目的:为了简化和统一对公差的要求,使规定的公差等级既能满足广泛不同的使用要求,又能大致代表各种加工方法的加工精度,既有利于设计,也有利于制造。2 2、公差等级公差等级 国家标准
25、中规定的用以确定公差带大小的国家标准中规定的用以确定公差带大小的公差等级共公差等级共2020级:级:IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2 IT2、IT18IT18其中其中IT01精度最高,其余代号精度依次降低,标准公差值依次增大。1、IT01、IT0、IT1为最高精度级,不计加工误差,只考虑测量误差2、IT2、IT3、IT4为高精度级,在IT1与IT5间成等比分布3、IT5IT18为常用公差等级,可用公式计算。3、尺寸分段注意:1、分段点上的数值取上段,以保障安全性。2、注意单位。例:解:2.2.3 2.2.3 基本偏差系列基本偏差系列基本偏差系列 使公差带的位置标准化,组成标
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