互换性与测量技术 孔轴公差与配合

2023-3-51第三章第三章 孔、轴公差与配合孔、轴公差与配合2023-3-52本章主要内容一、根本术语和定义二、公差与配合的标准化三、公差与配合的选用2023-3-53本章根本要求一、掌握广义孔和轴的概念，尺寸、偏差、公差和配合等根本术语；二、掌握尺寸公差带和配合公差带的概念，掌握绘制公差带的方法；三、掌握国家标准公差等级代号、根本偏差代号、公差带代号和配合代号；四、了解公差与配合的选用方法；五、了解线性尺寸未注公差。2023-3-54第一节第一节 根本术语和定义根本术语和定义机械加工时不可防止会产生误差。机械加工时不可防止会产生误差。为了控制误差以保证加工的精度，必须规为了控制误差以保证加工的精度，必须规定合理的公差。定合理的公差。为了实现互换性生产，必须实行标准化。为了实现互换性生产，必须实行标准化。孔轴配合对机械产品的性能和寿命有重要孔轴配合对机械产品的性能和寿命有重要的影响，特别是光滑圆柱体的配合应用最广泛，的影响，特别是光滑圆柱体的配合应用最广泛，是这门课程的根底。是这门课程的根底。2023-3-55第一节第一节 根本术语和定义根本术语和定义一、孔与轴的定义：广义的孔和轴；一、孔与轴的定义：广义的孔和轴；二、尺寸定义二、尺寸定义:尺寸、根本尺寸、极限尺寸、实际尺尺寸、根本尺寸、极限尺寸、实际尺寸；寸；三、偏差定义：上三、偏差定义：上/下偏差、极限偏差、根本偏差；下偏差、极限偏差、根本偏差；四、公差定义：尺寸公差、标准公差、公差带图；四、公差定义：尺寸公差、标准公差、公差带图；五、配合定义：间隙配合、过盈配合、过渡配合。五、配合定义：间隙配合、过盈配合、过渡配合。2023-3-56一、孔与轴的定义一、孔与轴的定义1.1.孔孔(Hole)(Hole)：主要指圆柱形的内外表，也包：主要指圆柱形的内外表，也包括其它非圆柱形的内外表两个平行平面或切括其它非圆柱形的内外表两个平行平面或切面形成的包容面。面形成的包容面。孔的特点：孔的特点：装配后孔是包容面；装配后孔是包容面；零件的加工过程中，孔的尺零件的加工过程中，孔的尺寸不断增大零件实体材料寸不断增大零件实体材料变小。变小。2023-3-57一、孔与轴的定义一、孔与轴的定义2.2.轴轴(Shaft)(Shaft)：主要指圆柱形的外外表，也包：主要指圆柱形的外外表，也包括其它非圆柱形的外外表两个平行平面或切括其它非圆柱形的外外表两个平行平面或切面形成的被包容面。面形成的被包容面。轴的特点：轴的特点：装配后轴是被包容面；装配后轴是被包容面；零件的加工过程中，轴的尺寸不断零件的加工过程中，轴的尺寸不断减小零件实体材料变小。减小零件实体材料变小。2023-3-58一、孔与轴的定义一、孔与轴的定义3.3.孔和轴的区别孔和轴的区别孔孔轴轴加工过程加工过程尺寸变大尺寸变小装配过程装配过程孔是包容面轴是被包容面测量方法测量方法测孔用内卡尺 测轴用外卡尺两表面关系两表面关系孔内无材料轴内有材料2023-3-59一、孔与轴的定义一、孔与轴的定义孔和轴的其它实例孔和轴的其它实例2023-3-510一、孔与轴的定义一、孔与轴的定义非孔轴非孔轴尺寸尺寸孔中心距孔中心距轴向尺寸轴向尺寸2023-3-511二、有关二、有关“尺寸的定义尺寸的定义1.1.尺寸尺寸(Size)(Size)：用特定单位表示长度和角度的数值。长度包括：直径、半径、宽度、深度、高度、中心距等，单长度包括：直径、半径、宽度、深度、高度、中心距等，单位为位为mmmm；角度单位为：度角度单位为：度()()、分、分()()、秒、秒()、弧度、弧度(rad)(rad)。2.2.根本尺寸根本尺寸Basic SizeBasic Size：设计给定的尺寸。：设计给定的尺寸。孔孔HoleHole用用D D表示，轴表示，轴ShaftShaft用用d d表示；表示；应按标准选取。应按标准选取。是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。孔和轴配合的根本尺寸相同。孔和轴配合的根本尺寸相同。一般来说，不能认为零件的尺寸越接近根本尺寸越好。一般来说，不能认为零件的尺寸越接近根本尺寸越好。2023-3-512二、有关二、有关“尺寸的定义尺寸的定义3.3.极限尺寸极限尺寸Limits SizeLimits Size：允许尺寸变化的两个：允许尺寸变化的两个极限值。极限值。最大极限尺寸最大极限尺寸(Maximum Limit of Size),),Dmax/dmax;最小极限尺寸最小极限尺寸(Minimum Limit of Size),),Dmin/dmin。2023-3-513二、有关二、有关“尺寸的定义尺寸的定义根本尺寸和极限尺寸根本尺寸和极限尺寸2023-3-514二、有关二、有关“尺寸的定义尺寸的定义4.4.实际尺寸实际尺寸(Actual Size(Actual Size)：测量所得到的尺寸。孔和轴实际尺寸的代号：Da/da。实际尺寸尺寸真值 由于存在测量误差，零件同一外表的不同部位实际尺寸不等。5.5.作用尺寸作用尺寸Mating SizeMating Size：在配合面的全长上，在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸为孔的作用尺寸，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸为孔的作用尺寸，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸为轴的作用尺寸。与实际轴外接的最小理想孔的尺寸为轴的作用尺寸。代号代号Dm/dmDm/dm。作用尺寸考虑了孔和轴的形状误差。作用尺寸考虑了孔和轴的形状误差。2023-3-515二、有关二、有关“尺寸的定义尺寸的定义实际尺寸与作用尺寸实际尺寸与作用尺寸2023-3-516二、有关二、有关“尺寸的定义尺寸的定义7.最小实体尺寸最小实体尺寸LMS:Least Material Size：孔、轴在尺寸公差范围内，具有材料最少时的尺寸为最小实体尺寸。6.最大实体尺寸最大实体尺寸MMS:Maximum Material Size 孔、轴在尺寸公差范围内，具有材料最多时的尺寸为最大实体尺寸。孔的最大实体尺寸：MMS=Dmin 轴的最大实体尺寸：MMS=dmax孔的最小实体尺寸：LMS=Dmax轴的最小实体尺寸：LMS=dmin 2023-3-517三、尺寸偏差和公差的定义三、尺寸偏差和公差的定义1.1.尺寸偏差尺寸偏差(Deviation)(Deviation)：某一尺寸减去根本尺寸：某一尺寸减去根本尺寸所得到的代数值简称偏差。所得到的代数值简称偏差。1 1上偏差上偏差(Upper Deviation)(Upper Deviation)：最大极限尺寸减去根本尺：最大极限尺寸减去根本尺寸所得的代数差称为上偏差。寸所得的代数差称为上偏差。孔用孔用ESES表示；表示；轴用轴用eses表示。表示。2 2下偏差下偏差(Lower Deviation)(Lower Deviation)：最小极限尺寸减去根本尺：最小极限尺寸减去根本尺寸所得的代数差称为下偏差。寸所得的代数差称为下偏差。孔用孔用EIEI表示；表示；轴用轴用eiei表示。表示。DDESmaxddesmaxDDEIminddeimin2023-3-518三、尺寸偏差和公差的定义三、尺寸偏差和公差的定义1.1.尺寸偏差尺寸偏差(Deviation(Deviation)5 5根本偏差根本偏差(Basic Deviation)(Basic Deviation)：在极限与配合标准中，：在极限与配合标准中，确定尺寸公差带相对于零线位置那个极限偏差成为根本偏差。确定尺寸公差带相对于零线位置那个极限偏差成为根本偏差。孔和轴的根本偏差数值已经标准化，可以是上偏差或下偏孔和轴的根本偏差数值已经标准化，可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个极限偏差。差，一般为靠近零线的那个极限偏差。4 4实际偏差实际偏差(Actual Deviation)(Actual Deviation)：实际尺寸减去根本尺寸：实际尺寸减去根本尺寸所得的代数差称为实际偏差。所得的代数差称为实际偏差。3 3极限偏差极限偏差(Limited Deviation)(Limited Deviation)：上偏差和下偏差统称：上偏差和下偏差统称为极限偏差。为极限偏差。2023-3-519三、尺寸偏差和公差的定义三、尺寸偏差和公差的定义根本偏差根本偏差2023-3-520三、尺寸偏差和公差的定义三、尺寸偏差和公差的定义2.2.尺寸公差尺寸公差(Tolerance)(Tolerance)：最大极限尺寸减去最小极：最大极限尺寸减去最小极限尺寸之差允许尺寸的变动量。限尺寸之差允许尺寸的变动量。尺寸公差：尺寸公差：代表制造精度，反映加工难易程度，只能为正值。EIESDDThminmaxeiesddTsminmax标准公差标准公差(Tolerance)(Tolerance)：在极限与配合国家标准中，确定尺寸公差带大小的公差值。2023-3-521三、尺寸偏差和公差的定义三、尺寸偏差和公差的定义尺寸偏差和公差尺寸偏差和公差2023-3-522三、尺寸偏差和公差的定义三、尺寸偏差和公差的定义3.3.公差带公差带(Tolerance Zone)(Tolerance Zone)：表示零件的尺寸相：表示零件的尺寸相对于根本尺寸所允许的变动范围叫尺寸公差带。对于根本尺寸所允许的变动范围叫尺寸公差带。公差带的图解方式叫公差带图。公差带的图解方式叫公差带图。公差带图由零线、极限偏差等构成。公差带图由零线、极限偏差等构成。2 2偏差线偏差线(Deviation Line)(Deviation Line)：公差带图中与零线平行的直：公差带图中与零线平行的直线，用于表示上下偏差，也称上下偏差线。线，用于表示上下偏差，也称上下偏差线。上下偏差线的宽度表示公差带的大小。上下偏差线的宽度表示公差带的大小。公差带相对于零线的位置由根本偏差确定。公差带相对于零线的位置由根本偏差确定。1 1零线零线(Zero Line):(Zero Line):公差带图中确定偏差的一条基准线，公差带图中确定偏差的一条基准线，零偏差线，零线表示根本尺寸。零偏差线，零线表示根本尺寸。2023-3-523三、尺寸偏差和公差的定义三、尺寸偏差和公差的定义公差带图公差带图2023-3-524四、有关四、有关“配合的术语配合的术语1.1.配合配合(Fit)(Fit)：根本尺寸相同的相互结合的孔：根本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。和轴公差带之间的关系。1 1间隙间隙(Clearance)(Clearance)：孔的尺寸减去相配合轴的：孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得到的代数差为正值时，此代数差为间隙。尺寸所得到的代数差为正值时，此代数差为间隙。间隙代号为间隙代号为X X。2 2过盈过盈(Interference)(Interference)：孔的尺寸减去相配合轴：孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得到的代数差为负值时，此代数差为过盈。的尺寸所得到的代数差为负值时，此代数差为过盈。过盈代号为过盈代号为Y Y。一个孔和一个轴结合，要么形成间隙，要么形成过盈。一个孔和一个轴结合，要么形成间隙，要么形成过盈。2023-3-525四、有关四、有关“配合的术语配合的术语2.配合种类配合种类(Types of Fit)1间隙配合(Clearance Fit)2过盈配合(Interference Fit)3过渡配合(Transition Fit)根本尺寸+0-孔轴孔轴孔轴2023-3-526四、有关四、有关“配合的术语配合的术语1间隙配合间隙配合(Clearance Fit)孔的公差带位于轴的公差带之上，一定具有间隙包括最小间隙为零的配合统称为间隙配合。间隙配合主要用于间隙配合主要用于活动联结孔轴之活动联结孔轴之间有相对运动；间有相对运动；润滑油，补偿热变润滑油，补偿热变形、弹性变形补偿形、弹性变形补偿等。等。2023-3-527四、有关四、有关“配合的术语配合的术语间隙配合间隙配合(Clearance Fit)的极限间隙的极限间隙最大间隙：最大间隙：最小间隙：最小间隙：eiESdDXminmaxmaxesEIdDXmaxminmin平均间隙：平均间隙：2minmaxXXXav2023-3-528四、有关四、有关“配合的术语配合的术语2过盈配合过盈配合(Interference Fit)孔的公差带位于轴的公差带之下，一定具有过盈包括最小过盈为零的配合统称为过盈配合。过盈配合主要用于过盈配合主要用于紧固联结不允许紧固联结不允许孔轴之间有相对运孔轴之间有相对运动。动。2023-3-529四、有关四、有关“配合的术语配合的术语过盈配合过盈配合(Interference Fit)的极限过盈的极限过盈最大过盈：最大过盈：最小过盈：最小过盈：平均过盈：平均过盈：esEIdDYmaxminmaxeiESdDYminmaxmin2minmaxYYYav2023-3-530四、有关四、有关“配合的术语配合的术语3过渡配合过渡配合(Transition Fit)轴的公差带与孔的公差带相互交叠，孔、轴在加工以后可能具有间隙或过盈的配合统称为过渡配合过渡配合。过渡配合主要用于孔过渡配合主要用于孔轴间的定位联结既轴间的定位联结既要求拆装方便，又要要求拆装方便，又要求对中性好。求对中性好。2023-3-531四、有关四、有关“配合的术语配合的术语过渡配合过渡配合(Transition Fit)(Transition Fit)的最大间隙和最大过盈的最大间隙和最大过盈最大间隙：最大间隙：最大过盈：最大过盈：eiESdDXminmaxmax平均间隙或过盈：平均间隙或过盈：esEIdDYmaxminmax2)(maxmaxYXYXavav2023-3-532四、有关四、有关“配合的术语配合的术语3.3.配合公差配合公差(Fit Tolerance)配合公差是间隙或过盈的允许变动量T Tf f。配合公差表示配合精度，是评定配合质量的一个重要综合指标。间隙配合：间隙配合：过盈配合：过盈配合：过渡配合：过渡配合：minmaxXXTfmaxminYYTfmaxmaxYXTfshfTTT2023-3-533四、有关四、有关“配合的术语配合的术语配合公差的推导配合公差的推导以间隙配合为例：以间隙配合为例：shfTTddDDdDdDXXT)()()()(minmaxminmaxmaxminminmaxminmax配合公差等于组成配合的孔、轴公差之和。配合公差等于组成配合的孔、轴公差之和。2023-3-534四、有关四、有关“配合的术语配合的术语配合公差配合公差与与孔、轴尺寸公差孔、轴尺寸公差的关系的关系 配合精度与零件加工精度有关，要提高配合精度，配合精度与零件加工精度有关，要提高配合精度，需提高零件的加工精度。需提高零件的加工精度。1 1配合公差表示孔轴配合的精确程度，是使用要配合公差表示孔轴配合的精确程度，是使用要求设计要求；求设计要求；2 2孔轴尺寸公差表示孔轴加工的精确程度，是制孔轴尺寸公差表示孔轴加工的精确程度，是制造要求工艺要求。造要求工艺要求。2023-3-535四、有关四、有关“配合的术语配合的术语4.4.配合制配合制(基准制基准制:Basis System of Fits)同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度叫配合制。又称基准制。GB/T 1800.1-1997 中规定了两种等效的配合制：基孔制配合和基轴制配合。2023-3-536四、有关四、有关“配合的术语配合的术语1 1基孔制配合基孔制配合(Hole Basis System of(Hole Basis System of Fits)Fits)根本偏差固定不变的孔的公差带与不同根本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。基孔制配合中孔为基准孔Basic Hole，其代号为“H。2023-3-537四、有关四、有关“配合的术语配合的术语基孔制配合的几种配合示意图基孔制配合的几种配合示意图过渡配合间隙配合过盈配合基准孔2023-3-538四、有关四、有关“配合的术语配合的术语2 2基轴制配合基轴制配合(Shaft Basis System of(Shaft Basis System of Fits)Fits)根本偏差固定不变的轴的公差带与不同根本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。基轴制配合中轴为基准轴Basic Shaft，其代号为“h。2023-3-539四、有关四、有关“配合的术语配合的术语基轴制配合的几种配合示意图基轴制配合的几种配合示意图过渡配合间隙配合过盈配合基准轴2023-3-540例例1一对孔轴配合，根本尺寸为一对孔轴配合，根本尺寸为80mm,80mm,Dmax=80.03mmDmax=80.03mm，Dmin=80.00mmDmin=80.00mm，dmax=79.99mmdmax=79.99mm，dmin=79.97mmdmin=79.97mm。求极限间隙和平均间隙以及配合公差。求极限间隙和平均间隙以及配合公差。mmdDX06.097.7903.80minmaxmaxmmdDX01.099.7900.80maxminminmmXXXav035.0201.006.02minmax最大间隙：最小间隙：平均间隙：配合公差：Tf=0.06-0.01=0.05 mm 2023-3-541例例2一对孔轴配合，根本尺寸为一对孔轴配合，根本尺寸为80mm,80mm,Dmax=80.03mmDmax=80.03mm，Dmin=80.00mmDmin=80.00mm，dmax=80.06mmdmax=80.06mm，dmin=80.04mmdmin=80.04mm。求极限过盈和平均过盈以及配合公差。求极限过盈和平均过盈以及配合公差。最大过盈：最小过盈：平均过盈：mmdDY06.006.8000.80maxminmaxmmdDY01.004.8003.80minmaxminmmYYYav035.0201.006.02minmax配合公差：Tf=-0.01-0.06=0.05 mm 2023-3-542例例3一对孔轴配合，根本尺寸为一对孔轴配合，根本尺寸为80,80,Dmax=80.03mmDmax=80.03mm，Dmin=80.00mmDmin=80.00mm，dmax=80.01mmdmax=80.01mm，dmin=79.99mmdmin=79.99mm。求极限间隙过盈和平均间隙过盈以及配合公差。求极限间隙过盈和平均间隙过盈以及配合公差。最大间隙：最大过盈：因为Xmax|Ymax，所以具有平均间隙 mmdDX04.099.7903.80minmaxmaxmmdDY01.001.8000.80maxminmaxmmYXXav015.0201.004.02maxmax配合公差：Tf=0.04-0.01=0.05 um 2023-3-543例题总结例题总结前面三个例题中，孔、轴结合的根本尺寸相同，三者松紧程度虽然不同，但其结合允许的松紧变化范围是相同的，即配合精度一样。可见孔轴配合的尺寸公差反映了孔轴配合的松紧程度。孔轴配合的配合公差反映了孔轴配合松紧变化范围，即配合精度。2023-3-544本局部小结本局部小结1掌握孔和轴的广义概念；2掌握尺寸的根本概念；3掌握尺寸偏差和公差的概念；4掌握配合的根本概念。2023-3-545第二节第二节 公差与配合的标准化公差与配合的标准化 公差与配合的标准化是指：公差与配合的标准化是指：(1)孔、轴公差带的大小和公差带的位置的标准化；(2)孔轴形成的各种配合的标准化。标准公差系列标准公差系列公差带大小标准化公差带大小标准化基本偏差系列基本偏差系列公差带位置标准化公差带位置标准化优先和常用公差带与配合优先和常用公差带与配合配合的标准化配合的标准化2023-3-546一、一、标准公差系列标准公差系列标准公差系列标准公差系列(Standard Tolerance Series):):标准公差系列由不同的公差等级和不同根本尺寸的标准公差组成。标准公差(Standard Tolerance)是指大小已经标准化的公差值，即在国家标准极限与配合制中所规定的公差，用以确定公差带的大小。2023-3-547一、一、标准公差系列标准公差系列1.1.公差单位公差单位(Tolerance Unit)(Tolerance Unit)公差单位又叫公差因子是计算标准公差单位又叫公差因子是计算标准公差的根本计算单位，是制定标准公差数值系公差的根本计算单位，是制定标准公差数值系列的根底。列的根底。公差单位用公差单位用i i表示。表示。公差单位是公差单位是如何形成的？如何形成的？2023-3-548一、一、标准公差系列标准公差系列公差单位和根本尺寸的关系公差单位和根本尺寸的关系 生产实践说明，相同的生产条件下，根本尺寸生产实践说明，相同的生产条件下，根本尺寸不同的工件，加工后产生的加工误差也不同：不同的工件，加工后产生的加工误差也不同：尺寸较小时，加工误差与尺寸接近立方根曲线尺寸较小时，加工误差与尺寸接近立方根曲线关系。关系。尺寸较大时，加工误差与尺寸接近直线关系。尺寸较大时，加工误差与尺寸接近直线关系。2023-3-549一、一、标准公差系列标准公差系列公差单位和根本尺寸的关系公差单位和根本尺寸的关系对于尺寸对于尺寸D500mmD500mm的工件，公差单位的工件，公差单位i i按以下公式确按以下公式确定。定。其中：i单位为um，D根本尺寸(mm)。主要反映加工误差，0.001D主要用于补偿与直径成线形关系的误差 DDi001.045.033D 0.452023-3-550一、一、标准公差系列标准公差系列2.2.公差等级公差等级(Tolerance Grade)公差等级公差等级是确定尺寸精度的等级，即公差的分级。确定尺寸精度等级，主要用公差等级系数a来区分；公差单位i确定后，标准的公差值T的计算公式：T=ai 参见教材表3-1对相同的根本尺寸，精度要求高，a，T；精度要求低，a，T。2023-3-551一、一、标准公差系列标准公差系列标准公差代号标准公差代号 国标GB/T 1800.3-1998规定标准公差的代号为ITISO Tolerance。根据不同公差等级系数，在根本尺寸D500mm内国标将标准公差分为20级，用IT和阿拉伯数字表示：IT01，IT0，IT1,IT18。标准公差代号：IT01,IT0,IT1,IT2,IT17,IT18公差等级:标准公差值:2023-3-552一、一、标准公差系列标准公差系列3.3.根本尺寸分段根本尺寸分段 对于同一公差等级即a值相同，按标准公差计算公式，每一个根本尺寸就有一个相应的公差单位i，也就有一个相应的公差值。根本尺寸为80mm，6级IT6：实际上，在一定尺寸范围内，其计算结果相差不大。例如：公差值数据非常非常多！公差值数据非常非常多！二者之间只差二者之间只差3.2um3.2um。20.19(um)80)0.00180(0.4510IT3根本尺寸为120mm，6级IT6：23.4(um)120)0.001120(0.410IT32023-3-553一、一、标准公差系列标准公差系列3.3.根本尺寸分段根本尺寸分段 为了减少公差数目，统一公差值，简化公差表格，国家标准对根本尺寸进行了尺寸分段，对同一尺寸分段内的所有尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同的标准公差。在每个尺寸段内，以尺寸段的首尾两个尺寸的几何平均值计算标准公差。2023-3-554一、一、标准公差系列标准公差系列3.3.根本尺寸分段根本尺寸分段如：80120根本尺寸分段内，对于6级标准公差，该尺寸分段首尾两尺寸的几何平均值：所以：IT6=ai=102.173=21.73 取整为22mm。98.9780120jD173.298.97001.098.9745.03i公差单位：公差等级系数：a=102023-3-555一、一、标准公差系列标准公差系列3.3.根本尺寸分段根本尺寸分段 按上述方法算出各尺寸段的公差单位后，对于不同的尺寸公差等级乘以不同的系数a，便可以得出个尺寸段的各公差等级的标准公差值。使用时可直接查用，不必进行计算。参见教材参见教材表3-1标准公差数值计算公式表3-2常用尺寸的标准公差数值表2023-3-556标准公差表标准公差表2023-3-557标准公差计算实例标准公差计算实例根本尺寸为30mm，求IT6和IT7等于多少？30属于1830mm尺寸段，首尾尺寸几何平均值：公差单位：公差单位：mmDj24.233018标准公差值(与标准公差数值表对照)：IT6=10i=101.31=13.113um IT7=16i=161.31=20.9621umumDDijj31.124.23001.024.2345.0001.045.0332023-3-558二、根本偏差系列二、根本偏差系列根本偏差系列根本偏差系列(Fundamental Deviation(Fundamental Deviation Series)Series)公差带位于零线上方：根本偏差为下偏差；公差带位于零线下方：根本偏差为上偏差。1.1.根本偏差根本偏差 (Fundamental Deviation)(Fundamental Deviation)确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般是靠近零线的那个极限偏差。一般是靠近零线的那个极限偏差。根本偏差是决定公差带位置的唯一参数。2023-3-559二、根本偏差系列二、根本偏差系列根本偏差代号根本偏差代号 国家标准对孔和轴分别规定28种根本偏差，以一定的拉丁字母表示孔为大写字母，轴为小写字母，根本偏差的代号 用21个字母和7个双写字母表示，共28个代号。除去5个易混淆的字母：Ii、Ll、O(o)、Qq、W(w)外的21个字母；7个双写字母：CDcd、EFef、FGfg、JSjs、ZAza、ZBzb、ZCzc；2023-3-560二、根本偏差系列二、根本偏差系列根本偏差代号根本偏差代号2023-3-561二、根本偏差系列二、根本偏差系列2.2.轴的根本偏差轴的根本偏差 (Fundamental Deviation of(Fundamental Deviation of Shaft)Shaft)轴的根本偏差是以基孔制为根底制订的。轴的根本偏差值是按公式计算得到的P39 表3-4。2023-3-562二、根本偏差系列二、根本偏差系列2.2.轴的根本偏差轴的根本偏差 (Fundamental Deviation of(Fundamental Deviation of Shaft)Shaft)掌握查“轴的根本偏差表P42 表3-5轴的根本偏差的特点和使用场合：轴的根本偏差的特点和使用场合：1ah，用于间隙配合，根本偏差的绝对值等于最小间隙。，用于间隙配合，根本偏差的绝对值等于最小间隙。2jn：主要用于过渡配合，间隙和过盈均不大，以保证孔、：主要用于过渡配合，间隙和过盈均不大，以保证孔、轴配合时能够对中和定心，拆卸也并不困难。轴配合时能够对中和定心，拆卸也并不困难。3pzc主要用于过盈配合，根本偏差为下偏差。主要用于过盈配合，根本偏差为下偏差。2023-3-563二、根本偏差系列二、根本偏差系列3.3.孔的根本偏差孔的根本偏差 (Fundamental Deviation of Hole)(Fundamental Deviation of Hole)孔的根本偏差是以基轴制为根底的基孔制和基轴制是两个等效的公差与配合制度。孔的根本偏差值是以轴的根本偏差值，通过一定的换算规那么得到。2023-3-564二、根本偏差系列二、根本偏差系列孔的根本偏差值换算规那么配合性质相同：孔的根本偏差值换算规那么配合性质相同：在孔、轴的同一公差等级或孔比轴低一级的配合条件下，同一代号的孔、轴根本偏差，其公差等级对应相等的条件下，按基轴制形成的配合应和按基孔制形成的配合性质相同。例如：H7/p6与P7/h6，它们非基准件的根本偏差代号相同P与p，孔同为7级，轴同为6级，二者形成的极限过盈相等，即配合性质相同。2023-3-565二、根本偏差系列二、根本偏差系列孔的根本偏差值换算规那么孔的根本偏差值换算规那么对标准公差IT8的 J、K、M、N和标准公差7 的PZC与h形成的配合：ES=-ei 1 1通用规那么：同一字母表示的孔、轴的根本偏差的绝对通用规那么：同一字母表示的孔、轴的根本偏差的绝对值相等，符号相反。值相等，符号相反。对AH与h形成基轴制间隙配合：EI=-es 2023-3-566孔的根本偏差值换算通用规那么证明孔的根本偏差值换算通用规那么证明以对以对AH与与h形成基轴制形成基轴制间隙配合间隙配合为例为例由Xmin=Xmin可得：EI=-es基孔制配合的最小间隙：Xmin=EI es=0 es=-es 基轴制配合的最小间隙：Xmin=EI es=EI-0=EI 2023-3-567二、根本偏差系列二、根本偏差系列孔的根本偏差值换算规那么孔的根本偏差值换算规那么2 2特殊规那么：特殊规那么：对于对于标准公差标准公差IT8IT8的的J J、K K、M M、N N与与h h的配合；的配合；标准公差标准公差IT7IT7的的PZCPZC与与h h的配合的配合 ；孔的根本偏差孔的根本偏差ESES与同字母轴的根本偏差与同字母轴的根本偏差eiei的符号相反，绝的符号相反，绝对值相差一个对值相差一个值。值。ES=-ei+=ITh ITs一般ITh 比 ITs的低一级，假设二者同级，=02023-3-568孔的根本偏差值换算特殊规那么证明孔的根本偏差值换算特殊规那么证明以过盈配合为例以过盈配合为例基孔制配合的最大过盈：Ymax=EI es=0 es=-ei-ITs基轴制配合的最大过盈：Ymax=EI es=EI-0=ES-ITh由Ymax=Ymax可得：ES ITh=-ei ITs ES=-ei ITs+ITh 令=ITh-ITs可得：ES=-ei+=ITh-ITs2023-3-569二、根本偏差系列二、根本偏差系列孔的根本偏差孔的根本偏差结论：结论：孔孔JZC的根本偏差值不仅与轴的根本偏差值不仅与轴jzc的根本偏差的根本偏差值有关，并且与孔和轴的公差等级有关。值有关，并且与孔和轴的公差等级有关。掌握查“孔的根本偏差表P44表3-62023-3-570二、根本偏差系列二、根本偏差系列4.4.另一极限偏差确实定另一极限偏差确实定 根本偏差和公差等级决定了另一极限偏差。计算公式由如下公式转换。ITh=ES-EI ITs=es-ei 根本偏差和标准公差确定了以后，通过上式计算，就可以计算得到孔或轴的另一极限偏差。ES=EI+IThes=ei+ITs EI=ES-IThei=es-ITs 或2023-3-571三、常用公差带及配合三、常用公差带及配合1.1.公差带与配合的标注代号公差带与配合的标注代号1 1公差带代号组成公差带代号组成 公差带代号包括：孔、轴根本偏差代号和公差等级代号中的公差带代号包括：孔、轴根本偏差代号和公差等级代号中的数字。如：数字。如：孔的公差带代号：孔的公差带代号：50F750F7、50H750H7、50N850N8、50S750S7 轴的公差带代号：轴的公差带代号：50f750f7、50h750h7、50n850n8、50s750s72 2配合代号组成配合代号组成配合代号包括：孔和轴的公差带代号。如：配合代号包括：孔和轴的公差带代号。如：6/730fH6730fH 025.00025.0050750750HH2023-3-572三、常用公差带及配合三、常用公差带及配合2.2.国标规定的优先、常用公差带与配合国标规定的优先、常用公差带与配合 根据国标规定的20个等级的标准公差和28种根本偏差，能组成多种公差带：孔：2027+3J6，J7，J8=543种 轴：2027+4j5，j6，j7，j8=544种 由孔和轴的公差带由能组成更大数量的配合。生产中使用这么多数量的公差带是不经济的，也不必要，因此国标对孔与轴规定了一般一般、常用常用和优先优先公差带。2023-3-573三、常用公差带及配合三、常用公差带及配合(1)(1)尺寸到尺寸到500mm 500mm 孔孔的的一般一般(119)(119)、常用常用(59)(59)和和优先优先(13)(13)公差带公差带2023-3-574三、常用公差带及配合三、常用公差带及配合(2)(2)尺寸到尺寸到500mm 500mm 轴轴的的一般一般(105)(105)、常用常用(44)(44)和和优先优先(13)(13)公差带公差带2023-3-575三、常用公差带及配合三、常用公差带及配合2023-3-576三、常用公差带及配合三、常用公差带及配合2023-3-577四、未注公差四、未注公差 未注公差表示线性尺寸和角度尺寸的一般公差。未注公差表示线性尺寸和角度尺寸的一般公差。一般公差是在车间一般加工条件下，机床设备一般一般公差是在车间一般加工条件下，机床设备一般加工能力就可以到达的加工公差。加工能力就可以到达的加工公差。一般公差可以不标出，但是不表示没有。采用一般公差的目的是简化图样标注，突出图纸上标注公差的尺寸，以便在加工中和检验时得到重视。2023-3-578四、未注公差四、未注公差 国标国标GB/T1804-2002GB/T1804-2002对线性尺寸和角度尺寸的未注公差规定对线性尺寸和角度尺寸的未注公差规定了了4 4个公差等级。个公差等级。并规定了相应的极限偏差数值。f级精密级 finem级中等级 mediumc级粗糙级 coarsev级最粗级 very coarse 参见教材未注公差线性尺寸的极限偏差值、倒圆半径和倒角尺寸的极限偏差值表3-10，表3-11。IT12IT14IT16IT17相当于2023-3-579四、未注公差四、未注公差2023-3-580第三节第三节 公差与配合的选用公差与配合的选用 精度设计是机械设计中的非常重要的一个环节，它对机械的使用性能和制造本钱都有很大的影响。精度设计的根本原那么：保证机械产品的性能优良，制造经济可行，即应使机械产品的使用价值与制造本钱的综合经济效果好，有较高的性能价格比。机械设计（机器设计）机械设计（机器设计）运动设计结构设计精度设计2023-3-581第三节第三节 公差与配合的选用公差与配合的选用尺寸精度设计的根本要求：尺寸精度设计的根本要求：合理规定基准制、公差等级与配合。合理规定基准制、公差等级与配合。公差与配合的选择步骤 确定基准制确定基准制 选择公差等级选择公差等级 选择配合种类选择配合种类 2023-3-582第三节第三节 公差与配合的选用公差与配合的选用孔与轴类件结合的使用要求孔与轴类件结合的使用要求 机械产品中，孔与轴类件的数量最多，通过它们的结合，实现旋转和直线运动，或者到达传递扭矩的目的，根据使用要求不同，有三种结合形式：1活动结合 2固定结合 3可拆结合2023-3-583第三节第三节 公差与配合的选用公差与配合的选用1活动结合 主要用于有相对转动和移动的机构中。如：轴径在滑动轴承中转动；齿轮在花键轴上滑动。使用要求：使用要求：为保证运动准确和在一定转速下维持正常工作，孔与轴之间必须具有适当的间隙。2固定结合 主要用于将整体分为两局部加工，装配后一般不拆卸的零件。如：齿轮轴=齿轮+轴；蜗轮=轮缘+轮毂使用要求：为保证传递一定的扭矩或轴向力，孔与轴之间必须有足够的过盈。2023-3-584第三节第三节 公差与配合的选用公差与配合的选用3可拆结合 主要用于保证较高的同轴度和定期装拆的机构。如：一般减速器中齿轮与轴的结合；销孔与定位销的结合。使用要求：使用要求：为保证定心精度好，易于装拆和工作时无相对运动，孔与轴之间必须具有较小的间隙或过盈。在设计过程中，需要根据产品的使用要求选择适宜的公差与配合。2023-3-585一、基准制的选用一、基准制的选用 基孔制和基轴制是等效的，可任选一种即可满足所需要的配合性质。选择合理的基准制，必须根据工艺工艺、结构结构、装配装配以及经济经济上来考虑。基准制的选用主要考虑两个因素：1加工工艺和测量的经济性；2结构形式的合理性。2023-3-586一、基准制的选用一、基准制的选用基准制的选用原那么基准制的选用原那么 1 1一般情况下应优先选用基孔制一般情况下应优先选用基孔制 通常加工孔比加工轴要困难。加工孔所用的刀具量具尺寸规格也多。采用基孔制，可以减少定值刀具、量具的规格，数目，有利于刀具、量具的标准化、系列化。可以获得好的经济效益。2023-3-587一、基准制的选用一、基准制的选用例如：加工例如：加工IT7IT7级公差的孔和级公差的孔和6 6级公差的级公差的3030轴。轴。比较二者的加工工艺路线比较二者的加工工艺路线加工加工IT7IT7级精度级精度3030孔孔 加工路线：钻孔加工路线：钻孔扩孔扩孔粗铰孔粗铰孔精铰孔；精铰孔；钻孔钻孔扩孔扩孔拉孔拉孔所用刀具：钻头，铰孔刀，拉刀。所用刀具：钻头，铰孔刀，拉刀。所用量具：塞规，芯棒。所用量具：塞规，芯棒。加工加工IT6IT6级精度级精度3030轴轴 加工路线加工路线：粗车半精车精车粗磨精磨。所用刀具：所用刀具：车刀、砂轮。所用量具：所用量具：外径千分尺或卡规。2023-3-588一、基准制的选用一、基准制的选用比较加工比较加工IT7IT7级公差的孔和级公差的孔和6 6级公差的轴的工艺路线级公差的轴的工艺路线结论：从经济上考虑，选用结论：从经济上考虑，选用基孔制基孔制比基轴制有利。比基轴制有利。轴的尺寸类型虽然多，但不引起刀具费用的相应增加，因为车刀、砂轮对不同尺寸的轴都是适用的。假设选用基孔制，那么需要很多规格不同的制造刀具和量具。加工孔制造工具多。孔比轴难加工。2023-3-589一、基准制的选用一、基准制的选用基准制的选用原那么基准制的选用原那么 2 2特殊情况应该选用基轴制特殊情况应该选用基轴制1选用“冷拔棒料作轴时，选用基轴制较为适宜。如纺织机械中的长轴与带孔的零件配合。2一轴配多孔且各处松紧要求不同的配合需要采用基轴制。如：发动机的活塞连杆组件。3 3与标准件配合的孔或轴应以标准件为基准件确定基准制与标准件配合的孔或轴应以标准件为基准件确定基准制 标准件包括标准零件和标准部件，如滚动轴承、平键、圆柱销等。2023-3-590一、基准制的选用一、基准制的选用基准制的选用原那么基准制的选用原那么 2 2特殊情况应该选用基轴制特殊情况应该选用基轴制1选用“冷拔棒料作轴时，选用基轴制较为适宜。如纺织机械中的长轴与带孔的零件配合。2一轴配多孔且各处松紧要求不同的配合需要采用基轴制。2023-3-591一、基准制的选用一、基准制的选用基准制的选用原那么基准制的选用原那么 4 4精度不高且需要经常装拆精度不高且需要经常装拆的孔轴配合允许用非基准制。的孔轴配合允许用非基准制。如：轴承端盖凸缘与箱体外壳孔的配合，轴上用于轴向定位的隔套与轴的配合采用非基准制。2023-3-592二、公差等级的选用二、公差等级的选用 选择公差等级，主要解决了零部件使用要求与制造工艺本钱之间的矛盾。1.1.选择公差等级的根本原那么选择公差等级的根本原那么1 1满足使用条件；满足使用条件；2 2经济性好。经济性好。在满足使用要求的前提下尽量选用较低的公差等级；应尽量遵守标准推荐的孔与轴公差的等级组合规定。2023-3-593二、公差等级的选用二、公差等级的选用2.2.公差等级的选择方法公差等级的选择方法1 1类比法经验法类比法经验法 根据生产中经过验证的同类产品的图样，将所根据生产中经过验证的同类产品的图样，将所设计的机械产品的工作要求、使用条件和加工工艺设计的机械产品的工作要求、使用条件和加工工艺等情况进行比照。等情况进行比照。2 2分析计算法分析计算法 根据一定的理论和计算公式，经过计算，再根根据一定的理论和计算公式，经过计算，再根据极限与配合的标准选择合理的标准公差等级。据极限与配合的标准选择合理的标准公差等级。如：当配合的极限间隙或极限过盈时，可如：当配合的极限间隙或极限过盈时，可先计算出配合公差，然后查表确定孔、轴的公差等先计算出配合公差，然后查表确定孔、轴的公差等级。级。2023-3-594分析计算法实例孔和轴的根本尺寸为孔和轴的根本尺寸为75mm，根据使用要求，孔与轴，根据使用要求，孔与轴的间隙为的间隙为3080um，试确定孔、轴的公差等级。，试确定孔、轴的公差等级。解：1配合公差：Tf=Th+Ts=|Xmax-Xmin|=|80-30|=50um2查标准公差数值表：IT6=19um，IT7=30um 那么Tf=IT6+IT7=19+30=49um 最符合要求。3确定孔、轴公差等级：由于孔比轴难加工，考虑工艺等价，选用：孔：IT7，轴：IT6。2023-3-595二、公差等级的选用二、公差等级的选用3.3.用类比法确定标准公差等级应注意的问题用类比法确定标准公差等级应注意的问题1了解各个公差等级的应用范围(表3-12)2掌握配合尺寸公差等级的应用情况(表3-13)3熟悉各种加工工艺的加工精度(表3-14)4注意相配合的零部件的精度协调(表3-15)5注意相配合的孔、轴工艺等价性(表3-16)6精度不高的配合允许孔、轴的公差等级相差23级2023-3-596三、配合的选用三、配合的选用选择配合的实质选择配合的实质 配合的选用主要是根据使用要求确定配合类别和配合代号 在保证机械正常工作的前提下，确定结合件间的间隙值，过盈值及允许的变化量。对基孔制：选择轴的公差带。对基轴制：选择孔的公差带。其他：选择两种公差带。尽可能选用优先配合和常用配合。2023-3-597三、配合的选用三、配合的选用1.1.配合类别的选择配合类别的选择国标规定有国标规定有间隙间隙、过盈过盈和和过渡过渡三类配合。三类配合。1孔轴间有相对运动：选择间隙配合；孔轴间有相对运动：选择间隙配合；2孔轴间有相对运动：可以根据使用情况选择配合类别孔轴间有相对运动：可以根据使用情况选择配合类别间隙配合：同轴度要求不高，只要求拆装方便；间隙配合：同轴度要求不高，只要求拆装方便；过渡配合：要求传递一定的扭矩，同轴度要求高，能够拆装；过渡配合：要求传递一定的扭矩，同轴度要求高，能够拆装；过盈配合：要求传递大扭矩，不能够拆装。过盈配合：要求传递大扭矩，不能够拆装。2023-3-598三、配合的选用三、配合的选用1.1.配合类别的选择配合类别的选择影响配合性质的三个主要因素：1工作温度：工作温度会引起配合性质的改变；工作温度：工作温度会引起配合性质的改变；2装配变形：选择配合类别是考虑到装配变形的影响；装配变形：选择配合类别是考虑到装配变形的影响；3生产类型：根据生产批量的大小选择不同的配合根本偏生产类型：根据生产批量的大小选择不同的配合根本偏差。差。)(1122ttDX2023-3-599三、配合的选用三、配合的选用1.1.配合类别的选择配合类别的选择2023-3-5100三、配合的选用三、配合的选用1.1.配合类别的选择配合类别的选择大批量生产调整法小批量单件生产试切法采用小批量单件生产时，采用小批量单件生产时，为了满足平均间隙要求，为了满足平均间隙要求，可以选用可以选用50H7/h62023-3-5101三、配合的选用三、配合的选用2.2.配合代号确实定配合代号确实定 选择配合制度和标准公差等级后，根据使用要求确定与标准件相配合的轴或孔的根本偏差代号。配合代号确实定方法：配合代号确实定方法：1 1计算法：根据一定的理论和计算公式，计算极限间隙或计算法：根据一定的理论和计算公式，计算极限间隙或极限过盈，然后确定根本偏差代号。极限过盈，然后确定根本偏差代号。2 2试验法：对产品性能影响大的场合，采用试验法可靠，试验法：对产品性能影响大的场合，采用试验法可靠，但是本钱高。但是本钱高。3 3类比法：根据生产实践经验确定。类比法：根据生产实践经验确定。2023-3-5102公差与配合的选择实例公差与配合的选择实例讲解P56 例3-1 根据孔轴配合的最大间隙和最小间隙计算选择适宜的配合代号。例3-2 根据孔轴配合的最大间隙和最大过盈计算选择适宜的配合代号。2023-3-5103例题讲解例题讲解例例1：查出：查出25H7/f6的孔与轴的极限偏差，并画的孔与轴的极限偏差，并画出公差带图，说明其基准制与配合性质。出公差带图，说明其基准制与配合性质。例例2：查出：查出25F7/h6的孔与轴的极限偏差，并的孔与轴的极限偏差，并画出公差带图，说明其基准制与配合性质。画出公差带图，说明其基准制与配合性质。2023-3-5104例题讲解例题讲解例例3：查出：查出25 H7/p6的孔与轴的极限偏差，并的孔与轴的极限偏差，并画出公差带图，说明其基准制与配合性质。画出公差带图，说明其基准制与配合性质。例例4：查出：查出25 P7/h6的孔与轴的极限偏差，并的孔与轴的极限偏差，并画出公差带图，说明其基准制与配合性质。画出公差带图，说明其基准制与配合性质。2023-3-5105例题讲解例题讲解例例5：查出：查出25 H8/p8的孔与轴的极限偏差，并的孔与轴的极限偏差，并画出公差带图，说明其基准制与配合性质。画出公差带图，说明其基准制与配合性质。例例6：查出：查出25 P8/h8的孔与轴的极限偏差，并的孔与轴的极限偏差，并画出公差带图，说明其基准制与配合性质。画出公差带图，说明其基准制与配合性质。2023-3-5106例题讲解例题讲解例例7 7：一对：一对2525的孔与轴作过渡配合，配合公差为的孔与轴作过渡配合，配合公差为0.034 mm 0.034 mm。最大间隙为。最大间隙为0.006 mm 0.006 mm，孔为，孔为2525的基准的基准孔。求孔和轴的配合尺寸，并画出其公差带图。孔。求孔和轴的配合尺寸，并画出其公差带图。例例8：配合根本尺寸为：配合根本尺寸为35的孔与轴配合。最大间隙为的孔与轴配合。最大间隙为0.023 mm，最大过盈为，最大过盈为-0.018mm。试确定孔和轴的。试确定孔和轴的公差等级和配合尺寸，并选择适当的配合，并画出公公差等级和配合尺寸，并选择适当的配合，并画出公差带图。差带图。2023-3-5107第四节第四节 大尺寸、小尺寸公差与配合大尺寸、小尺寸公差与配合该局部内容自学2023-3-5108第四节第四节 大尺寸、小尺寸公差与配合大尺寸、小尺寸公差与配合作业：P60-613-183-203-23