第二章极限与配合标准课件

第二章极限与配合标准基本要求基本要求基本要求基本要求1.了解孔轴的定义2.掌握尺寸、偏差、公差和配合等概念的含义3.掌握尺寸公差带图和配合公差带图的绘制4.掌握极限与配合的选择原则重点内容重点内容重点内容重点内容1.掌握极限与配合的概念2.掌握极限与配合的选择3次课次课 6学时学时第一节极限与配合的基本术语及定义一、孔和轴（hole and shaft）n孔孔:指圆柱形内表面，也包括由两个平行平面或平行切面形成的非圆柱形内表面，其尺寸由D表示；n轴轴:指圆柱形的外表面，也包括由两个平行平面或平行切面形成的非圆柱形外表面及其它外表面，其尺寸由d 表示。n广义的孔与轴：孔为包容面（尺寸之间无材料），在加工过程中，尺寸越加工越大；而轴是被包容面（尺寸之间有材料），尺寸越加工越小。d1D 1D 2二、有关尺寸的术语定义n尺寸（size）：n用特定单位表示线性尺寸值的几何量。n通常用表示（常省略）n如直径40、半径R20，宽度12，高度120，中心距60等。二、有关尺寸的术语定义n基本尺寸（basic size）：n由设计给定的尺寸。n孔用D表示，轴用d表示，长度用L表示n基本尺寸可以是毫米单位的整数倍，也可以是小数倍。如图示50mm等。n基本尺寸亦曾称为“名义尺寸”和“公称尺寸”。n它应该在优先数系中选择。二、有关尺寸的术语定义n实际尺寸（actual size）：n通过测量所得的尺寸。n包含测量误差，实际尺寸往往不是被测尺寸的真实大小(真正尺寸)。多次测量同一尺寸所得的实际尺寸也是各不相同的，且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。n孔用Da表示，轴用da表示，长度用La表示二、有关尺寸的术语定义n极限尺寸（limits of size）：n允许尺寸变化的两个极端。n两者中较大的称为最大极限尺寸(maximum limit of size)，较小的称为最小极限尺寸(minimum limit of size)n孔和轴的最大、最小极限尺寸分别用Dmax和Dmin表示n孔和轴的最大、最小极限尺寸分别用dmax和dmin表示n完工零件的合格条件：任一实际尺寸均不得超出最大或最小极限尺寸n孔：，轴：dmax=49.975mmdmin=49.950mm三、有关偏差与公差的术语定义n偏差偏差（deviation）：）：n某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。偏差可以是正、负数或零n实际偏差实际偏差(actual deviation):零件的实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差。n孔的实际偏差:Ea=Da-Dn轴的实际偏差:ea=da-dn极限偏差：极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。三、有关偏差与公差的术语定义n极限偏差（极限偏差（limit deviations）：又分上偏差(upper deviation)（ES、es）和下偏差(lower deviation)（EI、ei）。孔：ES=Dmax-D 轴：es=dmax-d 孔：EI=Dmin-D 轴：ei=dmin-d应该注意，偏差为代数值，可能为正值、负值或零。极限偏差用于控制实际偏差。完工后零件尺寸的合格条件常用偏差关系式表示如下：孔合格的条件：EI Ea ES轴合格的条件：ei ea es三、有关偏差与公差的术语定义n尺寸公差（tolerance）：最大极限尺寸减去最小极限尺寸之差，或上偏差减去下偏差之差。n孔、轴的公差分别用TD和Td表示。TD=Dmax-Dmin=ES-EI Td=dmax-dmin=es-ei三、有关偏差与公差的术语定义尺寸、偏差和公差的关系 30基本尺寸基本尺寸 29.980 29.993最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸0.0200.007下偏差下偏差上偏差上偏差公差公差尺寸、偏差和公差的关系最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸基本尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸上偏差上偏差ES下偏差下偏差EI下偏差下偏差ei上偏差上偏差es孔公差孔公差轴公差轴公差例题1例：一根轴的直径为 50 0.008基本尺寸：基本尺寸：50最大极限尺寸：最大极限尺寸：50.008最小极限尺寸：最小极限尺寸：49.992上偏差上偏差=50.008-50=+0.008下偏差下偏差=49.992 50=-0.008 公差公差=50.008-49.992=0.016 或或=0.008-(-0.008)=0.016例题2尺寸公差带(tolerance zone)由于基本尺寸与公差、偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示，故采用公差带图。尺寸公差带图n零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。n尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。孔轴0基本尺寸ESEIeseiTDTd+-尺寸公差带图1)1)公差带图解：公差带图解：基本尺寸孔公差带轴公差带0+-ESEIeseia)a)零线：零线：b)b)公差带特性：公差带特性：两个要素两个要素 大小大小 T T 标准公差标准公差 位置位置 极限偏差极限偏差 基本偏差基本偏差标准化标准化标准化标准化 c）画法：）画法：(1)零线。零线。(2)确定公差带大小位置。确定公差带大小位置。(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。(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。例题1n画出基本尺寸为50，最大极限尺寸为50.025、最小极限尺寸为50mm的孔与最大极限尺寸为49.975、最小极限尺寸为49.959mm的轴的公差带图。0+-50孔轴+0.025-0.025-0.041例题2n画出尺寸公差带图50+0.024+0.00850-0.006-0.022例例:500.008下偏差下偏差公差带公差带+0.008-0.008+0.008+0.024-0.006-0.022公差带图公差带图：公差带图可以直观地表示出公差带图可以直观地表示出公差的大公差的大小及公差带相对于零线的位置小及公差带相对于零线的位置。50+0.024+0.00850-0.006-0.02200基本尺寸基本尺寸 50例例:500.008上偏差上偏差尺寸公差带n公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。n基本偏差：标准中表列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。n标准公差：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差。四、配合 基本尺寸相同基本尺寸相同的相互结合的孔和的相互结合的孔和轴的轴的公差带之间的关系公差带之间的关系。间隙间隙(clearance)或过盈或过盈(interference):=孔的实际尺寸轴的实际尺寸孔的实际尺寸轴的实际尺寸配合（配合（fit）：）：0 间隙间隙 X 0 过盈过盈 Y配合代号：轴轴的的公差带代号公差带代号孔孔的的公差带代号公差带代号基基本本尺尺寸寸 配合的种类配合的种类 间隙配合（间隙配合（clearance fit）具有间隙具有间隙(包括最小间隙等于零包括最小间隙等于零)的配合。的配合。孔孔轴轴图例：图例：最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限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大间隙最大间隙最小间隙最小间隙最大间隙最大间隙最小间隙最小间隙孔的公差带孔的公差带在轴的公差在轴的公差带之上带之上间隙配合公式当孔为最大极限尺寸，轴为最小极限尺寸时，装配后得到最大间隙（Xmax）；反之，当孔为最小极限尺寸，轴为最大极限尺寸时得到最小间隙（Xmin），即最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈 过盈配合（过盈配合（interference fit）孔孔轴轴图例：图例：具有过盈具有过盈(包括最小过盈等于零包括最小过盈等于零)的配合。的配合。最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈孔的公差带在轴孔的公差带在轴的公差带之下的公差带之下最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限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过盈配合实例2火车车轮轮毂与轴为过盈配合火车车轮轮毂与轴为过盈配合 过渡配合（过渡配合（transition fit）孔孔轴轴图例：图例：可能具有间隙或过盈的配合。可能具有间隙或过盈的配合。最大间隙最大间隙最大过盈最大过盈孔的公差带孔的公差带与轴的公差与轴的公差带相互交叠带相互交叠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小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大过盈最大过盈最大间隙最大间隙过渡配合特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合特点：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的工件精度都较高的工件精度都较高的工件精度都较高过渡配合当孔为最大极限尺寸，轴为最小极限尺寸时，装配后得到最大间隙；当孔为最小极限尺寸，轴为最大极限尺寸时，装配后得到最大过盈。即：当XmaxYmax时，其计算结果为正值，为平均间隙；当XmaxYmax时，其计算结果为负值，为平均过盈。过渡配合实例2轴承内圈与轴为过渡配合轴承内圈与轴为过渡配合配合公差（variation of fit）n配合公差：允许间隙或过盈的变动量，以Tf表示。n间隙配合：n过盈配合：n过渡配合：配合公差均为孔公差与轴公差之和，即：Tf=Th+Ts。这一结论说明配合件的装配精度与零件的加工精度有关，若要提高装配精度，则应减小零件的公差，即需要提高零件的加工精度。第二节标准公差系列n标准公差标准公差IT（ISO Tolerance）：）：在极限与配合国家标准GB/T1800.31998中，用以确定公差带大小的任一公差，称为标准公差，用IT表示。它是依据公差等级和基本尺寸来确定的。3 6 0.4 0.6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.2 1.8大于大于 至至 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18-3 0.3 0.5 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 0.1 0.14 0.25 0.40 0.60 1.0 1.4 6 10 0.4 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.5 2.210 18 0.5 0.8 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.10 1.8 2.718 30 0.6 1 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.30 2.1 3.330 50 0.6 1 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.5 3.950 80 0.8 1.2 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1.90 3.0 4.680 120 1 1.5 2.5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.5 5.4120 180 1.2 2 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.0 6.3180 250 2 3 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.90 4.6 7.2250 315 2.5 4 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.2 8.1315 400 3 5 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 0.57 0.89 1.40 2.30 3.60 5.7 8.9400 500 4 6 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.3 9.7标标 准准 公公 差差 等等 级级（m）（mm）基本尺寸基本尺寸mm标准公差数值表二、公差等级(tolerance grade)n基本尺寸D500mm，国家标准将标准公差等级规定为20个等级，依次为IT01IT0IT1IT18等级高低公差值小大n不同尺寸公差等级相同，尺寸的精确程度相同IT7可读作：标准公差7级或简称7级公差。IT7称为低于IT7级IT7称为高于IT7级公差等级应用nIT01IT01、IT0IT0、IT1IT1级公差一般用于高精度量块和其它精级公差一般用于高精度量块和其它精密标准量块的尺寸。密标准量块的尺寸。nIT2IT5IT2IT5级公差用于特别精密的零件尺寸。级公差用于特别精密的零件尺寸。nIT5IT5（孔到孔到IT6IT6）级公差用于高精度和重要表面的配合级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸；尺寸；nIT6IT6（孔到孔到IT7IT7）级公差用于零件较精密的配合尺寸；级公差用于零件较精密的配合尺寸；nIT7IT8IT7IT8级用于一般精度要求的配合尺寸；级用于一般精度要求的配合尺寸；nIT9IT10IT9IT10级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求级常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求较高的与键配合的槽宽尺寸。较高的与键配合的槽宽尺寸。nIT11IT12IT11IT12级公差用于不重要的配合尺寸。级公差用于不重要的配合尺寸。nIT12IT18IT12IT18级公差用于未注公差的尺寸。级公差用于未注公差的尺寸。第二节基本偏差系列n基本偏差（fundamental deviation）：确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。它是公差带位置标准化的唯一指标。除JS和js外，均指靠近零线的偏差。与公差等级无关。与公差等级无关。n基本偏差代号：用拉丁字母表示。大写表示孔，小写表示轴。在26个字母中除去易与其它混淆的I、L、O、Q、W，再加上七个用两个字母表示的代号（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC），共有28个代号，即孔和轴各有28个基本偏差。其中JS和js相对于零线完全对称。基本偏差系列图基本偏差系列图RS TPCDEFFGCDEHYABGJSKM NUVXZZAZBZCF基基本尺寸本尺寸零线零线0+-孔孔J0+rafgdefcdbhjsjkmnps tuxzzazbzcgecfvy基本尺寸基本尺寸零线零线0-轴轴0 一线、二点、三段一线、二点、三段 一线：一线：28种基本偏差AZC(或azc)相对零线位置的变化规律线 二点：两个特殊点二点：两个特殊点 （1）H（或h）点；（2）JS（或js）点 三段：三段：孔：AH段：与h形成间隙配合；Js、JN段：与h主要形成过渡配合 PZC段：与h主要形成过盈配合 轴：ah段：与H形成间隙配合 js、jn段：与H主要形成过渡配合 pzc段：与H主要形成过盈配合 记忆方法同名配合举例配合制度配合制度基孔制配合基孔制配合基轴制配合基轴制配合基本偏差代号为基本偏差代号为H基本偏差代号为基本偏差代号为h例：例：25H7/g6 基本尺寸基本尺寸 25、基孔制的间隙配合、基孔制的间隙配合孔的基本偏差为孔的基本偏差为H，公差等级为公差等级为7级级轴的基本偏差为轴的基本偏差为g公差等级为公差等级为6级级例：例：25G7/h6 基本尺寸基本尺寸 25、基轴制的过渡配合、基轴制的过渡配合孔的基本偏差为孔的基本偏差为G，公差等级为，公差等级为7级级轴的基本偏差为轴的基本偏差为h公差等级为公差等级为6级级第四节 配合种类的标准化一、基孔制一、基孔制(hole-basis system)基本偏差为基本偏差为一定的孔的公差带一定的孔的公差带,与与不同基本偏差的轴的公差带不同基本偏差的轴的公差带形成各种不形成各种不同配合的制度。同配合的制度。基准孔基准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公差带图：公差带图：0-0+基准孔的基本偏差代号为基准孔的基本偏差代号为“H”。基孔制制度。见右下图。基轴制的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h，其上偏差为零。二、二、基轴制基轴制(shaft-basis system)基准轴基准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公差带图：公差带图：-+基本偏差为基本偏差为一定的轴的公差带一定的轴的公差带,与与不同基本不同基本偏差的孔的公差带偏差的孔的公差带形成各种不形成各种不同配合的制度。同配合的制度。基准轴的基本偏差代号为基准轴的基本偏差代号为“h”。基轴制2、配合代号(symbols for fit)5 5、装配图上的标注、装配图上的标注标注形式为：标注形式为：基本尺寸基本尺寸孔孔的基本偏差代号、公差等级的基本偏差代号、公差等级轴轴的基本偏差代号、公差等级的基本偏差代号、公差等级采用基孔（轴）制时，分子采用基孔（轴）制时，分子（母）为基准孔（轴）代号（母）为基准孔（轴）代号H H(h h)及公差等级。及公差等级。例如：例如：基轴制间隙配合基轴制间隙配合基孔制过渡配合基孔制过渡配合 20H7f5 30N6h5 30N6h5 20H7f5箱体箱体轴套轴套轴轴6 6、零件图上极限的标注、零件图上极限的标注1 1）标注公差带代号标注公差带代号 20H8 20f7配合精度明确，标注简单，便于与配合精度明确，标注简单，便于与装配图对照。装配图对照。缺点：缺点：数值不直观数值不直观。用途：用途：适用于量规检测的尺寸和大量生产。适用于量规检测的尺寸和大量生产。优点：优点：2 2）标注极限偏差）标注极限偏差 20+0.0320-0.041 30-0.020优点：优点：数值直观，便于用万能量具检测。数值直观，便于用万能量具检测。用途：用途：试制单件及小批生产用此法较多。试制单件及小批生产用此法较多。3 3）公差带代号与极限偏差值同时标注）公差带代号与极限偏差值同时标注 30H8()+0.0330 30f7()-0.020-0.041优点：优点：有明确配合精度又有公差数值。有明确配合精度又有公差数值。用途：用途：适用于生产规模不确定的情况。适用于生产规模不确定的情况。7、图纸标注实例