汽车机械基础第2章互换性技术基础

第2章互换性技术基础互换性的意义2.1尺寸公差2.2几何公差2.3【学习目标】1．了解互换性的含义及技术经济意义2．理解公差、配合的术语及定义3．掌握标准公差值的查阅方法4．掌握形位公差的项目、符号及其标注方法5．了解典型形位公差带的特点2.1互换性的意义互换性是指在相同规格的一批零件或部件中，任取一件，不经任何挑选和装配，装到机器上就能满足机器的使用要求的一种性质。2.2尺寸公差2.2.1尺寸公差术语1．基本尺寸2．极限尺寸3．实际尺寸4．极限偏差5．尺寸公差6．公差带图2-1基本尺寸与极限尺寸2.2.2孔轴配合类型配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。组成配合的孔与轴的公差带位置不同，便形成不同的配合性质。1．间隙配合间隙配合是指具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。此时，孔公差带在轴公差带的上方，如图2-4所示。孔、轴极限尺寸或极限偏差的关系为Dmin≥dmax或EI≥es。图2-4间隙配合间隙配合中，孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用符号Xmax表示，即Xmax=Dmaxdmin=ESei孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间隙，用符号Xmin表示，即Xmin=Dmindmax=EIes2．过盈配合过盈配合是指具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，孔公差带在轴公差带的下方，如图2-5所示。孔、轴的极限尺寸或极限偏差的关系为Dmax≤dmin或ES≤ei。图2-5过盈配合过盈配合中，孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最小过盈，用符号Ymin表示，即Ymin=Dmaxdmin=ESei孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用符号Ymax表示，即Ymax=Dmindmax=EIes3．过渡配合过渡配合是指可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔公差带与轴公差带相互交叠，如图2-6所示。孔、轴的极限尺寸或极限偏差的关系为Dmax＞dmin且Dmin＜dmax，或ES＞ei且EI＜es。图2-6过渡配合2.2.3标准公差标准公差是由国家标准规定的，用于确定公差带大小的任一公差。公差等级确定尺寸的精确程度，国家标准把公差等组分为20个等级，分别用IT01、IT0、IT1～IT18表示，称为标准公差。2.2.4孔、轴基本偏差系列1．基本偏差的定义基本偏差为国家标准极限与配合制中，用以确定公差带相对于零线的位置的极限偏差（上偏差或下偏差），一般是指靠近零线或位于零线的那个极限偏差。当孔或轴的标准公差和基本偏差确定后，它的另一极限偏差可以通过计算确定。2．基本偏差的代号孔、轴的基本偏差各有28种，每种基本偏差的代号用一个或两个英文字母表示。孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。在26个英文字母中，去掉5个容易与其他符号含义混淆的字母I（i）、L（l）、O（o）、Q（q）、W（w），增加由两个字母组成的7组字母CD（cd）、EF（ef）、FG（fg）、JS（js）、ZA（za）、ZB（zb）、ZC（zc），共28种。3．轴的基本偏差系列4．孔的基本偏差系列图2-7轴的基本偏差图2-8孔的基本偏差5．各种基本偏差所形成的配合的特征（1）间隙配合（2）过渡配合（3）过盈配合6．孔、轴公差带代号及配合代号（1）孔、轴公差带代号（2）孔、轴配合代号7．孔、轴公差与配合在图样上的标注（a）装配图（b）零件图（c）零件图图2-9公差与配合在图样上的标注2.3几何公差几何公差由形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差组成，它是针对构成零件几何特征的点、线、面的几何形状和相互位置的误差所规定的公差。2.3.1几何公差的研究对象几何公差的研究对象是零件的几何要素（简称为“要素”），就是构成零件几何特征的点、线、面，如图2-10所示零件的球心、锥顶、圆柱面和圆锥面的素线、轴线、球面、圆柱面和圆锥面、槽的中心平面等。（a）（b）图2-10零件的几何要素1．按存在的状态分为理想要素和实际要素①理想要素。②实际要素。2．按结构特征分为轮廓要素和中心要素①轮廓要素。②中心要素。3．按所处地位分为基准要素和被测要素①基准要素。②被测要素。4．按功能关系分为单一要素和关联要素①单一要素。②关联要素。2.3.2几何公差的特征项目及其符号GB/T1182—2008规定了14种形状、方向和位置等公差的特征项目符号。各几何公差项目特征及其符号见表2-2。2.3.3几何公差的标注方法图2-11公差框格及基准代号1—指引箭头2—项目符号3—几何公差值及有关符号图2-12几何公差的标注1．被测要素的标注图2-13被测要素为轮廓要素时的标注图2-14被测要素为中心要素时的标注图2-15被测要素任意范围内几何公差要求的标注2．基准要素的标注图2-16被测要素的其他标注2.3.4几何公差带几何公差带是用来限制被测实际要素变动的区域。只要被测实际要素完全落在给定的公差带内，就表示其形状和位置符合设计要求。几何公差带的形状由被测要素的理想形状和给定的公差特征所决定，其形状有如图2-18所示的几种。几何公差带的大小由公差值t确定，指公差带的宽度或直径等。图2-17基准要素的标注图2-18几何公差带的形状2.3.5形状公差与公差带形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域。形状公差带及其定义、标注示例和解释见表2-3。2.3.6轮廓度公差与公差带2.3.7方向公差与公差带方向公差是关联提取要素对基准在方向上允许的变动全量。方向公差有平行度、垂直度和倾斜度三项。它们都有面对面、线对面、面对线和线对线几种情况。典型的方向公差带定义、标注示例和解释见表2-5。2.3.8位置公差与公差带位置公差是关联提取要素对基准在位置上所允许的变动全量。位置公差有同轴度（对中心点称为同心度）、对称度和位置度，位置公差带的定义、标注示例和解释见表2-6。2.3.9跳动公差与公差带跳动公差是关联提取要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。