汽车机械基础-尺寸公差与配合

学习目标：1、了解互换性，掌握尺寸、偏差和公差等2、掌握公差带图、公差代号及配合代号3、熟悉汽车上常用尺寸公差与配合的选用4、掌握汽车配件常用的测量工具使用方法项目1尺寸公差与配合日常生活中的例子：自行车上的螺母掉了，找一个相同规格的配上去就行了；汽车、手表中的某一个零件磨损，换上一个新的，便能满足使用要求。机器的零、部件按图样规定的精度要求制造，装配时不需挑选、不经修理就能进行装配；并且装配以后能满足使用要求。互换性是产品设计最基本的原则。1.1互换性及其作用１.互换性：2.、互换性的作用a、方便维修，保证机器工作的连续性和持久性。b、提高生产效率c有利于降低生产成本1.2公差配合的基本术语和定义（1）孔主要指圆柱形内表面，也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。从装配关系来讲，孔是包容面，在它之内没有材料；轴是被包容面，在它之外没有材料。在公差与配合标准中，孔、轴的概念是广义的，而且是由单一主要尺寸构成。（2）轴主要指圆柱形外表面，也包括其他外表面中由单一尺寸确定的部分。一、孔和轴1、尺寸：用特定单位表示长度值的数字（尺寸标注中，以mm为通用单位）。尺寸均指长度量。2、公称尺寸（D,d)：又称为基本尺寸，设计给定的尺寸。是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。孔、轴配合时的基本尺寸相同。3、实际尺寸：在零件上实际测量的尺寸。4、极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值，由使用上的要求确定。（大写字母表示孔的尺寸；小写字母表示轴的尺寸）最大极限尺寸：Dmaxdmax最小极限尺寸：Dmindmin举例：一批轴尺寸为Ø100±0.14mm，若某一轴实际尺寸为Ø99.92mm，判断其合格性。二、尺寸1、尺寸偏差：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差（1）实际偏差：实际尺寸—基本尺寸=实际偏差（2）极限偏差极限尺寸—基本尺寸=极限偏差上偏差：ES=Dmax-Des=dmax-d下偏差：EI=Dmin-Dei=dmin-d实际偏差在极限偏差范围内即为合格。极限偏差在图样上的标注：Ø100±0.14mm说明：偏差可为正、负、零。三、尺寸偏差、公差与公差带2、尺寸公差：THTS定义：允许尺寸的变动量Ø100±0.14mm，变动量为0.28计算：TH=Dmax-Dmin=ES-EITS=dmax-dmin=es-ei说明：①公差值为正值②基本尺寸相同的公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程度。3、零线与尺寸公差带（1）尺寸的公差带图：为清晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图。不画孔、轴的结构，只画放大了的孔、轴公差带。基本尺寸孔公差带轴公差带ESEIesei零线+0-（2）零线：它是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸，偏差由此零线算起，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差。（3）尺寸公差带（简称公差带）：它是由表示上下偏差的二条直线所限定的一个区域。基本尺寸孔公差带轴公差带ESEIesei零线+0-例如：画尺寸公差带图：轴Ø25020.0033.0021.00孔Ø254、基本偏差一般指靠近零线的那个偏差。当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差；位于零线下方时，其基本偏差为上偏差；当公差带对称于零线时，两者皆可。四、配合1、配合：公称尺寸相同的、互相结合的孔与轴公差带之间关系。配合性质：孔与轴装配后的松紧程度2、间隙或过盈孔-轴=正（间隙）、负（过盈）配合种类：间隙配合、过盈配合、过渡配合3、间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上，具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。间隙配合主要用于孔、轴间的活动联接。间隙配合的极限值为最大间隙和最小间隙：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-es例1：画出孔Ø25H7（）与轴Ø25f6（）的尺寸公差带图，并判断为何种配合，同时计算极限间隙。020.0033.0Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=+0.021-（-0.033）=+0.054Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0-（-0.020）=+0.020021.0004、过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下，具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。其极限值为最大过盈和最小过盈。过盈配合用于孔、轴间的紧密联接，不允许两者有相对运动。过盈配合的极限值为最大过盈和最小过盈：Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-ei5、过渡配合孔和轴的公差带相互交迭，随着孔、轴实际尺寸的变化可能得到间隙或过盈的配合。过渡配合主要用于孔、轴的定位联接。过渡配合的极限值为最大间隙和最大过盈：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-es例题：求下列三种孔、轴配合的公称尺寸，上、下偏差，公差，最大、最小极限尺寸，最大、最小间隙或过盈，属于何种配合，求出配合公差，并画出各种配合及配合公差带图（单位为mm）。1)孔Ф25mm与轴Ф25mm相配合。021.000020.0033.0041.0028.0015.0002.0021.0003)孔Ф25mm与轴Ф25mm相配合。2)孔Ф25mm与轴Ф25mm相配合。021.00025.02124.98025.02125.04125.02125.01525.00024.96725.00025.02825.00025.002+0.021-0.020+0.021+0.041+0.021+0.0150-0.0330+0.0280+0.0020.0210.0130.0210.0130.0210.0130.0540.019-0.0070.020-0.041-0.015间隙配合过盈配合过渡配合0.0340.0340.034以两个相配合零件中的一个为基准件，并选定标准公差带，然后按使用要求的最小间隙或最小过盈，确定非基准件公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。1、基孔制：基本偏差为一定的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中孔为基准孔标准规定，基本偏差（下偏差）为零，即EI=0，而上偏差为正值，即公差带在零线上侧。五、基准制：2、基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔形成各种配合的一种制度。基轴制中配合的轴为基准轴，是配合的基准件，而孔为非基准件。标准规定，基准轴的基本偏差为零，即es=0，而下偏差为负值说明：基孔制和基轴制是两个等效的配合制度，但实际应用中有所区别。1.3公差与配合标准1.公差值公差值的大小与公差等级及基本尺寸有关。公差等级------是指确定尺寸精度的等级。国家标准设置了20个公差等级。IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.…………IT18高←公差等级→低小←公差数值→大难←加工难度→易例：IT6:标准公差6级或6级标准公差一、标准公差系列注：基本尺寸小于1mm时，无IT14至IT18。标准公差数值1）基本偏差:用来确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差。一般靠近零线的偏差为基本偏差。+0-公差带公差带EI或eiES或es基本偏差为下偏差基本偏差为上偏差基本尺寸基本偏差示意图1、基本偏差代号二、基本偏差系列基本偏差系列基本偏差的代号用字母国际规定了28个基本偏差。大写字母表示孔的基本偏差，小写字母表示轴的基本偏差。2）基本偏差的特点(2)H和h和基本偏差均为零，即H的下偏差EI=0;h的上偏差es=0。H和h分别为基准孔和基准轴的基本偏差代号。(3)JS（JS）——公差带对零线对称分布，其基本偏差可为上偏差，也可为下偏差。(4)K和N，k和n由于精度等级不同，其基本偏差数值不同，故同一代号有两个位置。(5)在基本偏差系列图中，仅绘出了公差带的一端，对公差带的另一端末绘出，因为另一偏差取决于标准公差的大小。(1)对于轴的基本偏差：a-h:基本偏差为上偏差es，其绝对值渐小；j-zc:基本偏差为下偏差ei，其绝对值渐大。对于孔的基本偏差A-H:基本偏差为下偏差EI，其绝对值渐小；J-ZC:基本偏差为上偏差ES，其绝对值渐大。由标准公差和基本偏差可以组成各种孔、轴配合。公差带用基本偏差代号及公差等级代号组成，大写表示孔，小写表示轴，如H8，h7，f6等。相互配合的一对孔、轴用分数形式表示，分子表示孔、分母表示轴。孔、轴的基本偏差均可从表格中查出，在已知的公差等级的情况下，就可确定另一个极限偏差：轴：ei=es-IT(a-h);es=ei+IT(j-zc)孔：ES=EI+IT(A-H);EI=ES-IT(J-ZC)3）公差带中另一极限偏差的确定2、公差带代号、配合代号及其在图样上的标注（3）孔和轴的公差带在零件图上的标注（1）公差带代号：公差带相对于零线的位置由基本偏差确定，公差带的大小由标准公差确定。公差带的代号由基本偏差代号与公差等级数组成。（2）配合代号：孔和轴的公差带以分数形式组成配合代号。分子为孔的公差带、分母为轴的公差带。1.6测量技术基础读数方法：主尺读数+游标读数×精度=读数在游标尺上读数时，一般分为三个步骤：第一步：在主尺身上读出整毫米数，即游标零刻线所指示的主尺身左边刻线的毫米整数。第二步：在游标上找出一条线与主尺身上刻线对齐的刻线。以该刻线为终线从游标零线开始数格，共有多少格。并将该格数乘上本尺的读数精度即是游标的读数值。图1-270.1mm游标类量具读尺寸方法3+2×0.1=3.227+5×0.1=27.545+8×0.1=45.8第三步：把尺上读数值（毫米）和游标上的读数值相加即为所需的读数。2螺纹测微类量具的使用方法千分尺测微螺杆螺纹的螺距为0.5mm，当微分筒转一周时，测微螺杆就推进0.5mm。固定套筒上的刻度也是0.5mm，微分筒圆周上共刻50格，因此当微分筒转一格时，测微螺杆就推进：0.5mm÷50＝0.01mm，即这种千分尺的分度值为0.01mm。在千分尺上读尺寸的方法，可分为三步：第一步：读出微分筒边缘处固定套筒露出刻线的毫米、半毫米整数；第二步：微分筒上哪一格与固定套筒上基准线对齐，要估读一位，再乘以分度值0.01；第三步：把以上两个读数相加。如图1-30所示。3指示量具的使用方法百分表的使用方法：第一步:百分表在使用时，可装在磁性专用的表架上（图1-31b所示），表架放在平板上，或放在某一平整位置上。百分表在表架上的上下、前后位置可以任意调节。第二步：调整表架，使量杆垂直被测量面，并使量杆略有压缩（即大指针有转动）。第三步：转动表圈使大指针对正表盘上的“0”，即“对零”。第四步：使量表与被测表面缓慢地产生相对运动。第五步：读出相对运动的前后指针的变化值即为相对长度变化值。