孔轴公差与配合

讲师：用时：目的：目录第一节基本术语和定义第二节国家标准的构成第三节常用尺寸孔、轴公差与配合的选择第四节公差与配合在图样上的标注第五节线性尺寸的未注公差孔、轴公差与配合目的要求了解孔轴公差与配合的基本术语及定义，掌握标准公差与基本偏差的确定方法，学会尺寸公差的标注与配合的选择。重点1、有关孔轴的广义定义；2、基本偏差和标准公差的定义和选择；3、孔轴公差带图的画法；4、常用孔轴配合的选择及标注；难点1、基本偏差和标准公差的定义和选择；2、常用孔轴配合的选择及标注；例题2-14第一节基本术语和定义一、有关孔和轴的定义1、孔：(宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的内表面；2、轴：(宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的外表面；二、有关尺寸的术语及定义1、尺寸：包括线性尺寸和角度尺寸设计图样上的尺寸标注Ø100±0.14mm2、基本尺寸（D）Ø1003、极限尺寸：允许尺寸变化的两各界限值。最大极限尺寸：Dmaxdmax最小极限尺寸：Dmindmin4、实际尺寸：在零件上实际测量的尺寸。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。DDminESEIesei零线孔轴5、实体状态和实体尺寸最大实体状态：合格零件占有材料最多时的状态最大实体尺寸：Dmindmax最小实体状态：合格零件占有材料最小时的状态最小实体尺寸：Dmaxdmin三、尺寸偏差、公差1、尺寸偏差：某一尺寸—基本尺寸所得的代数差；偏差必须带符号，正号也不能省略。负偏差偏差零偏差偏差正偏差偏差0002、实际偏差：实际尺寸—基本尺寸=实际偏差3、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±0.14mmØ50Ø25说明：偏差可为正、负、零。1.00020.0033.0DdeDDEaaaa;4、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公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程度。5、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。尺寸公差带图由于公差与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。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。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。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。基本偏差：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。标准公差：国家标准中所规定的公差值。孔轴0+-四、有关配合的术语、定义1、配合：基本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、过盈、过渡孔-轴=正（间隙）、负（过盈）简单的讲：孔大轴小，间隙(X)孔小轴大，过盈(Y)3、间隙配合定义：一定具有间隙的配合，间隙配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-esXav=1/2(Xmax+Xmin)4、过盈配合定义：一定具有过盈的配合，过盈配合的三个特征值。Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiYav=1/2（Ymax+Ymin）5、过渡配合定义：可能具有间隙或过盈的配合，过渡配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-esXav或Yav=1/2（Xmax+Ymax）6、配合公差定义：允许间隙或过盈的变动量（大小表示装配精度）间隙配合：Tf=|Xmax-Xmin|过盈配合：Tf=|Ymin-Ymax|过渡配合：Tf=|Xmax-Ymax|Tf=|(ES-ei)-(es-EI)|=|(ES-EI)+(es-ei)|=Th+Ts五、配合公差带图解XmaxXminXmaxYmaxYminYmaxXY+－0间隙过盈单位:um六、基准制1、基孔制：孔公差带位置固定，改变轴公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基孔制中孔为基准孔EI=02、基轴制：轴公差带位置固定，改变孔公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基轴制中轴为基准轴es=0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。第二节国家标准的构成一、标准公差系列1、公差等级：确定尺寸精确程度的等级。例：3030IT7IT8国标设置了20个公差等级，代号为IT01、IT0、IT1……IT18。021.00033.00高公差等级低小公差数值大难加工程度易标准公差数值的计算公式公差等级公式公差等级公式公差等级公式IT010.3+0.008DIT610iIT13250iIT00.5+0.012DIT716iIT14400iIT10.8+0.020DIT825iIT15640iIT2（IT1）（IT5/IT1）1/4IT940iIT161000iIT3（IT1）（IT5/IT1）2/4IT1064iIT171600iIT4（IT1）（IT5/IT1）3/4IT11100iIT182500iIT57iIT12160i2、公差单位（标准公差因子）：计算标准公差的基本单位加工误差w与基本尺寸D之间的关系：mmumDDi基本尺寸，）（D001.045.033、标准公差的计算及规律：(1)、IT01~IT1因精度较高，受加工误差影响比较小，主要考虑测量误差的影响，所以采用线性公式计算，IT=a+b*D，D为基本尺寸，a、b是按R10/2变动的系数。(2)、IT2~IT4在IT1与IT5间呈等比数列，公比q=(IT5/IT1)1/4(2)、IT5~IT18IT=a*i，i为公差单位（标准公差因子）a为标准公差等级系数，采用R5优先数系。公差等级越高，a值越小。标准公差等级系数的划分符合优先数系的规律，有利于标准的发展和扩大使用。例如：按R5系列可确定IT19=4000i按R10系列可确定IT6.5=12.5i4、尺寸分段为了简化表格，将常用尺寸分成若干段，这叫尺寸分段。基本尺寸一项，工程上分为13段。尺寸分段后，标准公差计算公式中的基本尺寸，按尺寸分段的首、末两个尺寸的几何平均值Dj代入，即：DjD首*D末公差等级IT01IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18基本尺寸/mmμmmm≤30.30.50.81.2234610142540600.100.140.250.400.601.01.43~60.40.611.52.545812183048750.120.180.300.480.751.21.86~100.40.611.52.546915223658900.150.220.360.580.901.52.210~180.50.81.2235811182743701100.180.270.430.701.101.82.718~300.611.52.546913213352841300.210.330.520.841.302.13.330~500.611.52.54711162539621001600.250.390.621.001.602.53.950~800.81.2235813193046741201900.300.460.741.201.903.04.680~12011.52.5461015223554871402200.350.540.871.402.203.55.4120~1801.223.55812182540631001602500.400.631.001.602.504.06.3180~250234.571014202946721151852900.460.721.151.852.904.67.2250~3152.54681216233250811302103200.520.811.302.103.205.28.1315~40035791318253657891402303600.570.891.402.303.605.78.9400~500468101520274060971552504000.630.971.552.504.006.39.7标准公差数值二、基本偏差系列1、基本偏差；用来确定公差带相对零线位置的偏差。一般靠近零线的偏差为基本偏差。2、对于轴和孔来说，基本偏差规定了28种系列，每一种基本偏差都是由一个或两个英文字母表示，孔用大写字母，轴用小写字母，在26个英文字母中去掉容易与其他符号含义混淆的字母（I、L、O、Q、W）,剩下21个，加上七组字母（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC）,共有28种。三、各种基本偏差所形成的配合特征1、轴的基本偏差系列（基孔制H：EI=0时）间隙配合：a-h----基本偏差为上偏差es其中a-g的es为负，并依次增大h的基本偏差es=0是基轴制的标志过渡配合：js、j、k、m、n----基本偏差为下偏差ei其中js的基本偏差为±IT/2，公差带对零线对称公布，其它依次增大过盈配合:p-zc----基本偏差为下偏差ei数值为正，并依次增大2、孔的基本偏差系列（基轴制h：es=0）间隙配合：A-H----基本偏差为下偏差EI其中A-G的EI为正，并依次减小H的基本偏差EI=0是基孔制的标志过渡配合：JS、J、K、M、N----基本偏差为上偏差ES其中JS的基本偏差为±IT/2，公差带对零线对称公布，其它依次减小过盈配合:P-Zc----基本偏差为上偏差ES数值为负，并依次减小6、孔、轴公差代号与配合代号1）孔、轴公差带代号由基本偏差代号与标准公差等级号组成，例如：φ50H8—基本尺寸为φ50的孔的公差带代号；其中基本偏差代号为H，标准公差等级8级φ25f7—基本尺寸为φ25轴公差带代号；其中基本偏差代号为f，标准公差等级7级2）孔、轴配合代号将相互配合的孔公差带号与轴公差带代号组合而成，写成分子分母的形式：φ50H8/f77、轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差数值采用尺寸分段计算、圆整、列表，制作成轴的基本偏差表，以后通过查表得到。例：确定φ50a9的极限偏差解：查表轴的基本偏差表得：es=-320μm查表，标准公差表得：IT9=62μm则另一极限偏差轴的下偏差为：ei=-320-62=-382μm六、孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差没有直接的计算公式，而是由同名的轴的基本偏差换算而来。换算时遵守以下两个原则：1.通用规则(倒影关系):同名配合的配合性质相同。即：基孔制的配合（如φ30H8/f8）变成同名的基轴制的配合（φ30F8/h8）时，其配合性质不变。2.工艺等价性：在高精度或较高精度的间隙、过渡和过盈配合中，一般取孔比轴低一个级别。其中：间隙和过渡配合时IT≤8级为高或较高精度，过盈配合时IT≤7级为高精度或较高精度。工艺等价性是指同一配合中的孔和轴的加工难度大致相同七、常用公差带和优先、常用配合1、孔、轴的常用公差带标准公差20个等级，基本偏差28种，应当共有20×28=560种公差带，国标规定孔的J用3种，轴j用4种，因此孔公差带有543种，轴公差带有544种。为了提高生产效率，国家标准利用简化原理提出了一般、常用、优先公差带：全部一般常用优先孔5431054413轴5441165913其他方框圆圈选择顺序从优先到全部2、孔、轴的优先配合和常用配合国标规定了基孔制优先配合有13种，常用配合59种,基轴制优先配合有13种，常用配合47种表中带★的配合为优先配合。选择配合时，应按照优先、常用的顺序选择，采用优先配合能够满足要求时，尽量采用优先配合，以便增加效率，减小设计周期