第二章-尺寸极限与配合.

1第二章尺寸极限与配合内容提要：1、基本术语和定义2、公差带图解3、公差与配合国家标准的构成规律和基本内容4、公差与配合选用的基本原则和方法2第一节极限与配合制基础孔与轴的《极限与配合》标准是机械工程最重要的基础标准，制定最早，体系比较完善，也是学习其它互换性标准的基础3GB/T1800·1—97《极限与偏差基础第1部分：词汇》GB/T1800·2—98《极限与偏差基础第2部分：公差、偏差和配合规定》GB/T1800·3—98《极限与偏差基础第3部分：标准公差和基本偏差》GB/T1800·4—99《标准公差等级和孔、轴的极限偏差表》GB/T1801—99《极限与配合公差带与配合的选择》GB/T1803—2003《公差与配合尺寸至18mm孔、轴公差带》GB/T1804—2000《未注公差的线性和角度尺寸的公差》国家标准《极限与配合》中，公差与配合部分的标准主要包括：4一、有关术语和定义1、孔、轴与尺寸1）孔和轴：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；轴是被包容面（尺寸之间有材料），尺寸越加工越小。见图2-152）尺寸—特定单位表示的两点之间距离的数值如直径Ø40、半径R20，宽度12，高度120，中心距60等3）基本尺寸—设计给定的尺寸。用D和d表示（大写字母表示孔，小写字母表示轴）它应该在优先数系中选择。相配合的孔、轴基本尺寸相同。4）实际尺寸—通过测量得到的尺寸（Da、da）65）极限尺寸—允许尺寸变化的两个极限值最大极限尺寸：Dmax、dmax最小极限尺寸：Dmin、dmin工件尺寸合格条件之一：孔：Dmax≥Dai≥Dmin轴：dmax≥dai≥dmin786）最大实体状态MMC和最大实体尺寸MMSMMC—孔或轴在尺寸公差范围内具有材料量最多时的状态。MMS—孔或轴在MMC下的尺寸孔：MMS=最小极限尺寸轴：MMS=…大…………7）最小实体状态LMC和最小实体尺寸LMS孔：LMS=最大极限尺寸轴：LMS=…小…………LMC—孔或轴在尺寸公差范围内具有材料量最少时的状态。LMS—孔或轴在LMC下的尺寸98）最大实体极限MMLMML—孔或轴在最大实体尺寸时的极限尺寸。孔：MML=最小极限尺寸轴：MML=…大…………-9）最小实体极限LML孔：LML=最大极限尺寸轴：LML=…小…………LML—孔或轴在最小实体尺寸时的极限尺寸。1010）作用尺寸Dfe—在配合的全长上与实际孔内接的最大理想轴尺寸，称孔的作用尺寸………轴外接……小……孔……，…轴……………1111）体内作用尺寸Dfi—在配合的全长上………孔………………小……轴……，…孔………………与实际轴体内相接的最大理想孔尺寸，称轴体内作用尺寸体内作用尺寸体外作用尺寸12泰勒原则(极限尺寸判断原则)孔与轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸；…………实际……………超过最小…………。即：对孔：作用尺寸≧最小极限尺寸；实际……≦…大…………。Dmin≤Dfe≤Da≤Dmax对轴：作用……≦最大…………；实际……≧…小…………。dmin≤da≤dfe≤dmax13结论：孔或轴的最大实体尺寸控制其作用尺寸；……………小…………控制其实际……。•Dfe变小，为保证配合，不要小于Dmin•dfe变大，为保证配合，不要大于dmax•有配合要求的零件尺寸合格条件：Dmin≤Dfe≤Da≤Dmaxdmin≤da≤dfe≤dmax142、偏差、公差与公差带1）偏差—某一尺寸减去基本尺寸所得代数差。极限偏差上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸下……=…小…………－基本尺寸实际偏差=实际尺寸－基本尺寸注：1）零件同一表面上不同位置的实际尺寸往往不同。2）偏差是以基本尺寸为基数，从偏离基本尺寸的角度来表述有关尺寸的术语。15公差基本尺寸基本尺寸上偏差下偏差公差上偏差下偏差162）尺寸公差：允许尺寸的变动量。公差=︱最大极限尺寸-最小极限尺寸︱=︱上偏差-下偏差︱公差均为正值，没有零值和负值。例：基本尺寸Φ50，最大极限尺寸Φ50.008,最小极限尺寸Φ49.992.1718NB：公差用于衡量某种工艺水平或成本高低偏差可作为判断工件合格与否的依据。公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度。偏差表示与基本尺寸远离程度，它表示公差带的位置，影响配合的松紧程度。193.公差带图零线：表示基本尺寸的直线。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+-公差带大小：由标准公差决定。位置：由基本偏差确定。基本偏差——确定零件公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。2021尺寸公差带图（举例）已知基本尺寸Ø50孔：最大极限尺寸为Ø50.025…小…………为Ø50轴：…大………为Ø49.975…小………为Ø49.959画出孔、轴的公差带图。0+-孔轴+0.025-0.025-0.041223、间隙、过盈与配合1）间隙与过盈：间隙：孔的尺寸－轴的尺寸＞0过盈：孔的尺寸－轴的尺寸＜023D（d）DmaxDminESEIesei零线孔轴2）配合：基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系24①间隙配合：孔的公差带完全在轴的公差带之上即具有间隙的配合。其中：Xmax=孔最大-轴最小=ES-ei;Xmin=孔最小-轴最大=EI-es。孔0+-轴25例：Φ50+0.0390的孔与Φ50-.0.025–0.050的轴相配,是间隙配合。孔0+-轴Φ50+0.0390-.0.025–0.050其中：Xmax=0.039－（-0.050）=0.089;Xmin=0－（-0.025）=0.025。26②过盈配合：孔公差带完全在轴公差带之下，即具有过盈的配合。其中：Ymax=孔最小-轴最大=EI-esYmin=孔最大-轴最小=ES-ei轴0+-Ymin孔027例：Φ50+0.0390的孔与Φ50+.0.059+0.043的轴相配,是过盈配合。28③过渡配合：孔与轴的公差带相互交迭，任取一对孔、轴相配可能具有间隙也可能具过盈。中：Xmax=孔最大-轴最小=ES-ei；Ymax=孔最小-轴最大=EI-es;孔轴0+-29例：Φ50+0.0250的孔与Φ50+0.028+0.012的轴相配,是过渡配合。过渡配合的特点：其间隙或过盈的数值都较小，主要用于孔、轴间的定位联结(既要求装拆方便；又要求对中性好)一般来讲，过渡配合的工件精度都较高303）配合公差：允许间隙或过盈的变动量。◆是设计人员根据机器配合部位使用性能要求，对配合松紧变动的程度给定的允许值。◆反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量的一个重要的综合指标。◆在数值上，是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值。313）配合公差：允许间隙或过盈的变动量。间隙配合：Tf=Xmax—Xmin=Td+TD过盈配合：Tf=Ymin—Ymax=Td+TD过渡配合：Tf=Xmax—Ymax=Td+TD配合公差：Tf=Td+TD配合公差大小表示配合精度、质量和成本，极限间隙和极限过盈的大小表示配合的松紧程度。324）配合制：同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。标准规定了两种配合制：基孔制和基轴制。330＋－基本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合过渡或过盈轴①基孔制：基本偏差为一定的孔公差带与不同基本偏差轴公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。用“H”表示34②基轴制：基本偏差一定的轴公差带与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，上偏差为零。代号为“h”。0＋－轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合过渡配合过盈配合过渡或过盈孔基本尺寸350+-基本尺寸孔轴孔轴孔轴5）配合类别：间隙配合、过盈配合和过渡配合。3637例：已知某配合的基本尺寸为Φ50mm，配合公差Tf=0.041mm，最大过盈Ymax=-0.059mm，轴的公差Td=0.016mm，孔的下偏差EI=0，请画出该配合的公差带图。解：∵TD=Tf-Td=0.041-0.016=0.025∴ES=EI+TD=0+0.025=0.025∵es=EI-Ymax=0–(-0.059)=0.059∴ei=es-Td=0.059–0.016=0.04338∵TD=Tf+Td=0.041-0.016=0.025∴ES=EI+TD=0+0.025=0.025∵es=EI-Ymax=0–(-0.059)=0.059∴ei=es-Td=0.059–0.016=0.0430.0250.0590.043轴Φ50孔0-+39二、公差、偏差和配合的基本规定国家标准的构成规则：①标准公差系列标准化；②基本偏差系列标准化。401、标准公差等级代号◆用ITn表示。◆基本尺寸＜500mm,标准公差分20个等级，分别用IT01、IT0、IT1……IT18表示。◆基本尺寸500~3150mm,标准公差分18等级，分别用IT1……IT18表示。41标准公差等级代号IT01、IT0、IT1……IT17、IT18公差等级：高低高公差数值：低42基本偏差：以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般指靠近零线的那个偏差。NB：位于零线上方时基本偏差为下偏差；…………下方………………上……；对称零线时基本偏差为上或下偏差。孔轴0+-2、基本偏差代号43共有28个基本偏差代号4445①用拉丁字母表示基本偏差代号；②大写代表孔，小写代表轴；③a～h的基本偏差为上偏差esA～H………………下……EI绝对值依次递减。④h—基准轴H—……孔基本偏差均为零es=0EI=0基本偏差系列特征（见表2-3，2-4）：46绝对值依次递增⑥JS（js）公差带对称零线，基本偏差可任选。⑦公差带另一端位置取决于公差等级的大小。⑧JS和js逐渐取代J和j，仅保留有限的几个。⑤p～zc的基本偏差为下偏差eiP～ZC………………上……ES⑨除K、M、N和k外，绝大多数基本偏差与公差等级无关。473、公差带与配合的表示)(72525850020.0041.0020.0041.0fh公差带表示：H8、f7。配合的表示：φ25H8/f77825fH在基本尺寸后标注配合代号。配合代号用分式表示，分子表示孔的公差带代号，分母表示轴的公差带代号。48三、标准公差和基本偏差数值1、标准公差数值1）公差单位：计算标准公差的基本单位，与基本尺寸有关。影响零件制造误差的因素加工方法基本尺寸大小◆公差单位便于评定零件公差等级高低49◆标准公差ITn由公差等级系数a和公差单位i的乘积决定。即：ITn=ai◆当基本尺寸D一定时，ITn由公差等级系数a决定。◆根据a的不同，GB将标准公差分为20级，即IT01、IT0、IT1、IT2、…IT18。DDi001.045.0350①当尺寸≦500时（单位：µm）IT01=0.3+0.008DIT0=0.5+0.012DIT1=0.8+0.020D两个系数均以R10/2的优先系数递增51①当尺寸≦500时（单位：µm）IT2=IT1(IT5/IT1)1/4IT3=IT1(IT5/IT1)2/4IT4=IT1(IT5/IT1)3/4IT5=IT1(IT5/IT1)4/4=7i按几何级数递增52①当尺寸≦500时（单位：µm）IT6=10iIT7=16i……IT11=100i……IT18=2500i公差等级系数按R5优先数系递增故每隔5个公差等级，IT增加10倍5354②当尺寸﹥500时IT01=1IIT0=2½IIT1=2IIT2—IT18同尺寸≦500，只是将公差单位改成I即可。见表2-2（单位：µm）1.2004.0DI55例:30属于﹥18～30尺寸段(NB:30不属于﹥30～50)几何平均值:D=(18×30)1/2=23.24公差单位:i=0.45D1/3+0.001D=0.45(23.24)1/3+0.001×23.24=1.31µmIT6=10i=10×1.31=13.1,取IT6=13µm;IT7=16i=16×1.31=20.96，取IT7=21µm.将标准公差计算公式求得的值,按尾数化整原则圆整,即得表2-