互换性与技术测量+公差与配合

教案1互换技术与公差配合主讲：师永全第一章绪论教案1任何一台机器除了运动分析、结构设计、强度、刚度计算外，还要进行精度分析。研究机器的精度时，要处理好机器的使用要求与制造工艺的矛盾。解决的方法是规定合理的公差，并用检测手段保证其贯彻实施。由此可见，“公差”在生产中是非常重要的。公差是一门专业基础课，要求：（1）掌握有关公差、测量的基本概念、基本理论、术语、定义；（2）培养公差精度检测的基本能力；（3）学会查工具书，如手册、标准等。第一章绪论教案1一、互换性概述1、什么叫互换性举例：组成现代设备装置的各种零件，如减速机、水泵、风机上的零件、一批规格为M10-6H的螺母与M10-6g螺栓的自由旋合。在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。（1）定义：互换性是指同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需要任何挑选或附加修配(如钳工修配)直接装在机器上，达到规定的功能要求。（2）互换性内容：①几何参数互换:包括尺寸、形状、位置、表面微观形状误差的互换性。②机械性能互换：如强度、硬度、材料等。第一章绪论教案1（3）互换性类别根据互换性的性质，互换性可分为：①完全互换性：完全互换是指零部件在装配或更换时，无需挑选、辅助加工或修配就能顺利装在机器上并满足使用的性能。②不完全互换性：指一批零件有选择地进行互换。●通常采用概率法、分组法或调整法等工艺措施，实现顺利装配并在功能上达到使用性能要求。●优点：在保证装配、配合功能要求的前提下，能适当放宽制造公差，使得加工容易，降低制造成本。●缺点：降低了互换水平，不利于部件、机器的装配和维修。第一章绪论教案12、怎样才能使零件具有互换性若制成的一批零件实际尺寸数值等于理论值，即这些零件完全相同，这当然能够互换，但在生产上不可能，且没有必要。因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在一定范围内变动，保证零件充分近似即可。要使零件具有互换性，就应按“公差”制造。换句话说：要使备件装配具有互换性，就应按“公差”来选。第一章绪论教案1二、实现互换性的条件标准与标准化是实现互换性的基础。1、公差与检测公差：允许零件尺寸和几何参数的变动量，用于控制加工中的误差。●公差标准是实现对零件误差控制和保证互换性的基础。●按公差标准制造，并按一定的标准来检验，这样互换性才能得以实现。第一章绪论教案12、标准和标准化(1)标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。●我国的技术标准分三级：国家标准（GB）、部门标准（专业标准，如JB）、企业标准。2)公差标准：对零件的公差和相互配合所制订的标准。第二章圆柱公差与配合教案1§2-1概述1、公差与配合的作用“公差”是用于协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾；“配合”是反映机器零件之间有关功能要求的相互关系。“公差与配合”的标准化，有利于机器的设计、制造、使用和维修，直接影响产品的精度、性能和使用寿命，是评定产品质量的重要技术指标。第二章圆柱公差与配合教案1§2-2公差与配合的基本术语及定义1、有关“尺寸”的术语和定义(1)尺寸：用特定单位表示长度值的数字。(2)基本尺寸：设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。(3)实际尺寸：通过测量所得的尺寸。包含测量误差，且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。(4)极限尺寸：允许尺寸变化的两个极限值。●两者中较大的称为最大极限尺寸，较小的称为最小极限尺寸；孔和轴的最大、最小极限尺寸分别用Dmax、dmax和Dmin、dmin表示。第二章圆柱公差与配合教案22、有关“公差与偏差”的术语和定义(1)尺寸偏差（偏差）偏差：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，符号（ES、es）；下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，符号（EI、ei）；上偏差和下偏差统称为极限偏差。实际偏差：实际尺寸减其基本尺寸的代数差。(2)尺寸公差（公差）公差：允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值，孔、轴的公差分别用Th和Ts表示。(3)偏差与公差的一些公式上偏差=50.025-50=0.025下偏差=50-50=0公差=50.025-50=0.025-0=0.025第二章圆柱公差与配合教案2(4)零线与公差带零线：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。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。第二章圆柱公差与配合教案2(5)基本偏差基本偏差：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。第二章圆柱公差与配合教案23、有关“配合”的术语和定义(1)配合：基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的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。基准孔的代号为“H”。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的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。基准轴的代号为“h”。根据孔、轴公差带位置的不同，配合可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。第二章圆柱公差与配合教案2(2)间隙配合孔与轴配合中，孔的尺寸减去相配合轴的尺寸，其差值为正时是间隙。最大间隙(Xmax)是孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差；最小间隙(Xmin)是孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差。间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上。(3)过盈配合孔与轴配合中，孔的尺寸减去相配合轴的尺寸，其差值为负时是过盈。最大过盈(Ymax)是孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差；最小过盈(Ymin)是孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差。。过盈配合：孔的公差带完全在轴的公差带之下。第二章圆柱公差与配合教案2(4)过渡配合过渡配合：孔与轴配合中，孔与轴的公差带相互交迭，任取其中一对孔和轴相配，可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。过渡配合的极限情况是最大间隙(Xmax)与最大过盈(Ymax)。例1：的孔与的轴相配合的基孔制配合算例。018.0002.050第二章圆柱公差与配合教案2轴：孔：轴的最大极限尺寸：50.025孔的最小极限尺寸：50.028最小间隙为：50.028-50.025=0.0031、间隙配合2、过盈配合轴：孔：轴的最小极限尺寸：50.015孔的最大极限尺寸：50最小过盈为：50-50.015=-0.015第二章圆柱公差与配合教案2轴：孔：轴的最大极限尺寸：50.034轴的最小极限尺寸：50.009孔的最小极限尺寸：50孔的最大极限尺寸：50.039最大间隙为：50.039-50.009=0.030最大过盈为：50-50.034=-0.034过渡配合既存在间隙又存在过盈。1、过渡配合第二章圆柱公差与配合教案22、公差等级公差等级指确定尺寸精度的等级。●标准公差分为20级：IT01、IT0、IT1、…IT18。等级依次降低，而公差值依次增大。§2-3公差与偏差国家标准第二章圆柱公差与配合教案21、基本偏差定义基本偏差指用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指最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，当公差带位于零线下方时，其基本偏差为上偏差。2、基本偏差代号基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写字母代表孔，小写字母代表轴。在26个字母中，除去易与其他含义混淆的I、L、O、Q、W(i、l、o、q、w)5个字母外，采用21个，再加上用双字母CD、EF、FG、ZA、ZB、ZC、Js、(cd、ef、fg、za，zb、zc、js)表示的7个，共有28个，即孔和轴各有28个基本偏差．其中JS和js在各个公差等级中完全对称，因此，其基本偏基可为上偏差(十IT／2)，也可为下偏差(—1T／2)。3、基本偏差系列图图中公差带的一端是封闭的，它表示基本偏差;另一端是开口的，它的位置将取决于标准公差等级。二、基本偏差系列第二章圆柱公差与配合教案2第二章圆柱公差与配合教案24、轴的基本偏差●轴的基本偏差是以基孔制配合为基础而制定的。(1)轴的基本偏差代号的规定●a～h的基本偏差为上偏差；●j～zc的基本偏差为下偏差偏差，js为对称分布，其中h的基本偏差为es=0，称为基准轴。(2)轴基本偏差的应用●a～h用于间隙配合●j～n用于过渡配合●p～zc用于过盈配合(4)轴的基本偏差数值：见教材表2-5。第二章圆柱公差与配合教案2有了基本偏差和标准公差，就可求出轴的另一个偏差(上偏差或下偏差)。计算公式如下：ei=es-ITes=ei+IT5、孔的基本偏差(1)孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算而来的。(2)前提：在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合的条件下，当基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当（Ф30F8/h8中F对应于Ф30H8/f8中f)时，其基本偏差的对应关系，应保证按基轴制形成的配合(Ф30F7/h6)与按基孔制形成的配合(Ф30H7/f6)相同。(3)孔的基本偏差换算规则：第二章圆柱公差与配合教案2（1）通用规则用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反。也就是孔的基本编差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。通用规则的适用范围：对所有公差等级的A～H：EI=-es；对标准公差大于IT8的K、M、N和大于IT7的P～ZC：ES=-ei。第二章圆柱公差与配合教案2（2）特殊规则对标准公差≤IT8的J、K、M、N和≤IT7的P～ZC，孔、轴的基本偏差代号字母相同时，孔的基本偏差ES和轴的基本偏差ei符号相反,而绝对值相差一个Δ值，这是由于在较高公差等级中，孔比同级的轴加工困难，采用孔比轴低一级相配，并要求在两种基准制中所形成的配合相同。基孔制时最小过盈：基轴制时最小过盈：因为由此得出孔的基本偏差：min()nYESeiITeimin1()nYESeiESIT1nnITeiESIT1nnESeiITIT孔的另一个偏差可根据孔的基本偏差和标准公差进行计算：EI=ES-ITES=EI+IT第二章圆柱公差与配合教案2例3确定Ф25H8/h7的极限偏差。解：轴h7的基本偏差为上偏差0，7级公差查表得：21µm轴h7的下偏差为：0-21=-21µm孔H8的下偏差为0，8级公差查表得：33µm孔H8上偏差为0+33=33µm由此可得：轴孔第二章圆柱公差与配合教案2§2-4一般、常用和优先的公差带与配合基本尺寸≤500mm时，规定有20个公差等级和28个基本偏差。可得到的公差带，孔有543个，轴有544个。数量如此之多，可满足广泛的需要，不过，同时应用所有可能的公差带显然是不经济的，因为这会导致定值刀具量具规格的繁杂。所以，对公差带的选用应加以限制。国家标准制订了(GB1801～1803-79及GB/1804-92)四个以供选用的标准，分别推荐了孔、轴公差带，在常用尺寸标准中还推荐了优先、常用配合。第二章圆柱公差与配合教案21、轴公差带：基本尺寸≤500mm,国家标准规定了一般、常用和优先的轴公差带119种，其中方框内的59种为常用公差带，带圆圈的13种为优先的公差带。第二章圆柱公差与配合教案22、孔公差带：国家标准规定了一般、常用和优先的孔公差带105种，其中方框内的44种为常用公差带，带圆圈的13种为优先的公差带。第二章圆柱公差与配合教案23、基孔制配合：国家标准在上述孔、轴公差的基础上，规定了基孔制常用配合59种，其中优先配合13种，如下表。当轴的标准公差小于或等于IT7级时，是与低一级的孔相配合；大于或等于IT8级时，是与同级基准孔相配合。第二章圆柱公差与配合教案24、基轴制配合：国家标准规定了基轴制常用配合47种，其中优先配合13种，如下表。当孔的标准公差小于或少数等于IT8级时，是与高一级的基准轴相配合；其余是孔、轴同级相合。第二章圆柱公差与配合教案2●公差与配合的选用主要