第3章圓柱體公差配合及其標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測

1第三章圓柱體公差配合及其規(guī)范化一、公差與配合的根本概念本章主要內(nèi)容二、公差與配合的有關(guān)國家規(guī)范化構(gòu)成三、公差與配合的運(yùn)用重點(diǎn)要求掌握典型術(shù)語的定義；掌握規(guī)范的特點(diǎn)及正確查表標(biāo)注；掌握公差常用配合的選擇與運(yùn)用2根底GB/T1800.1-1997GB/T1800.2-1998GB/T1800.1-2021(ISO286.1)GB/T1800.3-1998公差帶選擇GB/T1800.4-19992021(ISO286.2)GB/T1801-19992021(ISO1829)GB/T1803-2003小尺寸的孔軸公差帶運(yùn)用與計(jì)算GB/T5371-2004過盈配合的計(jì)算和選用GB/T5847-2004尺寸鏈計(jì)算方法JB/T9186-1999統(tǒng)計(jì)尺寸公差丈量與檢驗(yàn)GB/T3177-19972021光滑工件尺寸的檢驗(yàn)GB/T1957-2005光滑極限量規(guī)GB/T16857.1~.6坐標(biāo)丈量機(jī)的驗(yàn)收和周檢尺寸極限與配合現(xiàn)行規(guī)范體系3第三章圓柱體公差配合及其規(guī)范化§3.1公差與配合的根本知識§3.2公差值的規(guī)范化§3.3根本偏向的規(guī)范化§3.4公差帶與配合的規(guī)范化§3.5公差與配合選擇綜合分析4保證保證規(guī)定規(guī)定圓柱體結(jié)合互換性規(guī)范體系公差與配合丈量與檢驗(yàn)規(guī)范公差系列根本偏向系列孔公差帶工件的極限偏向極限量規(guī)丈量器具軸公差帶孔軸配合根本偏向5圓柱結(jié)合的運(yùn)用要求圓柱結(jié)合〔包括平行平面的結(jié)合〕是機(jī)械產(chǎn)品中運(yùn)用最廣泛的一種結(jié)合方式。根據(jù)不同的運(yùn)用要求，可分為以下三類：◆用作相對運(yùn)動(dòng)副：保證有配合間隙◆用作固定銜接：保證有一定的過盈◆用作定位可裝配銜接6孔和軸的定義軸——通常是指圓柱形外外表；也包括非圓柱形外外表?？住ǔＪ侵笀A柱形內(nèi)外表；也包括非圓柱形內(nèi)外表?？?為包容面，軸:為被包容面目的：擴(kuò)展規(guī)范運(yùn)用范圍。7一、尺寸定義及分類1、尺寸是用特定單位〔mm)表示線性尺寸值的值。包括直徑、長度、寬度、高度、中心距等。２、根本尺寸設(shè)計(jì)確定的尺寸；是設(shè)計(jì)者根據(jù)運(yùn)用要求，經(jīng)過計(jì)算或根據(jù)閱歷決議的。相配合的孔、軸根本尺寸一樣，孔、軸〔D、d〕應(yīng)盡量按規(guī)范選取

8有關(guān)要素的定義93、極限尺寸允許尺寸變化的兩個(gè)界限值。它以根本尺寸為基數(shù)來確定。最大極限尺寸：允許的最大尺寸。最小極限尺寸：允許的最小尺寸。代號：孔〔Dmax、Dmin〕軸〔dmax、dmin〕104、實(shí)踐尺寸經(jīng)過丈量所得的尺寸,孔、軸分別用Da與da表示。由于存在丈量誤差，實(shí)踐尺寸并非被測尺寸的真值。實(shí)踐尺寸尺寸合格條件〔1〕：Dmin≤Da≤Dmax

dmin≤da≤dmax115、最大實(shí)體尺寸(MMS)(maximummaterialsize〕最大實(shí)體形狀〔MMC〕(maximummaterialcondition〕：-孔或軸允許的資料量為最多時(shí)的形狀最大實(shí)體尺寸：在最大實(shí)體形狀下的極限尺寸 孔：DM——Dmin 軸：dM——dmax126、最小實(shí)體尺寸〔LMS〕〔leastmaterialsize〕最小實(shí)體形狀(LMC〕(leastmaterialcondition)：-孔或軸允許的資料量為最少時(shí)的形狀最小實(shí)體尺寸：在最小實(shí)體形狀下的極限尺寸 孔：DL——Dmax軸：dL——dmin13二、偏向與公差可為正值、負(fù)值或零可為正值、負(fù)值或零極限偏向:極限尺寸與根本尺寸之差。孔軸上偏向ES=Dmax－Des=dmax－d下偏向EI=Dmin－Dei=dmin－d實(shí)踐偏向：實(shí)踐尺寸與根本尺寸之差。Ea=Da－Dea=da－d14尺寸合格條件〔2〕：孔：EI≤Ea≤ES

軸：ei≤ea≤es152、尺寸公差〔公差T〕允許尺寸的變動(dòng)量。孔公差：TD＝|Dmax－Dmin|＝|ES－EI|軸公差：Td＝|dmax－dmin|＝|es－ei|為絕對值163、公差與偏向的區(qū)別偏向表示實(shí)踐尺寸與根本尺寸偏離的程度加工時(shí)調(diào)整機(jī)床刀具與零件相對位置的根據(jù)其值為代數(shù)差〔可為正值、負(fù)值或零〕公差反映一批零件實(shí)踐尺寸的離散程度反映加工精度的高低其值為絕對值174、尺寸公差帶圖公差帶：由上下偏向所表示的區(qū)域。公差帶圖反映了尺寸、偏向、公差的關(guān)系；零線：確定偏向位置的一條基準(zhǔn)線；標(biāo)注根本尺寸線、根本尺寸值和符號“＋、0、－〞。留意在公差帶圖上，必需注上根本尺寸和偏向值！18三、配合及配合制1、配合根本尺寸一樣的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系，反映孔和軸之間的松緊程度2、間隙或過盈(孔的尺寸)-(軸的尺寸)≥0間隙“X〞≤0過盈“Y〞軸根本尺寸0+-孔軸孔孔軸193、配合的類別1〕間隙配合:具有間隙或間隙為零時(shí)的配合。特點(diǎn)：孔的公差帶在軸公差帶之上。〔包括Xmin＝0〕XmaxXminESesei+0_φ20最大間隙：Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最小間隙：Xmin=Dmin－dmax=EI－es平均間隙：Xav=(Xmax+Xmin)/2φ20ESei+0_Xmin=0Xav202〕過盈配合：具有過盈或過盈量為零的配合。特點(diǎn)：孔的公差帶在軸公差帶之下?！舶╕min＝0〕YminYmax最小過盈：Ymin=Dmax－dmin=ES－ei最大過盈：Ymax=Dmin－dmax=EI－es平均過盈：Yav=(Ymax+Ymin)/2φ20ES=eies+0_EIYmin=0ESesei+0_φ20EIYav213〕過渡配合:能夠具有間隙或過盈的配合。特點(diǎn)：孔的公差帶與軸公差帶相互交疊。ESesei+0_φ30XmaxYmax最大間隙：Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最大過盈：Ymax=Dmin－dmax=EI－es平均過盈〔間隙〕：Yav(Xav)=(Xmax+Ymax)/2YavESesei+0_φ30224、配合制配合制也稱基準(zhǔn)制；為簡化配合國家規(guī)定有：基孔制和基軸制?；字疲焊酒?yàn)橐欢ǖ目椎墓顜c不同根本偏向軸的公差帶構(gòu)成各種配合的一種制度。其中孔為基準(zhǔn)孔，其下偏向?yàn)榱?。代號為“H〞。0+-根本尺寸孔軸軸軸軸軸軸軸間隙配合過渡配合過盈配合過渡或過盈軸23基軸制：根本偏向?yàn)橐欢ǖ妮S的公差帶與不同根本偏向孔的公差帶構(gòu)成各種配合的一種制度。其中軸為基準(zhǔn)軸，其上偏向?yàn)榱?。代號“h〞。0+-軸孔孔孔孔孔孔孔間隙配合過渡配合過盈配合過渡或過盈孔根本尺寸24配合公差反映運(yùn)用要求和加工要求。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)配合中允許的間隙或過盈變動(dòng)范圍，來確定孔、軸公差25配合公差帶圖:可直觀地表達(dá)孔、軸的配合性質(zhì)，即配合松緊及其變動(dòng)情況橫坐標(biāo)(零線)是確定間隙或過盈的一條基準(zhǔn)直線縱坐標(biāo)值:表示極限間隙或極限過盈的數(shù)值。橫坐標(biāo)上為正值，表示間隙；下為負(fù)值，表示過盈。兩個(gè)極限值之間區(qū)域的寬度為配合公差。配合公差反映配合精度26規(guī)范化規(guī)范化根本偏向EI根本偏向es＋0－規(guī)范公差規(guī)范公差根本偏向指接近零線或位于零線的極限偏向。公差帶的兩個(gè)要素公差帶的大小公差帶的位置規(guī)范公差極限偏向根本偏向下面討論這兩個(gè)要素的規(guī)范化27一、規(guī)范公差系列規(guī)范公差系列：由不同公差等級和不同根本尺寸的規(guī)范公差值構(gòu)成的。規(guī)范公差：IT〔ISOTolerance〕：是國標(biāo)規(guī)定的，用以確定公差帶大小的任一公差值。28規(guī)范公差等級：國家規(guī)范規(guī)定的公差等級共20個(gè)，代號為：IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18高低目的是滿足不同行業(yè)、不同精度的產(chǎn)品要求普通運(yùn)用普遍的是：IT12~IT5；粗加工可達(dá)IT12~IT11；普通精加工可達(dá)IT8~IT7〔精車IT6，精磨外圓IT5〕；精細(xì)加工〔研磨、珩磨、等〕可達(dá)IT5~IT3。29二、規(guī)范公差因子及其計(jì)算式確實(shí)定規(guī)范公差因子i是計(jì)算規(guī)范公差的根本單位，它是經(jīng)過對不同尺寸的零件加工后產(chǎn)生的加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)的。規(guī)范公差因子i與零件尺寸的關(guān)系如下圖:在常用尺寸段〔≤500mm)內(nèi),呈立方拋物線關(guān)系當(dāng)尺寸較大時(shí)，接近線性關(guān)系30規(guī)范公差因子：D等于根本尺寸所屬尺寸分段的首尾兩尺寸的幾何平均值，單位mm。其中：D的單位為mmI的單位為μm31三、規(guī)范公差的計(jì)算及a值確實(shí)定公差等級公式公差等級公式公差等級公式IT010.3+0.08DIT610iIT13250iIT00.5+0.12DIT716iIT14400iIT10.8+0.2DIT825iIT15640iIT2（IT1）(IT5/IT1)1/4

IT940iIT161000iIT3（IT1）(IT5/IT1)1/2

IT1064iIT171600iIT4（IT1）(IT5/IT1)3/4IT11100iIT182500iIT57iIT12160iIT5～I(xiàn)T18規(guī)范公差計(jì)算公式：IT=a·ia——公差等級系數(shù)〔反映精度的高低〕1、規(guī)范公差的計(jì)算公式322、尺寸分段分段目的：簡化公差數(shù)值表分段原那么：先密后疏i的計(jì)算采用段內(nèi)首尾的幾何平均值。Dj==97.98例如：80－120尺寸段i＝2.173假設(shè)根本尺寸為90，IT6=？33一、根本偏向及其代號根本偏向——國家規(guī)范規(guī)定的用以確定公差帶相對于零線位置的上偏向或下偏向，是指接近零線的極限偏向。1．根本偏向的代號孔、軸根本偏向各有28種，用英文字母表示?？子么髮懽帜福S用小寫字母。孔：A、B…Z去掉：I,L,O,Q,W添加：CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC軸：a、b…z去掉：i,l,o,q,w添加：cd,ef,fg,js,za,zb,zc34孔的根本偏向系列A~H:為下偏向EIJ~ZC:為上偏向ESH:EI=0JS:偏向?qū)ΨQ于零線35軸的根本偏向系列a~h:為上偏向esj~zc:為下偏向eih:es=0js:偏向?qū)ΨQ于零線36孔軸37二、軸的根本偏向的計(jì)算軸的根本偏向：由表3-3閱歷公式算出(P35)，其數(shù)值見表3-4(P39)。基軸制：定義軸的上偏向ei為零。這些閱歷公式是以基孔制為根據(jù)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求、消費(fèi)實(shí)際和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得到的。例如:f的計(jì)算公式：k的計(jì)算公式：38三、孔的根本偏向的計(jì)算孔的根本偏向由同名配合的軸的根本偏向換算而得。換算的前提是：基孔制配合與同名的基軸制配合的配合性質(zhì)必需一樣。(按表3-4計(jì)算〕例如：H9/f9F9/h9H6/r5R6/h5H7/f6F7/h6由于孔比軸難加工，故對高精度的孔軸配合，即公差等級較高時(shí)，孔通常比軸低一個(gè)公差等級。39通用規(guī)那么特殊規(guī)那么EI＝－es適宜A—HES＝－ei適宜J－ZC低公差等級/p45ES＝－ei+△△＝ITn-ITn-1適宜J－ZC高公差等級根據(jù)以上換算規(guī)那么，得出孔的根本偏向的計(jì)算公式為以下兩條規(guī)那么：◆特殊規(guī)那么根本尺寸>3至500mm，≤IT8的J、K、M、N以及≤IT7的P~ZC詳細(xì)數(shù)值見表3-5(P48)。40四、孔、軸另一偏向的計(jì)算孔、軸另一偏向(上偏向或下偏向〕根據(jù)孔、軸根本偏向和選用的規(guī)范公差計(jì)算對于孔：A至HES＝EI＋I(xiàn)TJ至ZCEI＝ES－IT對于軸：a至hei=es-ITj至zces=ei+IT本節(jié)終了41一、公差帶的代號公差帶代號:由根本偏向代號和公差等級組合而成例如：H7、F8，m7、t6公差帶代號在零件圖上的標(biāo)注4220等級和28種根本偏向，導(dǎo)致規(guī)范公差帶的數(shù)量：20X28＝560種

二、優(yōu)先、常用、普通公差帶普通用：116種常用：59種優(yōu)先用：13種表3-6軸的優(yōu)先、常用、普通公差帶P5143普通用：105種常用：44種優(yōu)先用：13種表3-7孔的優(yōu)先、常用、普通公差帶P5144三、配合代號及優(yōu)先配合公差帶代號:由根本偏向和公差等級代號組合而成例如：H7、F8，m7、t6公差帶代號標(biāo)注在零件圖上配合代號:由孔和軸的公差帶組合用分?jǐn)?shù)方式表示例如：Φ50φ50H7/f6；φ50G7/h6。配合代號標(biāo)注在裝配圖上。1、配合代號452.5光滑軸孔配合hH基孔制a－h(huán)：間隙配合js－n：過渡配合p－zc：過盈配合基軸制A－H：間隙配合JS－N：過渡配合P－ZC：過盈配合46指出以下配合的種類基軸制A－H：間隙配合JS－N：過渡配合P－ZC：過盈配合基孔制a－h(huán)：間隙配合js－n：過渡配合p－zc：過盈配合間隙配合過盈配合過渡配合間隙配合472、優(yōu)先配合與常用配合常用配合：59種優(yōu)先配合：13種表3-8基孔制優(yōu)先常用配合48常用配合：47種優(yōu)先配合：13種表3-9基軸制優(yōu)先常用配合49公差與配合在圖樣上的標(biāo)注50一、配合制的選用基孔制和基軸制屬于平行配合制，即基孔制配合能滿足要求的，基軸制配合也能滿足運(yùn)用要求。如：H7/k6與K7/h6的配合性質(zhì)完全一樣，稱為“同名配合〞。所以，配合制的選擇與功能要求無關(guān)，主要思索加工的經(jīng)濟(jì)性和構(gòu)造的合理性。51可減少孔用定值刀具和光滑極限塞規(guī)的規(guī)格和數(shù)量實(shí)踐任務(wù)中普通情況下優(yōu)先選用基孔制從工藝上看，對較高精度的中、小尺寸孔，廣泛采用定值刀、量具加工和檢驗(yàn)

采用基孔制鉆頭、鉸刀、塞規(guī)〔1〕優(yōu)先選用基孔制52a〕運(yùn)用冷拉棒料直接作軸〔IT9～I(xiàn)T11〕〔2〕特殊情況下采用基軸制b〕一軸與多個(gè)孔配合且松緊不一樣時(shí)〔構(gòu)造需求〕1.活塞2.活塞銷3.連桿531.活塞2.活塞銷3.連桿54〔3〕與規(guī)范件配合時(shí)，應(yīng)以規(guī)范件作基準(zhǔn)Φ55k6Φ100J755〔4〕必要時(shí)采用非規(guī)范制Φ55k6Φ100J7Φ100J7/e9Φ55D9/k6φ58H7/r656二、配合的選用配合選擇的義務(wù)：就是根據(jù)零件的功能要求，確定配合的種類，進(jìn)而確定根本偏向代號。H選擇方法：類比法、計(jì)算法和實(shí)驗(yàn)法三種。類比法是選擇配合種類的主要方法。運(yùn)用類比法選擇時(shí)，要思索以下要素：各種根本偏向構(gòu)成的配合特征及運(yùn)用；配合件的任務(wù)情況其他要素57(1)各類根本偏向構(gòu)成配合的特征及運(yùn)用以基孔制闡明a)間隙配合用于任務(wù)時(shí)有相對運(yùn)動(dòng)或裝拆頻繁的銜接。H/aH/b……H/h間隙逐漸減小常用間隙配合H/d——大間隙配合H/f——中等間隙配合H/g——小間隙配合H/h——Xmin=058b)過渡配合用于既要求對中性，又要求裝拆方便的配合，傳送載荷必需加鍵或銷等。H/jsH/jH/kH/mH/n逐漸變緊常用過配合H/js——較松H/k——普通〔規(guī)范定心配合〕H/n——較緊59利用過盈來保證固定或傳送載荷，過盈配合傳送載荷有時(shí)需求加鍵或銷銜接。H/pH/r……H/zc越來越緊常用過盈配合H/p——小過盈配合H/r——中等過盈配合H/s——半永久銜接H/u——永久銜接c)過盈配合傳送轉(zhuǎn)矩需加鍵60運(yùn)動(dòng)精度定心精度裝配情況載荷大小軸孔溫差〔2〕任務(wù)條件對配合的松緊要求二者均要求時(shí)，選小間隙配合二者均要求時(shí)，選過渡、小間隙配合載荷越大，選擇的配合要求越緊溫差越大選擇的配合應(yīng)該越松61〔3〕裝配變形對配合選擇的影響62〔4〕消費(fèi)類型對配合選擇的影響63三、公差等級的選擇根本要求：協(xié)調(diào)運(yùn)用要求與制造工藝、加工本錢之間的關(guān)系。選擇方法：類比法、計(jì)算法選擇原那么：在滿足運(yùn)用要求的前提下，盡量選取低的等級。64〔1〕類比法選擇a)熟習(xí)各個(gè)公差等級的運(yùn)用情況IT01～I(xiàn)T1用于量塊的尺寸公差I(lǐng)T2～I(xiàn)T5用于精細(xì)配合、量規(guī)公差I(lǐng)T5～I(xiàn)T12用于配合尺寸公差，其中