第二章 孔轴公差与配合

1、1第二章第二章 孔轴公差与配合孔轴公差与配合 22.1 公差与配合的基本概念公差与配合的基本概念 公差加工误差31. 有关“尺寸”的术语和意义（1）尺寸 尺寸是用尺寸是用特定单位特定单位表示长度表示长度的数字。的数字。4（2）基本尺寸 基本尺寸是由设计者经过计基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。选取的标注在设计图上的尺寸。 5（3）实际尺寸 实际尺寸是通过测量所得的实际尺寸是通过测量所得的尺寸。尺寸。6（4）极限尺寸 极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。 其中：较大的一个称为其中：较大的一个

2、称为最大极限尺寸最大极限尺寸 较小的一个称为较小的一个称为最小极限尺寸最小极限尺寸782. 有关“公差、偏差及误差”的术语和定义 （1）尺寸偏差 尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸某一尺寸- -基本尺寸基本尺寸 偏差包括：实际偏差偏差包括：实际偏差=实际尺寸实际尺寸- -基本尺寸基本尺寸 极限偏差极限偏差9极限偏差极限偏差 上偏差上偏差=最大极限尺寸最大极限尺寸基本尺寸基本尺寸 ES（孔）、孔）、es（轴）轴） 下偏差下偏差= 最小极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸基本尺寸 EI（孔）、孔）、ei（轴）轴）10 （2）尺寸公差（公差） 尺寸尺寸公差是指尺寸允许的变动量。公差是指尺寸允许的变动量。 尺寸尺寸公

3、差公差 = 最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸 = 上偏差上偏差下偏差下偏差11 （3）零线 零线是在公差带图中，确定偏差的一条零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。基准直线，也叫零偏差线。12n讨论题1 计算下面孔轴标注的基本尺寸、上偏差、下偏差、公差。并用图解表示。0.025050D-0.0250.041-50d13 （4）公差带 上偏差下偏差零线基本尺寸下偏差上偏差14 在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。所限定的一个区域称为公差带。 在国家标准中，公差带包括：在国家标准中，公差带包括：

4、 公差带大小公差带大小 由标准公差确定由标准公差确定 公差带位置公差带位置 由基本偏差确定由基本偏差确定15 （5）标准公差 标准公差就是国家标准所确定的公差。16 （6）基本偏差 基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。 17 （7）误差 误差是指零件的设计值误差是指零件的设计值X X0 0与加工后的实与加工后的实测值测值X Xi i之差，用之差，用X Xi i表示。表示。 即即 X Xi i = = X Xi i X X0 0 式中，式中，i = 1i = 1、2 2、3 3、n n，为测量次数。为测量次数。 误差误差Xi恒不为零恒不为零 ！18

5、3. 有关“配合”的术语和定义 （1）配合 配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。与轴公差带之间的相配关系。 基孔制基孔制 基轴制基轴制 装配装配图图2-11 基孔制配合与基轴制配合基孔制配合与基轴制配合20(2)(2)配合类型配合类型 间隙配合间隙配合 过渡配合过渡配合 过盈配合过盈配合21间隙配合间隙配合：孔公差带在轴公差带上方，则孔轴形成间隙配合。2223过盈配合：过盈配合：孔公差带在轴公差带下方，则孔轴形成过盈配合。孔公差带在轴公差带下方，则孔轴形成过盈配合。 2425过渡配合：过渡配合：孔轴公差带有重叠，则孔轴形成过度配合。

6、孔轴公差带有重叠，则孔轴形成过度配合。 2627(3)(3)配合公差配合公差 允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。 间隙配合：配合公差间隙配合：配合公差= =最大间隙最大间隙最小间隙最小间隙 过盈配合：配合公差过盈配合：配合公差=最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈 过渡配合：配合公差过渡配合：配合公差=最大间隙最大间隙+最大过盈最大过盈 28(3)(3)配合公差配合公差 配合公差配合公差=轴公差轴公差+ +孔公差孔公差 29制造前制造前公公 差差上下偏差上下偏差配配 合合制造后制造后 误误 差差 实际偏差实际偏差 装装 配配制造前后公差配合制造前后公差配合概念

7、区别和对应关系概念区别和对应关系30讨论题：讨论题：1 1公差、误差、实际偏差三个概念有什么区别？公差、误差、实际偏差三个概念有什么区别？如何获得它们？如何获得它们？2 2有一轴基本直径为有一轴基本直径为50mm50mm，制造了，制造了100100个，测得它个，测得它 们的最大直径为们的最大直径为49.996mm49.996mm，最小直径为，最小直径为49.970mm49.970mm，试确定该轴的公差和误差。试确定该轴的公差和误差。3 3已知某轴公称直径已知某轴公称直径50mm50mm，测得其直径为，测得其直径为49.985mm49.985mm，请画出该轴的公差带图。，请画出该轴的公差带图。3

8、12.3 标准公差系列与基本偏差系列标准公差系列与基本偏差系列 1. 标准公差系列 附表32（1）公差单位（公差因子,单位m）当尺寸当尺寸500500mmmm时，时， （m mm m）D001. 0D45. 03i反映加工误差反映测量误差33（2）公差等级 标准公差共分标准公差共分2020级级: : IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2、到到IT18IT18。 ITIT国际标准公差国际标准公差 （ISO ToleranceISO Tolerance）的缩写代的缩写代号号 IT7IT7表示标准公差表示标准公差7 7级。级。 从从IT01IT01至至IT18IT18，公差等级

9、依次降低，相应的标准公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。公差数值依次增大。 34 尺寸500mm的IT5至IT11级标准公差 公差等级 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 加工精度 精加工 半精加工 粗加工35 公差等级系数a（见表2-6） 标准公差的值标准公差的值T= T= a i i 表2-6 尺寸500mm的IT5至IT18级标准公差计算表 公差等级 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 公差值 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i36（3）基本尺寸分段 D001. 0D45. 03i标准公差的

10、值标准公差的值T= T= a i i37 例：基本尺寸例：基本尺寸45 mm45 mm（在在3030mmmm50mm 50mm 尺寸尺寸段）的段）的IT6IT6与与IT7IT7的公差值。的公差值。 计算基本尺寸计算基本尺寸 （mmmm） 73.385030D38例：基本尺寸例：基本尺寸45 mm45 mm（在在3030mmmm50mm 50mm 尺寸段）的尺寸段）的IT6IT6与与IT7IT7的公差值。的公差值。公差单位公差单位 (mm） IT6 = 10 i = 101.5616 (mm) IT7 = 16 i = 161.5624.9725 (mm) 56.173.38001.073.38

11、45.03i39讨论题：讨论题：查表下列标准公差值：查表下列标准公差值：1.1.尺寸尺寸45 mm45 mm的的IT5IT5公差值。公差值。2.2.尺寸尺寸65 mm65 mm的的IT6IT6公差值。公差值。3.3.尺寸尺寸35 mm35 mm的的IT8IT8公差值。公差值。402. 基本偏差系列基本偏差系列基本偏差系列422. 基本偏差系列（1）轴的基本偏差 附表附表 43讨论题：讨论题：查表下列基本偏差值：查表下列基本偏差值：1.1.尺寸尺寸45 mm45 mm孔的孔的H H基本偏差值。基本偏差值。2.2.尺寸尺寸45 mm45 mm孔的孔的F F基本偏差值。基本偏差值。3.3.尺寸尺寸4

12、5 mm45 mm孔的孔的JSJS基本偏差值。基本偏差值。4.4.尺寸尺寸45 mm45 mm轴的轴的h h基本偏差值。基本偏差值。5.5.尺寸尺寸45 mm45 mm轴的轴的f f基本偏差值。基本偏差值。6.6.尺寸尺寸45 mm45 mm轴的轴的jsjs基本偏差值。基本偏差值。44 有了基本偏差和标准公差，就不难求出轴的有了基本偏差和标准公差，就不难求出轴的另一个偏差（上偏差或下偏差）：另一个偏差（上偏差或下偏差）： eses = = eiei + IT + IT eiei = = eses IT IT 451）a、b、c三种用于大间隙或热动配合；三种用于大间隙或热动配合；2 2）d d、

13、e e、f f主要用于旋转运动；主要用于旋转运动；3）g g主要用于滑动和半液体摩擦，或用于定位主要用于滑动和半液体摩擦，或用于定位配合；配合；4）cdcd、efef、fgfg适用于小尺寸的旋转运动件；适用于小尺寸的旋转运动件；5）j hj h主要用于过渡配合，对中性好；主要用于过渡配合，对中性好；6）p p zczc主要用于过盈配合，保证轴和孔有足主要用于过盈配合，保证轴和孔有足够的连接强度。够的连接强度。 46（2）孔的基本偏差 附表附表47 当基本尺寸当基本尺寸500mm时，孔的基本偏差时，孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算得来的。是从轴的基本偏差换算得来的。 孔与轴基本偏差换算的前提是：

14、孔与轴基本偏差换算的前提是：“基本偏差代号相当时，应保持配合相同基本偏差代号相当时，应保持配合相同”。 48换算规则：换算规则：1 1）通用规则通用规则 a）全部间隙配合全部间隙配合AH； b）标准公差标准公差IT8的的K、M、N； c）标准公差标准公差IT7的的PZC； 孔的基本偏差与轴的基本偏差数值相等，但符号相反。孔的基本偏差与轴的基本偏差数值相等，但符号相反。 但有个别例外，对公差等级但有个别例外，对公差等级 IT8IT8，基本尺寸基本尺寸33mmmm的的N N，其基本偏差其基本偏差ES = 0ES = 0。 492 2）特殊规则特殊规则 a）标准公差标准公差IT8的的K、M、N； b

15、）标准公差标准公差IT7的的PZC； 孔的基本偏差要在上述基础上增加一个孔的基本偏差要在上述基础上增加一个值。值。 50讨论计算题：讨论计算题：讨论计算例：1 1分别查表画出分别查表画出30H8/f830H8/f8和和30F8/h830F8/h8的配合公差带图，的配合公差带图，求其最大间隙和最小间隙。求其最大间隙和最小间隙。2 2分别查表画出分别查表画出30H7/g630H7/g6和和30G7/h630G7/h6的配合公差带图，的配合公差带图，求其最大间隙和最小间隙。求其最大间隙和最小间隙。同名配合：配合性能相同，但基准制不同的配合称为同名配同名配合：配合性能相同，但基准制不同的配合称为同名配

16、合。如合。如30H8/f830H8/f8和和30F8/h830F8/h8，30H7/g630H7/g6和和30G7/h630G7/h6。讨论例：讨论例：分别给出分别给出30H7/f630H7/f6、50H6/r550H6/r5、30H7/h630H7/h6、35M7/h635M7/h6的的同名配合。同名配合。51尺寸公差标注：尺寸公差标注：装配图和零件图 522.3 常用尺寸孔轴公差配合的选择常用尺寸孔轴公差配合的选择 n孔轴公差配合的选择内容有三点：孔轴公差配合的选择内容有三点：n基准制的选择基准制的选择n公差等级的选择公差等级的选择n基本偏差的选择基本偏差的选择53n考虑因素：n标准刀具标

17、准刀具（钻头、绞刀、拉刀等）n标准量具标准量具（卡规、塞规等） 每一把刀具都对应一个公差带，由于公差带繁多，为了减少刀具的种类，一般是按照基准孔的公差带来制造刀具。因此应优先选用基孔制。 一般的孔轴配合可选基孔制，也可选基轴制，但按照惯例选用基孔制。一、基准制的选择一、基准制的选择54一轴与多孔配合一轴与多孔配合5556当轴为标准件轴为标准件572 2 公差等级的选择公差等级的选择n IT5 IT7：高精度配合（较高精度机床加工才能达到）n IT8 IT9： 一般精度配合（一般机床加工能达到）n IT10 ： 低精度配合 （粗加工能达到）58 加工方法公 差 等 级 （IT）1 2 3 4 5

18、 6 7 8 9 10 11 12 研 磨 珩 磨 圆 磨 平 磨 金刚石车 金刚石镗 拉 削 铰 孔 车 镗 铣 创、插 钻 常用加工方法所能达到的公差等级常用加工方法所能达到的公差等级59尺寸精度与加工成本60配合配合IT5至至IT13级的应用（尺寸级的应用（尺寸500mm）61考虑因素：考虑因素：工艺等价性原则工艺等价性原则 30H6/g5， 30H7/f6，30H8/f8，30H9/f9。相关件精度相关件精度 与轴承配合的精度，与齿轮配合的精度。 配合性质配合性质 过度配合、过盈配合的精度等级要高于IT7（因此时公差对配合性质敏感）。62三、基本偏差的选择三、基本偏差的选择n考虑因素：

19、考虑因素：n孔轴间隙配合；孔轴间隙配合；相对转动或滑动。n孔轴过盈配合；孔轴过盈配合；利用过盈力传递低载扭矩，不可拆卸，热胀冷缩装配法。n孔轴过度配合孔轴过度配合；用于定位配合，定位销，木捶装配。n孔轴工作时的温度；孔轴工作时的温度；发动机气缸与活塞环配合，孔轴材料热涨系数不同。n装配变形装配变形；薄壁零件装配时。 6364四、优先公差带四、优先公差带轴常用优先公差带轴常用优先公差带65孔常用优先公差带孔常用优先公差带66五、配合选择例五、配合选择例67讨论题：讨论题：1已知某孔的公差为已知某孔的公差为30H7，试问批量生产和单件生产时，试问批量生产和单件生产时机床的调刀尺寸应分别为多少？机床

20、的调刀尺寸应分别为多少？2讨论尺寸加工误差的原因（以车削为例）。讨论尺寸加工误差的原因（以车削为例）。 （进给精度、工件刚性、机床刚性、误差复映）3如何提高机械部件精度的寿命？如何提高机械部件精度的寿命？ （材料的磨损因素、刚度）4分别说明基准制、基本偏差和公差对制造成本和配合性分别说明基准制、基本偏差和公差对制造成本和配合性能的影响。能的影响。68n1公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。（ ）n2基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可以说明它们的精度要求相同。（ ）n3国家标准规定，孔只是指圆柱形的内表面。（ ）n4图样标注200 -0.021 mm的轴，加工得愈靠近基本尺寸就愈精确

21、。（ ）n5孔的基本偏差即下偏差，轴的基本偏差即上偏差。（ ）n6.某孔要求尺寸为20-0.046 ，今测得其实际尺寸为19.962mm，可以判断该孔合格。（ ）n7未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。（ ）一、判断题 正确的打，错误的打X69n8.某一配合，其配合公差等于孔与轴的尺寸公差之和。 ( )n9.最大实体尺寸是孔和轴的最大极限尺寸的总称。( )n10.公差值可以是正的或负的。( ) n11.实际尺寸等于基本尺寸的零件必定合格。( ) n12.因为公差等级不同，所以50H7与50H8的基本偏差值不相等。 ( )n13.尺寸公差大的一定比尺寸公差小的公差等级低。 ( )n14.一光滑轴与多孔配合，其配合性质不同时，应当选用基孔制配合。 ( )n15.标准公差的数值与公差等级有关，而与基本偏差无关。 ( )n16.只要零件不经挑选或修配，便能装配到机器上去，则该零件具有互换性。 ( )70n二、选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）n 1下列论述中正确的有 。n A因为有了大批量生产，所以才有零件互换性，因为有互换性生产才制定公差制n B具有互换性的零件，其几何参数应是绝对准确的。n C在装配时，只要不需经过挑选就能装配，就称为有互换性。n D一个零件经过调整后再进行装配，检验合格，也