互换性与技术测量

1、第一章 孔与轴的极限与配合本章内容 1. 概述概述 2. 极限与配合的基本词汇极限与配合的基本词汇 3. 公差与配合国家标准公差与配合国家标准 4. 国标规定的公差带与配合国标规定的公差带与配合 5. 公差与配合的选用公差与配合的选用 6. 配置配合配置配合 7. 线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差1.1 概 述1. 极限与配合极限与配合 定义 极限极限 - 协调机器零件的使用要求与制造经济性之间的矛盾 配合配合 - 反映机器零件之间有关功能要求的相互关系2.国家标准 GB/T 1800.12009 GB/T 1800.22009 GB/T 1800.32009 GB/T 18012009

2、GB/T 1803-2003 GB/T 1804-20001.2 1.2 公差与配合的基本术语及其定义公差与配合的基本术语及其定义u 孔和轴的定义孔和轴的定义 孔孔 通常指的圆柱形面内表面通常指的圆柱形面内表面 轴轴 通常指的圆柱形面外表面通常指的圆柱形面外表面第一章 圆柱公差与配合1 1 有关有关“尺寸尺寸”的术语及定义的术语及定义u 尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸Ddu 最大实体状态最大实体状态(MMC) /最大实体尺寸最大实体尺寸(MMS) u 最小实体状态最小实体状态(LMC)/最小实体尺寸最小实体尺寸(LMS)MMLLu作用尺寸作用尺寸在配合面的

3、全长上，在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸与实际孔内接的最大理想轴的尺寸孔的作用尺寸孔的作用尺寸与实际轴外接的最小理想孔的尺寸与实际轴外接的最小理想孔的尺寸轴的作用尺寸轴的作用尺寸1.2.2 1.2.2 有关有关“偏差和公差偏差和公差”的术语及定义的术语及定义u 尺寸偏差尺寸偏差 某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差 孔的上/下偏差 ES/EI 轴的上/下偏差 es/eiu 尺寸公差（尺寸公差（T） 尺寸允许的变动量（简称公差）尺寸允许的变动量（简称公差）u 零线与公差带零线与公差带 零线零线 公差带、公差带图公差带、公差带图 标准公差标准公差 基本偏

4、差基本偏差零线零线1.2.3 1.2.3 有关有关“配合配合”的术语及定义的术语及定义u 配合配合基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系基本条件： 孔和轴的基本尺寸必须相同 具有包容和被包容的特性，即孔和轴的结合 间隙间隙 孔的尺寸减去配合轴的尺寸为正正，X 过盈过盈 孔的尺寸减去配合轴的尺寸为负负，Y配合种类配合种类 间隙配合间隙配合 过盈配合过盈配合 过渡配合过渡配合u 根据孔根据孔/轴公差带相对位置的不同轴公差带相对位置的不同0+-基本尺寸孔公差带轴公差带轴公差带孔公差带孔公差带轴公差带配合制配合制u 基孔制基孔制 基本偏差为一定的孔

5、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。 基本偏差EI=0；基准孔代号Hu 基轴制基轴制 基本偏差为一定的轴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。 基本偏差es=0；基准轴代号h基孔制和基轴制配合基孔制和基轴制配合 间隙配合间隙配合 孔的公差带在轴的公差带之上上，保证具有间隙的配合（包括最小间隙为零）u 间隙公差间隙公差 允许间隙的变动量 Tf 孔轴XmaxXmin0+-例例1： 的孔与的孔与 的轴相配是基孔制间隙配合。的轴相配是基孔制间隙配合。039. 0050025. 0050. 050过盈配合过盈配合 孔的公差带在轴的公差带之下下，保证具有过盈的配合（包

6、括最小过盈为零）u 过盈公差过盈公差 允许过盈的变动量孔轴0+-YmaxYmin例例2: 的孔与的孔与 的轴相配是基孔制过盈配合。的轴相配是基孔制过盈配合。025. 0050059. 0043. 050过渡配合过渡配合 孔与轴的公差带相互重叠重叠，可能有间隙，也可能具有过盈的配合u 配合公差配合公差 最大间隙与最大过盈之差的绝对值孔轴0+-XmaxYmax例例3: 的孔与的孔与 的轴相配是基孔制过渡配合。的轴相配是基孔制过渡配合。025. 0050018. 0002. 050有关计算u计算：孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 孔 mm与轴 mm 配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差

7、带图，说明配合类别。025. 0050025. 0041. 050059. 0043. 050018. 0002. 050025. 0050025. 00500+-50+0.025-0.025-0.04100+-50+0.025+0.059+0.04350+0.025+0.018+0.002解：(1) 最大间隙 Xmax = ES-ei = +0.025-(-0.041) = +0.066 mm 最小间隙 Xmin = EI-es = 0-(-0.025) = +0.025 mm 配合公差 T f =XmaxXmin=+0.066-(+0.025) = 0.041 mm(2) 最大过盈 Yma

8、x = EI-es = 0-(+0.059) = -0.059mm 最小过盈 Ymin = ES-ei = +0.025-(+0.043) = -0.018mm 配合公差 T f =YminYmax=-0.018-(-0.059)= 0.041 mm(3) 最大间隙 Xmax = ES-ei = +0.025-(+0.002) = +0.023 mm 最大过盈 Ymax = EI-es = 0-(+0.018) = -0.018 mm 配合公差 Tf =XmaxYmax=+0.023-(-0.018)= 0.041 mm配合公差带配合公差带u 配合公差带配合公差带大小大小 取决于配合公差的大小

9、，表示配合精度u 配合公差带配合公差带位置位置 取决于极限间隙或过盈的大小，表示配合性质（松紧）00+-50孔+0.025轴+0.059+0.0431.3 1.3 极限与配合国家标准极限与配合国家标准u GB/T 1800u GB/T 1801u GB/T 1803u GB/T 1804u 标准公差系列标准公差系列 国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值u 基本偏差系列基本偏差系列一一标准公差系列标准公差系列二二基本偏差系列基本偏差系列1.3.1 1.3.1 标准公差系列标准公差系列 一、标准公差系列一、标准公差系列 标准公差是国家标准极限与配合制中所规定的任意公差。它标准公差是国家标准极限

10、与配合制中所规定的任意公差。它的数值取决于孔或轴的的数值取决于孔或轴的标准公差等级标准公差等级和和基本尺寸基本尺寸。 1、标准公差等级及其代号、标准公差等级及其代号 公差等级是确定尺寸精度的等级。公差等级是确定尺寸精度的等级。GB/T1800.3-2009将标将标准公差分为准公差分为20个等级个等级，它们用符号，它们用符号IT和阿拉伯数字组成的代和阿拉伯数字组成的代号表示，分别为号表示，分别为IT01、IT0、IT1、IT2IT18表示。其中，表示。其中，IT01等级最高，然后依次降低，等级最高，然后依次降低，IT18最低。而相应的标准公最低。而相应的标准公差值依次增大，即差值依次增大，即IT

11、01公差值最小，公差值最小，IT18公差值最大。公差值最大。 2、标准公差因子、标准公差因子 公差单位是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公公差单位是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差数值系列的基础。差数值系列的基础。 公差控制误差，确定公差值的依据是公差控制误差，确定公差值的依据是加工误差加工误差的规律性的规律性（抛物线关系）与（抛物线关系）与测量误差测量误差的规律性（线性关系）。的规律性（线性关系）。 标准规定标准规定 基本尺寸基本尺寸D500mm的常用尺寸段的公差单位的常用尺寸段的公差单位(因子）因子）i的计算公式如下：的计算公式如下：30.450.001)iDDDmmim孔或

12、的基本尺寸（）；公差因子（3、标准公差数值的计算、标准公差数值的计算 TTaia标准公差值 按下式计算公差等级系数（见下表）5510Ri优先数系1.6测量误差几何级数4、公称尺寸分段、公称尺寸分段 根据标准公差计算式来看，每一个公称尺寸都应当有一个根据标准公差计算式来看，每一个公称尺寸都应当有一个相应的公差值。但在实际生产中，相应的公差值。但在实际生产中，基本尺寸很多，会形成一基本尺寸很多，会形成一个庞大的公差数值表个庞大的公差数值表，反而给生产带来许多困难。，反而给生产带来许多困难。 因此，为了简化标准公差数值表格，国标采用了基本尺因此，为了简化标准公差数值表格，国标采用了基本尺寸分段的方法

13、。见表寸分段的方法。见表1-7。在同一尺寸段内，按首尾尺寸的几在同一尺寸段内，按首尾尺寸的几何平均值何平均值D代入计算公式中，来计算公差值代入计算公式中，来计算公差值。对同一尺寸段内。对同一尺寸段内的所有基本尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同的标的所有基本尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同的标准公差。准公差。例：公称尺寸25mm，求IT6和IT7.u标准公差标准公差u参照 P16. 例1-5表表2-4中所中所列标准公差列标准公差值是经过值是经过计计算和尾数修算和尾数修约约后的各尺后的各尺寸段的标准寸段的标准公差值，生公差值，生产中以此表产中以此表所列数值为所列数值为准。准。二、基本偏差

14、系列二、基本偏差系列1、基本偏差及其代号、基本偏差及其代号l基本偏差定义基本偏差定义 用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一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。所以，当公差带位于零线上方般指最靠近零线的那个偏差。所以，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。本偏差为上偏差。基本偏差是国家标准中使公差带位置标准基本偏差是国家标准中使公差带位置标准化的唯一指标化的唯一指标。 l基本偏差代号基本偏差代号 基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写字母代表孔，基本

15、偏差的代号用拉丁字母表示，大写字母代表孔，小写字母代表轴在小写字母代表轴在2626个字母中，除去易与其他含义混淆个字母中，除去易与其他含义混淆的的I I、L L、O O、Q Q、W(iW(i、l l、o o、q q、w)5w)5个字母外，采用个字母外，采用2121个，个，再加上用双字母再加上用双字母CDCD、EFEF、FGFG、ZAZA、ZBZB、ZCZC、JsJs、(cd(cd、efef、fgfg、zaza，zbzb、zczc、js)js)表示的表示的7 7个，共有个，共有2828个，即孔和轴各个，即孔和轴各有有2828个基本偏差。个基本偏差。l基本偏差系列图（图基本偏差系列图（图1-9）

16、图中公差带的一端是封闭的，它表示基本偏差；另一端是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。开口的，它的位置将取决于标准公差等级。轴基本偏差特点轴基本偏差特点:孔基本偏差特点孔基本偏差特点:l 公差带与配合的标注代号公差带与配合的标注代号把孔、轴基本偏差代号和公差等级代号中的阿拉伯数字把孔、轴基本偏差代号和公差等级代号中的阿拉伯数字组合，就组成各自的公差带代号。例如：孔公差带代号组合，就组成各自的公差带代号。例如：孔公差带代号50 F6、 50 H7、 50 M8、 50 P7；轴公差带代号；轴公差带代号50 f6、 50 h7、 50 m8、 5

17、0 p7。把孔和轴公差带代号组合，就组成配合代号。例如：把孔和轴公差带代号组合，就组成配合代号。例如：6f7H506f /7H50l轴的基本偏差的计算公轴的基本偏差的计算公式式轴的基本偏差轴的基本偏差2表表1-9例题：例题：确定确定25H7/f625H7/f6和和25F7/h625F7/h6的极限偏差（要求用公式的极限偏差（要求用公式计算标准公差和基本偏差）。计算标准公差和基本偏差）。30.4125H7/f62518 30D18 3023.240.450.0011.312 1IT6IT7IT61013.1IT2033716219fes5.56eie0sIT6=7:mmmmDmmmmiDDmmi

18、mimDfHmEIESI 求属于尺寸分段，计算几何平均值 ：公差单位根据表得到、的标准公差：查表1得到轴 的基本偏差为上偏差：则的下偏差：721Tml轴的基本偏差数值轴的基本偏差数值轴的基本偏差轴的基本偏差2表表1-10基本偏差的说明 基本偏差系列用拉丁字母表示，按顺序排列，除i, l, o, q, w外的21字母加上cd, ef, fg, za, zb, zc, js共有28个代号孔用大写字母表示，轴用小写字母表示H和h的基本偏差为0，H为基准孔， h为基准轴JS和js是对称分布，基本偏差为+IT/2或-IT/2，逐渐取代近似对称偏差J和j另一极限偏差由公差等级决定基本偏差字母与公差等级数字

19、并列，且大小相同，如H7不能写成H7 ，因为基本偏差和公差等级是组成公差带的两个独立要素，二者地位等同轴的基本偏差计算公式，是根据使用要求、生产实践经验和科学试验，经数理统计分析整理出来的，是以基孔制配合为基础来考虑的ah 用于间隙配合，基本偏差的绝对值等于最小间隙jn 主要用于过渡配合，保证孔轴配合时对中，拆卸不困难pzc 过盈配合，基本偏差为下偏差，保证足够连接强度，正常传递扭矩轴的另一个偏差 ei = es IT 或 es = ei +IT 基本偏差基本偏差用来确定公差带相对于零线位置的用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差上偏差或下偏差公差等级公差等级ei = es IT es

20、= ei + ITES = -ei + EI = ES-ITEI = ES IT ES = EI + IT基孔制：基孔制：Ymin = ES ei = ( 0 + ITn) ei 基轴制基轴制 ：Ymin = ES ei = ES 0 IT(n-1) ES = ei + ITn IT(n-1) = = ei + 例例1-6 确定确定25H7/f6， 25F7/h6孔与轴的极限偏差孔与轴的极限偏差25H7( ) 25f6 ( )25F7( ) 25h6 ( )+0.0210-0.020-0.033+0.041+0.0200-0.013 例例1-7 确定确定25H8/p8, 25P8/h8孔与轴的

21、极限偏差孔与轴的极限偏差25H8( ) 25p8 ( )25P8( ) 25h8 ( )+0.0330+0.055+0.022-0.022-0.0550-0.033 例例1-8 确定确定25H7/p6, 25P7/h6孔与轴的极限偏差孔与轴的极限偏差25H7( ) 25p6 ( )25P7( ) 25h6 ( )+0.0210+0.035+0.022-0.014-0.0350-0.013ES = -ei + = -0.022 + 0.008u 例例1-6 例例1-7 例例1-8 1.4 1.4 国标规定的公差带与配合国标规定的公差带与配合表表1-12 1-12 1054413表表1-131-1

22、31165913表表1-141-14常用常用5959、优先、优先13 13 种，轴的标准公差种，轴的标准公差 IT7IT7，与低一级的孔相配合，其余同级，与低一级的孔相配合，其余同级表表1-151-15常用常用4747、优先、优先13 13 种，孔的标准公差种，孔的标准公差 IT7IT7、8 8，与高一级的轴相配合，与高一级的轴相配合u一般情况，优先选用基孔制。一般情况，优先选用基孔制。 减少孔加工用的定尺寸刀具、量具 基轴制仅用于有明显经济效果的情况1.5 1.5 公差与配合的选用公差与配合的选用1.5.1 基准制的选用u满足配合的特殊需要，允许采用任一孔、轴公差带满足配合的特殊需要，允许采

23、用任一孔、轴公差带组成的配合。组成的配合。1.5.2 公差等级的选用1. 对于基本尺寸500，标准公差IT8时：孔比轴低一级配合。 对于基本尺寸500或标准公差 IT8时：孔和轴同级配合。 2. 满足设计要求,考虑工艺的可能性和经济性。 轴IT5（孔IT6) 高精度和重要的配合 轴IT6（孔IT7) 精密配合 IT7IT8 一般精度要求的配合 1.5.2 公差等级的选用u保证产品质量条件下，尽可能选择较低的精度等级1.5.2 公差等级的选用1.5.3 配合的选用 计算法 根据一定的理论公式计算出所需的间隙和过盈 试验法 可靠但成本较高 类比法 广泛应用1.5.3 配合的选用u 1. 分析零件的

24、工作条件和使用要求分析零件的工作条件和使用要求表1-211.5.3 配合的选用u 2. 了解各类配合的特性和应用了解各类配合的特性和应用 间隙配合：相对运动、轴向滑动、一般的定位间隙配合：相对运动、轴向滑动、一般的定位过盈配合：没有相对运动、传递扭矩过盈配合：没有相对运动、传递扭矩 过渡配合：定位精度，并要求拆卸的相对静止的联结过渡配合：定位精度，并要求拆卸的相对静止的联结22137215921+2+100+1741.5.3 配合的选用u间隙配合的选用 H/a 、H/b、 H/c配合。间隙很大，不常使用。 H/d 、H/e配合。间隙很大，用于要求不高，易于转动的支承。 H/f 配合。间隙适中，

25、用于IT7IT9的一般转动配合。 H/g 配合。间隙很小，除了很轻负荷的精密机构外，一般不做转动配合，用于IT5IT7往复摆动和滑动的精密配合。 H/h 配合。最小间隙为零，用于IT4IT11级，适用于无相对转动而有定心和导向要求的定位配合，若无温度、变形影响一，也用于转动配合。1.5.3 配合的选用u过渡配合的选用过渡配合的选用 H/j、H/js 配合。获得间隙的机会比较多，多用于IT4IT7级，适用于间隙比较小，并允许略有过盈的定位配合。 H/k 配合。获得平均间隙接近于零，定心较好，装配后零件受到的接触应力较小，能够拆卸多用于IT4IT7级。 H/m 、H/n 配合。获得平均间隙接近于零

26、，定心好，装配较紧，多用于IT4IT7级。1.5.3 配合的选用u过盈配合的选用H/p、 H/r配合。这两种配合在高公差等级是为过盈配合，可用錘打或压力机装配，只宜在大修时拆卸。主要用于定心精度很高、零件有足够的刚性、受冲击负载的定位配合，多用于IT6IT8级。H/s、 H/t配合。这两种配合属于中等过盈配合，多采用IT6、IT7级，它用于钢铁件的永久或半永久结合。可直接传递中等负荷。1.6 配置配合公称尺寸500mm的零件，除了采用互换性生产外，根据制造特点可采用配置配合。(GB/T 1801-2009)配置配合配置配合：是以一个零件的实际尺寸为基数，来配置另一个零件的一种工艺措施。配置配合

27、只能保证配合公差(间隙或过盈)的标准化，但不能互换。一般用于公差等级较高，单件小批量生产的配合零件。公称尺寸为3000mm的孔和轴，要求配合的最大间隙为0.45mm，最小间隙为0.14mm。按互换性生产可选用3000H6/f6或3000F6/h6.其Xmax=0.415mm，Xmin=0.145mm。例(1)装配图标注为： 3000H6/f6 MF(先加工件为孔)(2)先给一个较容易达到的公差，如H8，零件图标注： 3000H8 MF(3)配置件为轴。配置件的基本尺寸为先加工件的实际尺寸，配置件的公差为给定的配合公差。即es=-0.145，ei=-0.415。取-0.145-0.3553000

28、f7( ) MF例如，先加工件(孔)的实际尺寸为3000.195mm，则配置件(轴)的极限尺寸计算如下：上极限尺寸上极限尺寸=3000.195-0.145=3000.05mm=3000.195-0.145=3000.05mm下极限尺寸下极限尺寸=3000.195-0.355=2999.84mm=3000.195-0.355=2999.84mm。1. 线性尺寸的线性尺寸的一般公差一般公差 在车间一般加工条件下，机床设备一般加工能力可以保证的在车间一般加工条件下，机床设备一般加工能力可以保证的公差。公差。 一般公差可以不注出，采用一般公差可以不注出，采用GB/T1804-2002一般公差一般公差 未注未注公差的线性尺寸和角度尺寸的公差公差的线性尺寸和角度尺寸的公