第二讲光滑圆柱体结合的极限与配合2

1、 主讲：闫向彤博士 Email:西安科技大学机械工程学院 第二节第二节 公差与配合国家标准公差与配合国家标准 从上述例题得到的结论：基本尺寸相同的孔，与不同极限偏差公差带的轴及相同公差值大小的轴相配合，最后形成的配合性质是不同的。而且，满足同一使用要求的公差带，其位置也可能是不同的。公公差差与与配配合合国国家家标标准准配合的种类是由孔、轴公差带的相互位置所决定。公差带的大小和位置又分别由标准公差与基本偏差决定 ，即国标中的两大系列。 1997年以来，我国陆续颁布了五个标准：1.极限与配合 基础 第1部分：词汇 （GB/T1800.11997）2.极限与配合 基础 第2部分：公差、偏差和配合的基

2、本规定（GB/T1800.21998）3.极限与配合 基础 第3部分：标准公差与基本偏差数值表（GB/T1800.31998）4.一般公差 线性尺寸的未注公差（GB/T180492）5 . 常 用 尺 寸 孔 、 轴 的 公 差 带 与 配 合 GB/T1800.11996）公公差差与与配配合合国国家家标标准准 极限制：标准化的公差与偏差制度，称为极限制。极限制中规定了标准公差系列和基本偏差系列。 一、标准公差系列一、标准公差系列标准公差（IT即ISO Tolerance）是在极限与配合制的标准中规定的任一公差，由标准公差等级和基本由标准公差等级和基本尺寸决定。尺寸决定。公公差差与与配配合合国

3、国家家标标准准1.1.公差等级（公差等级（TolerenceTolerence grade grade）公差等级是确定尺寸精确程度的等级。公差等级分为20级，用IT01、IT0、IT1、IT2、IT3IT18来表示。(IT:ISO Tolerance)对所有基本尺寸同一公差等级的一组公差被认为对所有基本尺寸同一公差等级的一组公差被认为具有同等的精确程度，规定和划分公差等级的目的是具有同等的精确程度，规定和划分公差等级的目的是为了简化和统一公差的要求。使规定的等级既能满足为了简化和统一公差的要求。使规定的等级既能满足不同的使用要求，又能大致代表各种加工方法的精度，不同的使用要求，又能大致代表各种

4、加工方法的精度，为零件的设计和制造带来了极大的方便。为零件的设计和制造带来了极大的方便。 公公差差与与配配合合国国家家标标准准a是公差等级系数是公差等级系数i是公差单位（公是公差单位（公差因子）差因子） 公公差差与与配配合合国国家家标标准准 2.公差等级系数 a:基本尺寸一定的情况下，反映了加工的难易程度。 IT5的公差等级系数a=7 从IT6开始，公差等级系数采用R5系列，q51.6 3.公差单位（公差因子） i，I 公差单位是计算标准公差的基本单位。大量的试验和统计分析而得到的 当 D500时，i=0.45D1/3+0.001D 当D5003150 I=0.004D+2.1 公公差差与与配

5、配合合国国家家标标准准 公公差差与与配配合合国国家家标标准准例 求基本尺寸为25，IT6、IT7的公差值。 分析分析:基本尺寸在500毫米范围内标准公差系列的构成. 在常用尺寸段内，标准公差数值表有如下特点： 同一尺寸分段内，同一精度等级各基本尺寸的标准公差数值是相同的. 同一尺寸分段内,随标准公差等级降低,标准公差数值由小到大，零件加工越容易。 同一公差等级，随基本尺寸的增大，标准公差数值增大. 基本尺寸段中，包含尾项不含首项的数值。 公公差差与与配配合合国国家家标标准准 公公差差与与配配合合国国家家标标准准二、基本偏差系列二、基本偏差系列1.1.基本偏差代号基本偏差代号 二、基本偏差系列

6、一般情况下，为了满足孔和轴配合松紧程度的不同要求，国标规定了孔、轴各有28种基本偏差，形成基本偏差系列。反映反映2828种公差带相对于零线的位置。种公差带相对于零线的位置。用基本偏差代号表示：大写拉丁字母表示孔偏差； 小写拉丁字母表示轴偏差。 去掉了I、L、O、Q、W,增加了CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC公公差差与与配配合合国国家家标标准准 2.2.极限与配合的标注（极限与配合的标注（GB/T 4458.52003） 零件图的标注零件图的标注公公差差与与配配合合国国家家标标准准 公公差差与与配配合合国国家家标标准准2.极限与配合的标注（GB/T 4458.52003） 装配图的标注

7、公公差差与与配配合合国国家家标标准准 配合制配合制：同一极限制的孔和轴组成配合的制度，称为配合制。基本尺寸确定后,由任一公差等级和任一种基本偏差便可组成公差带。为了以尽可能少的标准公差带形成最多种配合，标准规定了基孔制和基轴制两种配合制，并规定：基孔制常用配合59种，基轴制常用配合47种，优先配合13种。 公公差差与与配配合合国国家家标标准准 公公差差与与配配合合国国家家标标准准3.3.基准制配合基准制配合 国家标准规定有两种基准制配合：国家标准规定有两种基准制配合： 基孔制、基孔制、基轴制基轴制基孔制基孔制 ：基准孔：基准孔H H与非基准件（与非基准件（a azczc）轴形）轴形成各种配合的

8、一种制度成各种配合的一种制度 。基孔制，。基孔制，EI=0EI=0间隙配合：间隙配合：H/aH/ah h过渡配合：过渡配合：H/jH/jn n过盈配合：过盈配合：H/pH/pzczc 公公差差与与配配合合国国家家标标准准3.3.基准制配合基准制配合 基轴制基轴制 ：基准轴：基准轴h h与非基准件（与非基准件（A AZCZC）孔形成各）孔形成各种配合的一种制度种配合的一种制度 。基轴制，。基轴制，eses=0=0间隙配合：间隙配合：A AH/h H/h 过渡配合过渡配合：J JN/h N/h 过盈配合：过盈配合：P PZC/hZC/h 公公差差与与配配合合国国家家标标准准4.4.轴基本偏差的确定

9、轴基本偏差的确定 轴的基本偏差是在基孔制配合的基础上制订的。根轴的基本偏差是在基孔制配合的基础上制订的。根据设计要求、生产经验、科学试验，并经数理统计分据设计要求、生产经验、科学试验，并经数理统计分析，整理出一系列经验公式见表析，整理出一系列经验公式见表2-32-3。 轴的基本偏差数值确定后，在已知公差等级的情况轴的基本偏差数值确定后，在已知公差等级的情况下，可求出轴的另一极限偏差的数值（对公差带的另下，可求出轴的另一极限偏差的数值（对公差带的另一端进行封口）一端进行封口） ei = es ei = es IT IT （a ah h）es = ei es = ei IT IT （k kzczc

10、） 公公差差与与配配合合国国家家标标准准4.4.孔基本偏差的确定孔基本偏差的确定 基本尺寸基本尺寸500500时，孔的基本偏差是从轴的基时，孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算得出。本偏差换算得出。换算原则：在孔、轴为同一公差等级或孔比轴换算原则：在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合条件下，当基孔制配合中轴的基本偏低一级配合条件下，当基孔制配合中轴的基本偏差代号与基轴制配合中孔的基本偏差代号相当，差代号与基轴制配合中孔的基本偏差代号相当，换同名字母时，配合性质要完全相同。换同名字母时，配合性质要完全相同。 公公差差与与配配合合国国家家标标准准间隙配合（AH）：采用同一字母表示孔、轴的基本偏差要

11、绝对值相等、符号相反。孔的基本偏差（AH）是轴基本偏差（ah）相对于零线的倒影，所以又称倒影规则。其公式为：EI = es 公公差差与与配配合合国国家家标标准准过渡配合过渡配合 （J JN N）：由于）：由于J JN N都是靠近零都是靠近零线，而且与线，而且与j jn n形成倒影：即在孔的较高精形成倒影：即在孔的较高精度配合时（度配合时（IT8IT8），国家标准推荐采用孔比），国家标准推荐采用孔比轴低一级的配合。从而就形成了孔的基本偏轴低一级的配合。从而就形成了孔的基本偏差在差在eiei的基础上加一个的基础上加一个。若孔与轴的配。若孔与轴的配合为同级配合，则合为同级配合，则即为零，正如倒影图里

12、即为零，正如倒影图里的体现：大小相等，负号相反。的体现：大小相等，负号相反。其公式为：其公式为：ES =ES =ei + ei + = ITn = ITn ITn-1 = ITh ITn-1 = ITh ITsITs 公公差差与与配配合合国国家家标标准准过盈配合（过盈配合（P PZCZC）:P:PZCZC与与p pzczc形成倒影，但形成倒影，但不能简单理解大小相等，符号相反。不能简单理解大小相等，符号相反。采用的公式与过渡配合一样。采用的公式与过渡配合一样。 1.轴的基本偏差的确定：经验公式 2.孔的基本偏差的确定：由轴换算。换算前提换算前提是：相同字母的孔或轴的基本偏差，在孔或轴的同一公差

13、等级或孔比轴低一级的配合条件下，按基轴制形成的配合性质与按基孔制形成的配合性质相同。据此，两种规则是通用规则通用规则：同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，符号相反。 对于，AH， EI=-es， K、M、NIT8和PZC IT7的低精度级， ES=-ei 特殊规则：特殊规则：对于标准公差IT8的K、M、N和IT7 的PZC，孔的基本本偏差ES与相同字母的轴的基本偏差ei的符号相反，绝对值相差一个。 即：ES=-ei+，= ITnITn-1. 3.3.孔、轴的另一个极限偏差，可以分别由下列公式算得：TD=|ES-EI| 或Td=|es-ei|公公差差与与配配合合国国家家标标准准 公公差差与

14、与配配合合国国家家标标准准结论：结论：EI =-es （AH）ES =-ei (JN IT8 PZC7)ES =ei + ，= ITn ITn-1 (JN IT 8 PZC 7) 习习题题1. 计算确定基本尺寸45mm、6、7级公差的标准公差。2.下列同名配合的配合性质是否相同？为什么？(1) 40H9/f8与40F9/h8 (2) 40H9/f9与40F9/h9 (3) 40H7/m6与40M7/h6 3.查表确定30H8/f7和30F8/h7两种配合的孔、轴的极限偏差，画出其尺寸公差带图和配合公差图，并比较异同。4.试定30H7/k6和30K7/h6两配合的孔、轴极限偏差，画出其尺寸公差带

15、图和配合公差带图，并比较异同。5.已知10H8/n7=10+0.0220/10+0.025+0.010，求10N8的上下偏差。（不查表）6.已知某孔30K7，查表计算其极限偏差及极限尺寸。 公公差差与与配配合合的的选选用用四、极限与配合的选用四、极限与配合的选用极限与配合的选择原则实质上是尺寸的精度设计。解决三个问题：基准制、精度等级、配合性质的选择。基本原则：经济地满足使用要求,满足使用要求第一,经济性第二。 正确合理地选择公差等级、基准制和配合种类需正确合理地选择公差等级、基准制和配合种类需要从以下方面考虑：要从以下方面考虑：深入了解公差配合国家标准的构成原则和方法；了解产品的使用条件、技

16、术性能和精度要求，生产条件等；科学实验和生产实践中不断积累，才能逐步有这方面的实际工作能力，决不可能只通过书本知识的学习就能达到正确应用公差的目的。 1公差等级的选择选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级。 类比法类比法：就是参考经过生产实践证明合理的类似产品上的相应尺寸，来确定孔、轴的公差等级。 计算法计算法：特殊重要的配合，当有可能根据使用要求确定其间隙或过盈的允许变动范围，才可用计算法确定其公差等级。但这种情况较少。公公差差与与配配合合的的选选用用 公差等级的选用公差等级的选用 选择考虑：1.工艺等价性2.加工方法3.公差等级的应用范围 4.选择时，既要保证设计要求

17、，又要充分考虑加工工艺的可能性和经济性 公公差差与与配配合合的的选选用用 二、极限与配合的选用公差等级的选用公差等级的选用 选择考虑：6.熟悉常用公差等级的应用 5.在非基准制配合中，有的零件精度要求不高，可与相配合零件的公差等级之差23级。 教材中列出了20个公差等级的大致应用范围（量块011级；量规17级；配合尺寸24级、57级、810级、1113级；非配合尺寸1218级；原材料尺寸814级），可供类比法选用公差等级时参考。教材中列出每种加工方法能够达到的公差等级。公公差差与与配配合合的的选选用用 例5.基本尺寸为80毫米的间隙配合，若根据工作条件确定允许最大间隙Xmax=135m,允许最

18、小间隙：Xmin=55m,确定孔、轴的尺寸公差等级。解：允许的间隙公差：Tx=Xmax-Xmin=|135-55|=80m按工艺等价原则，TD=Td=Tx/2=40m若选定孔的公差为：TD=IT8=46m,若选定轴的公差为：Td=IT7=30m 则配合公差为：Tf=TD+Td=46+30=76mTx=80m，可满足使用要求。例例题题 公公差差与与配配合合的的选选择择2.配合制的选择由于标准规定的基本偏差可以在一定条件保证同名配合的性质相同，基准制的选择与使用要求无关，应主要考虑工艺的经济性和结构的合理性。优先选用基孔制；标准件的配合应按标准件的规定选用基准制；由于结构需要，也可采用基轴制，如活

19、塞销与活塞及连杆小头孔的配合，就是采用基轴制；根据使用要求，选用非基孔制、非基轴制配合。 1.1.加工工艺加工工艺2.2.技术测量技术测量 与滚动轴承内圈配合的轴应该选用与滚动轴承内圈配合的轴应该选用基孔制；而与滚动轴承外圈配合的基孔制；而与滚动轴承外圈配合的孔则宜选择基轴制孔则宜选择基轴制 公公差差与与配配合合的的选选择择3.配合种类的选择配合种类的选择 原则：根据使用要求来选择适当的配合。 方法：计算法，类比法，实验法公差配合的选用按优先、常用和一般的顺序，教材中有优先配合的选用说明，供设计时参考。 1.尺寸公差带尺寸公差带国家标准国家标准: 20个公差等级、个公差等级、28种基本偏差种基

20、本偏差孔公差带：孔公差带： 20273 = 543 (J6、J7、J8)轴公差带轴公差带: 20274 = 544 (j5、j6、j7、j8)： 基轴制有基轴制有47种常用配合，种常用配合，13种优种优先配合先配合 。 基孔制中有基孔制中有59种常用配合，种常用配合，13种种优先配合。优先配合。 极限与配合的选用配合种类的选择本质： 在确定了基准制的基础上，根据使用中允许间隙或过盈的大小及变化范围，选定非基准件的基本偏差代号。有的配合同时确定基准件与非基准件的公差等级。方法：1.计算法 2.试验法 3.类比法 极限与配合的选用配合种类的选择选择配合时还应考虑：1）载荷的大小2）配合的装拆3）配合件的长度 4）配合件的材料5）温度的影响6) 工作条件 极限与配合的选用计算法选择配合若两工件结合面间的过盈或间隙量确定后，可以通过计算并查表选定其配合。根据极限间隙（或极限过盈）确定配合的步骤是：1) 首先确定基准制，2) 根据极限间隙（或极限过盈）计算配合公差，3) 根据配合公差查表选取孔、轴的公差等级，4) 按公式计算基本偏差值，5) 反查表确定基本偏差代号，6) 校核计算结果。 五、一般公差（线性尺寸的未注公差）五、一般公差（线性尺寸