教学配套课件：零件几何量检测

1、零件几何量检测第1章 绪论1.1 本课程的作用和任务1.2 互换性概述1.3 零件的加工误差和公差1.4 优先数和优先数系下一页返回第2章 极限与配合基础2.1 概述2.2 极限与配合的基本术语和定义2.3 极限与配合国家标准的组成与特点2.4 极限与配合在设计中的应用上一页下一页返回第3章 技术测量基础3.1 技术测量的基本概念3.2 计量器具和测量方法的分类3.3 长度测量中常用计量器具和新技术应用3.4 测量误差和数据处理3.5 光滑工件尺寸的检验(GB/T 3177-2009 )上一页下一页返回第4章 几何公差4. 1 概述4. 2 形状公差4. 3 位置公差4. 4 公差原则4. 5

2、 几何公差的选用4. 6 几何误差的检测原则上一页下一页返回第5章 表面粗糙度及测量5.1 概述5. 2 表面粗糙度的评定参数5. 3 表面特征代号及标注5. 4 表面粗糙度数值的选择5. 5 表面粗糙度的测量上一页下一页返回第6章 光滑极限量规6. 1 概述6. 2 量规尺寸公差带6. 3 量规设计上一页下一页返回第7章 圆锥的公差配合与测量7. 1 基本术语及定义7 .2 圆锥公差7 .3 圆锥角和锥度的测量上一页下一页返回第8章 滚动轴承的公差与配合8. 1 滚动轴承的公差等级及应用8. 2 滚动轴承公差及其特点8. 3 滚动轴承与轴及外壳孔的配合上一页下一页返回第9章 螺纹的公差配合与

3、测量9. 1 概述9. 2 普通螺纹各参数对互换性的影响9. 3 普通螺纹的公差与配合9. 4 梯形螺纹丝杠、螺母技术标准简介9. 5 螺纹的检测上一页下一页返回第10章 键和花键的配合与测量10. 1 单键连接10. 2 花键连接上一页下一页返回第11章 圆柱齿轮传动的公差与测量11. 1 圆柱齿轮传动的要求11. 2 齿轮加工误差的主要来源及其特性11. 3 齿轮精度评定11. 4 齿轮精度检测11. 5 齿轮精度选用上一页下一页返回第12章 尺寸链12. 1 尺寸链的基本概念12. 2 尺寸链的计算上一页下一页返回谢谢观赏上一页下一页返回第1章 绪论1.1 本课程的作用和任务1.2 互换

4、性概述1.3 零件的加工误差和公差1.4 优先数和优先数系1.1 本课程的作用和任务本课程是机械类各专业的一门技术基础课，起着连接基础课及其他技术基础课和专业课的桥梁作用。同时也起着联系设计类课程和制造工艺类课程的纽带作用。本课程的任务是:研究机械设计中是怎样正确合理地确定各种零部件的几何精度及相互间的配合关系，着重研究测量工具和仪器的测量原理及正确使用方法，掌握一定的测量技术，具体要求如下:初步建立互换性的基本概念,熟悉有关公差配合的基本术语和定义。了解多种公差标准，重点是圆柱体公差与配合，几何公差以及表面粗糙度标准。基本掌握公差与配合的选择原则和方法，学会正确使用各种公差表格，并能完成重点

5、公差的图样标注。下一页返回1.1 本课程的作用和任务建立技术测量的基本概念，具备一定的技术测量知识，能合理、正确地选择量具、量仪并掌握其调试、测量方法。机械设计过程，从总体设计到零件设计，是研究机构运动学问题，即完成对机器的功能、结构、形状、尺寸的设计的过程。为了保证实现从零、部件的加工到装配成机器，实现要求的功能，正常运转，还必须对零、部件和机器进行精度设计。本课程就是研究精度设计及机械加工误差的有关问题和几何量测量中的一些问题。所以，这也是一门实践性很强的课程。学习本课程，是为了获得机械工程技术人员必备的公差配合与检测方面的基本知识、基本技能。随着后续课程的学习和实践知识的丰富，将会加深对

6、本课程的内容的理解。上一页返回1.2 互换性概述1.互换性的含义互换性是广泛用于机械制造、军品生产、机电一体化产品的设计和制造过程中的重要原则，并且能取得巨大的经济和社会效益。在机械制造业中，零件的互换性是指在同一规格的一批零、部件中，可以不经选择、修配或调整，任取一件都能装配在机器上，并能达到规定的使用性能要求。零、部件具有的这种性能称为互换性。能够保证产品具有互换性的生产，称为遵守互换性原则的生产。汽车、摩托车、拖拉机行业就是运用互换性原理，形成规模经济，取得最佳技术经济效益的。下一页返回1.2 互换性概述2.互换性的分类互换性按其互换程度可分为完全互换与不完全互换。(1)完全互换性完全互

7、换是指一批零、部件装配前不经选择，装配时也不需修配和调整，装配后即可满足预定的使用要求。如螺栓、圆柱销等标准件的装配大都属此类情况。(2)不完全互换性当装配精度要求很高时，若采用完全互换将使零件的尺寸公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工，这时可采用不完全互换法进行生产，将其制造公差适当放大，以便于加工。上一页下一页返回1.2 互换性概述在完工后，再用量仪将零件按实际尺寸大小分组，按组进行装配。如此，既保证装配精度与使用要求，又降低成本。此时，仅是组内零件可以互换，组与组之间不可互换，因此，叫分组互换法。在装配时允许用补充机械加工或钳工修刮办法来获得所需的精度，称为修配法。用移动或更换某些

8、零件以改变其位置和尺寸的办法来达到所需的精度，称为调整法。不完全互换只限于部件或机构在制造厂内装配时使用。对厂外协作，则往往要求完全互换。究竟采用哪种方式为宜，要由产品精度、产品复杂程度、生产规模、设备条件及技术水平等一系列因素决定。上一页下一页返回1.2 互换性概述一般大量生产和成批生产，如汽车、拖拉机厂大都采用完全互换法生产;精度要求很高，如轴承工业，常采用分组装配，即不完全互换法生产;而小批和单件生产，如矿山、冶金等重型机器业，则常采用修配法或调整法生产。3.互换性的技术经济意义互换性原则被广泛采用，因为它不仅仅对生产过程发生影响，而且还涉及产品的设计、使用、维修等各个方面。在设计方面:

9、由于采用具有互换性的标准件、通用件，可使设计工作简化，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计。上一页下一页返回1.2 互换性概述 在制造方面:当零件具有互换性时，可以采用分散加工、集中装配。这样有利于组织专业化协作生产，有利于使用现代化的工艺装备，有利于组织流水线和自动线等先进的生产方式。装配时，不需辅助加工和修配，既减轻工人的劳动强度，又缩短装配周期，还可使装配工作按流水作业方式进行。从而保证产品质量，提高劳动生产率和经济效益。在使用、维修方面:互换性也有其重要意义。当机器的零件突然损坏或按计划定期更换时，便可在最短时间内用备件加以替换，从而提高了机器的利用率和延长机器的使用寿命。上一页下一页

10、返回1.2 互换性概述在某些方面，例如战场上使用的武器，保证零(部)件的互换性是绝对必要的。在这些场合，互换性所起的作用很难用价值来衡量。综上所述，在机械工业中，遵循互换性原则，对产品的设计、制造、使用和维修具有重要的技术经济意义。互换性不仅在大量生产中广为采用，而且随着现代生产，逐步向多品种、小批量的综合生产系统方向转变。互换性也为小批生产，甚至单件生产所要求。但是应当指出，互换性原则不是在任何情况下都适用,有时零件只能采用单配才能制成或才符合经济原则，例如模具常用修配法制造。然而，即使在这种情况下，不可避免地还要采用具有互换性的刀具、量具等工艺装备。因此，互换性仍是必须遵循的基本的技术经济

11、原则。上一页返回1. 3 零件的加工误差和公差1.机械加工误差加工精度是指机械加工后，零件几何参数(尺寸、几何要素的形状和相互位置、轮廓的微观不平程度等)的实际值与设计理想值相符合的程度。加工误差是指实际几何参数对其设计理想值的偏离程度，加工误差越小，加工精度越高。机械加工误差主要有以下几类尺寸误差:零件加工后的实际尺寸对理想尺寸的偏离程度。理想尺寸是指图样上标注的最大、最小两极限尺寸的平均值，即尺寸公差带的中心值。下一页返回1. 3 零件的加工误差和公差形状误差:指加工后零件的实际表面形状对于其理想形状的差异(或偏离程度)，如圆度、直线度等。位置误差:指加工后零件的表面、轴线或对称平面之间的

12、相互位置对于其理想位置的差异(或偏离程度)，如同轴度、位置度等表面微观不平度:加工后的零件表面上由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状误差。零件表面微观不平度用表面粗糙度的评定参数值表示。加工误差是由工艺系统的诸多误差因素所产生的。如加工方法的原理误差，工件装卡定位误差，夹具、刀具的制造误差与磨损，机床的制造、安装误差与磨损，机床、刀具的误差，切削过程中的受力、受热变形和摩擦振动，还有毛坯的几何误差及加工中的测量误差等。上一页下一页返回1. 3 零件的加工误差和公差2.几何号公差为了控制加工误差，满足零件功能要求，设计者通过零件图样，提出相应的加工精度要求，这些要求是用几何量公差的标注形式给出的

13、。几何量公差就是实际几何参数值允许的变动范围。相对于各类加工误差，几何量公差分为尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度指标允许值及典型零件特殊几何参数的公差等。图1. 1所示为各类不同几何量公差的标注方法及数值。3.标准在现代化生产中，一个机械产品的制造过程往往涉及许多行业和企业，有的还需要国际间的合作。为了满足相互间在技术上的协调要求，必须有一个共同遵守的规范的统一技术要求。上一页下一页返回1. 3 零件的加工误差和公差标准是规范技术要求的法规，是在一定范围内共同遵守的技术依据。标准按不同级别颁发，在世界范围，企业共同遵守的是国际标准(ISO )。我国标准分为国家标准(GB)、行业标准(如

14、机械标准(JB)、地方标准(DB)及企业标准。地方标准和企业标准是在没有国家标准及行业标准可依据、而在某个范围内又需要统一技术要求的情况下制定的技术规范。标准的范围很广，涉及人们生活的各个方面。按照针对的对象，可以分为基础标准、产品标准、方法标准和安全与环境保护标准等。本书讨论的制造精度标准属于基础标准。上一页返回1 .4 优先数和优先数系在产品设计或生产中，为了满足不同要求，同一品种的某一参数，从大到小取不同值时(形成不同规格的产品系列)，应该采用一种科学的数值分级制度或称谓。人们由此总结了一种科学的统一的数值标准，即为优先数和优先数系。如机床主轴转速的分级间距、钻头直径尺寸的分类均符合某一

15、优先数系。优先数系中的任一个数值均称为优先数。优先数系是国际上统一的数值分级制度，是一种量纲为1的分级数系，适用于各种量值的分级。在确定产品的参数或参数系列时，应最大限度地采用优先数和优先数系。下一页返回1 .4 优先数和优先数系产品(或零件)的主要参数(或主要尺寸)按优先数形成系列，可使产品(或零件)走上系列化，便于分析参数间的关系，可减轻设计计算的工作量。优先数的主要优点是:相邻两项的相对差均匀，疏密适中，运算方便，简单易记。在同系列中，优先数的积、商、整数乘方仍为优先数。因此，优先数系得到广泛应用。优先数系是在几何级数基础上形成的，但其公比值仍可以是各种各样的，如何确定公比值呢?由生产实

16、践可知十进制和二进制的几何级数最能满足工程要求。所谓十进制就是1,10,100, ,10n,1,0.1,0.01, ,1/10n 组成的级数，其中，n为正整数。110、10 100、和10. 1 、0. 10. 01、称为十进段。上一页下一页返回1 .4 优先数和优先数系十进段级数的规律就是每经m项就使数值增大10倍，设a为首项值，公比为q，则aqm= 10a，故 二进制级数具有倍增性质，如1,2,4,，在工程中同样应用十分广泛，如电动机转速为375 r/min,750 r/min,l 500 r/min,3 000 r/min即按二进制的规律而变化。如何把二进制和十进制相结合呢?可设在十进制

17、几何级数中每经x项构成倍数系列，则qx= l0 x/m = 2，上式取对数后得x/m = lg 2 = 0. 301 03 0. 3 = 3/10，由此得到优先数列的x和m值的组合(x与m为正整数时，即能同时满足十进制和二进制)，m /x=10/3、20/6、30/9、40/12、50/15、60/18、70/21、80/24、。上一页下一页返回1 .4 优先数和优先数系以m/x=10/3为例:当首项为1时，公比即构成.00、1.25、1.60、2.00、2.50、3. 15、4. 00 、5. 00 、6. 30 、 8. 00 、10. 00等一系列数值，该系列每经3项构成倍数系列，每经1

18、0项构成十倍系列。我国标准GB/T 321-2005与国际标准ISO推荐的m值是5、10、20、40、80除5外其他四种都含有倍数系列，5是为了满足分级更稀的需要而推荐的。5、10、20 、40作为基本系列，80作为补充系列。系列用国际通用符号R表示:R5系列 公比为R10系列 公比为上一页下一页返回1 .4 优先数和优先数系R20系列 公比为R40系列 公比为R80系列 公比为范围为110的优先数系列见表1.1。上一页下一页返回谢谢观赏上一页下一页返回图1. 1 典型零件图返回表1. 1 优先数基本系列返回续表返回第2章 极限与配合基础2.1 概述2.2 极限与配合的基本术语和定义2.3 极

19、限与配合国家标准的组成与特点2.4 极限与配合在设计中的应用2.1 概述圆柱体的结合(配合)，是孔、轴最基本和普遍的形式。为了经济地满足使用要求保证互换性，应对尺寸公差与配合进行标准化。尺寸公差与配合的标准化是一项综合性的技术基础工作，是推行科学管理、推动企业技术进步和提高企业管理水平的重要手段。它不仅可防止产品尺寸设计中的混乱，有利于工艺过程的经济性、产品的使用和维修，还利于刀具、量具的标准化。机械基础国家标准已成为机械工程中应用最广、涉及面最大的主要基础标准。随着我国科技的进步，为了满足国际技术交流和贸易的需要，已逐步与国际标准(ISO)接轨。国家技术监督局不断发布实施新标准，同时代替旧标

20、准。我国目前已初步形成并建立了与国际标准相适应的基础公差体系，可以基本满足经济发展和对外交流的需要。返回2.2 极限与配合的基本术语和定义为了正确理解和贯彻实施国家标准(GB/T 18002009)，必须深入、正确地理解以下各种术语的含义以及它们之间的区别和联系。1.孔和轴孔:通常指工件的圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形的内尺寸要素(由二平行平面或切面形成的包容面)。轴:通常指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形的外尺寸要素(由二平行平面或切面形成的被包容面)。从装配关系讲，孔为包容面，在它之内无材料，且越加工越大;轴为被包容面，在它之外无材料，且越加工越小。下一页返回2.2 极限与配合的基

21、本术语和定义由此可见，孔、轴具有广泛的含义。不仅表示通常理解的概念，即圆柱形的内、外表面，而且也包括由二平行平面或切面形成的包容面和被包容面。图2. 1所示的各表面，如D1、D2 、D3和几各尺寸确定的各组平行平面或切面所形成的包容面都称为孔;如d1 ,d2 ,d3和d4各尺寸确定的圆柱形外表面和各组平行平面或切平面所形成的被包容面都称为轴。因而孔、轴分别具有包容和被包容的功能。 如果二平行平面或切平面既不能形成包容面，也不能形成被包容面，则它们既不是孔，也不是轴，如图2. 1中由L1 、L2和L3各尺寸确定的各组平行平面或切面。上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义2.尺寸尺寸:

22、以特定单位表示线性尺寸值的数字。在机械制造中一般常用毫米(mm)作为特定单位。公称尺寸(D、d):由图样规范确定的理想形状要素的尺寸，见图2. 2。它的数值一般应按标准长度、标准直径的数值进行圆整。公称尺寸标准化可减少刀具、量具、夹具的规格数量。实际(组成)要素:由接近实际(组成)要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。实际(组成)要素代替了前国家标准中的实际尺寸的概念上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义提取组成要素:按规定方法，由实际(组成)要素提取有限数目的点所形成的实际(组成)要素的近似替代。提取组成要素的局部尺寸:一切提取组成要素上两对应点之间距离的统称。它代替了前国家标

23、准中“局部实际尺寸”的概念3.尺寸偏差与公差尺寸偏差(简称偏差):某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为上极限偏差;下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为下极限偏差;上极限偏差与下极限偏差统称为极限偏差。偏差可以为正、负或零值。上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义孔上极限偏差ES =Dmax-D，下极限偏差EI = Dmin-D轴上极限偏差es =dmax-d，下极限偏差ei= dmin-d尺寸公差(简称公差):上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限偏差之差。它是允许尺寸的变动量。公差取绝对值，不存在正、负公差，也不允许为零。孔公差TD

24、=|Dmax-Dmin|=| ES一ET |轴公差Td=|dmax-dmin|=| es - ei |上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义4.零线与公差带零线:在极限与配合图解中，表示公称尺寸的一条直线，以其为基准确定偏。差和公差。零线通常沿水平方向绘制，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差(图2.3)。尺寸公差带(简称公差带):它是由代表上下极限偏差的两条直线所限定的一个区域。5.配合配合是指公称尺寸相同并且相互结合的孔和轴公差带之间的关系。间隙或过盈:孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，此差值为正时得间隙，此差值为负时得过盈。上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和

25、定义配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三种。(1) I司隙配合具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上，如图2. 4所示。由于孔和轴都有公差，所以实际间隙的大小随着孔和轴的实际尺寸而变化。孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸所得的差值为最大间隙，也等于孔的上极限偏差减去轴的下极限偏差。以X代表间隙，则最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei最小间隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义(2)过盈配合具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下，如图2.5所示。实际过盈的大小也随着

26、孔和轴的实际尺寸而变化。孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸所得的差值为最小过盈，也等于孔的上极限偏差减去轴的下极限偏差，以Y代表过盈，则最大间隙Ymax=Dmin-dmax=EI-es最小间隙 Ymin=Dmax-dmin=ES-ei(3)过渡配合可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠，如图2. 6所示上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸所得的差值为最大间隙，孔的下极限尺寸减去轴的上极限尺寸所得的差值为最大过盈，则最大间隙Xmax= Dmax-dmin=ES-ei最小间隙 Ymax= Dmin-dmax=EI-es(4)配合公

27、差配合公差是组成配合的孔和轴的公差之和，它是允许间隙或过盈的变动量。它是设计人员根据相配件的使用要求确定的。配合公差越大，配合精度越低;配合公差越小，配合精度越高。配合公差的大小为两个界限值的代数差的绝对值，也等于相配合孔的公差和轴的公差之和。取绝对值表示配合公差，在实际计算时常省略绝对值符号。上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义对于间隙配合，其配合公差T,为最大间隙与最小间隙的代数差的绝对值Tf =Xmax-Xmin=TD+Td;对于过盈配合，其配合公差T,为最大过盈与最小过盈的代数差的绝对值Tf =Ymin-Ymax=TD+Td;对于过渡配合，其配合公差T,为最大间隙与最大过

28、盈的代数差的绝对值Tf =Xmax-Ymax=TD+Td;以上三类配合的配合公差带可以用图2. 7表示。配合公差完全在零线以上为间隙配合;完全在零线以下为过盈配合;跨在零线上、下两侧为过渡配合。配合公差带两端的坐标值代表极限间隙或极限过盈，上下两端之间距离为配合公差值。上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义 例2. 1求下列三种孔、轴配合的公称尺寸，上、下极限偏差，公差，上、下极限尺寸，最大、最小间隙或过盈，属于何种配合，求出配合公差，并画出各种极限与配合图解和配合公差带图(单位为mm ) 。孔 与轴 相配合孔 与轴 相配合孔 与轴 相配合各种极限与配合图解和配合公差带图(单位为u

29、m)如图2. 8和图2. 9所示。上一页下一页返回2.2 极限与配合的基本术语和定义上一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点1.标准公差系列(1)标准公差及其分级标准公差是本标准极限与配合制中所规定的任一公差。GB/T 1800-2009规定的标准公差数值见表2. 1所列。由表可知，标准公差数值由公差等级和公称尺寸决定。在公称尺寸0至500 mm内规定了ITO1、 ITO 、 IT1、 , IT18共20个等级;在 5003 150 mm内规定了IT1IT18共18个标准公差等级。(精度依次降低IT表示国际公差，数字表示公差等级代号。)同一公差等级、同一尺寸分段内各公称尺寸的标准公差

30、数值是相同的。同一公差等级对所有公称尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点(2)标准公差因子i和I标准公差因子i和1是用以确定标准公差的基本单位，它是公称尺寸D的函数，是制定标准公差值数值系列的基础，即i=f(D)或I= (D)。尺寸500 mm时， 公式前项主要反映加工误差的影响，i与D之间呈立方抛物线关系。后项为补偿偏离标准温度和量具变形而引起的测量误差，i与D之间呈线性关系。当尺寸5003 150mm时，i=0.004D+2.1公式前项为测量误差，后项常数2. 1为尺寸衔接关系常数。式中D为计算直径(公称尺寸段的几何平均值),以mm计;

31、i和I 以u m计.公差单位与公称尺寸的关系如图2. 10所示。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点(3)公差等级系数a在公称尺寸一定的情况下，a的大小反映了加工方法的难易程度，也是决定标准公差大小IT = ai的唯一参数，成为ITS一IT18各级标准公差包含的公差因子数。为了使公差值标准化，公差等级系数a选取优先数系R5系列，即 如IT6IT18，每隔5项增大10倍。对于500 mm的更高等级，主要考虑测量误差，其公差计算用线性关系式，而IT2IT4的公差值大致在IT1IT5的公差值之间，按几何级数分布。公称尺寸500 mm的标准公差计算式见表2. 2。上一页下一页返回2

32、. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点公称尺寸500 mm，常用公差等级IT5IT18的公差值按T = ai计算。当公称尺寸500 mm时，其公差值的计算方法与500 mm相同，不再赘述。(4)尺寸分段由于公差单位i是公称尺寸的函数，按标准公差计算式计算标准公差值时，如果每一个公称尺寸都要有一个公差值，将会使编制的公差表格非常庞大。为简化公差表格，标准规定对公称尺寸进行分段，公称尺寸D均按每一尺寸分段的首尾两尺寸D1、D2的几何平均值代入，即这样，就使得同一公差等级、同一尺寸分段内各公称尺寸的标准公差值是相同的。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点例2. 2计算确定公称尺寸

33、分段为18 30mm、7级公差的标准公差值。查表2. 2可得IT7=16i=16x1.31=20.96=21 (um)。根据以上办法分别算出各尺寸段各级标准公差值，构成标准公差数值表2.1以供设计时查用。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点2.基本偏差系列在对公差带的大小进行了标准化后，还需对公差带相对于零线的位置进行标准化。(1)基本偏差代号及其特点基本偏差是本标准极限与配合制中，确定公差带相对于零线位置的极限偏差(上极限偏差或下极限偏差)，一般指靠近零线的那个极限偏差。当公差带在零线以上时，下极限偏差为基本偏差;公差带在零线以下时，上极限偏差为基本偏差，如图2.11所示

34、。显然，孔、轴的另一极限偏差可由公差带的大小确定。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点国家标准中已将基本偏差标准化，规定了孔、轴各28种公差带位置，分别用拉丁字母表示，在26个拉丁字母中去掉易与其他含义混淆的五个字母:I,L,O,Q,W(i,l,o,q,w)，同时增加CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC (cd、ef、ef、 js、za、 zb、zc) 七个双字母，共28种，基本偏差系列如第17页图2. 12所示。基本偏差系列中的H(h)其基本偏差为零，JS ( js)与零线对称，上极限偏差ES(es)=+ IT/2，下极限偏差EI(ei)=-IT/2，上下极限偏差均可

35、作为基本偏差、从AH(ah)其基本偏差的绝对值逐渐减小;从JZC ( jzc)一般为逐渐增大。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点 从图2. 12可知:孔的基本偏差系列中，AH的基本偏差为下极限偏差，JZC的基本偏差为上极限偏差;轴的基本偏差中ah的基本偏差为上极限偏差，JZC的基本偏差为下极限偏差。公差带的另一极限偏差“开口”，表示其公差等级未定。孔、轴的绝大多数基本偏差数值不随公差等级变化，只有极少数基本偏差(js,k,j)的数值随公差等级变化。(2)公差带及配合的表示方法孔、轴公差代号用基本偏差代号与公差等级代号组成。为了以尽可能少的标准公差带形成最多种的配合，标准规

36、定了两种基准制:基孔制和基轴制。如有特殊需要，允许将任一孔、轴公差带组成配合。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点基孔制: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，如第18页图2.13 (a)所示。在基孔制中，孔是基准件，称为基准孔;轴是非基准件，称为配合轴。同时规定，基准孔的基本偏差是下极限偏差，且等于零，EI =0，并以基本偏差代号H表示，应优先选用。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，如第18页图2. 13(b)所示。在基轴制中，轴是基准件，称为基准轴;孔是非基准件，称为配合孔。同时

37、规定，基准轴的基本偏差是上极限偏差，且等于零，es = 0，并以基本偏差代号h表示。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点(3)基本偏差的构成规律在孔和轴的各种基本偏差中，AH和ah与基准件相配时，可以得到间隙配合;JN和jn与基准件相配时，基本上得到过渡配合;PZC和pzc与基准件相配时，基本上得到过盈配合。由于基准件的基本偏差为零，它的另一个极限偏差就取决于其公差等级的高低(公差带的大小)，因此某些基本偏差的非基准件(基孔制配合轴或基轴制配合的孔)的公差带在与公差较大的基准件(基孔制或基轴制)相配时可以形成过渡配合，而与公差带较小的基准件相配时，则可能形成过盈配合，如N、

38、n、P、p等，如图2. 13所示。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点 公称尺寸500 mm时，孔的28种基本偏差，除了J5与js相同，也表示对零线对称分布的公差带，其极限偏差为 IT/2以外，其余27种基本偏差的数值都是由相应代号的轴的基本偏差的数值按照一定的规则(即映射关系)换算得到的。轴的基本偏差数值计算公式见表2. 3。实际应用时查 表2. 4第2021页)。 在公称尺寸大于3500 mm的基孔制或基轴制中，给定某一公差等级的孔要与更精一级的轴相配(例如H7/p6和p7/h6 )，并要求具有同等的间隙或过盈(如图2. 14所示)。此时，计算的孔的基本偏差应附加一个值

39、，即 ES=ES(计算值)+上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点式中:是公称尺寸段内给定的某一标准公差等级IT，与更精一级的标准公差等级ITS_，。的差值。例如:公称尺寸段18一30 tntn的P7: =ITn-IT(n-l)=IT7-IT6 =(21-13) um=8 u m注:这称为特殊规则，仅适用于公称尺寸大于3mm、标准公差等级小于或等于IT8的孔的基本偏差K,M,N和标准公差等级小于或等于IT7的基本偏差P至ZC。孔的基本偏差，一般是最靠近零线的那个极限偏差，即A至H为孔的下极限偏差(EI) ， K至ZC为孔的上极限偏差(ES)，见表2. 5(第2223页)。除孔

40、J和JS外，基本偏差的数值与选用的标准公差等级无关。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点3.国家标准中规定的公差带与配合(1)国家标准中规定的公差带原则上GB/T 1801-2009允许任一孔、轴组成配合。但为了简化标准和使用方便，根据实际需要规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带，从而有利于生产和减少刀具、量具的规格、数量，方便于技术工作。表2. 6为公称尺寸至500 mm孔、轴优先、常用和一般用途公差带。应按顺序选用。表2. 6中，轴的优先公差带13种，常用公差带59种，一般用途公差带119种;孔的优先公差带13种。常用公差带44种，一般用途105种。上一页下一页返回

41、2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点(2)国家标准中规定的配合国家标准中孔、轴公差带进行组合可得30万种配合，远远超过了实际需要现将尺寸500 mm范围内，对基孔制规定13种优先配合和59种常用配合，见表2. 7;对基轴制规定了13种优先配合和47种常用配合，见表2. 8。4.温度条件国家标准规定的数值均以标准温度20为准，当温度偏离标准温度时，应进行修正。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点5.一般公差未注公差的线性尺寸的公差(GB/T 1804-2000 )一般公差是指在车间通常加工条件下可保证的公差，是机床设备在正常维护和操作情况下，能达到的经济加工精度。采用一般

42、公差时，在该尺寸后不标注极限偏差或其他代号，所以也称未注公差。一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。当功能上允许的公差等于或大于一般公差时，均应采用一般公差;当要素的功能允许比一般公差大的公差，且注出更为经济时，如装配所钻盲孔的深度，则相应的极限偏差值要在尺寸后注出。在正常情况下，一般可不必检验。上一页下一页返回2. 3 根眼与配吕国家标准的组成与持点一般公差适用于金属切削加工的尺寸和一般冲压加工的尺寸。对非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸亦可参照采用。在GB/T 1804-2000中，规定了四个公差等级，其线性尺寸一般公差的公差等级及其极限偏差数值见表2. 9;其倒圆半径与倒角高度尺寸一般公

43、差的公差等级及其极限偏差数值见表2. 10。在图样上、技术文件或相应的标准中，用本标准的表示方法为:GB/T 1804-m其中m表示用中等级。上一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用正确应用公差与配合是机械设计中的一个重要问题。几乎所有机器中的零件连接都少不了孔、轴结合的形式，这种结合的意义不仅在于把零件组装到一起，而更重要的是要保证机器的正常工作。为此，孔、轴的结合特性应与机器的使用要求相适应，也就是说，孔、轴结合应具有适度的松紧，并把这一松紧程度的变动量限制在一定的范围。这就是我们所说的公差与配合的含义。如果公差与配合选用不当，将会影响机器的技术性能，甚至不能进行工作。例如，测绘制造的

44、机械产品，其所用材料、零件的尺寸和结构形状完全与原机一样，但使用性能却远不及原机优良。经过反复试验，修改所选用的公差与配合后，产品的技术性能才达到了原机的水平，这样的实例在生产实践中是经常遇到的。下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用在机械产品的设计中，正确地选择公差与配合是一项比较复杂的工作。总的指导原则应当是:以保证产品的技术性能要求为前提，最大限度地降低制造成本，力争达到最佳技术经济综合指标。为了实现这一目标，除正确地选用公差与配合外，还必须采取合理的工艺措施，这两者是不可分割的。正确地选用公差与配合，应当包括以下几个方面的内容。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用1

45、.正确使用公差与配合国家标准公差与配合国家标准的应用主要是两个方面的内容:一是根据产品使用性能要求所提出的间隙(或过盈)范围，设计者选择适当的公差配合，即确定配合代号;二是工艺人员根据图样上的配合代号，通过查表确定孔、轴的极限偏差和零件的公差数值，以便合理地确定工艺系统和工艺过程。(1)根据极限间隙(或极限过盈)确定公差与配合由极限间隙(或极限过盈)求配合公差Tf。Tf=Xmax-Xmin=Ymin-Ymax=Xmax-Ymax上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用根据配合公差求孔、轴公差。由Tf=Th+Ts，查标准公差表，可得到孔、轴的公差等级。如果在公差表中找不到任何两个相邻或

46、相同等级的公差之和恰为配合公差，此时应按下列关系确定孔、轴的公差等级:TD+TdTf同时考虑到孔、轴精度匹配和“工艺等价原则”，孔和轴的公差等级应相同或孔比轴低一级的关系而用任意两个公差等级进行组合。确定基准制。由极限间隙(或极限过盈)确定非基准件的基本偏差代号。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用.基孔制间隙配合:轴的基本偏差为上极限偏差es，且为负值，其公差带在零线以下，如图2. 15所示。由图可知，轴的基本偏差|es| =Xmin。由Xmin查轴的基本偏差表便可得到轴的基本偏差代号。过盈配合:轴的基本偏差为下极限偏差ei，且为正值，其公差带在零线以上，如图2. 16所示。由

47、图可知，轴的基本偏差ei=ES+ |Ymin|。根据计算结果查轴的基本偏差表，便可得到轴的基本偏差代号。过渡配合:轴的基本偏差为下极限偏差。但从轴的基本偏差表可以看出，其值有正也有负，有时为零，如图2. 17所示。由图可知，轴的基本偏差均为ei = Td Xmax。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用当根据已知条件计算出轴的基本偏差数值而查取轴的基本偏差代号时，如果表中没有哪一个代号的数值与计算出的数值相同，则应按下述原则近似地取某一代号:对于间隙配合或过盈配合Xmin Xmin或| Ymin| Ymin| 对于过渡配合Xmax Xmax 。式中， Xmin 、 Ymin和Xma

48、x分别为由所取基本偏差代号形成的最小间隙、最小过盈和最大间隙; Xmin 、 Ymin和Xmax分别为由已知条件给定的最小间隙、最小过盈和最大间隙。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用.基轴制间隙配合:孔的基本偏差为下极限偏差，且为正值。孔公差带在零线以上，如图2. 18所示。孔的基本偏差EI = Xmin ，由孔的基本偏差表按Xmin的数值，可查取孔的基本偏差代号。过盈配合:孔的基本偏差为上极限偏差，且为负值，其公差带在零线以下，如图2. 19所示。孔的基本偏差为ES = Ymin + ei。由孔的基本偏差表，可按计算出的ES查取孔的基本偏差代号。过渡配合:孔的基本偏差为上极限

49、偏差，但其值有正也有负，有时为零，如图2. 20所示。由图可知，孔的基本偏差为ES = Xmax -Td。按计算出的ES值查孔的基本偏差表，即可获得孔的基本偏差代号。当取近似代号时，所遵守的原则与基孔制相同。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用验算极限间隙或过盈。首先按孔、轴的标准公差计算出另一极限偏差，然后按所取的配合代号计算极限间隙或极限过盈，看是否符合由已知条件限定的极限间隙或极限过盈。如果验算结果不符合设计要求，可采用更换基本偏差代号或变动孔、轴公差等级的方法来改变极限间隙或极限过盈的大小，直至所选用的配合符合设计要求为止。例2. 3孔、轴的公称尺寸为30mm，要求配合间

50、隙为Xmin = + 20 um , Xmax =+55 um。试确定公差配合。解:计算配合公差:Tf = Xmax- Xmin。查公差表确定孔、轴的公差等级IT7 = 21 um IT6 = 13 um，孔用IT7，轴用IT6，IT7+IT6=34 umT,=35 um。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用假定采用基孔制。查轴的基本偏差表，确定轴的基本偏差代号为f。验算极限间隙。先画出孔、轴公差带图，如图2. 21所示，并查出孔、轴的各极限偏差，可得Xmin =+ 20 um , Xmax =+ 54 um。经验算可知，所选配合30 H7/f6是合适的。例2. 4孔、轴的公称尺

51、寸为30mm，配合要求Ymin=-26 um , Ymax =-63 um试确定公差配合。解:计算配合公差: Tf = Ymin -Ymax = 37 um。查公差表确定孔、轴公差等级IT7 = 21 um , IT6 -13 um , IT7 + IT6 = 34 um Tf = 37 um，所以孔可用IT7，轴用IT6。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用假定采用基轴制。查孔的基本偏差代号。因为这是一个过盈配合，所以孔的基本偏差应为上极限偏差ES = Ymin + ei=- 26 +(-13)=-39 ( um)。查孔的基本偏差表，可得孔的基本偏差代号为U(其值为-40 um

52、 )。验算极限过盈。先画出孔、轴公差带图，如图2. 22所示，并查公差表算出孔的下极限偏差。计算结果为玖Ymin =-27 um , Ymax =-61 um。符合设计要求，所以选取的配合代号为30U7/h6)。例2. 5孔、轴的公称尺寸为30 mm，配合要求为Xmax = 20 um , Ymax =-16 um试确定公差配合。解:计算配合公差: Tf = Xmax一Ymax = 36 um上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用查公差表确定孔、轴公差等级IT7 = 21 um , IT6=13 um , IT7 + IT6 = 34 um Tf = 36 um，所以孔可用IT7，

53、轴用IT6。假定采用基孔制。查轴的基本偏差代号。因为已知条件给定的是最大间隙和最大过盈，所以这肯定是一个过渡配合。因此轴的基本偏差为下极限偏差，其值为ei = Td一Xmax =21 - 20 = + 1 um。查基本偏差表，可取轴的基本偏差代号为k。验算最大间隙和最大过盈。画出公差带图，并计算轴的上极限偏差，如图2. 23所示。计算结果为Xmax =+ 19 um , Ymax =-15 um，符合设计要求，故所选配合代号为30 H7/k6。(2)根据配合代号确定孔、轴的公差和极限偏差。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用工艺人员在制定工艺过程时，必须根据图样给定的配合代号求得

54、孔、轴的公差和极限偏差。其步骤如下:根据孔、轴公差等级查标准公差值。以30 H7/k6为例，查得IT7 =21um,IT6=13 um。查非基准件的基本偏差值。本例t为非基准件的基本偏差(下极限偏差)代号，它的数值ei = +41 um。计算另一极限偏差的数值ES = +21 um,es = +54 um。画公差带图并计算极限间隙或极限过盈和配合公差。本例公差带图如图2. 24所示。这是一个过盈配合，因此有: Ymin = ES一ei=-20 um; Ymax = EI-es =-54 um。配合公差: Tf = Ymin一Ymax = 34 um上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加

55、应用工艺人员根据孔、轴公差选择加工设备，制定工艺程序，根据极限过盈确定装配方法。2.公差与配合的选用公差与配合的选用主要包括确定基准制、公差等级和配合三个方面的内容。(1)基准制的确定基准制的确定要从零件的加工工艺、装配工艺和经济性等方面考虑。也就是说所选择的基准制应当有利于零件的加工、装配和降低制造成本。在一般情况下优先采用基孔制，因为加工孔需要定值刀具和量具，如钻头、铰刀、拉刀和塞规。采用基孔制可减少这些刀具和量具的品种、规格数量。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用加工轴所用的刀具一般为非定值刀具，如车刀、砂轮等。同一把车刀可以加工不同尺寸的轴件，这显然是经济合理的选择。但

56、采用基孔制并非在任何情况下都是有利的，如在下面几种情况下就应当采用基轴制。在同一公称尺寸的轴上，同时安装几个不同松紧配合的孔件时，如活塞连杆机构中，销轴需要同时与活塞和连杆孔形成不同的配合。如图2. 25所示，销轴两端与活塞孔的配合为M6/h5，销轴与连杆孔的配合为H6/h5，显然它们的配合松紧是不同的，此时应当采用基轴制。这样销轴的直径尺寸通常是相同的(h5 )，便于加工。活塞孔和连杆孔则分别按M6和H6加工，装配时也比较方便，不致将连杆孔表面划伤。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用相反，如果采用基孔制，由于活塞孔和连杆孔尺寸相同，为了获得不同松紧的配合，销轴的尺寸势必应当两

57、端大中间小，这样的销轴难装配，装配时容易将连杆孔表面划伤。采用冷拉棒材直接作轴时，因不需再加工，所以可获得较明显的经济效益。此时把轴视为标准件，因此要采用基轴制。这种情况在农机等行业中比较常见。标准件的外表面与其他零件的内表面配合时，也要采用基轴制，如轴承外圈与机座孔的配合应采用基轴制。但轴承的内圈与轴配合时，则应采用基孔制。基准制实际上是根据某些需要确定的，所以有时也可采用不同基准制的配合，即相配合的孔和轴都不是基准件。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用如图2. 26所示，轴承盖与轴承孔的配合和轴承挡圈与轴颈的配合分别为100J7/e9和55 D9/j6，它们既不是基孔制也不

58、是基轴制。轴承孔的公差带J7是它与轴承外圈配合决定的，轴颈的公差带声是它与轴承内圈的配合决定的。为了使轴承盖与轴承孔和挡圈与轴颈获得更松的配合，前者不能采用基轴制，后者不能采用基孔制，从而决定了必须采用不同基准制的配合。(2)公差等级的确定选择公差等级就是解决制造精度与制造成本之间的矛盾。在满足配合精度要求的前提下，应尽量选择较低的公差等级。在确定公差等级时要注意以下几个问题。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用一般的非配合尺寸要比配合尺寸的公差等级低。遵守工艺等价原则孔、轴的加工难易程度相当。在公称尺寸等于或小于500 mm时，孔比轴要低一级;在公称尺寸大于500 mm时，孔、

59、轴的公差等级相同。这一原则主要用于中高精度(公差等级毛IT8)的配合在满足配合要求的前提下，孔、轴的公差等级可以任意组合，不受工艺等价原则的限制。如图2. 26所示，轴承盖与轴承孔的配合要求很松，它的连接可靠性主要是靠螺钉连接来保证。对配合精度要求很低，相配合的孔件和轴件既没有相对运动，又不承受外界负荷，所以轴承盖的配合外径采用IT9是经济合理的。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用孔的公差等级是由轴承的外径精度所决定的，如果轴承盖的配合外径按工艺等价原则采用IT6，则反而是不合理的。这样做势必要提高制造成本，同时对提高产品质量又起不到任何作用。同理，轴承挡圈的公差等级为IT9，

60、轴颈的公差等级为IT6也是合理的。与标准件配合的零件，其公差等级由标准件的精度要求所决定。如与轴承配合的孔和轴，其公差等级由轴承的精度等级来决定。与齿轮孔相配的轴，其配合部位的公差等级由齿轮的精度等级所决定。用类比法确定公差等级时，一定要查明各公差等级的应用范围和公差等级的选择实例，表2. 11和表2. 12可供参考。在满足设计要求的前提下，应尽量考虑工艺的可能性和经济性。各种加工方法所能达到的精度可参考表2. 13。上一页下一页返回2. 4 根眼与配吕在设计山加应用表面粗糙度是影响配合性质的一个重要因素，在选择公差等级时应同时考虑表面粗糙度的要求。普通材料用一般加工方法所能达到的表面粗糙度数