极限和配合以及圆柱结合互换性

1、关于极限与配合及圆柱结合的互换性第一张，PPT共七十八页，创作于2022年6月2.1 概述圆柱结合：由孔和轴构成，该结合由结合直径与结合长度两个参数确定，它是机械制造中应用最广泛的一种结合。公差制：圆柱结合的公差制是机械工程方面重要的基础标准，包括极限制、配合制、检验制及量规制等。 公差制不仅用于圆柱形内、外表面的结合，也适用于其它结合。互换性与测量技术基础第二张，PPT共七十八页，创作于2022年6月公差：允许尺寸的变动量。 主要反映机器零件使用要求与制造要求的矛盾。 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。 反映组成机器的零件之间的关系 使用要求制造要求互换性与测量技术基

2、础第三张，PPT共七十八页，创作于2022年6月GB/T 1800.1-1997极限与配合 基础 第1部分 词汇GB/T 1800.2-1998极限与配合 基础 第2部分 公差、偏差和配合的基本规定GB/T 1800.3-1998极限与配合 基础 第3部分 标准公差和基本偏差的数值表GB/T 1801-1999极限与配合 公差带和配合的选择GB/T 1804-2000一般公差 未注公差的线性和 角度尺寸的公差互换性与测量技术基础第四张，PPT共七十八页，创作于2022年6月2.2 极限与配合的基本术语及定义2.2.1 孔和轴 在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义： 孔：指圆柱形内表面 及

3、其它内表面中，由单一 尺 寸确定的部分，其尺寸用 D 表示； 孔为包容面；轴为被包容面轴：指圆柱形外表面 及其它外表面中，由单一 尺寸确定的部分，其尺寸用 d 表示。互换性与测量技术基础第五张，PPT共七十八页，创作于2022年6月孔和轴互换性与测量技术基础第六张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 2.2.2 尺寸1. 尺寸：用特定单位表示线性尺寸值的数字。 工程上，不加说明均以“mm”为单位 2. 基本尺寸（basic size ）: 设计者给定的尺寸 3. 实际尺寸（actual size）: 由测量得到的尺寸 4. 极限尺寸（limits size）: 允许尺寸变化的极限 互换性与

4、测量技术基础最大极限尺寸: Dmax dmax最小极限尺寸: Dmin dmin第七张，PPT共七十八页，创作于2022年6月5. 最大实体极限(MML)和最小实体极限(LML)MML：在允许的公差范围内, 孔、轴具有允许 的材料量为最多状态下的极限尺寸。LML：在允许的公差范围内, 孔、轴具有允许的 材料量为最少状态下的极限尺寸。互换性与测量技术基础第八张，PPT共七十八页，创作于2022年6月2.2.3 公差与偏差 1. 偏差（deviation）: 某一尺寸基本尺寸 (1) 实际偏差（actual deviation）:实际尺寸基本尺寸 (2) 极限偏差（limit deviation）

5、: 极限尺寸基本尺寸 上偏差（ES、es）= 最大极限尺寸基本尺寸 下偏差（EI、ei） = 最小极限尺寸基本尺寸 2. 公差（tolerance）: 允许尺寸的变动量 T = 最大极限尺寸最小极限尺寸 = 上偏差下偏差互换性与测量技术基础第九张，PPT共七十八页，创作于2022年6月偏差与公差的区别：（1）数值方面：偏差可正、可负、可零，代表工件尺寸相对于公称尺寸的偏离量。公差只能为正，代表加工精度（2）作用方面：极限偏差影响配合的松紧；，公差影响配合的精度（3）工艺方面第十张，PPT共七十八页，创作于2022年6月例:基本尺寸d = 50，dmax = 50.004， dmin = 49.

6、992，试计算极限偏差和公差。 解: es = 50.004 50 = 0.004 = 4m ei = 49.992 50 =0.008 = 8 m T = 4 (8) = 12 m互换性与测量技术基础第十一张，PPT共七十八页，创作于2022年6月基本尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸0eies互换性与测量技术基础第十二张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 3. 公差带 tolerance zone0基本尺寸（50）esei公差带:由代表上下偏差的两条直线所限定的区域 最大极限尺寸最小极限尺寸+-+0.004-0.008零 线: 表示基本尺寸(零偏差线)T互换性与测量技术基础第十三张，PPT

7、共七十八页，创作于2022年6月4.标准公差（IT）(Standard Tolerance)： 国家标准极限与配合制中所规定的用来确定公差带大小的任一公差。互换性与测量技术基础第十四张，PPT共七十八页，创作于2022年6月5. 基本偏差(fundamental deviation): 0+- 基本尺寸孔孔轴轴EIei基本偏差为下偏差ESes基本偏差为上偏差一般为靠近零线的那个偏差（数值接近于理论尺寸的那个数）互换性与测量技术基础用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。第十五张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 （1）基孔制（hole-basic system of fit）: 基

8、本偏差固定不变的孔的公差带,与不同基本偏差 的轴公差带形成各种配合的一种制度（装配过程中，同一批次的孔类零件和不同批次的轴类零件的配合）基准孔 EI=0 ES=ITh 代号: H2.2.4 配合与基准制 1.配合（fit）:基本尺寸相同的, 相互结合的孔和轴 公差带之间的关系。 互换性与测量技术基础第十六张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 （2）基轴制（shaft-basic system of fit） 基准轴 es=0 ei=-ITs代号: h互换性与测量技术基础基本偏差固定不变的轴的公差带,与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度第十七张，PPT共七十八页，创作于2022年

9、6月2. 间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，差值为正时称为间隙，差值为负时称为过盈。本教材规定：计算中，以“X ”表示间隙， 以“Y ”表示过盈。互换性与测量技术基础第十八张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 3. 间隙配合（clearance fit）Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-esTf =Xmax-Xmin=Th+TsXmaxXmin0+- 基本尺寸轴孔互换性与测量技术基础保证具有间隙的配合(包括最小间隙为 0 ) 第十九张，PPT共七十八页，创作于2022年6月例: 孔、轴相配合, 孔 50 , 轴50 计算间隙（或过盈）和配

10、合公差0-0.025-0.050+0.025解：+0.025-0.025-0.0500+-孔轴Xmax = 0.025-(-0.050)=0.075Xmin = 0-(-0.025)=0.025Tf = 0.075-0.025 = 0.05050互换性与测量技术基础第二十张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 4. 过盈配合 (interference fit) Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiTf= Ymax- Ymin =Th+TsYmaxYmin0+- 基本尺寸孔轴互换性与测量技术基础保证具有过盈的配合(包括最小过盈为 0 )第二十一张

11、，PPT共七十八页，创作于2022年6月例:孔、轴相配合,孔50 , 轴50 计算过盈（或间隙）和配合公差 0+0.043+0.059+0.025+0.0250+-孔+0.043+0.059轴解：Ymax= 0-0.059=-0.059Ymin= 0.025-0.043=-0.018Tf = -0.018-(-0.059)=0.04150互换性与测量技术基础第二十二张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 5. 过渡配合（transition fit ）Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-esTf= Xmax - Ymax =Th+Ts0+- 基本尺寸

12、孔轴XmaxYmax互换性与测量技术基础可能具有间隙也可能具有过盈的配合第二十三张，PPT共七十八页，创作于2022年6月6. 配合公差（Variation of Fit）配合公差: 组成配合的孔轴公差之和公式 对于间隙配合 Tf =XmaxXmin 对于过盈配合 Tf =YminYmax 对于过渡配合 Tf =XmaxYmax互换性与测量技术基础是指允许间隙或过盈的变动量;反映配合的松紧变化程度；表示配合精度；是评定配合质量的一个重要的综合指标；是没有正、负号，也不能为零的绝对值。通式： Tf = Th +Ts第二十四张，PPT共七十八页，创作于2022年6月例:孔、轴相配合,孔50 , 轴

13、50 计算间隙（或过盈）和配合公差+0.0250+0.038+0.002+0.0250+-孔+0.002+0.038轴解：Xmax=0.025-0.002=0.023Ymax=0-0.038=-0.038Tf=0.023-(-0.038)=0.06150互换性与测量技术基础第二十五张，PPT共七十八页，创作于2022年6月2.3 标准公差系列 3. 基本尺寸分段 同一尺寸分段范围内，在相同公差 等级的情况下，规定相同的公差值2.3.1 标准公差(standard tolerance) 标准中规定的用以确定公差带大小的任意公差值2. 标准公差因子(standard tolerance facto

14、r ) i 确定标准公差的基本单位1. 公差等级 IT01、IT0、IT1、 IT2 、 IT18互换性与测量技术基础5003150mm 第二十六张，PPT共七十八页，创作于2022年6月标准公差计算公式T= a i互换性与测量技术基础第二十七张，PPT共七十八页，创作于2022年6月标准公差等级(m)基本尺寸mmIT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12.IT1830.81.22346101425406010014003611.52.54581218304875120180061011.52.54691522365890150.220010181.2235

15、81118274370110180.270018301.52.54691321335284130210.330030501.52.5471116253962100160250.3900标准公差数值表互换性与测量技术基础第二十八张，PPT共七十八页，创作于2022年6月标准公差求解举例如：基本尺寸35， 求IT7、 IT835属于3050尺寸分段（表22) D的几何平均值： D = = = 38.73由式(28)公差因子 0.45 + 0.001D 0.45 +0.00138.73 = 1.56由表21 IT7 =16161.5624.9625（m） IT825251.5639（m）互换性与测量

16、技术基础第二十九张，PPT共七十八页，创作于2022年6月2.4 基本偏差系列去掉: i，l，o，q，w ( I，L，O，Q，W )增加：cd，ef，fg，za，zb，zc，js (CD，EF，FG，ZA，ZB，ZC，JS) 基本偏差: 用来确定公差带位置的上偏差或下偏差， 在公差带图中靠近零线的那个偏差， 它是公差带位置标准化的唯一指标。2.4.1 基本偏差及其代号轴的基本偏差系列：28种 a zc孔的基本偏差系列：28种 A ZC互换性与测量技术基础第三十张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 28种孔、轴基本偏差系列分布互换性与测量技术基础第三十一张，PPT共七十八页，创作于2022

17、年6月2.4.2 轴的基本偏差 以基孔制配合来考虑 ah: 间隙配合, 基本偏差 es0, Xmin=|es| ei= es-IT0+-基本尺寸Hesaheijneipzcj n: 过渡配合 基本偏差ei ， es = ei + IT pzc: 过盈配合 基本偏差ei0， es = ei +IT互换性与测量技术基础第三十二张，PPT共七十八页，创作于2022年6月互换性与测量技术基础表23 基本尺寸500mm轴的基本偏差计算公式第三十三张，PPT共七十八页，创作于2022年6月例: 查表求 60f 7 的上下偏差ei=es-IT7= -30-(-30)= -60m= -0.06mm 60f7(

18、 )-0.030-0.060查表2-2知，标准公差 IT7=30m = 0.03mm查表2-4知，基本偏差 es= -30m= -0.03mm互换性与测量技术基础第三十四张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 2.4.3 孔的基本偏差 用同一字母表示的孔、轴基本偏差 绝对值相等, 符号相反。 对标准公差IT8的 K, M, N 和 IT7的 PZC 互换性与测量技术基础A H（所有公差等级） EI=es KZC（ K, M, N 公差IT8 ） ES=ei （ PZC 公差IT7）2. 特殊规则1. 通用规则ES=ei(ITnITn-1)其中: ITn n级孔的标准公差； ITn-1 比孔

19、高一公差等级轴的标准公差第三十五张，PPT共七十八页，创作于2022年6月直接注写上、下偏差50 +0.023 0.002注写规定的代、符号50 k7即注规定的代、符号又注写上、下偏差50 k7 +0.023 0.002( )配合要求的注写50 k7H850H8/k7或零件图的尺寸公差标注 （1）尺寸的极限与配合要求互换性与测量技术基础第三十六张，PPT共七十八页，创作于2022年6月公式法：例2-4 试计算30H7f6 和 30F7h6 配合中孔与轴的 极限偏差。解：30H7f6配合，基本尺寸属于1830mm尺寸段， 故几何平均值为 mm 根据（2-8）式，标准公差因子为：所以 IT6=a*

20、i=101.30713m IT7=a*i=161.30721m 根据表2-3，轴f6的基本偏差为上偏差，数值为 轴f6的下偏差为互换性与测量技术基础第三十七张，PPT共七十八页，创作于2022年6月故有孔F7的基本偏差应按通用规则换算，故 EI=-es = + 20m孔F7的上偏差 ES=EI+IT7=+20+21=+41m基准轴h6的上偏差 es=0 下偏差 ei=es-IT6=0-13=-13m基准孔H7的基本偏差为下偏差，且 EI=0 上偏差 ES=EI+IT7=0+21=+21m故有公差带图解见P22图2-6（a）。公式法：互换性与测量技术基础30H7f6 和 30F7h6 第三十八张

21、，PPT共七十八页，创作于2022年6月查表法：例2-5 试确定30H8p8和30P8h8配合中孔与轴的极限偏差 解：由表2-1查得 IT8=33m 轴p8的基本偏差为下偏差，查表2-4得：ei=+22m 轴p8的上偏差 es=ei+IT8=+22+33=+55m 基准孔H8的下偏差 EI=0 上偏差 ES=EI+IT8=+33m孔P8的下偏差 EI=ES-IT8=-22-33=-55m互换性与测量技术基础孔P8的基本偏差为上偏差，查表2-5得：ES=-22m第三十九张，PPT共七十八页，创作于2022年6月基准轴h8的上偏差 es=0 下偏差 ei=es-IT8=-33m互换性与测量技术基础

22、公差带图解见图2-11（b）。由此可得：查表法：第四十张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 例2-6 试确定30H7p6和30P7h6配合中孔与轴的极限偏差由表2-4查得，轴p6的基本偏差为下偏差， ei=+22m孔P7的基本偏差为上偏差，应按特殊规则换算： = IT7- IT6=21-13=8m ES=-ei+=-22+8=-14m孔P7的下偏差 EI=ES-IT7=-14-21=-35m由此可得： 孔30H7、轴30h6见例2-4。公差带图解见图2-11（c）。互换性与测量技术基础解：由表2-2查得 IT7=21m，IT6=13m轴p6的上偏差 es=ei+IT6=+22+13=+3

23、5m 查表法：第四十一张，PPT共七十八页，创作于2022年6月互换性与测量技术基础第四十二张，PPT共七十八页，创作于2022年6月互换性与测量技术基础 44种常用 59种 13种 优先 13种 105种一般 119种二. 配合 基孔制: 优先13种（圆圈内），常用59种（方框内） 基轴制: 优先13种, 常用47种2.5 公差与配合的标准化一. 公差带 对500, 规定了一般、常用、和优先 选用的轴和孔公差带：第四十三张，PPT共七十八页，创作于2022年6月一般、常用和优先的孔公差带（基本尺寸500mm） 互换性与测量技术基础第四十四张，PPT共七十八页，创作于2022年6月一般、常用和

24、优先的轴公差带（基本尺寸500mm） 互换性与测量技术基础第四十五张，PPT共七十八页，创作于2022年6月基孔制优先、常用配合（基本尺寸500mm） 互换性与测量技术基础第四十六张，PPT共七十八页，创作于2022年6月基轴制优先、常用配合（基本尺寸500mm） 互换性与测量技术基础第四十七张，PPT共七十八页，创作于2022年6月2.6 线性尺寸的未注公差一. 一般公差(general tolerance) 指在车间一般加工条件下可以保证的公差二. 采用一般公差的场合 1. 较低精度等级的非配合尺寸 2. 现有的加工工艺、设备可保证的公差 3. 对功能无特殊要求的要素 4. 为简化制图互换

25、性与测量技术基础第四十八张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 1.线性尺寸(例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、 半径、距离、倒圆半径和倒角高度); 2. 角度尺寸，包括通常不注出角度值的角度尺寸， 例如直角(900); 3. 机加工组装件的线性和角度尺寸。互换性与测量技术基础适用于下列未注公差的尺寸不适用于下列尺寸其他一般公差标准涉及的线性和角度尺寸;括号内的参考尺寸;矩形框格内的理论正确尺寸。第四十九张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 2. 线性尺寸 和 导角高度、倒圆半径的四个公差等级的极限偏差 表2-10、表2-11 3. 标准不分孔、轴、长度，其极限偏差均按双向对称分布

26、取值1. 四个等级 f 精密级 c 粗糙级 m 中等级 v 最粗级三. 一般公差的等级及数值规定互换性与测量技术基础第五十张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 1. 采用一般公差的要素在图样上不单独注出公差, 而是在图样、技术文件中作出总的说明； 2. 在图样上, 技术文件中用本标准号和公差等级符号表示，如: GB1804/T m 五. 表示方法互换性与测量技术基础第五十一张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 2.7 公差与配合的选择 2.7.1 基准制的选择（1）优先选用基孔制；基准制； 公差等级； 配合 （2）当有明显的经济效益时可采用基轴制； 如 农机、纺机产品 采用冷拔钢作

27、轴 当有特殊结构时也可采用基轴制； 如 同一根轴（基本尺寸相同）的多处与孔配 合，且配合性质要求不同。定尺寸刀具互换性与测量技术基础第五十二张，PPT共七十八页，创作于2022年6月231例:内燃机中的活塞销 1 与活塞 2 及连杆 3 的配合互换性与测量技术基础第五十三张，PPT共七十八页，创作于2022年6月第五十四张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 1）若采用基孔制配合互换性与测量技术基础第五十五张，PPT共七十八页，创作于2022年6月2）若采用基轴制配合30h5M630h5M6互换性与测量技术基础第五十六张，PPT共七十八页，创作于2022年6月外圈与壳体孔采用基轴制3）与标

28、准件配合时, 基准 由标准件决定内圈与轴径采用基孔制互换性与测量技术基础第五十七张，PPT共七十八页，创作于2022年6月4）特殊情况时, 允许采用任一孔、轴公差带组成配合Xmax=0.229 Xmix=0.091互换性与测量技术基础第五十八张，PPT共七十八页，创作于2022年6月 2.7.2 公差等级的确定 协调零、部件的使用与制造工艺、成本之间的矛盾 (1) 满足使用要求的最低等级； (2) 尺寸500, 标准公差IT8时, 推荐 孔比轴低一等级相配合 标准公差IT8或尺寸500，推荐孔、轴同级相配合 (3) 选择公差等级时, 应考虑与其相关零件或部件的精度 2.7 公差与配合的选择互换

29、性与测量技术基础第五十九张，PPT共七十八页，创作于2022年6月公差等级的应用 互换性与测量技术基础第六十张，PPT共七十八页，创作于2022年6月各种加工方法的加工精度 互换性与测量技术基础第六十一张，PPT共七十八页，创作于2022年6月钻孔夹具示意图 1：钻模板，2：钻头，3：定位套，4：钻套，5：工件 互换性与测量技术基础第六十二张，PPT共七十八页，创作于2022年6月（1）大间隙 用于不重要的配合或高温及工作条件较差处的配合 管道法兰连接配合，外径采用很松的配合H12/b12H12/h12互换性与测量技术基础第六十三张，PPT共七十八页，创作于2022年6月（2）正常间隙 基本偏

30、差D(d)、E(e)为较大间隙配合，用于IT6IT11级。图为C616尾架部位，偏心轴0815与尾架体0802有前后两孔相配合，为补偿尾架体前后两孔同轴度误差及便于装配，采用较松的配合H8/d8。偏心轴与尾架体配合互换性与测量技术基础第六十四张，PPT共七十八页，创作于2022年6月配合的间隙较大，多用于精度要求不高、易于转动的支撑，如球磨机、轧钢机等重型机械的滑动轴承、密封盖与轴的配合；或用与大跨距支撑和多支点支撑内燃机主轴承H8/e7互换性与测量技术基础第六十五张，PPT共七十八页，创作于2022年6月常用于有低速滑动的配合，或用于要求精确定心的、便于拆卸的静联接的配合。最小间隙配合车床尾座配合（3）小间隙H6/h5互换性与测量技术基础第六十六张，PPT共七十八页，创作于2022年6月为较小间隙的配合，用于精密机构、转速较低的滑动