尺寸公差与圆柱结合的互换性市公开课金奖市赛课一等奖课件

第二章尺寸公差与圆柱结合交换性第1页第一节概述第三节标准公差系列第四节基本偏差系列第五节公差与配合标准化第六节普通尺寸公差第二节公差与配合基本术语及定义第七节几何精度设计—尺寸精度设计第2页GB/T1800.1《极限与配合词汇》GB/T1800.2《公差偏差和配合基本要求》GB/T1800.3《标准公差和基本偏差数值表》GB/T1804—1992《普通公差》

第一节概述第3页第二节公差与配合基本术语及定义一相关“尺寸”术语和定义1基本尺寸basicsize

:设计者给定尺寸

2实际尺寸actualsize:由测量得到尺寸

3极限尺寸limitssize:允许尺寸改变极限

最大极限尺寸:Dmaxdmax

最小极限尺寸:Dmindmin

第4页4最大实体状态(MMC)和最小实体状态(LMC)maximummaterialconditionandleastmaterialcondition

MMC：在允许公差范围内,孔、轴含有允许材料量为最多状态LMC：在允许公差范围内,孔、轴含有允许材料量为最少状态一相关“尺寸”术语和定义第5页5最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)

maximummaterialsizeandleastmaterialsize一相关“尺寸”术语和定义MMS：在最大实体状态下尺寸LMS：在最小实体状态下尺寸MMS=dmaxLMS=dminMMS=DminLMS=Dmax第6页(1)孔作用尺寸(2)轴作用尺寸6作用尺寸fuctionsize一相关“尺寸”术语和定义第7页二相关公差与偏差术语及定义1偏差

deviation:某一尺寸－基本尺寸(1)实际偏差actualdeviation:实际尺寸－基本尺寸(2)极限偏差limitdeviation:极限尺寸－基本尺寸

上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸ESes

下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸EIei

2公差tolerance:允许尺寸变动量

T=最大极限尺寸－最小极限尺寸=上偏差－下偏差第8页例:基本尺寸d=Ф

50㎜，dmax=Ф50.004㎜，dmin=

Ф49.992㎜，试计算偏差和公差。

解:es=50.004－50=0.004㎜=4μmei

=49.992－50=－0.008㎜=－8μmT=4－(－8)=12μm第9页二相关公差与偏差术语及定义基本尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸0eies第10页3公差带tolerancezone二相关公差与偏差术语及定义0基本尺寸esei公差带:由代表上下偏差两条直线所限定区域

最大极限尺寸最小极限尺寸+-+0.004-0.008零线:表示基本尺寸T第11页二相关公差与偏差术语及定义4基本偏差fundamentaldeviation:

用来确定公差带相对于零线位置上偏差或下偏差0+-基本尺寸孔孔轴轴EIei基本偏差为下偏差ESes基本偏差为上偏差第12页三相关配合术语及定义配合fit:基本尺寸相同,相互结合孔和轴公差带之间关系1间隙配合clearancefit:

确保含有间隙(包含最小间隙为零)配合Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-esTf=Xmax-Xmin=T孔+T轴XmaxXmin0+-基本尺寸孔轴第13页例:孔轴相配合,孔

50,轴50,计算间隙（过盈）和配合公差+0.0250-0.025-0.050解：+0.025-0.025-0.0500+-50孔轴xmax=0.025-(-0.050)=0.075xmin=0-(-0.025)=0.025Tf=0.075-0.025=0.050第14页三相关配合术语及定义2过盈配合interferencefit:确保含有过盈(包含最小过盈为零)配合Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiTf=Ymax-Ymin=T孔+T轴YmaxYmin0+-基本尺寸孔轴第15页例:孔轴相配合,孔

50,轴50,计算间隙（过盈）和配合公差+0.0250+0.043+0.059+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第16页三相关配合术语及定义3过渡配合transitionfi:可能含有间隙也可能含有过盈配合Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-esTf=Xmax-Ymax=T孔+T轴Xmin=-YmaxXmax=-Ymin0+-基本尺寸孔轴XmaxYmax第17页例:孔轴相配合,孔

50,轴50,计算间隙（过盈）和配合公差+0.0250+0.038+0.002+0.0250+-孔50+0.002+0.038轴解：Xmax=0.025-0.002=0.023Ymax=0-0.038=-0.038Tf=0.023-(-0.038)=0.061第18页0+-基本尺寸配合公差带+75+25+23-38-18-59间隙配合过渡配合过盈配合第19页Dmax–dmin=Xmax=Ymin

Dmin–dmax=Xmin=Ymax

Tf=Xmax–Xmin(间隙配合）

=

Ymin–Ymax(过盈配合）

=Xmax–Ymax(过渡配合）

=(Dmax–Dmin)+(dmax–

dmin)

=IT孔＋IT轴第20页四基准制1基孔制hole-basicsystemoffit:基本偏差固定不变孔公差带,与不一样基本偏差轴公差带形成各种配合一个制度基准孔basicholeEI=0代号:HES=IT孔第21页四基准制2基轴制shaft-basicsystemoffit

:基本偏差固定不变轴公差带,与不一样基本偏差孔公差带形成各种配合一个制度基准轴basicshaft

es=0代号:hei=-IT轴第22页

第三节标准公差系列(2)标准公差等级standardtolerancegrades

:T=ai(3)基本尺寸分段同一尺寸分段范围内，在相r同公差等级情况下，要求相同公差值一标准公差standardtolerance：标准中要求用以确定公差带大小任意公差值1公差等级IT01、IT0、IT1、IT2、……IT182标准公差数值要求(1)标准公差因子istandardtolerancefactor

:第23页标准公差等级(µm)基本尺寸mmIT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12....IT18—30.81.2234610142540601001400>3611.52.545812183048751201800>61011.52.54691522365890150...2200>10181.223581118274370110180...2700>18301.52.54691321335284130210...3300>30501.52.5471116253962100160250...3900标准公差数值表第24页第四节基本偏差系列使公差带位置标准化，组成标准配合轴基本偏差系列：28种a—zc孔基本偏差系列：28种A—ZC26个字母中，去掉了i，l，o，q，w(I，L，O，Q，W)增设了cd，ef，fg，za，zb，zc，js(CD，EF，FG，ZA，ZB，ZC，JS)第25页28种孔、轴基本偏差系列分布第26页一轴基本偏差以基孔制配合来考虑a—h:间隙配合基本偏差es<0Xmin=|es|ei=es-IT

0+-基本尺寸Hesa~heij~neip~zcj—n:过渡配合基本偏差ei，es=ei+IT

p—zc:过盈配合基本偏差ei，es=ei+IT第27页例:查表Ф60f7IT7=30es=-30ei=es-IT7=-30-(-30)=-60Ф60f7(-0.030-0.060)查表:第28页

二孔基本偏差

1通用规则用同一字母表示孔、轴基本偏差绝对值相等,而符号相反。A—H:EI=－es对全部公差等级孔J—ZC:ES=－ei对标准公差>IT8K,M,N和>IT7P—ZC2特殊规则对标准公差≤IT8K,M,N和≤IT7P—ZC

ES=－ei＋(ITn－ITn-1)其中:ITn:某一级孔标准公差；ITn-1:比某一等级孔高一公差等级轴标准公差第29页直接注写上、下偏差50+0.0230.002注写要求代、符号50

k7即注要求代、符号又注写上、下偏差50

k7+0.0230.002()配合要求注写50

k7H850H8/k7或零件图尺寸公差标注

（1）尺寸极限与配合要求第30页13种优先13种44种惯用59种105种普通119种二配合基孔制:优先13种,惯用59种基轴制:优先13种,惯用47种第五节公差与配合标准化一公差带对≤500㎜,要求了普通、惯用、和优先选取轴和孔公差带：第31页三公差与配合选择

1基准制选择(1)优先选取基孔制

基准制；公差等级；配合—基本偏差代号

（2）基轴制用在有显著经济效益情况下；或因为结构原因，在同一根轴（基本尺寸相同）多处与孔配合，且配合性质要求不一样。第32页231例:内燃机中活塞销1与活塞2及连杆3配合

第33页1）若采取基孔制配合:

Ф

Ф

Ф

第34页2）若采取基轴制配合:

ФФФ

5630hM5630hM第35页外圈与壳体孔采取基轴制三公差与配合选择1基准制选择（3）与标准件配合时,随标准件内圈与轴径采取基孔制第36页（4）在特殊应用时,允许采取任一孔、轴公差带组成配合即混合配合Xmax=0.229Xmix=0.091三公差与配合选择第37页2公差等级确定协调零、部件使用与制造工艺、成本之间矛盾(1)满足使用要求最低等级(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精度三公差与配合选择第38页IT01-IT02:量块长度公差和其它精密尺寸标准块公差IT3-IT5:精密度要求很高和主要配合处IT6-IT7:精密配合和关键件,要求配合均匀性IT7-IT8:普通精度配合或重型机械中,用于精度要求高场所,农业机械中主要场所IT9-IT11:普通要求场所,不主要场所或精度等级要求较高槽宽配合或长度尺寸配合要求较高场所IT12-IT18:未注尺寸公差,包含冲压件,铸件和锻件第39页公差等级

适用范围

举例孔轴

≤IT5

＜IT5用于航空、航海、机床等中尤其精密、主要配合，普通机械制造中极少应用。特点是能确保配合性质稳定性。飞机和发动机中个别尤其精密零件；与尤其精密滚动轴承相配合机床主轴和壳体孔；高精度齿轮基准孔和基准轴。

IT6

IT5应用于机械制造中精度要求很高主要配合；特点是能得到均匀配合性质，使用可靠。

航空发动机中活塞销与活塞孔座、连杆孔；飞机和发动机、航空仪表中主要精密小孔；精密丝杠基准轴；与精密轴承相配合轴或孔；精密齿轮基准孔和基准轴。

IT7

IT8广泛应用于普通机械制造中精度要求高、较主要配合。

曲轴轴颈和连杆孔；气缸头排气处孔与导套外径配合。机床丝杠支承轴颈和孔、摇臂钻床立柱；齿轮孔与轴；机床夹具导向件内孔；定位用销和孔；与普通精密轴承相配合轴和孔。第40页公差等级

适用范围

举例孔轴

IT8IT7IT8在机械制造中属于中等精度，用于对配合性质要求不太高次要配合。

普通机械中速度不高皮带轮与轴配合；重型、农用机械中主要配合处；气缸头气门座和座孔；涡轮叶片凸台基准孔。

IT9-IT10属于较低精度；配合确定性较差。只用于普通要求圆柱件配合，机床制造中轴套外径与孔配合；操纵件与轴；光学仪器中普通配合；键槽宽与键宽配合；纺织机械中普通配合零件。

IT11-IT13

属于低精度，配合性质粗糙，只适合用于无太大或基本上无配合要求处。多用于装配后，可能有较大或很大间隙场所。机床中法兰盘止口与孔；滑块与滑移齿轮凹槽；手工制造中用工具及设备中未注公差尺寸；纺织机械中粗糙活动配合。第41页3配合选择类比法：计算法试验法三公差与配合选择第42页3配合选择类比法了解本机构工作条件及性能了解同类机构设计要求、性能及实践结果

了解标准公差带形成配合特征间隙配合:考虑运动特征、运动条件及运动精度,温度等条件由Xmin=基本偏差,按Xmin确定基本偏差代号第43页过盈配合:考虑负荷大小、特征、所用材料许用应力,装配条件,装配变形及温度等过盈小:用键传递扭矩好拆卸过盈大:靠结协力传递扭矩不好拆卸为确保联结强度,按Ymin选取基本偏差代号3配合选择

(1)类比法第44页3配合选择(1)类比法过渡配合:考虑对中精度和对拆卸要求,用于定位精度比较高,并要求可拆卸相对静止联结普通按Xmax确定基本偏差代号

第45页

无相对运动

传递转矩精确同轴永久配合

过盈配合可拆结合过渡配合或基本偏差为H(h)间隙配合+紧固件不要求准确同轴稍大间隙配合+紧固件不需要传递转矩（定位要求）过渡配合或小过盈配合有相对运动只有移动基本偏差为H(h)、G(g)等间隙配合转动或移动转动和移动复合运动基本偏差为A-F(a-f)间隙配合配合类别选择普通方向第46页1结合件间有相对运动轴向移动件间间隙要比旋转运动件间隙大。高速回转运动要比低速回转运动间隙大运动准确性要求高或回转精度要求高，间隙应小。当支撑数目多时，为赔偿位置误差影响间隙大。润滑油粘度大时间隙应稍大。第七节尺寸精度设计第47页配合基本偏差

特点

应用说明最小间隙运动

间隙配合a,b特大—应用极少

c很大松弛用于工作条件差，受力变形，或为了装配，而必须确保有较大间隙时，推荐H11/c11

d大松转普通用于IT7-IT10。惯用于密封盖、孔转皮带轮与轴配合。也适合用于大直径滑动轴承配合。

e明显易转多用于IT7、IT8、IT9级，适合用于大跨距支承，多支点支承配合，高等级e适合用于大、高速、重载支承。

f适中正常多用于IT6、IT7、IT8级普通转动配合。当温度影响不大时，广泛用于如齿轮箱、小电动机、泵等转轴与滑动支承配合。

g很小滑动多用于IT5、IT6、IT7级。配合间隙很小，制造成本高，除很轻负荷精度装置外，不推荐用于转动配合。最适于不回转精密滑动配合。

h无不动多用于IT4-IT11。最小间隙虽为零，但多少有点间隙，广泛用于无相对转动零件，作为普通定位配合，假如温度改变不大，也可用于精密滑动配合。第48页优先配合选取说明1间隙配合H11c11C11h11间隙量非常大，用于很松、转动很慢动配合；要求大公差与大间隙量外露部件；要求装配方便很松配合。H9d9D9h9间隙量很大自由转动配合，用于精度非主要要求时，或有大温度变动、高转速或大轴颈压力时。第49页H8f7F8h7间隙不大转动配合。用于中等转速与中等轴颈压力准确转动；也可用于装配较轻易中等定位配合。H7g6G7h6间隙很小滑动配合。用于不希望自由转动，但能够自由移动和滑动；也可用于要求明确定位配合。第50页H7h6H8h7H9h9H11h11在最小实体条件下间隙量由公差等级决定。在最大实体条件下间隙为零。均为间隙定位配合，零件可自由装拆，而工作时普通相对静止不动。第51页（1）大间隙大间隙配合，用于不主要配合或高温及工作条件较差处配合。管道法兰连接配合，外径采取很松配合H12/b12H12/h12应用实例：第52页（2）正常间隙基本偏差D(d)E(e)为较大间隙配合，使用于IT6～IT11级。图为C616尾架部位，偏心轴815与尾架体802有前后两孔相配合，为赔偿尾架体前后两孔同轴度误差，及便于装配，采取较松配合H8/d8。偏心轴与尾架体配合第53页配合间隙较大，多用于精度要求不高、易于转动支撑，如球磨机、轧钢机等重型机械滑动轴承、密封盖与轴配合；或用与大跨距支撑和多支点支撑内燃机主轴承H8/e7第54页为较小间隙配合，用于精密机构、转速较低滑动配合，如分度头主轴与轴承配合，还用于同轴度要求较高，工作中要求能快速装拆定位配合。钻套及衬套配合H7/g6H7/n6第55页IT1～IT12都可用，惯用于有低速滑动配合，或用于要求准确定心、便于拆卸静联接配合。最小间隙配合车床尾座配合（3）小间隙H6/h5第56页3承受载荷性质在过盈配合中，承受动载荷要比承受静载荷过盈大。在间隙配合中，承受动载荷要比承受静载荷间隙小。4定心精度要求结合件间定心精度要求高时，当有相对运动时，间隙应小；当无相对运动时，过盈应小。5工作温度若孔温度高于轴温,对过盈配合,过盈应大;对间隙配合,间隙应小。若轴温度高于孔温,对过盈配合,过盈应小;对间隙配合,间隙应大。2结合件间无相对运动结合件间靠过盈来确保传递较大转矩或轴向力时过盈应大；假如加附加紧固件而不单纯靠结合面间过盈，过盈小。第57页配合基本偏差

特点

应用说明平均间隙或过盈过盈概率过

渡

配

合jsj平均间隙较小<1%多用于IT4-IT7。配合间隙或过盈很小。主要用于要求定心且定时拆卸定位配合。滚动轴承、齿圈与轮毂等，可用手或木锤装配。

k平均间隙靠近零<30%用于IT4-IT7。定心很好，装配后零件受接触应力小，能拆卸，推荐用于为了消除振动定位配合，用木锤装配。

m平均过盈不大约90%普通用于IT4-IT7。定心好，在过渡配合中，配合较紧。加紧固件可传递较大载荷。普通用木锤装配。

n平均过盈稍大〉99%多用于IT4-IT7。配合很紧，可用于准确定位处，加紧固件可传递大转矩或冲击负荷，但拆卸较难。需用锤或压力机装配。第58页H7k6K7h6过渡配合，用于精密定位H7n6N7h6过渡配合，允许有较大过盈更精密定位2过渡配合第59页H7/k6刚性联轴节配合第60页冲床齿轮与轴配合，普通大修时才拆卸，加键后传递冲击力矩H7/n6齿轮与轴配合第61页蜗轮青铜轮缘与轮辐配合H7/n6(H7/m6)第62页带轮与轴配合H7/js6第63页n6-重载、有冲击振动载荷m6-中等载荷含有冲击振动载荷k6-中等载荷js6-轻载荷不太主要地方H7/n6(m6,k6,js6)齿轮与轴配合第64页配合基本偏差

特点

应用说明平均间隙或过盈过盈概率过

盈

配

合

p轻压容易属于轻型压入配合。只用于传递较小扭矩或轴向力。若受冲击载荷，应加辅助紧固件。与H8配合时为过渡配合。

r轻打可拆属于轻型压入配合。只能用于传递较小扭矩或轴向力。若受冲击载荷，应加辅助紧固件。对铁类零件为中等打入配合，对非铁类零件为轻打入配合。

s中等困难中等过盈配合。靠过盈可直接传递载荷。适于钢和铁类零件，可作为永久或半永久性装配。尺寸较大时，为了防止损伤配合表面，需用热胀或冷缩法装配。当受动载荷、振动冲击时，需加紧固件。tuvxyz分别属于中型、重型、特重型压入配合。过盈量依次增大，普通不推荐。第65页H7p6P7h6过盈定位配合，即小过盈量配合。用于定位精度尤其主要时，能以最好定位精度到达部件刚性及对中性要求。若要传递力，须加紧固件。3过盈配合H7s6S7h6中等压入配合，适合用于普通钢件；或用于薄壁件冷缩配合；用于铸铁件可得到最紧配合。当受冲击力时，须加紧固件。H7u6U7h6压入配合，适合用于能够承受高压力零件，无需加紧固件。第66页联轴节与轴结合蜗轮与轴结合H7/r6H7/t6第67页连杆小头孔与衬套配合Ф40H6/r5第68页火车车轮与钢箍配合H6/u5