模块1：-机械零件的公差与配合

第一章

公差与互换性原理

同一批零件，不经挑选和辅助加工，任取一个就可顺利地装到机器上去，并满足机器的性能要求。●

互换性：●

保证零件具有互换性的措施：

由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小。

现代化机械工业要求机器零件具有互换性，这样既能满足生产部门之间的协作要求，又能进行高效率的专业化生产。极限与配合二、1.互换性的概念一、孔和轴的极限与配合1.基本术语（1）尺寸

尺寸是用特定单位表示线性值的数值。2、极限与配合的概念①基本尺寸:实际尺寸:极限尺寸:最大极限尺寸:零件合格的条件：最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸零件制成后实际测得的尺寸，如：Ø20.015。允许零件实际尺寸变化的两个界限值允许实际尺寸的最大值,如：Ø20.023。允许实际尺寸的最小值,如：Ø20.002。⑴

基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸最小极限尺寸:设计时确定的尺寸，如：Ø20Ø20.023

≥实际尺寸≥

Ø20.002

（2）基本尺寸

基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后，再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。

1.有关“尺寸”的术语和意义（3）实际尺寸

实际尺寸是通过测量所得的尺寸。1.有关“尺寸”的术语和意义（4）极限尺寸

极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。

其中：较大的一个称为最大极限尺寸较小的一个称为最小极限尺寸2.有关“公差、偏差及误差”的术语和定义

6.偏差

偏差=某一尺寸—基本尺寸（代数差）

偏差包括：实际偏差=实际尺寸—基本尺寸极限偏差极限偏差

上偏差=最大极限尺寸—基本尺寸

ES（孔）、es（轴）下偏差=最小极限尺寸—基本尺寸

EI（孔）、ei（轴）例：一根轴的直径为500.008基本尺寸:最大极限尺寸:最小极限尺寸:50零件合格的条件：50.008≥实际尺寸≥

49.992。50.00849.992思考并回答

7.尺寸公差（公差）

尺寸公差是指尺寸允许的变动量。

尺寸公差=最大极限尺寸—最小极限尺寸=上偏差—下偏差2.有关“公差、偏差及误差”的术语和定义

8.公差带

在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带。在国家标准中，公差带包括：

公差带大小——由标准公差确定公差带位置——由基本偏差确定

（1）零线

零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。2.有关“公差、偏差及误差”的术语和定义

（2）公差带

上偏差下偏差零线基本尺寸下偏差上偏差

9.标准公差

标准公差就是国家标准所确定的公差。表1.3（P11）

10.基本偏差

基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。（轴：表1.5）（孔：表1.6）

11.配合配合就是基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的相配关系。

基孔制基轴制

基孔制

基孔制是基本偏差固定不变的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。基孔制的孔为基准孔，它的下偏差为零。基准孔的代号为“H”。ESEI=00基本尺寸H图2-11基孔制配合与基轴制配合基轴制

基轴制是基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的轴为基准轴，它的上偏差为零。基准轴的代号为“h”。es=0ei0基本尺寸h图2-11基孔制配合与基轴制配合(2)配合类型

间隙配合过渡配合过盈配合(2)配合类型间隙配合：当孔的公差带在轴的公差带之上，形成具有间隙的配合（包括最小间隙等于零的配合）。图2-11基孔制配合与基轴制配合(2)配合类型过盈配合：当孔的公差带在轴的公差带之下，形成具有过盈的配合（包括最小过盈等于零的配合）。图2-11基孔制配合与基轴制配合(2)配合类型过渡配合：当孔与轴的公差带相互交迭，既可能形成间隙配合，也可能形成过盈配合。图2-11基孔制配合与基轴制配合(3)配合公差允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。间隙配合：配合公差=最大间隙—最小间隙过盈配合：配合公差=最大过盈—最小过盈过渡配合：配合公差=最大间隙+最大过盈

(3)配合公差配合公差=轴公差+孔公差

二、标准公差系列与基本偏差系列1.标准公差系列

P11表1.31.标准公差系列公差等级——确定公差带宽度

P11表1.3

标准公差数值

标准公差共分20级:

IT01、IT0、IT1、IT2、…到IT18。

IT—国际标准公差（ISOTolerance）的缩写代号

IT7表示标准公差7级。从IT01至IT18，公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。

例：

例：基本尺寸φ45mm（在＞30mm～50mm尺寸段）的IT6与IT7的公差值。

例：基本尺寸φ30mm的IT6与IT7的公差值。2.基本偏差系列基本偏差确定公差带位置基本偏差代号：孔、轴各28种。

轴（用小写字母表示）（1）轴的基本偏差

请看P14表1.5如：Ø30f7（-0.041）（1）轴的基本偏差

有了基本偏差和标准公差，就不难求出轴的另一个偏差（上偏差或下偏差）：

es=ei+IT

ei=es–IT

如：Ø30f7

es=-0.020

ei=es–IT=-0.041

如：Ø30f7（

-0.041

）-0.020孔（用大写字母表示）

1）孔的基本偏差

请看P15表1.6⑶公差带代号、基本偏差代号、公差等级代号Ø50f7轴的公差带代号Ø50H8轴的基本偏差代号公差等级代号孔的公差带代号孔的基本偏差代号公差等级代号Ø30F8EI=+0.020IT8=0.033ES=EI+IT=+0.020+0.033=+0.053Ø30F8（+0.020

）+0.053⒋配合⑴配合的概念

基本尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。间隙或过盈:δ=孔的实际尺寸－轴的实际尺寸配合：δ≥0间隙δ≤0过盈4.配合：①间隙配合具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大间隙孔的公差带在轴的公差带之上最大间隙最小间隙最小间隙最小间隙为零轴孔基本尺寸相同的孔和轴的公差带之间的关系称为配合配合代号：孔的公差带代号轴的公差带代号或：H8/f7H8f7如：②过盈配合具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。最大过盈最小过盈最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大过盈最小过盈最小过盈为零孔的公差带在轴的公差带之下轴孔③过渡配合可能具有间隙或过盈的配合。最大间隙最大过盈最小极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大过盈最大间隙孔的公差带与轴的公差带相互交叠轴孔5.配合的基准制

⑴基孔制配合

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不同配合的制度。基准孔间隙配合过渡配合过盈配合-0+基准孔的基本偏差代号为“H”。Ha~hjjskmnp~zcH-公差带图：00+Ha~hjjskmnp~zc⑵基轴制配合基准轴间隙配合过渡配合公差带图：

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不同配合的制度。基准轴的基本偏差代号为“h”。h过盈配合P~ZCJJSKMNA~H0００-+h与基准轴h

相配的孔：基准孔基准轴轴0rfgefhjsjkmnpstugfA——H通常形成间隙配合J——N通常形成过渡配合P——ZC通常形成过盈配合孔0NKJSHFGFJMGRSTPUEF与基准孔H

相配的轴：a——h通常形成间隙配合j——n通常形成过渡配合p——zc

通常形成过盈配合6.极限与配合的标注⑴在装配图上的标注标注形式为：基本尺寸—————————————孔的基本偏差代号、公差等级轴的基本偏差代号、公差等级

①采用基孔制时，分子为基准孔代号H及公差等级。基孔制间隙配合基孔制过渡配合Ø30H8f7Ø40H7n6轴轴套箱体Ø30H8f7Ø40H7n6基孔制H：a——h通常形成间隙配合j——n通常形成过渡配合Ha~hHj~n底座滑轮销轴开口销②采用基轴制时，分母为基准轴代号h及公差等级。例如：基轴制间隙配合基轴制过渡配合Ø12F8h7Ø12F8h7Ø12Js8h7基轴制h：A——H通常形成间隙配合J——N通常形成过渡配合A~HhJ~Nh12Js8h7⑵在零件图上的标注①

在基本尺寸后注出基本偏差代号和公差等级。Ø30H8Ø30f7

配合精度明确，标注简单，但数值不直观。适用于量规检测的尺寸。Ø30H8（0）Ø30表示什么？f7表示什么代号？

f表示什么代号？7表示什么代号？H表示什么代号？8表示什么代号？Ø30H8Ø30f7Ø30H8Ø30f7提问：Ø30表示什么？f7表示什么代号？

f表示什么代号？7表示什么代号？答案：Ø30表示基本尺寸、f7表示轴的公差带代号；

f表示轴的基本偏差代号、7表示公差等级代号。查表：Ø30f7查表：Ø30H8答案：ES=、EI=Ø30f7（

-0.041

）-0.020Ø30H8（

0

）+0.033Ø30H8（

0

）+0.033Ø30f7（

-0.041

）-0.020答案：es=、ei=③

公差带代号与上下偏差值都注Ø30H8()+0.0330Ø30f7()-0.020-0.041

既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。即：在基本尺寸后，注出基本偏差代号、公差等级数值及上、下偏差值，偏差值要加上括号。H7―n6H8―f7JS8―h7F8―h7单位:微米m

孔的极限偏差(GB/T1801-1979(优先公差带)+330返回单位:微米m

轴的极限偏差(GB/T1801-1979(常用优先公差带)

-20

-41

计算下列配合中孔、轴尺寸的极限偏差，配合的极限间隙或极限过盈，配合公差。孔：IT7=0.021EI=0ES=+0.021轴：IT6=0.013ei=+0.015es=+0.015+0.013=0.028Ymax=EI-es=0-0.028=-0.028Xmax=ES-ei=+0.021-0.015=0.006ES=+0.021EI=0es=+0.028ei=+0.015Xmax=0.006Ymax=-0.028Tf=0.031ES=-0.007EI=-0.028es=0ei=-0.013Xmax=0.006Ymax=-0.028Tf=0.031．有一基孔制配合，基本尺寸为φ30mm，要求配合最大间隙0.02，最大过盈0.015，试确定孔、轴公差等级、配合代号。1.优先基孔制，孔基本偏差代号选H2.Tf=IXmax-YmaxI=Th+Ts=0.035

孔选IT7=0.021

轴选IT6=0.013

Tf=Th+Ts=0.021+0.013=0.034<[Tf]

可满足要求3.孔：EI=0ES=+0.0214.轴：

Xmax=ES-eiei=ES-Xmax

=(+0.021)-0.02=+0.001k=+0.002接近配合代号φ30H7/k66.6阅读零件图的一般步骤1.3形状与位置公差（一）形状公差和形状误差

1.

形状公差构成机械零件形状的几何要素所允许的变动量称为形状公差。四、形状公差与位置公差（一）形状公差和形状误差

2.

形状误差：形状误差是指被测实际要素对理想要素的变动量。四、形状公差与位置公差

形状误差的评定原则最小条件：是指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。例：四、形状公差与位置公差（二）形状公差的项目

（二）形状公差的项目1.直线度公差

实际被测要素对理想直线的允许变动量。

1.直线度公差1）在给定平面内的直线度公差带

图2-21给定平面内的直线度公差带1.直线度公差2）在给定一个方向上的直线度公差带

图2-22给定一个方向上的直线度公差带1.直线度公差3）在给定相互垂直的两个方向上的直线度公差带

图2-23给定两个方向上的直线度公差带2.平面度公差平面度公差是实际被测要素对理想平面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。图2-24平面度公差带3.圆度公差实际被测要素对理想圆的允许变动量，其公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差值t的两个同心圆间的区域。图2-25圆度公差带4.圆柱度公差实际被测要素对理想圆柱的允许变动量，其公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。

图2-26圆柱度公差带5.线轮廓度公差实际被测要素对理想轮廓线的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓线对称分布的两等距曲线之间的区域。

图2-27线轮廓度公差带6.面轮廓度公差

实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量，其公差带是距离为公差值t，对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域，理想轮廓面由理论正确尺寸标出。

图2-28面轮廓度公差带四、形状公差与位置公差（三）位置公差和位置误差

几何要素→关联要素→基准要素→基准

四、形状公差与位置公差（三）位置公差和位置误差

位置公差是关联实际要素的位置对基准的变动全量。位置公差带是限制关联实际要素变动的区域，被测实际要素要在此区域内才合格。

四、形状公差与位置公差（三）位置公差和位置误差

位置公差包括：定位位置公差定向位置公差跳动位置公差

1.定向位置公差—平行度

被测实际要素相对于基准要素的方向成0º的要求。

图2-29以平面为基准的平行度公差带1.定向位置公差—垂直度被测实际要素相对于基准要素的方向成90º的要求。

图2-30以轴线为基准的垂直度公差带1.定向位置公差—倾斜度被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。

图2-31倾斜度公差带2.定位位置公差—同轴度要求被测实际要素与基准要素同轴。图2-32同轴度公差带2.定位位置公差—对称度要求被测实际要素与基准要素共面。图2-33对称度公差带2.定位位置公差—位置度要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。图2-34孔轴线的位置度公差带3.跳动位置公差

圆跳动全跳动3.跳动位置公差—圆跳动单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的允许跳动量。根据允许变动的方向的不同，圆跳动可分为：

径向圆跳动端面圆跳动斜向圆跳动

径向圆跳动径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。

图2-35径向圆跳动公差带端面圆跳动

端面圆跳动用