第2章-尺寸的极限与圆柱结合的互换性1

尺寸的极限与圆柱结合的互换性KunmingUniversityofScienceandTechnology讲授：郑必举第二章第四节基本偏差系列基本偏差是用来确定公差带相对于零线的位置的。不同公差带位置与基准件将形成不同配合。基本偏差数量将决定配合种类的数量。国标（GB/T1800.2-2009）对孔和轴分别规定了28中基本偏差，构成基本偏差系列。用拉丁字母表示，其中孔用大写字母，轴用小写字母表示，如右图所示一、基本偏差代号孔、轴基本偏差特征a)孔基本偏差中，A~H的基本偏差值是EI（除H外皆为正）。J~ZC（JS除外）的基本偏差值是ES（除J和K外其余一般均为负）。轴基本偏差中，a~h的基本偏差值是es（除H外皆为负）。j~zc（JS除外）的基本偏差值是ei（除J外其余一般均为正b)JS(js)的上、下极限偏差完全对称。J(j)的公差带一般不对称。J的基本偏差为ES，其值为正；j的基本偏差为ei，其值为负。J(j)数值与JS(js)相近，故这两种基本偏差代号放在同一位置c)基本偏差原则上与公差等级无关。除JS（js）和J（j）（严格说两者无基本偏差），以及K(k)、M(m)、N(n)（由于公差等级不同，公差带有两种可能的位置J(j)、K(k)、M(m)、N(n)的基本偏差值与公差等级的关系见表2-5和表2-6d)“A～ZC”（a～zc）除J（j）以外，标准公差等级齐全，即它们分别能与20个公差等级组成公差带孔只有J6、J7、J8，轴只有j5、j6、j7、j8，逐步将被JS(js)取代基本意义在于：n、p、r与H；P、R、N与h有时形成过渡配合，有时形成过盈配合，形成什么配合性质与公称尺寸及公差等级有关1、轴的基本偏差数值

以基孔制为基础，根据各种配合要求和生产实践，依据统计分析结果整理出一系列公式而计算出来。轴的基本偏差计算公式如P21表2-4。计算结果按一定规则将尾数进行圆整。实际工作中，轴的基本偏差数值不用计算，见P24表2-5二、基本偏差数值（GB/T1800.1-2009）孔轴当轴的基本偏差确定后，另一个极限偏差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值按下式计算ei=es-IT，es=ei+IT2、孔的基本偏差数值

由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一致的，所以，孔的基本偏差不需要另外制定一套计算公式，而是根据相同字母代号轴的基本偏差，在相应的公差等级的基础上按一定的规则换算得来的换算原则

基本偏差字母代号同名的孔和轴，分别构成的基轴制与基孔制的配合（这样的配合称为同名配合），在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级的条件下（如H9/f9与F9/h9、H7/p6与P7/h6），其配合的性质必须相同（即具有相同的极限间隙或极限过盈）。换算过程及换算规则如下：（换算原则：基孔制、基轴制同名配合的配合性质相同）1）基本偏差的换算过程2）基本偏差的换算规则①通用规则：同名字母代号的孔和轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即从公差带图解看，孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影例题：P26例2-4和例2-5②特殊规则：同名代号的孔和轴的基本偏差的符号相反，而绝对值相差一个△值即用上述公式计算出孔的基本偏差并按照一定规则化整，编制出孔的基本偏差表，见P28表2-6。实际使用时，可直接查此表，不必计算。孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算

ES=EI+ITEI=ES–IT3）基孔制、基轴制同名配合的配合性质间隙配合：只要是同名配合，其配合性质一定相同。过渡配合、过盈配合：高精度时，孔的基本偏差一般用特殊规则换算，孔比轴低一级，同名配合的配合性质才相同。低精度时，孔的基本偏差一般用通用规则换算，孔、轴必须同级，同名配合配合性质才相同。即：同名配合配合性质，必须：1、公差带的表示三、公差带与配合的表示①公差带代号表示由基本偏差代号（位置）及公差等级代号（大小）组成。或用数字（mm）表示（或两者结合）例：Ф5g8、Ф5或Ф5g8（

）对称偏差表示为：Ф10Js5(±0.003)－0.004－0.022－0.004－0.022②注公差尺寸的公差带表示（即注公差尺寸在图样上的标注）要求注出公差的尺寸，用公称尺寸加上所要求的公差带或（和）对应的极限偏差值表示。可以表示成三种形式，如P30图2-162、配合的表示配合用相同公称尺寸后跟孔、轴公差带表示，孔、轴公差写成分数形式，分子为孔公差带，分母为轴公差带。装配图上也有三种表示方法，其中前一种应用最广，后两种一般分别用于批量生产和单件小批量生产。表示如下：小结1、基本偏差一般为靠近零线的那个上偏差或下偏差作为基本偏差。国标分别规定了28个孔、轴基本偏差代号。2、基本偏差数值可由基本偏差代号及基本尺寸，查表确定。应注意：基本尺寸≤500mm，公差等级≤IT7的P～ZC;≤IT8的J、K、M、N查表时，要加Δ值。3、同名配合基孔或基轴制中，基本偏差代号相当，孔、轴公差等级同级或孔比轴低一级的配合称同名配合。

所有基孔或基轴制的同名的间隙配合的配合性质相同。基孔或基轴制的同名的过渡和过盈配合只有公差等级组合符合国标在换算孔的基本偏差时的规定，配合性质才能相同。即①D≤500mm的＞IT8的K、M、N以及＞IT7的P～ZC，还有D＞500mm、D＜3mm的所有J～ZC形成配合时，须采用孔、轴同级；②D≤500mm的≤IT8的J、K、M、N以及≤IT7的P～ZC形成配合时，必须采用孔比轴低一级第五节一般、常用和优先的公差带与配合GB/T1801—1999规定了公称尺寸≤500mm的一般用途轴的公差带116个和孔的公差带105个，再从中选出常用轴的公差带59个和孔的公差带44个，并进一步挑选出孔和轴的优先用途公差带各13个，如教材P31图2-17（一般、常用和优先轴的公差带）和图2-18（一般、常用和优先孔的公差带）所示。图中方框中的为常用公差带，圆圈中的为优先公差带。选用时，以优先、常用、一般、任意孔、轴公差带为顺序；并以优先、常用、任意孔、轴公差带组成配合为顺序一、一般、常用和优先的孔、轴公差带（GB/T1801-2009）图2-17一般、常用和优先轴的公差带图2-18一般、常用和优先孔的公差带二、常用的优先配合（GB/T1801-2009）①对于基孔制，规定有59种常用配合，其中优先配合13种（P32表2-7）；对于基轴制，规定有47种常用配合，其中优先配合13种（P32表2-8）②表2-7中，当轴的标准公差小于或等于IT7级时，是与低一级的孔相配合；大于或等于IT8级时，与同级基准孔相配。表2-8中当孔的标准公差小于IT8级或少数等于IT8级时，是与高一级的基准轴相配，其余是孔轴同级相配第六节一般公差（线性尺寸的未注公差）定义：一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差。它是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。国家标准GB/T1804-2000《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》等效采用了国际标准中的有关部分。简单地说一般公差就是只标注公称本尺寸，未标注公差。一般公差正常情况下，一般不测量规定：一般公差规定四个等级：f（精密级）、m（中等级）、c（粗糙级）、v（最粗级）。这4个公差等级相当于ITl2、ITl4、IT16和IT17。在公称尺寸0.5～4000mm范围内分为8个尺寸段。具体值见P33表2-9和表2-10应用：主要用于不重要的，较低精度的非配合尺寸及以工艺方法可保证的尺寸（铸、模锻）。（简化制图，节约设计、检验时间）标注：当采用一般公差时，在图样上只注公称尺寸，不注极限偏差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差等级代号作出总的说明。例如，当选用中等级m时，则表示为GB/T1804-m。一般公差主要用于精度较低的非配合尺寸，如要求用比一般公差还大的公差，而该公差比一般公差更经济时，则应在公称尺寸后直接标注出具体的极限偏差值（如：盲孔深度尺寸）①不论孔和轴还是长度尺寸，其极限偏差的取值都采用对称分布的公差带；②对倒圆半径与倒角高度的极限偏差公称尺寸分4段第七节尺寸公差与配合的选用1、一般情况下应优先选用基孔制2、基轴制的选择下列情况选用基轴制①直接使用有一定公差等级（IT8～IT11）而不再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。若需要各种不同的配合时，可选择不同的孔公差带位置来实现一、基准制的选用（与使用要求无关）是在公称尺寸已确定情况下进行的尺寸精度设计，其内容包括选择基准制、公差等级和配合种类。选择的方法有计算法、试验法和类比法②加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器的制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济。③根据结构上的需要，在同一公称尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示间隙配合过渡配合过渡配合连杆活塞销活塞g6H7m6m6+0fD_G7M7h6M7+0fD_图2-19基准制选择示例(一)④与标准件配合的基准制选择若与标准件(零件或部件)配合，应以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键槽的配合应采用基轴制；滚动轴承外圈与箱体孔的配合应采用基轴制，滚动轴承内圈与轴的配合应采用基孔制，如教材图2-20所示选择箱体孔的公差带为J7，选择轴颈的公差带为k6k6f50f110J7J7f110f9图2-20基准制选择示例（二）3、非基准制配合的采用是指相配合的两零件既无基准孔H又无基准轴h的配合。当一个孔与几个轴相配合或一个轴与几个孔相配合，其配合要求各不相同时，则有的配合就要出现非基准制的配合。如图2-20中滚动轴承与箱体孔和轴承端盖的配合1、依据

TD＋Td≤Tf2、选择原则基本原则是在满足使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级或较大的公差值3、选用方法有类比法和计算法。实际应用中，常采用类比法二、公差等级的选用4、选择应考虑的方面

①应满足工艺等价原则。对于公称尺寸≤500mm有较高公差等级的配合，因孔比同级轴难加工，当标准公差≤IT8时，国标推荐孔比轴低一级相配合，使孔、轴的加工难易程度相同。但对＞IT8级或基本尺寸＞500mm的配合，因孔的测量精度比轴容易保证，推荐采用孔、轴同级配合②公差等级的应用范围。如表2-11和表2-12③各种加工方法能够达到的公差等级。如表2-13④相配零件或部件精度要匹配。如图2-20⑤过盈、过渡配合的公差等级不能太低。一般孔的标准公差≤IT8。间隙配合则不受此限制。但间隙小的配合，公差等级应较高；而间隙大的配合，公差等级可以低些⑥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差2~3级。如图2-20中箱体与轴承端盖的配合三、配合的选用首先要确定配合类别。选择时，应根据具体使用要求确定是间隙配合还是过渡或过盈配合。如，孔、轴有相对运动(转动或移动)要求，必须选择间隙配合；若孔、轴间应无相对运动，应根据具体工作条件确定过盈、过渡甚至间隙配合。如P37表2-141、根据使用要求确定配合类别选择方法有三种：计算法、试验法和类比法①计算法

就是根据理论公式，计算出使用要求的间隙或过盈大小来选定配合的方法。对依靠过盈来传递运动和负载的过盈配合，可根据弹性变形理论公式，计算出能保证传递一定负载所需要的最小过盈和不使工件损坏的最大过盈。在实际应用中还需经过试验来确定，一般情况下，很少使用计算法②试验法

就是用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过盈范围。主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验法比较可靠，但周期长、成本高，应用也较少③类比法就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配合的实例，再结合所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合类型。该方法应用最广2、选定基本偏差（配合）的方法用类比法选择配合，首先要掌握各种配合的特征和应用场合，尤其是对国家标准所规定的优先配合要非常熟悉。P38表2-15是轴的基本偏差选用说明和应用。表2-16是尺寸至500mm基孔制优先配合的特征及应用。配合的选择应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能满足要求，可以选择其他的配合。选择