尺寸精度设计-SIZE

第二章尺寸精度设计GB/T1804-2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T1800.1-2009

产品几何技术规范(GPS)极限与配合第1部分:公差、偏差和配合的基础GPS（Geometrical

productspecificaitonandverification）：

产品几何技术规范ISO/TC213“尺寸规范和几何产品规范及检验”技术委员会要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素点、线或面面或面上的线Cr：李晓沛要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面导出要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素由技术制图或其他方法确定的理论正确组成要素公称组成要素要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素一个或几个公称组成要素导出的中心点、轴线或中心面导出公称导出要素要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。实际组成要素要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素按规定方法，由实际组成要素提取有限数目的点形成的实际组成要素的近似替代。提取提取组成要素要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线或中心面导出提取导出要素要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素按规定的方法由提取组成要素形成的具有理想形状的组成要素拟合拟合组成要素要素组成要素导出要素公称的实际的提取的拟合的图样工件工件的

替代公称组成要素实际组成要素提取组成要素拟合组成要素公称导出要素提取导出要素拟合导出要素由一个或几个拟合组成要素导出的中心点、中心线或中心平面导出拟合导出要素几何要素新分类

GB/T18780.1=ISO14660-1公称组成要素公称导出要素实际要素提取组成要素提取导出要素拟合组成要素拟合导出要素

设计制造检验评定公称要素实际要素提取要素拟合要素2.1基本术语与定义2.1.1孔、轴的定义

2.1.2尺寸、偏差、公差的术语和定义

2.1.3配合的术语和定义

2.1.1孔、轴的定义(hole&shaft)

孔：通常指圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行平面或切面形成的包容面）。

轴:通常指圆柱形外表面，也包括非圆柱形表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。孔:为包容面，轴:为被包容面

2.1.2尺寸、偏差、公差的术语和定义

1、尺寸(size)

是用特定单位表示线性尺寸值的数值。包括直径、长度、宽度、高度、厚度、中心距等。φ25㎜２、公称尺寸（nominalsize)

设计给定的尺寸，由图样规范确定的理想形状要求的尺寸。

孔→D，轴→d注2:公称尺寸可以是一个整数或一个小数值。标准值。

公称尺寸25提取圆柱面的局部尺寸

两平行提取表面的局部尺寸

[GB/T18780.2-2003

]3、提取组成要素的局部尺寸

（localsizeofanextractedintergralfeature）

GB/T1800.1-2009定义：一切提取组成要素上两对应点之间距离的统称。提取圆柱面的局部直径

GB/T18780.2-2003

定义：要素上（5）两对应点的距离（8）。两对应点之间的连线通过拟合圆6的圆心7横截面垂直于由提取表面1得到的拟合圆柱面2的轴线3Cr：李晓沛4、极限尺寸（limitsofsize)

尺寸要素允许的尺寸的两个极端。提取组成要素的局部尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。（2）下极限尺寸（lowerlimitofsize）：尺寸要素允许的的最小尺存。

孔：Dmin

轴：dmin（1）上极限尺寸（upperlimitofsize）：尺寸要素允许的的最大尺寸。

孔：Dmax

轴：dmax

（1）某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。

孔：ES＝Dmax－D

上极限偏差

轴：es＝dmax－d（2）极限偏差

孔：EI＝Dmin－D

下极限偏差

轴：ei＝dmin－d孔：轴：5、尺寸偏差（偏差）(deviation)极限尺寸-公称尺寸所得的代数差。Upperdeviationlowerdeviation注意：偏差值除零外，前面必须冠以正、负号。上下极限偏差不能同时为零。ESEIesei-0.020-0.0330+0.021上极限尺寸减下极限尺寸。允许尺寸的变动量。孔公差：TD＝|Dmax－Dmin|＝|ES－EI|轴公差：Td＝|dmax－dmin|＝|es－ei|6、尺寸公差（公差）(sizetolerance)注意：公差是个绝对值。孔：轴：TDTd0.0130.021零线（zeroline）：确定偏差位置的一条基准线；即公称尺寸所指的线，注意标注符号“＋、0、－”和公称尺寸线。公差带（tolerancezone）：由代表上极限偏差和下极限偏差（或上极限尺寸和下极限尺寸）两条直线所限定的区域。

7、尺寸公差带图--反映了尺寸、极限偏差、公差的关系。

尺寸公差——尺寸的允许变动量（简称为公差）

公差带——尺寸允许变动的区域

公差带图——公差带的图解表示

基本偏差——一般为靠近零线的那个偏差。重要的基本概念（1）零线；（2）确定公差带大小、位置（3）孔、轴(或)或在公差带里写孔、轴；（4）作图比例基本一致，单位µm、mm均可；（5）基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上；画法：

公差带图示例公差带示例图单位都是mmESEIeseiTDTd孔基本偏差轴基本偏差解:孔的极限偏差：

ES＝Dmax－D＝30.021－30＝+0.021mm

EI＝Dmin－D＝30－30＝0轴的极限偏差：es＝dmax－d＝29.980－30＝－0.020mmei＝dmin－d＝29.967－30＝－0.033mm孔的公差：TD＝Dmax－Dmin＝30.021－30=0.021mm轴的公差：Td＝dmax－dmin＝29.980－29.967＝0.013mm

例：基本尺寸为Ø30mm，孔的极限尺寸：Dmax=30.021，Dmin=30mm；轴的极限尺寸：dmax=29.980mm，dmin=29.967mm。求孔、轴的极限偏差、尺寸公差，并画出公差带图。公差与偏差小结公差与偏差术语代号及计算式孔轴公差TD＝|Dmax－Dmin|＝|ES－EI|Td＝|dmax－dmin|＝|es－ei|极限偏差上极限偏差ES＝Dmax－Des＝dmax－d下极限偏差EI＝Dmin－Dei＝dmin－d公差带图解有位置和大小两个要素，国际将它们标准化，有尺寸公差和基本偏差2.1.4配合的术语和定义1、配合(fit)2、间隙或过盈(clearance&interference)3、配合的种类(typesoffits)4、配合公差(variationoffit)

：公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。反映孔和轴之间的松紧程度。配合是指一批轴、孔的装配关系形成配合的两个基本条件孔和轴的公称尺寸必须相同；具有包容和被包容的特性，即孔和轴的结合；1、配合(fit)

“＋”间隙，代号X

孔的尺寸－相配合的轴的尺寸＝

“－”过盈，代号Y间隙（X）：决定两相配件相对运动的活动程度过盈（Y）:决定两相配件的牢固程度2、间隙(clearence）、过盈

（inteference）根据孔、轴公差带的相对位置关系，可以将配合分为三类：间隙配合(clearencefit)

过盈配合(inteferencefit)

过渡配合(transitionfit)3、配合的种类(typesoffits)最大间隙：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－ei

表示配合中最松状态

最小间隙：Xmin＝Dmin－dmax＝EI－es

表示配合中最紧状态

平均间隙：间隙值前面必须标注正号。

具有间隙或间隙为零时的配合。特点：孔的公差带在轴公差带之上。

（包括Xmin＝0）1）间隙配合(clearencefit)

最大过盈：Ymax＝Dmin－dmax＝EI－es表示配合中最紧状态

最小过盈：Ymin＝Dmax－dmin＝ES－ei表示配合中最松状态

平均过盈：

具有过盈或过盈量为零的配合。特点：孔的公差带在轴公差带之下。（包括Ymin＝0）2）过盈配合（inteferencefit)最大间隙：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－ei

表示配合中最松状态

最大过盈：Ymax＝Dmin－dmax＝EI－es

表示配合中最紧状态平均间隙或平均过盈：

可能具有间隙或过盈的配合。特点：孔的公差带与轴公差带相互交叠。3）过渡配合(transitionfit)4、配合公差(variaitonoffit)：是允许间隙或过盈的变动量。等于组成配合的孔、轴公差之和。间隙配合：Tf＝｜Xmax－Xmin｜

过盈配合：Tf＝｜Ymin－Ymax｜

＝TD＋Td过渡配合：Tf＝｜Xmax－Ymax｜

配合公差取决于相互配合的孔和轴的尺寸精度。设计时，可根据要求得到配合公差，再确定孔、轴的尺寸公差。Tf＝｜Xmax－Xmin｜=0.034mmTf＝｜Ymin－Ymax｜=0.034mmTf＝｜Ymin－Ymax｜Tf＝｜Ymin－Ymax｜=0.034mm总结：孔轴的尺寸精度决定配合精度；孔轴的极限偏差决定配合性质。配合小结小节作业P5110P52112.2尺寸的极限与配合国家标准简介2.2.1标准公差系列2.2.2基本偏差系列2.2.3配合制

2.2.1标准公差系列（seriesofstandardtolerance）标准公差：国家标准制定出的一系列的标准公差数值。

包含公差等级、公差单位、公称尺寸分段。

1、标准公差等级（standardtolerancegrades）IT01IT0IT1IT2IT3IT4……IT17IT18

精度高

→

精度低

IT01、IT0、IT1、IT2…IT18

20个GB/T1800.1-2009规定了：

公称尺寸≤500mm内，20个标准公差等级500mm＜公称尺寸≤3150mm内，

18个标准公差等级IT1、IT2…IT18表示18个2、标准公差因子（standardtolerancefactor），mmITn＝a×i（mm）a——公差等级系数，a越大，等级越低。D——基本尺寸分段的几何平均值（mm），i——标准公差因子（公差单位）对于IT5-IT18表2-2标准公差数值(GB/T1800.1-20098)（P23）3、公称尺寸分段课堂练习环节1、请查某精度为7级的f40轴的公差。2、请查某精度为6级的f180的孔的公差。3、比较两根轴：哪根更难加工？

轴1：d1=f180mm，Td1=18mm；轴2：d2=f9mm，Td1=15mm；同一公称尺寸，公差数值越大，公差等级越低，加工越容易。不同公称尺寸，公差数值的大小与加工的难度无关。Td=25mmTD=25mmIT5IT7，容易加工2.2.2基本偏差系列（seriesoffundamentaldeviation）1、基本偏差代号及其特点1）概念：GB/T1800.1-2009中确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。

一般为靠近零线的偏差，可以是上极限偏差也可以是下极限偏差。2）代号：孔和轴各有28种基本偏差，用拉丁字母表示。大写字母代表孔，小写字母代表轴。除了易于与其它含义混淆的I(i)、L(l)、O(o)、Q(q)、W(w)五个字母外，采用了21个单写字母和7个双写字母CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)。图2-11孔、轴基本偏差系列图（GB/T1800.1—2009）孔轴H：EI=0h：es=02、孔、轴基本偏差的计算1）通用规则(generalrule)：

在此规则下，同名代号表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反。

A～H:EI=-es

等级低于IT8的K、M、N

等于低于IT7的P-ZCES=-ei2）特殊规则(specialrule)：

对于标准公差等级高于或等于IT8的K，M，N和高于或等于IT7的P～ZC，孔的基本偏差ES与同一字母的轴的偏差ei的符号相反，而绝对值差一个△值。即：

ES=–ei+△其中：△=ITn–IT(n-1)3）孔、轴另一偏差的计算孔、轴另一偏差的计算，根据孔、轴的基本偏差（表2-4、2-5）、标准公差数值（表2-2）进行。孔公差：TD＝ES－EI轴公差：Td＝es－ei对于孔：

A～H:

ES=EI+TD

J

～ZC:

EI=ES–TD

对于轴：

a～h

：ei=es–Td

j～zc

es=ei+Td

JS/js：偏差±ITn/2尺寸公差的表示：用公称尺寸后跟所要求的公差带或（和）对应的偏差值表示。。3、尺寸公差表示：例：查表

Ø60g9Ø60H9

Ø60g7Ø60H7

Ø60g5Ø60H5

Ø60+00-课堂练习环节例：查表

Ø60g9Ø60H9

Ø60g7Ø60H7

Ø60g5Ø60H5-0.010-0.084-0.010-0.040-0.010-0.023g9g7g5Ø60+00-+0.0740+0.0300+0.0130H9H7H52.2.3配合制(fitsystem)

即以两个相配合的零件中的一个作为基准件，并使其公差带位置固定，而通过改变另一个零件（非基准件）的公差带位置来形成配合的一种制度。GB/T1800.1—2009：基孔制配合与基轴制配合

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配合的制度。

基孔制配合的孔称为基准孔，代号为H，其EI=0。0+-基本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合

过渡或过盈轴1.基孔制配合(hole-basissystemoffit)

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的各种配合的制度。基轴制配合的轴称为基准轴，代号为h，其es=0。0+-轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合过渡配合过盈配合

过渡或过盈孔2.基轴制配合(shaft-basissystemoffit)组成间隙配合A～H与ha～h与H基本组成过渡配合基本上组成过盈配合J、Js、K、M与hj、js、k、m与HN～ZC与hn～zc与H装配图上，配合用相同的公称尺寸后跟孔、轴的公差带表示。写成分数形式。分子为孔公差带，分母为轴公差带。3.装配图上配合的表示与滚动轴承的配合装配图上不标出滚动轴承自身的尺寸公差带，只标出与滚动轴承配合的轴或孔的尺寸公差带。

——仅此一种情况！查表确定φ30H8/f7和φ30F8/h7配合中孔、轴的极限偏差，计算两对配合的极限间隙。（1）查表确定φ30H8/f7配合中孔与配的极限偏差，基本尺寸φ30属于大于18-30mm尺寸段，查表得

IT7=21μm，IT8=33μm。对于基准孔H8的EI=0，其ES为：

ES=EI+IT8=+33μm对于轴f7，查表得es=–20μm，其ei为：

ei=es–IT7=–20–21=–41μm由此：课堂练习环节（3）计算极限间隙对于φ30H8/f7：

Xmax=ES–ei=+33–(–41)=+74μm

Xmin=EI–es=0–(–20)=+20μm对于φ30F8/h7：

Xmax=ES–ei=+53–(–21)=74μm

Xmin=EI–es=+20–0=+20μm（2）查表确定φ30F8/h7配合中孔与轴的极限偏差，同理可得：

GB/T1801-2009轴的一般公差带116种，常用公差带（方框内）59种，优先公差带（带○号）13种。4.一般、常用和优先的公差带与配合

GB/T1801-2009孔的一般公差带105种，常用公差带（方框内）44种，优先公差带（带○号）13种。基孔制和基轴制的常用配合分别有59种和47种，优先配合（黑三角框内）各13种。基孔制优先、常用配合基轴制优先、常用配合2.3尺寸精度设计的基本原则和方法2.3.1配合制的选用2.3.2确定标准公差等级2.2.3配合的选用（确定基本偏差代号）2.3.1配合制的选用选用配合制应从结构、工艺和经济效益等方面综合考虑:一般情况下，优先选用基孔制

——减少定值孔用刀具、量具特殊情况下，选用基轴制

——直接采用精制棒料做轴——尺寸小于1mm的精密轴——一轴多孔，且配合性质不同时基准制的选择按标准件而定非基准制配合特殊情况下，选用基轴制

——一轴多孔，且配合性质不同时基准制的选择按标准件而定非基准制配合与滚动轴承内圈配合的轴颈按基孔制配合与滚动轴承外圈配合的轴承座孔按基轴制配合与平键、半圆键等联接的键槽按基轴制配合为满足配合的特殊需要，允许采用任一孔、轴公差带组成的配合2.3.2确定标准公差等级正确处理使用要求、制造工艺和成本之间的关系。选用的基本原则:在满足使用要求的前提下,尽量选用较低的公差。普通工业齿轮，精度7-10级公差等级的应用范围各种加工方法可能达到的公差等级范围

对于初学者，注意掌握下列要点：IT8界限：

IT8以上，孔比轴低一级

IT8以下，孔轴同级IT8，孔轴可同级，也可低一级IT8以下，不采用过渡配合IT7以下，不采用过盈配合500mm以上的大尺寸，一般采用同级配合公差等级的选用

例1：设有一基本尺寸为80的孔、轴配合，要求配合间隙X=+（55-135）µm,试确定孔、轴公差的公差等级。解:1）根据配合公差定义，[Tf]允许=|Xmax-Xmin|=Th+Ts

已知Xmax=+135，Xmin=+55，[Tf]允许=80µm2）分配孔、轴公差Th+Ts=80µm

设孔、轴为同级配合Th=Ts=80/2=40µm

由表2-2查得尺寸>50—80时，IT7=30，IT8=46µm按国家标准，间隙配合IT8时，应选用孔比轴低一级的配合

Ts取标准公差为IT7=30µm，

Th取标准公差为IT8=46µ验算

IT7+IT8=7680，可用故选孔的公差等级为8级，轴的公差等级为7级。2.2.3配合的选用配合的选用:根据使用要求确定配合的类别与种类。配合类别的选用A－H（或a－h）间隙配合，间隙由大到小K－N（或k－n）过渡配合，由平均间隙到平均过盈P－ZC（或p－zc）过盈配合，过盈由小到大配合种类的选择配合制和公差等级确定后,配合种类的选择就是根据使用要求,确定非基准件的基本偏差代号。配合种类选用的基本方法：1）计算法根据公式计算出的极限间隙或过盈，选择相配合的孔、轴的公差等级和配合代号。2）试验法可靠，但成本较高，一般用于大批量生产的产品的关键配合。3）类比法以经过生产验证的且类似的机械、机构和零部件为样板，来选用配合种类。最常用方法：类比法参见

表2－10表2－11表2－12类比法要点：1.首选优先公差带，其次常用公差带，再次一般公差带。

——见图2－15、图2－162.选用优先、常用配合

——见表2－8（基孔制用）表2－9（基轴制用）

例1：设有一基本尺寸为80的孔、轴配合，要求配合间隙X=+（55-135）µm,试确定孔、轴公差的公差等级。解:1）根据配合公差定义，[Tf]允许=|Xmax-Xmin

|=TD+Td

已知Xmax=+135，Xmin=+55，[Tf]允许=80µm2）分配孔、轴公差TD+Td

=80µm

设孔、轴为同级配合TD=Td

=80/2=40µm

由表2-2查得尺寸>50—80时，IT7=30，IT8=46µm按国家标准，间隙配合IT8时，应选用孔比轴低一级的配合

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