第3章圆柱体公差配合及其标准化机械精度设计与检测

1第三章圆柱体公差配合及其规范化一、公差与配合的根本概念本章主要内容二、公差与配合的有关国家规范化构成三、公差与配合的运用重点要求掌握典型术语的定义；掌握规范的特点及正确查表标注；掌握公差常用配合的选择与运用2根底GB/T1800.1-1997GB/T1800.2-1998GB/T1800.1-2021(ISO286.1)GB/T1800.3-1998公差带选择GB/T1800.4-19992021(ISO286.2)GB/T1801-19992021(ISO1829)GB/T1803-2003小尺寸的孔轴公差带运用与计算GB/T5371-2004过盈配合的计算和选用GB/T5847-2004尺寸链计算方法JB/T9186-1999统计尺寸公差丈量与检验GB/T3177-19972021光滑工件尺寸的检验GB/T1957-2005光滑极限量规GB/T16857.1~.6坐标丈量机的验收和周检尺寸极限与配合现行规范体系3第三章圆柱体公差配合及其规范化§3.1公差与配合的根本知识§3.2公差值的规范化§3.3根本偏向的规范化§3.4公差带与配合的规范化§3.5公差与配合选择综合分析4保证保证规定规定圆柱体结合互换性规范体系公差与配合丈量与检验规范公差系列根本偏向系列孔公差带工件的极限偏向极限量规丈量器具轴公差带孔轴配合根本偏向5圆柱结合的运用要求圆柱结合〔包括平行平面的结合〕是机械产品中运用最广泛的一种结合方式。根据不同的运用要求，可分为以下三类：◆用作相对运动副：保证有配合间隙◆用作固定衔接：保证有一定的过盈◆用作定位可装配衔接6孔和轴的定义轴——通常是指圆柱形外外表；也包括非圆柱形外外表。孔——通常是指圆柱形内外表；也包括非圆柱形内外表。孔:为包容面，轴:为被包容面目的：扩展规范运用范围。7一、尺寸定义及分类1、尺寸是用特定单位〔mm)表示线性尺寸值的值。包括直径、长度、宽度、高度、中心距等。２、根本尺寸设计确定的尺寸；是设计者根据运用要求，经过计算或根据阅历决议的。相配合的孔、轴根本尺寸一样，孔、轴〔D、d〕应尽量按规范选取

8有关要素的定义93、极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。它以根本尺寸为基数来确定。最大极限尺寸：允许的最大尺寸。最小极限尺寸：允许的最小尺寸。代号：孔〔Dmax、Dmin〕轴〔dmax、dmin〕104、实践尺寸经过丈量所得的尺寸,孔、轴分别用Da与da表示。由于存在丈量误差，实践尺寸并非被测尺寸的真值。实践尺寸尺寸合格条件〔1〕：Dmin≤Da≤Dmax

dmin≤da≤dmax115、最大实体尺寸(MMS)(maximummaterialsize〕最大实体形状〔MMC〕(maximummaterialcondition〕：-孔或轴允许的资料量为最多时的形状最大实体尺寸：在最大实体形状下的极限尺寸 孔：DM——Dmin 轴：dM——dmax126、最小实体尺寸〔LMS〕〔leastmaterialsize〕最小实体形状(LMC〕(leastmaterialcondition)：-孔或轴允许的资料量为最少时的形状最小实体尺寸：在最小实体形状下的极限尺寸 孔：DL——Dmax轴：dL——dmin13二、偏向与公差可为正值、负值或零可为正值、负值或零极限偏向:极限尺寸与根本尺寸之差。孔轴上偏向ES=Dmax－Des=dmax－d下偏向EI=Dmin－Dei=dmin－d实践偏向：实践尺寸与根本尺寸之差。Ea=Da－Dea=da－d14尺寸合格条件〔2〕：孔：EI≤Ea≤ES

轴：ei≤ea≤es152、尺寸公差〔公差T〕允许尺寸的变动量。孔公差：TD＝|Dmax－Dmin|＝|ES－EI|轴公差：Td＝|dmax－dmin|＝|es－ei|为绝对值163、公差与偏向的区别偏向表示实践尺寸与根本尺寸偏离的程度加工时调整机床刀具与零件相对位置的根据其值为代数差〔可为正值、负值或零〕公差反映一批零件实践尺寸的离散程度反映加工精度的高低其值为绝对值174、尺寸公差带图公差带：由上下偏向所表示的区域。公差带图反映了尺寸、偏向、公差的关系；零线：确定偏向位置的一条基准线；标注根本尺寸线、根本尺寸值和符号“＋、0、－〞。留意在公差带图上，必需注上根本尺寸和偏向值！18三、配合及配合制1、配合根本尺寸一样的、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2、间隙或过盈(孔的尺寸)-(轴的尺寸)≥0间隙“X〞≤0过盈“Y〞轴根本尺寸0+-孔轴孔孔轴193、配合的类别1〕间隙配合: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〕XmaxXminESesei+0_φ20最大间隙：Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最小间隙：Xmin=Dmin－dmax=EI－es平均间隙：Xav=(Xmax+Xmin)/2φ20ESei+0_Xmin=0Xav202〕过盈配合：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〕YminYmax最小过盈：Ymin=Dmax－dmin=ES－ei最大过盈：Ymax=Dmin－dmax=EI－es平均过盈：Yav=(Ymax+Ymin)/2φ20ES=eies+0_EIYmin=0ESesei+0_φ20EIYav213〕过渡配合:能够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。ESesei+0_φ30XmaxYmax最大间隙：Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最大过盈：Ymax=Dmin－dmax=EI－es平均过盈〔间隙〕：Yav(Xav)=(Xmax+Ymax)/2YavESesei+0_φ30224、配合制配合制也称基准制；为简化配合国家规定有：基孔制和基轴制。基孔制：根本偏向为一定的孔的公差带与不同根本偏向轴的公差带构成各种配合的一种制度。其中孔为基准孔，其下偏向为零。代号为“H〞。0+-根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23基轴制：根本偏向为一定的轴的公差带与不同根本偏向孔的公差带构成各种配合的一种制度。其中轴为基准轴，其上偏向为零。代号“h〞。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根本尺寸24配合公差反映运用要求和加工要求。设计时，可根据配合中允许的间隙或过盈变动范围，来确定孔、轴公差25配合公差带图:可直观地表达孔、轴的配合性质，即配合松紧及其变动情况横坐标(零线)是确定间隙或过盈的一条基准直线纵坐标值:表示极限间隙或极限过盈的数值。横坐标上为正值，表示间隙；下为负值，表示过盈。两个极限值之间区域的宽度为配合公差。配合公差反映配合精度26规范化规范化根本偏向EI根本偏向es＋0－规范公差规范公差根本偏向指接近零线或位于零线的极限偏向。公差带的两个要素公差带的大小公差带的位置规范公差极限偏向根本偏向下面讨论这两个要素的规范化27一、规范公差系列规范公差系列：由不同公差等级和不同根本尺寸的规范公差值构成的。规范公差：IT〔ISOTolerance〕：是国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差值。28规范公差等级：国家规范规定的公差等级共20个，代号为：IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18高低目的是满足不同行业、不同精度的产品要求普通运用普遍的是：IT12~IT5；粗加工可达IT12~IT11；普通精加工可达IT8~IT7〔精车IT6，精磨外圆IT5〕；精细加工〔研磨、珩磨、等〕可达IT5~IT3。29二、规范公差因子及其计算式确实定规范公差因子i是计算规范公差的根本单位，它是经过对不同尺寸的零件加工后产生的加工误差的统计分析发现的。规范公差因子i与零件尺寸的关系如下图:在常用尺寸段〔≤500mm)内,呈立方抛物线关系当尺寸较大时，接近线性关系30规范公差因子：D等于根本尺寸所属尺寸分段的首尾两尺寸的几何平均值，单位mm。其中：D的单位为mmI的单位为µm31三、规范公差的计算及a值确实定公差等级公式公差等级公式公差等级公式IT010.3+0.08DIT610iIT13250iIT00.5+0.12DIT716iIT14400iIT10.8+0.2DIT825iIT15640iIT2（IT1）(IT5/IT1)1/4

IT940iIT161000iIT3（IT1）(IT5/IT1)1/2

IT1064iIT171600iIT4（IT1）(IT5/IT1)3/4IT11100iIT182500iIT57iIT12160iIT5～IT18规范公差计算公式：IT=a·ia——公差等级系数〔反映精度的高低〕1、规范公差的计算公式322、尺寸分段分段目的：简化公差数值表分段原那么：先密后疏i的计算采用段内首尾的几何平均值。Dj==97.98例如：80－120尺寸段i＝2.173假设根本尺寸为90，IT6=？33一、根本偏向及其代号根本偏向——国家规范规定的用以确定公差带相对于零线位置的上偏向或下偏向，是指接近零线的极限偏向。1．根本偏向的代号孔、轴根本偏向各有28种，用英文字母表示。孔用大写字母，轴用小写字母。孔：A、B…Z去掉：I,L,O,Q,W添加：CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC轴：a、b…z去掉：i,l,o,q,w添加：cd,ef,fg,js,za,zb,zc34孔的根本偏向系列A~H:为下偏向EIJ~ZC:为上偏向ESH:EI=0JS:偏向对称于零线35轴的根本偏向系列a~h:为上偏向esj~zc:为下偏向eih:es=0js:偏向对称于零线36孔轴37二、轴的根本偏向的计算轴的根本偏向：由表3-3阅历公式算出(P35)，其数值见表3-4(P39)。基轴制：定义轴的上偏向ei为零。这些阅历公式是以基孔制为根据，根据设计要求、消费实际和科学实验，经统计分析得到的。例如:f的计算公式：k的计算公式：38三、孔的根本偏向的计算孔的根本偏向由同名配合的轴的根本偏向换算而得。换算的前提是：基孔制配合与同名的基轴制配合的配合性质必需一样。(按表3-4计算〕例如：H9/f9F9/h9H6/r5R6/h5H7/f6F7/h6由于孔比轴难加工，故对高精度的孔轴配合，即公差等级较高时，孔通常比轴低一个公差等级。39通用规那么特殊规那么EI＝－es适宜A—HES＝－ei适宜J－ZC低公差等级/p45ES＝－ei+△△＝ITn-ITn-1适宜J－ZC高公差等级根据以上换算规那么，得出孔的根本偏向的计算公式为以下两条规那么：◆特殊规那么根本尺寸>3至500mm，≤IT8的J、K、M、N以及≤IT7的P~ZC详细数值见表3-5(P48)。40四、孔、轴另一偏向的计算孔、轴另一偏向(上偏向或下偏向〕根据孔、轴根本偏向和选用的规范公差计算对于孔：A至HES＝EI＋ITJ至ZCEI＝ES－IT对于轴：a至hei=es-ITj至zces=ei+IT本节终了41一、公差带的代号公差带代号:由根本偏向代号和公差等级组合而成例如：H7、F8，m7、t6公差带代号在零件图上的标注4220等级和28种根本偏向，导致规范公差带的数量：20X28＝560种

二、优先、常用、普通公差带普通用：116种常用：59种优先用：13种表3-6轴的优先、常用、普通公差带P5143普通用：105种常用：44种优先用：13种表3-7孔的优先、常用、普通公差带P5144三、配合代号及优先配合公差带代号:由根本偏向和公差等级代号组合而成例如：H7、F8，m7、t6公差带代号标注在零件图上配合代号:由孔和轴的公差带组合用分数方式表示例如：Φ50φ50H7/f6；φ50G7/h6。配合代号标注在装配图上。1、配合代号452.5光滑轴孔配合hH基孔制a－h：间隙配合js－n：过渡配合p－zc：过盈配合基轴制A－H：间隙配合JS－N：过渡配合P－ZC：过盈配合46指出以下配合的种类基轴制A－H：间隙配合JS－N：过渡配合P－ZC：过盈配合基孔制a－h：间隙配合js－n：过渡配合p－zc：过盈配合间隙配合过盈配合过渡配合间隙配合472、优先配合与常用配合常用配合：59种优先配合：13种表3-8基孔制优先常用配合48常用配合：47种优先配合：13种表3-9基轴制优先常用配合49公差与配合在图样上的标注50一、配合制的选用基孔制和基轴制属于平行配合制，即基孔制配合能满足要求的，基轴制配合也能满足运用要求。如：H7/k6与K7/h6的配合性质完全一样，称为“同名配合〞。所以，配合制的选择与功能要求无关，主要思索加工的经济性和构造的合理性。51可减少孔用定值刀具和光滑极限塞规的规格和数量实践任务中普通情况下优先选用基孔制从工艺上看，对较高精度的中、小尺寸孔，广泛采用定值刀、量具加工和检验

采用基孔制钻头、铰刀、塞规〔1〕优先选用基孔制52a〕运用冷拉棒料直接作轴〔IT9～IT11〕〔2〕特殊情况下采用基轴制b〕一轴与多个孔配合且松紧不一样时〔构造需求〕1.活塞2.活塞销3.连杆531.活塞2.活塞销3.连杆54〔3〕与规范件配合时，应以规范件作基准Φ55k6Φ100J755〔4〕必要时采用非规范制Φ55k6Φ100J7Φ100J7/e9Φ55D9/k6φ58H7/r656二、配合的选用配合选择的义务：就是根据零件的功能要求，确定配合的种类，进而确定根本偏向代号。H选择方法：类比法、计算法和实验法三种。类比法是选择配合种类的主要方法。运用类比法选择时，要思索以下要素：各种根本偏向构成的配合特征及运用；配合件的任务情况其他要素57(1)各类根本偏向构成配合的特征及运用以基孔制阐明a)间隙配合用于任务时有相对运动或装拆频繁的衔接。H/aH/b……H/h间隙逐渐减小常用间隙配合H/d——大间隙配合H/f——中等间隙配合H/g——小间隙配合H/h——Xmin=058b)过渡配合用于既要求对中性，又要求装拆方便的配合，传送载荷必需加键或销等。H/jsH/jH/kH/mH/n逐渐变紧常用过配合H/js——较松H/k——普通〔规范定心配合〕H/n——较紧59利用过盈来保证固定或传送载荷，过盈配合传送载荷有时需求加键或销衔接。H/pH/r……H/zc越来越紧常用过盈配合H/p——小过盈配合H/r——中等过盈配合H/s——半永久衔接H/u——永久衔接c)过盈配合传送转矩需加键60运动精度定心精度装配情况载荷大小轴孔温差〔2〕任务条件对配合的松紧要求二者均要求时，选小间隙配合二者均要求时，选过渡、小间隙配合载荷越大，选择的配合要求越紧温差越大选择的配合应该越松61〔3〕装配变形对配合选择的影响62〔4〕消费类型对配合选择的影响63三、公差等级的选择根本要求：协调运用要求与制造工艺、加工本钱之间的关系。选择方法：类比法、计算法选择原那么：在满足运用要求的前提下，尽量选取低的等级。64〔1〕类比法选择a)熟习各个公差等级的运用情况IT01～IT1用于量块的尺寸公差IT2～IT5用于精细配合、量规公差IT5～IT12用于配合尺寸公差，其中