2010极限配合1-绪论孔轴的极限与配合及选用(97-03)

熟悉机械制图中有关标注的含义并能正确标注能对机器中的典型零部件提出几何参数精度要求能选择合适量具并对几何量进行检测熟悉有关标准

任务：课程性质：对零部件几何参数精度提哪些要求？精度设计确定尺寸精度确定形状精度确定位置精度确定表面粗糙度对特殊零件提出要求课程特点及要求特点要求第一章导论一、制造业中的互换性什么是互换性?

同一规格的零部件按规定的技术要求制造能够彼此相互替换使用效果相同的性能互换性分类按互换性程度完全互换不完全互换例：Ф50孔、轴装配，间隙要求为：0—0.002mm按用于部件内部或外部内互换外互换互换性的作用：设计过程——使用标准化零部件，简化设计，缩短产品设计时间制造及装配过程——批量生产，有效地提高生产率，保证质量，降低成本使用过程——缩短修理时间，节约修理费用，提高修理质量互换性的实现按标准进行设计、制造、装配和检验公差是互换性生产的保证二、标准与标准化标准——是指对需要协调统一的重复性事物（如产品、零部件）和概念（如术语、规则代号）所做的统一规定。标准化——制定、发布、实施标准的全过程标准是科学，是生产力；标准是动态过程

什么是标准和标准化？标准的分类：

按作用范围分；国际标准、区域标准、国家标准、地方标准、企业标准等按对象分；基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、卫生标准、环境保护标准等三、优先数和优先数系1）一组近似等比数系：

共四个基本系列（R5，R10，R20，R40）；

一个补充系列（R80）

2）按1——10、10——100、……1——0.1、0.1——001……划分区间，即十进区间问题的提出：目的即建立科学统一的数值制度，对各种技术参数加以协调、简化、优先数系包含性：R5、R10、R20、R40，后者均包含前者。相对差相等：能用最少的级数满足广泛的要求

用派生系列和复合系列，满足更广泛的使用要求取值：分为理论值、计算值、常用值、取整值机械产品主要参数按R5，R10系列选用；专用工具的：R10系列；通用零件和工具及通用型材：R20系列优先数的主要优点及应用四、极限配合与测量技术的发展1．

极限与配合标准的发展概况

2．

测量技术的发展概况。第二章

孔和轴的极限与配合

本章适用标准：

1．GB/T1800.1-1800.4《极限与配合基础》《极限与配合偏差和配合的基本规定》《极限与配合标准公差和基本偏差数值表》第一节概述1加工误差与公差1）加工误差——加工后零件的几何参数与理论几何参数之间的差异，是不可避免的误差类型：尺寸误差，形状误差，位置误差，表面粗糙度，表面波纹度2）公差——允许加工误差变动的范围因此相应的公差有：尺寸公差，形状公差，位置公差，表面粗糙度，表面波纹度第二节基本术语及定义

一、孔与轴孔——圆柱形内表面或由单一尺寸形成的内表面(包容面)。轴——圆柱形外表面或由单一尺寸形成的外表面(被包容面)。二、关于尺寸

1．

基本尺寸：设计确定的尺寸。孔——D；轴——d2．实际尺寸：测量所得：孔——Da；轴——da

3．极限尺寸：允许实际尺寸变化的两个界限尺寸（控制实际尺寸）。最大极限尺寸：Dmaxdmax

最小极限尺寸：Dmindmin

设计中确定的尺寸是——加工后测量得到的尺寸是——极限尺寸的作用是——三、关于“公差”与“偏差”1．尺寸偏差（偏差）——＝某一尺寸－其基本尺寸

2．实际偏差＝实际尺寸－基本尺寸：

Ea=Da－D；ea＝da－d3．极限偏差＝极限尺寸－基本尺寸孔：Dmax－D=ES轴：dmax－d=es；（上偏差）

Dmin–D=EI，dmin–d=ei；(下偏差）

4．尺寸公差（公差）——允许尺寸的变动量

孔：Th＝Dmax－Dmin＝ES－EI;

轴：Ts＝dmax–dmin

＝es－ei；

5．公差带图：用图直观反映基本尺寸、公差、偏差之间的关系。

6．标准公差——国标规定的公差值７．基本偏差——极限偏差中的一个，一般为靠近0线的极限偏差。它在公差带图中确定公差带的位置。

8.极限制——经标准化的公差与偏差制度小结：1．

极限尺寸——控制实际尺寸；

2．

极限偏差——控制实际偏差；３．公差——表示对制造精度的要求，其大小反映加工的难易程度。其数值不可能为0，更不能为负。４．偏差——表示与基本尺寸偏离的程度，

基本偏差——反映公差带的位置，影响配合的松紧。

偏差有正负，图示或书写中必须带正负号

5．

公差带由两要素决定：

1）

大小：由公差值确定（上下偏差间宽度）。

2）

位置：由基本偏差确定，即相对零线位置。四、关于“配合”

1．配合——基本尺寸相同的相结合的孔、轴公差带间的关系。

2．间隙或过盈：由“孔的尺寸—轴的尺寸”决定

3．配合的分类

1）

间隙配合——公差带：孔上轴下。

最大间隙：Xmax=Dmax–dmin=ES–ei;(>0)

最小间隙：Xmin=Dmin–dmax=EI–es;(>0)3)过渡配合——公差带：孔轴交叠，可能形成间隙或过盈

最大间隙：Xmax=Dmax–dmin=ES

–ei;(>0)

最大过盈：Ymax=Dmin–dmax=EI

–es;(<0)

平均间隙或平均过盈：Xa(或Ya)=（Xmax+Ymax）/22）过盈配合——公差带：孔下轴上

最大过盈：Ymax=Dmin–dmax=EI

–es;(<0)

最小过盈：Ymin=Dmax–dmin=ES

–ei;(<0)4．配合公差（Tf）——允许间隙或过盈的变动量（Tf>0），其大小反映配合精度（即松紧程度的一致性）间隙配合：Tf＝Xmax－Xmin＝Th＋Ts

过盈配合：Tf＝Ymax－Ymin＝Th＋Ts

过渡配合：Tf＝Xmax－Ymax＝Th＋Ts即：配合公差Tf＝Th＋Ts5.配合公差带图6.配合制——同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度1）基孔制——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所形成的各种配合的制度。

基准孔：公差带在零线上方，且EI=0。

2）基轴制——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所形成的各种配合的制度。

基准轴：公差带在零线下方，且es=0。五．

关于“基准制”3）建立基准制的目的：

（１）

形成各种所需的配合；

（２）

减少零件极限尺寸数目；１．配合是对基本尺寸相同的一批孔、轴而言，而非某一根轴与孔的配合2．配合公差Tf＝Th＋Ts

配合精度越高,配合松紧程度一致性越好，但对孔轴的精度要求越高,加工成本越高3.反映配合性质差异的因素：１）

配合的松紧程度（由孔、轴基本偏差确定）２）

配合的精度（由Tf大小确定）由孔轴的精度决定小结：课堂练习题孔轴配合代号及极限偏差值如上：1）画孔轴公差带图，计算孔轴公差值2）画配合公差带图,计算配合公差值3）计算极限间隙或极限过盈的大小注意：公差带图要规范、代号要正确第三节标准公差系列：

１．标准公差等级及查表１）

等级：20个等级：IT01，IT0，IT1～IT18２）

公差值：查标准公差值表，注意尺寸分段注意：仅根据公差数值大小不能确定尺寸精度高低。还应考虑尺寸大小分段

２．

标准公差值的确定１）

标准公差值的计算：IT=a·i

２）

标准公差因子i和公差等级系数a3)尺寸分段第四节基本偏差系列：

１．基本偏差的定义

2．作用

3.代号：

国家标准分别对孔、轴规定了28种基本偏差（为避免混淆，不用IiLlOoQqWw）4

基本偏差的位置：孔：A——H的基本偏差为EI(公差带在0线上方)H基准孔EI=0Js基本偏差：ES=EI=±IT/2J——ZC基本偏差为ES轴：a——h基本偏差为es(公差带在0线下方)h基准轴es=0js基本偏差：es=ei=±IT/2j——zc基本偏差为ei

记忆：

一线、二点、三段一线：28种基本偏差A——ZC(或a——zc)相对零线位置的变化规律线

二点：（1）H（或h）点；（2）JS（或js）点

三段：孔：A——H段：与h形成间隙配合；

Js、J——N段：与h主要形成过渡配合

P——ZC段：与h主要形成过盈配合轴：a——h段：与H形成间隙配合

js、j——n段：与H主要形成过渡配合

p——zc段：与H主要形成过盈配合5．孔、轴基本偏差的制定规律：

１）轴的基本偏差值确定——通过公式计算（js，j，k与公差等级有关）２）孔的基本偏差值确定——由同名轴的基本偏差值换算而得。换算原则:同名配合,配合性质不变，即极限间隙或过盈不变换算规律：通用规则——EI＝-es；ES＝-ei

适用于A～H配合和孔轴同级配合的K～Zc

特殊规则——ES＝-ei+△△＝Th-Ts

适用于过渡和过盈配合，孔的精度等级比轴低一级时）特殊规则的应用：国家标准制定中，考虑工艺等价性，在较高精度配合中，采用孔精度比轴低一级

1）公差等级高于或等于IT8的K、M、N（过渡配合），采用孔比轴低一级的配合。

2）公差等级高于或等于IT7的P—ZC（过盈配合），采用孔比轴低一级的配合。因此，以上两种情况下的孔基本偏差，必须按照特殊规则换算，即在相应的国家标准中，都有相应的△，在查表和进行基准制变换时要特别注意例：H7/k7与K7/h7配合性质不相同基本偏差值查表例：查Φ30j

hg

的极限偏差Φ30JsKMP的极限偏差Φ260M6的极限偏差7

公差带代号及配合代号：公差带代号：基本偏差代号＋公差等级代号例：Φ15P8，Φ15P6，Φ18js8

配合代号：孔、轴公差代号的组合例：Φ45H7/r6，Φ45R7/h68、公差与配合在图样上的标注

第五节常用和优先公差带与配合

1.

常用和优先孔、轴公差带

2.

常用和优先配合

注意：在国标常用与优先公差带与配合中，

大间隙配合——精度等级低小间隙配合——精度等级较高过渡和过盈配合——精度等级较高这是与实际使用情况相符的第六节一般公差线性尺寸的未注公差

１．适用标准——GB/T1804-2000《一般公差线性尺寸的末注公差》(代替GB/T1804-1994)

国标规定了四个公差等级f级（精密级）、m级（中等级）、c级（粗糙级）、v级（最粗级）２．适用范围——精度较低的非配合尺寸

3．未注公差的极限偏差数值：采用对称偏差值,一般不在尺寸后标注。只有当要素的功能允许的公差比未注公差值更大时才在尺寸后注出相应的极限偏差

4．

标注：在图样技术要求、技术文件或标准中标明：

GB1804-2000f（或m、c、v）第七节

极限与配合的选用

一、基准制的选择:1.

优先选用基孔制——减少定值刀具和塞规数量

2.

下列情况采用基轴制１）当配合的轴为标准件时——以标准件为基准件例如：（1）键与键槽的配合；（2）滚动轴承外圈与孔的配合２）直接采用冷拉钢料作轴时——一般用于精度要求不高的机械中

３）考虑一轴与多孔配合，且配合性质不同时

3.特殊需要时可采用非基准制的配合

二、公差等级的选用1.

原则:在满足使用要求的前提下,尽量选择低的等级.

选择方法:类比法

基本尺寸≤500mm：精度等级高于IT8——推荐孔比轴低一级精度等级等于IT8：孔轴同级——过盈配合或孔低一级——过渡或间隙配合精度等级低于IT8——孔轴同级2.

选用时应考虑以下问题:1)相配合的孔和轴的工艺等价性

基本尺寸≥500mm，精度等级高于IT8，一般轴、孔同级基本尺寸≤3mm，有时轴比孔低一级

2）考虑配合类型：（1）过渡、过盈配合，不允许间隙或过盈变动量过大，要求精度较高（2）

间隙配合：小间隙——较高精度；大间隙——较低精度3）考虑相配件的精度齿轮与轴的配合——取决于齿轮精度等级滚动轴承与轴、孔的配合——与轴承的精度等级有关考4)考虑加工成本：有时相配合的孔、轴精度等级可相差几级

3．使用“类比法”应掌握的知识１）各公差等级的应用范围2)各种加工方法可达到的加工精度等级IT01——IT1用于量块或标准块尺寸

IT2——IT5用于精密配合件

IT5——IT12用于配合件

IT5，IT6高精度主要配合

IT6，IT7重要配合，如普通机床的主要配合

IT7，IT8中等精度要求的配合

IT9，IT10一般要求的配合

IT11，IT12不重要的配合

IT12——IT18非配合尺寸，未注尺寸公差的尺寸三、配合种类的选择1.配合种类选择原则无相对运动需传递转矩有定心要求不可拆卸过盈配合或过渡配合可拆卸过渡配合或小间隙(g,h)或小过盈的配合,但需加键销等紧固件无定心要求间隙配合,但需加键销等紧固件不需传递转矩间隙,过渡，过盈配合都可,考虑其它情况定有相对运动精密转动或移动小间隙的间隙配合(g,h)一般的转动,移动或复合运动视情况取基本偏差为a—f的间隙配合2.

选择配合种类时应考虑的因素:1)

相配件是否有相对运动：

2)

孔轴定心精度要求：孔轴定心精度要求高，且孔轴间无相对运动时——过渡配合，甚至小过盈配合孔轴有定心精度要求，且孔轴间有相对运动时——小间隙配合，一般H/h3)

受载情况：载荷大或冲击载荷——紧的过盈或过渡配合

4)

装拆要求：经常装拆——稍松的配合（间隙增大或过盈量减小）5)

配合件的材料：——塑性材料易变形，选稍紧的配合（间隙减小或过盈量增大）孔6）孔轴工作温度：孔的工作温度高于轴的——稍紧一些的配合孔的工作温度低于轴的——稍松一些的配合

7)

配合件的形位精度：形位误差大——稍松一些的配合

8)

表面粗糙度：表面粗糙度大——稍紧一些的配合

9)

装配变形：

10)

生产类型：单件小批量生产——稍松一些的配合

例题：１．孔、轴配合处D=Φ30mm，要求间隙配合，且X=0.020—0.055mm间，试确定配合代号和孔、轴公差带。

２．用查表法确定：基本尺寸D=Φ55mm,相配合孔轴的上下偏差。要求过盈配合：YMIN=-23μm,YMAX=-74μm.

第八节大尺寸、小尺寸公差与配合

一.大尺寸零件特点:1.一般是小批量生产;2.影响加工误差的主要因素是测量误差;且温度引起的测量误差大