《画法几何与机械制图》课件第10章

第10章零件图上的技术要求10.1表面粗糙度

10.2极限与配合

10.3形状和位置公差简介

10.1表 面 粗 糙 度

1．基本概念

零件表面无论加工的多么光滑，放在显微镜下观察，加工表面总会留下高低不平的加工痕迹。这种加工表面上具有的较小间距的波峰和波谷组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度，它与加工方法等因素有密切关系。表面粗糙度对零件的耐磨性、抗腐蚀性、密封性等都有影响，它是评定零件表面质量的重要技术指标。GB/T1031－1995和GB/T3505－2000中规定了评定表面粗糙度的各种高度参数，表面粗糙度在零件图上的标注见GB/T131－1993。

2．评定参数

国家标准GB\T3505－2000中规定了评定表面粗糙度的各种参数，其中较常用的是两种高度参数Ra和Rz。

(1)Ra(轮廓算术平均偏差)：指在取样长度l内，轮廓偏距y绝对值的算术平均值(见图10-1)。图10-1Ra的定义

Ra可用公式表示：

(2)Rz(轮廓最大高度)：指在取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的最大距离，它对某些不允许出现较大加工痕迹的零件表面有实用意义。

在工程中，Ra用得更多，Ra的数值及取样长度l、评定长度ln的值见表10-1。表10-1Ra及l、ln的选用

3．表面粗糙度的符号和代号

零件图中应标注表面粗糙度符号，以说明该表面完工后的表面质量要求。图样上表示零件表面粗糙度的符号见表10-2。表10-2表面粗糙度的符号在表面粗糙度符号上，注写所要求的表面评定参数，就是表面粗糙度代号。

表面粗糙度高度参数的注写见表10-3。表10-3表面粗糙度高度参数的注写表面粗糙度代号在图样上的注写见表10-4。表10-4表面粗糙度代号注写示例

10.2极 限 与 配 合

1．零件的互换性

在装配部件或机器时，从一批规格相同的零部件中任取一件，不需挑选或修配，装配上去即能符合使用要求，这种性质即零件的互换性。互换性不仅给机器装配、维修带来方便，还能满足生产部门的协作要求，更为现代化大批量的专业化生产提供了可能性。

2．尺寸公差

生产中零件的尺寸既不可能也没有必要做得绝对准确。为保证零件具有互换性，必须对零件的尺寸规定一个允许的变动量。这个允许的尺寸变动量称为尺寸公差，简称公差。

下面以图10-2为例，介绍有关尺寸公差的术语。为表达清楚，图中的有关尺寸进行了放大。图10-2极限术语

(1)基本尺寸：设计给定的尺寸，如

50。

(2)实际尺寸：零件加工完成以后，通过测量所得到的尺寸。

(3)极限尺寸：允许零件尺寸变动的两个极限值，其中较大的一个尺寸称为最大极限尺寸，较小的一个尺寸称为最小极限尺寸。如图10-2(a)所示孔的最大极限尺寸

50.039，最小极限尺寸

50；图10-2(b)所示轴的最大极限尺寸

49.975，最小极限尺寸

49.950。

(4)尺寸偏差(简称偏差)：指某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差，偏差有上偏差和下偏差，统称极限偏差。国家标准规定，孔和轴的上偏差分别用代号ES和es表示，下偏差分别用代号EI和ei表示，尺寸偏差可为正值、负值和零。 ES(es)上偏差＝最大极限尺寸－基本尺寸

EI(ei)下偏差＝最小极限尺寸－基本尺寸

图10-2中，孔的上偏差ES＝＋0.039、下偏差EI＝0，轴的上偏差es＝－0.025、下偏差ei＝－0.050，标注在零件图上为

(5)尺寸公差(简称公差)：允许尺寸的变动量。公差总是正值。

公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸＝上偏差－下偏差图10-2中，孔的公差＝0.039；轴的公差＝0.025。

(6)零线：在公差带图(图10-3)上，表示基本尺寸的一条直线，即零偏差线。正偏差位于零线的上方，负偏差位于零线的下方。

(7)公差带：指在公差带图中代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。如图10-3所示，公差带由“公差带大小”和“公差带位置”两个要素构成。公差带大小由标准公差确定，公差带位置由基本偏差确定。图10-3尺寸公差带图

(8)标准公差(IT)：指用来确定公差带大小的任意公差。标准公差分为20级，有IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18，依次降低。标准公差的数值大小由基本尺寸和公差等级来确定，见表10-5。表10-5标准公差数值

(9)基本偏差：用来确定公差相对于零线位置的那些上偏差或下偏差，一般指最靠近零线的那个偏差。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差；当公差带在零线下方时，基本偏差为上偏差，见图10-4。

国家标准规定，孔和轴各有28个基本偏差，代号用字母表示，其中孔用大写字母，轴用小写字母。从图10-4中可看出，在基孔制的前提下，轴的基本偏差a～h在零线以下，是上偏差、负值，轴的公差带在孔公差带之下，属于间隙配合；轴的基本偏差j～zc在零线以上，是下偏差、正值，属于过渡和过盈配合。在基轴制的前提下，孔的基本偏差A～H在零线以上，是下偏差、正值，孔公差带在轴公差带之上，属于间隙配合；孔的基本偏差J～ZC在零线以下，是上偏差、负值，属于过渡和过盈配合。js和JS的公差带对称分布于零线两边，轴和孔的上、下偏差分别是＋IT/2、－IT/2。基本偏差系列图只表示公差带相对于零线的各种位置，不表示公差带的大小。因此，图中公差带远离零线的一端是开口的。开口一端由标准公差限定。图10-4基本偏差系列图国家标准按不同的基本尺寸和公差等级确定了孔和轴的基本偏差数值，可查阅有关国家标准。孔和轴的公差带代号由标准公差等级和基本偏差代号组成。例如，

50H8指的是基本尺寸为

50的孔，公差带代号为H8：孔的基本偏差代号为H，公差等级代号为IT8。

3．配合

基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。

1)配合种类

根据使用要求的不同，孔和轴之间的配合有松有紧。国家标准规定有三类配合：间隙配合、过盈配合、过渡配合(如图10-5)。

(1)间隙配合(如图10-5(a))：孔的公差带在轴的公差带之上，孔的实际尺寸总是大于轴的实际尺寸。这组配合总是产生间隙，有最大间隙和最小间隙。

(2)过渡配合(如图10-5(b))：孔、轴公差带相互重叠，孔的实际尺寸比轴的实际尺寸有时大，有时小，是介于间隙和过盈之间的配合。这种配合能产生最大的间隙和最大的过盈。

(3)过盈配合(如图10-5(c))：孔的公差带在轴的公差带之下，孔的实际尺寸总是小于轴的实际尺寸。这组配合总是产生过盈，有最大过盈和最小过盈。图10-5配合种类

2)配合制度

互相配合的孔和轴使其中之一作为基准件，它的公差带固定，通过改变另一件的公差带来获得各种不同性质的配合，称为配合制度。国家标准规定了基孔制和基轴制两种配合制度。

(1)基孔制配合：指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构成各种配合的一种制度。基孔制的孔称为基准孔，其基本偏差代号为H，基准孔的下偏差为零。基本偏差一定的孔，与不同基本偏差的轴可形成各种配合，见图10-6。图10-6基孔制配合

(2)基轴制配合：指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构成各种配合的一种制度。基轴制的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h，基准轴的上偏差为0。基本偏差一定的轴，与不同基本偏差的孔可形成各种配合，见图10-7。图10-7基轴制配合基准孔的下偏差为“0”，基准轴的上偏差为“0”。这是因为孔越加工越大，而轴越加工越小。孔或轴加工到基本尺寸刚进入公差带。

3)配合代号

配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。分子中含有H的为基孔制配合，分母中含有h的为基轴制配合；若分子中含有H，分母中含有h，则考虑为基孔制配合。

例如，的含义是，该配合的基本尺寸为

50，基孔制的间隙配合(由基本偏差系列表可知)，基准孔的公差带代号为H8(孔的基本偏差代号为H，公差等级为8)，轴的公差带代号为f 7(轴的基本偏差代号为f，公差等级为7)。

4)优先、常用配合

如前所述，标准公差有20个等级，基本偏差有28个位置，这样可以组成大量的配合形式。但过多的配合不但不能发挥标准的作用，也不利于现代化生产。为此，国家标准规定了优先及常用配合。基孔制和基轴制中部分优先、常用配合见表10-6和表10-7。基孔制常用配合有59种，其中优先配合13种(用▲号标记)；基轴制常用配合有47种，其中优先配合13种(用▲号标记)。表10-6基孔制常用、优先配合表10-7基轴制常用、优先配合

4．极限与配合在图样上的标注

配合在装配图上的标注采用组合式注法，如图10-8(a)所示。

极限偏差数值在零件图上的标注有三种形式，如图10-8(b)(用于批量生产)、图10-8(c)(用于单件生产)、图10-8(d)(通用标注)所示。图10-8极限与配合在图样上的标注

【例10-1】

确定中孔和轴的上、下偏差值。

【解】为基孔制过盈配合的优先配合(表10-6)。

(1) f

66H7基准孔的两个极限偏差可通过查阅附表21得到“”(mm)，化成毫米为“”，这就是基准孔的

上、下偏差，写为。

(2)f

66p6配合轴的两个极限偏差可通过查阅附表22得到“”(mm)，化成毫米为“”，这就是配合轴的上、

下偏差，写为。

另外，对于标准组件滚动轴承：轴承外圈与机座的配合应采用基轴制，内圈与轴的配合应采用基孔制，并应按图10-9所示标注，即轴承外圈与孔的配合只标注孔的公差带代号，轴承内圈与轴的配合只标注轴的公差带代号。图10-9与滚动轴承配合图样的标注

10.3形状和位置公差简介

在生产中，不仅零件的尺寸不可能加工的绝对准确，而且零件的几何形状和相互位置也会产生误差。因此，必须对零件的实际形状和实际位置与零件理想形状和理想位置之间的误差规定一个允许的变动量，这个允许变动量称为形状和位置公差，简称形位公差。