机械制造基础ch10孔轴公差与配合jg课件.ppt
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1、第十章第十章 尺寸精度设计尺寸精度设计国家国家“十一五十一五”规划教材规划教材省级省级“十二五十二五”规划教材规划教材省级精品课程、精品资源共享课省级精品课程、精品资源共享课进入课程进入课程退出退出本章主要内容本章主要内容:第十章第十章 尺寸精度设计尺寸精度设计极限与配合的基本术语极限与配合的基本术语*极限与配合的国家标准极限与配合的国家标准极限与配合的选用极限与配合的选用 掌握极限与配合的基本术语掌握极限与配合的基本术语*了解极限与配合标准的构成特点及基本了解极限与配合标准的构成特点及基本规律;掌握标准公差、基本偏差和基准规律;掌握标准公差、基本偏差和基准制的有关规定,并能制的有关规定,并能
2、熟练地进行查表熟练地进行查表及及在图样上标注在图样上标注 初步掌握极限与配合的选用原则和方法初步掌握极限与配合的选用原则和方法本章基本要求:本章基本要求:第十章第十章 尺寸精度设计尺寸精度设计基础:基础:GB/T1800.1-1997极限与配合极限与配合 基础基础 第第1部分:词汇部分:词汇 GB/T1800.2-1998极限与配合极限与配合 基础基础 第第2部分:公差、部分:公差、偏差和配合的基本规定偏差和配合的基本规定 GB/T1800.3-1998极限与配合极限与配合 基础基础 第第3部分:标准公部分:标准公差和基本偏差的数值表差和基本偏差的数值表GB/T1800.1-2009尺寸极限与
3、配合现行标准体系尺寸极限与配合现行标准体系公差带选择:公差带选择:GB/T1800.4-1999极限与配合极限与配合 标准公差等级和孔、轴标准公差等级和孔、轴的极限偏差表的极限偏差表 2009(ISO286.2)GB/T1801-1999极限与配合极限与配合 公差带和配合的选择公差带和配合的选择 2009(ISO1829)尺寸极限与配合现行标准体系尺寸极限与配合现行标准体系GB/T1800.2-2009GB/T1801-2009GB/T 1800.12009产品几何技术规范(产品几何技术规范(GPS)极限极限与配合与配合 第第1部分:公差、偏差和配合的基础部分:公差、偏差和配合的基础GB/T
4、1800.22009产品几何技术规范(产品几何技术规范(GPS)极限极限与配合与配合 第第2部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差表部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差表GB/T 18012009产品几何技术规范(产品几何技术规范(GPS)极限与极限与配合配合 公差带和配合的选择公差带和配合的选择GB/T1804-2000一般公差一般公差 未注公差的线性和角度尺未注公差的线性和角度尺寸的公差寸的公差尺寸极限与配合现行标准体系尺寸极限与配合现行标准体系第十章第十章 尺寸精度设计尺寸精度设计第一节第一节 极限与配合的基本术语极限与配合的基本术语第三节第三节 极限与配合的选用极限与配合的选用 第二节第二节
5、 极限极限与配合国家标准与配合国家标准第一节第一节 极限与配合的基本术语极限与配合的基本术语一、一、互换性与标准化概念互换性与标准化概念作用作用:设计方面:简化设计(标准件,设计方面:简化设计(标准件,CAD)制造方面:有利于加工装配(制造方面:有利于加工装配(CAM)使用维修方面:方便维修,便于管理使用维修方面:方便维修,便于管理1互换性:互换性:含义含义:同一规格,互换使用,效果相同同一规格,互换使用,效果相同种类种类:完全互换(绝对互换)完全互换(绝对互换)不完全互换(有限互换)不完全互换(有限互换)v 层次层次:国家标准、行业标准(部标准)、地国家标准、行业标准(部标准)、地方标准、企
6、业标准;国际标准与区域性标准方标准、企业标准;国际标准与区域性标准 v 种类:基础标准、产品标准、方法标准、卫种类:基础标准、产品标准、方法标准、卫生标准、安全与环境保护等生标准、安全与环境保护等2标准与标准化:标准与标准化:1)标准)标准:2)标准化)标准化:标准制订、贯彻和修改标准的全部过程标准制订、贯彻和修改标准的全部过程 3)国际标准化组织)国际标准化组织ISO:一、一、互换性与标准化概念互换性与标准化概念二、孔和轴的定义二、孔和轴的定义1、孔孔(hole)2、轴、轴(shaft)指工件的圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面指工件的圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面(由二由二平行平面或切
7、面形成的包容面平行平面或切面形成的包容面)。指工件的圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面指工件的圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面(由二由二平行平面或切面形成的被包容面平行平面或切面形成的被包容面)。3、长度(、长度(length)既不是孔,又不是轴的那部分,则称为长度既不是孔,又不是轴的那部分,则称为长度。图图10-1 孔、轴示意图孔、轴示意图1尺寸尺寸(size):用特定单位表示线性尺寸值的数字用特定单位表示线性尺寸值的数字(mm)2.公称尺寸(公称尺寸(nominal size):D,d由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。设计给定由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。设计给定的尺寸。计算并圆
8、整后所给定的尺寸。的尺寸。计算并圆整后所给定的尺寸。三、尺寸的术语和定义三、尺寸的术语和定义 3极限尺寸(极限尺寸(Limits of size):允许的尺寸的两个极端。允许的尺寸的两个极端。上极限尺寸上极限尺寸upper limit of size:Dmax dmax下极限尺寸下极限尺寸lower limit of size:Dmin dmin例:某长度尺寸(例:某长度尺寸(50.0149.99)测量结果:)测量结果:钢板尺钢板尺 50mm,游标卡尺游标卡尺 49.9mm 千分尺千分尺 49.88mm,测长仪测长仪 49.882mm 一切提取组成要素上两对应点之间距离的统称。一切提取组成要素
9、上两对应点之间距离的统称。通过测量获得的某一尺寸。通过测量获得的某一尺寸。局部尺寸并非尺寸真值局部尺寸并非尺寸真值。三、尺寸的术语和定义三、尺寸的术语和定义 4提取组成要素的局部尺寸(提取组成要素的局部尺寸(local size of an extracted integral feature)(局部实际尺寸(局部实际尺寸Da、da)四、偏差与公差的术语和定义四、偏差与公差的术语和定义 某一尺寸减去某一尺寸减去公称尺寸公称尺寸所得的所得的代数差代数差。偏差可以为正、偏差可以为正、负或零,负或零,前面必须冠以正、负号。前面必须冠以正、负号。(a)实际偏差实际偏差(局部偏差)(局部偏差)Ea,ea
10、 局部尺寸局部尺寸-公称尺寸公称尺寸 Ea DaD;ea dad(b)极限偏差极限偏差(Limit Deviation)极限尺寸极限尺寸-公称尺寸公称尺寸 上极限偏差上极限偏差(upper of deviation):):ES=Dmax-D,es=dmax-d下极限偏差下极限偏差(lower of deviation):EI=Dmin-D,ei=dmin-d1尺寸偏差尺寸偏差(Deviation)2尺寸公差(尺寸公差(Size Tolerance):孔:孔:Th=Dmax-Dmin=ES-EI 轴:轴:Ts=dmax-dmin=es-ei上极限尺寸减下极限尺寸之差,或上极限偏差上极限尺寸减下极
11、限尺寸之差,或上极限偏差减下极限偏差之差。它是允许尺寸的变动量。减下极限偏差之差。它是允许尺寸的变动量。注意:注意:公差值永远大于零。公差是公差值永远大于零。公差是一个没有符号的绝对值。一个没有符号的绝对值。Eg1,eg2四、偏差与公差的术语和定义四、偏差与公差的术语和定义 例例1:已知:公称尺寸已知:公称尺寸D=50mm,Dmax=50.008,Dmin=49.992,试计算偏差和公差。,试计算偏差和公差。例例2:有一批孔,要求有一批孔,要求D=50mm,公差为,公差为0.05,ES=+0.07,EI=+0.02,如果加工后,该批零件实际,如果加工后,该批零件实际偏差在偏差在+0.13至至+
12、0.08之间变化,即实际偏差变化范围之间变化,即实际偏差变化范围为为0.05,问:该批零件是否合格?,问:该批零件是否合格?原则上:原则上:偏差与加工精度无关。偏差与加工精度无关。上、下偏差之差上、下偏差之差公差与精度有关公差与精度有关尺寸合格条件:尺寸合格条件:孔:孔:Dmax Da Dmin;ES Ea EI 轴:轴:dmax da dmin;es ea ei公差带图(公差带图解):公差带图(公差带图解):两个相互结合的孔、轴的公称尺两个相互结合的孔、轴的公称尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差之间相互关系的示意图。即寸、极限尺寸、极限偏差与公差之间相互关系的示意图。即将尺寸、偏差、公差画在一个
13、图上。将尺寸、偏差、公差画在一个图上。零线(零线(zero line):):在极限与配合图解中,表示公称尺寸的在极限与配合图解中,表示公称尺寸的一条直线,以其为基准确定偏差和公差。一条直线,以其为基准确定偏差和公差。通常零线沿水平方通常零线沿水平方向绘制。正偏差位于其上,负偏差位于其下。向绘制。正偏差位于其上,负偏差位于其下。公差带公差带(tolerance zone):公差带图中,由代表上偏差和下偏公差带图中,由代表上偏差和下偏差或上下极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。它是由差或上下极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。它是由公公差大小差大小和其相对零线的位置如和其相对零线的位置如基本偏差基
14、本偏差来确定。来确定。3零线与公差带零线与公差带+零线零线0-孔公差带孔公差带轴公差带轴公差带ESEIeies 尺寸公差带图尺寸公差带图公公称称尺尺寸寸公差带图中,公差带图中,尺寸单位尺寸单位为为mm,偏差、公差一般用,偏差、公差一般用 m,也可用也可用mm。标注方法:标注方法:1)公称尺寸注出)公称尺寸注出mm,偏差不注为,偏差不注为 m 2)均不注出单位,则均为)均不注出单位,则均为mm 3)与零线重合的偏差,其数值为零,不必标出)与零线重合的偏差,其数值为零,不必标出 公差带的位置:公差带的位置:由基本偏差由基本偏差fundamental deviation决定决定。基本偏差:基本偏差:
15、确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。它可以是上偏差或下偏差,一般为靠近零线的那个偏差。它可以是上偏差或下偏差,一般为靠近零线的那个偏差。公差带的大小:公差带的大小:即公差值的大小,它是指沿垂直于零线即公差值的大小,它是指沿垂直于零线方向计量的公差带宽度。公差带图中,垂直的两条直线方向计量的公差带宽度。公差带图中,垂直的两条直线无意义,其宽度也不代表配合长度。无意义,其宽度也不代表配合长度。说明:说明:公称尺寸相同相互结合的孔、轴公差带之间的关公称尺寸相同相互结合的孔、轴公差带之间的关系。指一批孔、轴的装配关系(松紧程度)。系。指一批孔、轴的装配关系(松紧
16、程度)。五、五、配合的术语和定义配合的术语和定义1配合配合(Fit)2间隙和过盈间隙和过盈(Clearance and Interference)孔的尺寸孔的尺寸 减去相配合的轴的尺寸之差为正减去相配合的轴的尺寸之差为正间隙间隙X孔的尺寸孔的尺寸 减去相配合的轴的尺寸之差为负减去相配合的轴的尺寸之差为负过盈过盈Y3配合种类配合种类1)间隙配合)间隙配合(Clearance Fit)2)过盈配合)过盈配合(Interference Fit)3)过渡配合)过渡配合(Transition Fit)保证具有间隙(包括保证具有间隙(包括Xmin=0)的配合。)的配合。1)间隙配合)间隙配合(Cleara
17、nce Fit)保证具有间隙(包括保证具有间隙(包括Xmin=0)的配合。)的配合。1)间隙配合)间隙配合(Clearance Fit)保证具有间隙(包括保证具有间隙(包括Xmin=0)的配合。)的配合。1)间隙配合)间隙配合(Clearance Fit)条件:条件:孔的公差带在轴的公差带之上孔的公差带在轴的公差带之上 即:即:Dmindmax 或或 EIes图图10-3 间隙配合间隙配合最小间隙最小间隙=0保证具有间隙(包括保证具有间隙(包括Xmin=0)的配合。)的配合。1)间隙配合)间隙配合(Clearance Fit)条件:条件:孔的公差带在轴的公差带之上孔的公差带在轴的公差带之上 即
18、:即:Dmindmax 或或 EIesXmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-es极限间隙:极限间隙:允许间隙变动的界限。允许间隙变动的界限。平均间隙:平均间隙:Xav=(Xmax+Xmin)/2最大间隙:最大间隙:孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸之差孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸之差最小间隙:最小间隙:孔的下极限尺寸减去轴的上极限尺寸之差孔的下极限尺寸减去轴的上极限尺寸之差保证具有过盈(包括保证具有过盈(包括Ymin=0)的配合。)的配合。2)过盈配合)过盈配合(Interference Fit)保证具有过盈(包括保证具有过盈(包括Ymin=0)的配合。
19、)的配合。2)过盈配合)过盈配合(Interference Fit)保证具有过盈(包括保证具有过盈(包括Ymin=0)的配合。)的配合。2)过盈配合)过盈配合(Interference Fit)条件:条件:孔的公差带在轴的公差带之下孔的公差带在轴的公差带之下 即:即:Dmaxdmin 或或 ESei图图10-4 过盈配合过盈配合最小过盈最小过盈=0保证具有过盈(包括保证具有过盈(包括Ymin=0)的配合。)的配合。2)过盈配合)过盈配合(Interference Fit)条件:条件:孔的公差带在轴的公差带之下孔的公差带在轴的公差带之下 即:即:Dmaxdmin 或或 ESei极限过盈:极限过盈
20、:允许过盈变动的界限。允许过盈变动的界限。平均过盈:平均过盈:Yav=(Ymax+Ymin)/2最大过盈:最大过盈:孔的下极限尺寸减去轴的上极限尺寸之差孔的下极限尺寸减去轴的上极限尺寸之差最小过盈:最小过盈:孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸之差孔的上极限尺寸减去轴的下极限尺寸之差Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-ei可能具有间隙也可能具有过盈的配合。可能具有间隙也可能具有过盈的配合。3)过渡配合)过渡配合(Transition Fit)可能具有间隙也可能具有过盈的配合。可能具有间隙也可能具有过盈的配合。3)过渡配合)过渡配合(Transition Fi
21、t)条件:条件:孔、轴公差带重叠孔、轴公差带重叠 即:即:Dmaxdmin 且且Dminei 且且EIdmin 且且Dminei 且且EIes平均间隙:平均间隙:(Xmax+Ymax)/2=Xav(0)平均过盈:平均过盈:(Xmax+Ymax)/2=Yav(10181.2235811182743701101.52.54692133528413030501.52.5471116253962100160508023581319304674120190表表10-1 标准公差数值标准公差数值(部分)(部分)1830IT613 GB分别对孔、轴规定了分别对孔、轴规定了 ,各用一个,各用一个(或两个)拉丁
22、字母表示。(或两个)拉丁字母表示。26个字母中:个字母中:去掉:去掉:I(i)、L(l)、O(o)、Q(q)、W(w)五个五个 增加:增加:CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)七个七个2 2、基本偏差系列、基本偏差系列公差带位置标准化公差带位置标准化基本偏差:基本偏差:(Fundamental Deviation)确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。28 28 种基本偏差种基本偏差 孔:孔:AH 基本偏差为基本偏差为 EI JZc 基本偏差为基本偏差为 ES(Js除外)除外)轴:轴:ah 基本偏
23、差为基本偏差为 es jzc 基本偏差为基本偏差为 ei (js除外)除外)基本偏差:基本偏差:(Fundamental Deviation)图图10-7 基本偏差系列基本偏差系列hHABCEFGG+0-EI基轴制基轴制+0-JZCKMNPShES基轴制基轴制+0-baceefghHes基孔制基孔制+0-kjnprtzcHei基孔制基孔制 ah(AH):用于间隙配合。用于间隙配合。jn(JN):主要用于过渡配合。主要用于过渡配合。pzc(PZc):主要用于过盈配合。:主要用于过盈配合。基本偏差廿八种,小写为轴大写孔,基本偏差廿八种,小写为轴大写孔,顺次配合松到紧,上下差中它近零。顺次配合松到紧
24、,上下差中它近零。数值只随尺寸变,另一偏差数值只随尺寸变,另一偏差 I T 定。定。H(h)之前为间之前为间 隙隙,P(p)后常用为过盈;后常用为过盈;其间一般是过渡,其间一般是过渡,H(h)基差等于零。基差等于零。二、公差带代号二、公差带代号 1、尺寸公差带代号(零件图上标注)、尺寸公差带代号(零件图上标注)尺寸公差带代号由尺寸公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号基本偏差代号与公差等级代号组成。组成。孔公差带代号如孔公差带代号如 H8、F6、K7 轴公差带代号如轴公差带代号如 h7、f6、k52、配合代号、配合代号 分数形式(装配图上标注)分数形式(装配图上标注)孔公差带代号孔公差带代号轴
25、公差带代号轴公差带代号6725,67256/745,6/745hFfHhTtH孔公差带代号孔公差带代号/轴公差带代号轴公差带代号 常用尺寸段:常用尺寸段:选用顺序:选用顺序:优先优先 常用常用 一般一般 其它其它 延伸延伸 插入插入 三、常用、优先公差带与配合三、常用、优先公差带与配合 基孔基孔配合配合 基轴基轴 优先:孔优先:孔13 13、轴、轴13 13 公差带公差带 常用:孔常用:孔4 44 4、轴轴5959 一般:孔一般:孔105105、轴、轴119119优先:优先:13常用:常用:47优先:优先:13常用:常用:59第二节结束尺寸精度设计尺寸精度设计第三节第三节 公差与配合的选用公差
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