公差与技术测量第2章课件.ppt
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1、第第2章光滑圆柱体结合的极限与配合章光滑圆柱体结合的极限与配合2.1 概述概述2.2 极限与配合的基本术语及定义极限与配合的基本术语及定义2.3 极限制极限制2.4 公差带与配合的标准化公差带与配合的标准化2.5 极限与配合的选择极限与配合的选择2.6 一般公差一般公差线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差2.1 概述概述光滑圆柱体结合是机械制造中由孔和轴构成的光滑圆柱体结合是机械制造中由孔和轴构成的应用最广泛的一种结合形式。应用最广泛的一种结合形式。圆柱体结合的极限与配合是机械工程的重要圆柱体结合的极限与配合是机械工程的重要基础标准。基础标准。2.1 概述概述l极限:极限:为使零件具有互换性,
2、就尺寸而言,并不为使零件具有互换性,就尺寸而言,并不是要求零件都准确地制成一个指定的尺寸,而只是要求零件都准确地制成一个指定的尺寸,而只是要求这些零件尺寸处在某一合理的变动范围之是要求这些零件尺寸处在某一合理的变动范围之内。内。l配合:配合:对于相互结合的零件,这个变动范围既要对于相互结合的零件,这个变动范围既要保证相互结合的尺寸之间形成一定的关系,以满保证相互结合的尺寸之间形成一定的关系,以满足不同的使用要求,又要在制造上是经济合理的。足不同的使用要求,又要在制造上是经济合理的。2.1 概述概述 为适应科学技术的飞速发展,为适应科学技术的飞速发展,19791979年,参照国年,参照国际标准际
3、标准(ISO)(ISO)修订为修订为GB1800GB18001804197918041979。进人。进人2020世纪世纪9090年代以来,为使我国的国家标准与国际标年代以来,为使我国的国家标准与国际标准一致或等同,又进行了全面的修订,包括:准一致或等同,又进行了全面的修订,包括:2.1 概述概述w 本章将主要阐述以上本章将主要阐述以上极限与配合极限与配合国家标准的构成规律、国家标准的构成规律、特征及应用。特征及应用。2.2 极限与配合的基本术语及定义极限与配合的基本术语及定义2.2.1 有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义2.2.2 有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义2.2.3 有关公差与偏
4、差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义2.2.4 有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义2.2.1 有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义 孔和轴孔和轴是是极限与配合极限与配合国家标准的主要国家标准的主要应用对象,是获得标准数值的主要尺寸要素,应用对象,是获得标准数值的主要尺寸要素,因此它们是最基本的术语。因此它们是最基本的术语。2.2.1 有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义1.1.孔:孔:圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面圆柱形内表面,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由二平行平面或切面形成的包容面)。2.2.轴:轴:圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面圆柱形外表面,也包括非圆柱
5、形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面由二平行平面或切面形成的被包容面)。2.2.1 有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义2.2.1 有关孔和轴的定义有关孔和轴的定义l在装配关系中在装配关系中,孔和轴的关系表现为包容和被包,孔和轴的关系表现为包容和被包容的关系,即容的关系,即孔是包容面,轴是被包容面孔是包容面,轴是被包容面。l在加工过程中在加工过程中,随着加工余量的切除,随着加工余量的切除,孔的尺寸,孔的尺寸由由小增大小增大,轴的尺寸由,轴的尺寸由大减小大减小。l在测量时在测量时,测孔用,测孔用塞规或内卡尺塞规或内卡尺,测轴用,测轴用环规或环规或外卡尺外卡尺。孔和轴的区别:孔和轴的区别:2.2
6、.2有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义1.尺寸:尺寸:以特定单位表示线性尺寸的数值。以特定单位表示线性尺寸的数值。在零件图样上:在零件图样上:线性尺寸线性尺寸的特定单位为的特定单位为mm,可省略;,可省略;角度尺寸角度尺寸常以度(常以度()、分()、分()、秒()、秒()、弧度)、弧度(rad)为单位进行标注,且)为单位进行标注,且必须标明单位符号必须标明单位符号。2.公称尺寸公称尺寸(基本尺寸)基本尺寸):设计给定的尺寸,是通过设计给定的尺寸,是通过计算或直接选用确定的。计算或直接选用确定的。代号:代号:孔孔D 轴轴d 2.2.2有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义3.实际尺寸:通
7、过测量获得的尺寸。实际尺寸:通过测量获得的尺寸。代号:代号:孔孔Da 轴轴da 由于测量过程中存在测量误差,所以实际尺寸由于测量过程中存在测量误差,所以实际尺寸往往不是被测尺寸的真实大小往往不是被测尺寸的真实大小(真正尺寸真正尺寸)。2.2.2有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义4.4.极限尺寸:极限尺寸:是允许实际尺寸变化的两个界限值。是允许实际尺寸变化的两个界限值。l上(最大)极限尺寸:上(最大)极限尺寸:较大的极限尺寸。较大的极限尺寸。代号:孔代号:孔Dmax 轴轴dmaxl下(最小)极限尺寸:下(最小)极限尺寸:较小的极限尺寸。较小的极限尺寸。代号:孔代号:孔Dmin 轴轴dmin
8、 2.2.2有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义 极限尺寸是根据精度设计要求而确定的,其目极限尺寸是根据精度设计要求而确定的,其目的是为了限制加工零件的实际尺寸变动范围。的是为了限制加工零件的实际尺寸变动范围。孔零线轴最大极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸上偏差下偏差公差T公差T下偏差上偏差eiesESEI2.2.2有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义5.5.最大实体尺寸最大实体尺寸(MMS)(MMS):孔或轴具有允许的材料量孔或轴具有允许的材料量为最多状态下的极限尺寸。为最多状态下的极限尺寸。孔孔DM =Dmin 轴轴dM =dmax6.最小实体尺寸最小实体
9、尺寸(LMS)(LMS):孔或轴具有允许的材料量孔或轴具有允许的材料量为最少状态下的极限尺寸。为最少状态下的极限尺寸。孔孔DL=Dmax 轴轴dL=dmin2.2.2有关尺寸的术语及定义有关尺寸的术语及定义 例如:例如:孔为孔为 ,轴为,轴为0.0460 60-0.0300.049-60 最大实体尺寸:最大实体尺寸:孔为孔为60 mm,轴为,轴为59.970 mm;最小实体尺寸:最小实体尺寸:孔为孔为60.046 mm,轴为,轴为59.951 mm;2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义1.1.尺寸偏差(简称偏差):尺寸偏差(简称偏差):某一尺寸某一尺寸(实际尺寸、极
10、(实际尺寸、极限尺寸等)减去其限尺寸等)减去其公称尺寸公称尺寸所得的代数差。所得的代数差。2.2.实际偏差:实际偏差:实际尺寸实际尺寸减去其减去其公称尺寸公称尺寸所得的代数差。所得的代数差。孔孔Ea=Da-D 轴轴ea=da-d2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义3.极限偏差:极限偏差:极限尺寸极限尺寸减去其减去其公称尺寸公称尺寸所得的代数所得的代数差。差。l上极限偏差(上偏差):上极限偏差(上偏差):上极限尺寸上极限尺寸减去其减去其公称尺寸公称尺寸所得所得的代数差的代数差 孔孔ES=Dmax-D 轴轴es=dmax-dl下极限偏差(下偏差):下极限偏差(下偏差):
11、下极限尺寸下极限尺寸减去其减去其公称尺寸公称尺寸所得所得的代数差的代数差 孔孔EI=Dmin-D 轴轴ei=dmin-d2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义注:注:偏差是代数值,可以为正数、负数或零,但两偏差是代数值,可以为正数、负数或零,但两个极限偏差不能同时为零。个极限偏差不能同时为零。2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义极限偏差在零件图图纸上的标注:极限偏差在零件图图纸上的标注:1)单位:)单位:mm,mm,不注出。不注出。2 2)极限偏差前有正、负号,)极限偏差前有正、负号,“0”0”除外。除外。3 3)极限偏差首位数字对齐。)极
12、限偏差首位数字对齐。4 4)上、下极限偏差绝对值相同,合二为一。)上、下极限偏差绝对值相同,合二为一。5 5)极限偏差末位数字对齐。不足者补)极限偏差末位数字对齐。不足者补“0”0”,偏差,偏差值为值为“0”0”时除外。时除外。2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义4.4.尺寸公差(简称公差)尺寸公差(简称公差)允许尺寸的变动量。等于上极限尺寸减下极限尺允许尺寸的变动量。等于上极限尺寸减下极限尺寸之差,或上偏差减下偏差之差。寸之差,或上偏差减下偏差之差。孔孔TD=Dmax-Dmin=ES-EI 轴轴Td=dmax-dmin es-ei2.2.3 有关公差与偏差的术语及
13、定义有关公差与偏差的术语及定义5.5.尺寸公差带尺寸公差带 l含义:含义:表明两个相互表明两个相互结合的孔、轴的公称尺结合的孔、轴的公称尺寸、极限尺寸、极限偏寸、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系。差与公差的相互关系。l组成:组成:零线零线和和公差带公差带。尺寸公差带图尺寸公差带图孔轴0公称尺寸公称尺寸ESEIeseiTDT d+-l尺寸公差带图的画法:尺寸公差带图的画法:2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义公差与偏差的区别公差与偏差的区别l 数值上,数值上,偏差可为正、负、零,是指工件尺寸相对于基偏差可为正、负、零,是指工件尺寸相对于基本尺寸的偏离量;而公差是正值
14、,不能为零,代表加工本尺寸的偏离量;而公差是正值,不能为零,代表加工的精度要求。的精度要求。l 作用方面,作用方面,极限偏差用于限制实际偏差,决定公差带的极限偏差用于限制实际偏差,决定公差带的位置,影响配合时的松紧程度;而公差用于限制加工误位置,影响配合时的松紧程度;而公差用于限制加工误差,决定公差带的大小,影响配合的精度。差,决定公差带的大小,影响配合的精度。l 工艺上,工艺上,公差表示制造精度的高低,反映加工的难易程公差表示制造精度的高低,反映加工的难易程度;偏差取决于加工时机床的调整度;偏差取决于加工时机床的调整(如进刀位置等如进刀位置等)。2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差
15、与偏差的术语及定义6.6.基本偏差基本偏差 是用于确定公差带相对零线位置的那个极限偏是用于确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。基本偏差的数值已经标准化,它可以是上差。基本偏差的数值已经标准化,它可以是上偏差或下偏差,一般为偏差或下偏差,一般为靠近零线最近的那个偏靠近零线最近的那个偏差。差。孔轴+0-轴基本尺寸为上偏差基本尺寸为下偏差孔基本尺寸2.2.3 有关公差与偏差的术语及定义有关公差与偏差的术语及定义7.极限制极限制 是指经标准化的公差和偏差制度。是指经标准化的公差和偏差制度。例例1 公称尺寸:公称尺寸:40mm Dmax=40.039mm Dmin=40.000mm dmax=39.9
16、75mm dmin=39.950mm 求孔、轴极限偏差、公差;画出尺寸公差带图。求孔、轴极限偏差、公差;画出尺寸公差带图。例例1解解:孔的极限偏差:孔的极限偏差:ES=Dmax-D=(40.039-40)mm=+0.039mm EI=Dmin-D=(40.000-40)mm=0 mm 轴的极限偏差:轴的极限偏差:es=dmax-d=(39.975-40)mm=-0.025mm ei=dmin-d=(39.950-40)mm=-0.050mm 孔的公差孔的公差:TD=ES-EI=(+0.039)-0mm=0.039mm 轴的公差轴的公差:Td=es-ei=(-0.025)-(-0.050)mm=
17、0.025mm例例1孔轴0 40mm+-尺寸公差带图尺寸公差带图:+39-25-50例例2 已知某孔的尺寸为已知某孔的尺寸为 mm,则该孔的,则该孔的最大实体尺寸为最大实体尺寸为 mm,最小实体尺寸,最小实体尺寸为为 mm。3002.003002.302.2.4 有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义1.配合配合l含义:公称含义:公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴公尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。差带之间的关系。条件:条件:1)D=d 2)相互结合相互结合l国标对配合规定有两种基准制国标对配合规定有两种基准制 基孔制配合:基孔制配合:基本偏差代号为基本偏差代号为H,EI=0 基轴
18、制配合:基轴制配合:基本偏差代号为基本偏差代号为h,es=02.2.4 有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义2.2.间隙或过盈间隙或过盈l孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正时,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正时,称为称为间隙间隙,用代号,用代号X X表示。表示。l孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负时,孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负时,称为称为过盈过盈,用代号,用代号Y Y表示。表示。2.2.4 有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义3.间隙配合间隙配合l定义:定义:孔的公差带完全在孔的公差带完全在 轴的公差带之上,具有间轴的公差带之上,具有间 隙的配合,包括最小间隙隙的配合
19、,包括最小间隙 等于零的配合等于零的配合。l性质:性质:Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax=EI-es Xav=(Xmax+Xmin)/2l特点:特点:EIes2.2.4 有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义4.4.过盈配合过盈配合l定义:定义:孔的公差带完全在孔的公差带完全在 轴的公差带之下,具有过轴的公差带之下,具有过 盈的配合,包括最小过盈盈的配合,包括最小过盈 等于零的配合等于零的配合。l性质:性质:Ymax=Dmin-dmax=EI-es Ymin=Dmax-dmin=ES-ei Yav=(Ymax+Ymin)/2l特点:特点:eiES2.2.
20、4 有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义5.5.过渡配合过渡配合l定义:定义:孔的公差带与轴的公差带相互交叠,孔的公差带与轴的公差带相互交叠,可能具有间隙或过盈的配合。可能具有间隙或过盈的配合。l性质:性质:Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Ymax=Dmin-dmax=EI-es Xav(Yav)=(Xmax+Ymax)/22.2.4 有关配合的术语及定义有关配合的术语及定义6.6.配合公差配合公差T Tf f 允许间隙或过盈的变动量。允许间隙或过盈的变动量。Tf=TD+Td 间隙配合间隙配合 Tf=|Xmax-Xmin|过盈配合过盈配合 Tf=|Ymax-Ymin|过渡配合过渡
21、配合 Tf=|Xmax-Ymax|配合公差带图配合公差带图例例21 已知孔、轴的公称尺寸已知孔、轴的公称尺寸D(d)=80mm,孔的最大极,孔的最大极限尺寸限尺寸Dmax=80.046 mm,孔的最小极限尺寸,孔的最小极限尺寸Dmin=80mm,轴的最大极限尺寸,轴的最大极限尺寸dmax=79.970 mm,轴的最小极限尺寸,轴的最小极限尺寸dmin=79.940mm,求,求孔、孔、轴的极限偏差、公差、极限间隙或极限过盈,平均间轴的极限偏差、公差、极限间隙或极限过盈,平均间隙或平均过盈、配合公差,并画出尺寸公差带图解和隙或平均过盈、配合公差,并画出尺寸公差带图解和配合公差带图解,说明该配合属于
22、哪种基准制。配合公差带图解,说明该配合属于哪种基准制。例例21解解:根据式根据式(2-3)(2-21),可得,可得 孔的极限偏差:孔的极限偏差:ES=Dmax-D=(80.046-80)mm=+0.046mm EI=Dmin-D=(80-80)mm=0 轴的极限偏差:轴的极限偏差:es=dmax-d=(79.970-80)mm=-0.030mm ei=dmin-d=(79.940-80)mm=-0.060mm 孔的公差孔的公差:TD=ES-EI=(+0.046)-0mm=0.046mm 轴的公差轴的公差:Td=es-ei=(-0.030)-(-0.060)mm=0.030mm例例21 该配合形
23、成间隙配合。该配合形成间隙配合。极限间隙极限间隙:Xmax=Dmax-dmin=ES-ei =(+0.046)-(-0.060)mm=+0.106 mm Xmin=Dmin-dmax=EI-es =0-(-0.030)mm=+0.030 mm 平均间隙平均间隙:Xav=(Xmax+Xmin)/2 =(+0.106+0.03)/2mm=0.068 mm 配合公差配合公差:Tf=|Xmax-Xmin|=|TD+Td|=0.076 mm 该配合属于基孔制。该配合属于基孔制。例例21 孔标注为孔标注为 mm 轴标注为轴标注为 mm 尺寸公差带图解和配合公差带图解尺寸公差带图解和配合公差带图解:046.
24、0080030.0060.080例题例题 mm孔与孔与 mm轴的配合属轴的配合属于于 配合,其极限间隙或极限过盈为配合,其极限间隙或极限过盈为 和和 mm。0.002023.030 0.025050.0302.3 极限制极限制极限制是指经标准化的公差和偏差制度。极限制是指经标准化的公差和偏差制度。标准公差系列标准公差系列 基本偏差系列基本偏差系列 本节主要介绍本节主要介绍GB/T1800-2009极限与配合极限与配合中中涉及的有关该部分内容,包括标准公差、基本偏涉及的有关该部分内容,包括标准公差、基本偏差的有关取值、计算及规律等。差的有关取值、计算及规律等。2.3.1 标准公差系列标准公差系列
25、1.1.标准公差系列标准公差系列公差带大小的标准化公差带大小的标准化 标准公差标准公差IT:大小已经标准化的公差值。大小已经标准化的公差值。标准公差数值见表标准公差数值见表2-12.2.标准公差等级标准公差等级 表示:表示:IT01,IT0,IT1,IT18 等级:等级:高高 低低 公差值:公差值:小小 大大 500mm:01、0、1、2、18共共2020个标准公差等级个标准公差等级2.3.1 标准公差系列标准公差系列500 3150mm:1、2、18共共1818个标准公差个标准公差等级等级 表示:表示:IT1,IT2,IT3 2.3.1 标准公差系列标准公差系列3.3.标准公差因子标准公差因
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