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第二章极限与配合基础•2.1概述•2.2极限与配合的基本术语和定义•2.3极限与配合国家标准的组成与特点•2.4极限与配合在设计中的应用2.1概述•尺寸公差与配合的标准化是一项综合性的技术基础工作，是推行科学管理、推动企业技•术进步和提高企业管理水平的重要手段。它不仅可防止产品尺寸设计中的混乱，有利于工艺•过程的经济性、产品的使用和维修，还利于刀具、量具的标准化。机械基础国家标准已成为•机械工程中应用最广、涉及面最大的主要基础标准。首页2.2极限与配合的基本术语和定义•1.孔和轴•（1）孔：指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面(由两平行平面或切面形成的包容面)。•（2）轴指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)。•2.尺寸•（1）尺寸用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米(mm)作为特定单位。•（2）基本尺寸：(D、d)设计时给定的尺寸(图2-2)。它的数值一般应按标准长度、标准直径的数值进行圆整。首页下一页•（3）实际尺寸：通过测量所得的尺寸。但由于测量存在误差，所以实际尺寸并非真值。•（4）极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。它们是以基本尺寸为基数来确定的。界限值较大者称为最大极限尺寸，界限值较小者称为最小极限尺寸。•3.尺寸偏差与公差•（1）尺寸偏差：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。•实际偏差•基本偏差•孔上偏差ES=Dmax－D，下偏差EI=Dmin-D•轴上偏差es=dmax－d，下偏差ei=dmin-d•(2)尺寸公差：允许尺寸的变动量。•孔公差=∣Dmax－Dmin∣=∣ES－EI∣轴公差=∣dmax－dmin∣=∣es－ei∣上一页下一页•4.零线与公差带•(1).零线它是在公差配合图解(简称公差带图)中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸，偏差由此零线算起，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差•(2).尺寸公差带(简称公差带)它是由代表上下偏差的二条直线所限定的一个区域。•5.配合•基本尺寸相同相互结合的孔和轴公差带之间的关系。•(1)间隙配合:孔的公差带在轴的公差带之上，具有间隙的配合(包括最小间隙为零的配合).•最大间隙Xmax=Dmax－dmin=ES－ei•最小间隙Xmin=Dmin－dmax=EI－es上一页下一页•(2)过盈配合:孔的公差带在轴的公差带之下，具有过盈的配合(包括最小过盈为零的配合)•最大过盈Ymax=Dmin－dmax=EI—es•最小间隙Ymin=Dmax－dmin=ES－ei•(3)过渡配合:孔和轴的公差带相互交叠，随着孔、轴实际尺寸的变化可能得到间隙或过盈的配合。•最大间隙Xmax=Dmax－dmin=ES－ei•最大过盈Ymax=Dmin－dmax=EI—es首页•(4)配合公差:在上述间隙、过盈和过渡三类配合中，允许间隙或过盈在两个界限内变动，这个允许的变动量为配合公差.•间隙配合，其配合公差为最大间隙与最小间隙的代数差的绝对值Tf=Xmax－Xmin=TD+Td•过盈配合，其配合公差为最大过盈与最小过盈的代数差的绝对值Tf=Ymin－Ymax=TD+Td•过渡配合，其配合公差为最大间隙与最大过盈的代数差的绝对值Tf=Xmax－Ymax=TD+Td2.3极限与配合国家标准的组成与特点•1.标准公差系列•（1）标准公差及其分级标准公差，它是本标准极限与配合制中所规定的任一公差。•在基本尺寸至500mm内规定了IT01、IT、ITl、…、ITl8共20个等级；在大于500～3150mm内规定了ITl-ITl8共18个标准公差等级。精度依次降低。•同一公差等级、同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差数值是相同的。同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。上一页下一页上一页下一页•2.基本偏差系列•基本偏差代号及其特点：基本偏差是本标准极限与配合制中，用以确定公差带相对于零线位置的极限偏差(上偏差或下偏差)，一般指靠近零线的那个极限偏差。•国家标准(简称国标)中已将基本偏差标准化，规定了孔、轴各28种公差带位置，分别用拉丁字母表示，在26个拉丁字母中去掉易与其他含义混淆的五个字母：I、L、O、Q、W(i、l、o、q、w)，同时增加CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC（ef、fg、js、za、zb、zc)七个双字母，共28种，基本偏差系列见图2-12。•基本偏差系列中的H(h)其基本偏差为零，JS(js)与零线对称，上偏差ES(es)=＋1T/2，下偏差EI(ei)=－IT/2，上下偏差均可作为基本偏差。上一页下一页上一页下一页•3.公差带及配合的表示方法•(1)基准制•国标规定优先选择基孔制。基准制基轴制基孔制下一页上一页•(2).基本偏差的构成规律在孔和轴的各种基本偏差中，A-H和a-h与基准件相配时，可以得到间隙配合；J-N和j-n与基准件相配时，基本上得到过渡配合；P～ZC和p～zc与基准件相配时，基本上得到过盈配合。•3.国标中规定的公差带与配合(1)国标中规定的公差带原则上GB／T1800.3－1998允许任一孔、轴组成配合。但为了简化标准和使用方便，根据实际需要规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带，从而有利于生产和减少刀具、量具的规格、数量，方便于技术工作。(2)国标中规定的配合GBl80l—79孔、轴公差带进行组合可得30万种配合，远远上一页下一页超过了实际需要。现将尺寸≤500mm范围内，对基孔制规定13种优先配合和59种常用配合；对基轴制规定了13种优先配合和47种常用配合。•4.温度条件•国家标准规定的数值均以标准温度20C为准，当温度偏离标准温度时，应进行修正。•5.一般公差线性尺寸的未注公差（GB/T1804－92）•一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。当功能上允许的公差等于或大于一般公差时，均应采用一般公差；当要素的功能允许比一般公差大的公差，且注出更为经济时，如装配所钻盲孔的深度，则相应的极限偏差值要在尺寸后注出。在正常情况下，一般可不必检验。首页2.4极限与配合在设计中的应用•1.正确使用公差与配合国家标准•（1）根据极限间隙(或极限过盈)确定公差与配合•1）由极限间隙(或极限过盈)求配合公差。•2）根据配合公差求孔、轴公差。TD+Td≤Tf•同时考虑到孔、轴精度匹配和“工艺等价原则”，孔和轴的公差等级应相同或孔比轴低一级的关系而用任意两个公差等级进行组合。•3）确定基准制。•4）由极限间隙(或极限过盈)确定非基准件的基本偏差代号下一页首页•例1孔、轴的基本尺寸为ф30mm，要求配合间隙为Xmin=＋20μm，Xmax=＋55μm。试确定公差配合。•解：(1)计算配合公差：Tf=Xmax－Xmin•(2)查公差表确定孔、轴的公差等级。IT7=21μm•IT6=13μm,孔用IT7，轴用IT6，IT7＋IT6=34μm•35μm•(3)假定采用基孔制。•(4)查轴的基本偏差表，确定轴的基本偏差代号为f。•(5)验算极限间隙。查出孔、轴的各极限偏差，可得Xmin=•＋20μm，Xmax=＋54μm。经验算可知，所选配合ф30H7/f6是合适的。下一页上一页•2.公差与配合的选用•公差与配合的选用主要包括确定基准制、公差等级和配合三个方面的内容•(1)基准制的确定基准制的确定要从零件的加工工艺、装配工艺和经济性等方面考虑•(2)公差等级的确定•在满足配合精度要求的前提下，应尽量选择较低的公差等级。•(3)配合的选择•1）配合件之间有无相对运动：有相对转动或滑动时应采用间隙配合；如不许有相对运动时应采用过盈配合。•2）.配合件的定心要求•当定心要求比较高时，应采用过渡配合，如滚动轴承与轴颈的配合。首页