第三章-孔、轴公差与配合

第三章孔、轴公差与配合•目的要求了解孔轴公差与配合的基本术语及定义，掌握标准公差与基本偏差的确定方法，学会尺寸公差的标注与配合的选择。•重点1、有关孔轴的广义定义；2、基本偏差和标准公差的定义和选择；3、孔轴公差带图的画法；4、常用孔轴配合的选择及标注；•难点1、基本偏差和标准公差的定义和选择；2、常用孔轴配合的选择及标注；一、有关孔和轴的定义1、孔：(宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的内表面；2、轴：(宏观的、广义的孔)具有单一尺寸的外表面；当尺寸加工时越来越大，我们认为是孔；尺寸加工时越来越小，我们认为是轴。二、有关尺寸的术语及定义1、尺寸：包括线性尺寸和角度尺寸第一节基本术语和定义设计图样上的尺寸标注Ø100±0.14mm2、基本尺寸（D）Ø1003、极限尺寸：允许尺寸变化的两各界限值。最大极限尺寸：Dmaxdmax最小极限尺寸：DmindminDDminESEIesei零线孔轴4、实际尺寸：在零件上实际测量的尺寸。举例：一批轴尺寸为Ø100±0.14mm，若某一轴实际尺寸为Ø99.92mm，判断其合格性。DDminESEIesei零线孔轴5、实体状态和实体尺寸最大实体状态：合格零件占有材料最多时的状态最大实体尺寸：Dmindmax最小实体状态：合格零件占有材料最小时的状态最小实体尺寸：Dmaxdmin三、尺寸偏差、公差1、尺寸偏差：某一尺寸—基本尺寸所得的代数差；偏差必须带符号，正号也不能省略。负偏差偏差零偏差偏差正偏差偏差〉0002、实际偏差：实际尺寸—基本尺寸=实际偏差3、极限偏差极限尺寸—基本尺寸=极限偏差上偏差：ES=Dmax-Des=dmax-D下偏差：EI=Dmin-Dei=dmin-D实际偏差在极限偏差范围内即为合格极限偏差在图样上的标注：Ø100±0.14mmØ50Ø25说明：偏差可为正、负、零。1.00020.0033.0DdeDDEaaaa;4、尺寸公差：ThTs定义：允许尺寸的变动量Ø100±0.14mm，变动量为0.28计算：Th=Dmax-Dmin=ES-EITs=dmax-dmin=es-ei说明：①公差值为正值②公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程度。5、尺寸的公差带图为清晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图。不画孔、轴的结构，只画放大了的孔、轴公差带。尺寸公差带图•由于公差与偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示，故采用公差带图。•零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。•尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。•基本偏差：标准中表列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。•标准公差：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差。孔轴0+-尺寸公差带图（举例）•画出基本尺寸为Ø50，最大极限尺寸为Ø50.025、最小极限尺寸为Ø50mm的孔与最大极限尺寸为•Ø49.975、最小极限尺寸为Ø49.959mm的轴的公差带图。0+-孔轴+0.025-0.025-0.041尺寸公差带图（举例）D=30mm,Dmax=30.021mm,Dmin=30mm,dmax=29.980mmdmin=29.967mm求：孔和轴的极限偏差及公差0+-孔轴+0.021-0.020-0.033四、有关配合的术语、定义1、配合：基本尺寸相同的互相结合的孔与轴公差带之间关系。配合性质：孔与轴装配后的松紧程度2、间隙、过盈、过渡孔-轴=正（间隙）、负（过盈）简单的讲：孔大轴小，间隙(X)孔小轴大，过盈(Y)3、间隙配合定义：一定具有间隙的配合，间隙配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiXmin=Dmin-dmax=EI-esXav=1/2(Xmax+Xmin)例1：计算Ø25H7（）与Ø25f6（）的三个特征值Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=+0.021-（-0.033）=+0.054Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0-（-0.020）=+0.020Xav=1/2（Xmax+Xmin）=+0.037021.00020.0033.04、过盈配合定义：一定具有过盈的配合过盈配合的三个特征值Ymax=Dmin-dmax=EI-esYmin=Dmax-dmin=ES-eiYav=1/2（Ymax+Ymin）5、过渡配合定义：可能具有间隙或过盈的配合过渡配合的三个特征值：Xmax=Dmax-dmin=ES-eiYmax=Dmin-dmax=EI-esXav或Yav=1/2（Xmax+Ymax）6、配合公差定义：允许间隙或过盈的变动量（大小表示装配精度）Tf=|Xmax-Xmin|=|Ymin-Ymax|=|Xmax-Ymax|=Td+TD五、配合公差带图解XmaxXminXmaxYmaxYminYmaxXY+－0间隙过盈单位:um六、配合制一、基准制三种配合最基本的区别：孔轴公差带的相对位置不同即孔轴公差带位置相对移动，就可获得不同的配合。1、基孔制：孔公差带位置固定，改变轴公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基孔制中孔为基准孔EI=02、基轴制：轴公差带位置固定，改变孔公差带位置而得到不同的配合性质的一种制度。基轴制中轴为基准轴es=0说明：基孔制和基轴制是两个等效的配合制度，但实际应用中有所区别。例：D=30mm，Dmax=30.033mm，Dmin=30mm,dmax＝29.993mm，dmin=29.972求孔、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和配合公差带图，说明该配合属于哪种基准制，是什么配合？准制，是什么配合？说明该配合属于哪种基带图和配合公差带图，公差，并画出尺寸公差极限偏差、极限尺寸、求孔、轴的基本尺寸、，与轴配合，例：已知孔mmYmmX043.0max011.0max30033.00际过盈）。实际间隙（或实求孔、轴的实际偏差和际尺寸，轴的实孔的实际尺寸基准制，是什么配合？该配合属于哪种和配合公差带图，说明出尺寸公差带图（或极限过盈），并画公差、极限间隙求孔、轴的极限偏差、配合，与轴例：已知孔,988.59950.59606000.019-030.00.060-mmdammDa第二节常用尺寸孔、轴《极限与配合》国家标准的构成一、标准公差系列1、公差等级；确定尺寸精确程度的等级。例：3030IT7IT8国标设置了20个公差等级，代号为IT01、IT0、IT1……IT18。021.00033.00高公差等级低小公差数值大难加工程度易2、公差单位（标准公差因子）：计算标准公差的基本单位加工误差w与基本尺寸D之间的关系：mmumDDi基本尺寸，）（D001.045.033、标准公差的计算及规律：(1)、IT01~IT1因精度较高，受加工误差影响比较小，主要考虑测量误差的影响，所以采用线性公式计算，IT=a+b*D，D为基本尺寸，a、b是按R10/2变动的系数。(2)、IT2~IT4在IT1与IT5间呈等比数列，公比q=(IT5/IT1)1/4(2)、IT5~IT18IT=a*i，i为公差单位（标准公差因子）a为标准公差等级系数，采用R5优先数系。公差等级越高，a值越小。标准公差等级系数的划分符合优先数系的规律，有利于标准的发展和扩大使用。例如：按R5系列可确定IT19=4000i按R10系列可确定IT6.5=12.5i4、尺寸分段为了简化表格，将常用尺寸分成若干段，这叫尺寸分段。基本尺寸一项，工程上分为13段。见P253附表3-2、附表3-3。尺寸分段后，标准公差计算公式中的基本尺寸，按尺寸分段的首、末两个尺寸的几何平均值Dj代入，即：DjD首*D末见P39页例题4。二、基本偏差系列1、基本偏差；用来确定公差带相对零线位置的偏差。一般靠近零线的偏差为基本偏差。2、基本偏差的代号国际规定了28个基本偏差。大写表示孔，小写表示轴。由图1—15，认识28个基本偏差代号。三、各种基本偏差所形成的配合特征(1)、孔的基本偏差（图3－14）（基轴制）当轴取h时，es=0,与之配合的孔的偏差变化。A—最松，ZC—最紧①A～H：间隙配合，孔基本偏差为下偏差EI；②JS～N过渡配合。JS与h配合较松，获得间隙配合的概率较大。N与h配合较松，获得过盈配合的概率较大；JS上下偏差为：±IT/2。JS~N的孔，对应的基本偏差为上偏差ES；③P～ZC过盈配合，孔的基本偏差为上偏差ES。P与h配合的过盈最小，ZC与h配合的过盈最大。(2)、轴的基本偏差（图3－15）（基孔制）当孔取H时，EI=0,与之配合的轴的偏差变化。a—最松，zc—最紧①a～h：间隙配合，轴基本偏差为上偏差es；②js～n过渡配合，除js上下偏差对称(±IT/2)外。轴对应的基本偏差为下偏差ei；③p～zc过盈配合，轴的基本偏差为下偏差ei。四、公差带代号及配合代号（1）公差带代号：由基本偏差代号和标准公差等级代号中的阿拉伯数字组合而成。例：孔公差带代号H7、F8;轴的公差带代号h7、f6公差代号标注在零件图上（2）配合代号：它用分数形式表示，分子为孔公差带，分母为轴公差带，构成孔、轴的配合代号。例：基孔制配合代号配合代号标注在装配图上6/750g6H750gH或五、轴的基本偏差的确定与标准公差的确定方法相同，基本偏差也已按尺寸分段代入公式计算，化整后列成表格形式，只需直接查表即可。P42页表3-2为轴的基本偏差的计算公式。P254页附表3-4为尺寸至500mm轴的基本偏差数值。（画“－”的为实际中不予采用的）看P42页例5六、孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差没有直接的计算公式，而是由同名的轴的基本偏差换算而来。换算时遵守以下两个原则：1.换算原则(倒影关系):同名配合的配合性质相同。即：基孔制的配合（如φ30H8/f8）变成同名的基轴制的配合（φ30F8/h8）时，其配合性质不变。2.工艺等价性：在高精度或较高精度的间隙、过渡和过盈配合中，一般取孔比轴低一个级别。其中：间隙和过渡配合时IT≤8级为高或较高精度，过盈配合时IT≤7级为高精度或较高精度。工艺等价性是指同一配合中的孔和轴的加工难度大致相同例：试用查表法确定和的孔和轴的极限偏差，计算极限间隙并画出公差带图及配合公差带图。8/745fH8/745hFumITeseiumesesumITEIESfHumITumITmmD64392582543)2(2570EI1)(8/745398,2572345得：，查附表上偏差的基本偏差为、配合为间隙配合，轴、采用基孔制，：，得，查附表解：据umITumumITeseieshF5025257EIES25EI53EI)2(39801)(8/745得：，查附表下偏差的基本偏差为、配合为间隙配合，孔、采用基轴制，：Ø45-+0+50-39+25Ø45-+0+25-64-25Ф45H7/f8Ф45H7/f8+89+25XY+－0+89+258/745fH8/745hF可见，基孔制的配合变成同名基轴制的配合时，其配合性不变。根据上述换算原则，按孔、轴配合的分类分别讨论孔的基本偏差的计算。D+0-Xmax’Xmin’1）间隙配合A-H中孔的基本偏差EI的确定如图所示：平行移动后，基孔制变成了基轴制，根据倒影关系有：Xmin=Xmin’而Xmin=0-es=-esXmin’=EI-0=EI故有:EI=-esXmaxXminD-+0EID-+0es基孔制基轴制TSThThTSesEI00'minmin'minmin，因此据换算原则：基轴制中：基孔制中：XXEIEIXesX即：孔的基本偏差为下偏差，它和用同一字母表示的轴的基本偏差（上偏差）的绝对值相等，而符号相反。XminX’min（1）间隙配合中孔的基本偏差A~H的确定