第2章-尺寸精度.

第二章尺寸精度第二章尺寸精度1.概述2.公差与配合的基本术语及定义*3.极限与配合国家标准的构成*4.尺寸精度设计*5.孔、轴精度的检测§1概述机械零件的精度包括：尺寸精度——主要研究线性尺寸的公差、极限与配合。形状和位置精度表面精度“公差”（tolerance）——是用于协调机器零部件的使用要求与制造经济之间的矛盾零件尺寸的关系；“配合”（fit）——是反映机器零部件之间有关功能要求的相互关系。为了实现互换性，1959年，我国颁布的第一个“公差与配合”标准（GB159～174—59），以后几经修改和修订，现在执行的相关标准系列：是GB/T1800～1804—1998标准。下面就这些标准的基本概念和应用，以及尺寸精度设计来学习。§2基本术语及其定义尺寸精度设计,通常指有配合要求的孔和轴的结合，确定它们的尺寸公差和配合种类，孔、轴配合是机器中最广泛采用的一种结合形式，为了使加工后的孔和轴能满足互换性要求，必须在设计中执行“极限与配合标准”。§2基本术语及定义GB/T1800.1-1997、GB/T1800.2-1998中作了如下规定：一、孔和轴的定义二、有关“尺寸”的术语和定义三、有关“偏差和公差”的术语和定义四、有关“配合”的术语及定义五、配合基准制§2基本术语及定义一、孔和轴的定义孔(hole)——主要指圆柱形内表面，也包括其它内表面中的由单一尺寸确定的部分。轴(shaft)——主要指圆柱形外表面，也包括其它外表面中的由单一尺寸确定的部分。在公差与配合标准中的孔、轴都是以单一的主要尺寸构成。例：圆柱形的直径、键或键槽的宽度或高度。§2基本术语及定义二、有关“尺寸”的术语和定义1、尺寸（Size）尺寸分为：线性尺寸和角度。其中线性尺寸简称为“尺寸”，指的是两点之间的距离。如直径、长度、宽度、中心距等。二、有关“尺寸”的术语和定义2、基本尺寸（BasicSize）指设计时确定的尺寸。通常用“D”表示。3、实际尺寸（ActualSize）指零件加工后，通过测量得到的尺寸。孔的实际尺寸用“Da”表示，轴的实际尺寸用da表示。二、有关“尺寸”的术语和定义4、极限尺寸（LimitsofSize）最大极限尺寸（MaximunLimitsofSize）最小极限尺寸（MinimunLimitsofSize）指允许尺寸变化的两个极限值，两个极限值中较大的一个称为最大极限尺寸，用Dmax或dmax表示；较小的一个称为最小极限尺寸，用Dmin或dmin表示。三、有关“偏差和公差”的术语及定义1、尺寸偏差（Deviation）（简称偏差）——指某一尺寸（极限尺寸、实际尺寸）减其基本尺寸的代数差（可以是正数、负数和零）。尺寸偏差分为极限偏差实际偏差三、有关“偏差和公差”的术语及定义极限偏差——极限尺寸减基本尺寸所得的代数差。是上偏差（ES、es）与下偏差（EI、ei）的统称；上偏差——最大极限尺寸减基本尺寸的代数差；孔：ES=Dmax–D；轴：es=dmax–D下偏差——最小极限尺寸减基本尺寸的代数差；孔：EI=Dmin–D；轴：ei=dmin–D三、有关“偏差和公差”的术语及定义实际偏差——实际尺寸减基本尺寸的代数差。孔：Ea=Da–D；轴：ea=da–D同时，对合格的零件，实际偏差应限制在极限偏差的范围内，也可达到极限偏差，孔、轴实际偏差的合格条件：下偏差≤实际偏差≤上偏差孔：EI≤Ea≤ES;轴：ei≤ea≤es。三、有关“偏差和公差”的术语及定义2、尺寸公差（Tolerance）（简称“公差”）——是允许尺寸的变动范围。公差=最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。公差=上偏差与下偏差之代数差的绝对值。)2()1(minmaxminmaxeiesddTsEIESDDTh轴的公差孔的公差三、有关“偏差和公差”的术语及定义注：公差和偏差是两个不同的概念，不能混淆。二者的区别：⑴公差代表对制造精度的要求。它反映加工的难易程度，在基本尺寸相同的情况下，公差越大，制造精度越低，加工越容易。⑵“公差”是允许尺寸的变动范围，是绝对值量；“偏差”是表示偏离基本尺寸的数值，是代数量（有+、--）。⑶零件加工的难易与公差有关，与偏差无关。例：已知：孔的基本尺寸为，孔的最大极限尺寸，孔的最小极限尺寸，轴的最大极限尺寸，轴的最小极限尺寸。求：孔和轴的极限偏差和公差。解：孔的上偏差孔的下偏差轴的上偏差轴的下偏差孔的公差轴的公差或：孔的公差轴的公差用基本尺寸和极限偏差可表示为：孔；轴。mm60mmD030.60maxmmD000.60minmmd990.59maxmmd970.59minmmDDES030.0000.60030.60maxmmDDEI0000.60000.60minmmddes010.0000.60990.59maxmmddei030.0000.60970.59minmmDDTh030.0000.60030.60minmaxmmddTs020.0097.59990.59minmaxmmEIESTh030.00030.0mmeiesTs020.0)003.0(010.0mm030.0060mm010.0030.060三、有关“公差与偏差”的术语和定义3、零线与公差带（ToleranceZone）公差带图：在用图解表示孔、轴的公差与配合及其偏差大小时，可用公差带图来反映这些关系。公差带图中，用一条基准直线代表基本尺寸，称为零线。用两条平行于零线的直线代表上、下偏差，正偏差画在零线上方，负偏差画在零线下方，即构成公差带图。三、有关“公差与偏差”的术语和定义（1）零线——在公差带图中，表示基本尺寸的直线，以其为基准确定公差与偏差。（2）公差带——在公差带图中，有代表上偏差和下偏差，或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所界定的区域。公差带图是学习本课程的一个极为重要的概念和工具，必须熟练掌握。三、有关“公差与偏差”的术语和定义公差带包括了“公差带大小”与“公差带位置”两个参数国标规定：其“大小”由标准公差确定，而“位置”由基本偏差决定。三、有关“公差与偏差”的术语和定义4、基本偏差（FundamentalDeviation）国标规定的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。5、标准公差（StandardTolerance）国标规定的，用来确定公差带大小的任一公差。（国标中规定的公差值。）四、有关“配合”的术语及定义1.间隙或过盈间隙(Clearance)——在孔、轴配合中，孔的尺寸减轴的尺寸所得的代数差为正时，是间隙，用X表示。过盈(Interference)——在孔、轴配合中，孔的尺寸减轴的尺寸所得的代数差为负时，是过盈，用Y表示。四、有关“配合”的术语及定义2.配合（Fit）——指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。当孔与轴公差带相对位置不同时，就形成不同的配合性质。通常有三种不同的配合性质。它们表示不同的松紧程度。四、有关“配合”的术语及定义3.配合的分类1）间隙配合（ClearanceFit）孔公差带位于轴公差带之上，一定具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。其最大、最小间隙表示如下：注：间隙值之前必须冠以正号。maxmaxminminminmaxXDdESeiXDdEIesmaxmin()/2avXXX平均间隙四、有关“配合”的术语及定义2）过盈配合（interferencefit）孔公差带位于轴公差带之下，一定具有过盈（包括最小过盈为零）的配合。其最大、最小过盈表示如下：注：过盈值之前必须冠以负号。minmaxminmaxminmaxYDdESeiYDdEIesminmax()/2avYY平均过盈Y四、有关“配合”的术语及定义3）过渡配合（transitionfit）是指孔与轴的公差带相互交叠，任取其中一对孔和轴相配，可能具有间隙也可能具有过盈的配合。其配合的极限情况时最大间隙和最大过盈表示如下：maxXmaxYmaxmaxminmaxminmaxXDdESeiYDdEIesmaxmax()()/2avavXYXY或四、有关“配合”的术语及定义4）配合公差指孔、轴配合中，允许间隙（或过盈）的变动量，即间隙或过盈的变动范围。用“Tf”表示，即：在间隙配合中：在过盈配合中：在过渡配合中：minmaxfhsTYYTTmaxminfhsTXXTTmaxmaxfhsTXYTT四、有关“配合”的术语及定义例：的孔与的轴配合，试计算该配合的最大间隙、最小间隙、平均间隙和配合公差，并画出该孔、轴配合的公差带图。解：0.025050mm0.0090.02550mmmax0.025(0.025)0.050XESeimmmin0(0.009)0.009XEIesmmmaxmin()/2[(0.050)(0.009)]/20.0295avXXXmmmaxmin0.050(0.009)0.041fTXXmm五、配合基准制1.基准制在孔、轴配合中，将其中之一的公差带位置固定，而靠改变另一个公差带的位置来实现所需的配合要求，这种制度称为基准制。五、配合基准制国标中规定了两种基准制：2.基孔制指基本偏差为一定的孔的公差带，与不同的基本偏差的轴的公差带形成各种配合性质的配合的一种制度。基孔制的孔为基准孔，基准孔的基本偏差（下偏差）为零。用代号“H”表示。五、配合基准制3.基轴制指基本偏差为一定的轴的公差带，与不同的基本偏差的孔的公差带形成各种配合性质的配合的一种制度。基轴制的轴为基准轴，基准轴的基本偏差（上偏差）为零。用代号“h”表示。daoc2§3极限与配合国家标准的构成一、标准的制定原则与结构特点二、标准公差系列三、基本偏差系列四、公差与配合在图样上的标注五、国标中规定的公差带六、国标中规定的配合§3极限与配合国家标准的构成一、标准的制定原则与结构特点标准公差IT（ISOTolerance）：是国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差数值。它等于公差等级系数和公差单位的乘积。§3极限与配合国家标准的构成——标准的制定原则与结构特点国家标准《极限与配合》（GB/T1800.2-1998、GB/T1800.3-1998、GB/T1800.4-1999），中确定了光滑圆柱体零件或长度单位尺寸的公差与配合的数值。其结构特点是将“公差带大小”和“公差带位置”这两个组成公差带的要素分别进行了标准化，形成标准公差系列和基本偏差系列。§3极限与配合国家标准的构成——标准的制定原则与结构特点标准公差系列和基本偏差系列。二者在原则上是独立的，即“公差带大小”不随“公差带位置”的不同而改变；“公差带位置”也不随“公差带大小”的不等而变化。§3极限与配合国家标准的构成——标准的制定原则与结构特点标准公差系列和基本偏差系列两者结合可构成不同的孔、轴公差带，孔与轴不同的公差带位置又可组成多种配合。在此基础上，国标又规定了优先、常用、一般公差带与优先常用配合，以便选择应用，满足互换性的要求。国标公差值的基本结构体系：基本偏差标准公差公差带孔公差带轴公差带配合基孔制基轴制间隙配合过渡配合过盈配合间隙配合过渡配合过盈配合§3极限与配合国家标准的构成二、标准公差系列——公差带大小的标准化标准公差系列是将决定公差带大小的唯一参数值——公差值，进行了标准化。“标准公差数值”（p190附表2-2）。表中可见，标准公差值是依据基本尺寸和公差等级来确定的。当其它条件相同时，公差值的大小决定了零件的精度高低和加工的难易程度。他是依据下列原则制定的。§3极限与配合国家标准的构成——标准公差系列1．标准公差等级及其代号标准公差等级是公差的分级。即精度要求高低的分级。用“IT”和数字构成其代号。国标规定将标准公差分为20级，即IT01、IT0、IT1、IT2……IT