项目二-极限与配合基础

前情回顾--牌号Q235的含义？屈服强度为235MPa的碳素结构钢45的含义？钢中平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢T8的含义？钢中平均含碳量为0.8%的优质碳素工具钢T8A的含义？钢中平均含碳量为0.8%的高级优质碳素工具钢ZG200–400的含义屈服强度为200MPa，抗拉强度为400MPa的铸钢55Si2Mn的含义？钢中平均含碳量为0.55%，硅含量为1.5%-2.5%，锰含量小于1.5%的合金结构钢GCr15的含义钢中平均铬质量分数为1.5%的滚动轴承钢9Mn2V的含义？钢中平均含碳量为0.9%，锰平均含量为1.5%-2.5%，钒含量小于1.5%的合金工具钢CrWMn的含义？钢中铬、钨、锰平均含量均小于1.5%的合金工具钢W18Cr4V的含义？钢中钨平均含量为17.5%-18.5%，铬含量为3.5%-4.5%，钒含量小于1.5%的高速工具钢4Cr13的含义？钢中平均含碳量为0.4%，铬含量为12.5%-13.5%的不锈钢HT200的含义？最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁QT400-18的含义？最低抗拉强度为400MPa，最小伸长率为18%的球墨铸铁项目二极限与配合基础1.极限的基本概念2.配合的基本概念3.形位公差与表面粗糙度简介项目目标知识目标1、掌握极限的基本知识2、掌握配合的基本知识能力目标1、能够根据工艺要求选择配合项目导入问题：（1）一个M8的六角螺栓与什么样的螺母相匹配？（2）如何保证螺母的任意互换？（3）螺母在加工过程中产生的误差如何控制？1.极限的基本概念一、互换性及其标准化互换性：指同一规格的零部件不需要作任何挑选、调整或修配，就能装配到机器上去，且符合使用要求的特性。互换性的作用设计：大大减少了计算、绘图的工作量，缩短设计周期；制造：利于组织大规模专业生产；利于实现加工和装配过程的机械化和自动化；使用方面：可以及时更换已经磨损或损坏了的零件，减少机器的维修时间和费用1.极限的基本概念一、互换性及其标准化标准：对重复性事物和概念所作的统一的规定；即为达到互换性，对产品的型号、规格、材料和质量等统一制定出强制性的规定和要求。标准的级别国家标准：GB行业标准：机械标准JB；交通JT地方标准：DB企业标准：QB国际标准：ISO1.极限的基本概念一、互换性及其标准化通用化：尽量减少和合并产品品种、形式、尺寸等，使统一零部件尽可能在不同的机械产品中通用。螺钉、铆钉、弹簧、轴承、联轴器等二、极限的基本术语和定义1.尺寸的基本术语和定义（1）尺寸•尺寸是用特定单位表示的两点之间距离的数值。如轴的半径、直径，零件的长、宽、高等。1.极限的基本概念（2）基本尺寸•基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d表示。Ｄ表示孔的基本尺寸，d表示轴的基本尺寸。基本尺寸的大小是根据使用要求，通过强度计算或类比的方法按标准尺寸圆整后得到的。•图中20mm及30mm为圆柱销直径和长度的基本尺寸。20－0.020－0.03530（3）实际尺寸•实际尺寸是通过测量所得的尺寸。•由于加工误差的存在，按同一图纸要求加工的零件，其实际尺寸往往不相同。即使是同一零件的不同位置、不同方向的实际尺寸也往往不相同。•实际尺寸是实际零件上某一位置的测量值，且测量时还存在误差，故实际尺寸并非真值。（4）极限尺寸极限尺寸是指允许尺寸变化范围的两个界限值（以基本尺寸为基准点）。两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸(Dmax，dmax)，较小的一个称为最小极限尺寸(Dmin，dmin)。2.公差与偏差的基本术语和定义（1）尺寸偏差（偏差）尺寸偏差是指某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。其值可是正、负或零。偏差包括实际偏差和极限偏差。实际偏差：实际尺寸减基本尺寸所得的代数差。实际偏差=Da-D（或da-d）极限偏差：极限尺寸减基本尺寸所得的代数差。上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。•ES——孔的上偏差；•es——轴的上偏差；•EI——孔的下偏差；•ei——轴的下偏差。ES=Dmax-D，EI=Dmin-Des=dmax-d，ei=dmin-d（2）尺寸公差（公差）尺寸公差：允许尺寸的变动量，用Th和Ts表示。等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值。公差值永远为正值。孔公差Th=Dmax-Dmin=ES-EI轴公差Ts=dmax-dmin=es-ei【例2-1】已知轴的基本尺寸为60mm，最大极限尺寸为60.002mm，最小极限尺寸为59.990mm，求上、下偏差及公差。【例2-1】已知轴的基本尺寸为60mm，最大极限尺寸为60.002mm，最小极限尺寸为59.990mm，求上、下偏差及公差。解：上偏差es=dmax-d=60.002-60=+0.002下偏差ei=dmin-d=59.990-60=-0.010公差：Ts=dmax-dmin=es-ei=+0.002-(-0.010)=0.012公差与偏差是两个不同的概念。•公差是指允许尺寸的变动范围；•偏差是指相对于基本尺寸的偏离量。公差配合示意图尺寸公差上偏差下偏差最大极限尺寸基本尺寸轴孔尺寸公差最小极限尺寸基本尺寸（3）公差带图尺寸、极限偏差及公差是利用公差配合示意图进行讨论的。从图中可见，由于公差的数值比基本尺寸的数值小得多，不便用同一比例表示。专门设置公差带图来表示尺寸、极限偏差及公差之间的关系。公差带图偏差，m轴孔0＋－公差带图由两部分组成，零线和公差带。零线：确定偏差的一条基准直线，是偏差的起始线画公差带图时，分别注上相应的符号（0，+，-），在其下方画上带单箭头的尺寸线，并注上基本尺寸值画公差带图时，分别注上相应的符号（0，+，-），在其下方画上带单箭头的尺寸线，并注上基本尺寸值。垂直于零线方向的宽度代表公差值。公差带图偏差，m轴孔0＋－公差带：代表上、下偏差的两条直线限定的区域（4）标准公差标准公差是指国家标准GB/T1800.3—1998所规定的已标准化的公差值，它规定了公差带的大小国家标准制定出的一系列标准公差数值，称为标准公差系列。标准公差系列包含三项内容：a.基本尺寸分段、b.公差等级、c.公差单位公差等级（20个）：确定尺寸精确程度的等级。IT01，IT0，IT1，IT2……标准公差数值（摘自GB/T1800.3—1998）（5）基本偏差指用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差EIESESEI＋－0D1.2配合的基本概念一、配合的基本术语和定义•配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。•间隙或过盈是孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，其值为正时称为间隙，其值为负时称为过盈。配合类型间隙配合过盈配合过渡配合孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸，所得尺寸为正时称为间隙；值为负时称为过盈。1、间隙配合是指孔的公差带位于轴的公差带之上，具有间隙（包括最小间隙为零）的配合Xmax孔XminXmaxXmin＝0孔轴轴最大间隙Xmax：孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差，或孔的上偏差减轴的下偏差所得的代数差。Xmax=Dmax-dmin=ES-ei最小间隙Xmin：孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差，或孔的下偏差减轴的上偏差所得的代数差。Xmin=Dmin-dmax=EI-es平均间隙Xav：最大间隙与最小间隙的算术平均值。2minmaxXXXav2、过盈配合是指孔的公差带位于轴的公差带之下，具有过盈（包括最小过盈为零）的配合YmaxYminYmaxYmin＝0孔孔轴轴最小过盈Ymin：孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差，或孔的上偏差减轴的下偏差所得的代数差。Ymin=Dmax-dmin=ES-ei最大过盈Ymax：孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差，或孔的下偏差减轴的上偏差所得的代数差。Ymax=Dmin-dmax=EI-es平均过盈Yav：最大过盈与最小过盈的算术平均值。2minmaxYYYav3、过渡配合指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。它是介于间隙配合与过盈配合之间的一类配合，但其间隙或过盈都不大。YmaxXmax轴YmaxXmax轴轴XmaxYmax孔孔孔•过渡配合的性质用最大间隙Xmax、最大过盈Ymax和平均间隙Xav或平均过盈Yav来表示。22minmaxminmaxYYYXXXavav最大间隙：Xmax=Dmax-dmin=ES-ei最大过盈：Ymax=Dmin-dmax=EI-es允许间隙或过盈的变动量。它表示配合精度，是评定配合质量的一个重要指标。间隙配合：Tf=|Xmax-Xmin|过盈配合：Tf=|Ymax-Ymin|过渡配合：Tf=|Xmax-Ymax|配合公差另一表达式为孔公差与轴公差之和：Tf=Th+Ts二、配合公差组成间隙配合，求最大、最小间隙，平均间隙及配合公差。mm021.0025mm020.033.025轴孔XmaxXmin＋0.021－0.020－0.03325－＋0习题一孔组成过渡配合，求其最大间隙、最大过盈、平均间隙（过盈）及配合公差。mm021.0025mm015.0002.025轴25－＋0＋0.021XmaxYmax＋0.015＋0.002孔习题二习题三计算孔与轴配合的极限间隙或极限过盈、配合公差并画出公差带图，说明配合类别。0.025050mm0.0250.04150mm间隙配合Xmax=ES-ei=+0.025-（-0.041）=0.066mmXmin=EI-es=0-（-0.025）=0.025mmTf=Xmax-Xmin=0.066-0.025=0.041mm三、孔与轴孔是指圆柱形内表面，也包括其他形状内表面由单一尺寸确定的部分。轴是指圆柱形外表面，也包括其他形状外表面由单一尺寸确定的部分。DBLB1dll1L1孔与轴的区别加工过程配合角度尺寸标注是以两个相配合的零件之一为基准，选定标准公差带，通过改变另一零件（非标准）的公差带位置而形成各种配合的一种制度。1、基准制为什么要规定基准制？基准制基孔制基轴制孔与轴各有560种公差带代号，配合形式达到30多万种加工方法（1）基孔制孔的基本偏差一定，其公差带与各种不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制的孔称为基准孔，标准规定基准孔的公差带位于零线之上，其下偏差为零。基准孔代号为H。（2）基轴制轴的基本偏差一定，其公差带与各种不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的轴称为基准轴，标准规定基准轴的公差带位于零线之下，其上偏差为零。基准轴的代号为h。+0-2、基本偏差系列（28种）基本偏差的数量决定配合种类的数量。代号组成：26个拉丁字母中去掉5个易与其他参数相混淆的字母I、L、O、Q、W（i、l、o、q、w），剩下的21个字母加上7个双写字母CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC（cd、ef、fg、js、za、zb、zc）组成。ABCCDDEEFFGFHJJSKMNPRSTUVXYZZAZBZCGabccddeeffgfhjjskmnprstuvxyzzazbzc0＋－孔轴gEIes基本偏差0＋－基本偏差ES基本尺寸基本尺寸ei基准孔基准轴在实际工作中，为方便使用，编制了轴和孔的基本偏差数值表，以供直接查用。由于孔比轴加工困难，为使孔和轴在工艺上等价，国标规定，在高精度等级的配合中，孔比轴的公差等级低一级；在低精度等级的配合中，孔与轴采用相同的公差等级。公差代号=基本偏差代号+公差等级数eg：H7，h6，G8，p6用查表法确定φ20H7/p6的孔和轴的极限偏差，绘制公差与配合图解，写出极限偏差标注，并指出是什么配合。解：(1)确定孔和轴的标准公差。查表4-1得IT7=21μm，IT6=13μm(2)确定孔和轴的基本偏差。查表4-3得H的基本偏差EI=0查表4-2得p的基本偏差ei=+22μm；习题一：(3)计算孔、轴的另一极限偏差。孔H7的另一极限偏差ES=EI+IT7=0+21=+21μ