尺寸公差带、配合

第二讲尺寸公差带与三大类配合第三章形状和位置公差一、概述1.新国标（GB/T1800.1－1997）、（GB/T1800.2～1800.3－1998）、（GB/T1804－1992），代替了1979年颁布的旧国标（GB1800～1804－79）中的相应部分，这些新国标的依据是国际标准（ISO），以尽可能地使我国的国家标准与国际标准一致或等同。2.孔与轴的《极限与配合》标准是机械工程最重要的基础标准，制定最早，体系比较完善，也是学习其它互换性标准的基础。第三章形状和位置公差一、概述第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语孔与轴（holeandshaft）孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱型的内表面（由两个平行平面或切面的包容面）。轴是指工件的圆柱型外表面，也包括非圆柱型的外表面（由两个平行平面或切面而形成的被包容面）。广义的孔与轴：孔为包容面（尺寸之间无材料），在加工过程中，尺寸越加工越大；而轴是被包容面（尺寸之间有材料），尺寸越加工越小。第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语尺寸（size）尺寸是特定单位表示的两点之间距离的数值。通常用㎜表示（常省略）如直径Ø40、半径R20，宽度12，高度120，中心距60等。第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语基本尺寸（basicsize）基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d（L或l）表示（大写字母表示孔，小写字母表示轴）。它是根据产品的使用要求、零件的刚度等要求，计算或通过实验而确定的。它应该在优先数系中选择。第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语实际尺寸（actualsize）实际尺寸是通过测量得到的尺寸（Da、da）实际尺寸并非尺寸的真值。第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语极限尺寸（limitsofsize）极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。最大极限尺寸：Dmax、dmax最小极限尺寸：Dmin、dmin合格零件的实际尺寸应该是：第三章形状和位置公差作用尺寸为了保证配合精度，应对作用尺寸加以限制。(1)孔的作用尺寸。孔的作用尺寸是在整个配合面上与实际孔内接的最大理想轴的尺寸。(2)轴的作用尺寸。轴的作用尺寸是在整个配合面上与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语(a)孔的作用尺寸(b)轴的作用尺寸第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语偏差（limitsofdeviation）某尺寸与基本尺寸的代数差,其值可正、可负或零。上偏差:最大极限尺寸与基本尺寸之差下偏差:最小极限尺寸与基本尺寸之差实际偏差:实际尺寸与基本尺寸之差注意：标注和计算偏差时前面必须加注“+”或“－”号（零除外）。第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语尺寸公差（Tolerance）尺寸公差是指允许尺寸的变动量孔：轴：问题：比较公差与偏差公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度。偏差表示与基本尺寸远离程度，它表示公差带的位置，影响配合的松紧程度。第三章形状和位置公差有关尺寸的术语定义图1尺寸相关术语第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1.尺寸与公差的基本术语公差带图：用尺寸公差带的高度和相互位置表示公差大小和配合性质。它由零线和公差带组成。1）零线确定偏差的基准线。2）公差带由代表上偏差和下偏差两条直线所限定的区域。第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容例题1第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容例题第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容2.配合的基本术语配合（fit）：基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间的关系。间隙过盈间隙配合过渡配合过盈配合三种关系第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容2.配合的基本术语间隙配合（Clearancefit）具有间隙（含最小间隙等于零）的配合。孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔大、轴小的配合。第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容2.配合的基本术语间隙配合（Clearancefit）第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容2.配合的基本术语过盈配合（Interferencefit）具有过盈（含最小过盈等于零）的配合。孔的公差带位于轴公差带之下，通常是指孔小、轴大的配合，第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容2.配合的基本术语过盈配合（Interferencefit）第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容2.配合的基本术语过渡配合（Transitionfit）可能产生间隙或过盈的配合。孔、轴公差带相互交叠，是介于间隙配合与过盈配合之间的配合。特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合的工件精度都较高第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容2.配合的基本术语过渡配合（Transitionfit）第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容例题2例2-2求下列三种孔、轴配合的极限间隙或过盈、配合公差，并绘制公差带图第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容配合制把公差和基本偏差标准化的制度称为极限制。配合制是同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度，也叫基准制。GB/T1800.1—1997规定了两种平行的配合制：基孔制配合和基轴制配合。第三章形状和位置公差配合制改变孔和轴的公差带位置可以得到很多配合，为便于现代大生产，简化标准，标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。0+-孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合过渡或过盈轴第三章形状和位置公差配合制（续）基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。0+-轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合过渡配合过盈配合过渡或过盈孔第三章形状和位置公差二、极限与配合的基本内容1)基孔制配合基孔制是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，称为基孔制配合。2)基轴制配合基轴制是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，称为基轴制配合。(a)基孔制配合(b)基轴制配第三章形状和位置公差第三章形状和位置公差3.1概述形状公差3.2位置公差3.3公差原则3.4形位公差的选择3.5思考题与习题形位公差的检测…第三章形状和位置公差•熟记14个形位公差特征项目的名称和符号。•理解掌握14个项目公差带的特点。•掌握公差原则中独立原则、包容要求及最大实体要求的基本内容，会标注、理解含义、明确主要应用场合。•掌握评定形位误差时“最小条件”的概念，会应用“最小条件”评定形位误差的大小。•初步掌握形位公差的选用方法。•了解标准中有关形位公差的公差等级及未注公差的规定。目的要求第三章形状和位置公差3.1概述3.1.1零件的几何要素及分类3.1.2形位公差的特征项目和符号3.1.3形位公差的标注3.1.4形位公差带第三章形状和位置公差零件在加工过程中，形状和位置误差（简称形位误差）是不可避免的。工件在机床上的定位误差、切削力、夹紧力等因素都会造成各种形位误差。如车削时由三爪卡盘夹紧的环形工件，会因夹紧力使工件变形成为棱圆形，见图3-1；钻孔时钻头移动方向与工作台面不垂直，会造成孔的轴线对定位基面的垂直度误差，见图3-2。3.1概述第三章形状和位置公差图3-1车削形成的形状误差图3-2钻削形成的位置误差3.1概述第三章形状和位置公差形位误差不仅会影响机械产品的质量（如工作精度、联结强度、运动平稳性、密封性、耐磨性、噪声和使用寿命等），还会影响零件的互换性。例如，圆柱表面的形状误差，在间隙配合中会使间隙大小分布不均，造成局部磨损加快，从而降低零件的使用寿命；平面的形状误差，会减少配合零件的实际接触面积，增大单位面积压力，从而增加变形。再如，轴承盖上螺钉孔的位置不正确（属位置误差），会使螺钉装配不上；在齿轮传动中，两轴承孔的轴线平行度误差（也属位置误差）过大，会降低轮齿的接触精度，影响使用寿命。3.1概述第三章形状和位置公差要制造完全没有形位误差的零件，既不可能也无必要。因此，为了满足零件的使用要求，保证零件的互换性和制造的经济性，设计时不仅要控制尺寸误差和表面粗糙度，还必须合理控制零件的形位误差，即对零件规定形状和位置公差。为了适应国际技术交流和经济发展的需要，我国根据ISO1101制定了有关形位公差的新国家标准，分别为：GB／T1182—1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》；GB／T1184—1996《形状和位置公差未注公差值》；GB／T4249—1996《公差原则》；GB／T16671—1996《形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》及GB1958—80《形状和位置公差检测规定》。3.1概述第三章形状和位置公差形位公差的研究对象就是构成零件几何特征的点、线、面，统称为几何要素，简称要素。如图3-3所示的零件，可以分解成球面、球心、中心线、圆锥面、端平面、圆柱面、圆锥顶点(锥顶)、素线、轴线等要素。3.1.1零件的几何要素及分类第三章形状和位置公差图3-3几何要素3.1.1零件的几何要素及分类第三章形状和位置公差1.按几何结构特征分类（1）轮廓要素构成零件轮廓的可直接触及的点、线、面。如图3-3所示的圆锥顶点、素线、圆柱面、圆锥面、端平面、球面等。（2）中心要素不可触及的，轮廓要素对称中心所示的点、线、面。如图3-3所示的球心、轴线等。中心要素和轮廓要素均有理想与实际两种情况。第三章形状和位置公差2.按存在状态分类（1）理想要素具有几何学意义，没有任何误差的要素，设计时在图样上表示的要素均为理想要素。（2）实际要素零件在加工后实际存在，有误差的要素。它通常由测得要素来代替。由于测量误差的存在，测得要素并非该要素的真实情况。理想要素和实际要素都可分为轮廓要素和中心要素第三章形状和位置公差3.按检测关系/在形位公差中所处的地位分类(1)被测要素零件图中给出了形状或（和）位置公差要求，即需要检测的要素。(2)基准要素用以确定被测要素的方向或位置的要素，简称基准。被测要素和基准要素可以是中心要素，也可以是轮廓要素，它们均有理想和实际两种情况。第三章形状和位置公差A0.05A基准要素被测要素3.按检测关系/在形位公差中所处的地位分类第三章形状和位置公差(1）单一要素仅对其本身给出形状公差要求的要素。(2）关联要素对其他要素有功能关系的要素，即规定位置公差的要素。4.按功能关系分类关联要素单一要素A0.03A0.02第三章形状和位置公差为控制机器零件的形位误差，提高机器的精度和延长使用寿命，保证互换性生产，国家标准GB/T1182-1996规定了14项形位公差项目。其项目的名称和符号见表3-1。3.1.2形位公差的特征项目和符号第三章形状和位置公差表3-1形位公差特征项目和符号第三章形状和位置公差按形位公差国家标准的规定，在图样上标注形位公差时，应采用代号标注。无法采用代号标注时，允许在技术条件中用文字加以说明。形位公差项目的符号、框格、指引线、公差数值、基准符号以及其他有关符号构成了形位公差的代号。3.1.3形位公差的标注第三章形状和位置公差ø40j60.004ø0.05AøA注出形位公差在图样上的用形位公差框格、框格指引线和基准符号表示：3.1.3形位公差的标注第三章形状和位置公差1）形位公差框格规则１：水平放置从左到右项目符号公差值基准符号其他附加符号规则２：竖直放置从下到上项目符号公差值基准符号其他附加符号形状公差框----两格，位置公差框----三～五格0.010.03AAMAØBsØ0.1ABL第三章形状和位置公差第一格填写公差特征项目符号第二格填写用以毫米