第一章光滑圓柱體結(jié)合的公差與配合

1、 第一章 光滑圓柱體的 公差與配合 機械設計包括： 1、原理設計:運動分析 運動機構(gòu) 2、零件設計：剛度、強度 尺寸 3、精度設計：滿足產(chǎn)品使用性能的 要求。 精度設計包括精度設計包括： 零件的精度零件的精度 尺寸精度尺寸精度 形狀精度形狀精度 位置精度位置精度 零件與零件之間零件與零件之間 部件與部件之間的相互部件與部件之間的相互 位置精度位置精度 位置精度包括：位置精度包括： 1 1兩零件之間的距離。兩零件之間的距離。 2 2兩零件空間的位置。兩零件空間的位置。 3 3兩相聯(lián)接零件聯(lián)接的松緊程度。兩相聯(lián)接零件聯(lián)接的松緊程度。 一、有關尺寸的定義一、有關尺寸的定義 1 1尺寸尺寸 用特定單位

2、表示線性尺寸值的數(shù)值。用特定單位表示線性尺寸值的數(shù)值。 2 2公稱尺寸（公稱尺寸（D D、d d） 通過它應用上下偏差可以算出極限尺寸的尺寸。通過它應用上下偏差可以算出極限尺寸的尺寸。 第一節(jié) 有關公差配合的 術(shù)語及其定義 3極限尺寸 允許尺寸變化的兩個界限值。 最大極限尺寸Dmax、 dmax 。最小極限尺 寸 Dmin、dmin。 4實際尺寸 是指通過測量獲得的尺寸。 局部實際尺寸：不同部位的實際尺寸是 不相同。 例：已知襯套內(nèi)孔直25H7(+ )mm 求孔的極限尺寸. 解： Dmax=25+0.021=25.021mm Dmin250=25mm 練習： 已知：中間軸25f6（ ）mm 求

3、:軸徑的極限尺寸。 020. 0 033. 0 0 021. 0 二、有關孔和軸的定義 1 孔 : 通常指工件的 圓柱形內(nèi)表面，也包 括非圓柱形內(nèi)表面。 2軸 : 通常指工件的 圓柱形外表面，也包括 非圓柱形外表面。 軸 是指由單一尺寸確定的 被包容面。 有時由單一尺寸確定的既不是孔，又不是 軸的那部分，則稱為長度。 三、有關偏差公差和公差帶的定義 1. 偏差 ：指某一尺寸減去其基本尺寸的代 數(shù)差。 包括 實際偏差 極限偏差 上偏差 下偏差 （1 1）實際偏差：）實際偏差： 實際尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。 （2 2）極限偏差：）極限偏差： 上偏差：最大極限尺寸減區(qū)其基本尺寸 所得的代數(shù)差

4、。 下偏差：最小極限尺寸減區(qū)其基本尺寸 所得的代數(shù)差。 上下偏差可用公式表示： ESDmaxD EIDminD esdmax d eidmin d 孔和軸的上偏差分別用符號孔和軸的上偏差分別用符號ESES和和eses表示表示 下偏差分別用符號下偏差分別用符號EI和和ei表示表示 如：如：25 mm 標準規(guī)定：標準規(guī)定： 上偏差標在基本尺寸的右上角，下偏差標在基上偏差標在基本尺寸的右上角，下偏差標在基 本尺寸的右下角。當上下偏差數(shù)值相等符號相本尺寸的右下角。當上下偏差數(shù)值相等符號相 反時則標注為反時則標注為250.065mm 020. 0 033. 0 2.尺寸公差尺寸公差 指尺寸的允指尺寸的允

5、 許變動量。許變動量。 孔的公差孔的公差Th 軸的公差軸的公差Ts 公差與極限尺寸和極限偏差的關系如下：公差與極限尺寸和極限偏差的關系如下： Th DmaxDmin ESEI TSdmax dmi n esei 注意：公差值永遠是正值。 例如：孔例如：孔25H7+ mm和軸和軸25f6 mm 計算公差計算公差. 解解: Th=0.021mm Ts=0.013mm 020. 0 033. 0 021. 0 0 3. 公差帶圖： 上、下偏差所確定的一個允許尺寸變動的 區(qū)域。 例：已知孔的尺寸100+ mm，軸的尺 寸為100 mm，試畫出孔和軸的公差 帶圖。 035. 0 0 045. 0 023

6、. 0 練習： 作孔25H7+ mm 和軸25f6 mm公差帶圖. 020. 0 0 020. 0 033. 0 四、有關配合的定義： 1 1、配合：、配合： 基本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公 差關系。 2 2、配合的條件：、配合的條件： 相互結(jié)合的孔、軸，其中孔處于包容狀 態(tài)，軸處于被包容狀態(tài)。且相互結(jié)合的 孔和軸其基本尺寸相同。 3、配合類別： 1）間隙配合：孔的尺寸減去相配合的軸 的尺寸之差為正?？椎墓顜г谳S的公差 帶之上。用X表示間隙。 最大極限間隙Xmax、最小極限間隙Xmin 和平均間隙Xav，按下式計算： Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax

7、=EI-es X a v = D a v - d a v = ( X m a x + X m i n ) / 2 圖圖1-4 間隙配合圖間隙配合圖 例1:齒輪襯套孔25H7 + mm和中間軸軸徑 25f6( )mm這配合的極限間隙和平均間 隙. 解: Xmax=Es-ei =+0.021-(-0.033)mm=+0.054mm Xmin=Ei-es =0-(-0.020)mm=+0.020mm Xav= =+0.037mm 020. 0 033. 0 2 minmaxXX 021. 0 0 2）過盈配合 : 過盈配合是指保證有過盈的配合,把孔 做得最大，把軸做得最小，裝配后仍 有一定的過盈。（

8、包括最小過盈等于零） 最大極限過盈Ymax 、最小極限過盈Ymin 和 平均盈Yav，按下式計算： YmaxDmindmaxEIes YminDmaxdminESei Yav ( Ymax+Ymin)/2 圖15過盈配合 例2:齒輪孔32H7(+ )mm和齒輪襯 套外徑32p6( )mm這對配合的 極限過盈和平均過盈. 解: Ymin=Dmax-dmin=0.025-0.026 =-0.001mm Ymax=Dmin-dmax=0-0.042=-0.042mm Yav= =-0.0215mm 2 minmax YY 042. 0 026. 0 025. 0 0 3）過渡配合 過渡配合是指可能形

9、成間隙，也可能形 成過盈的配合。 按下式計算： XmaxDmaxdminESei YmaxDmindmaxEIes Xav(Yav)Davdav=(Xmax+Ymax)/2 正時平均間隙Xav 負時平均過盈Yav 4 4配合公差及配合公差帶圖配合公差及配合公差帶圖 配合公差是指間隙或過盈的允許變動量， 用Tf表示。 對于間隙配合：TfXmaxXmin 對于過盈配合：TfYminYmax 對于過渡配合：TfXmaxYmax 不管是哪一類配合，其配合公差都應為： TfThTs 例4. 計算孔30（ + ）mm與軸30 （ )mm配合的極限間隙、平均間隙 和配合公差，并畫出孔、軸公差帶和配 合公差帶

10、圖。 解：先畫出孔、軸公差帶圖 020. 0 033. 0 021. 0 0 利用公式計算極限間隙、平均間隙： Xmax Es-ei=21（33）54m Xmin EI-es=0（20） 20m Xav =37m TfXmaxXmin5420=34m 2 minmaxXX 例5 計算孔30+ mm與軸30 mm 配合的極限過盈、平均過盈和配合公 差，并畫出孔、軸公差帶和配合公差帶 圖。 021. 0 0 061. 0 048. 0 利用公式計算極限過盈、平均過盈： YminES-ei =21-48-27m YmaxEI-es =0-61-61m Yav(Ymax+Ymin)/2 -44m 利用

11、公式（1-5）計算配合公差 TfYmin-Ymax-27-（-61）34m 例6 計算孔30+ mm與軸30 mm 配合的極限間隙、極限過盈、平均間隙 （或平均過盈）和配合公差，并畫出孔、 軸公差帶和配合公差帶圖。 021. 0 0 021. 0 008. 0 解：先畫出孔、軸公差帶圖。 孔、軸公差帶圖 配合公差帶圖 利用公式計算極限間隙、極限過盈、平 均值： XmaxES-ei=21813m YmaxEI-es= 02121m Yav(Xmax+Ymax)/24m 利用公式計算配合公差 TfXmaxYmax13（21） 34m 五、基準制五、基準制 國家標準規(guī)定了基孔制和基軸制兩種。國家標準

12、規(guī)定了基孔制和基軸制兩種。 基孔制：以孔的公差帶位置為基準固定不基孔制：以孔的公差帶位置為基準固定不 變，改變軸公差帶的位置，得不同性質(zhì)的變，改變軸公差帶的位置，得不同性質(zhì)的 配合的一種制度。配合的一種制度。 孔 軸 軸 軸 軸 基軸制：基軸制： 以軸的公差帶位置為基準固定不變，以軸的公差帶位置為基準固定不變， 改變孔公差帶的位置，得不同性質(zhì)配改變孔公差帶的位置，得不同性質(zhì)配 合的一種制度。合的一種制度。 如圖114所示 軸 孔 孔 孔 孔 注意： 1、基孔制的孔稱為基準孔，基本偏差 （EI）為零，公差帶在零線以上。 2、基軸制的軸稱為基準軸，基本偏差 （es）同樣為零，公差帶在零以下。 一標

13、準公差的等級和作用一標準公差的等級和作用 標準公差是對公差值進行標準化后確 定的，用IT表示。常用尺寸段內(nèi)規(guī)定 了IT01、IT0、IT1、IT2、IT17、 IT18共20個標準公差等級。 定了孔、軸的尺寸精度和配合精度。 IT01等級最高； IT18為最低級。標準 公差的大小，即公差等級的高低，決 二、基本偏差系列 1、 基本偏差、代號及其作用 基本偏差： 一般是指上偏差或下偏差中離零線 近的那一個。 代號： 基本偏差代號由拉丁字母表示。小寫 代表軸，大寫代表孔。排列次序如圖 2、 軸、孔的基本偏差數(shù)值的確定 例7 查孔的基本偏差數(shù)值表和標準公差 數(shù)值表，確定35E7孔的上、下偏差。 解：

14、先查孔的基本偏差數(shù)值表（附表1-3）確定 孔的基本偏差數(shù)值。基本尺寸35mm處于 30 40mm尺寸分段內(nèi)，基本偏差為下偏差， EI的數(shù)值為50m，于是EI50m 。查標 準公差數(shù)值表（附表1-1），確定孔的上偏差 。 因為: ThESEI 故: ESEITh 502575 m EI50m IT725m 基本尺寸處于3050mm尺寸分段內(nèi)IT725m 例8 查孔的基本偏差數(shù)值表和標準公差數(shù) 值表，確定35M7孔的上、下偏差。 解： 先查孔的基本偏差數(shù)值表(1-3)，確定孔的 基本偏差數(shù)值?；境叽?5處于30 40mm尺寸分段內(nèi)，因孔的公差等級為7， 應屬等級8這一欄內(nèi). M的數(shù)值為 9, 值

15、可在附表的最右端查出， 9m，由該表可知， M為上偏差， 即 ES990查標準公差數(shù)值 （表1-1），確定孔的下偏差。 由例7知孔的公差為， Th25m， 于是EIESTh02525 m 例9 查孔的基本偏差數(shù)值表和標準公差 數(shù)值表，確定35U7孔的上、下偏差。 解：先查孔的基本偏差數(shù)值表 （附表1-3），確定孔的基本偏差數(shù)值。 基本本尺寸35處于30 40mm尺寸分 段內(nèi)，U為上偏差，當公差等級7時， 值為60m，但這不符合本題的要求。 題意該孔的公差等級為7級，應屬7這 一條件，故應按表中左端的說明， 即“在7級的數(shù)值上增加一個值”， 在該表右端查出9m. U的上偏差數(shù)值應為： ES -

16、609 - 51m 例7已知 Th25 m， 所以：EIES - Th - 51 - 25-76 m 注：已知軸和孔的公差帶，用查表法確定 軸和孔的基本偏差的步驟： 1、根據(jù)基本偏差代號是小寫還是大寫，決 定查軸或孔的基本偏差表。 2、在表中橫行找到該代號并查出該代號基 本偏差是上偏差還是下偏差。 3、以該代號為豎列，以基本尺寸所在的尺 寸分段為橫行，其相交處即基本偏差值。 其偏差值一定有“+”、“-”號。 4 、對幾個特殊公差帶數(shù)值的規(guī)定。 三、公差與配合在圖樣上的標注 1、在裝配圖的孔、軸配合處應標出配合 代號。 2、滾動軸承的內(nèi)圈與軸的配合，外 圈與 機座孔的配合，不需標出軸承的公差 帶

17、代號，只標軸的機座孔的公差帶代號。 3、零件圖上只標公差帶代號或極限 偏差 數(shù)值，或同時標注。當上、下偏差的 數(shù)值有一個是零時也必須標出。 四、一般常用和優(yōu)先的公差帶與配合四、一般常用和優(yōu)先的公差帶與配合: : 孔孔: :一般一般101 101 常用常用44 44 優(yōu)先優(yōu)先13 13 軸軸: :一般一般116 116 常用常用59 59 優(yōu)先優(yōu)先13 13 配合配合: : 基孔制基孔制: :常用常用59 59 優(yōu)先優(yōu)先13 13 基軸制基軸制: :常用常用47 47 優(yōu)先優(yōu)先13 13 第三節(jié)第三節(jié) 線性尺寸的一般公差線性尺寸的一般公差 一、一般公差的概念： 一般公差是在車間普通工藝條件下，機

18、床設備 一般加工便可保證的公差。 線性尺寸的一般公差主要用于較低精度的非配 合尺寸。 二、線性尺寸的一般公差 規(guī)定的四個等級： 精密級（f） 中等級（m） 粗糙級（c） 最粗級（v） 采用GB/T18042000規(guī)定的一般公差。 基準制的選用基準制的選用 標準公差等級的選用標準公差等級的選用 配合的選用配合的選用 一、基準制的選用: 1 1、優(yōu)先采用基孔制、優(yōu)先采用基孔制2 2、基軸制的應用、基軸制的應用 見教材見教材2323頁頁 3、非基準制的應用: 當機器上出現(xiàn)一個非基準孔（軸）和兩個 以上的軸（孔）要求組成不同性質(zhì)配合時， 其中至少有一個非基準配合。 二、公差等級的選則二、公差等級的選則: : 1、公差等級和使用 性能、加工經(jīng)濟性 要求：在滿足使用 要求前提下，要充 分考慮工藝的可能 性和