汽車構造 課件 2-1公差與配合

模塊二零件的公差與配合

公差與配合

幾何公差公差與配合1.能敘述互換性的概念與作用。2.能解釋尺寸、偏差、公差及配合基本術語及定義。3.能繪制尺寸公差帶圖和配合公差帶圖。4.能正確識讀零件圖的公差配合標注。5.能計算公差配合的相關參數(shù)。6.能歸納總結汽車典型零件的公差與配合要求及其特點。學習目標公差與配合一、互換性引導問題：自行車某個零件損壞后，買一個相同規(guī)格的零件，裝好后就能照常使用，這種技術原則稱為什么？有什么好處呢？1.互換性概念零件或產(chǎn)品的互換性是指零部件在裝配時，同一規(guī)格的產(chǎn)品能夠不需要選擇、不經(jīng)調整、不用修配，就能保證產(chǎn)品使用性能的特性。產(chǎn)品的互換性是實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基本要求。公差與配合2.互換性分類在機械中，互換性可分為廣義互換性和狹義互換性。廣義互換性是指機器的零件在各種性能方面都達到了使用要求，如性能參數(shù)中的精度、強度、剛度、硬度、使用壽命、耐蝕性、熱變性、導電性等，都能滿足機器的功能要求。狹義互換性是指機器的零部件能滿足幾何參數(shù)方面的要求，如尺寸、形狀、位置和表面粗糙度的要求。公差與配合二、誤差與公差引導問題：何謂公差及誤差？二者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？如果沒有公差標準，也能按互換性原則進行生產(chǎn)嗎？1.加工誤差加工誤差是指實際幾何參數(shù)對其設計理想值的偏離程度，通常稱一批零件的尺寸變動為尺寸誤差。制造技術水平的提高可以減少尺寸誤差，但是不能消除尺寸誤差。加工誤差可分為：尺寸誤差、形狀誤差、位置誤差、方向誤差、跳動誤差與表面粗糙度值誤差。公差與配合2.公差生產(chǎn)實際中不可避免地會產(chǎn)生加工誤差，為了達到預定的互換性要求，就要把零部件的幾何參數(shù)控制在一定的變動范圍內。這個允許零件幾何參數(shù)變動的范圍就稱為“公差”。公差是用以限制加工誤差，由設計人員根據(jù)產(chǎn)品使用性能要求給定的，它反映了工件的制造精度要求。因為誤差不可能被消除，所以公差值不能為零。目前，制造業(yè)已能加工出精度極高的產(chǎn)品，但加工誤差依然存在，為了實現(xiàn)互換性生產(chǎn)，就必須對零件的幾何參數(shù)提出公差要求，只有在公差要求內的合格零件才能實現(xiàn)互換性。將零件幾何參數(shù)的允許變動量按不同的精度等級制定出公差值標準，即公差標準。公差與配合三、極限與配合引導問題：配合反映的是組成機器的零件之間的關系，那么組成機器的零件之間的關系都有哪些呢？如何表示零件之間的關系呢？1.孔和軸孔主要是指圓柱形內表面，也包括其他內表面中由單一尺寸確定的部分?？椎闹睆匠叽缬肈表示。如圖2-1-1所示，D1、D2、D3、D4等單一尺寸確定的部分皆為孔。在公差與配合標準中，孔和軸這兩個術語有其特定含義，它關系到公差標準的應用范圍。公差與配合軸主要是指圓柱形外表面，也包括其他外表面中由單一尺寸確定的部分?？椎闹睆匠叽缬胐表示。如圖2-1-1所示，d1、d2、d3等單一尺寸確定的部分皆為軸。

從裝配關系上講，孔是包容面，軸是被包容面。公差與配合2.有關尺寸的術語及定義1）尺寸——用特定單位表示長度值的數(shù)字。在機械制造中一般常用毫米（mm）作為特定單位。2）公稱尺寸（孔D、軸d）——由圖樣規(guī)范確定的理想形狀要素的尺寸。它是根據(jù)零件的強度計算、結構和工藝上的需要設計給定的尺寸。3）實際尺寸（孔Da、軸da）——指實際要素的尺寸，是通過測量得到的。公差與配合4）極限尺寸——允許尺寸變化的兩個界限值。極限尺寸是以公稱尺寸為基數(shù)來確定的。上極限尺寸（孔Dmax、軸dmax）——允許實際尺寸變動的最大值。下極限尺寸（孔Dmin、軸dmin）——允許實際尺寸變動的最小值。實際尺寸小于或等于上極限尺寸，且大于或等于下極限尺寸的零件為尺寸精度合格，表示如下：孔合格條件：Dmax≥Da≥Dmin。軸合格條件：dmax≥da≥dmax。公差與配合3.有關尺寸偏差與公差的術語及定義1）尺寸偏差——簡稱偏差，是指某一尺寸（極限尺寸、實際尺寸等）減其公稱尺寸所得的代數(shù)差，它包括極限偏差（上極限偏差、下極限偏差）和實際偏差。由于極限尺寸和實際尺寸可能大于、小于或等于公稱尺寸，故尺寸偏差是一個帶符號的值，可以是負值、零值或正值。2）實際偏差——實際尺寸減去公稱尺寸所得的代數(shù)差。3）極限偏差——極限尺寸減去其公稱尺寸得到的代數(shù)差。上極限偏差為上極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數(shù)差（孔用ES表示，軸用es表示）。下極限偏差為下極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數(shù)差（孔用EI表示，軸用ei表示）。公差與配合4）公差——允許尺寸的變動量。它等于上極限尺寸減下極限尺寸之差，或上極限偏差減下極限偏差之差。它是一個沒有符號的絕對值?？椎墓頣h=Dmax-Dmin=ES-EI；軸的公差Ts=dmax-dmin=es-ei。公差大小是確定了允許尺寸變動范圍的大小。在同一尺寸段內的公稱尺寸，若公差值大則允許尺寸變動的范圍大，因而要求加工精度低；反之，公差值小則允許尺寸變動的范圍小，因而要求加工精度高。5）公稱尺寸、尺寸偏差和尺寸公差三者的關系如圖2-1-2所示。6）公差帶。公差帶圖：由于公差與偏差的數(shù)值與尺寸數(shù)值相比差別很大，不便用同一比例尺表示，同時為了簡化，在分析有關問題時，不畫出孔、軸的結構，只畫出放大的孔、軸公差區(qū)域和位置。采用這種表達方法的圖形稱為公差帶圖。公差帶圖由零線和公差帶組成如圖2-1-3所示。公差與配合公差與配合零線——在公差帶圖中，確定偏差的一條基準直線，即零偏差線。通常以零線表示公稱尺寸，標注為“0”，偏差由此線算起，零線以上為正偏差，零線以下為負偏差，分別標注為“+”和“-”。公差帶——公差帶是在公差帶圖中，代表上極限偏差和下極限偏差或上極限尺寸和下極限尺寸的兩條直線所限定的一個區(qū)域，稱為公差帶。公差帶在垂直于零線方向上的寬度代表公差值。公差帶包括了公差帶大小與公差帶位置兩個基本要素，前者由標準公差確定，后者由基本偏差確定。7）基本偏差。基本偏差是指用來確定公差帶相對于公稱尺寸位置的那個極限偏差，即最接近公稱尺寸的那個極限偏差。它可以是上極限偏差或下極限偏差，如圖2-1-3所示的孔的基本偏差為下極限偏差，軸的基本偏差為上極限偏差。公差與配合公差與配合4.有關配合的術語及定義（1）配合配合是類型相同且待裝配的外尺寸要素（軸）和內尺寸要素（孔）之間的尺寸關系。形成配合的前提條件是孔和軸的公稱尺寸相同。（2）間隙與過盈間隙：孔、軸配合時，孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差為正時，稱為間隙，用X表示。過盈：孔、軸配合時，孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差為負時，稱為過盈，用Y表示。（3）間隙配合、過盈配合、過渡配合根據(jù)零件的工作要求，國家標準規(guī)定配合分為三種，即間隙配合、過盈配合和過渡配合（表2-1-1）。公差與配合公差與配合公差與配合間隙配合——公稱尺寸相同的孔和軸裝配時，有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上。過盈配合——公稱尺寸相同的孔和軸裝配時，有過盈（包括最小過盈量等于零）的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下。過渡配合——公稱尺寸相同的孔和軸裝配時，有可能出現(xiàn)間隙或過盈的配合。此時，孔的公差帶與軸的公差帶出現(xiàn)重疊部分。公差與配合四、公差與配合標準引導問題：在產(chǎn)品生產(chǎn)制造中，如何使產(chǎn)品在滿足使用要求的前提下能夠獲得最佳的技術經(jīng)濟效益？解決產(chǎn)品同一種零件通用性與互換性問題的基礎是什么呢？1.基準制從前述三種配合可知，公稱尺寸相同而極限尺寸不同的孔和軸，可以組成不同性質、不同松緊的配合，但為了簡化起見，無須將孔、軸極限尺寸同時變動，只要固定一個，變更另一個即可滿足不同使用性能要求的配合。因此，線性尺寸公差ISO代號體系規(guī)定了兩種配合制度：基孔制配合和基軸制配合。在一般情況下，優(yōu)先選用基孔制配合。公差與配合（1）基孔制基孔制是指孔的下極限尺寸與公稱尺寸相同的配合制。在基孔制配合中選作基準的孔為基準孔，代號為H?；鶞士椎南聵O限偏差為基本偏差，且數(shù)值為零，上極限偏差為正值。（2）基軸制基軸制是指軸的上極限尺寸與公稱尺寸相同的配合制。在基軸制配合中選作基準的軸為基準軸，代號為h?；鶞瘦S的上極限偏差為基本偏差，且數(shù)值為零，下極限偏差為負值。公差與配合2.標準公差系列在極限與配合國家標準GB/T1800.1-2020中，用以確定公差帶大小的任一公差，稱為標準公差，用IT表示。它是依據(jù)公差等級和基本尺寸來確定的。公差等級是指尺寸精確程度的等級。國家標準在基本尺寸至3150mm范圍內規(guī)定了20個標準公差等級，從IT01、IT0、IT1、IT2～IT18，數(shù)字越大，公差等級（加工精度）越低，尺寸允許的變動范圍（公差數(shù)值）越大，加工難度越小。國家標準GB/T1800.1-2020規(guī)定的標準公差數(shù)值如表2-1-2所示。公差與配合公差與配合3.基本偏差系列基本偏差的作用是確定公差帶相對于零線的位置，原則上與公差等級無關。為了滿足不同配合性質的需要，國家標準規(guī)定了孔、軸各28個公差帶位置，孔用大寫字母表示，軸用小寫字母表示，在26個英文字母中，去掉5個字母（孔去掉I、L、O、Q、W，軸去掉i、l、o、q、w），加上7個字母組合（孔為CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC；軸為cd、ef、fg、js、za、zb、zc），共28種，基本偏差系列如圖2-