汽車構(gòu)造 課件 模塊2 零件的公差與配合

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(shù)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(biāo)注。5.能計(jì)算公差配合的相關(guān)參數(shù)。6.能歸納總結(jié)汽車典型零件的公差與配合要求及其特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)公差與配合一、互換性引導(dǎo)問題：自行車某個(gè)零件損壞后，買一個(gè)相同規(guī)格的零件，裝好后就能照常使用，這種技術(shù)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(shí)，同一規(guī)格的產(chǎn)品能夠不需要選擇、不經(jīng)調(diào)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(shí)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(jī)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(jī)器的零件在各種性能方面都達(dá)到了使用要求，如性能參數(shù)中的精度、強(qiáng)度、剛度、硬度、使用壽命、耐蝕性、熱變性、導(dǎo)電性等，都能滿足機(jī)器的功能要求。狹義互換性是指機(jī)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)，也能按互換性原則進(jìn)行生產(chǎn)嗎？1.加工誤差加工誤差是指實(shí)際幾何參數(shù)對其設(shè)計(jì)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(shù)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(shí)際中不可避免地會產(chǎn)生加工誤差，為了達(dá)到預(yù)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(nèi)。這個(gè)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(shè)計(jì)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?yàn)檎`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(shí)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(nèi)的合格零件才能實(shí)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(biāo)準(zhǔn)，即公差標(biāo)準(zhǔn)。公差與配合三、極限與配合引導(dǎo)問題：配合反映的是組成機(jī)器的零件之間的關(guān)系，那么組成機(jī)器的零件之間的關(guān)系都有哪些呢？如何表示零件之間的關(guān)系呢？1.孔和軸孔主要是指圓柱形內(nèi)表面，也包括其他內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)中，孔和軸這兩個(gè)術(shù)語有其特定含義，它關(guān)系到公差標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)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(guān)系上講，孔是包容面，軸是被包容面。公差與配合2.有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義1）尺寸——用特定單位表示長度值的數(shù)字。在機(jī)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(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)和工藝上的需要設(shè)計(jì)給定的尺寸。3）實(shí)際尺寸（孔Da、軸da）——指實(shí)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(gè)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(shí)際尺寸變動的最大值。下極限尺寸（孔Dmin、軸dmin）——允許實(shí)際尺寸變動的最小值。實(shí)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(guān)尺寸偏差與公差的術(shù)語及定義1）尺寸偏差——簡稱偏差，是指某一尺寸（極限尺寸、實(shí)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(shí)際偏差。由于極限尺寸和實(shí)際尺寸可能大于、小于或等于公稱尺寸，故尺寸偏差是一個(gè)帶符號的值，可以是負(fù)值、零值或正值。2）實(shí)際偏差——實(shí)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(gè)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(nèi)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(guān)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(shí)為了簡化，在分析有關(guān)問題時(shí)，不畫出孔、軸的結(jié)構(gòu)，只畫出放大的孔、軸公差區(qū)域和位置。采用這種表達(dá)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(zhǔn)直線，即零偏差線。通常以零線表示公稱尺寸，標(biāo)注為“0”，偏差由此線算起，零線以上為正偏差，零線以下為負(fù)偏差，分別標(biāo)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(gè)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(gè)基本要素，前者由標(biāo)準(zhǔn)公差確定，后者由基本偏差確定。7）基本偏差?；酒钍侵赣脕泶_定公差帶相對于公稱尺寸位置的那個(gè)極限偏差，即最接近公稱尺寸的那個(gè)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(guān)配合的術(shù)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(nèi)尺寸要素（孔）之間的尺寸關(guān)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(shí)，孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差為正時(shí)，稱為間隙，用X表示。過盈：孔、軸配合時(shí)，孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差為負(fù)時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)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(shí)，有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。此時(shí)，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(shí)，有過盈（包括最小過盈量等于零）的配合。此時(shí)，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(shí)，有可能出現(xiàn)間隙或過盈的配合。此時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)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(shù)經(jīng)濟(jì)效益？解決產(chǎn)品同一種零件通用性與互換性問題的基礎(chǔ)是什么呢？1.基準(zhǔn)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(zhì)、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(shí)變動，只要固定一個(gè)，變更另一個(gè)即可滿足不同使用性能要求的配合。因此，線性尺寸公差I(lǐng)SO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(zhǔn)的孔為基準(zhǔn)孔，代號為H?；鶞?zhǔn)孔的下極限偏差為基本偏差，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(zhǔn)的軸為基準(zhǔn)軸，代號為h。基準(zhǔn)軸的上極限偏差為基本偏差，且數(shù)值為零，下極限偏差為負(fù)值。公差與配合2.標(biāo)準(zhǔn)公差系列在極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1800.1-2020中，用以確定公差帶大小的任一公差，稱為標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)在基本尺寸至3150mm范圍內(nèi)規(guī)定了20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公差等級，從IT01、IT0、IT1、IT2～I(xiàn)T18，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(biāo)準(zhǔn)GB/T1800.1-2020規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)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(guān)。為了滿足不同配合性質(zhì)的需要，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了孔、軸各28個(gè)公差帶位置，孔用大寫字母表示，軸用小寫字母表示，在26個(gè)英文字母中，去掉5個(gè)字母（孔去掉I、L、O、Q、W，軸去掉i、l、o、q、w），加上7個(gè)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2-1-4所示。如圖2-1-4所示，公差帶一段是封閉的，由基本偏差決定；另一端是開口的，其長度取決于標(biāo)準(zhǔn)公差值大小。因此，公差帶代號都是由公稱偏差代號和標(biāo)準(zhǔn)公差等級代號兩部分組成，標(biāo)注時(shí)必須標(biāo)注出這兩部分。公差與配合公差與配合4.極限與配合的標(biāo)注因?yàn)楣顜в苫酒詈凸畹燃壗M合而成，故零件的公差帶代號由基本偏差代號和公差等級數(shù)字組成，示例如下：（1）公差帶代號公差與配合（2）零件圖中標(biāo)注尺寸公差的三種標(biāo)注形式模塊二零件的公差與配合

公差與配合

幾何公差幾何公差1.能敘述幾何公差特征項(xiàng)目名稱及符號。2.能區(qū)分常用的幾何公差特征項(xiàng)目的含義、應(yīng)用，以及檢測方法。3.能正確識讀圖樣上的幾何公差標(biāo)注，并能在圖樣上正確標(biāo)注幾何公差。4.能正確測量氣缸的圓度誤差與圓柱度誤差。5.能歸納總結(jié)汽車典型零件和機(jī)構(gòu)的幾何公差要求及影響。學(xué)習(xí)目標(biāo)幾何公差一、幾何公差概述引導(dǎo)問題：幾何公差是零件在設(shè)計(jì)時(shí)給出的，用于控制加工產(chǎn)生的幾何誤差，那么幾何公差特征項(xiàng)目有哪些？如何表示幾何公差項(xiàng)目？1.幾何公差研究對象零件的幾何要素是構(gòu)成零件的點(diǎn)、線、面的簡稱。這些要素可以是實(shí)際存在的輪廓，也可以是由實(shí)際要素取得的點(diǎn)、線或中心平面，如圖2-2-1所示的球面、圓錐面、圓柱面、軸線、球心等。幾何公差研究的對象是零件的幾何要素，研究零件加工后其幾何要素誤差的形狀、方向位置和跳動的變化。幾何公差（1）按結(jié)構(gòu)特征分1）輪廓要素：構(gòu)成零件輪廓的點(diǎn)、線、面，如球面、圓柱面等。2）中心要素：零件上球面的中心點(diǎn)、圓柱面和圓錐面的軸線、槽面的對稱中心平面等，中心要素抽象但客觀存在的。（2）按存在的狀態(tài)分1）實(shí)際要素：零件加工后實(shí)際存在的要素，通常用測量來提取實(shí)際要素，由于存在測量誤差，提取到的實(shí)際要素并非該實(shí)際要素的真實(shí)情況。2）理想要素：指幾何學(xué)意義上的要素，該類要素是在設(shè)計(jì)時(shí)圖樣給出的，不存在誤差。幾何公差（3）按在幾何公差中所處的地位分1）被測要素：圖樣上給出幾何公差要求的檢測對象。2）基準(zhǔn)要素：確定被測要素方向和位置的要素，圖樣上用基準(zhǔn)符號標(biāo)出，簡稱為基準(zhǔn)。（4）按功能關(guān)系分1）單一要素：僅對要素自身提出功能要求而給出形狀公差要求的要素。2）關(guān)聯(lián)要素：相對于基準(zhǔn)要素有功能要求而給出方向、位置或跳動公差要求的要素。幾何公差2.幾何公差特征項(xiàng)目及符號幾何公差3.幾何公差的公差帶幾何公差二、幾何公差標(biāo)注引導(dǎo)問題：幾何公差是零件在設(shè)計(jì)時(shí)給出，如果要使加工的零件符合標(biāo)準(zhǔn)，就需在圖樣上進(jìn)行標(biāo)注，那么應(yīng)該如何標(biāo)注幾何公差呢？1.幾何公差標(biāo)注結(jié)構(gòu)幾何公差的標(biāo)注結(jié)構(gòu)為框格、指引線和基準(zhǔn)代號?？蚋窭锏膬?nèi)容包括幾何特征項(xiàng)目符號、公差值、代表基準(zhǔn)的字母及相關(guān)的要求符號。幾何公差（1）公差框格幾何公差框格由兩格或多格組成，框格中的主要內(nèi)容從左到右按以下次序填寫：公差特征項(xiàng)目符號、公差值及有關(guān)附加符號、基準(zhǔn)符號及有關(guān)附加符號，如圖2-2-3所示。幾何公差（2）指引線指引線由細(xì)實(shí)線和箭頭組成，用來連接公差框格和被測要素。它從公差框格的一端引出，并保持與公差框格端線垂直，箭頭指向相關(guān)被測要素。當(dāng)被測要素為實(shí)際要素時(shí)，指引線的箭頭應(yīng)置于該要素的輪廓線或其延長線上；當(dāng)被測要素為理想要素時(shí)，指引線應(yīng)與該要素的尺寸線對齊，如圖2-2-4所示。幾何公差（3）基準(zhǔn)代號與被測要素相關(guān)的基準(zhǔn)用一個(gè)大寫字母表示，字母標(biāo)注在標(biāo)準(zhǔn)方框內(nèi)，與一個(gè)涂黑的或者空白的三角形相連以表示基準(zhǔn)，如圖2-2-5所示。幾何公差2.基準(zhǔn)標(biāo)注1）輪廓要素作為基準(zhǔn)時(shí)，基準(zhǔn)符號應(yīng)置于要素的輪廓線或其延長線上，并與尺寸線明顯錯(cuò)開，如圖2-2-6所示。幾何公差2）中心要素作為基準(zhǔn)時(shí)，基準(zhǔn)符號應(yīng)與該要素的尺寸線對齊，如圖2-2-7所示。如果沒有足夠的位置標(biāo)注基準(zhǔn)要素尺寸的兩個(gè)尺寸的箭頭，則其中一個(gè)箭頭可用基準(zhǔn)三角形代替，如圖2-2-7所示。幾何公差3）如果只以要素的某一局部為基準(zhǔn)，則應(yīng)以粗點(diǎn)畫線表示出該部分并加注尺寸，如圖2-2-8所示。幾何公差3.被測要素標(biāo)注1）當(dāng)公差涉及輪廓要素時(shí)，箭頭指向該要素的輪廓線或其延長線上，與尺寸線明顯錯(cuò)開，如圖2-2-9a所示，箭頭也可指向引出線的水平線，引出線引自被測面，如圖2-2-9b所示。幾何公差2）當(dāng)公差涉及中心要素時(shí)