Transcript Document
第二章 尺寸精度 机械零件在加工时必存在尺寸误差！ 尺寸误差影响机械的装配性及工作性能！ 尺寸公差 控制 尺寸误差 本章研究尺寸公差相关基本概念、国家 标准构成、尺寸公差设计及尺寸误差检测！ 相关国家标准代号及名称： GB/T 1800.1—2009《产品几何技术规范（GPS)极 限与配合 第1部分：公差、偏差和配合的基础》 GB/T 1800.2—2009《产品几何技术规范（GPS)极 限与配合 第2部分：标准公差等级和孔、轴的极 限偏差表》 GB/T 1801—2009《产品几何技术规范（GPS)极限 与配合 公差带和配合的选择》 GB/T 1803—2003《极限与配合 尺寸至18mm孔、轴 公差带》 GB/T 1804—2000《一般公差 未注公差的线性和 角度尺寸的公差》 §2-1 基本术语及其定义 尺寸精度设计是指对有配合要求的孔、 轴（广义概念），确定它们的尺寸公差和配 合种类，也包括确定非配合表面的尺寸公差。 一.孔、轴的定义 孔：通常指工件圆柱形内尺寸要素，也包括 非圆柱形内尺寸要素。 轴：通常指工件圆柱形外尺寸要素，也包括 非圆柱形外尺寸要素。 二.有关尺寸的术语及定义 1.线性尺寸 线性尺寸 尺寸 角 度 线性尺寸简称尺寸，是指两点之间的距 离，如直径、宽度、高度、深度、厚度及中 心距离等。 2.公称尺寸 由图样规范确定的理想尺寸，是设计确 定的尺寸。根据强度、刚度等的计算，以及 结构设计，并化整为优先数。从GB/T 2822— 2005《标准尺寸》查取，以利于加工和测量。 公称尺寸用符号D表示。 3.极限尺寸 极 限 尺 寸 上极限尺寸 下极限尺寸 极限尺寸是指孔或轴允许的两个极端尺 寸。其中一个极端尺寸为上极限尺寸，它是 孔或轴允许的最大尺寸，孔或轴上极限尺寸 分别用符号Dmax和dmax表示。 另一个极端尺寸为下极限尺寸，它是孔 和轴允许的最小尺寸，孔和轴允许的下极限 尺寸分别用符号Dmin和dmin表示。 轴 公称尺寸D dmax dmin Dmax Dmin 孔 4.实际尺寸 实际尺寸是指零件加工后通过测量获得 的尺寸。孔和轴实际尺寸分别用符号Da和da表 示。由于测量误差，实际尺寸并非真实尺寸！ 而是一个近似于真实尺寸的尺寸！ 零件的合格条件： Dmin ≤ Da ≤ Dmax； dmin ≤ da ≤ dmax 实际尺寸用绝对测量法检测 三.有关偏差和公差的术语及定义 1.尺寸偏差 尺寸偏差简称偏差，是指某一尺寸（如 极限尺寸、实际尺寸等）减去公称尺寸所得 的代数差。该代数差可能是正值（称为正偏 差）、负值（称为负偏差）或零（称为零偏 差）。 尺寸偏差值除零外，前面必须冠以正、 负号。 上极限偏差 尺 寸 偏 差 极限偏差 下极限偏差 实际偏差 上极限偏差 = 上极限尺寸 – 公称尺寸 孔：ES=Dmax—D 轴：es=dmax—D 下极限偏差 = 下极限尺寸 – 公称尺寸 孔：EI=Dmin—D 轴：ei=dmin—D 轴 EI es ES 公称尺寸D dmax dmin ei Dmax Dmin 孔 实际偏差 = 实际尺寸 – 公称尺寸 孔： Ea = Da — D 轴：ea = da — D 零件的合格条件： 下偏差≤实际偏差≤上偏差 孔： EI ≤ Ea ≤ ES 轴： ei ≤ea ≤ es 实际偏差采用相对测量法检测 2.尺寸公差 尺寸公差简称公差，是指上极限尺寸减 去下极限尺寸所得的代数差，或者上极限偏 差减去下极限偏差所得的代数差。 尺寸公差是尺寸允许的变动量！！ 孔的公差 Th = Dmax — Dmin = ES — EI 轴的公差 Ts = dmax — dmin = es — ei 上极限尺寸>下极限尺寸，公差必为正， 不需要加符号。 轴 EI Th es ES 公称尺寸D dmax Ts dmin ei Dmax Dmin 孔 + 0 - 3.尺寸公差带 GB/T 1800.1-2009 规定公差带图的形式： 以公称尺寸为零线，零 线以上为正偏差，零线以下 线，轴的公差带画点。对于 具体公差值要标出数值，公 称尺寸单位取mm，极限偏差 单位取μm。 公称尺寸 为负偏差，孔的公差带画斜 例题：画公差带图，一对相互配合的孔和轴 在零件图上的尺寸公差分别标注为 孔： 5000.025 轴： 5000..009 025 解： D = 50mm ES = +0.025mm EI = 0mm Th = 0.025mm = 25μm es = -0.009mm ei = -0.025mm Ts = 0.016mm = 16μm 4. 标准公差 标准公差是指国家标准所规定的极限与 配合制中的任一公差值。 5. 基本偏差 基本偏差是指极限与配合制中，确定公 公称尺寸 差带相对于零线位置的那个极限偏差。靠近 零线或者位于零线的那个极限偏差。 四.有关配合的术语及定义 1.配合 公称尺寸相同的，相互结合的孔和 轴公差带之间的关系。 2.间隙或过盈 φ20 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的 φ20 代数差。该代数差为正时，叫做间隙，用符 号X表示；该代数差为负时，叫做过盈，用符 号Y表示。 3.配合的分类 间隙配合 配 合 过盈配合 过渡配合 间隙配合：具有间隙的配合（孔公差带在轴 公差带的上方）。间隙值前面冠以正号！ Xmax Xmin 孔 轴 轴 Xmin=0 Xmax = Dmax – dmin = ES - ei Xmin = Dmin – dmax = EI - es Xav = ( Xmax + Xmin )/2 Xmax 孔 过盈配合：具有过盈的配合（孔公差带在轴 公差带的下方） 。过盈值前面冠以负号。 轴 孔 孔 Ymin=0 Ymax = Dmin – dmax = EI - es Ymin = Dmax – dmin = ES - ei Yav = ( Ymax + Ymin )/2 Ymax Ymax Ymin 轴 轴 Xmax = Dmax – dmin = ES - ei Ymax = Dmin – dmax = EI - es Xav 或 Yav = ( Ymax + Ymax )/2 孔 轴 Xmax Ymax 孔 Ymax Xmax 过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合（孔 公差带与轴公差带有交叠） 。 4.配合公差 配合公差是允许间隙或过盈的变动量， 等于孔、轴公差之和。用Tf表示。 间隙配合： Tf = Xmax - Xmin= Th +Ts 过盈配合： Tf = Ymin - Ymax = Th +Ts 过渡配合： Tf = Xmax - Ymax = Th +Ts 例2-1 组成配合的孔和轴在零件图上标注的公 0.025 50 称尺寸和极限偏差分别为：孔 mm， 0 轴 5000..009 025 mm，试计算该配合的最大间隙、 最小间隙、平均间隙和配合公差，并画出孔、 轴尺寸公差带示意图。 解： Xmax = ES - ei = +0.025-(-0.025)=+0.050mm Xmin = EI - es = 0-(-0.009) = +0.009mm Xav = (Xmax+ Xmin)/2 = +0.0295mm Tf = Xmax - Xmin= +0.050-(+0.009)=0.041mm D = 50mm ES=+0.025mm EI=0mm es=-0.009mm ei=-0.025mm Ts=0.016mm=16μm + 0 - -9 φ50 Th=0.025mm=25μm +25 -25 五.配合基准制 在机械产品中，有各种不同的配合要求， 这就需要由各种不同的孔、轴公差带组成的 配合实现。 为了设计和制造上的经济性，把其中孔 公差带（或轴公差带）的位置固定，而改变 轴公差带（或孔公差带）的位置，来实现所 需要的各种配合的制度。 配合基准制：将孔或轴的公差带固定，改变 轴或孔的公差带的位置，来实现所需要的配 合的制度 。 孔 + 0 孔 + 0 - 轴 轴 D D - 1.基孔制：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（优先选择基孔制）。 轴 轴 孔 + 0 轴 D - 轴 轴 2.基轴制：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。 孔 + 0 - D 轴 孔 孔 孔 孔 §2-2 极限与配合国家标准的构成 孔、轴公差带各自 的大小和位置！ 大小由公差值确定， 位置由基本偏差确定。 公称尺寸 孔、轴公差带位置 关系决定了孔、轴的配 合性质。孔、轴的公差 带位置又由各自的两个 要素决定！ 一.标准公差系列 GB/T 1800.1—2009规定了一系列标准的 公差值。标准公差值主要由标准等级系数和 标准公差因子确定。 1.标准公差等级及其代号 GB/T 1800.1—2009将标准公差分为20个 等级。 IT01、IT0、IT1、IT2、……IT18. 精度高 常用等级IT5—IT9 精度低 2.标准公差因子 标准公差因子是用以确定标准公差值的 基本单位，也是制定标准公差数值系列的基 础。 体现出标准公差的数值不仅与公差等级 有关，也与公称尺寸有关。 机械产品中，公称尺寸≤500mm 时，IT5 至IT8的标准公差因子 i 用下式计算。 i 0.45 D 0.001D(m) 3 式中 D — 公称尺寸mm。 机械产品中， 500mm ≤公称尺寸≤3150 时， 标准公差因子 I 用下式计算。 I 0.004D 2.1 3.标准公差数值计算 表 公称尺寸小于500mm的标准公差数值计算公式 公差等级 公式 公差等级 公式 公差等级 公式 IT01 0.3+0.008D IT6 10i IT13 250i IT0 0.5+0.012D IT7 16i IT14 400i IT1 0.8+0.020D IT8 25i IT15 640i IT2 IT1·q IT9 40i IT16 1000i IT3 IT1·q2 IT10 64i IT17 1600i IT4 IT1·q3 IT11 100i IT18 2500i IT12 160i IT5 7i 延伸性、插入性可应用于此获得更多公差等级公差值 由表可见20个公差等级分为3档： 1. IT01、IT0、IT1为最高精度等级，公差值 公式不计加工误差，只记检测误差。系数采 用优先数派生数系R10/2中的优先数。 2. IT2、IT3、IT4为高精度等级，公差值在 IT1和IT5之间呈等比分布。 3. 公比： q IT5 / IT1 4 IT5—IT18等级 IT = ai a为常数，从IT6级开始，a采用R5系列中化简 优先数。 表 公称尺寸在500—3150mm的标准公差数值计算公式 公差等级 公式 公差等级 公式 公差等级 公式 IT01 IT6 10 I IT13 250 I IT0 IT7 16 I IT14 400 I IT1 2I IT8 25 I IT15 640 I IT2 2.7 I IT9 40 I IT16 1000 I IT3 3.7 I IT10 64 I IT17 1600 I IT4 5I IT11 100 I IT18 2500 I IT5 7I IT12 160 I 4.尺寸分段 由于标准公差因子 i 是公称尺寸 D的函 数，对于每一个公差等级，给一个公称尺寸 就可以计算对应的公差值，公差表格非常庞 大。 为了把标准公差值的数目减少到最低限 度，简化表格，将公称尺寸分段。 对于每一个公差等级，同一尺寸分段内 的各个尺寸的标准公差值相同。 将公称尺寸取为该尺寸分段首末2个尺寸 的几何平均值 D j 。 j 首 末 D D D 公称尺寸 公称尺寸 二.基本偏差系列 为了统一基本偏差数值，GB/T 1800.1- 2009规定了一系列的基本偏差数值。 基本偏差是指确定公差带相对零线位置 的上极限偏差或下极限偏差，一般为靠近零 线或位于零线的那个极限偏差。 1.基本偏差代号 GB/T 1800.1-2009对孔和轴分别规定28 种基本偏差，用拉丁字母表示。 孔用大写字母表示；轴用小写字母表示。 在26个字母中，去掉5个字母： I（i）、 L（l）、 O（o）、 Q（q）、 W（w） 增加7个双写字母： CD（cd）、EF（ef）、FG（fg）、JS（js）、 ZA（za）、ZB（zb）、ZC（zc） 2.轴的基本偏差系列 3.孔的基本偏差系列 基本偏差规定可分为三段： （1）孔：A-H基本偏差为下偏差EI 轴：a-h基本偏差为上偏差es （2）孔JS、轴js公差带均各自对称于零线， 基本偏差取上偏差，也可取下偏差。 对于IT7-IT11，若公差值为偶数，基本 偏差为公差值的一半；若公差值为奇数，基 本偏差为公差值减1之后的一半。 IT偶数，基本偏差= IT奇数，基本偏差= （3）孔：J-ZC基本偏差为ES 轴：j-zc基本偏差为ei IT 2 IT 1 2 4.各种基本偏差所形成的配合的特征 间隙配合 过渡配合 过盈配合 间隙配合 过渡配合 过盈配合 配合类型可分为三段： （1）A-H与h成间隙配合；a-h与H配合成间隙 配合。 （2）JS-M与h成过渡配合；js-m与H配合成过 渡配合。 （3）N或P与h配合，n或p与H配合。配合性质 可能是过渡或过盈，取决于公差等级。 （4）R-ZC与h成过盈配合；r-zc与H成过盈配 合。 5.公差带代号 基本偏差代号 + 标准公差等级 如 G8、H7、g7、h6 标注在零件图上。 配合代号： 孔和轴的公差带组合，用分数形式表示。 如 H7 50 g6 配图上。 或 50H 7 / g 6 标注在装 6.轴的基本偏差的确定 轴的基本偏差数值按 GB/T1800.1-2009 所规定的公式计算，这些计算公式是以基孔 制配合为基础，根据设计要求、生产实践和 科学实验，经统计分析得到的（见附表2-3）。 查表！ 例2-2 利用标准公差数值表（附表2-2）和轴的 基本偏差数值表（附表2-3），确定 50 f 6 轴的极限偏差数值。 解：①由附表2-2查得公称尺寸为50mm的 IT6=16μm； ②由附表2-3查得公称尺寸为50mm且基本偏差 代号为 f 的基本偏差为上极限偏差 es = -25μm； ③则 ei = es - IT= -25 – 16 = -41μm 7.孔的基本偏差的确定 孔的基本偏差数值由相同字母代号轴的 基本偏差数值换算而得。 换算的原则：从基孔制转换到基轴制同 名配合，配合性质不变。以及加工工艺等价 性！ 同名配合示例：H7/u6 和 U7/h6 通用规则：一般情况下，同一字母的孔 的基本偏差与轴的基本偏差相对于零线是完 全对称的。 即 EI = -es 或 ES = -ei 通用规则不适用的地方： 在公称尺寸大于3mm 至500mm，标准公差 等级为9级或9级以下时，代号为 N 的孔的基 本偏差（ES）的数值等于零。 通用规则不适用的地方： 采用轴比孔高一级的过盈配合、过渡配 合（如 H7/u6 和 U7/h6 ）。 特殊规则： 在公称尺寸大于3mm 至500mm，给定某一 标准公差等级的孔与高一级的轴形成过盈配 合或过渡配合并要求配合性质相同时， ES = -ei + △ 孔 轴 孔 ES = -ei + △ = -ei + ITn-IT(n-1) = -ei + Th-Ts ES IT(n-1) ITn ei- ITn = (-ES)-IT(n-1) ITn - 轴 ei+ IT(n-1) = (-ES)+ITn D + 0 ei IT(n-1) 基孔制配合 基轴制配合 查表确定孔的基本偏差时，注意△值！ 例题2—3 利用标准公差表（附表2—2）和轴、孔 的基本偏差表（附表2—3和2—4），确定 Φ80H8 / r8和Φ80R8 / h8的极限偏差。 例题2—4 利用标准公差表（附表2—2）和轴、孔 的基本偏差表（附表2—3和2—4），确定 Φ30H7 / p6和Φ30P7 / h6的极限偏差。 三.公差与配合在图样上的标注 配合代号的标注用在装配图上，孔的公 差带代号放在分子上，轴的公差带代号放在 分母上。 有两种标注形式： ⒈ 2. H7 50 f6 常用于画图 50H 7 / f 6 多用于印刷书写 H7 50 f6 50H 7 / f 6 公差带代号的标注用在零件图上，有三 种标注形式。 孔：Φ50H7、 Φ 30F8、 Φ 100U7 轴： Φ 50g6、 Φ 30h6、 Φ 100k6 ⒈ 采用基本偏差代号与公差等级表示，用 于大批量生产的零件图的尺寸公差标注。 这类零件的尺寸公差用光滑极限量规检 验是否合格，但不能测出零件实际尺寸的大 小。 50f6 50H7 ⒉ 孔： 500.025 0 0 . 025 轴： 50 0.041 采用极限偏差数值表示尺寸公差，用于 单件、小批量生产的零件图的尺寸公差标注。 常用具有刻度值的通用量具测量，如卡 尺、千分尺等。 0.009 500.025 5000.025 ⒊ 孔： 50H 7( 00.025 ) 轴： 50 f 0.025 6( 0.041 ) 标注采用公差带代号加极限偏差的形式 表示尺寸公差要求，用于批量不定的情况。 009 50g6( 00..025 ) 0.025 50H 7( 0 ) 在图样上标注极限偏差时，零偏差必须用 数字“0”标出，不得省略。 50 00 0.016 60 00 0.019 在图样上标注极限偏差时，小数点后右 端的“0”一般不予注出；如果为了使上下偏 差的小数点后的位数相同，可 以用“0”补齐。 0.015 500.010 0.06 60 0.09 0.010 500.010 50 0.010 四.常用公差带与优先、常用配合 GB/T1800.1-2009规定了20个标准公差 等级和28种基本偏差，孔、轴公差带数量众 多。 为了获得最佳的技术经济效益，减少定 值刀具的数量，对孔和轴分别规定了常用公 差带。 公称尺寸至500mm的孔常用公差带105种。 公称尺寸至500mm的轴常用公差带116种。 1.孔的常用公差带 优先选用圆圈中的， 其次选用方框中的， 最后选其他的。 2.轴的常用公差带 优先选用圆圈中的， 其次选用方框中的， 最后选其他的。 3.基孔制优先、常用配合 4.基轴制优先、常用配合 五.线性尺寸的未注公差 线性和角度尺寸的未注公差及其图样表 示法GB/T1804-2000 一般情况下，一张零件图中的尺寸，有 配合功能要求的是少数，大多数的尺寸为非 配合尺寸。配合尺寸必须注出公差。非配合 尺寸通常不需标注公差。 线性和角度尺寸的未注公差及其图样表 示法GB/T1804-2000 未注公差分四个等级： 精密级 f 中等级 m 粗糙级 c 最粗级 v 未注公差的极限偏差均采用相对于零线 对称分布的方式，可以避免由于孔类、轴类、 长度类尺寸如何分类而引发的操作者和检验 人员间的争议。 设计采用了GB/T1804-2000规定的未注 公差（一般公差）等级后，无需再在图样中 的这类尺寸的公称尺寸后一一注写公差等级。 应在图样的标题栏附近的技术要求中统 一标注。 例如，未注尺寸公差选用中等级时，标注为： 技术要求： ⒈ …………。 ⒉ …………。 ⒊ 未注尺寸公差按 GB/T 1804-m级。 六.大尺寸孔、轴配制配合 有配合要求的公称尺寸大于500mm的孔、 轴或高精度孔、轴配合，除采用互换性原则 加工外，还可以采用配制配合的方式加工。 配制配合是指以有配合要求的孔和轴中 的孔或轴的实际尺寸为基数，配制加工轴或 孔的工艺措施。 配制配合用代号MF表示，借用基准孔代 号H表示孔为先加工；借用基准轴代号h表示 轴为先加工。 例2—5 公称尺寸 3000 的孔轴配合，要求配合的 最大间隙为0.45mm，最小间隙为0.14mm。对 于公称尺寸大于500mm的配合一般采用同级配 合。按互换性生产可由附表2-2、2-3，附表 H6 2-4选用 3000 f6 F6 或 3000 ，其最大间 h6 隙为+0.415mm，最小间隙为+0.145mm。现确 定采用配制配合？ 在装配图上应标明按互换性原则加工时 的配合要求！ 0.145 3000 H6 MF f6 3000 f 7 MF f 7 0.355 3000H8MF 最大间隙为+0.415mm，最小间隙为+0.145mm 若实际孔尺寸为 3000.195 mm，则配制 件（轴）的极限尺寸计算： 上极限尺寸dmax = 3000.195 – 0.145 = 3000.05mm 下极限尺寸dmin = 3000.195 – 0.355 = 2999.84mm §2-3 尺寸精度设计 尺寸精度设计是机械产品设计中的重要 部分，它对机械产品的使用精度、性能和加 工成本影响很大。 尺寸精度设计包括基准制、标准公差等 级和配合种类三方面的选择。 选择的原则： 在满足使用要求的前提下，获得最佳的 技术经济效益。 选择的方法： 计算法、实验法和类比法。 一.基准制的选择 1.优先采用基孔制 2.特殊情况采用基轴制 3.取决于标准件 4.必要时采用任意孔、轴公差带的配合 二.标准公差等级的选择 原则：要正确处理使用要求、制造工艺与成 本之间的关系，在满足使用要求的前提下， 尽量选取低的公差等级，以降低加工成本。 选取方法：类比法和一些专业经验用法。 用类比法选择标准公差等级时，还应考 虑： 1.同一配合中，孔与轴的工艺等价性 对于间隙配合和过渡配合，标准公差等 级为8级或高于8级的孔应与高一级的轴配合； 标准公差等级为9级或低于9级的孔可与 同一级的轴配合。 50 H8 ( a ~ n )7 H7 50 ( a ~ n )6 H6 50 ( a ~ n )5 H9 50 ( a ~ n )9 H 11 50 ( a ~ n )11 H 10 50 ( a ~ n )10 对于过盈配合，标准公差等级为7级或高 于7级的孔应与高一级的轴配合； 标准公差等级为8级或低于8级的孔可与 同一级的轴配合。 H7 50 ( p ~ zc )6 50 H6 ( p ~ zc )5 H8 50 ( p ~ zc )8 H9 50 ( p ~ zc )9 2.相配件或相关件的结构或精度 例如，与滚动轴承内、外圈配合的轴颈 和外壳孔的标准公差等级决定于相配件滚动 轴承的类型和公差等级以及配合尺寸的大小。 3.配合性质及加工成本 过盈配合、过渡配合和小间隙配合中， 孔的标准公差等级应不低于8级，轴的标准公 差等级通常不低于7级，而大间隙配合中，孔、 轴的标准公差等级较低（9级或9级以下）。 说明：对于过盈配合、过渡配合，一般不允 许其间隙或过盈的变动太大，因此应选较高 的公差等级是合理的 就间隙配合而言，间隙小，则公差等级 应较高，间隙大，则公差等级应较低，它反 映了间隙配合的使用要求。 例如：选 H6/g5， H8/g7较为合理 ΦD - H6 g5 + 0 - H8 ΦD + 0 g7 例如：选 H10/g10， H6/a5不合理 ΦD - + 0 - g10 H6 ΦD H10 + 0 a5 选 H6/g5， H8/g7较为合理， 选 H10/g10 或 H6/a5 就不合理了 ， 可见，公差等级与基本偏差是有联系的。 三.配合种类及基本偏差的选择 1.配合种类的选择 基准制、孔轴公差等级选定之后，进行 配合种类的选择。配合种类的选择就是根据 机器的性能要求，选定孔轴间的配合性质。 间隙配合？过盈配合？过渡配合？ 选择配合种类时应考虑如下主要因素： （1）孔、轴之间是否有相对运动 有相对运动，必须选间隙配合；无相对 运动且传递载荷（转矩或轴向力）时，应选 过盈配合或过渡配合。小过盈或过渡配合传 递载荷时，必须加键或销等连接件。 （2）孔和轴的定心精度要求 当对孔和轴的定心精度有要求时，不宜 采用间隙配合，通常采用过渡配合或小过盈 配合。 总体来看，配合种类可按下述选择： 间隙配合：工作时有相对运动、要求装 拆方便的孔轴配合。 过渡配合：既要求对中性，又要求装拆 方便的孔轴配合。 过盈配合：保证固定或传递载荷的孔轴 配合。 2.配合松紧的其它考虑 配合种类选定之后，间隙大点还是小点？ 过盈大点还是小点？需考虑如下因素： （1）过盈配合中的过盈量大小 利用过盈传递转矩时，转矩越大，则配 合的过盈量应越大。 另需考虑材料的许用应力、装拆条件、 工作温度 。 （2）间隙配合中的间隙大小 确定间隙配合的松紧程度，应考虑运动 特性（滑动、转动、摆动等），运动条件 （高速、低速、高温、常温等）及运动精度 等。 （3）过渡配合的松紧程度 确定过渡配合的松紧程度，应考虑对定 心要求及装卸要求等。 （4）带孔零件和轴的拆装情况 经常拆装的零件，孔与轴配合要比不经 常拆装零件孔轴配合松些。如带轮的孔与轴 配合，滚齿机、机床的变换齿轮的孔轴配合 等。 有的零件不经常拆装，但是，拆装困难， 也应选取较松的配合。 （5）装配时温度与工作时温度不同的影响 3.非基准轴或孔基本偏差选择示例 对于间隙配合，由于基本偏差的绝对值 等于最小间隙的绝对值，故可按要求的最小 间隙来选择基本偏差代号。 对于过盈配合，在确定基准件公差等级 后，可按要求的最小过盈来选择基本偏差代 号。 另外，可参考如下示例进行选择，并针 对具体情况适当修改。 （1）a（A）、b（B ) 可得到特别大的间隙， 很少采用。主要用于工作时温度高、热变形 大的零件的配合，如内燃机中铝活塞与气缸 钢套孔的配合为H9/a9。 （2）c（C）可得到很大的间隙。一般用于工 作条件较差（如农业机械）、工作时受力变 形大及装配工艺性不好的零件的配合，也适 用于高温工作的间隙配合，如内燃机排气阀 杆与导管的配合为H8/c7。 （3）d（D） 与IT7-IT11对应，适用于较松 的间隙配合（如滑轮、活套的带轮与轴的配 合），以及大尺寸滑动轴承与轴颈的配合 （如涡轮机、球磨机的滑动轴承）。活塞环 与活塞环槽的配合可用H9/d9。 （4）e（E） 与IT6-IT9对应，具有明显的间 隙，用于大跨距及多支点的转轴轴颈与轴承 的配合，以及高速、重载的大尺寸轴颈与轴 承的配合，如大型电机、内燃机的主要轴承 处的配合为H8/e7。 （5）f（F）多与IT6-IT8对应，用于一般的 转动配合，受温度影响不大、采用普通润滑 油的轴颈与滑动轴承的配合，如齿轮箱、小 电机、泵等的转轴轴颈与滑动轴承的配合为 H7/f6。 （6）g（G）多与IT5-IT7对应，形成配合的 间隙较小，用于轻载精密装置中的转动配合， 用于插销的定位配合，滑阀、连杆销等处的 配合多为H7/g6 ，钻套导向孔多为G6。 （7）h（H） 多与IT4～IT11对应，广泛用于 无相对转动的配合、一般的定位配合。若没 有温度、变形的影响，也可用于精密轴向移 动部位，如车床尾座导向孔与滑动套筒的配 合为H6/h5。 （8）js（JS）多用于IT4～IT7具有平均间隙 的过渡配合，用于略有过盈的定位配合，如 联轴器，齿圈与轮毂的配合，滚动轴承外圈 与外壳孔的配合（外圈固定，轻负荷、正常 负荷的情况）多用JS7。一般用手或木槌装配。 （9） j（J），k（K）多用于IT4～IT7平均 间隙接近于零的配合，用于定位配合，如滚 动轴承的内、外圈分别与轴颈、外壳孔的配 合。用木槌装配。 （10） m（M ）多用于IT4～IT7平均过盈较 小的配合，用于精密的定位配合，如涡轮的 青铜轮缘与轮毂的配合为H7/m6。用木槌或压 力机装配。 （11） n（N） 多用于IT4～IT7平均过盈较 大的配合，很少形成间隙。用于加键传递较 大转矩的配合，如冲床上齿轮的孔与轴的配 合为H7/n6。用槌子或压力机装配。 （12） p（P ）用于过盈较小的配合。与H6 或H7的孔形成过盈配合。而与H8的孔形成过 渡配合。碳钢和铸铁零件形成的配合为标准 压入配合，如卷扬机绳轮的轮毂与齿圈的配 合为H7/p6。合金钢零件的配合需要过盈小时 可用p或P。 （13） r（R）用于传递大转矩或受冲击负荷 而需要加键的配合，如涡轮孔与轴的配合为 H7/r6。必须注意， H8/r8配合在公称尺寸小 于100mm时，为过渡配合。 （14） s（S）用于钢和铸铁零件的永久性和 半永久性结合，可产生相当大的结合力，如 套环压在轴或阀座上用H7/s6配合。 （15） t（T）用于钢和铸铁零件的永久性结 合，不用键就能传递转矩，需用热套法或冷 轴法装配，如联轴器与轴的配合为H7/t6。 （16） u（U ）用于过盈大的配合，最大过 盈需验算，用热套法进行装配，如火车车轮 轮毂孔与轴的配合为H6/u5。 （17） v（V），x( X )，y( Y )，z( Z )用 于特大过盈的配合。目前，使用经验和资料 较少，必须试验后使用。 4.依据具体情况对示例进行修正 （1）材料许用应力小，应适当减小过盈 （2）经常装卸，应适当减小过盈 （3）有冲击载荷，应适当增大过盈或减小间 隙 （4）工作时孔的温度高于轴的温度，应适当 增大过盈或减小间隙 （5）工作时轴的温度高于孔的温度，应适当 减小过盈或增大间隙 （6）配合长度较大，应适当减小过盈或增大 间隙 （7）几何误差大，应适当减小过盈或增大间 隙 （8）装配时可能歪斜，应适当减小过盈或增 大间隙 （9）有轴向运动，应适当增大间隙 （10）润滑油粘度大，应适当增大间隙 （11）表面粗糙度值大，应适当增大过盈或 减小间隙 （12）装配精度高，应适当减小过盈或减小 间隙 （13）装配变形大，应适当减小过盈或采用 其他工艺措施 H7 60 f6 H7 Φ80 n6(p6) （14）生产批量的影响 单件、小批生产应减小过盈或增大间隙 （尺寸分布特性对配合性质有影响） ΦD - H8 g7 + 0 - H8 ΦD + 0 g7 如何控制间隙大还是小？过盈大还是小？ 通过合理的控制非基准轴（基孔制）或 非基准孔（基轴制）的基本偏差来控制！ 例题2-6 设计一过盈配合，孔、轴的公称尺寸为 Φ40mm，要求过盈在-0.018- -0.059mm的范 围内，并采用基孔制。试确定孔和轴的极限 偏差。 解：（1）求孔、轴的公差 Tf = Ymin-Ymax = Th+Ts = 0.041mm 根据工艺等价性一般取Th = （1-1.6）Ts 初选Th = Ts = 0.0205mm，查附表2-2，该值 在 IT6-IT7之间。轴取IT6，孔取IT7。 （2）求孔、轴的极限偏差 按基孔制，则 EI = 0，因此 ES = Th+EI = 0.025+0 = +0.025mm 由 Ymin = ES – ei 得 ei = +0.043mm 查附表2-3，而es = ei+Ts = +0.059mm 得轴的基本偏差代号为s。 所以，孔、轴的配合代号为： 0.025 40H 7( 0 )/ 0.059 s6( 0.043 ) §2-4 孔、轴精度的检测 中、小批量——普通计量器具 大批量——光滑极限量规 一.普通计量器具测量 按图样的要求，孔、轴的真实尺寸必须 位于规定的上下限尺寸范围内。 由于测量误差的存在，测得的实际尺寸 通常不是真实尺寸。 可能造成误收或误废。 误收：将真实尺寸位于 公差带两端外侧附近的不合 格品，误判为合格品。 误废：将真实尺寸位于 公差带两端内侧附近的合格 品，误判为不合格品。 1.验收极限 验收极限是指验收孔、轴实际尺寸时， 判断合格与否的尺寸界线。有两种方式！ 方式一 验收极限从规定的上下极限尺寸分别向 工件公差带内移动一个安全裕度A来确定。 A为公差带宽度的十分之一 Ks = Lmax -A Ki = Lmin +A 方式1应用场合： a.遵循包容要求的孔、轴和标准公差等级 b.高精度的孔、轴的验收极限 c.对于工艺能力指数Cp≥1且遵循包容要求的 孔、轴，其最大实体尺寸一边的验收极限 d.对于尺寸呈偏态分布的孔、轴，可以仅对 偏态一边采用内缩方式确定 方式二 验收极限等于规定的上下极限尺寸，即 安全裕度A值等于零。 Ks = Lmax Ki = Lmin 方式2应用场合： a.当工艺能力指数 Cp≥1 时，孔、轴的验收 极限； b.非配合和一般公差尺寸的孔、轴的验收极 限； 2.计量器具的选择 确定工件尺寸验收极限后，还需正确选 择计量器具以进行测量。 测量不确定度 u 由计量器具的测量不确 定度 u1 和测量条件引起的测量不确定度 u2 组成。 u1 的影响比 u2 大，合理选用计量器具 更重要。 安全裕度 A 实质上就相当于测量不确定 度 u。 计量器具的不确定度 u1 =0.9 A。 实际选用的计量器具的测量不确定度 u1′约为 u1 的 0.9 倍。 二.光滑极限量规检验 1.光滑极限量规的作用与分类 量规：是一种无刻度的定值专用计量器 具，有通规和止规。 作用：孔、轴实际尺寸和形状误差的综 合结果可用光滑极限量规检验。 Dmax 检验孔的量规——塞规 环规 检验轴的量规——卡规或环规 通规：模拟 通 孔、轴的最大实 体边界，检验工 件的体外作用尺 寸是否超出最大 实体尺寸。 通 止规：检验 止 工件的实际尺寸 是否超出最小实 体尺寸。 止 按用途分类： 工作量规 量规 验收量规 校对量规 工作量规：加工过程中供操作者使用的量规。 其通端和止端分别用代号“T”和“Z”表示。 T Z 验收量规：检验部门或用户验收产品时使用 的量规。 与操作者所用相同类型且已磨损较多但 未超过磨损极限的通规。操作者自检合格， 检验人员验收时也合格。 校对量规：用以检验轴、孔用的工作量规或 验收量规的量规。 校通—通（TT）量规（新的通规通过则合格） 校止—通（ZT）量规（新的止规通过则合格） 校通—损（TS）量规（通规不通过则合格） 2.光滑极限量规的设计原理 光滑极限量规设计应符合极限尺寸判断 原则，即泰勒原则。 是指孔或轴的实际尺寸和形状误差综合 形成的体外作用尺寸（Dfe 或 dfe）不允许超 出最大实体尺寸( Dmin 或 dmax ）,在任何位置 上的实际尺寸（Da 或 da）不允许超出最小实 体尺寸（Dmax 或 dmin ）。 孔、轴合格条件： 孔： Dfe ≥ Dmin 且 Da ≤ Dmax 轴： dfe ≤ dmax 且 da ≥ dmin 通规通过，止规不通过，表示 工件合格。 光滑极限量规的定形尺寸及其公差带 a．孔用工作量规的定形尺寸 通规：被测孔的下极限尺寸， 止规：被测孔的上极限尺寸 b． 轴用工作量规的定形尺寸 通规：被测轴的上极限尺寸， 止规：被测轴的下极限尺寸 c．工作量规的尺寸公差和公差带 工作量规的制造公差T1 和通规尺寸公 差带中心到工件最大实体尺寸之间的距离Z1 （通规需留出适当的磨损储量），按工件的 标准公差等级确定。 孔用量规 轴用量规 d．工作量规工作部分的几何公差 采用包容要求，几何公差为定形尺寸公 差的 50%。 光滑极限量规工作尺寸的计算步骤 a．从国家标准《极限与配合》即（附表 2-2、附表2-3 、附表2-4 ）查出孔或轴的上、 下偏差，并计算其最大和最小实体尺寸，它 们分别是通规和止规工作部分的定形尺寸。 b．从GB/T 1957-2006（附表2-12）查出 公差 T1 和通规的磨损储量 Z1 值。 c．画出量规公差带图，确定量规的上、 下偏差，并计算量规工作部分的极限尺寸。 作业： 教材P40，2-5, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10 按时交作业，过后不收，作业 质量计入平时成绩！ 孔：内表面 轴：外表面 外径千分尺 测板千分尺 数显高度千分尺 万能测长仪 万能工具显微镜 游标卡尺 千分表 内经指示表 1米测长仪