互换性与技术测量要点介绍

第一章、圆柱公差与配合
１.１、孔和轴 轴: 主指圆柱形的外表面,也包括非圆柱形 的外表面(由两反向的平行平面或切面 形成的被包容面)。 孔: 主指圆柱形的内表面,也包括非圆柱形 的内表面(由两反向的平行平面或切面 形成的包容面)。
两 表 面 或 切 面
反 向
相对 其间无材料称为内表面或包容面 相背 其外无材料称为外表面或被包容面 其间和其外均有材料形不成包容与被 包容状态既不是内表面也不是外表面
D1
同 向
d
D2
D3
L
１.２、公差与配合的基本术语和定义
１.２.１、有关“尺寸”的术语和定义 1、尺寸:数字 。 ⑴、工程上以mm为单位; ⑵、角度量称为角度尺寸。 2、基本尺寸:设计（Basic Size） ⑴、计算或直接选用； ⑵、起始尺寸； ⑶、孔、轴配合时基本尺寸相同； ⑷、只表示基本大小而并非要求达到的尺寸； ⑸、符号:孔用D,轴用d；
五、互换性原则在机械制造中的重要作用
<一>、使用——必要 1、维修方便, 修理时间与费用显著下降; 2、保证、持久性和连续性, 提高、使用价值; 3、电场、战场 <二>、制造——生产水平、文明生产；有力手段; 1、装配——减轻劳动强度,缩小装配周期;可进行流 水线作业乃至自动装配。 2、加工——生产分工和专业化协作。 使用高效率的专用设备。 CAM
<二>、按互换程度分类
1、完全互换(绝对互换):无条件的满足互换性 的条件。 2、不完全互换(相对互换):有条件的满足互换 性的条件。 扩大公差 加工 测量分组
<三>、对标准部件或构件而言
1、外互换:是部件或构件与其相配件间的互 换性。 例:滚动轴承内圈内径与轴间的互换。 2、内互换:是部件或构件内部组成零件间的 互换性。 例:滚动轴承的滚道直径与滚动体直径。
0 φ 25 例： 公差是允许尺寸的变动量。 − 0.021 （二）、符号：1、公差：T （Tolerance） 2、孔公差： TD 3、轴公差： Td （三）、计算公式 TD = Dmax − Dmin = (Dmax − D ) − (Dmin − D ) = ES − EI
Td = d max − d min = (d max − d ) − (d min − d ) = es − ei
0 φ 25 例：作出 − 0.021 的公差带图。
+ 0 φ25
0 21
.021 例：画出 φ 20 0 的公差带图。 0
21
+
基本尺寸Φ20
最小极限尺寸
基本尺寸
0 -
最大极限尺寸
0
1.2.3、配合
一、定义 1、配合： 基本尺寸相同的相互结合的孔 与轴的公差带之间的关系。 孔—轴 2、间隙（过盈）： *间隙：差为“+”，符号“X”。 *过盈：差为“-” , 符号“Y”。
1、零线一般水平布置；表示基本尺寸（偏差为零）。 2、定恰当比例。 3、定公差带位置；取决于基本偏差。 4、定公差带大小；取决于标准公差。 说明： 1、水平方向长短任取。 2、表示基本尺寸的箭头从下往上打且在图的左侧。 3、单位：基本尺寸用毫米，极限偏差用微米。 4、 零线以上为正偏差，零线以下为负偏差。
5、极限尺寸(Limit of Size)
• 极限尺寸:允许尺寸变化的界限值。 • 种类：两个界限值中，较大的一个称为
最大极限尺寸；较小的一个称为最 小极限尺寸。 • 符号：孔用 Dmax 和 Dmin; 轴用 dmax 和 dmin。 任一局部实际尺寸都在最大与最小极 限尺寸之间。
• 完工零件的合格条件：
+0.021 0
②、极限尺寸；Dmax = D + ES = 25.021; Dmin = D + EI = 25;
d max = 25.048; d min = 25.035
③、公差；
Th = ES − EI = 0.021; Ts = 0.013
④、极限过盈 Ymax = Dmin − d max = EI − es = −0.048 Ymin = Dmax − d min = ES − ei = −0.014 或 极限 间 隙； ⑤、配合公差；T f = Ymax − Ymin = Th + Ts = 0.034 ⑥、画出公差带图； ⑦、判断配合类别。
*公差是绝对值，无正负之分； *无零公差。
(四)、公差带与公差带图
1、定义： （1）、公差带： 在公差带图中由代表两极限偏差 或两极限尺寸的两条平行直线所限定的区域。 （尺寸公差带） 取基本尺寸作为零线, （2）、 公差带图： 用适当 比例 画出 两极限 偏差 来表示公差带的图形。
2、公差带图的作法：
6、最大实体尺寸与最小实体尺寸 Maximum Material Size and Least Material Size
最大实体状态即MMC （condition）：最多 此时零件所具有的尺寸为MMS。 最小实体状态即LMC：最少； 此时零件所具有的尺寸为LMS。 说明：a、MMS即Dmin和dmax; LMS即Dmax和dmin 。 b、MMC：最不利装配； LMC：最利于装配； c、MMS：零件合格的起始尺 寸； LMS：零件合格的终止尺寸。
- ei) = TD + Td
3、过渡配合:可能具有间隙, 也可能具有过盈的配合。
(1)、特征: ①、公差带图: TD与Td有重叠; ②、极限尺寸:Dmax > dmin，且Dmin < dmax; ③、极限偏差:ES > ei，且EI < es; ④、代数差:“+、 0、-” (2)、配合公差(Tf): 实际间隙与实际过盈的允许变动量。 公式:Tf = Xmax – Ymax = (ES - ei) - (EI - es) = (ES - EI) + (es - ei) = TD + Td
1、同一规格； 2、一般针对一批零部件而言； 3、应满足对装配过程中三个阶段的要求： a、装配前： 任取其一； b、装配时： 不需任何附加的修配与调整； 能装配成满足规定的使用性能要求； c、装配后：
四、互换性的分类
<一>、按决定参数或使用要求来分: 1、几何参数的互换性:规定几何参数的 公差以保证成品的几何参数充分近似所 达到的互换性。 *几何参数:形状、位置、大小 *狭义的、常讲的、主要讨论的 2 功能的互换性: *功能参数:含几何参数及材料性能参 数.例:光学,电学,化学,流体力学等参数。 *广义的
绪言
一、课程的性质及特点 <一>、 性质:基础 <二> 、特点 1、多: 2、公差配合+测量技术基础 二、学习方法及要求 <一>、学习方法 1、记忆为主,逻辑推理为辅; 2、记住概念、术语、原则和符 号，并理解各概念之间的区别与联系。
<二>、要求 1、记好笔记; 2、不迟到,不早退,更不要旷课; 3、认真听讲,勤于思考; 4、独立,认真地完成作业; 5、自学。
3、表中的数值是计算得来的
A、IT01、IT0、IT1公差值与D呈线性关系。 B、IT2 ~ IT4大体在IT1—IT5数值间近似呈 几何 级数,比值为(IT5/IT1)4次方根。 C、IT5~IT18 IT = ai 其中:a—是公差单位数;选取优先数系R5系列, 即公比是10的5次方根1.6的一系列数；
<三>、设计——简化绘图和设计。 缩短设计周期 CAD 综上所述,在机械制造中遵循互换性原则, 不仅能显著提高劳动生产率,而且能保证产品 质量和降低成本。所以,互换性原则是机械制 造中的重要生产原则和有效的技术措施,是工 业发展的必然趋势。
小结： 理解并掌握： 互换性的概念及分 类。 了解： 互换性原则在机械制造中的重要作用。
合用的条件
• 间隙配合:Xmin ≤ Xa ≤ Xmax • 过渡配合:Ya ≤ Ymax; Xa ≤ Xmax • 过盈配合:Ymin ≤ Ya ≤ Ymax
0.048 例1:已知孔 φ 25 和轴 φ 25+ 相 配 ； 求 : + 0.035 ①、极限偏差；ES = 0.021; EI = 0; es = 0.048; ei = 0.035
但是该轴没有互换性；即与实际尺寸 大于60.024到60.030的孔结合，均不合用。
1.3、公差与配合的国家标准
1.3.1、标准公差系列 1、定义 标准公差:国家标准规定的用来确定公差 带大小的任一公差值。
2、由表可知: a、标准公差共分20级；IT01、IT0、IT1 ~ IT18。 b、标准公差的符号---IT; c、任一行从左到右,数值增加,精度等级下降; 任一列从上到下,数值增加,精度等级相同; d、标准公差的数值由公差等级和基本尺寸共 同确定; e、≤ 500,13个尺寸段。
30 TD
基本尺寸Φ60
Td
30 11
0
0
因为TD与Td重叠 所以是过盈配合
Ea = +10µm; ea = +5µm
若一对孔、轴的的实际偏差分别为
则 Q EI < Ea < ES ∴ 孔合格； 又 Q ea < ei ∴ 轴不合格。 但是 Q X a = Ea − ea = 5 < X max ∴ 结合合用。
- ei)
= TD
+
Td
2、过盈配合: 保证具有过盈(含Y=0)的配合。
(1)、特征: ①、公差带图: TD在Td下方; ②、极限尺寸: Dmax ≤ dmin;
③、极限偏差:ES ≤ ei; ④、代数差: ≤ 0 (2)、过盈公差(TY):过盈允许的变动量。 公式:TY = Ymax-Ymin= (EI - es) - (ES - ei) = (ES - EI) + (es
• 课程成绩的评定:
平时成绩×20%+考试成绩×80%
三、什么是互换性? <一>、定义: 机械制造中的互换性是指在同一规格的 一批零部件中, 任取其一，不需任何附加的 修配与调整，就能装配成 满足规定的使用性能 要求的机器或仪器的性质。 <二>、举例 螺栓、轴承、变速箱、计算机插槽等
<三>、说明： （满足互换性的条件）
１.２.２、偏差与公差
一、偏差 （一）、定义 1、偏差：某一尺寸—基本尺寸所得的代数差。 换 成 实际尺寸 极限尺寸 最大极限尺寸 最小极限尺寸 就是 实际偏差 极限偏差 上偏差 下偏差
（二）符号
孔 偏差 实际偏差 上偏差 下偏差 E Ea ES EI 轴
e ea es ei
(三)、计算公式
孔 实际偏差 Ea=Da-D 上偏差 下偏差 轴
二、配合的种类
1、间隙配合:保证具有间隙(含X=0)的配合。 (1)、特征: ①、公差带图:TD在Td上方; ②、极限尺寸:Dmin ≥ dmax; ③、极限偏差:EI ≥ es; ④、代数差: ≥ 0 (2)、间隙公差(TX):间隙允许的变动量。 公式:TX= Xmax – Xmin = (ES - ei) - (EI - es) = (ES - EI) + (es
ea=da-d * ES=Dmax-D es=dmax-d EI=Dmin-D ei=dmin-d
备 注
1、上偏差大于下偏差； 2、偏差可正可负可为零； 3 、不是下标时应等高。
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（四）、合格条件
孔：ES ≥ Ea ≥ EI 轴：es ≥ ea ≥ ei 例： φ 25
0 − 0 . 021
二、公差与公差带（尺寸公 差 ） （一）、什么是公差？
三、合格与合用的区别与联系
(一)、区别: 合格是孔或轴的尺寸满足极限尺寸的 要求,具有互换性。 合用是一对孔轴结合后的实际间隙或 实际过盈满足极限间隙或极限过盈的要求, 即满足使用要求。 (二)、联系: 合格的孔和轴一定可以形成合用的结合, 且具有互换性;合用的结合不一定由合格的 孔和轴组成,此时不具备互换性。
3、实际尺寸(Actual Size) :测量 *是一个随机量; *并非真值。 *符号:孔用Da,轴用da。 4、作用尺寸(Mating Size): 孔（轴）的作用尺寸：在结合面全长上，与实际 孔（轴）内（外）接的最大（小）理想轴 （孔）的尺寸。 * 符号：孔用Dm,轴用dm。 * 作用尺寸与实际尺寸的关系： Dm≤Da； dm≥da
因为TD在Ts之下 所以是过盈配合 0
∅25
TD
21 0
48 35
例2:已知某配合，基本尺寸为60，
T f = 49µm, X max = 19µm, TD = 30 µm, ei = 11µm
试作出公差带图，并判断配合类别。
解： Q T f = TD + Td ∴Td = 49 − 30 = 19 µm 又 Q X max = ES − ei ∴ ES = 30µm