(完整版)第三章孔、轴公差与配合

第三章孔、轴公差与配合

目的：从基本几何量的精度项目入手，了解几何量线性尺寸、角度尺寸的基本概念，掌握常用孔、轴国家标准的构成，常用孔、轴公差与配合的选择，大尺寸孔、轴公差与配合及线性尺寸的未注公差。

重点：掌握尺寸精度及配合的选用；孔、轴公差与配合在图样上的标注。

难点：尺寸精度及配合的选用；

课次3：基本几何精度概念及精度设计

基本要求

• 基本内容：本课题主要论述几何量的基本概念，有关几何量精度的基本术语和定义，几何参数误差，线性尺寸精度，角度尺寸精度。

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

1、几何量精度的基本术语及定义；

2、尺寸公差标准；

3、常用孔、轴国家标准的构成---基本偏差系列、标准公差系列；

4、会画尺寸公差带图与配合公差带图；

5、在已知相同字母孔（轴）极限偏差的基础上，能求出与之相配的轴（孔）的极限偏差；

难点：几何参数误差的项目、评定。

• 学时：6学时+习题课2学时

基本几何量精度（一）

• 几何量：包括长度、角度、几何形状、相互位置和表面粗糙度等几何参数。

• 几何量精度：是指这些几何参数的精度。几何量精度设计的主要任务是要使机械产品能够满足几何参数互换性的要求。

• 本次课主要论述：几何量的基本概念，有关几何量精度的基本术语和定义，长度即线性尺寸精度。简述角度尺寸精度。

有关几何量精度的基本术语和定义：

• 孔和轴

• 尺寸：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、作用尺寸、极限尺寸、实体尺寸

• 偏差与公差

• 尺寸公差带图

• 加工误差与公差的关系

• 合格性判定原则

孔和轴

• 在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛的含义，即：

• 孔指圆柱形内表面及其它内表面中，由单一尺寸确定的部分，其尺寸由D表示；

• 轴指圆柱形的外表面及其它外表面中由单一尺寸确定的部分，其尺寸由d 表示。

• 即：孔为包容面，轴为被包容面。如下图所示

• 有关尺寸的概念

• 尺寸：用特定单位表示长度值的数字。

• 基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。

• 实际尺寸：通过测量所得的尺寸。包含测量误差，且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。用Da、da表示。

• 极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸：孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为Dmax、dmax和Dmin、dmin表示。

• 作用尺寸：

孔的作用尺寸Dm：在配合的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸；Dm=Da-t形

轴的作用尺寸dm ：在配合的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。

• 最大实体尺寸（MMS）：对应于孔或轴的最大材料量（实体大小）的那个极限尺寸，

即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin。

• 最小实体尺寸（LMS）：对应于孔或轴的最小材料量（实体大小）的那个极限尺寸，

即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax。

• 有关偏差与公差的概念

• 偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。

• 根据某一尺寸为实际尺寸和极限尺寸，偏差又分为实际偏差和极限偏差。

• 因为极限尺寸又有最大极限尺寸和最小极限尺寸，所以极限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。

对于孔：ES=Dmax-D 对于轴：es=dmax-d

EI=Dmin-D ei=dmin-d

• 公差：允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。孔、轴的公差分别用T h和Ts表示。

Th=︱Dmax- Dmin ︱= ︱ES-EI︱

Ts=︱dmax- dmin ︱= ︱es-ei︱

公差与极限偏差的比较

• 两者区别：

• 从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零

（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。

• 从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。

• 从工艺上看：对某一具体零件，对于同一尺寸段内的尺寸（尺寸分段后）公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，

它是制

定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。

• 两者联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。

尺寸公差带图

• 由于公差与偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示，故采用公差带图。

• 零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。

• 尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，

位置由基本偏差确定。

• 基本偏差：标准表中所列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。

• 标准公差：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差。

加工误差与公差的关系

• 工件在加工过程中，由于加工误差的影响，使加工后的零件的几何参数与与理想值不相符合，其差别称为加工误差。其中包括：

• 尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸（真值或可代替真值的值）之差。

• 几何形状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由由加工误差所造成）、微观几何形状误差（表面粗糙度，刀具在工件上留下的波峰

和波长）、表面波度误差（加工过程中振动引起的）。

• 位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。

• 加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合格的。所以，