机械零件的极限与配合

包括：
尺寸
含线性尺寸(简称尺寸) 角度尺寸(简称角度)
形状误差 位置误差
基本几何量
表面粗糙度评定参数
典型零件(齿轮、螺纹等)的精度评定参数
2.互换性的作用
贯穿在产品设计、制造、使用和维修的全 过程： 1)在设计方面：零、部件具有互换性，就 可以最大限度地利用标准件、通用件，从而简 化制图、计算工作，缩短设计周期，并便于采 用计算机辅助设计。
同一规格零件的几何量彼此充分近似，就可以实现互换 性。
• 互换性由公差来保证。
公差：产品或零件的实际参数值允许的最大 变动量称为此参数的公差。
如尺寸参数在规定的尺寸公差范内，我们就认为它 们近似相等，在实际中就不会影响使用性能，该规格 零件具备了互换性这一条件。
2. 基本术语及其定义
一. 有关孔和轴的定义 1.孔 — 圆柱形的内表面以及其它非圆柱形的内表面。
-80 0
-60 -20
（3）过渡配合：指可能具有间隙或过盈的配合。 表示过渡配合松紧程度的参量：
Xmax = ES－ei Ymax = EI－es
+ 0 D
Th Ts
+20
-20
-40
Th
Ts
-20
+10
-10
Xmax Ymax
+60 -20
+10 -30
(4) 配合公差—相互结合的孔与轴公差之和。配合公差 是一个没有正、负号的绝对值。
1.配合---基本尺寸相同的，相互结合的孔与轴
公差带之间的关系。
+ 0 -
轴 + 0 D
D
图例： 孔
+ 0 -
D
（1）间隙配合 具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。此 时，孔的公差带在轴的之上。
• 表示间隙配合松紧程度的参量：
Xmax = ES－ei
Xmin = EI－es
+40 图例： 孔 +20 轴
实际尺寸 – 基本尺寸 = 实际偏差 孔 轴
Da da
– –
D D
= =
Ea ea
极限尺寸 – 基本尺寸 = 极限偏差 最大极限尺寸 – 基本尺寸 = 上偏差
孔 轴
Dmax dmax
– –
D D
= =
ES es
最小极限尺寸 –
基本尺寸 =
下偏差
孔
Dmin
–
D
wk.baidu.com
=
EI
轴
dmin
–
D
=
ei
有了偏差的概念后，尺寸合格条件也可表示为：
+ 0 -
Th Th Ts
-20
D
Ts
-40 Xmax +80 +60
-40
Xmin
0
+20
（2）过盈配合 具有过盈（包括最小过盈为零） 的配合。 过盈配合表示松紧程度的参量： Ymax = EI－es
+ 0 D
Ymin = ES－ei
Ts
-40
Ts Th
-20 -40 -60 -80
Th
Ymax Ymin
2.轴 —圆柱形的外表面以及其它非圆柱形的外表面。
二、有关尺寸的术语和定义
1.线性尺寸---指两点之间的距离。
2.基本尺寸 ---指结构设计和强度、刚度计算确定的尺寸。
孔(轴)直径的基本尺寸符号: D(d) 其它长度的基本尺寸符号: L
Ｄ
d L L
L
L
3.实际尺寸—对完工零件用两点法测量所得到的 尺寸。
鉴于互换性在提高产品质量和可靠性、提 高经济效益等方面的重大意义，互换性原则已 成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则， 成为制造业可持续发展的重要技术基础。
3. 互换性的实现
如何实现互换性 ？
如果将同一规格零件的几何量制作得完全相同显然 可以实现互换性，但这不可能，也不必要。事实上只要
将同一规格零件的几何量控制在公差允许的范围内，使
Da
da
• 孔(轴)直径的实际尺寸符号: Da(da )
4.极限尺寸: 指一个孔或轴允许的尺寸的两个极 端值.
Ｄmin
dmax
零件合格的条件：
最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸
Dmax ≥ Da ≥ Dmin
dmax ≥ da ≥ dmin
三、有关偏差和公差的术语及定义
1.尺寸偏差 偏差 — 某一尺寸与基本尺寸的代数差
间隙配合中: Tf ＝ Xmax－Xmin 过盈配合中:Tf ＝ Ymin － Ymax 过渡配合中: Tf ＝ Xmax － Ymax ＝ Th+ Ts
上偏差 ≥实际偏差≥ 下偏差
ES es ≥ ≥ Ea ea ≥ ＥI ≥ ei
2. 尺寸公差
尺寸公差 --- 允许尺寸的变动量
尺寸公差用符号T表
孔、轴的尺寸公差用符号Th 、 Ts 表示:
Th = Dmax－Dmin = ES － EI
Ts = dmax －dmin = es － ei
最大极限尺寸
2)在制造加工方面：便于组织生产协作，进 行专业化生产。采用高效率的生产设备，有利
于实现加工过程和装配过程机械化、自动化，
从而提高劳动生产率，提高产品质量，降低生
产成本。
3)在使用维修方面：零、部件具有互换性可 以及时更换已经磨损或损坏了的零、部件，减少 机器的维修时间和费用，保证机器连续而持久地 运转，从而提高机器的使用价值。
最小极限尺寸
公差 下偏差 上偏差
基本尺寸
孔
最小极限尺寸
最大极限尺寸 基本尺寸 零线
轴
公差
下偏差 上偏差
3.尺寸公差带示意图及公差带
单位:um 上偏差 +21 +2
……………………… ……………………… … ……………………… … ……………………… … ……………………… … ……………………… … ……………………… … …
T
下偏差 + 0 基本尺寸
……………………… ……………………… … ……………………… … … ……………………… ……………………… … ……………………… … …
+ 0 60mm
T
下偏差
-19 偏差=0不标出
公差带沿零线方向 的长度可适当选取
偏差前必须冠于 “+”或“-”
4.零线：表示基本尺寸的一条直线，以其为 基准，确定偏差和公差。
上偏差
+21
+ 0 60
T
下偏差
+2
+ 0 -
T
下偏差
-19
5.基本偏差：上偏差或下偏差中靠近零线的那个极 限偏差。
D
大小----由公差值T确定 尺寸公差带二要素 位置----由基本偏差确定
靠近零线的上偏差或下偏差
上偏差
+21
+ 0 -
T
+ 0 -
下偏差
+2
T
下偏差
-19
60
D
四、有关配合的术语及定义
•
机械零部件的互换性:
---- 同一规格零件按规定的技术要求制造，
能够彼此相互替换使用而效果相同的性能。
几何量互换性 ——本课程讨论 机械零件互换性 机械性能互换性 理化性能等互换性
对同一批零件而言，当其原材 料相同时，其互换性主要在
几何量方面.
几何量---表示几何要素大小、形状、位置及其精度的参数。