第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合

第一章光滑圆柱体结合的公差与配合

本章重点与难点：

•公差与配合的基本术语及定义；

•公差与配合的国家标准；

•公差与配合的选用。

第一节公差与配合的基本术语及定义

圆柱体零件的结合是机械制造中应用最广泛的一种结合。由孔和轴组成，这种结合由结合直径和结合长度二个参数确定。

“公差”主要反应机器零件使用要求与制造工艺之间的矛盾；“配合”则反应组成机器零件之间的关系。

目前我国使用“公差与配合”的标准为：（GB/T1800.1-1997）（GB/T1800.2~ GB/T1800.3 -1998 ）

（GB/T1800.4-1999），（GB/T1801-1999）

（GB/T1804-2000）

一﹑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。如图所示。

•从加工过程来看，随着余量的切除，孔的尺寸越来越大，轴的尺寸越来越小。

二﹑尺寸

•尺寸(size)：用特定单位表示长度的数字。如20mm，40μm ;

•基本尺寸(basic size)（孔D；轴d）：设计时给定的尺寸。

•实际尺寸(actual size)（孔Da；轴da）：通过测量所得尺寸。

•极限尺寸(limit of size)（孔Dmax、孔Dmin；轴dmax、dmin）：允许尺寸变化的两个界限值，统称为极限尺寸。

•基本尺寸和极限尺寸为设计给定。极限尺寸用于控制实际尺寸。

•作用尺寸

孔的作用尺寸：在配合面全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸

轴的作用尺寸：在配合面全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸

三﹑偏差与公差

尺寸偏差(简称偏差)：

某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称尺寸偏差简称偏差。 • 极限偏差：极限尺寸—基本尺寸所得代数差，分为上偏差与下偏差。

孔：上偏差ES=Dmax —D 下偏差EI=Dmin —D 轴：上偏差es=dmax —d 下偏差ei=dmin —d

内接的最大理想轴

实际孔

注意：

由于满足孔与轴配合的不同松紧要求，极限尺寸可能大于、小于或等于其基本尺寸。因此，极限偏差的数值可能是正值、负值或零值。故在偏差值的前面除零值外，应标上相应的“+”号或“—”号。

偏差的标注：上偏差标在基本尺寸右上角；下偏差标在基本尺寸右下角。

例：Φ25 表示基本尺寸为25，上偏差为－0.020mm，下偏差为－0.033mm。

•实际偏差

实际偏差=实际尺寸—基本尺寸

注意：零件同一表面上不同位置的实际尺寸往往不同。

综上所述：偏差是以基本尺寸为基数，从偏离基本尺寸的角度来表述有关尺寸的术语。

尺寸公差

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Th和Ts表示。

Th=︱ Dmax- Dmin ︱= ︱ ES-EI ︱ Ts=︱ dmax- dmin ︱= ︱ es-ei ︱

注意：公差值无正负含义。它表示尺寸变动范围的大小。不应出现“+”“—”号。 例

2-1 已知孔 ,

轴 ， 求孔与轴的极限偏差与公差。

解：孔的上偏差ES=Dmax –D=(40.025-40) ㎜=+0.025㎜ 孔的下偏差EI=Dmin-D=(40-40) ㎜=0

轴的上偏差es=dmax –d=(39.991-40) ㎜=-0.009 ㎜ 轴的下偏差es=dmin –d=(39.975-40) ㎜=-0.025 ㎜ 孔公差Th=︳Dmax –Dmin ︳=(40.025-40) ㎜=0.025㎜ 轴公差Ts=︳dmax –dmin ︳=(39.991-39.975) ㎜=0.016 ㎜

025

.0040+φmm 009

.0025

.040--φmm

⏹零线与公差带

●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：标准中表列的，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。

●公差带图：

●画出基本尺寸为Ø 50，最大极限尺寸为Ø 50 .025 、最小极限

尺寸为Ø 50 mm的孔与最大极限尺寸为Ø 49.975 、最小极限尺寸为Ø 49.959mm的轴的公差带图。

四﹑加工误差与公差的关系

加工后零件的几何参数与理想值不相符合，其差别称为加工误差。

它包括：尺寸误差﹑几何形状误差和位置误差。

⏹尺寸误差：加工后的实际尺寸与理想尺寸之差。

⏹几何形状误差：加工后的实际形状与理想形状之差。

它包括：宏观几何形状误差

表面微观形状特性

表面波度误差

⏹位置误差：工件加工后，各要素之间的实际相互位置与理想位

置的差值。

五﹑配合与配合制 ⏹ 配合

基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合

⏹ 间隙与过盈

● 间隙：孔的尺寸剪去相配合的轴的尺寸，差值为正，称为间隙，用“X ”表示；

● 过盈：孔的尺寸剪去相配合的轴的尺寸，差值为负，称为过盈，用“Y ”表示；

）