互换性技术基础

2-2
• 配合种类 1.间隙配合
孔的公差带在轴的公差带之上，形成具有间隙的配合。 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸之差称为最大间隙(用Xmax 表示)。 孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差称为最小间隙(用Xmin 表示)。
Xmax =ES-ei
Xmin =EI-es
2-2
• 配合种类 2.过盈配合
2-1 • 互换性的分类

按其互换范围分为： 完全互换 装配时不需挑选和修配。 不完全互换 装配时允许挑选、调整、修配。 如：轴承部件，在装配内圈、外圈和滚珠时，通过测量将零件按照实际尺 寸的大小分组，组内互换装配，以保证内、外圈之间的半径差变化小。 按是否应用在标准部件分为： 内互换 是指组成标准部件的零件的互换。 外互换 是指标准部件与其它零部件的互换。
Tf =∣Xmax-Xmin∣=∣(ES - ei)- (EI - es)∣ 即：配合公差 = 轴公差+孔公差
2-2 例：已知 求Xmax\ Xmin, Ymax\ Ymin以及配合 公差。
解：最大间隙Xmax =ES- ei=+39-(-50) =+89μ m (=Dmax- dmin =50.039-49.950=+0.089mm=+89μ m) 最小间隙Xmin =EI-es=0-(-25)=+25μ m (=Dmin- dmax =50.0-49.975=+0.025mm=+25μ m) 配合公差Tf =|Xmax- Xmin|=|+89-(+25)|=64μ m (=Th+Ts=39+25=64μ m)
2-2
公差带图中的基本尺寸、最大最小极限尺寸、公差等的概念
公差带
2-2
2.2.2 孔轴配合类型
配合:基本尺寸相同、相互结合的轴和孔公差带之间的关系。 间隙与过盈 ——孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差， 差值为正时，称为间隙，用X表示， 差值为负时，称为过盈，用Y表示。
间隙
过盈
2-2
配合种类 1.间隙配合 2.过盈配合 3.过渡配合
2-2
• （2）基轴配合制 • 指基本偏差为一定的轴公差带，与不同 基本偏差的孔公差带形成各种配合的一 种制度，简称基轴制。 • 在基轴制配合中，轴为基准轴，其基本 偏差(上偏差)为零，基准轴的基本偏差代 号为h。
2-2
2.2.3-2.2.4 标准公差与基本偏差
在国家标准中，公差带包括： 公差带大小 由“标准公差”确定 公差带位置 由“基本偏差”确定
标准公差就是国家标准所确定的公差。（p25表2-1） 基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差， 一般指靠近零线的那个偏差。（p26表2-7，p26表2-8）
Xmax =ES-ei Ymax =EI-es
2-2
配合公差Tf
指允许间隙或过盈的变动量，表示配合松紧程度的变化范围

间隙配合中：Tf=∣Xmax- Xmin∣ 最大间隙-最小间隙 过盈配合中：Tf=∣Ymax- Ymin∣ 最大过盈-最小过盈 过渡配合中：Tf=∣Xmax- Ymax∣ 最大间隙-最大过盈 = (ES-EI)+(es-ei) = Th+Ts
和轴 400.025
0.009
孔 25H7 0
0.021

和轴 25 p 6 0.022
0.035
2-2
（8）零线： 在公差带图中，表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差。 正偏差位于其上，负偏差位于其下 （9）公差带：图中，由代表上偏差和下偏差的两条平行直线所限定的一个区域。
2-2
2.2.1 尺寸公差术语
• 1 轴和孔 • 2 尺寸 • 3 尺寸偏差和公差
2-2 孔：通常指工件的圆柱形内表面，也包括其它内表面中由单一尺寸确定的部分。
其直径尺寸用 D 表示。 其直径尺寸用 d 表示。
轴：通常指工件的圆柱形外表面，也包括其它外表面中由单一尺寸确定的部分。
2-2
（1）尺寸 是用特定单位表示长度的数字。 （2）基本尺寸(孔D、轴d) 设计给定的尺寸（理论值）, 由设计者经过计算或按经验 确定后，再按标准选取的、标注在设计图上的尺寸。 （3）实际尺寸(Da、da) 是通过测量所得的尺寸。 • 由于存在测量误差，故实际尺寸并非尺寸的真值； • 由于存在形状误差，工件同一表面上不同部位的实际尺寸往往不相等。 （4）极限尺寸 是允许尺寸变化的两个界限值。 0.021 0.006 25 如孔 轴 25 0 0.007 其中：较大的一个称为最大极限尺寸（Dmax、dmax） 较小的一个称为最小极限尺寸（Dmin、dmin）。
公差等级
基本偏差 代号
2-2
标准公差(IT -ISO Tolerance)系列
是国家标准规定的极限制中列出的任一公差数值， 其数值与标准公差等级和基本尺寸有关。

公差等级 标准公差共分20级: IT01、IT0、IT1、IT2、…到IT18。 公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。
2-2
2-2
例：已知 求Xmax\ Xmin, Ymax\ Ymin以及配合 公差。
解：最大间隙Xmax =ES- ei=+39-(+9) =+30μ m (=Dmax- dmin =50.039c) 过渡配合 50.009=+0.030mm=+30μ m) 最大过盈Ymax =EI-es=0-(+34)=-34μ m (=Dmin- dmax =50.0-50.034=-0.034mm=-34μ m) 配合公差Tf =|Xmax- Ymax|=|+30-(-34)|=64μ m (=Th+Ts=39+25=64μ m)
2-2
(5) 尺寸偏差（偏差）：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差 上偏差（ES、es）：最大极限尺寸减基本尺寸所得的代数差； ecart superie 下偏差（EI、ei）：最小极限尺寸减基本尺寸所得的代数差； ecart inferieu 上偏差和下偏差统称为极限偏差。 实际偏差：实际尺寸减其基本尺寸的代数差。 偏差可以是正，负或零值。实际偏差应位于极限偏差范围之内。 (6)尺寸公差（公差）TD 和Td ：允许尺寸的变动量。 等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值； 也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值。 是一个绝对值的概念。
第二章 互换性技术基础
2.1 互换性的意义 2.2尺寸公差 2.3几何公差
研究对象及任务
极限与配合（尺寸公差） 形位公差 表面粗糙度
1. 读懂工程图 正确理解图中标注的含义。
2. 会标注工程图，能提出合理的图面要求。
计量器具
固定刻线量具：卷尺、直尺等 游标类量具:
游标卡尺、游标高度尺等。 螺旋类量具: 千分尺、公法线千分尺等。 机械式量仪: 百分表、齿轮杠杆比较仪、扭簧比较仪等。 光学量仪: 光学测角仪、光栅测长仪、激光干涉仪等。 电动量仪: 电感比较仪、电动轮廓仪、容栅测位仪。 气动量仪: 水柱式气动量仪、浮标式气动量仪。 光电式量仪: 光电显微镜等
5：18～30
9：120～180 13：400～500
6：30～50
7：50～80
8：80～120
10：180～250 11：250～315 12：315～400
2-2
基本偏差系列Fra Baidu bibliotek
1) 基本偏差的种类及其代号
标准对轴和孔各规定了28个公差带位置,分别由28个基本偏差表示。
基本偏差代号用英文字母表示。小写代表轴，大写代表孔。 在26个字母中去掉5个容易混淆的字母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)，作为基本偏差代号。
2-2
孔的基本偏差
2-2
轴的基本偏差
2-2
孔的基本偏差
轴的基本偏差
2-2
• 配合制
• 由同一种极限制的轴和孔的公差带组成配合的一种制度。 • 国家标准规定了两种配合制：基孔配合制和基轴配合制。 （1）基孔配合制 • 指基本偏差为一定的孔公差带，与不同 基本偏差的轴公差带形成各种配合的一 种制度，简称基孔制。 • 在基孔制配合中，孔为基准孔，其基本 偏差(下偏差)为零，基准孔的基本偏差 代号为H。
2-2

基本尺寸分段 为简化和方便使用，采用尺寸分段的方法。 尺寸≤ 500 mm的为常用尺寸段，分 13个主尺寸段； 500～3150 mm尺寸段，分8个尺寸段； 3150～10 000 mm尺寸段，分 5个尺寸段。
≤ 500 m的常用尺寸分段：
1：～3 2：3～6 3：6～10 4：10～18
a) 间隙配合
2-2
例：已知 求Xmax\ Xmin, Ymax\ Ymin以及 配合公差。
解：最大过盈Ymax =EI- es=0-(+79) =-79μ m b) 过盈配合 (=Dmin- dmax =50.0-50.079=-0.079mm=-79μ m) 最小过盈Ymin =ES-ei=+39-(+54)=-15μ m (=Dmax- dmin =50.039-50.054=-0.015mm=-15μ m) 配合公差Tf =|Ymin- Ymax|=|-79-(-15)|=64μ m (=Th+Ts=39+25=64μ m)
tolerance
2-2
(7)偏差与公差的一些公式 孔：ES=Dmax-D EI=Dmin-D
轴：es=dmax-d ei=dmin-d
Td=︱dmax-dmin︱=︱es-ei︱
TD=︱Dmax-Dmin︱=︱ES-EI︱
用下例理解上述公式：
0.021 0.006 孔 250 和轴 25 0.007 0.025 孔 400
• 标准公差 （表2-1）
标 准 公 差 数 值 表
2-2
IT01、IT0、IT1用于高精度量块和标准块的公差
； IT2～IT5用于特别精密零件的配合； IT6(孔到IT7)用于要求精密配合的情况； IT7～IT8用于一般精度要求的配合； IT9～IT10用于一般要求的槽宽配合； IT11～IT12用于不重要的配合； IT12～IT18用于未注尺寸公差的尺寸精度。
2-1
• 互换性的作用
在设计方面
•
在制造方面
•
能最大限度地使用标准件，简化绘图和计算工作量，缩短设计周期， 利于产品更新换代。
在使用和维修方面
•
利于组织专业化生产，使用专用设备和CAM技术。
便于及时更换丧失使用功能的零部件，对于易损件可提供备用件，既 可及时维修、缩短停机时间，又减少维修成本。
2-2
举例： 0.03 孔φ 55H7( ) 0 公差带大小为0.03； 公差带的位置：下偏差EI最靠近零线，是基本偏差，为0。 0.021 轴φ 55k6( 0.002 ) 公差带大小为0.019 下偏差最靠近零线，是基本偏差ei=+0.002
孔φ 55H7公差带图 轴φ 55k6公差带图
配合公差带图
2-2
公差带代号 基本尺寸 + 基本偏差代号 + 公差等级数字
孔的公差带代号 φ 50 J 7 孔的公差等级数字 孔的基本偏差代号 孔直径的基本尺寸值
基准轴的公差带代号 10 h 9 轴的公差等级数字 基准轴的基本偏差代号 轴宽度的基本尺寸值
31
公差带
大小—— 标准公差
位置—— 基本偏差
外径千分尺
公法线千分尺
螺纹千分尺
深度千分尺
百分表 千分表
电子数显百分表
磁力表架
平面度检查仪
表面粗糙度量仪
三坐标测量机
2-1
• 互换性概念
同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配
就能装在机器上，并能满足其使用功能要求。 要点 同一规格的一批零件或部件； 不经任何辅助工作（挑选、调整、修配等）； 互换后仍满足原定的使用要求（包括几何参数和力学性能 的互换）。 例如机器上的螺钉，汽车上的轴承等零部件，灯泡
轴的公差带在孔的公差带之上，形成具有过盈的配合。 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸之差称为最小过盈(用Ymin 表示)。 孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差称为最大过盈(用Ymax 表示)。
Ymax =EI-es Ymin =ES-ei
2-2
• 配合种类 3.过渡配合
指可能具有间隙或过盈的配合。此时，轴公差带与孔公差带相互交叠。 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸的差值称为最大间隙(用Xmax表示)。 孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸的差值称为最大过盈(用Ymax表示)。