机械设计尺寸公差详解

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公差与极限偏差：
● 区别 ※ 数值上：极限偏差是代数值，可+、-或0； 公差是非0的绝对值（零意味着加工误差不存在）。
※ 作用上：极限偏差控制合格零件实际偏差； 公差控制合格零件实际尺寸允许变动的范围（精度）； 极限偏差表示公差带的位置，影响配合的松紧（种类）； 公差表示公差带的宽度，影响配合的精度（Tf=Th+Ts）;
轴 通常指圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由二平行面或切面 形成的包容面）。
由尺寸D1、D2、D3、D4和 D5等所确定的内表面都视作 孔，由尺寸d1、d2、d3、d4 等所确定的外表面都视作轴。
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尺寸：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、作用尺寸、极限尺寸、 实体尺寸
1)尺寸是指用特定单位表示长度值的数字。国家标准规定在技术图样上所标 注的长度尺寸均以毫米为单位。 2)基本尺寸 设计给定的尺寸。 孔和轴的基本尺寸分别用D和d表示。 3)实际尺寸 通过测量而获得的尺寸（Da, da）。 4)极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值。
φ49.975mm 、
下极限尺寸为φ49.959mm的轴的公
差
带图。
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+25 -25 -41
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加工误差与公差的关系
工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的零件的几 何参数与理想值不相符合，其差别称为加工误差。其中有：尺寸误差； 几何形状误差和位置误差。
加工误差是无法避免的，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。所以公差是设计给定的，用 于限制加工误差的；误差则是加工过程 中产生的。
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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
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孔和轴
孔 通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由二平行面 或切面形成的包容面）。
பைடு நூலகம்
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6)实体尺寸
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●偏差与公差
1)偏差：某一尺寸减去公称尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。 极限偏差又分上极限偏差，简称上偏差（孔ES、轴es）和下极限偏差， 简称下偏差（孔EI、轴ei）。
ES=Dmax-D EI=Dmin-D
es=dmax-D ei=dmin-D
2)尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动量。等于上极限尺寸减去下极 限尺寸所得的差值。 孔公差Th = Dmax- Dmin = ES-EI 轴公差Ts = dmax- dmin = es-ei
※ 工艺上：对某一具体零件，公差反映加工的难易程度，是制定加工工 艺的主要依据；
极限偏差是调整机床对刀的依据。
● 联系 ： 公差是上、下偏差之差的绝对值。
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尺寸公差带图
公差带 表示零件的尺寸相对其基 本尺寸所允许变动的范围，称为公 差带。
用图所表示的公差带，称为公差带图，如图所示。
孔或轴允许的最大尺寸为最大极限尺寸（Dmax、dmax）;
孔或轴允许的最小尺寸为最小极限尺寸（Dmin、dmin）;
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5)作用尺寸
孔的作用尺寸Dfe：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dfe：在配合面全长上，与实际轴外接的最大理想孔的尺寸;
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5.3.1 Contact Types of Elements and Using Demand 零件的结合类型及使用要求
1. 零件结合的类型
(1) 用作相对运动副—— 这类结合必须保证有适当的间隙。
(2) 用作固定连接—— 这类结合必须保证有一定的过盈。
(3) 用作定位可拆连接—— 这类结合必须保证有较小的间隙或过盈。
在公差带图中，代表基本尺寸的一条直线，称为零线。零线以上的偏差 为正偏差，零线以下的偏差为负偏差。公差带图中的基本尺寸的单位为 mm，偏差和公差的单位通常为μm。
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尺寸公差带图举例：
画出公称尺寸为φ50mm，上极限尺寸 +
为φ50.025mm、 下极限尺寸为φ50
0 -
mm的孔与上极限尺寸为
国标规定了两种平行的配合制：基孔制配合和基轴制配合。
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基孔制配合（hole-basis system of fit）——是指基本偏差为一 定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的 一种制度。孔的公差带在零线上方，孔的最小极限尺寸等于基 本尺寸，孔的下偏差EI为零，孔称为基准孔，其代号为“H”。
5.3 Size Precision Design of Elements 零件的尺寸精度设计
在学过《机械制图》课程相关内容的基础上，阅读尺寸精度 设计教材内容，在设计大作业实践中学会应用： 1、极限与配合的基本术语和定义； 2、公差与配合标准； 3、配合制的选用； 4、公差等级的选用； 5、配合种类的选用。
间隙配合（clearance fit）——具有间隙的配合(包括间 隙为零)称为间隙配合。当配合为间隙配合时，孔的公差 带在轴的公差带上方。
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过盈配合（interference fit）——具有过盈的配合(包括过 盈为零)称为过盈配合。当配合为过盈配合时，孔的公差带 在轴的公差带下方。
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过渡配合（transition fit）——可能具有间隙，可能具有 过盈(针对大批零件而言)的配合称为过渡配合。当配合 为过渡配合时，孔的公差带和轴的公差带相互交叉。
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配合公差带图
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3. 零件的配合制
配合制（fit system）——把公差和基本偏差标准化的制度称 为极限制。配合制是同一极限制的孔和轴组成配合的一种制 度，也叫基准制。
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合格性判定原则
工件除线性尺寸外，还存在形状误差，为正确地判断工件 尺寸的合格性，规定了极限尺寸判断原则，即泰勒原则。其 内容为：
孔或轴的作用尺寸不超过最大实体尺寸， 任何位置的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。
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极限与配合示意图
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2. 零件配合的种类