第1章-极限与配合课件

基孔制配合中的孔称为基准孔，基 准孔的最小极限尺寸与基本尺寸相等， 即孔的下偏差为0,其基本偏差代号为H, 基本偏差为：EI = 0 。
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2.基轴配合制
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。如图1.8b所示。
基轴制配合中的轴称为基准轴，基 准轴的最大极限尺寸与基本尺寸相等， 即轴的上偏差为0,其基本偏差代号为h， 基本偏差为：es = 0 。
6. 最小实体状态（LMC）与最小实体尺寸(LMS)
孔或轴具有允许的材料量为最少时的状态称为最小 实体状态，在最小实体状态下的极限 尺寸称为最小实 体尺寸。 它是孔的上极限尺寸和轴的下极限尺寸的统 称。孔和轴的最小实体尺寸分别以DL和dL表示。
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8.极限尺寸判断原则(泰勒原则)
孔或轴的作用尺寸不允许超过其最大 实体尺寸，且在任何位置上的实际尺寸不 允许超过其最小实体尺寸。
为奇数，则取偏差值为(IT-1)/2。 对孔P~ZC≤IT7级及K、M、N≤IT8 级的基本偏差，
尺寸分段后，标准公差计算式中的公 称尺寸D按每一尺寸分段首尾两尺寸的几何 平均值代入计算。
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例题
1.2 公称尺寸为φ30mm，求IT6=? IT7=?
解：φ30mm属于＞18～30mm尺寸分段
计算直径：D=
≈23.24(mm)
公差单位：i=0.45×
+0.001D
=0.45×
+0.001×23.24≈1.31(μm)
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1.1 概 述
“极限”用于协调机器零件使用要 求与制造经济性之间的矛盾，“配合” 则是反映零件组合时相互之间的关系。
经标准化的极限与配合制，有利 于机器的设计、制造、使用与维修， 有利于保证产品精度、使用性能和寿 命等，也有利于刀具、量具、夹具和 机床等工艺装备的标准化。
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1.2 基本术语及其定义
机械基础
（初级）
目录
• 极限与配合 • 几何公差 • 表面粗糙度 • 金属材料与热处理 • 机械传动基础知识 • 金属切削知识和常用刀具、量具、夹具
第1章 极限与配合
• 讨论：找找图中有哪些元素？
第1章 极限与配合
1.1 概述 1.2 基本术语及其定义 1.3 极限与配合国家标准的组成 1.4 尺寸公差与配合的选择 1.5 一般公差 线性尺寸的未注公差
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2.公差单位(公差因子)
公差单位是随公称尺寸而变化用来计 算标准公差的一个基本单位。生产实践表 明，影响其因素有三个：公称尺寸（D）、 加工误差和测量误差。
当公称尺寸≤500mm时，公差单位i按 下式计算：
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3.标准公差的计算规律
GB/T1800.3—1998 中 各 个 公 差 等 级 的 标准公差值，在公称尺寸≤500mm时的计算 公式见表1.2 。可见对IT5～IT18标准公差 IT = ai 。其中a为公差等级系数
轴：通常指工件的圆柱形外尺寸要素，也包括非 圆柱形外尺寸要素 （由二平行平面或切面形成的 被包容面）。如图1.3所示零件的各外表面上，d1、 d2、d3 各尺寸都称为轴。 孔：通常指工件的圆柱形内尺寸要素，也包括非 圆柱形内尺寸要素（由二平行平面或切面形成的 包容面）。如图1.3所示零件的各内表面上，D1、 D2、D3、D4各尺寸都称为孔。
标注在零件图上，有三种标注方法 ：
1) 用于大批量
2）用于中、小批量
3）用于不定批量
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2.公差带代号与配合代号
（2）配合代号 孔和轴的公差带代号以 分数形式组成配合代号，其中，分子为孔 的公差带代号，分母为轴的公差带代号。 如：
φ30H8/f7 表示基孔制的间隙配合； φ50K7/h6 表示基轴制的过渡配合。
6. 过渡配合
可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的 公差带与轴的公差带相互交叠。见图1.4c
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7.配合公差（Tf）
组成配合的孔、轴公差之和。它是允 许间隙或过盈的变动量。
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8.配合公差带图
用来直观地表达配合性质，即配合松紧及其 变动情况的图。在配合公差带图中，横坐标为零 线，表示间隙或过盈为零；零线上方的纵坐标为 正值，代表间隙，零线下方的纵坐标为负值，代 表过盈。
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图1.1 极限与配合示意图
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1.2.1 有关尺寸的术语定义
3. 实际尺寸(Da ,da)
通过测量获得的尺 寸
由于存在测量误差，所以实际尺寸并非尺寸
的真值。又由于存在形状误差，工件上各处的实
际尺寸往往是不同的。
局部实际尺寸：任何两相对点之间测得的尺寸。
4. 极限尺寸
尺寸要素允许的尺寸的两个极端
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3.公差带图
公差带图是公差带的图解表示，由零线 和公差带组成。
零线 在公差带图中，表示公称 尺寸的一条直线，以其为基准确 定偏差的零起点，正偏差位于零 线上方，负偏差位于零线的下方。 公差带 在公差带图中，由代表 上、下偏差的两平行直线所限定 的区域。
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公差带示例
来自百度文库18
1.2.2 有关公差与偏差的术语
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例题
已知D=Φ60mm Tf =49 µm Xmax =+19µm TD =30µm ei=+11µm 求作尺寸公差带图 与配合公差带图。
1，作尺寸公差带图： 因为Tf=TD+Td ∴ Td=Tf-TD=49-30=19 ∵Td=es-ei ∴es=Td+ei=19+11=30 ∵Xmax=ES-ei ∴ES=Xmax+ei=19+11=30 ∵TD=ES-EI ∴EI=ES-TD=30-30=0
标准公差：IT6=10i=10×1.31≈13(μm）
IT7=16i=16×1.31≈21(μm）
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表1.4 标准公差数值
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1.3.3 基本偏差系列
1.基本偏差代号及其规律 基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写字 母代表孔，小写字母代表轴。
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基本偏差系列图
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2.公差带代号与配合代号
(1)公差带的代号 由基本偏差代号与公差等 级数组成。
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1.2 基本术语及其定义
1.2.2 有关尺寸的术语定义
1. 尺寸 2. 公称尺寸(D ，d)
以特定单位表示线 性尺寸值的数值
公称尺寸是由图样规范确定的理想形状要素的尺寸 。
公称尺寸是确定偏差位置的起始尺寸。公 称尺寸是从零件的功能出发，通过强度、刚度 等方面的计算或结构需要，并考虑工艺方面的 其他要求后确定的，它一般应按标准尺寸（GB 2822-2005）选取并在图样上标注。
1.2.1 有关要素的术语定义
⑴ 尺寸要素 ⑵ 组成要素 ⑶ 提取组成要素 ⑷ 拟合组成要素 ⑸ 导出要素 ⑹ 提取导出要素
由面一和定大面小上的 线性的尺寸线或角
度由尺实寸际确（定组成）要
由一的素个几提或取何优几形先状个数目的点 组 的提由成 中取由形所要一要 心提成组素形素 点取的个的成成近的组并得、或要似实成 具到中替几际素要 有代（素 理得个组成） 心到线的想或形中中状心的心点组面、成要中 心线或中素心面
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3.轴的基本偏差数值
轴的基本偏差数值是以基孔制为 基础，根据各种配合的要求，在生产 实践和大量试验的基础上，依据统计 分析的结果整理出一系列公式而计算 出来的。轴的基本偏差计算公式如表 1.5所示。
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表1.5 公称尺寸≤500mm的 轴的基本偏差计算公式(μm)
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例题
1.3 计算φ25g7的基本偏差
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基孔制与基轴制公差带图
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1.3.2 标准公差系列
标准公差系列是国家标准制定 出的一系列标准公差数值,如表1.4 所列。从表中可知，标准公差取决 于公差等级和基本尺寸两个因素。
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1.公差等级
确定尺寸精确程度的等级称为公差 等级。国家标准将标准公差分为20级， 各级标准公差用代号IT及数字01、0、 1、2、……、18表示，IT是国际公差 (ISO Tolerance)的缩写。如IT8称为 标准公差8级.从IT01～IT18等级依次 降低。
特殊规则： 对于标准公差≤IT8的K、M、N和≤IT7的P～ZC
ES= －ei＋△ △= ITn－IT(n-1)
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5. 基本偏差表格
查表应注意： ①区别孔（大写字母查表1-7）、轴（小写字母查表
1-6）代号。 ②注意所属尺寸段及单位。 ③ JS和js的偏差为IT/2，对IT7~IT11级若IT的值
3. 间隙或过盈
孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的 代数差。此差值为正时称为间隙，用X表 示；为负时称为过盈，用Y表示。
4. 间隙配合
具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。 此时，孔的公差带在轴的公差带之上。见 图1.4a所示。
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1.2.3 有关配合的术语定义
5. 过盈配合
具有过盈（包括最小过盈为零)）的配合。 此时,孔的公差带在轴的公差带的下方。如 图1.4b 所示。
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孔(D)和轴(d)
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1.2.3 有关配合的术语定义
2.配合 公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴
公差带之间的关系。根据孔和轴公差带之 间的关系不同，配合分为三大类，即：
间隙配合：孔公差带在轴公差带之上 过渡配合：孔公差带与轴公差带重叠 过盈配合：孔公差带在轴公差带之下
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三类配合公差带
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1.2.3 有关配合的术语定义
即用极限尺寸判断原则判断合格的孔 或轴，其尺寸应符合：
对于孔：Df ≥ Dmin ； Da ≤ Dmax 对于轴：df ≤ dmax ； da ≥ dmin
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1.2.2 有关公差与偏差的术语
1. 尺寸偏差（简称偏差） 某一尺寸减 其基本尺寸所得的代数差。
孔：上偏差ES=Dmax -D； 下偏差 EI=Dmin-D； 实际偏差 Ea=Da-D
对高精度IT01、IT0、IT1级，主要考 虑测量误差，所以标准公差与公称尺寸呈 线性关系。
IT2～IT4是在IT1～IT5之间插入三级， 使之成等比数列，公比q=（IT5/IT1）1/ 4。
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表1.2 尺寸≤500mm的标准公差计算式
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4.公称尺寸分段
公差等级相同而公称尺寸相近的公差 数值计算结果相差甚微，因此，国标将公 称尺寸分成若干段（见表1.3），以简化公 差表格。
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1.3.1 基准制
基准制是指以两个相配合的零件中 的一个零件为基准件,并确定其公差带 位置,而改变另一个零件(非基准件)的 公差带位置,从而形成各种配合的一种 制度.国家标准中规定有基孔配合制和 基轴配合制。
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1.基孔配合制
基本偏差为一定的孔的公差带，与 不同基本偏差的轴公差带形成各种配合 的一种制度。如图1.8a所示。
孔或轴允许的最大尺寸称为上极限尺寸，分别 以 Ds 和 ds表示。孔或轴允许的最小尺寸称为 下极限尺寸，分别以Di 和di表示。
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1.2.1 有关尺寸的术语定义
5. 最大实体状态（MMC）与最大实体尺寸(MMS)
孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态称为最大 实体状态，在最大实体状态下的极限尺寸称为最大实 体尺寸。它是孔的下极限尺寸和轴的上极限尺寸的统 称。孔和轴的最大实体尺寸分别以DM和dM表示。
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作图如下
2，作配合公差带图
• 已知 Xmax=+19
•
Ymax=EI-es=0-30=-30
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1.3 极限与配合国家标准的组成
经标准化的公差与偏差制度称为极 限制。它是一系列标准的孔、轴公差数 值和极限偏差数值。配合制则是同一极 限的孔和轴组成配合的一种制度。极限 与配合国家标准主要由基准制，标准公 差系列，基本偏差系列组成。
轴：上偏差 es=dmax-d； 下偏差 ei=dmin-d； 实际偏差 ea=da-d
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1.2.2 有关公差与偏差的术语
2. 尺寸公差（简称公差） 允许尺寸的变动量。
孔公差：Th = ｜ Dmax -Dmin｜ = ｜ES -EI｜ 轴公差：Ts = ｜ dmax -dmin｜ = ｜es -ei｜
4. 标准公差
极限与配合制标准中，所规定的（确定 公差带大小的）任一公差。（见表1.4）
5. 基本偏差
极限与配合制标准中，所规定的确定公 差带相对于零线位置的那个极限偏差。它 可以是上偏差或下偏差,一般为靠近零线的 那个极限偏差。
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1.2.3 有关配合的术语定义
1.孔和轴
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1.2.3 有关配合的术语定义
解：φ25属于18～30mm尺寸段，
故 D=
=23.24mm
查表1.5 g的基本偏差计算式为：
es =－2.5D0.34
=－2.5×23.240.34≈－7(μm)
故φ25g7的基本偏差es=－7(μm)
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4.孔的基本偏差数值
公称尺寸≤500mm时，孔的基本偏差是从轴的基 本偏差换算得到的。
对于A～H EI= －es 通用规则： 对于K～ZC ES= －ei