第3章__尺寸的精度设计(尺寸公差配合与检测)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– 基本内容：配合制、标准公差系列、基本偏差 系列和孔、轴公差带与配合等
• 3.2.1 配合制(fit system) • 3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列 • 3.2.3 基本偏差系列
3.2.1 配合制(fit system)
• 配合制：
– 相配合的两个零件(孔、轴)，确定一个作为基准件，固定其基本偏 差，然后通过改变另一零件的公差带位置来形成各种配合的一种 制度。
• 1) 标准公差等级：
– GB/T 1800.3—1998规定：
• 基本尺寸0—500mm：规定了IT01、IT0、IT1、IT2…IT18等20个等 级，等级依次降低。基本尺寸相同，则等级越低，公差越大；
• 基本尺寸500mm—3150mm：规定了IT1、IT2…IT18等18个等级。
– 标准公差的计算公式：
– 画公差带图的规定：
• ① 孔公差带用斜线填充，轴公差带用网点或空白填充； • ② 垂直于零线方向：高度值为公差值，孔、轴公差、偏差在
图中要成比例画；沿着零线方向：宽度适当取值，美观为主。 • ③ 单位：基本尺寸为mm，偏差可用mm或μm； • 如标注全部采用mm，图中可不标出，即默认值为mm； • 如偏差采用μm标注，图中可不标μm尺寸，但mm(即基本尺寸)
应标出单位。
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 例：已知孔的基本尺寸D和轴的基本尺寸d均为 25mm，孔的极限尺寸为Dmax=25.021mm， Dmin=25.000mm，轴的极限尺寸为 dmax=24.993 mm，dmin=24.980 mm。求：孔 与轴的极限偏差与公差。
•
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
– 尺寸段的几何平均值D=800×1000=894.4mm
– I=0.004×894.4+2.1=5.68μm
– IT11=100I=100×5.68=568μm，经修约取IT11=560μm
• Xmax = Dmax-dmin = ES - ei (+) P27式3-10 • Ymax = Dmin-dmax = EI - es ( - ) P27式3-11 • Xav或Yav = ( Xmax + Ymax )/2 =(+或-) P27式3-12
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 例2-2 现有一过盈配合，孔为25~25+0.021，轴为 25+0.035~25+0.048。求最大过盈、最小过盈、平均过盈和配 合公差。
• 解：
– ES=Dmax – D =25.021 – 25=+0.021mm – EI = Dmin – D =25.000 – 25=0 – es =dmax – d =24.993 – 25= –0.007mm – Ei =dmin – d = 24.980 – 25= –0.020mm – TD = |Dmax – Dmin| =|ES – EI| =0.021mm – Td= |dmax – dmin| =|es – ei| =0.013mm
列。i是标准公差因子
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列
• 2)标准公差因子i
– 据生产实际经验和科学统计分析表明：加工尺寸误差与尺寸的立 方根成正比，对于大尺寸段，测量误差的影响较大，主要考虑测 量误差，而测量误差与零件的基本尺寸是线性关系。
– 基本尺寸0—500mm：i=0.45D1/3+0.001D
• 3)基本尺寸分段：
– 为减少标准公差值数量，国标将3150mm以下 的基本尺寸为21个主段，其中 0-500mm内的 基本尺寸分成13个尺寸段，并以首尾尺寸的几 何平均值作为计算尺寸。
– 精度高低，应取决于其公差等级，基本尺寸较 大时，其公差等级虽高，但可能公差值看起来 仍大。
• 例1 试计算基本尺寸大于30～50mm尺寸段的IT6的公差 数值。
– 大于30～50mm尺寸段，其几何平均值为D=30×50=38.73mm。
– 标准公差因子i=0.45338.73+0.001×38.73=1.56μm
– IT6=10i=10×1.56μm，修约后，取IT6=16μm。
• (对IT6标准给出的公差等级系数a为10)
• 例2 试计算基本尺寸大于800～1000mm尺寸段的IT11的 公差数值。
– T=D(d)max-D(d)min=ES-EI=es-ei
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 7) 尺寸公差带图：零线(zero line)+公差带
– 公差带(tolerance zone)：公差带图中，上下偏差之间 的区域。
– 基本偏差：国家标准中规定用来确定公差带位置的那 个极限偏差，通常由绝对值较小的极限偏差担任。
– ① 间隙配合(clearance fit) – ② 过盈配合(interference fit) – ③ 过渡配合(transition fit) – ④ 配合公差(variation of fit)
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ① 间隙配合(clearance fit)：Dmin-dmax≥0；
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 结论：孔轴的尺寸公差相同，则配合公差 相同，但由于轴的极限尺寸或极限偏差不 同，导致配合性质完全不同。即，孔轴的 尺寸精度决定配合精度，孔轴的极限尺寸 或极限偏差决定配合性质。
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ④ 配合公差(variation of fit)：孔轴尺寸之差的 变动范围。
• 3.3 尺寸精度设计的基本原则和方法
– 3.3.1 配合制的选用 – 3.3.2 确定标准公差等级 – 3.3.3 配合的选用
• 3.4 一般公差(线性尺寸的未注公差)
3.1 有关尺寸精度设计的基本术语和定义
– GB/T 1800.1—1997
• 3.1.1 有关孔、轴的定义
• 3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• Xmax= Dmax-dmin = ES - ei (+) P26式3-4 • Xmin = Dmin-dmax = EI - es (+或0) P26式3-5 • Xav = ( Xmax + Xmin )/2 = (+) P26式3-6
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ② 过盈配合(interference fit)：Dmax-dmin≤0；
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 1) 配合(fit)：是指基本尺寸相同的，相互结 合的孔和轴公差带之间的关系。
•
孔：包容面 轴：被包容面
• 2) 间隙(clearance)：X=D-d＞0
• 3) 过盈(interference):Y=D-d＜0
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 4) 配合类别：
• 3.1.3 有关配合的术语和定义
3.1.1 有关孔、轴的定义
• 1) 孔(hole)：圆柱形内表面或非圆柱形内表 wenku.baidu.com(如花键)。
• 2) 轴(shaft)：圆柱形外表面或非圆柱形外 表面(如方轴)。
– 从加工角度：切除工件余量后，尺寸→大，孔 类尺寸；尺寸→小，轴类尺寸；尺寸→大或小， 对称类尺寸。
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 1) 尺寸(size)：以特定单位表示线性尺寸值 的数值，如半径、长度、中心距等)。
• 2) 基本尺寸(basic size)：理论设计尺寸。 • 3) 实际尺寸(actual size)：加工后实际得到
的尺寸，通过测量获得。
– 由于误差的存在，一批零件的各零件实际尺寸 不同，即使是同一零件的不同位置、不同方向 的实际尺寸也不同。
– 最大值——上偏差(upper deviation)，用ES(孔)或es(轴) 表示；
– 最小值——下偏差(lower deviation)，用EI(孔)或ei(轴) 表示。
– 实际偏差：实际尺寸与基本尺寸的代数差。(actual deviation)用Ea或ea表示。
• 6) 尺寸公差：允许尺寸的变动范围，简称公差 (size tolerance)，用T表示。
• 基孔制配合(hole-basis system of fit)：
– 以孔为基准，孔的下偏差为基本偏差，且EI=0，代号为H，通过 改变轴的基本偏差来得到各种不同性质的配合。
• 基轴制配合(shaft-basis system of fit)：
– 以轴为基准，轴的上偏差为基本偏差，且es=0，代号为h，通过改 变孔的基本偏差来得到各种不同性质的配合。
• ※ 两种配合制平等等效，应用场合不同。
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列
– 标准公差确定公差带的大小，决定了零件的加 工精度和加工成本，同时又直接影响配合。
• 1) 标准公差等级 • 2) 标准公差因子i • 3) 基本尺寸分段
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列
• ① IT01-IT1：高精度等级，主要考虑测量误差，标准公差与尺寸呈线 性关系；
– IT01： 0.3+0.008D – IT0： 0.5+0.012D – IT1： 0.8+0.020D – 式中，D是表中每一尺寸分段中首尾两个尺寸的几何平均值，以
mm计。 • ② IT2-IT4：较高精度等级，插入法(IT1-IT5)； • ③ IT5-IT18：计算法 ITn=a•i。其中a是公差等级系数，是R5(7…)数
• Ymax = Dmin - dmax = EI - es ( - )
P27式3-8
• Ymin = Dmax - dmin = ES – ei (-或0) P27式3-7
• Yav = ( Ymax + Ymin )/2 = ( - )
P27式3-9
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ③ 过渡配合(transition fit)：Dmin-dmax＜0 ﹠ Dmax-dmin＞0；
• 4) 极限尺寸(limits of size)：设计或加工规 定的尺寸最大、最小值。
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 5) 尺寸偏差：某一尺寸与基本尺寸的代数差，简 称偏差(deviation)。
– 极限偏差：极限尺寸与基本尺寸的代数差。(limits of deviations)
• 式中： i以µm计；D是基本尺寸段的几何平均值，mm。
• 公式中的第一项主要反映工件的加工误差；第二项用于补偿与基本尺 寸成正比的误差，主要是由于测量时温度不稳定和偏离基准温度所引 起的测量误差，以及量规变形误差等。实际上当基本尺寸很小时，第 二项所占的比例很小，所以该式近似于立方抛物线关系式。
• 从以上三例可以看出： Tf=TD+Td ； • Tf反映了配合精度，属使用要求，即设计要求，我
们总是希望Tf 越小越好。 • TD和Td是孔轴的制造精度，即工艺要求，我们总是
希望TD和Td 越大越好。 • 这说明了公差的实质，即反映了机器零件使用与制
造要求的矛盾，即设计与工艺的矛盾。
3.2 尺寸的极限与配合国家标准简介
• 例2-3 现有一间隙配合，孔为25~25+0.021，轴为25-0.020 ~25-0.007 。求最大间隙、最小间隙、平均间隙和配合公差。
• 例2-4 现有一过渡配合，孔为25~25+0.021，轴为25+0.015 ~25+0.028 。求最大间隙、最大过盈、平均间隙或平均过盈 和配合公差。
第三章 尺寸精度设计
第三章 尺寸精度设计
• 3.1 有关尺寸精度设计的基本术语和定义
– 3.1.1 有关孔、轴的定义 – 3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义 – 3.1.3 有关配合的术语和定义
• 3.2 尺寸的极限与配合国家标准简介
– 3.2.1 配合制(fit system) – 3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列 – 3.2.3 基本偏差系列
– 基本尺寸500mm—3150mm：i=0.004D+2.1
• 式中： i以µm计；D是基本尺寸段的几何平均值，mm。
• 对于大尺寸，相对而言，测量误差的影响较大，特别是温度的影响很 大，因温度变化引起的误差随基本尺寸的加大呈线性关系，所以对大 尺寸的标准公差因子(i)采用线性关系式计算。
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列
• 3.2.1 配合制(fit system) • 3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列 • 3.2.3 基本偏差系列
3.2.1 配合制(fit system)
• 配合制：
– 相配合的两个零件(孔、轴)，确定一个作为基准件，固定其基本偏 差，然后通过改变另一零件的公差带位置来形成各种配合的一种 制度。
• 1) 标准公差等级：
– GB/T 1800.3—1998规定：
• 基本尺寸0—500mm：规定了IT01、IT0、IT1、IT2…IT18等20个等 级，等级依次降低。基本尺寸相同，则等级越低，公差越大；
• 基本尺寸500mm—3150mm：规定了IT1、IT2…IT18等18个等级。
– 标准公差的计算公式：
– 画公差带图的规定：
• ① 孔公差带用斜线填充，轴公差带用网点或空白填充； • ② 垂直于零线方向：高度值为公差值，孔、轴公差、偏差在
图中要成比例画；沿着零线方向：宽度适当取值，美观为主。 • ③ 单位：基本尺寸为mm，偏差可用mm或μm； • 如标注全部采用mm，图中可不标出，即默认值为mm； • 如偏差采用μm标注，图中可不标μm尺寸，但mm(即基本尺寸)
应标出单位。
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 例：已知孔的基本尺寸D和轴的基本尺寸d均为 25mm，孔的极限尺寸为Dmax=25.021mm， Dmin=25.000mm，轴的极限尺寸为 dmax=24.993 mm，dmin=24.980 mm。求：孔 与轴的极限偏差与公差。
•
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
– 尺寸段的几何平均值D=800×1000=894.4mm
– I=0.004×894.4+2.1=5.68μm
– IT11=100I=100×5.68=568μm，经修约取IT11=560μm
• Xmax = Dmax-dmin = ES - ei (+) P27式3-10 • Ymax = Dmin-dmax = EI - es ( - ) P27式3-11 • Xav或Yav = ( Xmax + Ymax )/2 =(+或-) P27式3-12
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 例2-2 现有一过盈配合，孔为25~25+0.021，轴为 25+0.035~25+0.048。求最大过盈、最小过盈、平均过盈和配 合公差。
• 解：
– ES=Dmax – D =25.021 – 25=+0.021mm – EI = Dmin – D =25.000 – 25=0 – es =dmax – d =24.993 – 25= –0.007mm – Ei =dmin – d = 24.980 – 25= –0.020mm – TD = |Dmax – Dmin| =|ES – EI| =0.021mm – Td= |dmax – dmin| =|es – ei| =0.013mm
列。i是标准公差因子
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列
• 2)标准公差因子i
– 据生产实际经验和科学统计分析表明：加工尺寸误差与尺寸的立 方根成正比，对于大尺寸段，测量误差的影响较大，主要考虑测 量误差，而测量误差与零件的基本尺寸是线性关系。
– 基本尺寸0—500mm：i=0.45D1/3+0.001D
• 3)基本尺寸分段：
– 为减少标准公差值数量，国标将3150mm以下 的基本尺寸为21个主段，其中 0-500mm内的 基本尺寸分成13个尺寸段，并以首尾尺寸的几 何平均值作为计算尺寸。
– 精度高低，应取决于其公差等级，基本尺寸较 大时，其公差等级虽高，但可能公差值看起来 仍大。
• 例1 试计算基本尺寸大于30～50mm尺寸段的IT6的公差 数值。
– 大于30～50mm尺寸段，其几何平均值为D=30×50=38.73mm。
– 标准公差因子i=0.45338.73+0.001×38.73=1.56μm
– IT6=10i=10×1.56μm，修约后，取IT6=16μm。
• (对IT6标准给出的公差等级系数a为10)
• 例2 试计算基本尺寸大于800～1000mm尺寸段的IT11的 公差数值。
– T=D(d)max-D(d)min=ES-EI=es-ei
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 7) 尺寸公差带图：零线(zero line)+公差带
– 公差带(tolerance zone)：公差带图中，上下偏差之间 的区域。
– 基本偏差：国家标准中规定用来确定公差带位置的那 个极限偏差，通常由绝对值较小的极限偏差担任。
– ① 间隙配合(clearance fit) – ② 过盈配合(interference fit) – ③ 过渡配合(transition fit) – ④ 配合公差(variation of fit)
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ① 间隙配合(clearance fit)：Dmin-dmax≥0；
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 结论：孔轴的尺寸公差相同，则配合公差 相同，但由于轴的极限尺寸或极限偏差不 同，导致配合性质完全不同。即，孔轴的 尺寸精度决定配合精度，孔轴的极限尺寸 或极限偏差决定配合性质。
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ④ 配合公差(variation of fit)：孔轴尺寸之差的 变动范围。
• 3.3 尺寸精度设计的基本原则和方法
– 3.3.1 配合制的选用 – 3.3.2 确定标准公差等级 – 3.3.3 配合的选用
• 3.4 一般公差(线性尺寸的未注公差)
3.1 有关尺寸精度设计的基本术语和定义
– GB/T 1800.1—1997
• 3.1.1 有关孔、轴的定义
• 3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• Xmax= Dmax-dmin = ES - ei (+) P26式3-4 • Xmin = Dmin-dmax = EI - es (+或0) P26式3-5 • Xav = ( Xmax + Xmin )/2 = (+) P26式3-6
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ② 过盈配合(interference fit)：Dmax-dmin≤0；
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 1) 配合(fit)：是指基本尺寸相同的，相互结 合的孔和轴公差带之间的关系。
•
孔：包容面 轴：被包容面
• 2) 间隙(clearance)：X=D-d＞0
• 3) 过盈(interference):Y=D-d＜0
3.1.3 有关配合的术语和定义
• 4) 配合类别：
• 3.1.3 有关配合的术语和定义
3.1.1 有关孔、轴的定义
• 1) 孔(hole)：圆柱形内表面或非圆柱形内表 wenku.baidu.com(如花键)。
• 2) 轴(shaft)：圆柱形外表面或非圆柱形外 表面(如方轴)。
– 从加工角度：切除工件余量后，尺寸→大，孔 类尺寸；尺寸→小，轴类尺寸；尺寸→大或小， 对称类尺寸。
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 1) 尺寸(size)：以特定单位表示线性尺寸值 的数值，如半径、长度、中心距等)。
• 2) 基本尺寸(basic size)：理论设计尺寸。 • 3) 实际尺寸(actual size)：加工后实际得到
的尺寸，通过测量获得。
– 由于误差的存在，一批零件的各零件实际尺寸 不同，即使是同一零件的不同位置、不同方向 的实际尺寸也不同。
– 最大值——上偏差(upper deviation)，用ES(孔)或es(轴) 表示；
– 最小值——下偏差(lower deviation)，用EI(孔)或ei(轴) 表示。
– 实际偏差：实际尺寸与基本尺寸的代数差。(actual deviation)用Ea或ea表示。
• 6) 尺寸公差：允许尺寸的变动范围，简称公差 (size tolerance)，用T表示。
• 基孔制配合(hole-basis system of fit)：
– 以孔为基准，孔的下偏差为基本偏差，且EI=0，代号为H，通过 改变轴的基本偏差来得到各种不同性质的配合。
• 基轴制配合(shaft-basis system of fit)：
– 以轴为基准，轴的上偏差为基本偏差，且es=0，代号为h，通过改 变孔的基本偏差来得到各种不同性质的配合。
• ※ 两种配合制平等等效，应用场合不同。
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列
– 标准公差确定公差带的大小，决定了零件的加 工精度和加工成本，同时又直接影响配合。
• 1) 标准公差等级 • 2) 标准公差因子i • 3) 基本尺寸分段
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列
• ① IT01-IT1：高精度等级，主要考虑测量误差，标准公差与尺寸呈线 性关系；
– IT01： 0.3+0.008D – IT0： 0.5+0.012D – IT1： 0.8+0.020D – 式中，D是表中每一尺寸分段中首尾两个尺寸的几何平均值，以
mm计。 • ② IT2-IT4：较高精度等级，插入法(IT1-IT5)； • ③ IT5-IT18：计算法 ITn=a•i。其中a是公差等级系数，是R5(7…)数
• Ymax = Dmin - dmax = EI - es ( - )
P27式3-8
• Ymin = Dmax - dmin = ES – ei (-或0) P27式3-7
• Yav = ( Ymax + Ymin )/2 = ( - )
P27式3-9
3.1.3 有关配合的术语和定义
– ③ 过渡配合(transition fit)：Dmin-dmax＜0 ﹠ Dmax-dmin＞0；
• 4) 极限尺寸(limits of size)：设计或加工规 定的尺寸最大、最小值。
3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
• 5) 尺寸偏差：某一尺寸与基本尺寸的代数差，简 称偏差(deviation)。
– 极限偏差：极限尺寸与基本尺寸的代数差。(limits of deviations)
• 式中： i以µm计；D是基本尺寸段的几何平均值，mm。
• 公式中的第一项主要反映工件的加工误差；第二项用于补偿与基本尺 寸成正比的误差，主要是由于测量时温度不稳定和偏离基准温度所引 起的测量误差，以及量规变形误差等。实际上当基本尺寸很小时，第 二项所占的比例很小，所以该式近似于立方抛物线关系式。
• 从以上三例可以看出： Tf=TD+Td ； • Tf反映了配合精度，属使用要求，即设计要求，我
们总是希望Tf 越小越好。 • TD和Td是孔轴的制造精度，即工艺要求，我们总是
希望TD和Td 越大越好。 • 这说明了公差的实质，即反映了机器零件使用与制
造要求的矛盾，即设计与工艺的矛盾。
3.2 尺寸的极限与配合国家标准简介
• 例2-3 现有一间隙配合，孔为25~25+0.021，轴为25-0.020 ~25-0.007 。求最大间隙、最小间隙、平均间隙和配合公差。
• 例2-4 现有一过渡配合，孔为25~25+0.021，轴为25+0.015 ~25+0.028 。求最大间隙、最大过盈、平均间隙或平均过盈 和配合公差。
第三章 尺寸精度设计
第三章 尺寸精度设计
• 3.1 有关尺寸精度设计的基本术语和定义
– 3.1.1 有关孔、轴的定义 – 3.1.2 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义 – 3.1.3 有关配合的术语和定义
• 3.2 尺寸的极限与配合国家标准简介
– 3.2.1 配合制(fit system) – 3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列 – 3.2.3 基本偏差系列
– 基本尺寸500mm—3150mm：i=0.004D+2.1
• 式中： i以µm计；D是基本尺寸段的几何平均值，mm。
• 对于大尺寸，相对而言，测量误差的影响较大，特别是温度的影响很 大，因温度变化引起的误差随基本尺寸的加大呈线性关系，所以对大 尺寸的标准公差因子(i)采用线性关系式计算。
3.2.2 标准公差(standard tolerance)系列