互换性与测量技术基础-第2章-尺寸公差

EI = 0 es = 0
14
D(d)
D(d)
基孔制： + 0 -
基轴制： + 0 -
Td TD
Td
TD Td
TD
零线 EI=0
零线 es=0
15
（习题2-2）： 已知：D（d）＝Φ25，Xmax＝＋0.013， Ymax＝－0.021，Td＝0.013，因结构需要采用基轴制（h）。 求：ES、EI、es、ei、Tf ，并画出尺寸公差带图。
4. 配合公差:允许间隙或过盈的变动量
Tf Xmax (Ymin ) Xmin (Ymax ) TD Td
决定了配合质量
13
5. 配合制（基准制）
为了设计和制造上的方便， 把其中孔或轴的公差带位 置固定下来改变另一配合 件的公差带位置，形成所 需要的配合叫基准制
基孔制配合
基轴制配合
机械精度设计多媒体系列CAI课件
互换性与测量技术基础课程电子教案
1
第2章 尺寸精度设计 机械精度设计
尺寸精度
几何精度
（形状、方向、位置和跳动公差）
表面粗糙度
2
第2章 尺寸精度设计
2.1 概述
一. 孔、轴结合的使用要求 1.用作相对运动副 这类结合必须保证有一定的间隙(如导轨与滑块) 。
2.用作固定连接 这类结合必须保证有一定的过盈(如涡轮轮缘与轮毂结合) 。
之间的关系，用公差带相互的位置关系来体现
2.间隙和过盈
(孔的尺寸)-(轴的尺寸) ≥0 ≤0
间隙X 过盈Y
间隙:
最大间隙: Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最小间隙: Xmin=Dmin-dmax=EI-es 平均间隙: Xav=1/2•(Xmax+Xmin)
过盈:
最大过盈: Ymax=Dmin-dmax=EI-es 最小过盈: Ymin=Dmax-dmin=ES-ei 平均过盈: Yav=1/2•(Ymax+Ymin)
16
2.2 标准公差系列和基本偏差系列
Φ16 H7 g6
Td Td
TD
公差带大小标准化
Td
公差带位置标准化
17
公称尺寸
一. 标准公差系列——公差带大小的标准化
公称尺寸
公称尺寸
IT01~IT18 20个等级(500)
3150 18个等级(500-3150)
18
二. 基本偏差系列——公差带位置的标准化
JS(js) ITn 1 2
孔
公 称 尺 寸
公
称
尺
寸
轴
22
(4) J(j)－近似对称， 将要由JS(js)代替 对 J 仅保留 J6、J7、J8 (3个公差带), 对 j 仅保留j5、j6、j7、j8（4个公差带）。
孔
公 称 尺 寸
公
称
尺
寸
轴
23
(5) 除JS， js，K，k，M，N外基本偏差原则上与标准公差无关
2.3 配合的选用
尺寸精度设计内容
Φ16 H7 g6
配合制
公差等级
基孔制H 基轴制h
配合类 别和种
类
未注尺寸公差
35
2.3 配合的选用
一. 总装图和零件图上的标注
16 H 7 g6
孔的基本偏差代号 7,6 代表公差等级 轴的基本偏差代号
表示了孔轴的配合关系
解决问题:
孔、轴公差等级 孔、轴的基本偏差代号
30 T 7
的配h合6公差并画出尺寸公差带图
（习题9）：试查标准公差和基本偏差表确定下列孔、轴公差带
代号。
1轴40 0.033 ;
0.017
2轴18 0.046 ；
0.028
3孔65 0.03； 4孔240 0.285 ；
0.06
0.170
34
密丝杠径等。
配合性质能达到较高的均匀性，如：与E级滚动轴承相配合的孔、轴径；与
6级
齿轮、蜗轮、联轴器、带轮、凸轮等连接的轴颈，机床丝杠轴径；摇臂钻立 柱；机床夹具中导向件的外径尺寸；6级精度齿轮的基准孔，7、8级齿轮基
准轴颈。
7级精度比6级稍低，应用条件与6级基本相似，在一般机械制造中应用较为
7级 普遍。如联轴器、带轮、凸轮等孔颈；机床夹盘座孔；夹具中固定钻套，可
36
二. 选用: 1. 标准公差等级选用
原则: 满足使用要求,考虑工艺的 可能性尽量选精度低的等级
选用:
D500mm时,IT8,孔轴差1级 个别8级同级，见表2-12
6,7,8(孔) 5,6,7(轴)
D>500或IT>8
37
2. 配合制选用 优先选用基孔制；
特殊情况选用基轴制；
活塞 活塞销
连杆
38
优先选用基孔制； 特殊情况选用基轴制； 与标准件配合,以标准件为基准件； 允许采用任一孔、轴公差 带组成配合；
39
3. 配合类别选用： 类别:间隙、过渡、过盈
配合表面有无相对运动
有： 间隙配合
无：
间隙配合 过盈配合
过渡配合
是否传递扭矩MK
是： 过盈
否： 过渡 间隙
能否拆卸：
能 间隙 过渡
经常拆卸
精 车 精 镗 IT7 IT9 金 属 型 铸 造 IT14 IT15
铰孔
IT6 IT10
锻造
IT15 IT16
铣
IT8 IT11
气割
IT15 IT18
28
表2-11 标准公差等级的应用
公差等级范围
应用
IT01 IT1
块规
IT1 IT7
量规
IT2 IT5
特别精密零件
50
Η8 e7


0.039 0

00..005705
。试用不查表法确定其配合公差、IT5、IT6、IT7、IT8的标准公差
和 Φ50e5、Φ50E8极限偏差。
30
N
7

00..000278
30t6

00..005441
（习题8）：已知 30 Η 7 ， 。试用不查表法计算 n与6
IT5 IT12
配合尺寸
IT8 IT14
原材料
IT12 IT18
非配合尺寸
29
表2-14 配合尺寸5至12级的应用
公差等级
应用说明
主要用在配合公差，形状公差要求甚小的场合，配合性质稳定，一般在机床、
5级
发动机、仪表等重要部位应用。如：与D级滚动轴承配合的箱体孔；与E级滚 动轴承配合的机床主轴，机床尾架与套筒，精密机械及高速机械中轴颈，精
较松过盈：不经常拆卸
4.配合种类选用
“种类”:确定基准制后,根据使用要求,确定与基准件配合的 孔或轴的基本偏差代号.
40
根据:
使用要求：同心度（相对运动）和传递扭矩 工作条件：冲击和温度 经济性：
（1） 优先选用优先配合－－常用配合
（2） 还可以从优先、常用、一般用途的公差表中选择孔、轴公差带 组成所要求的配合 （3） 选择任一孔、轴公差带组成满足特殊要求的公差带
25
3. 孔、轴的基本偏差
（1）孔、轴的基本偏差数值－－同一字母的孔轴（查表3.4，3.5） EI = -es ES = -ei
t9
F7
ei
+ H7
EI H9
0
-
es h6 f6
h9 T9 ES
26
（2）特殊情况：

H7 p6
和
P7 h6

ES = -ei +Δ
Δ=ITn-IT(n-1)
3.用作定位可拆连接 这类结合必须保证间隙不大，过盈也不能大(减速器齿轮与轴)。3
二. 基本术语和定义 1.孔、轴定义
内表面
4
外表面
公称尺寸（D，d）— 基本尺寸 2. 尺寸 提取组成要素的局部尺寸（Da，da） —实际尺寸
极限尺寸（上极限尺寸和下极限尺寸）-最大（小）极限尺寸
5
3. 偏差: 允许偏离公称尺寸的多少
图3.18 孔的公差带(GB/1801—1999)
42
轴的基本偏差和公差等级可组成543种轴的公差带。
一般公差带 （116）
常用公差带 （59）
优先公差带 （13）
图3.19 轴的公差带（GB/T1801--2009）
43
尽量选用常用、优先的标准的配合。
44
45
三. 线性尺寸未注公差的标注 GB/T 1804-2000(P258)
孔
公 称 尺 寸
公
称
尺
轴
寸
20
2. 基本偏差规律： (1) 对孔(轴)：A－H为EI ; a－h为es
J－ZC为ES ; j－zc为ei (2) 对 H(h)：H 为 EI = 0 (h 为 es=0)
孔
公 称 尺 寸
公
称
尺
寸
轴
21
(3) JS(js)－对称 JS( js) IT 2
若n为7～11级，ITn值为奇数时
换钻套；7、8齿轮基准孔，9、10级齿轮基准轴。
8级
在机器制造中属于中等精度。如：轴承座衬套沿宽度方向尺寸，912级齿轮 基准孔；1112级齿轮基准轴
910级
主要用于机械制造中轴套外径与孔；操纵件与轴；空轴带轮与轴；单键与花 键
1112
配合精度很低，装配后可能产生很大间隙，适用于基本上没有什么配合要求 的场合。如：机床上法兰盘与止口；滑快与滑移齿轮；加工中工序间尺寸；
上偏差ES查 表2-5
p6 H7
h6 P7
公称尺寸D>3mm，标准公差等级IT8的K、M、N 标准公差等级IT7的P到ZC
公称尺寸D>3500mm，标准公差等级>IT8的N的基本偏差ES=0
27
常用加工方法可以达到的标准公差等级范围
加工方法 研磨
衍磨
公差等级 范围
IT01 IT5
加工方法 刨、插
8
公称尺寸
6. 公差带图
+ 0 -
TD
孔
零线
Td
轴
9
(习题2-1）: 已知D(d)=Φ25， Dmax=Φ25.021， Dmin=Φ25， dmax=Φ24.980， dmin=Φ24.967。求孔、轴的极限偏差和公差， 画出尺寸公差带图。
10
三.配合 1.定义: (1)D= d , 公称尺寸相同 (2)相互结合的孔、轴
公 称 尺 寸
公 称 尺 寸
基本偏差是确定公差带位置的唯一参数
24
基本偏差特点 （1）基本偏差是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差；
（2）孔和轴的基本偏差不同（上偏差或下偏差） （3）基孔制和基轴制的基本偏差是代号分别为H和h; （4）各种基本偏差形成配合的特性 1）A—H与h和a—h与H各形成11种间隙配合。 2）JS、J—N与h和js、j—n与H 各形成5种过渡配合。 3）P—ZC与h和p—zc与H各形成12种过盈配合。
偏差=（某一尺寸）-（公称尺寸）
极限偏差
上偏差 下偏差
实际偏差
Ea=Da-D ea=da- d
4. 公差:允许尺寸的变动范围 TD Dmax Dmin ES EI 0
Td dmax dmin es ei 0
5. 极限偏差的标注:
2500.021

25
0.020 0.033
IT4 IT7 滚 压、挤 压
公差等级 范围
IT10 IT11
IT10 IT11
金刚石车
金刚石镗 圆磨 平磨 拉削
IT5 IT7
IT5 IT7 IT5 IT8 IT5 IT8 IT5 IT8
粗车
粗镗 钻削 冲压 砂型铸造
IT10 IT12
IT10 IT12 IT10 IT13 IT10 IT14 IT14 IT15
ES(es)
T尺寸

EI(ei)
0

ES(es)
T尺寸
EI(ei)
公称尺寸
规律一：公差带在零线上面，其基本偏差为下偏差。 规律二：公差带在零线下面，其基本偏差为上偏差。
19
1. 基本偏差代号： 数量28个(孔、轴)
26个字母去掉I,L,O,Q,W(i,l,o,q,w)－5个 填上:CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC (cd,ef,fg,js,za,zb,zc)—7个
级 冲压加工的配合件；机床制造中的扳手孔与扳手座的连接
30
31
32
（例3） :求孔Φ300M6的上、下偏差。 （例 4）: 求孔Φ60J7的上、下偏差，并画尺寸公差带图。
（例5）: 求Φ20
轴的公差带。
33
（习题7）：已知
50
Η6 r5


0.016
0，

00..003445
25 0.021
6
例题
C1
数量：30
பைடு நூலகம்6
0 0.018
40
实际尺寸 15.980 15.985 15.990 15.995 16.000 16.005
实际 尺寸 数量
数量
1
5 11 9
3
1 30
实际偏差 -0.020 -0.015 -0.010 -0.005
0
+0.005
7
公 称 尺 寸
计算法：如滑动轴承的间隙配合 方法： 试验法：重要的，关键性配合，成本高；机车车轴与轮轴
类比法：生产验证的，类似的机械、机构和零部件为样板
41
（2）尽量选用一般、常用、优先的标准的公差带 孔的基本偏差和公差等级可组成543种孔的公差带。
一般的公 差带（105）
常用公差 带（44）
优先公 差带
（13）
11
3.配合类别: （1）间隙配合-- 特点：孔总在轴之上
+
Xmax
0
-
TD
TD
零线
Xmin
Td
X0
Td
公称尺寸
（2）过盈配合-- 特点：孔总在轴之下
Td
+
Ymax
0
-
Ymin
Td
零线
TD
Y0
TD
12
公称尺寸
（3）过渡配合: 特点：孔和轴交叠
Xmax + 0 -
TD Td
Ymax 零线
公称尺寸