第一章 机械零件的精度

§1－1极限与配合
2、一般公差的图样表示方法
国标规定，一般公差应在图样标题栏附近或技术 要求、技术文件中注出标准号及公差等级代号。 标注GB／T 1804—m含义： GB／T 1804为标准号； m为公差等级代号。
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三、配合
配合是指相同的基本尺寸的孔与轴配合在一起，由于公差带之间的位置关系 产生不同的松紧连接。按松紧程度分为过盈配合、过渡配合和间隙配合三种。
（一）间隙配合 1、 间隙配合
孔的尺寸减去相配合轴的尺寸之差为正值，即具有间隙(包括最小间隙等于 零的配合)，称为间隙配合。此时孔的公差带在轴的公差带上方，如图所示。
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(1) 最大间隙是指在间隙配合或过渡配合中，孔的最大 极限尺寸与轴的最小极限尺寸之差；也等于孔的上偏差 减轴的下偏差，用Xmax表示。 Xmax＝Lmax－lmin＝ES－ei (2) 最小间隙是指在间隙配合中，孔的最小极限尺寸与 轴的最大极限尺寸之差；也等于孔的下偏差减去轴的上 偏差，用Xmin表示。 Xmin＝Lmin－lmax＝EI－es (3) 平均间隙就是中间位置。在数值上等于最大间隙与 最小间隙之和的一半，用Xa表示。 Xa＝（Xmax＋Xmin）/2 (4 ) 间隙配合公差是指最大间隙与最小间隙的差值，是 表示间隙允许变动的范围，用Tｆ表示。 Tｆ＝Xmax－Xmin 或 Tｆ＝Th＋Ts
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（二）、偏差
如基本尺寸为20，实际尺寸为20.03 尺寸偏差为20.03－20＝0.03 如果实际尺寸为19.98 尺寸偏差：实际尺寸或上、下极限尺寸与公称尺 寸之差值。 尺寸偏差为19.98－20＝－0.02
偏差值可正可负。
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上偏差：最大极限尺寸减去基本尺寸所得代数差。 Es ―表示孔的上偏差；ES＝Lmax－L es―表示轴的上偏差。es＝lmax－l 下偏差 ：最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。 Ei―表示孔的下偏差；EI＝Lmin－L ei―表示轴的下偏差；ei＝lmin－l
基本偏差值分为28种，分别用 字母表示。注意其中无I、L、O、 Q和W而增加CD、EF、FG、 JS、ZA、ZB、Ze等7个双字母。 基本的偏差系列的规律： 上半部为孔的公差带，用大 写字母表示，在H左边均以下偏 差为基本偏差；在P的右边均以 上偏差为基本偏差；JS、J、K、 M和N为特殊情况。 下半部为轴的公差带，用小 写字母表示，在h左边均以上偏 差为基本偏差；在K的右边均以 下偏差为基本偏差；js 和j 为特 殊情况。
§1－1极限与配合 2、间隙配合计算例题
例题：如某孔直径尺寸为 Ф 80，上极限偏差为0.030，下极限偏 差为0；与其配合的轴的直径尺寸为 Ф 80，上极限偏差为-0.030， 下极限偏差为-0.049；求最大最小间隙、平均间隙、配合公差分 别为多少？ 解：Lmax＝80＋0.030＝80.030 Lmin＝80＋0＝80 lmax＝80＋(－0.030)＝79.97 lmin＝80＋(－0.049)＝79.951 Xmax＝Lmax－lmin＝80.030－79.951＝＋0.079 Xmin＝Lmin－lmax＝80－79.97＝＋0.030 Xa＝（0.079＋0.030）/2＝0.054 5 Tｆ＝Xmax－Xmin＝0.079－0.030＝0.049 思考：用偏差值计算
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一、互换性与标准化 1、互换性
互换性概念
互换性是指制成的同一批零件中不需要作任何挑选或附 加加工就可以直接使用，组装成部件或整机，并能达到设计 要求。
互换性分类 完全互换性
完全互换性是指零部件在装配时不需要作任何选择或附 加加工。
不完全互换性
不完全互换性是指零部件在装配时允许进行附加加工、 选择和调整，以提高装配的精度和解决加工困难。
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2、互换性影响
互换性不仅保证了机械设备能正常的运转，减少维 护的时间，提高了生产率，而且降低了成本。 适用于大批量的生产，也是标准化生产的基础。互 换性是工业生产中的重要原则。 如果机械零件没有互换性，许多机器将因为其中某 个零件的失效，而不能得到及时的维护导致不能正 常工作。
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§1－1极限与配合 （1）标准公差等级
标准公差分为20个等级，用IT表示，分别为IT01，IT0, IT1， IT2 ……IT18。 公差等级从左向右为由高到低。 常用的精度为6～10级，01和0级精度在工业上很少应 用。 常用机械加工所能达到的精度等级见表2-2所示。 标准公差等级高，标准公差数值小；标准公差等级低， 标准公差数值大。 标准公差的数值，既与标准公差等级有关；又与基本尺 寸段有关。
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极限尺寸：孔或轴所允许的两 个界限值。 图示孔的上极限尺寸为 20.021mm，下极限尺寸为20。 Lmax，Lmin --表示孔的上 与下极限尺寸。 lmax，lmin，--表示轴的上 与下极限尺寸。 合格零件的实际尺寸应当在上 与下极限尺寸之间。 图示零件实际尺寸在20.021 与20之间的任何值都视为合格 尺寸。
所以非圆柱的内表面，只要是包容面就称之为孔。
§1－1极限与配合 2、轴
轴通常指工件圆柱形外表面，也包括非圆柱形外 表面。
特点：装配后轴是被包容面；加工过程中，零件 的实体材料变少，而轴的尺寸由大变小。
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3、尺寸
尺寸：以特定单位表示线性尺 寸的数值。以毫米为单位，不 必标注。 公称尺寸：图中Ø20为孔和轴 的公称尺寸，一般取整数或整 齐的小数，如20.5。 L--表示孔的公称尺寸； l-- 表示轴的公称尺寸。 实际尺寸：由测量工具实测工 件后得到的尺寸。 La--表示孔的实际尺寸； la--表示轴的实际尺寸。
§1－1极限与配合 （2）标准公差数值表
基本尺寸一定时，公差等级越高，其公差值越小；反之，公 差值越大。 公差等级一定时，随着基本尺寸增大，其公差值也应当相应 增大。 标准公差不仅与精度有关，还与基本尺寸有关。 基本尺寸进行分段，把常用的小于500mm的轴与孔分成13 段，分别给出标准公差值。 例题，查基本尺寸为80mm,精度为IT7的轴的标准公差值。 解：查表2-1，基本尺寸查大于50至80的一行，不能查 大于80至120一行，这一点查表时一定注意。然后找标准公 差等级IT7，表中横竖行的交接处为30，注意表中单位为微 米，因此公差值应当是0.030mm。
§1－1极限与配合 （3）公差等级的选用
公差等级高，零件的精度高，使用性能好，但加 工难度大，易产生不合格产品，生产成本高； 公差等级低，零件的精度低，使用性能差，但加 工容易，生产成本低。 因此要同时考虑零件的使用要求和加工经济性这 两个因素，合理选用公差等级。 公差等级的选用原则：满足零件使用要求的前提 下，尽可能选择较低的公差等级。 常用配合精度为IT5～IT13。
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尺寸公差带：零件尺寸相对 公称尺寸所允许的变动范围。 零线：表示尺寸的位置。 注意公称尺寸的零件为基准 线，零线上方的偏差为正； 零线下方的偏差为负。 上、下极限偏差之间的宽度 为公差值，画图时注意上下 比例，其长度大小可随意选 取，上极限偏差用右斜剖面 线表示，下极限偏差用左斜 剖面线表示。
下图是机器中最广泛采用的一种圆柱体结合形式。 孔和轴的形状非要是圆形的吗？ 为了使加工后的孔 与轴能满足互换性要求，必须在设计时采用极限与配 合标准。本次课程讲授孔和轴的定义与极限与配合术 语等相关内容？
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二、尺寸精度 （一）孔与轴的尺寸 1、孔
孔通常是指工件的圆柱形内表面。 特点：装配后孔是包容面或者加工过程中零件的实 体材料变小，而孔的尺寸由小变大。
§1－1极限与配合 2、公差带
公差带是由公差的大小和位置来决定的。大小由标准公 差来确定，位置由基本偏差来确定。目前国家规定的 《极限与配合》已经对标准公差和基本偏差标准化。今 天我们来学习标准公差系列。
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3、标准公差
标准公差是国标规定用以确定公差带大小的任一 公差。 标准公差用IT表示。 国标规定标准公差数值见19页表2-1。
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4、孔、轴公差带中另一极限偏差的确定
公称尺寸的上下极限偏差的确定除了已知基本偏差外， 还应从表1－1中查出标准公差。 上例中孔Ø45H8，孔Ø120J8和孔Ø180S8的标准公差 分别是0.039mm，0.054mm和0.063mm，而轴Ø45e7， 轴Ø120m7和轴Ø180h7的标准公差分别为 0.025mm,0.035mm 和0.046mm,按照计算公式可以分 别得出上述各基本尺寸的上下极限偏值。 当基本偏值是下偏差时，上极限偏差 ES(es)=EI(ei)+IT 当基本偏值是上偏差时，下极限偏差 EI(ei)=ES(es)-IT
§1－1极限与配合 3、标准化
标准 标准是从事设计、制造和检测工作的技术依据。 标准化 标准化是指制定、发布标准和贯彻执行技术标准为 主要内容的全部活动过程。 技术标准分类 基础标准、产品标准、方法标准和安全与维护保护 标准。 现行标准分类 国家标准、行业标准、地方标准和企业标准
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5、极限偏差的计算
孔Ø120H8；下极限偏差EI＝0；IT=0.054； 上极限偏差ES=0.054 孔Ø180S8；上极限偏差ES=－0.108；IT=0.063； 下极限偏差EI=－0.171 轴Ø45e7；上极限偏差es=－0.05；IT=0.025； 下极限偏差ei=－0.075 轴Ø120m7；下极限偏差ei=0.013；IT=0.035； 上偏差es=0.048 轴Ø180h7；上极限偏差es=0；IT=0.046； 下极限偏差ei=－0.046
第一章
机械零件的精度
机械零件的精度是机械类专业一门很重要的实用 课程。 包含极限与配合、形位公差、表面轮廓粗糙度及 技术测量和实训等四个方面内的内容。 需要掌握必要的理论知识，更需要有较强的动手 能力，能够准确地对机械零件进行技术测量。 学习时要注意理论联系，考核时实践测量能力占 有相当高的比重。
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实际偏差： 实际尺寸减去公称尺寸所 得的代数差。 图样中一般标注公称尺寸和上 下极限偏差。 练习：右图孔和轴的公称尺寸、 上下极限偏差、极限尺寸。 孔：公称尺寸20，上极限 偏差0.021，下极限偏差0。
轴：公称尺寸20，上极限 偏差-0.007，下极限偏差0.020。
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3、基本偏差表
孔Ø45H8，孔Ø120H8和孔Ø180S8的基本偏差查表2-4: 分别为0，0和－108，数值应为0，0和－0.108mm。
轴Ø45e7，轴Ø120 m7和轴180h7的基本偏差查表2-3:
分别为－50，＋13和0，具体数值是－0.05mm， 0.013mm和0。 查表时注意公称尺寸数值在表中的位置，如Ø120，应 当取＞100～120中的值，而不能取＞120～140的值。
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（五）、未注公差尺寸的适用范围
线性尺寸 例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距 离、倒圆半径和倒角高度。 1、一般公差的公差等级和极限偏差数值 一般公差分为精密f、中等m、粗糙c、最粗v四个等级。 线性尺寸 表1－15给出了线性尺寸的上、下极限偏差数值； 例如公差等级为m，尺寸为100 mm 查得其极限偏差为±0.3 mm
（三）、公差 1、 尺寸公差
尺寸公差：上极限尺寸与下极限尺寸之差，也是上极限偏差与下极限偏差之差。 是工件尺寸允许的变动范围。 Th―表示孔的公差；Th＝Lmax－Lmin＝ES－EI Ts―表示轴的公差；Ts＝lmax－lmin＝es－ei 练习计算右图孔和轴的尺寸公差 孔的公差0.021；轴的公差0.013
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（四）、基本偏差 1、基本偏差
基本偏差决定标准公差在公差带的位置。
§1－1极限与配合
靠近公称尺寸零线的偏差为基本偏差。 公差带在零线上方，基本偏差是下极限偏差；反之基本偏差为 上极限偏差。 基本偏差即是靠近零线的上极限偏限差或下极限偏差。
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2、基本偏差代号