第2章 线性尺寸精度设计

2.1 尺寸精度的术语定义
2.1.1 轴和孔定义
轴——通常是指圆柱形外表面；也包括非圆柱形外表面。 孔——通常是指圆柱形内表面；也包括非圆柱形内表面。
目的：扩大标准应用范围。
L
一般长度尺寸
2.1 尺寸精度的术语定义
2.1.1 有关尺寸的术语及定义 用特定单位表示长度值或角度值的数值称为尺寸。 包括线性尺寸和角度尺寸, 1、公称尺寸 (D、d):是指设计确定的尺寸 。 2、极限尺寸：是指允许尺寸变化的两个界限值。
+ 0
_
smax
smin
sa
φ20
es ei ea
合格零件形成的 配合一定合用。
2.1 尺寸精度的术语定义
合格零件形成的 配合一定合用。 但不合格的
ES
+ 0 smax smin
_
Ea sa
φ20
零件组成的配合
不一定不合用。
es
ei ea
该轴没有互换性！
2.1 尺寸精度的术语定义
[例 ] 若已知某配合的公称尺寸为 φ60mm，配合公差为 T f=0.049mm ， 最 大 间 隙 S max=0.019mm ， 孔 的 公 差 T D=0.030mm ，轴的下偏差 ei=+0.011mm ，试计算此配合 的孔、轴的极限尺寸、极限偏差、极限间隙（或过盈）和 配合公差，并画出尺寸公差带图，说明配合类别。 解：分析此类题目需已知四个基本条件，才能求出 其他参数。 +0.030 Td = Tf -TD = 0.019mm +0.030 Td TD Smin= Smax-Tf = -0.030mm +0.011 0 （即δmax） es = Td + ei = 0.030mm 过渡配合 ES= Smax + ei = 0.030mm EI=ES-TD = 0
同一尺寸段用几何平均值计算D
2.2 极限与配合标准化
例：计算公称尺寸80—120，IT8的标准公差。
解： 80－120尺寸段,其几何平均值为
D=
3
80 120
=97.98
i 0.45 D 0.001D 0.45 97.98 0.001 97.98 2.173m
3
对IT8，公差等级系数a=25，则
2.2 极限与配合标准化
3．标准公差数值的计算 IT5～IT18 标准公差计算公式：IT = a· i a ——公差等级系数（反映精度的高低） i ——标准公差因子（公差单位）
公差等级 IT01 IT0 IT1 公式 0.3+0.08D 0.5+0.12D 0.8+0.2D
（IT1）(IT5/IT1)1/4
2.1 尺寸精度的术语定义
2、尺寸公差：允许尺寸的变动量。
孔 TD = Dmax－Dmin ＝ ES－EI
轴
Td = dmax－dmin ＝ es－ei
尺寸公差表示尺寸允许的变动范围，是允许的 尺寸误差的大小，它体现设计对尺寸加工精度要求 的高低。对相同的尺寸，公差值越小，要求的加工 精度就越高。但尺寸不同时，不可以用公差值比较
_
ES
+ 0
_
TD
EI
Td
TD
es
ES=ei
EI
φ20
φ20
2.1 尺寸精度的术语定义
(3) 过渡配合——可能具有间隙或过盈的配合 特点：孔公差带与轴公差带有重叠 δav es
ES δmax + 0
_
Sav
ES
φ30
TD
ei
smax
Td
+ 0
_
TD
Td
es ei
φ30
smax = Dmax－dmin = ES－ei δmax = Dmin－dmax = EI－es δav ( sav ) = (smax +δmax )/2
6、轴孔结合的合格与合用 零件的实际尺寸在极限尺寸之间、或实际偏差在 极限偏差之间为合格品，即 ES 对于孔：Dmin ≤ Da≤Dmax Ea 或EI ≤ Ea ≤ ES 对于轴：dmin ≤ da≤dmax 或ei ≤ ea ≤ es 轴孔配合的实际间隙 （过盈）在极限间隙（过 盈）之间为合用品。
例如 ： H9/f9
H6/r5 H7/f6
F9/h9 R6/h5 F7/h6
轴的基本偏差系列
es 0 ei ei es 0 ei ei
es 0 ei js j
ei
a~h: 为上偏差es j~zc: 为下偏差ei h: es=0 js:偏差对称于零线
2.2 极限与配合标准化
孔
轴
2.2 极限与配合标准化
2、基本偏差数值
⑴ 轴的基本偏差数值的确定 轴的基本偏差的数值见附表2－2
注意
在公差带图上，必须注 由上下极限偏差所表示的区域称为公差带。 上公称尺寸和偏差值！
TD
TD
Td
Td
2.1 尺寸精度的术语定义
2.1.3 有关配合的术语及定义 1、配合——是指公称尺寸相同，相互结合的孔和轴 公差带之间的关系。
Td
公称尺寸
+ 0 -
TD Td
TD
TD
Td
2、间隙或过盈——是指孔的尺寸减去相配合轴的尺 寸所得的代数差。 ） Da－da = + 间隙 （s － 过盈 （ ）
0.025 轴Φ50 0.050 Td=es-ei=-0.025+0.050=0.025mm
Φ50f7 Φ150f6
轴Φ150
0.043 0.068
Td=es-ei=-0.043+0.068=0.025mm
2.1 尺寸精度的术语定义
TD
T
Td
2.1 尺寸精度的术语定义
3、公差带及公差带图
IT8=ai=25×2.173=54μm
标准公差
2.2 极限与配合标准化
2.2.2、基本偏差 基本偏差——国家标准规定的用以确定公差带
相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般是指 靠近零线 的那个极限偏差。 1．基本偏差的代号 孔、轴基本偏差各有28 种，用英文字母表示。孔 用大写字母 ，轴用小写字母 。 去掉：I, L, O, Q, W 孔：A、B…Z CD, EF, FG, JS, ZA, ZB, ZC
第2章 线性尺寸精度Hale Waihona Puke Baidu计
主要内容
一、尺寸精度的术语定义 二、极限与配合的标准化 三、线性尺寸精度设计
2.1 尺寸精度的术语定义
在机器中，存在大量 轴与孔的配合，为了 保证配合质量，必须 对轴孔规定相应的尺 寸精度。为了满足互 换性要求必须对尺寸 精度进行规范。
2.1 尺寸精度的术语定义
本章介绍的尺寸精度知识主要依据以下标准：
GPS 极限与配合 第1部分：公差、偏差和配合的基础 GB/T 1800.1-2009
代替 GB/T 1800.1-1997 GB/T 1800.2-1998 GB/T 1800.3-1998
GPS 极限与配合 第2部分：标准公差等级和孔、轴的极限偏差表 GB/T1800.2-2009
代替GB/T 1800.4-1999 数值没有变化。
2.2 极限与配合标准化
为了实现互换性，轴、孔公差带必须标准化。因 此国家标准规定了一系列标准的公差数值和标准的极 限偏差数值，用以确定轴孔的极限偏差即公差带。 公差带的大小 尺寸公差带的两个要素 公差带的位置

极限配合标准 标准公差
国家标准所规定的用来
确定公差带大小的公差值
基本偏差
国家标准所规定的用来
2.1 尺寸精度的术语定义
4、配合公差(Tf )——允许间隙或过盈的变动量。
间隙配合：Tf = smax－ smin
过盈配合：Tf = δmin－δmax 过渡配合：Tf = smax－ δmax
ES
+ 0 smax
_
Tf =TD+Td
TD
φ20
Td
es ei
配合公差反 映配合精度
smin
2.1 尺寸精度的术语定义
2.1 尺寸精度的术语定义
2.1.2、有关偏差公差和公差带的术语及定义 1、尺寸偏差 某一尺寸－公称尺寸 ＝ 极限偏差: 极限尺寸与公称尺寸之差。 孔上极限偏差 ES = Dmax－D
下极限偏差 EI = Dmin－D

＋ 0 －
轴上极限偏差
下极限偏差
es = dmax－d
ei = dmin－d
实际偏差： 实际尺寸与公称尺寸之差。 Ea = Da－D 合格条件： ES≥Ea≥EI ea = da－D es≤ea≥ei
这些数值是由经验公式计算出（j的基本偏 差位经验经验数），这些经验公式是以基孔为依 据，根据设计要求、生产实践和科学实验，经统 计分析得到的。例如
f 的计算公式： k 的计算公式：
5.5d
0.41
0.6 d
3
2.2 极限与配合标准化
⑵ 孔的基本偏差数值的确定
孔的基本偏差的数值见附表2－3 孔的基本偏差由同名轴的基本偏差 换算而得。 换算的前提是：基孔制配合与 同名的基轴制配 合 的配合性质必须相同。
（IT1）(IT5/IT1)1/2 （IT1）(IT5/IT1)3/4
公差等级 IT6 IT7 IT8
公式 10i 16i 25i
公差等级 IT13 IT14 IT15
公式 250i 400i 640i
IT2
IT3 IT4 IT5
IT9
IT10 IT11 IT12
40i
64i 100i 160i
IT16
smin=0
φ20
Td
es
+ 0
_
TD
ES
Td
φ20
ei
ei
2.1 尺寸精度的术语定义
⑵ 过盈配合——指保证具有过盈的配合。 特点：孔公差带在轴公差带的下方(任意的轴
孔装配均有过盈）
Td
δmin δmax
es
ei
δav
δmax = Dmin－dmax = EI－es δmin = Dmax－dmin = ES－ei δav = (δmax+ δmin)/2 δmin=0 + 0
轴：a、b…z
增加：
去掉：i, l, o, q, w 增加：cd, ef, fg, js, za, zb, zc
2.2 极限与配合标准化
孔的基本偏差系列
A~H : 为下偏差EI J~ZC :为上偏差ES H: EI=0 JS:偏差对称于零线
ES 0 EI JS J
ES
2.2 极限与配合标准化
确定公差带位置的偏差值
2.2 极限与配合标准化
＋ 0 －
标准 公差


基本偏差EI
标准 公差
基本偏差es
基本偏差一 般为靠近零 线或位于零 线的那个极 限偏差。
2.2 极限与配合标准化
2.2.1 标准公差
大于
标准公差为国家标准所规定的任一公差。所有标准 公差的集合就是标准公差系列。
公差等级
D=18mm,

2.1 尺寸精度的术语定义
3．配合的种类 ⑴ 间隙配合——指保证具有间隙的配合。 特点：孔公差带在轴公差带的上方(任意的轴孔装
配均有间隙） smax = Dmax－dmin = ES－ei
ES
+ 0
smax
_
TD
smin sav
smin = Dmin－dmax = EI－es sav = (smax+ smin)/2
IT8=? 27μm
公称尺寸
标准公差数值
2.2 极限与配合标准化
1、标准公差等级及其代号 国家标准规定的公差等级共20个，代号为： IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18 低 高 目的: 是满足不同行业、不同精度的产品要求。 2．公称尺寸分段 零件的尺寸越大，产生的 加工误差也越大（加工方法相 同），因此相应的尺寸公差数值 应越大。为统一和简化标准公差 数值表格，应对公称尺寸分段。 原则：先密后疏。
φ60
2.1 尺寸精度的术语定义
若一对实际孔、轴的实 际偏差分别为： Ea=+0.010mm, ea=+0.005mm， 则孔的尺寸是合格的。 又因 ea＜ ei 故轴的尺寸不合格。
+0.030 0
φ60
TD
Td
+0.030 +0.011
该对孔、轴装配后的实际间隙为 Sa = Ea - ea ＝ +0.005mm 故该结合是合用的。由此可见，虽然轴的尺寸不合格， 但它仍可能与某些孔形成合用的结合。但是该轴无互 换性，它不能与任一合格的孔形成合用的结合
IT17 IT18
1000i
1600i 2500i
7i
2.2 极限与配合标准化
标准公差因子i是计算标准公差的基本单位，它 是 通过对 不同尺寸的零件加工后产生的加工误差 的统 计分析发现的。
D≤500mm时
D＞500mm时
车削
磨削
i 0.45 D 0.001D ( m )
3
i 0.004 D 2.1 ( m )
（代号：孔 Dmax 、 Dmin
0.025 500
轴 dmax 、dmin ）
0.025 50 0.041
Dmax=50.025 Dmin =50
dmax=49.975 dmin =49.959
2.1 尺寸精度的术语定义
3、实际尺寸（Da、da ）：加工后通过测量获得的尺。
每一个测得尺寸都可以称为实际尺寸。不同的测量器具、 不同的环境、不同的操作人员所测得的尺寸 并不相同 。同一 表面的不同位置上的实际尺寸往往也是不相等的。 两点法测量得到的实际尺寸称为局部实际尺寸。