公差及配合分析
第一章光滑圆柱形结合的极限与配合
一.有关“尺寸”的术语及定义
1、尺寸:尺寸:用表示长度的数字。表示长度的数字。
2、基本尺寸
基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确定后,再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。再按标准选取的标注在设计图上的尺寸。
3、实际尺寸
实际尺寸是通过测量所得的尺寸。实际尺寸是通过测量所得的尺寸。
4、极限尺寸
极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。其中:其中:较大的一个称为最大极限尺寸
较小的一个称为最小极限尺寸
二. 有关“偏差、公差、”的术语和定义
1、尺寸偏差
尺寸偏差=尺寸偏差=某一尺寸-某一尺寸-基本尺寸
偏差包括:偏差包括:
实际偏差=实际偏差=实际尺寸-实际尺寸-基本尺寸
上偏差=最大极限尺寸—基本尺寸
ES(孔)、es(轴)
下偏差= 最小极限尺寸—基本尺寸
EI(孔)、ei(轴)
2、尺寸公差(尺寸公差(公差)公差)
尺寸公差是指尺寸允许的变动量。尺寸公差是指尺寸允许的变动量。
公差= 最大极限尺寸—最小极限尺寸
= 上偏差—下偏差
例:一根轴的直径为Φ50±0.008
基本尺寸:基本尺寸:Φ50
最大极限尺寸:最大极限尺寸:Φ50.008
最小极限尺寸:最小极限尺寸:Φ49.992
上偏差= 50.008 -50 =+ 0.008
下偏差= 49.992 –50 = -0.008
公差= 50.008-49.992 = 0.016
或= 0.008-(-0.008) =0.016
国标对孔轴各规定了28种
公差位置,用字母表示,大写字母为孔的基本偏差,小写字母为轴的基本偏差。如图
基孔制配合与基轴制配合
2、配合类型:配合类型:间隙配合
过渡配合
过盈配合
间隙配合:间隙配合:当孔的公差带在轴的公差带之过盈配合:过盈配合:
过渡配合:过渡配合:上,形成具有间隙的配合(形成具有间隙的配合(包括最小间隙等于零的配合)。括最小间隙等于零的配合)。当孔的公差带在轴的公差带之下,形成具有过盈的配合(形成具有过盈的配合(包括最小过盈等于零的配合)。括最小过盈等于零的配合)。当孔与轴的公差带相互交叠,当孔与轴的公差带相互交叠,
既可能形成间隙配合,既可能形成间隙配合,也可能
形成过盈配合。形成过盈配合。
3、配合公差
允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。间隙配合:间隙配合:配合公差=配合公差=最大间隙—最小间隙过盈配合:过盈配合:配合公差=最大过盈—最小过盈过渡配合:过渡配合:配合公差=最大间隙—最大过盈配合公差=配合公差=轴公差+轴公差+孔公差
四、标准公差系列与基本偏差系列
1. 标准公差:国标规定用以确定公差带大小的任一公差。任一公差。表2-1
2、公差等级
标准公差共分20标准公差共分20级20级:
IT01、IT01、IT0、IT0、IT1、IT1、IT2、IT2、…到IT18。IT18。IT—标准公差。标准公差。
IT7表示标准公差IT7表示标准公差7表示标准公差7级。
从IT01至IT01至IT18,IT18,公差等级依次降低,公差等级依次降低,的标准公差数值依次增大。的标准公差数值依次增大。相应
3.
基本偏差系列
(1)轴的基本偏差
有了基本偏差和标准公差,有了基本偏差和标准公差,就不难求出轴的另一个偏差(另一个偏差(上偏差或下偏差):上偏差或下偏差):
es= = eiei+ IT
ei= es= es–IT
(2)孔的基本偏差
当基本尺寸≤当基本尺寸≤500mm时,孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算得来的。是从轴的基本偏差换算得来的。孔与轴基本偏差换算的前提是:孔与轴基本偏差换算的前提是:
“基本偏差代号相当时,基本偏差代号相当时,应保持配合相同”。
五、公差与配合的基准制与公差等级
1. 基准制的选用:
一般情况下,一般情况下,应优先选用基孔制。应优先选用基孔制。
2. 公差与配合的选用
选择公差与配合的主要内容有:
1)确定基准制;确定基准制;
2)确定公差等级;确定公差等级;
3)确定配合种类。确定配合种类。
选择公差与配合的原则是在保证机械产品基本性能的前提下,品基本性能的前提下,充分考虑制造的可行性,行性,并应使制造成本最低。并应使制造成本最低。
3. 公差等级的选用
选用的原则如下:选用的原则如下:
(1)对于基本尺寸≤对于基本尺寸≤500mm的轴孔500mm的轴孔配合的轴孔配合,配合,当标准公差≤IT8时IT8时,国家标准推荐孔比轴低一级相配合;但当标准公差>当标准公差>IT8级或基本尺寸IT8级或基本尺寸>级或基本尺寸>500mm的配合,的配合,推荐采用同级孔、推荐采用同级孔、轴配合。轴配合。
(2)选择公差等级,选择公差等级,既要满足设计要求,既要满足设计要求,又要考虑加工的可能性与经济性。虑加工的可能性与经济性。
1)IT01、IT0、IT1级公差一般用于高精度量块和其它精密标准量块的尺寸。它精密标准量块的尺寸。
2)IT2~IT5级公差用于特别精密的零件尺寸。级公差用于特别精密的零件尺寸。
3)IT5(孔到IT6)级公差用于高精度和重要表面的配合尺寸;配合尺寸;
4)IT6(IT6(孔到IT7孔到IT7)IT7)级公差用于零件较精密的配合尺寸;
5)IT7~IT8级用于一般精度要求的配合尺寸IT7~IT8级用于一般精度要求的配合尺寸;级用于一般精度要求的配合尺寸;
6)IT9~IT10级常用于一般要求的配合尺寸IT9~IT10级常用于一般要求的配合尺寸,级常用于一般要求的配合尺寸,或精度要求较高的与键配合的槽宽尺寸。要求较高的与键配合的槽宽尺寸。
7)IT11~IT12级公差用于不重要的配合尺寸IT11~IT12级公差用于不重要的配合尺寸。级公差用于不重要的配合尺寸。
8)IT12~IT18级公差用于未注公差的尺寸IT12~IT18级公差用于未注公差的尺寸。级公差用于未注公差的尺寸。
第二章、第二章
、形状公差与位置公差一、几何要素及分类几何要素及分类::
理想要素-被测要素--实际要素理想要素-实际要素被测要素轮廓要素-轮廓要素-中心要素单一要素-单一要素-关联要素
二、形位公差的特征项目及其图样标注形位公差的特征项目及其图样标注
1、GB/T1182—96规定,14种形位公差特征项目,
3、形位公差代号的识读
(1)识读形状公差代号标注的步骤如下:标注的步骤如下:
a.读被测要素。读被测要素。
b.读形状公差项目。读形状公差项目。c.读形状公差数值。读形状公差数值。
(2) 识读位置公差代号标注的步骤如下:标注的步骤如下:a.读被测要素。读被测要素。
b.读位置公差项目。读位置公差项目。c.读位置公差数值。读位置公差数值。d.读基准要素。读基准要素。
三、形状公差与误差
形状公差:允许单一实际被测要素对其理想要素的变动量,可用形状公差带表示。可用形状公差带表示。
形状公差带:限制单一实际被测要素变动的区域。形状公差带有形状、形状、大小、大小、方向、方向、位置四个特征。四个特征。
实际被测要素在形状公差带内可以有任何形状。实际被测要素在形状公差带内可以有任何形状。形状公差带的形状有圆、圆柱面、圆柱面、球面、球面、两等距曲线(两等距曲线(平行直线、行直线、同心圆)、同心圆)、两等距曲面)、两等距曲面(两等距曲面(平行平面、平行平面、同轴圆柱面),设计和制造、设计和制造、检验人员要根据零件的功能要求,检验人员要根据零件的功能要求,正确理解零件的公差带形状。正确理解零件的公差带形状。
形状公差带的方向和位置一般是浮动的。一般是浮动的。即可随实际被测要素的方向和位置的变动而变动,际被测要素的方向和位置的变动而变动,一般指公差带的宽度方向.宽度方向.
形状公差大小用公差带的宽度或直径表示。形状公差大小用公差带的宽度或直径表示。
1. 直线度公差
1)在给定平面内的直线度公差带
给定平面内的直线度公差带
1. 直线度公差
2)在给定一个方向上的直线度公差带
给定一个方向上的直线度公差带
1. 直线度公差
3)在给定相互垂直的两个方向上的直线度公差带
给定两个方向上的直线度公差带
2. 平面度公差
平面度公差是实际被测要素对理想平面的允许变动量,许变动量,其公差带是距离为公差值t其公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。行平面之间的区域。
平面度公差带
3. 圆度公差
实际被测要素对理想圆的允许变动量,实际被测要素对理想圆的允许变动量,其公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差为公差值t的两个同心圆间的区域。的两个同心圆间的区域。
圆度公差带
4. 圆柱度公差
实际被测要素对理想圆柱的允许变动量,实际被测要素对理想圆柱的允许变动量,其公差带是半径差为公差值t公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。间的区域。
圆柱度公差带
6. 面轮廓度公差实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量,实际被测要素对理想轮廓面的允许变动量,其公差带是距离为公差值t公差带是距离为公差值t,对理想轮廓面对称分布的两等距曲面之间的区域,两等距曲面之间的区域,理想轮廓面由理论正确尺寸标出。寸标出。
面轮廓度公差带
四、形状公差与位置公差
(二)位置公差和位置误差
位置公差是关联实际要素的位置对基
准的变动全量。准的变动全量。
位置公差带是限制关联实际要素变动的区域,区域,被测实际要素要在此区域内才合格。合格。
1.定向位置公差—平行度被测实际要素相对于基准要素的方向成0º的要求。的要求。以平面为基准的平行度公差带
1.定向位置公差—垂直度被测实际要素相对于基准要素的方向成9被测实际要素相对于基准要素的方向成90º的要求。的要求。以轴线为基准的垂直度公差带
1.定向位置公差—倾斜度被测实际要素相对于基准要素的方向成一定角度的要求。
倾斜度公差带
2.定位位置公差—同轴度要求被测实际要素与基准要素同轴。要求被测实际要素与基准要素同轴。
同轴度公差带
2.定位位置公差
—对称度要求被测实际要素与基准要素共面。要求被测实际要素与基准要素共面。
对称度公差带
2.定位位置公差
—位置度要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。要求被测实际要素与基准要素有一定的位置关系。
孔轴线的位置度公差带
3.跳动位置公差—圆跳动单个被测实际要素在任一截面上相对于基准要素的允许跳动量。许跳动量。
根据允许变动的方向的不同根据允许变动的方向的不同,的不同,圆跳动可分为:圆跳动可分为:径向圆跳动
端面圆跳动
斜向圆跳动
径向圆跳动
径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。径向圆跳动用于控制圆柱表面任一横截面上的跳动量。
径向圆跳动公差带
端面圆跳动
端面圆跳动用于控制端面圆跳动用于控制端面圆跳动用于控制端面任一端面任一测量直径处任一测量直径处,测量直径处,跳动量。跳动量。
端面圆跳动公差带在轴向方向的跳动量方向的
3.跳动位置公差—全跳动整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。整个被测实际要素相对于基准要素的允许跳动总量。根据允许变动的方向的不同根据允许变动的方向的不同,的不同,全跳动可分为:跳动可分为:径向全径向全跳动
端面全端面全跳动
斜向全斜向全跳动
径向全跳动
径向全径向全跳动用于控制整个跳动用于控制整个圆柱表面上的跳动整个圆柱表面上的跳动总圆柱表面上的跳动总量。
径向全跳动公差带
端面全跳动
端面圆跳动用于控制端面圆跳动用于控制整个端面在轴向方向的圆跳动用于控制整个端面在轴向方向的跳动整个端面在轴向方向的跳动总跳动总量。
端面全跳动公差带