1、機械知識機械知識 極限與配合極限與配合第一章 極限與配合 為什么自行車的鏈條壞了，可以買一條新的換上就能使用；臺燈的燈泡壞了，買一個新的換上又能繼續(xù)在燈下看書學(xué)習？第一章 極限與配合11 互換性概念 12 極限與配合基本術(shù)語、定義 13 極限與配合國家標準的基本規(guī)定14 形狀和位置公差的概述 15 表面粗糙度概述 11 互換性概念 自行車的鏈條壞了，可以買一條新的換上就能使用； 臺燈的燈泡壞了，買一個新的換上又能繼續(xù)在燈下看書學(xué)習了。 以上事例說明，規(guī)格相同的某種產(chǎn)品任選其一就能直接互換安裝并正常使用，為人們的生活帶來了極大的方便。 在機械工業(yè)中，互換性互換性是指同一規(guī)格的零、部件，不需經(jīng)任何

2、挑選、調(diào)整和修配就能進行裝配，并完全滿足產(chǎn)品使用性能的要求。 互換性的基本形式 機械零、部件的互換性通常包括幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置等）、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能等方面的互換。 本章研究的內(nèi)容是零件幾何參數(shù)的互換性。 按互換程度和范圍的不同，互換性分為完全互換性和不完全互換性兩種形式。完全互換性 n完全互換性是指零、部件在裝配前不作任何挑選，裝配中不作任何調(diào)整和修配，裝配后能滿足使用性能要求的互換。n完全互換性適用于對互換程度要求較高或大批量生產(chǎn)的情況。不完全互換性 不完全互換性是指零、部件在裝配時允許挑選、調(diào)整但不允許修配，裝配后能滿足使用性能要求的互換。 不完全互換性適用于對互換程度要求不

3、高或單件、小批量生產(chǎn)的情況。若零件在裝配時需要修配，就失去了互換性的意義。 互換性的重要性 在設(shè)計方面，可以使產(chǎn)品標準化、系列化，從而簡化零、部件的設(shè)計計算過程，縮短設(shè)計周期。在生產(chǎn)制造方面，能組織自動化和專業(yè)化的高效生產(chǎn)，應(yīng)用現(xiàn)代化的技術(shù)設(shè)備，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和減輕勞動強度。在使用維修方面，可以縮短機器維修的時間、減少費用和提高機器的使用率。實現(xiàn)互換性的基本條件 實現(xiàn)互換性的基本條件是對同一規(guī)格的零、部件按統(tǒng)一的技術(shù)標準制造。 授課章節(jié)：授課章節(jié)：1-1 極限與配合基本術(shù)語極限與配合基本術(shù)語重點：重點： 基本術(shù)語及查表方法基本術(shù)語及查表方法目的與要求：目的與要求： 1.掌握極限與

4、配合的概念、術(shù)語和定義掌握極限與配合的概念、術(shù)語和定義 2.掌握國家標準的基本構(gòu)成以及表格的查閱方法掌握國家標準的基本構(gòu)成以及表格的查閱方法難點：難點： 極限與配合基本術(shù)語極限與配合基本術(shù)語12 極限與配合基本術(shù)語、定義 術(shù)語和定義是技術(shù)標準的基礎(chǔ)，也是工程技術(shù)人員使用的技術(shù)語言。 一、尺寸 二、偏差與公差 三、配合 一、尺 寸 用特定單位表示線性尺寸值的數(shù)值稱為尺寸。尺寸又分為基本尺寸、實際尺寸和極限尺寸 尺寸的定義、符號及說明 尺寸的定義、符號及說明 尺寸的定義、符號及說明 兩極限尺寸可能同時大于或同時小于基本尺寸，因此,基本尺寸并不是零件在制造時一定要獲得的尺寸。 零件加工后的實際尺寸未

5、超出兩極限尺寸所限定的范圍時，零件尺寸為合格；否則為不合格?？缀洼S 孔與軸的結(jié)合是機械裝置中最典型的裝配關(guān)系，裝配后，孔以其內(nèi)表面包容軸的外表面。 孔通常指工件的圓柱形內(nèi)表面，也包括非圓柱形內(nèi)表面(由二平行平面或切面形成的包容面)。 軸通常指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)。 二、偏差與公差1.偏差 某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為偏差。其中某一尺寸可以是實際尺寸，也可以是極限尺寸； 所以，偏差有實際偏差和極限偏差之分 。實際偏差和極限偏差 上偏差和下偏統(tǒng)稱為極限偏差，它是設(shè)計時確定的允許實際偏差變動的界限。 零件加工后，只要實際偏差未超出上、下

6、偏差所限定的范圍，零件的尺寸就為合格。用極限偏差表示孔、軸尺寸合格條件的表達式分別為ESEaEI和eseaei。 實際偏差和上、下偏差分別可能為正值、負值或零值，在應(yīng)用中，其值前必須帶“”或“”號(零值除外)。 極限偏差的標注形式 零件尺寸的極限偏差在圖樣或技術(shù)文件上標注時，上、下偏差必須同時標注；上偏差標注在基本尺寸的后上方，下偏差標注在基本尺寸的后下方。2.公差、公差帶和公差帶圖 由公差帶圖可以看出，公差帶的大小和其相對零線的位置是確定公差帶的兩個基本要素，而前者取決于公差值的大小，后者取決于極限偏差。 公差和偏差是既有聯(lián)系又有區(qū)別的兩個重要概念。 兩者都是設(shè)計時給定的，公差的大小等于上偏

7、差減下偏差之差。公差是絕對值，是表示工件加工尺寸精度的指標；而偏差是代數(shù)值，是判斷工件尺寸是否合格的依據(jù)。 三、配合 基本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系稱為配合。 間隙和過盈 孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差為正時是間隙，為負時是過盈。 間隙配合、過盈配合和過渡配合 按孔、軸公差帶之間相互位置關(guān)系的不同，配合分為間隙配合、過盈配合和過渡配合三類。間隙配合 在一批間隙配合的孔和軸中任意各取其一，孔尺寸總是大于或等于軸尺寸，裝配后都會有間隙。 當相配合的孔、軸之間要求有相對轉(zhuǎn)動、擺動或滑動時，應(yīng)采用間隙配合。 過盈配合 對于過盈配合的孔與軸，不論它們的實際尺寸在各自公差帶內(nèi)如

8、何變動，孔尺寸總是小于或等于軸尺寸，配合后都會形成過盈。 當相配合的孔、軸之間要求裝配后相對固定，尤其是需傳遞一定的轉(zhuǎn)矩或軸向力時，應(yīng)采用過盈配合。過渡配合 過渡配合是介于間隙配合與過盈配合之間的一種配合。 在過渡配合中，孔的實際尺寸可能大于、小于或等于相配合軸 的實際尺寸，以致實際間隙或過盈都可能出現(xiàn)。 過渡配合一般用于要求能夠拆卸的定位配合，加鍵或緊固件后可傳遞一定的載荷。13 極限與配合國家標準的基本規(guī)定 公差帶的兩個基本要素是公差帶的大小和其相對零線的位置。 為了滿足生產(chǎn)和使用的需要，國家標準對公差大小及公差帶位置進行了標準化，相應(yīng)規(guī)定出標準公差系列和基本偏差系列。 1.標準公差及其系

9、列 標準公差等級 確定尺寸精確程度的等級稱為公差等級。標準規(guī)定，標準公差分為20個等級，標準公差代號由標準公差符號IT和公差等級數(shù)字組成。各級標準公差代號依次為IT01，IT0，IT1，IT18。其中IT01精度最高，精度逐級下降，IT18精度最低。 標準公差系列 由若干標準公差所組成的系列稱為標準公差系列，它以表格的形式列出，稱為標準公差數(shù)值表。 一、標準公差與基本偏差標準公差數(shù)值表分析 橫向看，同一基本尺寸的標準公差值，隨著公差等級的降低而增大，表明其制造的難易程度從難到易。 縱向看，同一公差等級的標準公差值，隨著基本尺寸的增大而增大，但應(yīng)理解為它們都具有同等的精確程度。 為避免標準公差數(shù)

10、值表過于龐大，標準對基本尺寸進行了分段。 特別要注意的是，每個基本尺寸分段都包含其終了尺寸，而不包含起始尺寸。2.基本偏差及其系列 在國家標準中，確定公差帶相對零線位置的那個極限偏差稱為基本偏差。 為了滿足各種不同的使用要求，標準對孔、軸各規(guī)定有28個基本偏差。 孔的基本偏差代號用大寫字母表示，軸的基本偏差代號用小寫字母表示。 表中代號表示的基本偏差構(gòu)成了基本偏差系列。 孔的基本偏差系列軸的基本偏差系列看圖分析 圖中各公差帶僅繪出了表示基本偏差的一端，未繪出的另一端有待于具體公差值的大小來確定。 同字母的孔、軸基本偏差相對零線基本上是對稱設(shè)置的。 當公差帶位于零線上方時，基本偏差為下偏差；當公

11、差帶位于零線的下方時，基本偏差為上偏差；JS及js均跨零線對稱分布，其基本偏差可以是上偏差（+IT/2）或下偏差（-IT/2）。 H和h的基本偏差與零線重合,即H的下偏差EI=0，h的上偏差es =0。二、公差帶系列 1.公差帶代號 國家標準中以標準公差和基本偏差分別規(guī)范了公差帶的大小和位置，因此標準規(guī)定，公差帶代號用基本偏差代號和公差等級數(shù)字的組合表示。 對于某一確定的孔或軸尺寸，公差帶代號標注在基本尺寸之后，示例如下： 2.公差帶系列 在國家標準中，對標準公差規(guī)定了20個等級，又對孔、軸各規(guī)定了28種基本偏差，由此組成的公差帶系列會十分龐大。 為了方便使用，國標分別規(guī)定了孔、軸一般、常用和

12、優(yōu)先公差帶 。 一般、常用和優(yōu)先孔的公差帶 一般、常用和優(yōu)先軸的公差帶 3.極限偏差表 為了便于應(yīng)用，標準對孔和軸的一般、常用和優(yōu)先公差帶分別列出了孔的極限偏差表和軸的極限偏差表。 孔、軸極限偏差數(shù)值的查法 在查表確定某尺寸公差帶的極限偏差數(shù)值時，首先根據(jù)其基本偏差代號的大小寫判斷出是孔尺寸還是軸尺寸，然后從相應(yīng)孔或軸的極限偏差表中先找出給定基本偏差代號的橫欄以及其下所查公差等級的豎列，再找出基本尺寸所屬的尺寸分段橫行，兩者縱橫交匯處的方格中就是要查的極限偏差數(shù)值?！静楸砼e例1】 試查出 28H8的極限偏差?！静楸砼e例2】 試查出 35f9的極限偏差。三、配合基準制 由于孔、軸公差帶數(shù)量繁多，

13、它們可以形成若干不同種類的配合，為便于生產(chǎn)和使用，國標對孔、軸公差帶之間的關(guān)系規(guī)定了基孔制配合和基軸制配合兩種配合制度。1. 基孔制配合 基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度稱為基孔制配合。 在基孔制配合中，孔是基準件，稱為基準孔，其基本偏差代號為H，基本偏差為下偏差EI，其數(shù)值等于零。 基孔制的幾種不同配合 2. 基軸制配合 基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度稱為基軸制配合 。 在基軸制配合中，軸是基準件，稱為基準軸，其基本偏差代號為h，基本偏差為上偏差es，其數(shù)值等于零。 基軸制的幾種不同配合 配合基準制的選用

14、四、公差帶與配合的標注 1.公差帶在零件圖上的標注方法 零件圖上標注尺寸公差帶的三種形式，一般是在基本尺寸后直接注所要求的極限偏差值，也可以在基本尺寸后注所要求的公差帶代號，或同時注出公差帶代號和相應(yīng)的極限偏差值。 公差帶的標注 2.配合在圖樣上的標注方法 由于配合是指孔和軸公差帶之間的關(guān)系，因此，配合代號用孔、軸公差帶的組合表示，寫成分數(shù)形式，分子為孔公差帶，分母為軸公差帶。標注時，配合代號注寫在基本尺寸之后，標寫形式為 18 或18H7/p6。6H7p配合的標注 五、線性尺寸的一般公差 在機械圖樣上，常?？梢砸姷揭恍┏叽缂葲]有注明公差帶代號，又沒有注明極限偏差；對于這種尺寸并不是沒有精度要

15、求，而是要求較低。 在車間一般加工條件下就可以保證的公差稱為一般公差。一般公差主要用于精度較低的非配合尺寸。 國標對線性尺寸的一般公差規(guī)定有四個公差等級 。 14 形狀和位置公差的概述 零件在加工過程中不僅會產(chǎn)生尺寸誤差，而且還會產(chǎn)生形狀誤差和位置誤差。這種誤差也會影響零件的互換性和產(chǎn)品的使用性能。 要保證零件幾何要素的互換性，除規(guī)定尺寸精度（尺寸公差）要求外，還必須規(guī)定相應(yīng)的形狀和位置精度要求，即國標規(guī)定的形狀和位置公差，簡稱形位公差。 一、零件的幾何要素 構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面稱為零件的幾何要素。 形位公差研究的是要素本身的形狀精度和相關(guān)要素之間相互的位置精度問題。 1.被測要素和基

16、準要素 2.輪廓要素和中心要素 1.被測要素和基準要素 圖樣上給出了形狀或(和)位置公差的要素稱為被測要素。 用來確定被測要素方向或(和)位置的要素稱為基準要素。 2.輪廓要素和中心要素 輪廓要素是指構(gòu)成零件表面能為人們所感知的點、線、面。 中心要素是指對稱要素的中心點、線、面或回轉(zhuǎn)表面的軸線，是必須依靠相應(yīng)的輪廓要素而存在、看不見、摸不著的假想要素。 二、形位公差的概念和項目 1.形位公差的概念 形狀或位置公差分別是圖樣上對要素的形狀或位置誤差的最大允許值。2.形位公差的項目及符號 標準規(guī)定了14個形位公差項目，其中形狀公差4項，輪廓公差2項，位置公差8項。三、形位公差的標注方法 1.形位公

17、差代號 2.基準符號 3.形位公差代號和基準符號的標注 4.形位公差標注實例 1.形位公差代號 形位公差代號包括：形位公差框格、帶箭頭的指引線以及框格內(nèi)所填寫的內(nèi)容 形位公差框格由兩格或多格組成，框格內(nèi)的內(nèi)容從左到右依次為：第一格是形位公差符號第二格是形位公差數(shù)值和有關(guān)符號第三格和以后各格是基準要素的字母和有關(guān)符號。 由于形狀公差沒有相對基準，所以其代號只有前兩個框格。 2.基準符號 對有位置公差要求的零件，在圖樣上必須標明基準。相對于被測要素的基準，用基準符號表示。 基準符號為帶圓圈的大寫字母用細實線與粗的短橫線相連 在圖樣中,無論基準符號的方向如何，其字母均應(yīng)水平填寫。 為了避免引起誤解，

18、基準字母不得采用E，I，J，M，O，P，L，R，F(xiàn)；當字母不夠用時可加腳注，例如A 1，A 2 B 1，B 2 3.形位公差代號和基準符號的標注 （1）標注形位公差代號時，一般應(yīng)使其指引線箭頭垂直地指在被測要素的輪廓線或其延長線上。標注基準符號時，應(yīng)使基準符號的短橫線平行地靠近與基準要素相關(guān)的輪廓線或其延長線上。 （2）當被測要素或基準要素為輪廓要素時，形位公差代號的指引線箭頭或基準符號的連線應(yīng)與該要素的尺寸線明顯地錯開 （3）當被測要素或基準要素為中心要素時，形位公差代號的指引線箭頭或基準符號的連線應(yīng)與該要素相關(guān)的輪廓尺寸線對齊。 4.形位公差標注實例 看圖分析：看圖分析： 圖示為內(nèi)燃機配氣

19、裝置中的氣門，從圖中可以看到，球面、圓柱面和端平面均為輪廓要素，形位公差代號的指引線箭頭指在它們的輪廓線或其延長線上；M81的同軸度標注，指引線箭頭與其尺寸線對齊，表示被測要素是螺紋孔的軸線；基準A符號的連線與16圓柱面的尺寸線對齊，表示該基準為此圓柱面的軸線。15 表面粗糙度概述 零件表面經(jīng)加工后，特別是經(jīng)過高精度加工后，肉眼看起來很光滑，但經(jīng)放大后會觀察到，零件表面上留有微觀的凹凸不平的刀痕和間距較小的輪廓峰谷。表面粗糙度的概念 加工表面上具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，稱為表面粗糙度。 表面粗糙度是衡量零件質(zhì)量的一項重要指標，它對零件的配合性質(zhì)、耐磨性、工作精度和抗腐蝕性的影

20、響很大。 為提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進互換性生產(chǎn)，國家標準對表面粗糙度作出了相應(yīng)的規(guī)定。 我國現(xiàn)行的表面粗糙度標準主要有：產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語、定義及其參數(shù)(GB/T 35052000)、表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值(GB/T 10311995)、機械制圖 表面粗糙度符號、代號及其注法(GB/T 1311993)。一、基本術(shù)語 1.表面輪廓 2.取樣長度 l r 3.評定長度l n 1.表面輪廓 平面與實際表面相交所得輪廓稱為表面輪廓，其中平面，在評定表面粗糙度時，除非特別說明，通常指垂直于表面加工紋理的平面，那么所得的表面輪廓稱為橫向輪廓。2.取樣長度 l r 取樣長度是指用于判被評定輪廓的不規(guī)則特征的X軸向上（與輪廓總的走向一致）的長度。在一個取樣長度范圍內(nèi)，一般應(yīng)包括5個以上的輪廓峰和輪廓谷 。3.評定長度l n 評定長度是用于判被評定輪廓的X軸向上的長度。它可以包括一個或幾個取樣長度，通常取1 l n = 5 l r 。二、表面粗糙度的評定參數(shù) 輪廓算術(shù)平均偏差Ra 輪廓算術(shù)平均偏差是指在一個取樣長度內(nèi)縱坐標值Z（x）絕對值的算術(shù)平均值。 Ra值越大，表面越粗糙。Ra參數(shù)能充分客觀地反映表面輪廓的微觀幾何形狀誤差，對一般要求的表面應(yīng)優(yōu)先選用Ra參數(shù)。 三、表面粗糙度代號及其標注 在表面粗糙度符號的規(guī)定位置上