1、機械零件的公差與配合,一、公差與配合的基本概念二、標(biāo)準(zhǔn)公差系列與基本偏差系列三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級四、形狀公差與位置公差五、零件公差的確定,一、公差與配合的基本概念,1. 有關(guān)“尺寸”的術(shù)語和意義 （1）尺寸 尺寸是用特定單位表示長度的數(shù)字。 （2）基本尺寸 基本尺寸是由設(shè)計者經(jīng)過計算或按經(jīng)驗確定后，再按標(biāo)準(zhǔn)選取的標(biāo)注在設(shè)計圖上的尺寸。 （3）實際尺寸 實際尺寸是通過測量所得的尺寸。 （4）極限尺寸 極限尺寸是允許尺寸變化的兩個界限值。 其中：較大的一個稱為最大極限尺寸 較小的一個稱為最小極限尺寸,（4）極限尺寸,圖2-8 公差與配合示意圖 圖2-9 公差帶圖,2. 有關(guān)“公差、偏差

2、及誤差”的術(shù)語和定義,（1）尺寸偏差 尺寸偏差=某一尺寸-基本尺寸 偏差包括：實際偏差=實際尺寸-基本尺寸 極限偏差 上偏差=最大極限尺寸基本尺寸 ES（孔）、es（軸） 下偏差= 最小極限尺寸基本尺寸 EI（孔）、ei（軸） （2）尺寸公差（公差） 尺寸公差是指尺寸允許的變動量。 尺寸公差 = 最大極限尺寸最小極限尺寸 = 上偏差下偏差,（3）零線 零線是在公差帶圖中，確定偏差的一條基準(zhǔn)直線，也叫零偏差線。 （4）公差帶,在公差帶圖中，由代表上、下偏差兩條直線所限定的一個區(qū)域稱為公差帶。 在國家標(biāo)準(zhǔn)中，公差帶包括： 公差帶大小 由標(biāo)準(zhǔn)公差確定 公差帶位置 由基本偏差確定 （5）標(biāo)準(zhǔn)公差 標(biāo)準(zhǔn)

3、公差就是國家標(biāo)準(zhǔn)所確定的公差。 （6）基本偏差 基本偏差就是用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個偏差。,（7）誤差 誤差是指零件的設(shè)計值X0與加工后的實測值Xi之差，用Xi表示。 即 Xi = Xi X0 式中，i = 1、2、3、n，為測量次數(shù)。 誤差Xi恒不為零 ！ 3. 有關(guān)“配合”的術(shù)語和定義 （1）配合 配合就是基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間的相配關(guān)系。 基孔制 基軸制,基孔制,基孔制是基本偏差固定不變的孔公差帶，與不同基本偏差的軸公差帶形成各種配合的一種制度。 基孔制的孔為基準(zhǔn)孔，它的下偏差為零?；鶞?zhǔn)孔的代號為“H”。,圖2-11 基孔制配

4、合與基軸制配合,基軸制,基軸制是基本偏差固定不變的軸公差帶，與不同基本偏差的孔公差帶形成各種配合的一種制度。 基軸制的軸為基準(zhǔn)軸，它的上偏差為零。基準(zhǔn)軸的代號為“h”。,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,(2)配合類型,間隙配合 過渡配合 過盈配合,(2) 配合類型,間隙配合：當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之 上，形成具有間隙的配合（包 括最小間隙等于零的配合）。,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,(2)配合類型,過盈配合：當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之 下，形成具有過盈的配合（包 括最小過盈等于零的配合）。,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,(2)配合類型,過渡配合：當(dāng)孔與軸的公差帶相互交迭，

5、既可能形成間隙配合，也可能 形成過盈配合。,圖2-11 基孔制配合與基軸制配合,(3)配合公差,允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。 間隙配合：配合公差=最大間隙最小間隙 過盈配合：配合公差=最大過盈最小過盈 過渡配合：配合公差=最大間隙+最大過盈 配合公差=軸公差+孔公差,二、標(biāo)準(zhǔn)公差系列與基本偏差系列,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列（表2-7） （1）公差單位（公差因子,單位m） 當(dāng)尺寸500mm時， （mm）,反映加工誤差,反映測量誤差,1. 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,（2）公差等級 標(biāo)準(zhǔn)公差共分20級: IT01、IT0、IT1、IT2、到IT18。 IT國際標(biāo)準(zhǔn)公差 （ISO Tolerance）的縮寫代號

6、 IT7表示標(biāo)準(zhǔn)公差7級。 從IT01至IT18，公差等級依次降低，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值依次增大。 公差等級系數(shù)a（見表2-6） 標(biāo)準(zhǔn)公差的值T= ai 表2-6 尺寸500mm的IT5至IT18級標(biāo)準(zhǔn)公差計算表 公差等級 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 公差值 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i,（3）基本尺寸分段 例：基本尺寸45 mm（在30mm50mm 尺寸段）的IT6與IT7的公差值。 計算基本尺寸 （mm） 公差單位 (mm） IT6 = 10 i = 101.5616 (mm) IT7 = 16 i = 161.5

7、624.9725 (mm),標(biāo)準(zhǔn)公差的值T= ai,圖2-15 基本偏差系列,2. 基本偏差系列,（1）軸的基本偏差 （表2-9） 有了基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差，就不難求出軸的另一個偏差（上偏差或下偏差）： es = ei+IT ei = esIT 1）a、b、c三種用于大間隙或熱動配合； 2）d、e、f主要用于旋轉(zhuǎn)運動； 3）g主要用于滑動和半液體摩擦，或用于定位配合； 4）cd、ef、fg適用于小尺寸的旋轉(zhuǎn)運動件； 5）jh主要用于過渡配合，對中性好； 6）pzc主要用于過盈配合，保證軸和孔有足夠的連接強度。 （2）孔的基本偏差 （表2-10）,當(dāng)基本尺寸500mm時，孔的基本偏差是從軸的基本偏

8、差換算得來的。 孔與軸基本偏差換算的前提是： “基本偏差代號相當(dāng)時，應(yīng)保持配合相同”。 換算規(guī)則： 1）通用規(guī)則 a）全部間隙配合AH； b）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8的K、M、N； c）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T7的PZC； 孔的基本偏差與軸的基本偏差數(shù)值相等，但符號相反。 但有個別例外，對公差等級IT8，基本尺寸3mm的N，其基本偏差ES=0。,2）特殊規(guī)則 a）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8的K、M、N； b）標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T7的PZC； 孔的基本偏差要在上述基礎(chǔ)上增加一個值。,三、公差與配合的基準(zhǔn)制與公差等級,1. 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差與配合,圖2-17 尺寸500mm軸的（方框內(nèi)的）一般常用和（圓圈內(nèi)的）優(yōu)先公差,圖2-18 尺寸

9、500mm孔的（方框內(nèi)的）一般常用和 （圓圈內(nèi)的）優(yōu)先公差,圖2-20 基軸制優(yōu)先配合公差帶,圖2-19 基孔制優(yōu)先配合公差帶,2. 基準(zhǔn)制的選用 一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制。 3. 公差與配合的選用 選擇公差與配合的主要內(nèi)容有： 1）確定基準(zhǔn)制； 2）確定公差等級； 3）確定配合種類。 選擇公差與配合的原則是在保證機械產(chǎn)品基本性能的前提下，充分考慮制造的可行性，并應(yīng)使制造成本最低。 4. 公差等級的選用 選用的原則如下： (1)對于基本尺寸500mm的軸孔配合，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8時，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦孔比軸低一級相配合；但當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8級或基本尺寸500mm的配合，推薦采用同級孔、軸配合。 (2

10、) 選擇公差等級，既要滿足設(shè)計要求，又要考慮加工的可能性與經(jīng)濟性。,4. 公差等級的選用,1）IT01、IT0、IT1級公差一般用于高精度量塊和其它精密標(biāo)準(zhǔn)量塊的尺寸。 2）IT2IT5級公差用于特別精密的零件尺寸。 3）IT5（孔到IT6）級公差用于高精度和重要表面的配合尺寸； 4）IT6（孔到IT7）級公差用于零件較精密的配合尺寸； 5）IT7IT8級用于一般精度要求的配合尺寸； 6）IT9IT10級常用于一般要求的配合尺寸，或精度要求較高的與鍵配合的槽寬尺寸。 7）IT11IT12級公差用于不重要的配合尺寸。 8）IT12IT18級公差用于未注公差的尺寸。 5. 配合的選用 應(yīng)盡可能選用

11、優(yōu)先配合和常用配合。,四、形狀公差與位置公差,（一） 形狀公差和形狀誤差 1. 形狀公差 構(gòu)成機械零件形狀的幾何要素所允許的變動量稱為形狀公差。 2. 形狀誤差： 形狀誤差是指被測實際要素對理想要素的變動量。 形狀誤差的評定原則 最小條件：是指被測實際要素對其理想 要素的最大變動量為最小。 （二） 形狀公差的項目 1. 直線度公差 實際被測要素對理想直線的允許變動量。,1. 直線度公差,1）在給定平面內(nèi)的直線度公差帶,圖2-21 給定平面內(nèi)的直線度公差帶,2）在給定一個方向上的直線度公差帶,圖2-22 給定一個方向上的直線度公差帶,3）在給定相互垂直的兩個方向上的直線度公差帶,圖2-23 給定

12、兩個方向上的直線度公差帶,2. 平面度公差,平面度公差是實際被測要素對理想平面的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。,圖2-24 平面度公差帶,3. 圓度公差,實際被測要素對理想圓的允許變動量，其公差帶是垂直于軸線的任一截面上半徑差為公差值t的兩個同心圓間的區(qū)域。,圖2-25 圓度公差帶,4. 圓柱度公差,實際被測要素對理想圓柱的允許變動量，其公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。,圖2-26 圓柱度公差帶,5. 線輪廓度公差,實際被測要素對理想輪廓線的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓線對稱分布的兩等距曲線之間的區(qū)域。,圖2-27 線輪廓度公

13、差帶,6. 面輪廓度公差,實際被測要素對理想輪廓面的允許變動量，其公差帶是距離為公差值t，對理想輪廓面對稱分布的兩等距曲面之間的區(qū)域，理想輪廓面由理論正確尺寸標(biāo)出。,圖2-28 面輪廓度公差帶,（三） 位置公差和位置誤差 幾何要素關(guān)聯(lián)要素基準(zhǔn)要素 位置公差是關(guān)聯(lián)實際要素的位置對基準(zhǔn)的變動全量。 位置公差帶是限制關(guān)聯(lián)實際要素變動的區(qū)域，被測實際要素要在此區(qū)域內(nèi)才合格。 位置公差包括：定位位置公差 定向位置公差 跳動位置公差,1.定向位置公差,1）平行度 被測實際要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成0的要求。,圖2-29 以平面為基準(zhǔn)的平行度公差帶,2）垂直度 被測實際要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成90的要求。

14、,圖2-30 以軸線為基準(zhǔn)的 垂直度公差帶,3）傾斜度 被測實際要素相對于基準(zhǔn)要素的方向成一定角度的要求。,圖2-31 傾斜度公差帶,2.定位位置公差,1） 同軸度 要求被測實際要素與基準(zhǔn)要素同軸。,圖2-32 同軸度公差帶,2）同軸度 要求被測實際要素與基準(zhǔn)要素共面。,圖2-33 對稱度公差帶,3）位置度 要求被測實際要素與基準(zhǔn)要素有一定的位置關(guān)系。,圖2-34 孔軸線的位置度公差帶,3.跳動位置公差,1）圓跳動 單個被測實際要素在任一截面上相對于基準(zhǔn)要素的允許跳動量。 根據(jù)允許變動的方向的不同，圓跳動可分為： 徑向圓跳動 端面圓跳動 斜向圓跳動,徑向圓跳動,徑向圓跳動用于控制圓柱表面任一橫

15、截面上的跳動量。,圖2-35 徑向圓跳動公差帶,端面圓跳動,端面圓跳動用于控制端面任一測量直徑處，在軸向方向的跳動量。,圖2-36 端面圓跳動公差帶,斜面圓跳動,斜面圓跳動用于控制圓錐面在法線方向的跳動量。,3.跳動位置公差全跳動,整個被測實際要素相對于基準(zhǔn)要素的允許跳動總量。 根據(jù)允許變動的方向的不同，全跳動可分為： 徑向全跳動 端面全跳動 斜向全跳動,徑向全跳動,徑向全跳動用于控制整個圓柱表面上的跳動總量。,圖2-37 徑向全跳動公差帶,端面全跳動,端面圓跳動用于控制整個端面在軸向方向的跳動總量。,圖2-38 端面全跳動公差帶,（四） 形位公差的選用 (1) 形狀公差應(yīng)比尺寸公差?。?例如

16、： 圓柱形零件的形狀公差（軸線直線度除外），一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值，平行度公差值應(yīng)小于相應(yīng)的距離尺寸公差值。 圓度、圓柱度公差值約為同級的尺寸公差值的50%，故一般可按同級選取。比如，尺寸公差為IT6，則圓度、圓柱度公差也選6級。 但并不是圓度、圓柱度公差必須按尺寸公差同級選取，也可根據(jù)零件的功能要求選取相鄰級，必要時可按比尺寸公差等級高半級到2級。 (2) 一般形狀公差應(yīng)比位置公差?。?同一要素上給定的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值。如同一平面上，平面度公差值應(yīng)小于該平面對基準(zhǔn)的平行度公差值。,(3) 表面粗糙度與形狀公差的大概的比例關(guān)系： 通常，表面粗糙度的Ra值可取為形狀公差值的(20%25%)。 (4)對于制造難度大的零件應(yīng)該選取較大的形位公差： 對剛性較差的零件（如細長軸）和結(jié)構(gòu)特殊的要素（如大跨距的孔或軸的同軸度公差），在保證零件功能的前提下，考慮到制造較困難，應(yīng)適當(dāng)降低1-2級形位公差值。,五、 零件公差的確定,1、影響設(shè)計零件公差的因素： 1）、制造工藝 2）、裝配關(guān)系 3）、配合關(guān)系 制造工藝：