第二章 尺寸精度设计(全版本)

第二章尺寸公差与圆柱配合的互换性主要内容z公差与配合的基本概念z尺寸的极限与配合国家标准z尺寸精度设计的基本方法与原则z未注公差GB/T1800.1-1998《极限与配合基础第1部分：词汇》GB/T1800.2-1998《极限与配合基础第2部分：公差、偏差和配合的基本规定》GB/T1800.3-1998《极限与配合基础第3部分：标准公差和基本偏差数值表》GB/T1801-1979 《公差与配合尺寸至500mm孔、轴公差带》GB/T1802-1979 《公差与配合尺寸大于500mm至3150mm常用孔、轴公差带》GB/T1803-1979《公差与配合尺寸至18mm孔、轴公差带》GB/T1804-1979《一般公差线性尺寸的未注公差》第一节基本术语与定义1、轴:指工件的圆柱形的外表面及其它非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面），其尺寸由 d 表示。

常见的轴、键等加工时，尺寸由大变小。

一、有关孔和轴的术语与定义2、孔：指工件的圆柱形内表面及其它非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的包容面），其尺寸由D表示；加工时，尺寸由小变大。

如：常见的孔，键槽等1、尺寸（size)用特定单位表示线性尺寸值的数值。

2、基本尺寸(basic size)设计给定的尺寸(mm),优先数。

基本尺寸用D，d表示。

3、实际尺寸(actual size)通过测量所得的尺寸。

含测量误差，同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。

用表示。

a a d D ,二、有关尺寸的术语与定义：孔和轴的最大极限尺寸、最小极限尺寸分别用：4、极限尺寸(limits of size)允许尺寸变化的两个极限值。

最大极限尺寸(maximum …),最小极限尺寸(minimum …)。

001mm .0,985.25±测量误差φ6mm98.25~498.25ΦΦ实际尺寸maxmax ,d D minmin ,d D5、作用尺寸在给定长度上，与实际孔体外相接的最大理想轴的尺寸。

孔的作用尺寸feD fD D a fe −=内接的最大理想轴实际孔孔的作用尺寸与工件形状误差有关轴的作用尺寸fe d 在给定长度上，与实际轴体外相接的最小理想轴的尺寸。

fd d a fe +=与工件形状误差有关外接的最小理想孔实际轴轴的作用尺寸三、有关偏差、公差的术语与定义：（一）偏差(deviation)：某一尺寸(实际尺寸、极限尺寸等)减去基本尺寸所得的代数差。

1、极限偏差(limits of deviation)：上偏差：最大极限尺寸-基本尺寸下偏差：最小极限尺寸-基本尺寸孔：上偏差ES；下偏差EI轴：上偏差es；下偏差ei2、实际偏差(actual deviation)：实际偏差=实际尺寸－基本尺寸dd ei d d es DD EI D D ES −=−=−=−=min max min max ,,孔的实际偏差轴的实际偏差D D E a a −=dd e a a −=（二）尺寸公差(size tolerance)：允许尺寸的变动量为最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。

孔、轴公差分别用T h 和T s 表示。

ei-es d - d T min max s ==EI -ES D - D T min max h ==孔的尺寸公差轴的尺寸公差公差与极限偏差的比较从数值上看从作用上看极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。

极限偏差用于控制实际偏差，判断完工零件是否合格的根据，公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。

从工艺上看：对某一具体零件两者联系：例：已知孔，轴，求孔与轴的极限偏差与公差。

mm 025.0040+φmm 009.0025.040−−φ公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。

公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了极限偏差也就确定了公差。

基本术语示意图D m i nd m i nd m a xT hT se se i零线孔D m a xD （d ）基本尺寸E S ○E I○轴（三）零线与尺寸公差带图公差带图：由于公差与偏差的数值相差较大，不便用同一比例表示，故采用公差带图。

孔轴0基本尺寸E SE Ie s e iT hT s公差带零线：在公差带图中表示基本尺寸的一条直线。

零线以上为正，以下为负公差带：在公差带图中由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差4、基本偏差规定：靠近或位于零线的那个极限偏差5、标准公差国标《极限与配合》中所规定的任一公差IT孔轴0基本尺寸E SE Ie s e iT h T s+-公差带公差带的大小由标准公差决定公差带的位置由基本偏差决定例：绘尺寸公差带图画出基本尺寸为φ50，最大极限尺寸为φ50.025、最小极限尺寸为φ50mm的孔与最大极限尺寸为φ49.975、最小极限尺寸为φ49.959mm的轴的公差带图。

0+-φ5孔+0.025轴-0.025-0.0417、加工误差与公差的关系尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差。

几何形状误差：宏观几何形状误差（形状误差，由工艺系统误差所造成）、微观几何形状误差（表面粗糙度，刀具在工件上留下的波峰和波长）、表面波度误差（加工过程中振动引起的）。

位置误差：各要素之间实际相对位置与理想位置的差值。

工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的零件的几何参数与理想值不相符合，其差别称为加工误差。

加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合格的。

公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误差则是加工过程中产生的。

1、配合基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合。

D （d ）D m a xD m i nd m i nd m a xE SE I T DT de se i零线孔轴四、有关配合与配合制的术语与定义公差与配合示意图2、间隙与过盈在孔轴装配前，孔的实际尺寸减去相配合轴的实际尺寸的代数差。

差值为正(0)是间隙，用X 表示；为负是过盈，用Y 表示。

孔轴孔轴间隙过盈（1）间隙配合具有间隙（包括最小间隙为零）的配合3、配合种类孔的公差带在轴的公差带之上。

用于孔轴间活动连接，贮藏润滑油，补偿热变形、弹性变形和制造安装误差。

孔间隙轴轴孔最小间隙最大间隙孔X m a xX m i n轴X min ≥0最大间隙: X max =D max -d min =ES –ei 最小间隙: X min =D min -d max =EI –es 平均间隙：X av =（X max +X min ）/2（2）过盈配合具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合孔的公差带在轴的公差带之下孔轴紧固连接，无相对运动。

热装或压装。

轴孔最大过盈最小过盈轴+-Y m a xY m i n孔最大过盈: Y max = D min -d max =EI -es 最小过盈: Y min = D max -d min =ES –ei 平均过盈：Y av =（Y max +Y min ）/2（3）过渡配合可能具有间隙也可能具有过盈的配合孔的公差带与轴的公差带相互重叠。

孔轴间定位连接。

保证结合零件具有很好的对中性和同轴度，且便于拆卸和装配。

间隙和过盈是变动的。

最大间隙和最大过盈。

孔最大间隙最大过盈轴+-孔公差带最大间隙: Y max = D min -d max =EI -es 最小过盈: Y min = D max -d min =ES –ei 平均过盈：Y av =（Y max +Y min ）/24、配合公差组成配合的孔、轴公差之和T f= T h+ T s配合公差是允许间隙或过盈的变动量在数值上，是一个没有正、负号，也不能为零的绝对值。

对于间隙配合T f=︱X max—X min︱对于过盈配合T f=︱Y min—Y max︱对于过渡配合T f=︱X max—Y max︱025.0050+Φ025.0041.050−−Φ059.0043.050++Φ018.0002.050++Φ计算：孔分别与轴、、组成配合，求相应的间隙、过盈和配合公差，并画出公差带图，说明配合种类。

0+-ø50+25-25-41+59+43+18+2特点：T f ＝0.025+0.016＝0.041：结合的松紧程度不同，结合松紧的变动程度相同（配合精度相同）第二节ISO 极限与配合制ISO极限与配合制的特点配合的孔、轴公差带公差带大小公差带位置基本偏差系列标准公差系列标准化一、基准制基准制：是指以两个相配合的零件中的一个零件作为基准件，并使其公差带位置固定，而改变另一个零件(非基准件)的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。

基孔制基准制基轴制基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度称为基孔制。

基本偏差为下偏差数值为零上偏差为正值基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度称为基轴制。

基本偏差为上偏差数值为零下偏差为负值二、标准公差(Standard tolerance)系列标准公差：在ISO极限与配合制中规定的一系列标准公差数值。

标准公差公差等级公差单位基本尺寸分段孔轴0基本尺寸E SE Ie s e iT hT s公差带1、公差等级公差等级系数a：采用优先系数，6.15≈q aiIT =公差分级：ISO制各级标准公差计算：IT5～18 ，D≤500mm ：≤500mm尺寸范围，标准公差20级:IT01、IT0、IT1 …IT18；>500～3150mm标准公差18级：IT1～T182、标准公差因子（i）mμ公差因子(公差单位)：是划分公差等级，按不同基本尺寸合理规定公差数值的基本计量单位。

对3～500mm尺寸段，5－18级范围，规定30.450.001i D D=+0.004 2.1I D =+对500～3150mm大尺寸段，规定3、基本尺寸分段基本尺寸分段：减少标准公差数目，统一公差值，简化公差表格，便于应用nD D D 1=aiIT =计算尺寸：公差值的获得：例：基本尺寸20mm，求IT6、IT7的公差值。

4、标准公差的特点z同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差等级的高低而不同。

公差等级↑，公差值↓z同一公差等级的孔与轴，基本尺寸不同,标准公差值不同基本尺寸↑，公差值↑z公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的加工难易程度。

三、基本偏差系列1、基本偏差：用来确定公差带相对于零线位置的极限偏差。