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机械零件在加工时 必 存在 尺寸误差 !

第二章 尺寸精度. 机械零件在加工时 必 存在 尺寸误差 !. 尺寸误差 影响机械的 装配性 及 工作性能 !. 控制. 尺寸公差. 尺寸误差. 本章研究尺寸公差相关 基本概念 、 国家标准构成 、 尺寸公差设计 及 尺寸误差检测 !. 相关国家标准代号及名称:. GB/T 1800.1—2009《 产品几何技术规范( GPS) 极限与配合 第 1 部分:公差、偏差和配合的基础 》. GB/T 1800.2—2009《 产品几何技术规范( 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 》.

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机械零件在加工时 必 存在 尺寸误差 !

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  1. 第二章 尺寸精度 机械零件在加工时必存在尺寸误差! 尺寸误差影响机械的装配性及工作性能! 控制 尺寸公差 尺寸误差 本章研究尺寸公差相关基本概念、国家标准构成、尺寸公差设计及尺寸误差检测!

  2. 相关国家标准代号及名称: GB/T 1800.1—2009《产品几何技术规范(GPS)极限与配合 第1部分:公差、偏差和配合的基础》 GB/T 1800.2—2009《产品几何技术规范(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/T 1801—2009《产品几何技术规范(GPS)极限与配合 公差带和配合的选择》 GB/T 1803—2003《极限与配合 尺寸至18mm孔、轴公差带》 GB/T 1804—2000《一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差》

  3. §2-1 基本术语及其定义 尺寸精度设计是指对有配合要求的孔、轴(广义概念),确定它们的尺寸公差和配合种类,也包括确定非配合表面的尺寸公差。 一.孔、轴的定义 孔:通常指工件圆柱形内尺寸要素,也包括非圆柱形内尺寸要素。 轴:通常指工件圆柱形外尺寸要素,也包括非圆柱形外尺寸要素。

  4. 二.有关尺寸的术语及定义 1.线性尺寸 线性尺寸 尺寸 角 度 线性尺寸简称尺寸,是指两点之间的距离,如直径、宽度、高度、深度、厚度及中心距离等。

  5. 2.公称尺寸 由图样规范确定的理想尺寸,是设计确定的尺寸。根据强度、刚度等的计算,以及结构设计,并化整为优先数。从GB/T 2822—2005《标准尺寸》查取,以利于加工和测量。公称尺寸用符号D表示。 3.极限尺寸 上极限尺寸 极限尺寸 下极限尺寸

  6. 极限尺寸是指孔或轴允许的两个极端尺寸。其中一个极端尺寸为上极限尺寸,它是孔或轴允许的最大尺寸,孔或轴上极限尺寸分别用符号Dmax和dmax表示。极限尺寸是指孔或轴允许的两个极端尺寸。其中一个极端尺寸为上极限尺寸,它是孔或轴允许的最大尺寸,孔或轴上极限尺寸分别用符号Dmax和dmax表示。 另一个极端尺寸为下极限尺寸,它是孔和轴允许的最小尺寸,孔和轴允许的下极限尺寸分别用符号Dmin和dmin表示。

  7. Dmax Dmin 公称尺寸D dmax 轴 dmin

  8. 4.实际尺寸 实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的尺寸。孔和轴实际尺寸分别用符号Da和da表示。 由于测量误差,实际尺寸并非真实尺寸!而是一个近似于真实尺寸的尺寸! 零件的合格条件: Dmin ≤ Da ≤ Dmax; dmin ≤ da ≤ dmax 实际尺寸用绝对测量法检测

  9. 三.有关偏差和公差的术语及定义 1.尺寸偏差 尺寸偏差简称偏差,是指某一尺寸(如极限尺寸、实际尺寸等)减去公称尺寸所得的代数差。该代数差可能是正值(称为正偏差)、负值(称为负偏差)或零(称为零偏差)。 尺寸偏差值除零外,前面必须冠以正、负号。

  10. 上极限偏差 极限偏差 尺寸偏差 下极限偏差 实际偏差 上极限偏差= 上极限尺寸 – 公称尺寸 孔:ES=Dmax—D轴:es=dmax—D 下极限偏差= 下极限尺寸 – 公称尺寸 孔:EI=Dmin—D轴:ei=dmin—D

  11. ES EI es ei Dmax Dmin 公称尺寸D dmax 轴 dmin

  12. 实际偏差= 实际尺寸 – 公称尺寸 孔:Ea = Da — D轴:ea = da — D 零件的合格条件: 下偏差≤实际偏差≤上偏差 孔: EI ≤ Ea ≤ ES 轴:ei ≤ea ≤ es 实际偏差采用相对测量法检测

  13. 2.尺寸公差 尺寸公差简称公差,是指上极限尺寸减去下极限尺寸所得的代数差,或者上极限偏差减去下极限偏差所得的代数差。 尺寸公差是尺寸允许的变动量!! 孔的公差 Th = Dmax — Dmin= ES — EI 轴的公差 Ts = dmax — dmin = es — ei 上极限尺寸>下极限尺寸,公差必为正,不需要加符号。

  14. Th ES + EI 0 es - ei Ts Dmax Dmin 公称尺寸D dmax 轴 dmin

  15. 3.尺寸公差带 GB/T 1800.1-2009规定公差带图的形式:以公称尺寸为零线,零线以上为正偏差,零线以下为负偏差,孔的公差带画斜线,轴的公差带画点。对于具体公差值要标出数值,公称尺寸单位取mm,极限偏差单位取μm。 公称尺寸

  16. 例题:画公差带图,一对相互配合的孔和轴在零件图上的尺寸公差分别标注为例题:画公差带图,一对相互配合的孔和轴在零件图上的尺寸公差分别标注为 孔: 轴: 解: D = 50mm ES = +0.025mm es = -0.009mm EI = 0mm ei = -0.025mm Th = 0.025mm Ts = 0.016mm = 25μm = 16μm

  17. 4. 标准公差 标准公差是指国家标准所规定的极限与配合制中的任一公差值。 5. 基本偏差 基本偏差是指极限与配合制中,确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。靠近零线或者位于零线的那个极限偏差。 公称尺寸

  18. 四.有关配合的术语及定义 φ20 φ20 公称尺寸相同的,相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 1.配合 2.间隙或过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。该代数差为正时,叫做间隙,用符号X表示;该代数差为负时,叫做过盈,用符号Y表示。

  19. 3.配合的分类 间隙配合 配合 过盈配合 过渡配合 间隙配合:具有间隙的配合(孔公差带在轴公差带的上方)。间隙值前面冠以正号!

  20. 孔 Xmax Xmax Xmin 轴 Xmin=0 轴 Xmax=Dmax – dmin = ES - ei Xmin=Dmin – dmax = EI - es Xav=(Xmax + Xmin)/2

  21. 过盈配合:具有过盈的配合(孔公差带在轴公差带的下方) 。过盈值前面冠以负号。 轴 轴 Ymax Ymin Ymax 孔 孔 Ymin=0 Ymax=Dmin – dmax = EI - es Ymin=Dmax – dmin = ES - ei Yav=(Ymax + Ymin)/2

  22. 过渡配合:可能具有间隙或过盈的配合(孔公差带与轴公差带有交叠) 。 孔 Xmax 孔 轴 Xmax Ymax 轴 Ymax Xmax=Dmax – dmin = ES - ei Ymax=Dmin – dmax = EI - es Xav或 Yav=(Ymax + Ymax)/2

  23. 4.配合公差 配合公差是允许间隙或过盈的变动量,等于孔、轴公差之和。用Tf表示。 Tf= Xmax - Xmin= Th+Ts 间隙配合: Tf= Ymin - Ymax = Th+Ts 过盈配合: 过渡配合: Tf= Xmax - Ymax = Th+Ts

  24. 例2-1组成配合的孔和轴在零件图上标注的公称尺寸和极限偏差分别为:孔 mm,轴 mm,试计算该配合的最大间隙、最小间隙、平均间隙和配合公差,并画出孔、轴尺寸公差带示意图。 解: Xmax=ES- ei= +0.025-(-0.025)=+0.050mm Xmin=EI- es= 0-(-0.009) = +0.009mm Xav=(Xmax+ Xmin)/2= +0.0295mm Tf= Xmax- Xmin= +0.050-(+0.009)=0.041mm

  25. D = 50mmES=+0.025mmEI=0mmTh=0.025mm=25μmes=-0.009mmei=-0.025mmTs=0.016mm=16μm +25 + 0 - -9 φ50 -25

  26. 五.配合基准制 在机械产品中,有各种不同的配合要求,这就需要由各种不同的孔、轴公差带组成的配合实现。 为了设计和制造上的经济性,把其中孔公差带(或轴公差带)的位置固定,而改变轴公差带(或孔公差带)的位置,来实现所需要的各种配合的制度。

  27. 配合基准制:将孔或轴的公差带固定,改变轴或孔的公差带的位置,来实现所需要的配合的制度 。 孔 孔 + + 0 0 - - 轴 D D 轴

  28. 1.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(优先选择基孔制)。1.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(优先选择基孔制)。 轴 轴 孔 + 轴 0 - 轴 D 轴

  29. 2.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。2.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。 孔 孔 + 0 孔 - 轴 D 孔 孔

  30. §2-2 极限与配合国家标准的构成 孔、轴公差带位置关系决定了孔、轴的配合性质。孔、轴的公差带位置又由各自的两个要素决定! 孔、轴公差带各自的大小和位置! 公称尺寸 大小由公差值确定,位置由基本偏差确定。

  31. 一.标准公差系列 GB/T 1800.1—2009规定了一系列标准的公差值。标准公差值主要由标准等级系数和标准公差因子确定。 1.标准公差等级及其代号 GB/T 1800.1—2009将标准公差分为20个等级。 IT01、IT0、IT1、IT2、……IT18. 精度高 精度低 常用等级IT5—IT9

  32. 2.标准公差因子 标准公差因子是用以确定标准公差值的基本单位,也是制定标准公差数值系列的基础。体现出标准公差的数值不仅与公差等级有关,也与公称尺寸有关。 机械产品中,公称尺寸≤500mm 时,IT5至IT8的标准公差因子 i用下式计算。 式中 D — 公称尺寸mm。

  33. 机械产品中, 500mm ≤公称尺寸≤3150 时,标准公差因子 I用下式计算。

  34. 3.标准公差数值计算 表 公称尺寸小于500mm的标准公差数值计算公式 延伸性、插入性可应用于此获得更多公差等级公差值

  35. 由表可见20个公差等级分为3档: 1. IT01、IT0、IT1为最高精度等级,公差值公式不计加工误差,只记检测误差。系数采用优先数派生数系R10/2中的优先数。 2. IT2、IT3、IT4为高精度等级,公差值在IT1和IT5之间呈等比分布。 公比: 3. IT5—IT18等级 IT = ai a为常数,从IT6级开始,a采用R5系列中化简优先数。

  36. 公称尺寸在500—3150mm的标准公差数值计算公式

  37. 4.尺寸分段 由于标准公差因子 i 是公称尺寸 D的函数,对于每一个公差等级,给一个公称尺寸就可以计算对应的公差值,公差表格非常庞大。为了把标准公差值的数目减少到最低限度,简化表格,将公称尺寸分段。 对于每一个公差等级,同一尺寸分段内的各个尺寸的标准公差值相同。将公称尺寸取为该尺寸分段首末2个尺寸的几何平均值D j。

  38. 公称尺寸

  39. 公称尺寸

  40. 二.基本偏差系列 为了统一基本偏差数值,GB/T 1800.1-2009规定了一系列的基本偏差数值。 基本偏差是指确定公差带相对零线位置的上极限偏差或下极限偏差,一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。

  41. 1.基本偏差代号 GB/T 1800.1-2009对孔和轴分别规定28种基本偏差,用拉丁字母表示。孔用大写字母表示;轴用小写字母表示。 在26个字母中,去掉5个字母: I(i)、 L(l)、 O(o)、Q(q)、 W(w) 增加7个双写字母: CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、 ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)

  42. 2.轴的基本偏差系列

  43. 3.孔的基本偏差系列

  44. 基本偏差规定可分为三段: (1)孔:A-H基本偏差为下偏差EI 轴:a-h基本偏差为上偏差es (2)孔JS、轴js公差带均各自对称于零线,基本偏差取上偏差,也可取下偏差。 对于IT7-IT11,若公差值为偶数,基本偏差为公差值的一半;若公差值为奇数,基本偏差为公差值减1之后的一半。

  45. IT偶数,基本偏差= IT奇数,基本偏差= (3)孔:J-ZC基本偏差为ES 轴:j-zc基本偏差为ei

  46. 4.各种基本偏差所形成的配合的特征 间隙配合 过渡配合 过盈配合

  47. 间隙配合 过渡配合 过盈配合

  48. 配合类型可分为三段: (1)A-H与h成间隙配合;a-h与H配合成间隙配合。 (2)JS-M与h成过渡配合;js-m与H配合成过渡配合。 (3)N或P与h配合,n或p与H配合。配合性质可能是过渡或过盈,取决于公差等级。 (4)R-ZC与h成过盈配合;r-zc与H成过盈配合。

  49. 5.公差带代号 基本偏差代号 +标准公差等级 如 G8、H7、g7、h6 标注在零件图上。 配合代号: 孔和轴的公差带组合,用分数形式表示。 如 或 标注在装 配图上。

  50. 6.轴的基本偏差的确定 轴的基本偏差数值按 GB/T1800.1-2009所规定的公式计算,这些计算公式是以基孔制配合为基础,根据设计要求、生产实践和科学实验,经统计分析得到的(见附表2-3)。 查表!

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