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第九章 公差配合与测量技术. 李 洁 （机电系 机械基础教研室）. 第一节 尺寸公差与配合. 主要任务： 是学习和研究 互换性 ，围绕零 件的制造误差和公差概念及其使用要求之 间的关系，合理地解决 生产成本 、 产品质 量 与 效益 之间的矛盾。. ★ 互换性 ：是指在制成的同一规格的零件 中，不需要作任何挑选或附加加工（如钳 工修配或选配等）就可以组装成部件或整 机，并能达到设计性能要求。. 完全互换. 不完全互换. 互换性的作用 ：提高生产率，而且还能有效地保证产品质量，降低生产成本。.
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第九章 公差配合与测量技术 李 洁 （机电系 机械基础教研室）
第一节 尺寸公差与配合 主要任务：是学习和研究互换性，围绕零 件的制造误差和公差概念及其使用要求之 间的关系，合理地解决生产成本、产品质 量与效益之间的矛盾。 ★互换性：是指在制成的同一规格的零件 中，不需要作任何挑选或附加加工（如钳 工修配或选配等）就可以组装成部件或整 机，并能达到设计性能要求。
完全互换 不完全互换 互换性的作用：提高生产率，而且还能有效地保证产品质量，降低生产成本。 公差是零件具有互换性的保证 ，要实现互换性，必须标准化
一 公差与配合的术语及定义 （一）孔和轴 1、孔：主要是指圆柱形的内表面，也包括其它内表面（由两个平行面或切面形成的包容面）中由单一尺寸确定的部分。
（二）尺寸 尺寸：用特定计量单位表示长度值的数字 常用单位有：km、m、dm、cm、mm、μm 。 在机械工程中，一般情况下均采用毫米（mm）作为尺寸的特定单位。图样上的尺寸标注，凡是采用特定计量单位的均不标注单位。
1、基本尺寸：设计时给定的尺寸 孔用“D”表示；轴用“d”表示 2、实际尺寸：测量所得尺寸 孔用“Da”表示；轴用“da”表示 注意：实际尺寸并非零件真实值 3、极限尺寸：允许尺寸变化的两个极限值 最大极限尺寸： Dmax; dmax 最小极限尺寸： Dmin; dmin
（三）偏差 偏差：某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差，简称偏差。偏差可正，可负，可为零。 实际偏差： 孔（Ea）；轴（ea) 上偏差：孔（ES）轴（ es） 极限偏差 下偏差：孔（ EI）轴（ ei）
★极限偏差在图样上的标注： Ø100±0.14mm ; Ø50 ;Ø25 四、公差：允许尺寸的变动量 孔：Th = Dmax–Dmin = ES –EI 轴：Ts = dmax–dmin = es –ei 说明：①公差值为正值 ②公差大小反映零件加工的难易程 度， 尺寸的精确程度。
5、尺寸公差带图 为清晰表达一批轴和孔的公差与配合，引入公差带图。不画孔、轴的结构，只画放大了的孔、轴公差带。 公差带 零线
例如：画尺寸公差带图：轴Ø25f6 孔Ø25H7
6、配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的位置关系 。 ★配合性质：孔与轴装配后的松紧程度 ★类型： 孔-轴=正（间隙）、负（过盈） 间隙配合、过盈配合、过渡配合
（1）间隙配合 定义：只具有间隙的配合 孔公差带在轴公差带之上 Xmax=Dmax - dmin = ES-ei Xmin=Dmin - dmax = EI-es Xav=1/2 (Xmax + Xmin )
（2）过盈配合 定义：只具有过盈的配合 孔的公差带在轴公差带之下 Ymax=Dmin-dmax=EI-es Ymin=Dmax-dmin=ES-ei Yav= 1/2（Ymax+Ymin）
（3）过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Ymax=Dmin-dmax=EI-es Xav或Yav = 1/2（Xmax + Ymax） 公差带重叠
★ 配合性质的判断： EI ≥ es时，为间隙配合 ES ≤ ei时，为过盈配合 ES > ei 且 EI < es时，为过渡配合
★ 配合公差:允许间隙或过盈的变动量（大小表示装配精度） Tf = |Xmax - Xmin | = |Ymin - Ymax | = |Xmax -Ymax | = Th + Ts 间隙配合 过盈配合 过渡配合
【例1】：判断 的配合类别，计算极限间隙或过盈，求 配合公差，并画出公差带图 孔Ø25 和轴Ø25 【例2】：判断 的配合类别，计算极限间隙或过盈，求 配合公差，并画出公差带图 孔Ø25 和轴Ø25 【例3】：判断 的配合类别，计算极限间隙或过盈，求 配合公差，并画出公差带图 孔Ø25 和轴Ø25
二 标准公差及基本偏差系列 （一）标准公差系列 标准公差是国标表列的，用以确定公差带大小的任一公差。标准公差用“IT”表示 标准公差等级是用以确定尺寸精度等级的。标准公差共分20级 高 ← 公差等级 → 低 IT01, IT0, IT1 ┈┈ IT18 小 ← 标准公差 → 大
注意：属同一公差等级的公差，对不同基本尺寸，数值不同，但认为具有相同的精度等级。注意：属同一公差等级的公差，对不同基本尺寸，数值不同，但认为具有相同的精度等级。 标准公差的数值，一与公差等级有关；二与基本尺寸有关 实际应用时公差值一般通过查表确定。
（二）基本偏差系列 1、基本偏差：用来确定公差带相对零线位置的偏差。 一般靠近零线的偏差为基本偏差。
2、基本偏差的代号国际规定了28个基本偏差。 大写 表示孔，小写表示轴。
3.基本偏差示列图及其特征。 （1）基本偏差示列图；基本尺寸相同的28种孔，轴基本偏差相对零线的位置 （2）特征； H— EI=0 ; h— es=0 JS（JS）——公差带对领线对称公布 4.基本偏差查表和另一极限偏差的计算： ★基本偏差是下偏差(EI或ei)的计算公式为： ES(es) = EI(ei)+IT ★基本偏差是上偏差(ES或es)的计算公式为： EI(ei) = ES(es)-IT
例；查表确定 35j6、 72K8、 90R7的基本偏差与另 一极限偏差 ф ф ф 极限偏差表 为了简化计算方便使用，国家标准中，又列出部分孔、轴公差等级和极限偏差表。这就给设计者和工艺人员带来很大方便。
三 公差带代号 （一）公差带与配合代号 1、公差带代号：孔 H7 、 H8； 轴 h 8 、 f 7 强调：H 确定位置 ； 8（7）确定大小 2、配合代号： 25 ф （二）零件图中公差带的三种标注形式：
标注时注意事项： （1）上、下偏差的字体要比基本尺寸小一号。 （2）当上、下偏差的数字相同时，在基本尺寸后面标注“±”符号，其后只写一个偏差数值。 (3)上或下偏差为零时，必须标出数值“0”。 (4)上、下偏差的小数点必须对齐。 （5）标注的公差带代号与基本尺寸数字采用同一号字体书写。 （6）同时标注公差带代号和偏差值时，应把上、下偏差值加上圆括号
四 基准制 （一）基孔制 所谓基孔制，就是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带所形成的各种配合的一种制度。 基孔制的特点： 1.基孔制中的孔称为基准孔，用H表示。 2.基准孔的公差带位于零线上方，其下偏差为零。 3.基准孔的最小极限尺寸等于基本尺寸。
（二）基轴制 所谓基轴制，就是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带所形成的各种配合的一种制度。 基轴制的特点： 1.基轴制中的轴称为基准轴，用h表示。 2.基准轴的公差带位于零线下方，其上偏差为零。 3.基准轴的最大极限尺寸等于基本尺寸。
五 公差配合的选择与识别 （一）基准制的选择 1、优先选用基孔制 ，减少定值刀量具的规格数目，提高经济效益。 2、基轴制的选用 a、冷拔轴 ； b 、 一轴多配件； c 、轴类标准件（滚动轴承）
（二）公差等级的选用 1、选用的基本原则：在满足使用要求下，尽量选用低的公差等级。 2、工艺性：按工艺等价原则，在高等级区孔比轴低一级，如7/6、6/5； IT8级，孔比轴低一级，也可孔轴同级，如8/7、 8/8；低等级区，可孔轴同级，如9/9 3、 相配件：与齿轮、轴承等零件相配的，应按齿轮、轴承的精度确定。 4、公差等级的应用说明 6/5 ： 精密级 7/6 基本级 8/7 ：一般级 9 级以上：中低级
（三）配合的选择 1、各类配合选择的大体方向。 2、各种基本偏差的特点 几应用。 3、各类配合的选择。 a、间隙配合的选择 0-es=Xmin 即 es=-Xmin b、过盈配合的选择 ES-ei=Ymin 即ei=ES- Ymin c、过渡配合的选择，根据拆装情况。
（四）公差配合的选择举例： 例：已知孔轴基本尺寸 25，间隙0.01~0.04，试确定孔轴的 公差等级和公差带。 解：（1）选择基准制：基孔制 （2）选择公差等级： |Xmax-Xmin| = Tf=TD+Td TD+Td =0.04-0.01=0.03mm 查表得IT7=21 μm IT6=13 μm IT5=9 μm 第一种方案：孔IT7=21 μ m 轴IT6=13μm 第二种方案：孔IT6=13 μ m 轴IT5=9μ m 显然第一种方案较合理。
3）选择公差带： Xmin=EI-es EI=0 es=- Xmin=0-10=-10 μ m 查表定为g=-7 μ m （4）验算： Xmax=ES-ei=41 μ m Xmin=EI-es=7 μ m
（五）公差配合代号的识别 1.公差带代号的识别 孔、轴公差带代号的识读主要内容是：识读公差带代号是代表孔还是代表轴；其基本尺寸是多少；基本偏差是多少；是几级公差等级；是什么基准制；是什么性质的配合。 2.配合代号的识别 孔、轴配合公差带代号的识读内容是：基本尺寸是多少；是哪种基准制的配合；配合中孔和轴的基本偏差分别是多少、是几级公差等级。
几点说明： （1）配合性质的识别：当配合件的偏差代号为 A～H(a～h) 是间隙配合 J～N(j～n) 是过渡配合 P～ZC(p～zc) 是过盈配合 （2）配合等级： （3）基准制： 孔为H 是基孔制配合 轴为h 是基轴制配合 孔、轴为H（h）， 基准件配合 孔不为H，轴也不为h 是无基准件配合
（六）线性尺寸的未注公差 一般公差：图样上没有注出的公差 一般公差主要用于较低精度非配合尺寸
第二节 形状和位置公差 形状和位置公差与尺寸公差一样，是衡量产品质量的重要技术指标之一 . 零件的形状和位置误差对产品的工作精度、密封性、运动平稳性、耐磨性和使用寿命等都有很大的影响。 形位公差已成为国际和国内机器制造业技术交流的“语言”。
一 基本概念 （一）要素 指构成零件的具有几何特征的点、线、面。
1）理想要素 2）实际要素 3）被测要素 4）基准要素 5）单一要素 6）关联要素
2、形位公差带 形位公差带是指限制实际要素变动的区域。它主要由大小、形状、位置和方向四个要素构成
3、理论正确尺寸 理论正确尺寸是指对于要素的位置度、轮廓度或倾斜度，其尺寸由不带公差的理论正确位置、轮廓或角度确定，这种尺寸称为“理论正确尺寸”。
二 形位公差的符号 形位公差符号包括： 1.形位公差特征符号； 2.形位公差的框格和指引线； 3.形位公差的数值和其它有关符号； 4.基准符号。
（二）形位公差的框格和指引线 形位公差的标注采用框格形式，以细实线绘制，公差框格可分两格和多格。框格内从左到右要求填写以下内容： 第一格 ─ 公差特征的符号； 第二格 ─ 公差数值和有关符号； 第三格和以后各格 ─ 基准符号的字母和 有关符号。 水平放置 竖直放置
（四）基准 基准要素用基准符号或基准目标表示
