1、第2章 互换性与技术测量 2.1 光滑圆柱体结合的公差与配合,术语及定义 标准公差与基本偏差 配合与配合制 公差与配合的标注,2.1.1 术语及定义,1. 互换性：零件在装配时，不需要选择和附加加工的就能满足预期技术与使用要求的特性。,2. 孔与轴 （1）孔：工件的圆柱形内表面，也泛指其它内表面中由单一尺寸确定的部分。 （2）轴：工件的圆柱形外表面，也泛指其它外表面中由单一尺寸确定的部分。,3. 尺寸 （1）基本尺寸：由设计给定的理论尺寸；为确定值。,（2）实际尺寸：通过测量所得到的尺寸；由于测量有误差，实际尺寸并非真值，但只能以测得尺寸作为实际尺寸。,实际尺寸,实际尺寸,实际尺寸,基本尺寸,
2、实际尺寸,（3）极限尺寸：规定实际尺寸允许变化的范围。最大极限尺寸指满足互换性要求的最大允许尺寸；最小极限尺寸指满足互换性要求的最小允许尺寸。,4. 偏差与公差 （1）尺寸偏差：实际尺寸与基本尺寸之差。上偏差 ：最大极限尺寸减去基本尺寸之差；符号：ES，es下偏差 ：最小极限尺寸减去基本尺寸之差；符号：EI，ei 可见 最大极限尺寸=基本尺寸+上偏差 最小极限尺寸=基本尺寸+下偏差,（2）尺寸公差：允许的尺寸变动量，等于最大极限尺寸减去最小极限尺寸，也等于上偏差减去下偏差。,公差=Lmax-Lmax,= ES-EI,=es-ei,2.1.2 标准公差与基本偏差,1. 零线与公差带零线：代表基本
3、尺寸所在位置的一条直线；公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域；,2. 标准公差用于确定公差带的大小。国标规定了20个公差等级，用阿拉伯数字：0 01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18表示。公差等级越高，则尺寸的精确程度越高。,常用公差等级的应用,4、5级用于特别精密的零件；,6、7、8级用于重要的零件；,8、9级用于中速及中等精度要求的零件；,10、11级用于低速、低精度的零件。可直接采棒材、管材、精密锻件而不用切削加工。,3. 基本偏差用于确定公差带相对于零线的位置。一般为靠近零线的上偏差或下偏差。,国家标准规定孔与轴各有28
4、个基本偏差，分别用如下符号表示：,孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC,轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc,孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC,轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc,基本偏差系列,2.1.3 配合与配合制,1.
5、配合配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的关系。2. 配合类型（1）间隙配合：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得代数差为“+”， 孔轴。用于可动联接，如活动铰链。,（2）过盈配合：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得代数差为“-”， 孔轴。用于静联接，如火车轮与轴。 （3）过渡配合：孔与轴之间可能有间隙，也可能有过盈。用于要求具有良好的同轴性而又便于拆装的静联接，如齿轮与轴。,间隙配合,过盈配合,过渡配合,Xmin= 0,Ymin= 0,3. 配合基准制,（1）基孔制配合：孔是基准孔，下偏差EI=0， 代号为:H ，通过改变轴的公差带来获得各种不同的配合特性。应用广泛 ，可减少孔加工刀具
6、。,（2）基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h ，通过改变孔的公差带来获得各种不同的配合特性。,基孔制常用与优先配合的选用,基轴制常用与优先配合的选用,基轴制常用与优先配合的选用,基轴制常用与优先配合的选用,2.2 形状和位置公差,形位误差会影响零件的使用功能，如装配性能、配合性质、运动平稳性、密封性和耐磨性等。因此在制造中对形位误差也必须予以限制，即规定必要的形位公差。,零件几何误差,2.2.1 形体的几何要素,构成形体的几何要素是点、线、面。它们可以从不同角度加以分类。1. 按结构特征分类（1）轮廓要素：构成零件外形的要素。（2）中心要素: 表示对称轮廓要素的中心的要素。2
7、. 按存在状态分类（1）实际要素：通过测量得到的实际存在的要素。（2）理想要素：几何学意义上的、无误差的要素。理想要素是评定实际要素的依据，在生产中不可能得到。,3. 按所处部位分类（1）被测要素：给定形位公差的检测对象。（2）基准要素：确定被测要素方向和位置的要素。4. 按功能关系分类（1）单一要素：只对其规定形状公差要求的被测要素。（2）关联要素：与其它要素具有功能要求的要素（对基准要素规定位置公差要求的要素）。,几何特征要素,实际要素和理想要素,基准要素和被测要素,2.2.2 形位公差项目及其标注,1. 形位公差项目及其符号,轮廓要素的引线箭头直接指向被测要素或其延长线，与尺寸线明显错开
8、。中心要素的引线箭头与其对应的轮廓要素尺寸线对齐，可替代一个尺寸箭头,2. 形位公差的标注,形位公差标注示例,形状公差是指单一实际要素所允许的变动量。形状公差带限制单一实际要素变动的区域（包括形状、方向、位置、大小）。,2.2.3 形状公差及其公差带,1. 直线度 （1）在给定平面内 公差带是距离为公差值t的两平行直线间的区域。,图中导轨导向用的垂直面的直线度公差为0.01mm，即任一水平面与该面相截交形成的实际轮廓线只允许落在该水平面上距离为0.01mm的两平行平面之间。,（2）在给定方向上,2. 平面度,3. 圆度,公差带是垂直于轴线的任一正截面上半径差为公差值t的两同心圆间的区域。,4.
9、 圆柱度,公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。,5. 线轮廓度 控制平面曲线或空间曲线的形状,6. 面轮廓度 控制空间曲面的形状,位置公差是指关联的实际要素对基准所允许的变动全量。位置公差带限制关联实际要素变动的区域（不许超出）。位置公差包括定向公差、定位公差和跳动公差。1. 定向公差关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。,2.2.4 位置公差及其公差带,（1） 平行度,0.05,（2） 垂直度,（3） 倾斜度,2. 定位公差关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。,（1） 同轴度 同轴度公差用于限制被测轴线与基准轴线的同轴误差。,（2） 对称度,（3） 位置度,位置度公差
10、用于限制关联实际要素的位置对理想位置的变动。点的位置度较常用和相对复杂，故着重介绍，线和面的位置度可自学理解。点的定位方式：用理论尺寸定位用尺寸公差定位复合定位,3.跳动公差关联实际要素绕其轴线回转时所允许的最大跳动量。跳动公差应用很广泛。回转体的轴线可体现为长圆柱面（V形块定位）、长孔（心轴定位）、两点（中心孔定位）等，定位方便，也容易测量。跳动量是回转体表面形状和位置误差的综合反映，具有综合控制形位误差的功能。跳动公差分为圆跳动与全跳动两类。,（1） 圆跳动,圆跳动,圆跳动,（2） 全跳动,2.3 表面粗糙度,2.3.1表面粗糙度及其评定参数 1. 定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面
11、粗糙度。,2. 特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。,3. 评定参数：轮廓算术平均偏差Ra-取样长度l内，被测轮廓上各点至轮廓中线偏距绝对值的算术平均值。,中线,2.3.2 表面粗糙度对零件功能的影响,1. 对摩擦磨损的影响,零件表面愈粗糙，摩擦系数愈大。但光滑到一定程度时，润滑油被挤出，产生亲和力反而使摩擦系数增大。,2. 对疲劳强度的影响,零件表面愈粗糙，愈容易产生应力集中，使疲劳强度降低。,3. 对耐腐蚀的影响,4. 对零件配合性能的影响,5. 对振动和噪声的影响等等,零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易产生腐蚀渗透。,对间隙配合，零件越粗糙，越容易磨损；对过盈配合，零件越粗糙，联接强度越低。,零件表面愈粗糙，振动和噪声愈大。如滚动轴承。,Ra愈小，零件的加工成本愈高。,
