1、第 1 章 尺寸公差及配合1.1尺寸公差及配合标注读解教学导航图教知识重点：尺寸公差与配合的有关术语和标准规定；尺寸公差与配合的有关计算：极限偏差的计算、极限盈隙的计算、配合公差的计算。推荐教学方式：任务驱动教学法推荐考核方式：口试或笔试（识读图样尺寸公差标注） 、小型设计（零件尺寸精度设计）学课堂：听课+讨论+ 互动课外：通过实践，掌握普通车床尾座的结构和工作过程；了解安全阀结构及功能要求；熟悉公差与配合手册。必须掌握的理论知识：尺寸公差与配合的有关术语和标准规定；极限偏差的计算、极限盈隙的计算、配合公差的计算。需要掌握的工作技能：能够识读机械产品图样中尺寸公差及配合的标注；能够设计零件的尺
2、寸精度。知识难点：设计尺寸公差：选择基准制、公差等级、配合类型，确定尺寸极限偏差。推荐学习方法知识分布网络1任务 1 识读顶尖套筒及螺母尺寸公差标注以车床尾座图样中部分尺寸公差与配合标注为例。车床尾座在加工和装配过程中尺寸精度体现在零件图和装配图的技术要求中，如图 1-1、图 1-2 和图 1-3 所示。识读尺寸公差及配合标注基本尺寸基本偏差上偏差下偏差标准公差最大极限尺寸最小极限尺寸极限偏差零件图尺寸公差标注装配图尺寸公差及配合标注 基准制配合类型极限盈隙基孔制基轴制间隙配合过盈配合过渡配合最大间隙或过盈最小间隙或过盈配合公差2图 1-1 车床尾座螺母零件图图 1-2 车床尾座顶尖套筒零件图
3、 31.顶尖 2.尾座体 3.顶尖套筒 4.丝杆 5.螺母 6.滚动轴承 7.后盖 8.挡圈 9.手轮 10.手柄杆图 1-3 车床尾座装配图图 1-1 中 是零件图中轴的尺寸公差与配合标注形式之一， 图 1-2 中 是零件图632h 732H中孔的尺寸公差与配合标注形式之一， 图 1-3 中 等是装配图中常见的尺寸公差与配合6/732hH标注形式。识读图样中的尺寸公差及配合标注时，应该获得以下信息：基本尺寸、极限偏差和公差、精度等级、基准制和配合类型以及极限盈隙。1.1.1 孔和轴的尺寸1轴和孔 如图 1-3 所示车床尾座装配图可知：各零件之间多处反映了轴与孔的结合，轴与孔结合在机械制造中得
4、到了广泛的应用。除了上图中所示圆柱形内外表面的轴和孔，还有其他形式的表面也定义为轴和孔,如图 1-4 所示。图 1-4 孔和轴（1）孔通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面 (由两平行平面或切面形4成的包容面) 。孔径用大写字母 表示。如图 1-4（a）所示。D（2）轴通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面 (由二平行平面或切面形成的被包容面) 。孔径用小写字母 表示。如图 1-4（b）所示。d从装配关系讲，孔为包容面，在它之内无材料；轴为被包容面，在它之外无材料。2尺寸（1）尺寸用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米 (mm) 作为特定单位。（2）基本尺寸
5、(孔 、轴 )根据使用要求，经过强度、刚度计算和结构设计而确定的，Dd且按优先数系列选取的尺寸。基本尺寸应是标准尺寸，即为理论值。（3）实际尺寸(孔 、轴 )加工后通过测量所得的尺寸。但由于测量存在误差，所以aDd实际尺寸并非真值。同时由于工件存在形状误差，所以同一个表面不同部位的实际尺寸也不相等。（4）极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是以基本尺寸为基数来确定的。最大极限尺寸(孔 、轴 )允许实际尺寸变动的最大值；maxDaxd最小极限尺寸(孔 、轴 )允许实际尺寸变动的最小值。inin1.1.2 偏差、公差和公差带图1尺寸偏差 (简称偏差)偏差某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（1
6、）极限偏差极限尺寸减去基本尺寸得到的代数差。上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，符号（ES、es） ；下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，符号（EI、ei） ；任务提示：图 1-1 中的螺母轴径基本尺寸 =32，图 1-2 顶尖套筒孔的基本尺寸 = 。dD32任务提示：图 1-1 中的 轴径，加工后测量为 、 等，即3290.3185.， 。90.31ad985.1ad任务提示：图 1-2 中 孔，最大极限尺寸 =32.025，最小极限尺寸 =32。32maxDminD图 1-1 中 轴径，最大极限尺寸 =32，最小极限尺寸 =31.984。axdmind5孔上偏差 ES=
7、 ， 孔下偏差 EI= maxDminD轴上偏差 es = ， 轴下偏差 ei=da di（2）实际偏差（Ea,ea ） 实际尺寸减其基本尺寸的代数差，在实际中称为误差。偏差可以为正、负或零值。零件尺寸合格的条件：加工零件的实际尺寸在极限尺寸范围内，或者其误差在极限偏差范围内，即为合格品，反之是废品。孔： ；maxminDESIa轴： ；aidesi2. 尺寸公差 (简称公差)公差允许尺寸的变动量。公差数值等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值，也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。公差取绝对值不存在负公差，也不允许为零。公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精确程度。孔公差 = =ES
8、EIhTmaxDin轴公差 = =es eisiad基本尺寸、尺寸偏差和尺寸公差三者的关系如图 1-5 所示。任务提示：孔 ES=32.025-32=+0.025， EI=32-32=0轴 es ， ei032016.32984.1任务提示：螺母轴径 ea1=31.990-32=-0.010, ea2=31.985-32=-0.015任务提示：套筒孔公差 =|32.025-32|=|0.025-0|=0.025hT轴径的公差 =|32-31.984|=|0-（-0.016 ）|=0.016s6图 1-5 术语图解 3. 零线、公差带和公差带图表示零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围，叫做尺
9、寸公差带。图解方式为公差带图，如图 1-6 所示。图 1-6 公差带图（1）零线它是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸（图中以毫米为单位标出） ，标注为“0” ，偏差由此零线算起，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差 ，分别标注“+” 、 “-”号 ,若为零，可不标注。（2）公差带：公差带图中用与零线平行的直线表示上、下偏差（图中以微米或毫米为单位标出，单位省略不写） 。公差带在零线垂直方向上的宽度代表公差值，沿零线方向的长度可适当选取。通常孔公差带用由右上角像左下角的斜线表示，轴公差带用由左上角向右下角的斜线表示。（3）标准公差 公差与配合国家标准中所规定
10、的用以确定公差带大小的任一公差值。（4）基本偏差用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，数值均已标准化，一般为靠近零线的那个极限偏差。当公差带在零线以上时，下偏差为基本偏差，公差带在零线以下时，上偏差为基本偏差，如图 1-7 所示。7图 1-7 基本偏差1.1.3 标准公差及基本偏差的国标规定公差带有两个基本参数，即公差带的大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。国家标准 GBT1800.31998极限与配合 基础 第三部分：标准公差和基本偏差数值表规定了两个基本系列，即标准公差系列和基本偏差系列。1.标准公差系列标准公差等级是指确定尺寸精确程度的等级。为了满足机械制造中各零
11、件尺寸不同精度的要求，国家标准在基本尺寸至 500mm 范围内规定了 20 个标准公差等级，用符号 IT 和数值表示，IT 表示国际公差，数字表示公差（精度）等级代号：IT01、IT0、IT1、IT2IT18。其中，IT01 精度等级最高，其余依次降低，IT18 等级最低。在基本尺寸相同的条件下，标准公差数值随公差等级的降低而依次增大。同一公差等级、同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差数值是相同的。同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。表 1-1 列出了国家标准(GB/T 1800.31998)规定的机械制造行业常用尺寸(尺寸至 500mm)的标准公差数值。 表 1-1
12、标准公差的数值表（摘自 GB/T1800.3-1998）标 准 公 差 等 级基本尺寸/mm IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18大于 至 m 3 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 0.1 0.14 0.25 0.4 0.6 1 1.43 6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.3 0.48 0.75 1.2 1.86 10 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15
13、 0.22 0.36 0.58 0.9 1.5 2.210 18 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.7 1.1 1.8 2.718 30 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.3 2.1 3.330 50 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1 1.6 2.5 3.950 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0.3 0.46 0.74 1.2 1.9 3 4.680
14、120 2.5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.4 2.2 3.5 5.4120 180 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 0.4 0.63 1 1.6 2.5 4 6.3180 250 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.9 4.6 7.2250 315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.3 2.1 3.2 5.2 8.1315 400 7 9 13 18 2
15、5 36 57 89 140 230 360 0.57 0.89 1.4 2.3 3.6 5.7 8.9400 500 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.5 4 6.3 9.7任务提示：螺母 轴径公差带基本偏差为上偏差（es=0） ，顶尖套筒 孔公差带32 32基本偏差为下偏差（EI =0） 。82基本偏差系列（1）基本偏差代号国家标准 (简称国标) 中已将基本偏差标准化，规定了孔、轴各 28 种公差带位置，孔用大写字母，轴用小写字母。在 26 个英文字母中，去掉 5 个字母(孔去掉 I、L、O、Q、W，轴去掉 i、 l、o
16、、q、w)，加上 7 组字母(孔为 CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC；轴为cd、ef、fg、js、za、zb、zc)，共 28 种，基本偏差系列见图 1-8。图 1-8 基本偏差系列 （2）基本偏差系列特点 基本偏差系列中的 H (h) 其基本偏差为零。 JS(js)与零线对称，上偏差 ES(es)=1T/2，下偏差 EI(ei)=IT/2，上下偏差均可作为基本偏差。 孔的基本偏差系列中，AH 的基本偏差为下偏差，JZC 的基本偏差为上偏差；轴的基本偏差中 a h 的基本偏差为上偏差，j zc 的基本偏差为下偏差。 公差带的另一极限偏差“开口” ，表示其公差等级未定。（3）基本偏差数值任务提示：图 1-1 中 轴径的公差等级为 6 级，查表 1-2 知其标准公差值为632hIT6=16m，图 1-2 中 孔的公差等级为 7 级，标准公差值为 IT7=25m。7H9国家标准已列出轴、孔基本偏差数值表，如表 1-2 和表 1-3 所示，在实际中可查表确定其数值。
