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机械制图
1.10.4.2 二、极限与配合

二、极限与配合

1.零件的互换性

日常生活中,自行车或汽车的零件坏了,也可买个新的换上,并能很好地满足使用要求,这样不仅方便还节省了很多时间。其所以能这样方便,就因为这些零件具有互换性。零件的互换性是指:同一规格的任一零件在装配时不经选择或修配,就可以达到预期的配合性质,满足使用要求。要满足零件的互换性,就要求有配合关系的尺寸在一个允许的范围内变动,并且在制造上又是经济合理的。零件具有互换性,不但给装配、修理机器带来方便,还可用专用设备生产,提高产品数量和质量,同时降低产品的成本。

2.尺寸公差的基本术语

(1)基本尺寸:根据零件强度、结构和工艺性要求,设计的满足要求而确定的尺寸。

(2)实际尺寸:通过测量所得到的零件尺寸。

(3)极限尺寸:允许尺寸变化的两个界限值。它以基本尺寸为基数来确定。两个界

限值中较大的一个称为最大极限尺寸;较小的一个称为最小极限尺寸。

(4)尺寸偏差(简称偏差):某一尺寸减其相应的基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差有:

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

上、下偏差统称极限偏差。上、下偏差可以是正值、负值或零。

国家标准规定:孔的上偏差代号为ES,孔的下偏差代号为EI;轴的上偏差代号为es,轴的下偏差代号为ei。

尺寸公差(简称公差)是允许实际尺寸的变动量。

尺寸公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸=上偏差-下偏差

因为最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸,所以尺寸公差一定为正值。

(5)公差带和公差带图:公差带表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。零线是确定偏差的一条基准线,通常以零线表示基本尺寸。为了便于分析,一般将尺寸公差与基本尺寸的关系,按放大比例画成简图,称为公差带图。在公差带图中,上、下偏差的距离应成比例,公差带方框的左右长度根据需要任意确定。一般用斜线表面孔的公差带;加点表面轴的公差带如图8-24所示。

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图8-24 公差带图

(6)公差等级:确定尺寸精确程度的等级。国家标准将公差等级分为20级:IT01、IT0、IT1~IT18。“IT“表示标准公差,公差等级的代号用阿拉伯数字表示。IT01~IT18,精度等级依次降低。

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(7)标准公差:用以确定公差带大小的任一公差。标准公差是基本尺寸的函数。对于一定的基本尺寸,公差等级愈高,标准公差值愈小,尺寸的精确程度愈高。基本尺寸和公差等级相同的孔与轴,它们的标准公差值相等。国家标准把≤500mm的基本尺寸范围分成13段,按不同的公差等级列出了各段基本尺寸的公差值,为标准公差,如表8-7所示。

表8-7 标准公差数值   (摘自GB/T1800.3-1998)

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注:基本尺寸小于或等于1mm时,无IT14~IT18

(8)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。一般是指靠近零线的那个偏差,根据实际需要,国家标准分别对孔和轴各规定了28个不同的基本偏差如图8-25所示。

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图8-25 基本偏差系列

基本偏差用拉丁字母表示,大写字母代表孔,小写字母代表轴。

轴的基本偏差从a~h为上偏差,从j~zc为下偏差,js的上、下偏差分别为+img269和-img270

孔的基本偏差从A~H为下偏差,从J~ZC为上偏差。JS的上、下偏差分别为+img271和-img272。轴和孔的另一偏差可根据轴和孔的基本偏差和标准公差,按以下代数式计算。

轴的上偏差(或下偏差):

es=ei+IT 或 ei=es-IT;

孔的另一偏差(或下偏差):

ES=EI+IT 或 EI=ES-IT

(9)孔、轴的公差带代号:由基本偏差与公差等级代号组成,并且要用同一号字母书写。

例1:说明Ø50H8的含义是:

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此公差带的全称是:基本尺寸为Ø50,公差等级为8级,基本偏差为H的孔的公差带。

例2:说明Ø50f7的含义是:

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此公差带的全称是:基本尺寸为Ø50,公差等级为8级,基本偏差为f的轴的公差带。现将尺寸公差的基本术语归纳如表8-8所示。

表8-8 尺寸公差的基本术语

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续表

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3.零件的配合

(1)配合:指基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。根据相互结合的孔和轴公差带的相互位置关系,配合分为三类:间隙配合、过盈配合和过渡配合。

(2)间隙配合:具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合称为间隙配合。此时,孔公差带在轴公差带之上,如图8-26所示。

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图8-26 间隙配合

(3)过盈配合:具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。此时,孔的公差带在轴的公差带之下,如图8-27所示。

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图8-27 过盈配合

(4)过渡配合:可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。此时,孔的公差带与轴的公差带相互交叠,如图8-28所示。

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图8-28 过渡配合

4.配合制

同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度称为配合制。国家标准规定了两种配合制,即基孔制配合和基轴制配合。

(1)基孔制配合: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(间隙、过渡或过盈)的一种制度,如图8-29(a)所示。在基孔制配合中,选作基准的孔称为基准孔,基准孔的下偏差为零,上偏差为正值。基准孔的基本偏差代号为“H”。

(2)基轴制配合: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(间隙、过渡或过盈)的一种制度,如图8-29(b)所示。在基轴制配合中,选作基准的轴称为基准轴,基准轴的上偏差为零,下偏差为负值。基准轴的基本偏差代号为“h”。

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图8-29 基孔制和基轴制

5.公差与配合在零件图中的标注实例

如图8-30所示,以轴孔的公差配合为例。图中(a)是以标注公差带的代号的形式进行标注的;(b)是以标注偏差的数值形式进行标注的;(c)是公差带代号和偏差数值一起标注。

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图8-30 公差与配合标注实例