城市学院互换性与测量技术第一部分

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1、互换性与测量技术基础课程介绍 机器的质量，很大程度取决于公差与配合机器的质量，很大程度取决于公差与配合。结构、材料相同的同类、同规格产品，质结构、材料相同的同类、同规格产品，质量和价格可有很大差别，其原因就在于公量和价格可有很大差别，其原因就在于公差与配合的差别。因此，差与配合的差别。因此，公差与配合是绝公差与配合是绝对的技术秘密对的技术秘密。由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足须满足三个条件三个条件：装配后装配后 满足使用要求满足使用要求装配前装配前 不挑不挑装配时装配时 不调整或修配不调整或修配却一不可却一不可螺纹紧固件螺纹紧固

2、件 三、互换性的重要性三、互换性的重要性 不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。1.使用上使用上 1)军用军用 2)民用民用 2.制造上制造上 可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动线）线）,产品单一，分工精细，可采用专用设备，提高生产产品单一，分工精细，可采用专用设备，提高生产率，进行文明生产。率，进行文明生产。给日常生活带来极大方便给日常生活带来极大方便(举例：备胎、电子元件等等举例：备胎、电子元件等等)军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。3.

3、设计上设计上 采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于用计设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于用计算机进行辅助设计。算机进行辅助设计。总之，遵循互换性原则进行设计、制造总之，遵循互换性原则进行设计、制造和使用，可优质、高效、低成本和使用，可优质、高效、低成本第二节第二节 实现互换性的条件实现互换性的条件2.检测：检测：检测包含检验与测量。检测包含检验与测量。3.实现互换性的条件实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。标准化是实现互换性的前提。误差：误差：实际几何参数对其理论值的偏离程

4、度。实际几何参数对其理论值的偏离程度。误差误差，加工精度，加工精度。优先数系的构成优先数系的构成 2.优先数的派生系列和复合系列优先数的派生系列和复合系列3.优先数系的应用举例优先数系的应用举例 由一系列十进制等比数列构成，代号由一系列十进制等比数列构成，代号Rr(r=5、10、20、40、80)，每个数都是一个优先数。，每个数都是一个优先数。R5 公比公比 q=51.6 R10 公比公比 q=101.25 基本系列基本系列 R20 公比公比 q=201.12R40 公比公比 q=401.06 R80 公比公比 q=801.03 补充系列补充系列白炽灯最常用的瓦数有白炽灯最常用的瓦数有15瓦、

5、瓦、30瓦、瓦、45瓦、瓦、60瓦、瓦、75瓦和瓦和100瓦等瓦等 为什么要制定极限为什么要制定极限 与配合标准与配合标准?极限与配合极限与配合一、极限与配合的基本概念一、极限与配合的基本概念 互换性要求：互换性要求：保证零件具有互换性的措施：保证零件具有互换性的措施：由设计者根据极限与配合标准，确定零件由设计者根据极限与配合标准，确定零件合理合理的配合要求和尺寸极限的配合要求和尺寸极限。同一批零件，同一批零件，不经挑选不经挑选和和辅助辅助加工加工，任取一个就可，任取一个就可顺利地装到机顺利地装到机器上去器上去并并满足机器的性能要求满足机器的性能要求。(50)公称尺寸公称尺寸二、有关孔和轴的术

6、语定义二、有关孔和轴的术语定义1.孔：孔的尺寸用孔：孔的尺寸用D表示。表示。孔是指工件的圆柱形内表面，也包括由二个平行平面孔是指工件的圆柱形内表面，也包括由二个平行平面或二个平行切面形成的非圆柱形内表面（包容面）。或二个平行切面形成的非圆柱形内表面（包容面）。2.轴：轴的尺寸用轴：轴的尺寸用d表示。表示。轴是指工件的圆柱形外表面，也包括由二个平行平面轴是指工件的圆柱形外表面，也包括由二个平行平面或二个平行切面形成的非圆柱形外表面（被包容面）。或二个平行切面形成的非圆柱形外表面（被包容面）。按装配关系讲：按装配关系讲：孔表面为包容面，孔表面为包容面，在它之内无材料，在它之内无材料，孔的尺寸越加工

7、孔的尺寸越加工越大；越大；轴表面为被包容面，在它之外无材料，轴表面为被包容面，在它之外无材料，轴的尺寸越加工越小。轴的尺寸越加工越小。公称尺寸公称尺寸:实际尺寸实际尺寸:极限尺寸极限尺寸:上极限尺寸上极限尺寸:Dmax零件合格的条件：零件合格的条件：上极限尺寸上极限尺寸实际尺寸实际尺寸下极限尺寸。下极限尺寸。零件制成后实际测得的尺寸。零件制成后实际测得的尺寸。允许零件实际尺寸变化的两允许零件实际尺寸变化的两个界限值。个界限值。允许实际尺寸的最大值。允许实际尺寸的最大值。允许实际尺寸的最小值。允许实际尺寸的最小值。3.公称尺寸、实际尺寸、极限尺寸公称尺寸、实际尺寸、极限尺寸下极限尺寸下极限尺寸:

8、dmin设计给定的尺寸。设计给定的尺寸。下极限尺寸下极限尺寸上极限尺寸上极限尺寸 50.008 50公称尺寸公称尺寸 49.992 50 0.008下极限尺寸下极限尺寸上极限尺寸上极限尺寸 50.00850公称尺寸公称尺寸 49.9924.尺寸偏差和尺寸公差尺寸偏差和尺寸公差上极限偏差上极限偏差=上极限尺寸公称尺寸上极限尺寸公称尺寸下极限偏差下极限偏差=下极限尺寸公称尺寸下极限尺寸公称尺寸代号：代号：孔孔为为ES，轴轴为为es代号代号：孔孔为为EI，轴轴为为ei尺寸公差尺寸公差(简称公差简称公差):允许允许实际尺寸的变动量。实际尺寸的变动量。公差公差=上极限尺寸下极限尺寸上极限尺寸下极限尺寸

9、=上极限偏差下极限偏差上极限偏差下极限偏差上极限偏差上极限偏差下极限偏差下极限偏差统称极限偏差统称极限偏差0.0080.016偏差可偏差可正可负正可负公差恒为公差恒为正正+0.008例：一根轴的直径为例：一根轴的直径为 公称尺寸公称尺寸:上极限尺寸上极限尺寸:下极限尺寸下极限尺寸:60mm零件合格的条件：零件合格的条件：实际尺寸实际尺寸 。思考并回答思考并回答 上极限偏差上极限偏差=60=+下极限偏差下极限偏差=60=-公差公差=(-)=下极限偏差下极限偏差公差带公差带+-+0.008+0.024-0.006-0.0225.公差带图：公差带图：公差带图可以直观地表示出公差带图可以直观地表示出公

10、差的公差的大小及公差带相对于零线的位置大小及公差带相对于零线的位置。50+0.024+0.00850-0.006-0.02200公称尺寸公称尺寸 50例例:500.008上极限偏差上极限偏差50 公差带是由代表上下极限偏差公差带是由代表上下极限偏差的两条直线所限定的一个区域。的两条直线所限定的一个区域。在公称尺寸在公称尺寸500mm内，国家标准将标准公差等内，国家标准将标准公差等级规定为级规定为20个等级，在公称尺寸大于个等级，在公称尺寸大于500至至3150mm内规定了内规定了IT1至至IT18共共18个标准公差等级。个标准公差等级。依次为依次为 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 I

11、T18 高高 公差等级公差等级 低低 小小 公差数值公差数值 大大 难难 加工程度加工程度 易易 即不同的公称尺寸，即不同的公称尺寸，公差等级相同，尺寸的精确公差等级相同，尺寸的精确程度相同程度相同。标准公差标准公差用以确定公差带的大小。用以确定公差带的大小。三、标准公差和基本偏差三、标准公差和基本偏差基本偏差基本偏差基本偏差基本偏差标准公差标准公差三、标准公差和基本偏差三、标准公差和基本偏差 标准公差标准公差代号代号:IT 共共20个等级：个等级：IT01、IT0、IT1IT18标准公差的数值由公称尺寸和公差等级确定。标准公差的数值由公称尺寸和公差等级确定。基本偏差基本偏差一般为靠近零线的那

12、个偏差。一般为靠近零线的那个偏差。公称尺寸公称尺寸+00标准公差标准公差用以确定公差带的大小。用以确定公差带的大小。用以确定公差带相对于零线的位置。用以确定公差带相对于零线的位置。代号代号:孔用大写字母，轴用小字母表示。孔用大写字母，轴用小字母表示。上极限偏差上极限偏差=下极限偏差下极限偏差+公差公差下极限偏差下极限偏差=上极限偏差上极限偏差-公差公差基本偏差系列，确定了孔和轴的公差带位置。基本偏差系列，确定了孔和轴的公差带位置。基本偏差系列基本偏差系列轴轴+0-eseiabccddeefffg g hjjskmn prstuvxyzzazbzc公称尺寸 孔孔公称尺寸+0-EIESABCCDD

13、EEFFFGGHJJSKM NPRSTUVXYZZAZBZC(3)公差带代号公差带代号公差带代号组成公差带代号组成 基本偏差代号，如：基本偏差代号，如：H、f。标准公差等级代号如：标准公差等级代号如：8、7。如如:H8 f7孔的基本偏差代号孔的基本偏差代号孔的标准公差等级代号孔的标准公差等级代号轴的标准公差等级代号轴的标准公差等级代号轴的基本偏差代号轴的基本偏差代号公差带的位置由基本偏差决定，公差带的位置由基本偏差决定，公差带的大小由标准公差等级决定。公差带的大小由标准公差等级决定。四、配合四、配合 配合的概念配合的概念公称尺寸相同公称尺寸相同相互结合的孔和轴相互结合的孔和轴的的公差带之间的关

14、系公差带之间的关系。间隙或过盈间隙或过盈:=孔的实际尺寸轴的实际尺寸孔的实际尺寸轴的实际尺寸配合：配合：0 间隙间隙 0 过盈过盈2020配合配合 配合的种类配合的种类 间隙配合间隙配合(可相对运动可相对运动)具有间隙具有间隙(包括最小间隙等于零包括最小间隙等于零)的配合。的配合。孔孔轴轴最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大间隙最大间隙最小间隙最小间隙最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大间隙最大间隙最小间隙最小间隙孔的公差带在轴孔的公差带在轴的公差带之上的公差带之上间隙配合示意图间隙配合示意图最小间隙是零最小间隙是零 过盈配合过盈配合（需在外力作用下孔与轴才能结

15、合）（需在外力作用下孔与轴才能结合）具有过盈具有过盈(包括最小过盈等于零包括最小过盈等于零)的配合。的配合。孔的公差带在轴孔的公差带在轴的公差带之下的公差带之下最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小过盈最小过盈最大过盈最大过盈最小过盈最小过盈最大过盈最大过盈最小过盈是零最小过盈是零过盈配合示意图过盈配合示意图 过渡配合过渡配合既可能产生既可能产生微量间隙微量间隙，也可能产生，也可能产生微量过盈微量过盈的配合。的配合。最大过盈最大过盈孔的公差带孔的公差带与轴的公差与轴的公差带相互交叠带相互交叠最大过盈最大过盈最大间隙最大间隙最大间隙最

16、大间隙过渡配合示意图过渡配合示意图最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最大极限尺寸 配合制配合制 基孔制配合基孔制配合 基本偏差为基本偏差为一定的一定的孔的公差带孔的公差带，与，与不同不同基本偏基本偏差的差的轴的公差带轴的公差带形成各种配合的制度。形成各种配合的制度。基准孔基准孔间隙配合间隙配合 过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合公差带图：公差带图：0-0+基本偏差代号为基本偏差代号为H(EI=0)基轴制配合基轴制配合 基本偏差为基本偏差为一定的一定的轴的公差带轴的公差带与与不同不同基本基本偏差的偏差的孔的公差带形成孔的公差带形成各种配合的制度。各

17、种配合的制度。基准轴基准轴间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合公差带图：公差带图：-+基本偏差代号为基本偏差代号为h(es=0)基轴制：基轴制：AH 形成间隙配合形成间隙配合JN 形成过渡配合形成过渡配合PZC 形成过盈配合形成过盈配合基孔制：基孔制：ah 形成间隙配合形成间隙配合jn 形成过渡配合形成过渡配合pzc 形成过盈配合形成过盈配合根据基本偏差代号确定配合种类根据基本偏差代号确定配合种类ah 形成间隙配合形成间隙配合五、极限与配合在图上的标注五、极限与配合在图上的标注 在装配图中配合的标注在装配图中配合的标注标注形式为：标注形式为：采用基孔制配合时，分子采用基孔制配合时，

18、分子为基准孔的公差带代号。为基准孔的公差带代号。例如：例如：基孔制间隙配合基孔制间隙配合基孔制过渡配合基孔制过渡配合 30H8f7 40H7n6轴轴轴套轴套箱体箱体 30H8f7 40H7n6公称尺寸公称尺寸孔孔的公差带代号的公差带代号轴轴的公差带代号的公差带代号底座底座滑轮滑轮销轴销轴开口销开口销 采用基轴制配合时，分母为基准轴的公采用基轴制配合时，分母为基准轴的公差带代号。差带代号。例如：例如：基轴制间隙配合基轴制间隙配合基轴制过渡配合基轴制过渡配合 12F8h7 12F8h7 12J8h7 12h7J8 除前面讲的基本标注形式外，还可采用除前面讲的基本标注形式外，还可采用下面的一些标注形

19、式。下面的一些标注形式。用斜线做分数线。用斜线做分数线。标注上、下偏差值。标注上、下偏差值。55+0.0300-0.019550 H7/h655 在零件图中极限的标注在零件图中极限的标注 在公称尺寸后注出公差带代号在公称尺寸后注出公差带代号（基本偏（基本偏 差代号和标准公差等级数字）。差代号和标准公差等级数字）。30H8 30f7 配合精度明确，标注简单，但数值不直配合精度明确，标注简单，但数值不直观。适用于大批量生产的零件。观。适用于大批量生产的零件。注出注出公称尺寸及上、下极限偏差值公称尺寸及上、下极限偏差值（常用方法）（常用方法）30+0.0330-0.041 30-0.020 数值直观

20、，适用于试制件及小批生产用数值直观，适用于试制件及小批生产用此法较多。此法较多。在公称尺寸后，注出公差带代号及上、下在公称尺寸后，注出公差带代号及上、下 偏差值，偏差值要加上括号。偏差值，偏差值要加上括号。30H8()+0.0330 30f7()-0.020-0.041 既明确配合精度又有公差数值。适用于既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。生产规模不确定的情况。标注与标准件配合要求时，只标注该零件的标注与标准件配合要求时，只标注该零件的公差代号，如与滚动轴承相配合的孔与轴。公差代号，如与滚动轴承相配合的孔与轴。序序号号错误标注错误标注正确标注正确标注说明说明1上下偏差位置写

21、反上下偏差位置写反2下偏差下偏差“0”不应与不应与“+”号对齐，而号对齐，而应与上偏差的应与上偏差的“0”对齐对齐3写法不规范写法不规范4孔、轴公差带写反孔、轴公差带写反5公差带的基本偏差与公差等级位置公差带的基本偏差与公差等级位置写反写反6多写了括号多写了括号7少些了括号少些了括号121.0091.080091.0121.08002.003002.0030011.0011.0120011.01208750Hf7850fHfH 96099960fH020.0041.020020.0041.020036.0090.08100f036.0090.08100f测量尺寸的工具测量尺寸的工具 测量尺寸用

22、的简单工具有：直尺、外卡钳和内卡钳；测量测量尺寸用的简单工具有：直尺、外卡钳和内卡钳；测量较精密的零件时，要用游标卡尺、千分尺或其他工具。较精密的零件时，要用游标卡尺、千分尺或其他工具。直尺直尺外卡钳外卡钳 内卡钳内卡钳 游标卡尺游标卡尺常用的测量方法常用的测量方法 测量直线尺寸测量直线尺寸测量回转面的直径测量回转面的直径用游标卡尺用游标卡尺测量回转面直径测量回转面直径用内卡钳测量用内卡钳测量 用内卡钳测量时，必须借助用内卡钳测量时，必须借助直尺读出零件的尺寸。直尺读出零件的尺寸。用外卡钳测量用外卡钳测量 用外卡钳测量时，必须借助用外卡钳测量时，必须借助直尺读出零件的尺寸。直尺读出零件的尺寸。

23、六、基准制的选用六、基准制的选用一般情况下应优先选用基孔制一般情况下应优先选用基孔制基轴制的选择基轴制的选择l直接使用有一定公差等级（直接使用有一定公差等级（IT8IT11）而不）而不再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。准轴的公差带制造）制作轴。H(EI=0)h(es=0)l加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济。这时采用基轴制较经济。l根据结构上的需要根据结构上的需要，在同一公称尺寸的轴，在同一

24、公称尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示。基轴制。如下图所示。间隙配合过渡配合过渡配合连杆活塞销活塞间隙配合过渡配合过渡配合连杆活塞销活塞基准制选择示例(一)l与标准件配合的基准制选择与标准件配合的基准制选择以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。以标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键槽的配合应采用基轴制；非基准制配合的采用非基准制配合的采用 基准制选择示例（二）滚动轴承滚动轴承外圈外圈与箱体孔与箱体孔 的配合应采用的配合应采用基轴基轴制制 内圈内圈与轴的配合应采与轴的

25、配合应采用用基孔基孔制，制，七、七、优先选用的公差带与配合优先选用的公差带与配合轴的一般、常用、优先公差带 七、七、优先选用的公差带与配合优先选用的公差带与配合孔的一般、常用、优先公差带孔的一般、常用、优先公差带七、七、优先选用的公差带与配合优先选用的公差带与配合基孔制优先配合、常用配合基孔制优先配合、常用配合 H7p6表1-6 基孔制优先、常用配合H8h8H8h7H6h5H7h6H9h9H10h10H11h11H12h12H12H11H10H10d10H11d11H12b12H11a11H10c10H11c11H11b11H9H8H7H6基准孔H6f5H6g5H8d8H9d9H9c9H8g7

26、H8f8H9f9H8e8H9e9H8f7H7f6H8e7H7g6间 隙 配 合dacbfehg过 盈 配 合H6s5H6r5H6p5H6n5H6m5H6k5H6js5H8js7H8k7H7k6H7js6H8m7H8n7H7n6H7m6H8p7H8r7H7r6H8s7H8t7H7t6H7s6轴过渡配合kjsnmrptsH7z6H7x6H8u7H7v6H7u6H7y6zxvuy七、七、优先选用的公差带与配合优先选用的公差带与配合 基轴制优先配合、常用配合基轴制优先配合、常用配合 过 盈 配 合H9h9E9h9F9h9D9h9B12h12B11h11h12h10h11A11h11D11h11D10h

27、10C11h11H12h12H11h11H10h10F7h6F8h7F8h8F6h5h5h7h8h9h6E8h7D8h8E8h8基准轴AD间 隙 配 合CBEFJS6h5K6h5M6h5N6h5P6h5R6h5H6h5G6h5K8h7JS8h7H8h7H8h8H7h6G7h6JS7h6K7h6N8h7M8h7M7h6N7h6P7h6R7h6表1-7 基轴制优先、常用配合过渡配合GHJSK孔MNPRT6h5S6h5U7h6T7h6S7h6XSTVUYZ八、八、一般公差一般公差 线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差 1.一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）一般公差的定义（线性尺寸的未注公差）一般公

28、差一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差。它是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。国家标准GB/T 18042000一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差等效地采用了国际标准中的有关部分，替代了GB/T 18041992一般公差 线性尺寸的未注公差。简单地说一般公差就是只标注公称尺寸，未标简单地说一般公差就是只标注公称尺寸，未标注公差。（如：注公差。（如：30、100）即通常所说的“自由尺寸”。一般公差正常情况下，一般不测量。一般公差正常情况下，一般不测量。2.一般公差的规定一般公差的规定 一般公差规定四个等级：f（精密级）、m（中等级）、c（粗糙级）、v（最粗级）。这4个公差等级相当于ITl2、ITl4、IT16和IT17。3.应用应用 主要用于不重要的，较低精度的非配合尺寸及以工艺方法可保证的尺寸（铸、模锻）。（简化制图，节约设计、检验时间，突出重要尺寸）4.标注标注 当采用一般公差时，当采用一般公差时，在图样上只注公称尺寸，不注极限偏差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差等级代号作出总的说明。例如，当选用中等级m时，则表示为GB/T 1804m。