机械工程基础 教学课件 作者 曹志锡 第七章 极限与配合.ppt

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1、第七章极限与配合第一节概述一、互换性的基本概念在机械和仪器制造业中，零部件的互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配（如钳工修配）就能装到机器上，达到规定的功能要求，这样的一批零部件就称为具有互换性的零部件。日常生活中使用的自行车和手表的零件，就是按互换性要求生产的。当自行车或手表零件损坏时，修理人员很快就能用同样规格的零件换上，恢复自行车和手表的功能。互换性给产品的设计、制造和使用维修带来了很大的方便。从设计方面看，按互换性进行设计，就可以最大限度地采用标准件、通用件，大大减少绘图、计算等工作

2、量，缩短设计周期，并有利于产品多样化和计算机辅助设计。从制造方面看，互换性有利于组织大规模专业化生产，有利于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，实现加工和装配过程的机械化、自动化，从而减轻工人的劳动强度，提高生产率，保证产品质量，降低生产成本。第七章极限与配合从使用方面看，零部件具有互换性，可以及时更换那些已经磨损或损坏了的零部件，减少了机器的维修时间和费用，保证机器能够连续、可靠、持久地运转。综上所述，零件和部件的互换性对保证产品质量、提高生产率和增加经济效益具有重要意义，它已成为现代制造业普遍遵守的原则。

3、二、误差和公差1．误差和精度的概念零件要制造的绝对准确是不可能的，也是不必要的。只要在满足机器使用功能要求和零件互换性要求的前提下，对零件的几何参数加以限制，允许它在一定的范围内变化就可以了。零件加工后的几何参数与理想零件几何参数相符合的程度，称为加工精度。它们之间的差值称为误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低，故精度可用误差大小来表示。第七章极限与配合2．零件几何参数误差的种类1）尺寸误差零件实际尺寸与理想尺寸之差。2）几何形状误差零件几何要素的实际形状与理想形状之差。3）位置误差零件几何要素的实际位置与理想位置之差。3

4、．公差公差是零件几何参数允许的变动范围。尺寸公差就是零件尺寸允许的变动范围；形状公差和位置公差分别是零件几何要素的形状和位置允许的变动范围。误差是零件加工过程中实际产生的。公差是产品设计时给定的。第七章极限与配合第二节极限与配合的基本术语与定义一、尺寸1．基本尺寸设计时给定的尺寸称为基本尺寸（图7-1）。它是按产品的使用要求，根据零件的强度、刚度等计算结果或通过试验、类比等经验方法而确定的，并按标准直径或标准长度圆整后所给的尺寸，是计算偏差的起始尺寸。相互配合的表面，例如孔与轴，它们的基本尺寸相同。2．实际尺寸通过实际测量获得

5、的尺寸称为实际尺寸。由于测量存在误差，所以实际尺寸并非真实尺寸的真值。此外，因为加工时存在形状误差（如孔或轴呈椭圆形，两平面不平行等），所以在不同部位测量时，其实际尺寸也不尽相同。第七章极限与配合3．极限尺寸极限尺寸是指尺寸变动的两个界限值，以基本尺寸为基数来确定。两个极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。孔的最大极限尺寸和最小极限尺寸分别用Dmax和Dmin表示；轴的最大极限尺寸和最小极限尺寸分别用dmax和dmin表示（图7-1）。图7-1公差与配合示意图第七章极限与配合二、尺寸偏差与公差1．尺寸

6、偏差某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺寸偏差。最大极限尺寸与其基本尺寸的代数差，称为上偏差，用ES（包容体，例如孔）、es（被包容体，例如轴）表示；最小极限尺寸与其基本尺寸的代数差，称为下偏差，用EI（包容体，例如孔）、ei（被包容体，例如轴）表示。上偏差和下偏差统称为极限偏差。实际尺寸与基本尺寸的代数差，称为实际偏差。偏差可以为正值、负值或零。合格零件的实际偏差不应超出规定的极限偏差范围。2．尺寸公差尺寸公差是指最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差，是尺寸的允许变化量，其值也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值。尺寸公差是

7、一个没有符号的绝对值。第七章极限与配合例7-1基本尺寸为Ø50mm，最大极限尺寸为Ø50.008mm，最小极限尺寸为Ø49.992mm，试计算其偏差和公差。解：上偏差＝最大极限尺寸-基本尺寸＝50.008-50＝+0.008mm下偏差＝最小极限尺寸-基本尺寸＝49.992-50＝-0.008mm公差＝最大极限尺寸-最小极限尺寸＝50.008-49.992＝0.016mm公差＝上偏差-下偏差＝0.008-（-0.008）＝0.016mm3．零线和公差带图7-1表示的是极限与配合的一个示意图，它表示了两个相互结合的孔与轴的基本尺寸

8、、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系。在实际应用中，为简单起见，一般以公差带（图7-2）来表示。第七章极限与配合1）零线在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常，零线表示基本尺寸。正偏差位于零线的上方，负偏差位于零线的下方。2）公差带在公差带图中，由代表上、下偏