第六章 公差与配合
教学目的：
        了解互换性的概念、形位公差和表面粗糙度的基本知识，掌握圆柱体的公差与配合；学会使用国家公差与配合、形位公差标准，并能根据具体零件和机械正确选择公差等级、公差带、配合的种类和表面粗糙度。
教学内容：
        公差与配合的基本术语、国标公差等级、基本偏差系列、形位公差和粗糙度。
重    点：公差配合与选用
难    点：公差配合的选用计算
参考教材：《机械基础》        刘泽深等主编  中国建工出版社  2000
《机械设计基础》    杨可桢主编    高等教育出版社  2003
《机械设计》        濮良贵主编    高等教育出版社  2004
具体教学内容：
§1互换性的基本概念
一．互换性的概念
  在制成的同一规格零件中，不需作任何挑选或附加加工（如钳工修配）就可以装在机器或部件上，而且可达到原定使用性能的特性。有完全互换和不完全互换。
二．互换性的意义
  1流水线生产、自动生产
  2使用维修
三．互换性包括的内容
  几何参数、机械性能、理化参数。
四．加工误差
  尺寸误差、形状误差、表面相互位置。
§2光滑圆柱体的公差于配合
一．基本术语与定义
   1．孔：圆柱形内表面和其他非圆柱内貌的统称。
   2．轴：圆柱形外表面和其他非圆柱外貌的统称。
   3．尺寸：用特定单位表示长度值的数字，机械制图用mm为单位。
   4．基本尺寸：设计给定的尺寸。孔,大写字母表示，轴,小写字母表示。
   5．实际尺寸：通过测量所得尺寸。
   6．极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。其中，数值大的称为最大极限尺寸，数值小的称为最小极限尺寸。
   7．尺寸偏差：某一尺寸减去基本尺寸的代数差。
上偏差（ES，es）= 最大极限尺寸-基本尺寸
下偏差（EI，ei ）= 最小极限尺寸-基本尺寸
极限偏差：实际尺寸-基本尺寸
偏差可正可负，也可为零。
8.尺寸公差：允许尺寸的变动量。
TH= Dmax－Dmin  =  ES－EI
TS= dmin－dmin  =  es－ei
※上式表明,公差永远是正值.
9.零线与公差带
  图6——1、2，公差与配合示意图及公差带图
标准公差：公差带位置及公差大小
零线：代表基本尺寸。
10.配合：基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
基孔制：基本偏差一定的孔的公差带和不同偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。
基轴制：基本偏差一定的轴的公差带和不同偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。
配合的种类：间隙；过盈；过渡。图6——5。
配合公差（Tf）=孔的公差（TH）＋轴的公差（Ts）                            
二.公差与配合新标准
  1.标准公差系列：IT01～IT18，共20级。IT01精度最高。表6——1
  2.基本偏差系列：A（a）～ZC（zc）计28个位置。图6——6
  3.公差与配合在图纸上的标注。图6——7
三.公差与配合的选用
  1.基准制：优先选用基孔制；与标准件配合时依标准件确定；允许使用任一孔轴公差带的配合。
  2.配合的选用：见表6——2
§3形位公差
一.形位公差的基本概念
  1.形状误差与公差
形状误差：被测单一实际要素对其理想要素的偏离量。
形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量。
  2.位置误差与公差
位置误差：被测关联实际要素的位置对其理想要素的位置偏离量。
位置公差：被测关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。
二.形位公差项目
（一）.形状公差
1.直线度：指实际直线（轴线、母线）出现的形状误差。
2.平面度：指包容实际表面而且距离为最小的两平行平面间距离误差。
3.圆度：指圆柱表面横剖面的形状误差。
4.柱度：指圆柱体轴剖面的误差。
5.圆柱度：圆度＋柱度。
6.线轮廓度：指曲线误差。
7.面轮廓度：指曲面误差。
（二）.位置公差
1.平行度：直线与直线、平面与平面、直线与平面、平面与直线的位置误差。
2.垂直度：同上。
3.倾斜度：特殊位置误差。
4.同轴度：孔零件孔与外表面、轴类零件相邻各段轴线位置误差。
5.对称度：对称零件相对基准的位置误差。
6.位置度：特殊位置误差，如孔的圆心位置误差。
7.圆跳动：在旋转表面的同一横剖面内，被测表面各点与基准轴线之间最大与最小距离差。
8.全跳动：在旋转体绕轴线旋转时，测试仪器沿被测表面理想轮廓移动，在垂直于理想轮廓各处的方向内测得的最大跳动量。
三.形位公差等级和公差值的选择
表6——5
四.形位公差的标注
图6——9
§4表面粗糙度
一.有关术语和定义
  1.取样长度:用于判别或测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。
表面粗糙度：波距一般在1mm以下；
波度：波距一般在（1～10）mm之间。
  2.评定长度：评定轮廓时所必须的一段表面长度，它包括一个或几个取样长度，一般取5个取样长度来评定表面粗糙度。
二.表面粗糙度的评定参数
  1.轮廓算术平均偏差Ra
  2.微观不平度十点高度Rz
三.表面粗糙度参数值及其应用
表6——4
四.表面粗糙度的标注
图6——13、12
例题1:
计算下列孔轴配合的极限间隙或极限过盈以及配合公差,指出配合的性质并作出公差带图.
孔公差带: 
轴公差带:
解:
  1.作出公差带图
  2.求极限过盈
由公差带图知,该孔和轴的配合为过盈配合
∴Ymax=Dmin－dmax=30－30.041=－0.041
Ymin=Dmax－dmin=30.021－30.028=－0.007
Tf=TH+TS=(ES－EI)+(es－ei)=(+0.021－0)+(0.041－0.028)=0.034
例题2:
查表绘出下列相配合的孔轴公差带图,并说明各配合代号的含义和配合性质。
解：
  .1确定公差数值
由附表6——1知，IT7=0.025;  IT6=0.016
2.查表确定孔和轴的偏差
由附表6——3知，EI=0，∵IT=ES－EI　　∴ES=IT+EI=0.025+0=+0.025
由附表6——2知,ei=+0.002 ∵ IT=es－ei  es=IT+ei=0.016+(+0.002)=+0.018
∴孔
轴
  3.作出公差带图
  4.由公差带图可以看出,,该孔和轴的配合为过渡配合.
∴表示基本尺寸为60的一对孔和轴的配合,基准制为基孔制,孔的公差等级为7级,公差带为H,轴的公差等级为6级,公差带为k.。
例题3:
设孔轴配合的基本尺寸和要求如下:D=100mm,Ymax=－0.013,Ymin=－0.02,试确定基准制公差等级及配合种类,并画出公差带图.
解:
选择基孔制,则EI=0
选择公差等级公差带位置
∵Ymin－Ymax=(Dmax－dmin)－(Dmin－dmax)
           =｛(D+ES)－(d+ei)｝－｛(D+EI)－(d+es)｝
           =(
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