轴公差具体计算.docx

1、轴公差具体计算轴公差的计算机械制造中的互换性与标准化互换性概述 互换性及其意义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，这样的一批零件或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、计算等工作量，缩短设计周期，并有利于产

2、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。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,保证机器能够连续而持久地运转.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。互换性的分类按互换的范围，可分为功能互换和几何参数互换.功能互换是指零部件的几何参数、物理性能、化学性能及力学性能等方

3、面都具有互换性，又称为广义互换；几何参数互换是指零部件的尺寸、形状、位置及表面粗糙度等参数具有互换性，又称为狭义互换。本章只研究几何参数互换。按互换程度，可分为完全互换和不完全互换。若一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配,装配后即能满足预定的要求，这叫完全互换。当装配精度要求较高时，采用完全互换将使零件制造精度要求提高，加工困难,成本增高，这时可适当降低零件的制造精度,使之便于加工，而在加工好后,通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，两个相同组号的零件相装配，这样既可保证装配精度，又能解决加工难的问题，这叫分组装配。仅同一组内零件有互换性,组与组之间不能互换，这种情况属不完全互

4、换。装配时需要调整的零部件也属于不完全互换。一般地说，使用要求与制造水平、经济效益没有矛盾时，可采用完全互换；反之,采用不完全互换。不完全互换通常用于部件或机构的制造厂内部的装配，而厂外协作往往要求完全互换. 公差与检测实现互换性的条件零件在加工过程中，不可避免地会产生各种误差,想把同一规格的一批零件的几何参数做得完全一致是不可能的，也是不必要的，实际上，只要把几何参数的误差控制在一定范围内，就能满足互换性的要求。零件几何参数误差的允许范围称为公差，包括尺寸公差、形状公差和位置公差等。加工好的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断,检测不仅用于评定零件合格与否，而且用于分析不合格的原因，及时

5、调整生产,监督工艺过程，预防废品产生。检测是机械制造的“眼睛”。无数事实证明，产品质量的提高，除设计和加工精度的提高外,往往更有赖于检测精度的提高.综上所述，合理确定公差与正确进行检测，是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的手段和条件.尺寸公差与配合基本术语及其定义有关孔和轴的定义1孔 通常指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面(由二平行平面或切面形成的包容面）.2基准孔 在基孔制配合中选作基准的孔。3轴 通常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）.4基准轴 在基轴制配合中选作基准的轴.在公差与配合中，孔和轴的关系表现为包容和被包容的关系，即

6、孔为包容面，轴为被包容面。在加工过程中，随着余量的切除，孔的尺寸由小变大，轴的尺寸则由大变小。孔和轴的定义明确了公差与配合国家标准的应用范围。在公差与配合中，孔和轴都是由单一尺寸确定的，例如圆柱体的直径、键与键槽的宽度等。由单一尺寸A所形成的内、外表面如图6-1所示.图6-1孔和轴的定义示意图 有关尺寸的术语及定义 1尺寸 以特定单位表示线性尺寸的数值称为尺寸。更广义的是包括角度单位表示角度尺寸的数值.2基本尺寸由设计给定的尺寸,称为基本尺寸。它是按产品的使用要求，根据零件的强度、刚度等计算或试验、类比等经验而确定，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。相互配合的孔、轴

7、基本尺寸相同。3实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸,称为实际尺寸。由于测量误差的存在，实际尺寸并非尺寸的真值，同时，由于形位误差等影响,同一零件表面的不同位置、不同方向的实际尺寸也往往是不等的。 4极限尺寸 允许尺寸变化的两个极限值,称为极限尺寸。两个极限尺寸中，较大的一个称为最大极限尺寸（孔Dmax、轴dmax)，较小的一个称为最小极限尺寸（孔Dmin、轴dmin)。图62所示.图6 2极限尺寸 5最大实体状态（MMC）和最大实体尺寸(MMS） 在尺寸极限范围以内，具有材料量最多时的状态称为最大实体状态.在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸.对于轴和孔来讲，分别是轴的最大极限尺寸dmax

8、和孔的最小极限尺寸Dmin。 6最小实体状态（LMC）和最小实体尺寸(LMS） 在尺寸极限范围以内，具有材料量最少时的状态称为最小实体状态.在此状态下的尺寸，称为最小实体尺寸。它是轴的最小极限尺寸dmin和孔的最大极限尺寸Dmax。有关偏差和公差的术语及定义 1. 尺寸偏差(简称偏差)某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸）减其基本尺寸所得的代数差，简称偏差。2极限偏差极限偏差包括上偏差和下偏差为。孔的上、下偏差代号用大写字母ES、EI表示,轴的上、下偏差代号用小写字母es、ei表示,如图63所示。最大极限尺寸减其基本尺寸的代数差称为上偏差（ES、es)，最小极限尺寸减其基本尺寸的代数差称为下偏差(EI

9、、ei）。3实际偏差实际尺寸减其基本尺寸的代数差，称为实际偏差。合格零件的实际偏差应在规定的极限偏差范围内。由于极限尺寸可以大于、等于或小于基本尺寸，所以偏差可以为正值、零或负值.偏差值除零外，应标上相应的“”号或“”号，极限偏差用于控制实际偏差。4。 尺寸公差（简称公差）最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差，称为尺寸公差，也等于上偏差与下偏差的代数差的绝对值。它是允许尺寸的变化量,尺寸公差是个没有符号的绝对值。如图3-3所示。 (a) （b）图6-3 尺寸、偏差和公差孔的公差 Th| DmaxDmin | ESEI （61)轴的公差 TS| dmaxdmin | esei (62） 例6-1:

10、基本尺寸为50mm，最大极限尺寸为50.008mm,最小极限尺寸为49.992 mm，试计算偏差和公差。解：上偏差最大极限尺寸基本尺寸 50。008500。008 mm 下偏差最小极限尺寸基本尺寸 49.992500.008 mm公 差最大极限尺寸最小极限尺寸50.00849.9920。016mm公 差上偏差下偏差0.008（0.008) 0。016mm公差与偏差是两个不同的概念:公差代表制造精度的要求，是指上下尺寸的变动范围，反映加工难易的程度,当基本尺寸相同时，公差越大，制造难度越低加工越容易,不同尺寸不同公差值时，可用相对尺寸精度来测量其制造难易程度；而偏差是表示偏离基本尺寸的多少与加工

11、的难易程度无关.公差是不为零的绝对值;而偏差可以为正、负或零。公差影响配合的精度。而偏差影响配合的松紧程度。 5零线和公差带 图3-3是公差与配合的一个示意图，它表示了两个相互结合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系。在应用中,为简单起见，一般以公差与配合图解(图64）来表示。零线:在公差与配合图解（简称公差带图）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。公差带:在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域，叫公差带。在国标中，公差带包括了“公差带大小”与“公差带位置两个参数。前者由标准公差确定,后者

12、由基本偏差确定。6基本偏差基本偏差是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差；当公差带位于零线下方时，其基本偏差为上偏差. 7标准公差国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差，称为标准公差。有关配合的术语及定义 1配合 配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。根据相互配合的孔和轴公差带不同的相互位置关系，配合一般可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三类. 2间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，其值大于零时称为间隙,小于零时称为过盈。一般用X表示间隙量，用Y表示过盈量。 3间隙配合 具有间

13、隙（包括最小间隙等于零）的配合，称为间隙配合。一般此时孔的公差带在轴的公差带之上。图6- 5所示。图6 5间隙配合表示间隙配合松紧程度的特征值是最大间隙和最小间隙，也可用平均间隙表示.最大间隙是孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸之差,用Xmax表示，即 Xmax=Dmaxdmin=ESei （63） 最小间隙是孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差，用Xmin表示，即 Xmin=Dmindmax=EIes （6-4）最大间隙与最小间隙的平均值称为平均间隙，用Xav表示,即Xav=（Xmax+Xmin）/2 （65） 配合公差（或间隙公差）：是允许间隙的变动量,它等于最大间隙与最小间隙之代数差的

14、绝对值。也等于相互配合的孔公差和轴公差之和。 4过盈配合 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合，称为过盈配合。一般此时孔的公差带在轴的公差带之下。图6- 6所示。图6- 6过盈配合 表示过盈配合松紧程度的特征值是最大过盈和最小过盈，也可用平均过盈. 最小过盈是孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸之差,用Ymin表示,即 Ymin=Dmaxdmin=ESei (6-6） 最大过盈是孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差，用Ymax表示,即 Ymax=Dmindmax=EIes （67） 最大过盈与最小过盈的平均值称为平均过盈，用Yav表示，即Yav=(Ymax+Ymin)/2 （68) 配合公差(

15、或过盈公差）：是允许过盈的变动量，它等于最小过盈与最大过盈之代数差的绝对值.也等于相互配合的孔公差和轴公差之和。 5过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合，称为过渡配合。一般此时孔的公差带与轴的公差相互交叠.图6- 7所示。图6- 7过渡配合 表示过渡配合松紧程度的特征值是最大间隙和最大过盈。 最大间隙是孔的最大极限尺寸与轴的最小极限尺寸之差,用Xmax表示，即 Xmax=Dmaxdmin=ESei （69） 最大过盈是孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸之差，用Ymax表示,即 Ymax=Dmindmax=EIes (610） 最大间隙与最大过盈的平均值称为平均间隙或平均过盈，即Xav（或Yav）=(Xmax + Ymax)/2 （6-11） 配合公差：它等于最大间隙与最大过盈之代数差的绝对值，也等于相互配合的孔公差和轴公差之和. 7基准制在确定配合的过程中，孔、轴公差带位置相对变动,就可获得不同配合性质，如果把其中一个公差带位置固定，而改变另一个公差带的位置从中