5.1 互换性(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

第5章 尺寸公差与配合 互换性 5.1 尺寸公差 5.2 能力训练与拓展  5.3 配合 思考题  5.1 互换性 在成批或大量生产中，同一批零件在装配时不经过挑选也不经过修配，任意取其中一件装配后就能满足其设计和使用性能要求，零件这种在尺寸与功能上可以互相替代的性质称为互换性。 为使零件具有互换性，必须保证零件的尺寸、几何形状和相互位置，以及表面特征技术要求的一致性。 对零件的尺寸来说，这里的一致性并不是说零件都做成一个指定的尺寸，而只是要求在某一个合理的范围内；对相互配合的零件来说，这个范围既要保证相互结合尺寸之间形成一定的关系，以满足不同的使用要求，同时还要可制造且具有经济性。这样就形成了“公差与配合”。实际上，“公差”是协调机械零件制造经济性和使用要求之间矛盾的结果，“配合”则是协调不同零件之间的相互关系的结果。 5.2 尺寸公差 为保证零件的互换性，必须将零件的实际尺寸控制在允许变动的范围内，这个允许的尺寸变动量称为尺寸公差，简称公差。 5.2.1 基本概念 5.2.2标准公差、基本偏差与公差带代号 5.2.3标准差等级的选用 5.2.1 基本概念 1．孔和轴 尺寸公差与配合中的孔不仅仅指圆柱形零件的内表面，它还包括非圆柱型的内表面；同样，轴也不仅仅指圆柱形零件的外表面，它还包括非圆柱型的外表面。也就是说，在公差与配合标准中，孔和轴的概念是广义的，而非单一尺寸确定的；从装配关系来看，孔是包容面，而轴则是被包容面。 5.2.1 基本概念 2．公称尺寸（D、d） 公称尺寸是指根据零件的强度和结构要求在设计时给定的尺寸，如图5-1中孔、轴的尺寸50。它的数值一般应按标准长度、标准直径的数值进行圆整。公称尺寸标准化可减少刀具、量具、夹具的规格和数量。通常大写字母D表示孔的公称尺寸，小写字母d表示轴的公称尺寸。 图5-1 5.2.1基本概念 3．实际尺寸（Da、da） 实际尺寸指零件完工后实际测量所得的尺寸。 4．极限尺寸（Dmax、Dmin，dmax、dmin） 极限尺寸指允许零件实际尺寸变化的两个极限值，分为上极限尺寸和下极限尺寸两种，实际尺寸在这两个尺寸之间才算合格。 5.极限偏差 极限偏差指零件的极限尺寸减去其公称尺寸后所得的代数差。极限偏差分为上极限偏差和下极限偏差两种。 （1）上极限偏差（ES、es）：上极限尺寸减其几何尺寸所得的代数差。 ES= Dmax–D或es= dmax–d （2）下极限偏差（EI、ei）：下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。 EI= Dmin–D或ei= dmin–d 上极限偏差和下极限偏差可以是正值、负值或零，书写或标注时正、负号或零都要写出并标注上。在图样上或技术文件中极限偏差的标注方法如国家标准规定，孔的上、下极限偏差代号分别用大写字母ES，EI表示；轴的上、下极限偏差代号分别用小写字母es，ei表示。 5.极限偏差 （2）下极限偏差（EI、ei）：下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。 EI= Dmin–D或ei= dmin–d 上极限偏差和下极限偏差可以是正值、负值或零，书写或标注时正、负号或零都要写出并标注上。在图样上或技术文件中极限偏差的标注方法如国家标准规定，孔的上、下极限偏差代号分别用大写字母ES，EI表示；轴的上、下极限偏差代号分别用小写字母es，ei表示。 6．尺寸公差（Th、Ts） 尺寸公差又简称公差，是指允许尺寸的变动量，即尺寸公差=上极限尺寸-下极限尺寸=上极限偏差-下极限偏差。孔和轴的公差分别用Th和Ts表示。如图5-1所示，孔公差Th=ES−EI=+7− (−8) =25µm；轴公差Ts= es−ei = 0− (−16) =16µm。 图5-1 7.公差带 图5-2 公差带图（例5.1图） 公差带指代表上极限偏差和下极限偏差或上极限尺寸 和下极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。为了分 析公差时方便，一般只画出放大的孔、轴公差带位置 关系，这种表示公称尺寸、尺寸公差大小和位置关系 的图形称为公差带图，如图5-2。 5.2.2标准公差、基本偏差与公差带代号 1.标准公差 决定公差带的因素有两个：一是公差带的大小（即矩形的高度），二是公差带距零线的位置。国家标准规定用标准公差和基本偏差来表达公差带。 标准公差（IT）用于确定公差带的大小。国家标准在公称尺寸至500mm范围内，将标准公差分为20个等级，即IT01，IT0，IT1…IT18，IT即为国际公差ISO Tolerance的缩写。其中IT01级的精度最高，然后依次降低，IT18级的精度最低，见表5-1. 2.基本偏差 基本偏差指用于确定公差带相对零线位置的上极限偏差或下极限偏差，一般指靠近零线的那个极限偏差。若公差带对称于零线时，上极限偏差或者下极限偏差都可以是基本偏差。国家标准对