互换性与测量技术基础(2024春)

沈阳工业大学 金嘉琦

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 本章总论
    • 1.2 互换性与标准化
    • 1.3 优先数系与优先数
  • 2 孔、轴配合的尺寸精度设计
    • 2.1 本章总论
    • 2.2 尺寸公差的基本术语及定义-尺寸相关术语
    • 2.3 尺寸公差的基本术语及定义-配合相关术语
    • 2.4 标准公差系列
    • 2.5 基本偏差系列
    • 2.6 一般、常用和优先使用的公差带与配合的标准化
    • 2.7 公差与配合的选用
  • 3 几何精度设计
    • 3.1 本章总论
    • 3.2 零件几何要素和几何公差的特征项目
    • 3.3 几何公差在图样上的标注
    • 3.4 几何公差带-形状公差带
    • 3.5 几何公差带-基准和轮廊度
    • 3.6 几何公差带-方向公差带
    • 3.7 几何公差带-位置公差带
    • 3.8 几何公差带-跳动公差带
    • 3.9 公差原则-独立原则
    • 3.10 公差原则-包容要求和最大实体要求
    • 3.11 几何精度的设计
    • 3.12 几何误差
  • 4 表面粗糙度
    • 4.1 本章总论
    • 4.2 表面粗糙度评定参数及其数值
    • 4.3 表面粗糙度的技术要求
    • 4.4 表面粗糙度符号及标注
  • 5 典型零部件的精度设计
    • 5.1 本章总论
    • 5.2 滚动轴承结合的精度设计
    • 5.3 螺纹结合的精度设计
    • 5.4 平键、矩形花键联接的精度设计
    • 5.5 渐开线圆柱齿轮传动的精度设计-传动准确性与平稳性的精度分析与评定指标
    • 5.6 渐开线圆柱齿轮传动的精度设计-戴荷分布均匀性和齿侧间隙的精度分析和评定指标
    • 5.7 渐开线圆柱齿轮传动的精度设计-渐开线圆柱齿轮精度设计
  • 6 几何量测量技术基础
    • 6.1 本章总论
    • 6.2 测量的基本概念和测量方法
    • 6.3 测量误差与数据处理
基本偏差系列
  • 1 内容
  • 2 练习
  • 3 资源下载
  • 4 扩展学习

                  2.3  基本偏差系列——尺寸公差带位置的标准化

2.3.1  基本偏差代号及其特点

       基本偏差是指已经标准化了的用以确定公差带位置的上极限偏差或下极限偏差,一般是指靠近零线的那个极限偏差。

       为了满足各种不同配合的需要,国标对孔、轴分别规定了28种基本偏差代号,并用英文字母表示。孔的基本偏差代号用大写字母表示,轴的基本偏差代号用小写字母表示。在26个英文字母中去掉5个容易与其他含义相混淆的字母I(i)、L(l)、O(o)、Q(q)、w(w),剩下的21个字母加上7个双写字母CD(sd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(is)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)作为28种基本偏差代号。这些基本偏差代号便构成了基本偏差系列,见图2-13。

       从图2-13可见,这些其本偏差代号且有1以下特点:

     (1)基本信老代号A~G的基本偏差为下极限偏差EI(正值):基本偏差代号J~ZC的基本偏差为上极限偏差ES(多为负值)。

     基本偏差代号a~g的基本偏差为上极限偏差es(负值):其本偏差代号j~zc的基本偏差为下极限偏差ei(多为正值)。

      (2)基本偏差代号H和h的基本偏差均为零,即H的EI=0,h的es=0,由前述可知,H和h分别为基准孔和基准轴的基本偏差代号。

      (3)基本偏差代号JS和js的公差带均相对于零线对称分布,因此,它们的基本偏差可以是上极限偏差(+IT/2),也可以是下极限偏差(-IT/2)。

     (4)基本偏差的大小,一般与公差等级无关。如A~H或a~h的基本偏差不论公差等级如何,均为一定值。但对于js,j,k以及JS,J~ZC,其基本偏差数值则与公差等级有关。

2.3.2  公差与配合在图样上的标注

      (1)公差带代号及其在图样上的标注。孔和轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级代号组成。例如孔公差带代号F9,H8,K7,P6,轴公差带代号f7,h7,m6,s6。

       零件图上,在公称尺寸之后标注上、下极限偏差数值。

       例如,孔标注

      (2)配合代号及其在图样上的标注。配合代号由相互配合的孔和轴的公差带代号组成,用分数形式表示,分子是孔的公差带代号,分母是轴公差带代号。例如,H8/f8,S8/h7,H8/h8等。装配图上,在公称尺寸之后标注配合代号,例如,Φ30H7/f6(图2-14c)。

2.3.3  轴的基本偏差的确定

       轴的基本偏差是以基孔制为基础制订的。根据各种配合的要求,在生产实践和大量实验的基础上,经过统计分析得出一系列的轴的基本偏差计算公式,见表2-3。

       在轴的基本偏差计算公式中,D以公称尺寸分段的首、尾两个尺寸的几何平均值代入,将计算结果经过尾数化整,就可编制出轴的基本偏差数值表。设计使用时可直接查用此表,不必再进行计算。

2.3.4  孔的基本偏差的确定

       孔的基本偏差是以基轴制为基础制订的。由于基孔制和基轴制是两种等效的公差与配合制度,因此,孔的基本偏差可以由同名代号的轴的基本偏差按照一定的规律转换得到。

       转换的原则是:基孔制的配合(如Φ30H7/t6)变为同名代号基轴制的配合(Φ30T7/h6)时,保持配合性质不变,即基孔制配合的极限间隙或极限过盈与同名代号基轴制配合的极限间隙或极限过盈对应相等。

    (1)基本偏差代号A~H的基本偏差的确定

    按转换原则,由a~h(基本偏差为es)转换为A~H(基本偏差为EI),由图可知:

       

     即孔的基本偏差代号A~H的基本偏差(下极限偏差)与对应的同名代号a~h的轴的基本偏差(上极限偏差)的绝对值相等,符号相反。

 式中:孔与轴的标准公差。式(2-24)可见,孔的基本偏差代号J~ZC的基本偏差(上极限偏差)等于对应的同名代号的轴的基本偏差(下极限偏差)的负值再加上一个△值,而△值为孔的标准公差与轴的标准公差的差值。

       在生产实际中,对于常用尺寸(≤500mm)的孔,当公差等级较高时,要比相同等级的轴更难加工、难测量,为了保证孔与轴加工难易程度相当,设计时应使孔的公姜级独公差等级低一级,则有△=-=IT-I因有△存在,通常称式(2-24)为特殊规则。

    国家标准中:

    (1)对于较高和高精度的过渡配合,即J,K,M,N的公差等级为8级或高于8级(标准公差IT8)时,采用孔比轴低一级的配合。

    (2)对于较高和高精度的过盈配合,即P~ZC的公差等级为7级或高于7级(标准公差IT7)时,采用孔比轴低一级的配合。

    上述两种情况下按式(2-24)计算孔的基本偏差。

    当公差等级较低时,即K,M,N的公差等级低于8级(标准公差IT8),P~ZC的公差等级低于7级(标准公差IT7)时,采用孔与轴同级配合,则有=,△=0,由式(2-24)可得:

                                       ES=-ei                (2-25)

     此时,孔的基本偏差代号K~ZC的基本偏差(上极限偏差)与对应的同名代号k~zc的轴的基本偏差(下极限偏差)的绝对值相等,符号相反。式(2-23)与式(2-25)均为直接转换,通常称为通用规则。

    此外,孔的基本偏差代号JS的基本偏差为+IT/2或-IT/2,J的基本偏差由经验数据确定。

    根据上述公式和经验数据进行计算,就可编制出公称尺寸不大于500mm的孔的基本偏差数值表。实际使用时,直接由孔的公差带代号查取该孔基本偏差的数值。

    当公称尺寸大于500mm时,孔与轴采用同级配合,所以孔的基本偏差数值可按通用规则由同名代号的轴的基本偏差数值转换得到,故与轴的基本偏差可使用同一表格。

2.3.5  孔、轴另一极限偏差的确定

       在孔、轴基本偏差确定的基础上,根据孔、轴的公差等级查附表2-2确定标准公差数值,再根据公差与极限偏差之间的关系,即IT=ES-El或IT=es-ei,计算另一极限偏差。