模塊六汽車(chē)零件互換性與技術(shù)測(cè)量單元一尺寸公差與配合“互換性”是指按同一規(guī)格制造出的一批零（部）件中，任取一件（不經(jīng)挑選或任何修配），就能順利地裝配到機(jī)器或部件上，并能達(dá)到原定的性能和使用要求的性質(zhì)。零部件的互換性包括其幾何參數(shù)（如尺寸、幾何形狀和表面粗糙度）的互換，也包括其機(jī)械（如強(qiáng)度、硬度）的互換。一、極限與配合基本術(shù)語(yǔ)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解極限配合的術(shù)語(yǔ)及定義：有關(guān)尺寸的定義；有關(guān)偏差、公差定義；有關(guān)公差帶、公差帶圖的定義；2.能看懂孔、軸公差帶圖；3.根據(jù)汽車(chē)典型零件圖的標(biāo)注，會(huì)正確進(jìn)行孔、軸尺寸公差、偏差數(shù)值的轉(zhuǎn)換；4.理解孔、軸表面，配合，基準(zhǔn)孔、軸的含義；5.能根據(jù)汽車(chē)典型零件圖標(biāo)注，判斷配合性質(zhì)并計(jì)算間隙量或過(guò)盈量。【任務(wù)引入】一批規(guī)格為M10-6H的螺母，如何都能與和其相配的M10-6g螺栓自由旋合，并且滿(mǎn)足原定的連接強(qiáng)度要求呢？要能滿(mǎn)足這個(gè)要求，則這批螺母就必須具有互換性。為了使零件具有互換性，在制造零件時(shí)，必須使零件尺寸的加工誤差控制在一定的范圍內(nèi)，滿(mǎn)足尺寸公差要求。為此必須先搞清楚誤差、偏差、公差、配合等名詞術(shù)語(yǔ)。本課題就是解決公差與配合的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義問(wèn)題，是進(jìn)行尺寸精度控制的基礎(chǔ)。（一）有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)及定義1.孔和軸軸主要是指工件的圓柱形外表面，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱形外表面（由兩個(gè)平行平面或切平面形成的被包容面），其尺寸用d表示，如圖2-1-1a所示。

孔主要指工件的圓柱形內(nèi)表面，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱形內(nèi)表面（由兩個(gè)平行平面或切平面形成的包容面），其尺寸用D表示，如圖2-1-1b所示。2.尺寸（1）用特定單位表示長(zhǎng)度大小的數(shù)字稱(chēng)為尺寸。尺寸由數(shù)字和特定單位兩部分組成，如30m（米）。（2）包括圓的直徑、圓弧的半徑，也包括一般的長(zhǎng)度、寬度、深度、高度和中心距等，但不包括角度（3）在機(jī)械制造業(yè)中，一般用毫米（mm）作為特定單位，在圖樣上只標(biāo)注數(shù)字而不標(biāo)注單位；當(dāng)以其他單位表示尺寸時(shí)，則應(yīng)注明相應(yīng)的長(zhǎng)度單位，如50μm。3.公稱(chēng)尺寸（D、d）（1）設(shè)計(jì)時(shí)給定的尺寸稱(chēng)為公稱(chēng)尺寸。（2）其數(shù)值一般應(yīng)按《標(biāo)準(zhǔn)尺寸》(GB/T2822-2005)所規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行圓整（3）公稱(chēng)尺寸僅表示零件尺寸的基本大小，并不是零件在實(shí)際加工中要求得到的尺寸.不能將公稱(chēng)尺寸理解為理想尺寸，認(rèn)為完工零件尺寸越接近公稱(chēng)尺寸就越好。（4）零件尺寸是否合格，要看它是否落在尺寸公差帶之內(nèi)，而不是看它對(duì)公稱(chēng)尺寸偏離多少。公稱(chēng)尺寸4.實(shí)際尺寸（Da、da）（1）零件被加工出來(lái)后通過(guò)實(shí)際測(cè)量所得的尺寸。（2）測(cè)量時(shí)由于存在測(cè)量?jī)x器本身的誤差、測(cè)量方法產(chǎn)生的誤差、溫差產(chǎn)生的誤差等，實(shí)際尺寸并非是被測(cè)尺寸的真值。（3）零件同一表面各個(gè)部位的實(shí)際尺寸也是不完全相同的?？住⑤S的實(shí)際尺寸5.極限尺寸（1）極限尺寸是允許尺寸變化的界限值。一般規(guī)定兩個(gè)界限值，其中較大的稱(chēng)為上極限尺寸，較小的稱(chēng)為下極限尺寸。（2）孔的上極限尺寸以Dmax

表示，下極限尺寸以Dmin表示；軸的上極限尺寸以dmax表示，下極限尺寸以dmin表示（3）用極限尺寸表示零件合格的條件為：

孔Dmax≥Da≥Dmin；軸

dmax≥da≥dmin。（二）有關(guān)偏差、公差的術(shù)語(yǔ)及定義1.尺寸偏差（簡(jiǎn)稱(chēng)偏差）（1）極限偏差：是指極限尺寸減去其公稱(chēng)尺寸所得的代數(shù)差，分為上極限偏差和下極限偏差。

如圖2-1-5所示。（2）上極限偏差：上極限尺寸減去其公稱(chēng)尺寸所得的代數(shù)差。

孔的上極限偏差以ES表示，

ES=Dmax－D；

軸的上極限偏差以es表示，es＝dmax-d。

下極限偏差：下極限尺寸減去其公稱(chēng)尺寸所得的代數(shù)差。

孔的下極限偏差以EI表示，EI＝Dmin-D；

軸的下極限偏差以ei表示，ei=dmin-d。（3）極限偏差的標(biāo)注①上極限偏差標(biāo)在公稱(chēng)尺寸右上角；下極限偏差標(biāo)在公稱(chēng)尺寸右下角

②為使標(biāo)注保持嚴(yán)密性，即使上、下極限偏差為零，國(guó)標(biāo)規(guī)定仍需標(biāo)出零值；③偏差值除零外，前面必須標(biāo)有正號(hào)或負(fù)號(hào)；④上極限偏差總是大于下極限偏差；⑤當(dāng)上、下極限偏差值相等而符號(hào)相反時(shí)，可簡(jiǎn)化標(biāo)注。極限偏差的標(biāo)注（4）實(shí)際偏差

是指實(shí)際尺寸減去其公稱(chēng)尺寸所得的代數(shù)差。

孔的實(shí)際偏差以Ea表示，Ea=Da-D；

軸的實(shí)際偏差以ea表示，ea=da

-d。（5）合格零件的實(shí)際偏差應(yīng)在規(guī)定的極限偏差范圍之內(nèi)用極限偏差表示零件合格的條件為：孔

ES≥Ea≥EI；軸es≥ea≥ei。例2-1：求圖2-1-7汽車(chē)活塞連桿中連桿小頭內(nèi)孔和與之配合的襯套的極限尺寸。現(xiàn)有一?42.060mm的孔和?42.021mm的軸，試判斷這個(gè)孔和軸是否符合產(chǎn)品要求。解：孔：Dmax=D+ES=42+0.025=42.025mm

Dmin=D+EI=42+0=42mm軸：dmax=d+es=42+0.050=42.050mm

dmin

=d+ei=42+0.034=42.034mm很顯然，題目所給的孔和軸的尺寸不在兩極限尺寸控制的范圍內(nèi)，所以不合格。2.尺寸公差（簡(jiǎn)稱(chēng)公差）（1）公差是允許尺寸的變動(dòng)量。（2）公差等于上極限尺寸與下極限尺寸之代數(shù)差的絕對(duì)值或上極限偏差與下極限偏差之代數(shù)差的絕對(duì)值。

孔的公差以Th表示，Th＝

Dmax-Dmin=ES-EI；

軸的公差以Ts表示，Ts＝d

max-dmin=es-ei。3.公差與極限偏差的異同點(diǎn)①兩者都是由設(shè)計(jì)給定的，反映了使用或設(shè)計(jì)要求。

②公差是絕對(duì)值，且不能為零；極限偏差是代數(shù)值，可以為正值、負(fù)值或零。

③公差表示制作精度的高低，反映加工的難易程度，反映了對(duì)尺寸分布的密集、均勻程度的要求，是用以限制尺寸誤差的；極限偏差表示與公稱(chēng)尺寸的遠(yuǎn)離程度，是用以限制實(shí)際偏差的。

④對(duì)單個(gè)零件只能測(cè)出尺寸的“實(shí)際偏差”，而對(duì)數(shù)量足夠的一批零件，才能確定尺寸的變動(dòng)量。⑤極限偏差決定了加工零件時(shí)機(jī)床進(jìn)刀、退刀位置，反映實(shí)際尺寸的概念，一般與零件加工精度要求無(wú)關(guān)。通常任何機(jī)床可加工任一極限偏差的零件；公差反映對(duì)制造精度的要求，體現(xiàn)了加工的難易程度，某一精度等級(jí)的機(jī)床只能夠加工公差值在某一范圍內(nèi)的零件。

⑥極限偏差在公差帶圖中限定公差帶的位置，影響孔軸結(jié)合的松緊程度；公差值表示公差帶的大小，影響配合松緊的均勻程度（或配合精確程度）。例2-2：計(jì)算例2-1中的孔和軸的公差值。解：孔的公差值：Th=Dmax

-Dmin=ES

-EI=0.025-0=0.025mm軸的公差值：Ts=dmax

-dmin=es-ei=0.050-0.034=0.016mm4.尺寸公差帶及尺寸公差帶圖（1）零線：公差帶圖中用于確定極限偏差的一條基準(zhǔn)線即零偏差線，表示公稱(chēng)尺寸。（2）偏差線：公差帶圖中與零線平行的直線即偏差線，用于表示上、下極限偏差，亦稱(chēng)為上、下極限偏差線。（3）公差帶圖的作圖步驟如下：

①畫(huà)零線，標(biāo)出“+”、“－”、“0”，用單向箭頭指向表示公稱(chēng)尺寸線，以mm或者cm為單位標(biāo)上公稱(chēng)尺寸的數(shù)值；②按適當(dāng)比例畫(huà)出孔、軸公差帶，通常選用1000：1或500：1的比例；

③標(biāo)出孔、軸的上極限偏差、下極限偏差數(shù)值（根據(jù)示意圖基本單位選擇標(biāo)注上下偏差的長(zhǎng)度單位）及其他要求標(biāo)注的數(shù)值。為了區(qū)別孔和軸的公差帶，在同一圖中，孔、軸公差帶的剖面線相反或疏密程度不同。例2-3：作出例2-1的孔和與之配合的襯套

的公差帶圖。解：題目中給出了孔和軸的公差帶，由已知條件得到孔和軸的公稱(chēng)尺寸都是Φ42，我們把孔和軸的公差帶都畫(huà)在同一條零線上，孔的上極限偏差為0.025，下極限偏差為0；軸的上極限偏差0.050，下極限偏差為0.034，我們按照1000：1的比例分別畫(huà)出孔和軸的公差帶，并標(biāo)出上下極限偏差和孔、軸公差帶標(biāo)記。公差帶圖實(shí)例畫(huà)法5．標(biāo)準(zhǔn)公差

極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的，用以確定公差帶大小的任一公差值稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)公差。用IT（“標(biāo)準(zhǔn)公差“的符號(hào)）表示。與標(biāo)準(zhǔn)公差相關(guān)的參數(shù)有兩個(gè)，一是公稱(chēng)尺寸，二是精度等級(jí)（稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)），在GB／T1800.1―2009中選取。6．基本偏差

經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）規(guī)定的，用來(lái)確定公差帶相對(duì)于零線位置的上極限偏差或者下極限偏差稱(chēng)為基本偏差?；酒?.一般公差：一般公差是指在車(chē)間通常加工條件下可保證的公差。國(guó)標(biāo)規(guī)定：采用一般公差的尺寸，在該尺寸后不需注出其極限偏差數(shù)值，而在圖樣上、技術(shù)文件或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中做出總的說(shuō)明。（三）有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)及定義1.配合：是指公稱(chēng)尺寸相同的孔與軸公差帶之間的位置關(guān)系，也泛指非圓包容面與被包容面之間相互結(jié)合的關(guān)系?；钊B桿機(jī)構(gòu)的配合2．間隙和過(guò)盈

孔的尺寸減去與其相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差，如結(jié)果為正，則稱(chēng)為間隙，用大寫(xiě)的X來(lái)表示，其數(shù)值前加“+”號(hào)；如結(jié)果為負(fù)，則稱(chēng)為過(guò)盈，用大寫(xiě)的Y來(lái)表示，其數(shù)值前加“－”號(hào)。3．配合種類(lèi)

根據(jù)相互結(jié)合的孔、軸公差帶的不同相對(duì)位置關(guān)系，可把配合分為間隙配合、過(guò)盈配合和過(guò)渡配合三種。

1）間隙配合：

間隙配合是指具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合，公差帶的位置關(guān)系表現(xiàn)為：孔的公差帶完全在軸的公差帶之上。間隙配合最大間隙：Xmax=Dmax?dmin=ES?ei最小間隙：Xmin=Dmin?dmax=EI?es平均間隙（Xav）：Xav=Dav-dav=（Xmax+Xmin）/2例2-4：計(jì)算氣門(mén)導(dǎo)柱和氣門(mén)孔配合的極限間隙與平均間隙，并作出公差帶圖。解：根據(jù)公式極限間隙、平均間隙的定義可得：Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=0.015-（-0.102）=+0.117mmXmin=Dmin-dmax=EI

-es=0-（-0.080）=+0.080mmXav=Dav-dav=（Xmax+Xmin）/2=（0.117+0.080）/2=+0.0985mm公差帶圖如下：

2)過(guò)盈配合：過(guò)盈配合是指具有過(guò)盈（包括最小過(guò)盈等于零）的配合。公差帶的位置關(guān)系表現(xiàn)為：孔的公差帶完全在軸的公差帶之下。最大過(guò)盈：Ymax=Dmin―dmax=EI―es最小過(guò)盈：Ymin=Dmax一dmin=ES―ei平均過(guò)盈（Yav）：Yav=Dav―dav=（Ymax+Ymin）/2過(guò)盈配合例2-5：計(jì)算出例2-1中的孔和與之配合的襯套的極限過(guò)盈與平均過(guò)盈，并作出公差帶圖。解：根據(jù)極限過(guò)盈、平均過(guò)盈的定義可得：最大過(guò)盈：Ymax=Dmin

-dmax=EI-es=42.0-42.050=

-0.050mm最小過(guò)盈：Ymin=Dmax

-dmin=ES-ei=42.025-42.034=

-0.009mm平均過(guò)盈：Yav=Dav-dav=（Ymax+Ymin）/2=[-0.050+（-0.009）]/2=-0.0295mm公差帶圖如下：3)過(guò)渡配合：過(guò)渡配合是指可能具有間隙或者過(guò)盈的配合，公差帶的位置關(guān)系表現(xiàn)為：孔和軸的公差帶相互交疊。最大間隙：Xmax=Dmax

-dmin=ES-ei最大過(guò)盈：Ymax=Dmin

-dmax=EI-es平均間隙或過(guò)盈：Xav（Yav）=Dav

-dav=（Xmax+Ymax）/2過(guò)渡配合例2-6：計(jì)算孔和軸這對(duì)配合的極限盈隙和平均盈隙。解：根據(jù)極限盈隙、平均盈隙的定義可得：最大間隙：Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=0.021

-0.002=+0.019mm最大過(guò)盈：Ymax=Dmin

-dmax=EI-es=0

–0.015=-0.015mm平均間隙（過(guò)盈）：Xav（Yav）=Dav

-dav

=（Xmax+Ymax）/2=[0.019+（-0.015）]/2=+0.002mm4.配合性質(zhì)的判斷(1)根據(jù)極限偏差的大小判定：當(dāng)EI≥es時(shí)，為間隙配合；當(dāng)ES≤ei時(shí)，為過(guò)盈配合；當(dāng)以上兩條均不成立時(shí)，為過(guò)渡配合。(2)根據(jù)極限尺寸的大小判定：當(dāng)Dmin≥dmax時(shí)，為間隙配合；當(dāng)Dmax≤dmin時(shí)，為過(guò)盈配合；當(dāng)以上兩條均不成立時(shí)，為過(guò)渡配合。(3)根據(jù)公差帶圖判定：當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之上為間隙配合；當(dāng)孔的公差帶在軸的公差帶之下為過(guò)盈配合；當(dāng)孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊為過(guò)渡配合。5.配合公差及配合公差帶圖（1）配合公差:配合公差是指允許間隙或過(guò)盈的變動(dòng)量。

對(duì)間隙配合：Tf=|Xmax?Xmin|

對(duì)過(guò)盈配合：Tf

=|Ymin?Ymax|

對(duì)過(guò)渡配合：Tf=|Xmax?Ymax|（2）配合公差帶圖:用直角坐標(biāo)表示出相配合的孔和軸的間隙或過(guò)盈的變動(dòng)范圍的圖形配合公差帶圖例2-7：計(jì)算一對(duì)孔、軸的配合公差，其中孔的尺寸為

，軸的尺寸為，問(wèn)孔、軸是哪類(lèi)配合，配合公差為多少？解：孔的上極限尺寸Dmax=Φ50.025mm

孔的下極限尺寸Dmin=Φ50mm

軸的上極限尺寸dmax=Φ49.975mm

軸的下極限尺寸dmin=Φ49.959mm

∴Dmin＞dmax

∴孔、軸的配合為間隙配合

∴孔、軸極限間隙為：Xmax=Dmin

-dmin=+0.066mm

Xmin=Dmin-dmax=+0.025mm

∴孔、軸的配合公差：Tf=︳Xmax-Xmin︳=0.041mm二、極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解孔、軸基本偏差系列圖；2.會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)公差、基本偏差表?！救蝿?wù)引入】《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范極限與配合第1部分：公差、偏差和配合的基礎(chǔ)》GB/T1800.1－2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范極限與配合第2部分：標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和孔、軸極限偏差表》GB/T1800.2－2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范極限與配合公差帶和配合的選擇》GB/T1801－2009《公差與配合尺寸至18mm孔、軸公差帶》GB/T1803－2003《一般公差未注出公差的線性和角度尺寸的公差》GB/T1804－2000（一）基準(zhǔn)制

基準(zhǔn)制：即以?xún)蓚€(gè)相互配合零件中的一個(gè)為基準(zhǔn)件，并選定標(biāo)準(zhǔn)公差帶，然后按使用要求的最小間隙或最小過(guò)盈，確定非基準(zhǔn)件公差帶位置，從而形成各種配合的一種制度。1.基孔制將孔的基本偏差固定，通過(guò)改變軸的公差帶的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)各種配合的制度稱(chēng)為基孔制?；字浦械目诪榛鶞?zhǔn)件，稱(chēng)為基準(zhǔn)孔，其基本偏差代號(hào)為“H”，EI=0，ES=Th?；字剖疽鈭D基孔制的幾種配合類(lèi)型基孔制的幾種配合類(lèi)型剖分式軸瓦與軸、軸承座的配合均為基孔制配合基孔制配合實(shí)例2.基軸制將軸的基本偏差固定，通過(guò)改變孔的公差帶位置來(lái)實(shí)現(xiàn)各種配合的制度稱(chēng)為基軸制?；S制中的軸為基準(zhǔn)件，稱(chēng)為基準(zhǔn)軸，其基本偏差代號(hào)為“h”，es

=0，ei=-Ts?；S制示意圖基軸制的幾種配合類(lèi)型基軸制的幾種配合類(lèi)型基軸制配合實(shí)例3.基準(zhǔn)制的判別（1）根據(jù)公差帶圖：EI線與零線重合為基孔制；es線與零線重合為基軸制。（2）根據(jù)孔、軸的基本偏差符號(hào)判別：孔的基本偏差符號(hào)為“H”，基孔制；軸的基本偏差符號(hào)為“h”，基軸制。（3）區(qū)別某種配合是基孔制還是基軸制，只與其公差帶的位置有關(guān)，而與孔、軸的加工工序無(wú)關(guān)，不能理解成基孔制就是先加工孔，后加工軸。活塞銷(xiāo)軸與連桿銅套孔、活塞孔之間兩種基準(zhǔn)制的配合（二）標(biāo)準(zhǔn)公差系列1.《極限與配合》標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)公差值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的任一公差稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)公差，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用“IT”來(lái)表示。決定標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值的要素只有兩個(gè)：一是標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)；二是公稱(chēng)尺寸分段。2.標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)分為20級(jí)，用IT和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，即IT01、IT0、IT1，…IT18，其中IT01最高，