尺寸精度設計-SIZE

第二章尺寸精度設計GB/T1804-2000一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差GB/T1800.1-2009

產品幾何技術規(guī)范(GPS)極限與配合第1部分:公差、偏差和配合的基礎GPS（Geometrical

productspecificaitonandverification）：

產品幾何技術規(guī)范ISO/TC213“尺寸規(guī)范和幾何產品規(guī)范及檢驗”技術委員會要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素點、線或面面或面上的線Cr：李曉沛要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素由一個或幾個組成要素得到的中心點、中心線或中心面導出要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素由技術制圖或其他方法確定的理論正確組成要素公稱組成要素要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素一個或幾個公稱組成要素導出的中心點、軸線或中心面導出公稱導出要素要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素由接近實際（組成）要素所限定的工件實際表面的組成要素部分。實際組成要素要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素按規(guī)定方法，由實際組成要素提取有限數(shù)目的點形成的實際組成要素的近似替代。提取提取組成要素要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素由一個或幾個提取組成要素得到的中心點、中心線或中心面導出提取導出要素要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素按規(guī)定的方法由提取組成要素形成的具有理想形狀的組成要素擬合擬合組成要素要素組成要素導出要素公稱的實際的提取的擬合的圖樣工件工件的

替代公稱組成要素實際組成要素提取組成要素擬合組成要素公稱導出要素提取導出要素擬合導出要素由一個或幾個擬合組成要素導出的中心點、中心線或中心平面導出擬合導出要素幾何要素新分類

GB/T18780.1=ISO14660-1公稱組成要素公稱導出要素實際要素提取組成要素提取導出要素擬合組成要素擬合導出要素

設計制造檢驗評定公稱要素實際要素提取要素擬合要素2.1基本術語與定義2.1.1孔、軸的定義

2.1.2尺寸、偏差、公差的術語和定義

2.1.3配合的術語和定義

2.1.1孔、軸的定義(hole&shaft)

孔：通常指圓柱形內表面，也包括非圓柱形內表面（由二平行平面或切面形成的包容面）。

軸:通常指圓柱形外表面，也包括非圓柱形表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）?？?為包容面，軸:為被包容面

2.1.2尺寸、偏差、公差的術語和定義

1、尺寸(size)

是用特定單位表示線性尺寸值的數(shù)值。包括直徑、長度、寬度、高度、厚度、中心距等。φ25㎜２、公稱尺寸（nominalsize)

設計給定的尺寸，由圖樣規(guī)范確定的理想形狀要求的尺寸。

孔→D，軸→d注2:公稱尺寸可以是一個整數(shù)或一個小數(shù)值。標準值。

公稱尺寸25提取圓柱面的局部尺寸

兩平行提取表面的局部尺寸

[GB/T18780.2-2003

]3、提取組成要素的局部尺寸

（localsizeofanextractedintergralfeature）

GB/T1800.1-2009定義：一切提取組成要素上兩對應點之間距離的統(tǒng)稱。提取圓柱面的局部直徑

GB/T18780.2-2003

定義：要素上（5）兩對應點的距離（8）。兩對應點之間的連線通過擬合圓6的圓心7橫截面垂直于由提取表面1得到的擬合圓柱面2的軸線3Cr：李曉沛4、極限尺寸（limitsofsize)

尺寸要素允許的尺寸的兩個極端。提取組成要素的局部尺寸應位于其中，也可達到極限尺寸。（2）下極限尺寸（lowerlimitofsize）：尺寸要素允許的的最小尺存。

孔：Dmin

軸：dmin（1）上極限尺寸（upperlimitofsize）：尺寸要素允許的的最大尺寸。

孔：Dmax

軸：dmax

（1）某一尺寸減其公稱尺寸所得的代數(shù)差。

孔：ES＝Dmax－D

上極限偏差

軸：es＝dmax－d（2）極限偏差

孔：EI＝Dmin－D

下極限偏差

軸：ei＝dmin－d孔：軸：5、尺寸偏差（偏差）(deviation)極限尺寸-公稱尺寸所得的代數(shù)差。Upperdeviationlowerdeviation注意：偏差值除零外，前面必須冠以正、負號。上下極限偏差不能同時為零。ESEIesei-0.020-0.0330+0.021上極限尺寸減下極限尺寸。允許尺寸的變動量?？坠睿篢D＝|Dmax－Dmin|＝|ES－EI|軸公差：Td＝|dmax－dmin|＝|es－ei|6、尺寸公差（公差）(sizetolerance)注意：公差是個絕對值?？祝狠S：TDTd0.0130.021零線（zeroline）：確定偏差位置的一條基準線；即公稱尺寸所指的線，注意標注符號“＋、0、－”和公稱尺寸線。公差帶（tolerancezone）：由代表上極限偏差和下極限偏差（或上極限尺寸和下極限尺寸）兩條直線所限定的區(qū)域。

7、尺寸公差帶圖--反映了尺寸、極限偏差、公差的關系。

尺寸公差——尺寸的允許變動量（簡稱為公差）

公差帶——尺寸允許變動的區(qū)域

公差帶圖——公差帶的圖解表示

基本偏差——一般為靠近零線的那個偏差。重要的基本概念（1）零線；（2）確定公差帶大小、位置（3）孔、軸(或)或在公差帶里寫孔、軸；（4）作圖比例基本一致，單位μm、mm均可；（5）基本尺寸相同的孔、軸公差帶才能畫在一張圖上；畫法：

公差帶圖示例公差帶示例圖單位都是mmESEIeseiTDTd孔基本偏差軸基本偏差解:孔的極限偏差：

ES＝Dmax－D＝30.021－30＝+0.021mm

EI＝Dmin－D＝30－30＝0軸的極限偏差：es＝dmax－d＝29.980－30＝－0.020mmei＝dmin－d＝29.967－30＝－0.033mm孔的公差：TD＝Dmax－Dmin＝30.021－30=0.021mm軸的公差：Td＝dmax－dmin＝29.980－29.967＝0.013mm

例：基本尺寸為?30mm，孔的極限尺寸：Dmax=30.021，Dmin=30mm；軸的極限尺寸：dmax=29.980mm，dmin=29.967mm。求孔、軸的極限偏差、尺寸公差，并畫出公差帶圖。公差與偏差小結公差與偏差術語代號及計算式孔軸公差TD＝|Dmax－Dmin|＝|ES－EI|Td＝|dmax－dmin|＝|es－ei|極限偏差上極限偏差ES＝Dmax－Des＝dmax－d下極限偏差EI＝Dmin－Dei＝dmin－d公差帶圖解有位置和大小兩個要素，國際將它們標準化，有尺寸公差和基本偏差2.1.4配合的術語和定義1、配合(fit)2、間隙或過盈(clearance&interference)3、配合的種類(typesoffits)4、配合公差(variationoffit)

：公稱尺寸相同的、相互結合的孔和軸公差帶之間的關系。反映孔和軸之間的松緊程度。配合是指一批軸、孔的裝配關系形成配合的兩個基本條件孔和軸的公稱尺寸必須相同；具有包容和被包容的特性，即孔和軸的結合；1、配合(fit)

“＋”間隙，代號X

孔的尺寸－相配合的軸的尺寸＝

“－”過盈，代號Y間隙（X）：決定兩相配件相對運動的活動程度過盈（Y）:決定兩相配件的牢固程度2、間隙(clearence）、過盈

（inteference）根據(jù)孔、軸公差帶的相對位置關系，可以將配合分為三類：間隙配合(clearencefit)

過盈配合(inteferencefit)

過渡配合(transitionfit)3、配合的種類(typesoffits)最大間隙：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－ei

表示配合中最松狀態(tài)

最小間隙：Xmin＝Dmin－dmax＝EI－es

表示配合中最緊狀態(tài)

平均間隙：間隙值前面必須標注正號。

具有間隙或間隙為零時的配合。特點：孔的公差帶在軸公差帶之上。

（包括Xmin＝0）1）間隙配合(clearencefit)

最大過盈：Ymax＝Dmin－dmax＝EI－es表示配合中最緊狀態(tài)

最小過盈：Ymin＝Dmax－dmin＝ES－ei表示配合中最松狀態(tài)

平均過盈：

具有過盈或過盈量為零的配合。特點：孔的公差帶在軸公差帶之下。（包括Ymin＝0）2）過盈配合（inteferencefit)最大間隙：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－ei

表示配合中最松狀態(tài)

最大過盈：Ymax＝Dmin－dmax＝EI－es

表示配合中最緊狀態(tài)平均間隙或平均過盈：

可能具有間隙或過盈的配合。特點：孔的公差帶與軸公差帶相互交疊。3）過渡配合(transitionfit)4、配合公差(variaitonoffit)：是允許間隙或過盈的變動量。等于組成配合的孔、軸公差之和。間隙配合：Tf＝｜Xmax－Xmin｜

過盈配合：Tf＝｜Ymin－Ymax｜

＝TD＋Td過渡配合：Tf＝｜Xmax－Ymax｜

配合公差取決于相互配合的孔和軸的尺寸精度。設計時，可根據(jù)要求得到配合公差，再確定孔、軸的尺寸公差。Tf＝｜Xmax－Xmin｜=0.034mmTf＝｜Ymin－Ymax｜=0.034mmTf＝｜Ymin－Ymax｜Tf＝｜Ymin－Ymax｜=0.034mm總結：孔軸的尺寸精度決定配合精度；孔軸的極限偏差決定配合性質。配合小結小節(jié)作業(yè)P5110P52112.2尺寸的極限與配合國家標準簡介2.2.1標準公差系列2.2.2基本偏差系列2.2.3配合制

2.2.1標準公差系列（seriesofstandardtolerance）標準公差：國家標準制定出的一系列的標準公差數(shù)值。

包含公差等級、公差單位、公稱尺寸分段。

1、標準公差等級（standardtolerancegrades）IT01IT0IT1IT2IT3IT4……IT17IT18

精度高

→

精度低

IT01、IT0、IT1、IT2…IT18

20個GB/T1800.1-2009規(guī)定了：

公稱尺寸≤500mm內，20個標準公差等級500mm＜公稱尺寸≤3150mm內，

18個標準公差等級IT1、IT2…IT18表示18個2、標準公差因子（standardtolerancefactor），mmITn＝a×i（mm）a——公差等級系數(shù)，a越大，等級越低。D——基本尺寸分段的幾何平均值（mm），i——標準公差因子（公差單位）對于IT5-IT18表2-2標準公差數(shù)值(GB/T1800.1-20098)（P23）3、公稱尺寸分段課堂練習環(huán)節(jié)1、請查某精度為7級的f40軸的公差。2、請查某精度為6級的f180的孔的公差。3、比較兩根軸：哪根更難加工？

軸1：d1=f180mm，Td1=18mm；軸2：d2=f9mm，Td1=15mm；同一公稱尺寸，公差數(shù)值越大，公差等級越低，加工越容易。不同公稱尺寸，公差數(shù)值的大小與加工的難度無關。Td=25mmTD=25mmIT5IT7，容易加工2.2.2基本偏差系列（seriesoffundamentaldeviation）1、基本偏差代號及其特點1）概念：GB/T1800.1-2009中確定公差帶相對于零線位置的那個極限偏差。

一般為靠近零線的偏差，可以是上極限偏差也可以是下極限偏差。2）代號：孔和軸各有28種基本偏差，用拉丁字母表示。大寫字母代表孔，小寫字母代表軸。除了易于與其它含義混淆的I(i)、L(l)、O(o)、Q(q)、W(w)五個字母外，采用了21個單寫字母和7個雙寫字母CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)。圖2-11孔、軸基本偏差系列圖（GB/T1800.1—2009）孔軸H：EI=0h：es=02、孔、軸基本偏差的計算1）通用規(guī)則(generalrule)：

在此規(guī)則下，同名代號表示的孔、軸基本偏差的絕對值相等，而符號相反。

A～H:EI=-es

等級低于IT8的K、M、N

等于低于IT7的P-ZCES=-ei2）特殊規(guī)則(specialrule)：

對于標準公差等級高于或等于IT8的K，M，N和高于或等于IT7的P～ZC，孔的基本偏差ES與同一字母的軸的偏差ei的符號相反，而絕對值差一個△值。即：

ES=–ei+△其中：△=ITn–IT(n-1)3）孔、軸另一偏差的計算孔、軸另一偏差的計算，根據(jù)孔、軸的基本偏差（表2-4、2-5）、標準公差數(shù)值（表2-2）進行?？坠睿篢D＝ES－EI軸公差：Td＝es－ei對于孔：

A～H:

ES=EI+TD

J

～ZC:

EI=ES–TD

對于軸：

a～h

：ei=es–Td

j～zc

es=ei+Td

JS/js：偏差±ITn/2尺寸公差的表示：用公稱尺寸后跟所要求的公差帶或（和）對應的偏差值表示。。3、尺寸公差表示：例：查表

?60g9?60H9

?60g7?60H7

?60g5?60H5

?60+00-課堂練習環(huán)節(jié)例：查表

?60g9?60H9

?60g7?60H7

?60g5?60H5-0.010-0.084-0.010-0.040-0.010-0.023g9g7g5?60+00-+0.0740+0.0300+0.0130H9H7H52.2.3配合制(fitsystem)

即以兩個相配合的零件中的一個作為基準件，并使其公差帶位置固定，而通過改變另一個零件（非基準件）的公差帶位置來形成配合的一種制度。GB/T1800.1—2009：基孔制配合與基軸制配合

基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的制度。

基孔制配合的孔稱為基準孔，代號為H，其EI=0。0+-基本尺寸孔軸軸軸軸軸軸軸間隙配合過渡配合過盈配合

過渡或過盈軸1.基孔制配合(hole-basissystemoffit)

基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶形成的各種配合的制度。基軸制配合的軸稱為基準軸，代號為h，其es=0。0+-軸孔孔孔孔孔孔孔間隙配合過渡配合過盈配合

過渡或過盈孔2.基軸制配合(shaft-basissystemoffit)組成間隙配合A～H與ha～h與H基本組成過渡配合基本上組成過盈配合J、Js、K、M與hj、js、k、m與HN～ZC與hn～zc與H裝配圖上，配合用相同的公稱尺寸后跟孔、軸的公差帶表示。寫成分數(shù)形式。分子為孔公差帶，分母為軸公差帶。3.裝配圖上配合的表示與滾動軸承的配合裝配圖上不標出滾動軸承自身的尺寸公差帶，只標出與滾動軸承配合的軸或孔的尺寸公差帶。

——僅此一種情況！查表確定φ30H8/f7和φ30F8/h7配合中孔、軸的極限偏差，計算兩對配合的極限間隙。（1）查表確定φ30H8/f7配合中孔與配的極限偏差，基本尺寸φ30屬于大于18-30mm尺寸段，查表得

IT7=21μm，IT8=33μm。對于基準孔H8的EI=0，其ES為：

ES=EI+IT8=+33μm對于軸f7，查表得es=–20μm，其ei為：

ei=es–IT7=–20–21=–41μm由此：課堂練習環(huán)節(jié)（3）計算極限間隙對于φ30H8/f7：

Xmax=ES–ei=+33–(–41)=+74μm

Xmin=EI–es=0–(–20)=+20μm對于φ30F8/h7：

Xmax=ES–ei=+53–(–21)=74μm

Xmin=EI–es=+20–0=+20μm（2）查表確定φ30F8/h7配合中孔與軸的極限偏差，同理可得：

GB/T1801-2009軸的一般公差帶116種，常用公差帶（方框內）59種，優(yōu)先公差帶（帶○號）13種。4.一般、常用和優(yōu)先的公差帶與配合

GB/T1801-2009孔的一般公差帶105種，常用公差帶（方框內）44種，優(yōu)先公差帶（帶○號）13種。基孔制和基軸制的常用配合分別有59種和47種，優(yōu)先配合（黑三角框內）各13種?；字苾?yōu)先、常用配合基軸制優(yōu)先、常用配合2.3尺寸精度設計的基本原則和方法2.3.1配合制的選用2.3.2確定標準公差等級2.2.3配合的選用（確定基本偏差代號）2.3.1配合制的選用選用配合制應從結構、工藝和經濟效益等方面綜合考慮:一般情況下，優(yōu)先選用基孔制

——減少定值孔用刀具、量具特殊情況下，選用基軸制

——直接采用精制棒料做軸——尺寸小于1mm的精密軸——一軸多孔，且配合性質不同時基準制的選擇按標準件而定非基準制配合特殊情況下，選用基軸制

——一軸多孔，且配合性質不同時基準制的選擇按標準件而定非基準制配合與滾動軸承內圈配合的軸頸按基孔制配合與滾動軸承外圈配合的軸承座孔按基軸制配合與平鍵、半圓鍵等聯(lián)接的鍵槽按基軸制配合為滿足配合的特殊需要，允許采用任一孔、軸公差帶組成的配合2.3.2確定標準公差等級正確處理使用要求、制造工藝和成本之間的關系。選用的基本原則:在滿足使用要求的前提下,盡量選用較低的公差。普通工業(yè)齒輪，精度7-10級公差等級的應用范圍各種加工方法可能達到的公差等級范圍

對于初學者，注意掌握下列要點：IT8界限：

IT8以上，孔比軸低一級

IT8以下，孔軸同級IT8，孔軸可同級，也可低一級IT8以下，不采用過渡配合IT7以下，不采用過盈配合500mm以上的大尺寸，一般采用同級配合公差等級的選用

例1：設有一基本尺寸為80的孔、軸配合，要求配合間隙X=+（55-135）μm,試確定孔、軸公差的公差等級。解:1）根據(jù)配合公差定義，[Tf]允許=|Xmax-Xmin|=Th+Ts

已知Xmax=+135，Xmin=+55，[Tf]允許=80μm2）分配孔、軸公差Th+Ts=80μm

設孔、軸為同級配合Th=Ts=80/2=40μm

由表2-2查得尺寸>50—80時，IT7=30，IT8=46μm按國家標準，間隙配合IT8時，應選用孔比軸低一級的配合

Ts取標準公差為IT7=30μm，

Th取標準公差為IT8=46μ驗算

IT7+IT8=7680，可用故選孔的公差等級為8級，軸的公差等級為7級。2.2.3配合的選用配合的選用:根據(jù)使用要求確定配合的類別與種類。配合類別的選用A－H（或a－h(huán)）間隙配合，間隙由大到小K－N（或k－n）過渡配合，由平均間隙到平均過盈P－ZC（或p－zc）過盈配合，過盈由小到大配合種類的選擇配合制和公差等級確定后,配合種類的選擇就是根據(jù)使用要求,確定非基準件的基本偏差代號。配合種類選用的基本方法：1）計算法根據(jù)公式計算出的極限間隙或過盈，選擇相配合的孔、軸的公差等級和配合代號。2）試驗法可靠，但成本較高，一般用于大批量生產的產品的關鍵配合。3）類比法以經過生產驗證的且類似的機械、機構和零部件為樣板，來選用配合種類。最常用方法：類比法參見

表2－10表2－11表2－12類比法要點：1.首選優(yōu)先公差帶，其次常用公差帶，再次一般公差帶。

——見圖2－15、圖2－162.選用優(yōu)先、常用配合

——見表2－8（基孔制用）表2－9（基軸制用）

例1：設有一基本尺寸為80的孔、軸配合，要求配合間隙X=+（55-135）μm,試確定孔、軸公差的公差等級。解:1）根據(jù)配合公差定義，[Tf]允許=|Xmax-Xmin

|=TD+Td

已知Xmax=+135，Xmin=+55，[Tf]允許=80μm2）分配孔、軸公差TD+Td

=80μm

設孔、軸為同級配合TD=Td

=80/2=40μm

由表2-2查得尺寸>50—80時，IT7=30，IT8=46μm按國家標準，間隙配合IT8時，應選用孔比軸低一級的配合

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