2.2 2.3标准公差系列基本偏差系列

课 题 第2章 极限与配合 2.2 标准公差系列 2.3 基本偏差系列 需 2 课时 教 学 目 的 要 求 1、掌握公差等级和尺寸分段 2、掌握基本偏差系列图及其特征 教 学 重 点 1、公差等级 2、基本偏差代号及系列图 3、轴、孔的基本偏差数值 教 学 难 点 1、基本偏差代号及系列图 2、轴、孔的基本偏差数值 教案编写日期 年 月 日 教 学 内 容 与 教 学 过 程 提示与补充 一、组织课堂，查看座次 二、复习巩固 公差带图、配合种类、配合公差与公差带图 三、讲授新课 1、标准公差系列 2、基本偏差代号 3、基本偏差系列图及其特征 4、基本偏差数值 四、布置作业 五、课后网上考勤         2.2 标准公差系列 标准公差系列是国家标准《极限与配合》规定的一系列标准公差数值，它包含以下内容。 2.2.1 公差因子（公差单位） 公差因子是用以确定标准公差的基本单位。公差因子是基本尺寸的函数，是制定标准公差数值的基础和出发点。 在实际生产中，对基本尺寸相同的零件，可按公差值的大小，评定其制造精度的高低。但对于基本尺寸不同的零件，评定其制造精度时，就不能光看公差值的大小。实际上，在相同的加工条件下，基本尺寸不同的零件加工后产生的加工误差不同，为了合理规定公差数值，需建立公差单位。 国家标准GB/T1800.3-1998极限与配合总结出了公差单位的计算公式。对于基本尺寸≤500mm，精度等级为IT5~IT18的公差单位的计算公式如下： 式中，D(d)为基本尺寸分段的计算尺寸，mm；i为公差单位, μm。 2.2.2 公差等级 为了将公差数值进行标准化，以减少量具和刀具的规格种类，同时为了满足各种加工所需的不同精度要求，国家标准GB/T1800.3-1998将公差数值的大小划分为20个公差等级，各级标准公差的代号分别以IT01、IT0、IT1、IT2、IT3、…、IT17、IT18表示。20个公差等级中， IT0级的精度最高， IT18级的精度最低。 国标规定，基本尺寸≤500mm的常用尺寸范围内， IT5~IT18公差值采用公差等级系数a与公差因子i的乘积来确定，且公差等级系数按R5优先数系规律递增排列；对IT01、IT0、IT1这3个高精度等级，考虑到高精度测量中的测量误差常常是误差的主要成分，故公差值的计算采用线性关系式； IT2~IT4的公差值在IT1和IT5之间呈几何级数分布。各级标准公差值的计算公式，见表2-1所示。 2.2.3 尺寸分段 由标准公差的计算公式知：在每一种公差等级中，不同基本尺寸的标准公差数值不相等，这将会使标准公差数值表格变得非常庞大，既不适用，也无必要。为了减少标准公差数值的数目，统一公差值，简化表格，便于应用，国家标准对基本尺寸进行了分段，进行尺寸分段后。对于同一尺寸分段内的所有基本尺寸，同一公差等级将具有相同的标准公差数值。 国家标准规定，在计算标准公差数值时，公差单位计算式中的D，一律取该尺寸分段首尾两个尺寸的几何平均值代入运算。例如：对于>30~50mm尺寸段，凡属于这一尺寸段内的任一基本尺寸，均以D=38.73mm，代入计算标准公差数值。实践证明，这种极大地简化了公差，且计算所得的标准公差数值差别不大，有利于生产应用。标准公差数值见表2-2。 2.3 基本偏差系列 基本偏差的作用，是用来确定公差带相对于零线的位置。基本偏差是指尺寸偏差中最靠近零线的那个上偏差或下偏差。基本偏差系列是对公差带位置的标准化。为了满足机器中各种不同性质和不同松紧程度的配合需要，国家标准对孔和轴分别规定了28个公差带位置，采用28个基本偏差代号来表示。 2.3.1 基本偏差代号 基本偏差代号用拉丁字母表示，大写字母表示孔的基本偏差，小写字母表示轴的基本偏差。28种基本偏差代号，由26个拉丁字母中除去5个容易与其他参数混淆的字母I，L，O，Q，W（i，l，o，q，w），剩下的21个字母加上7个双写字母CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC（cd、ef、fg、js、za、zb、zc) 组成。这28种基本偏差构成了基本偏差系列。 2.3.2 基本偏差系列图及其特征 图2-10所示为基本偏差系列图。图中可以看出H（或h）的位置与零线重合，表示H（或h）基本偏差等于零；JS（或js）的公差带跨零线两侧呈对称分布，表示其上下偏差各为±IT/2；J（或j）的公差带虽然也是跨零线两侧分布，但相对于零线不对称。 由图2-10可知，基本偏差仅了靠近零线的那个极限偏差的位置；至于公差带中另一个极限偏差的位置，则由公差带的宽度（公差等级）确定。可见，通常情况下基本偏差与公差等级无关，而公差带中的另一个极限偏差才与公差等级有关。 2.3.3 基本偏差数值 1. 轴的基本偏差数值 轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，按照各种配合性质的要求，根据生产实践经验和统计结果得出的一系列公式进行计算，并对尾数进行圆整后得出的。轴的基本偏差计算公式见表2-3。为了方便使用，国家标准按上述轴的基本偏差计算公式，计算列出了轴的基本偏差数值表，见表2-4所示。 轴的基本偏差可根据使用需要查表确定，另一个极限偏差则可根据轴的基本偏差和标准公差的数值按下列关系式计算： 公差带在零线之下时： 公差带在零线之上时： 2. 孔的基本偏差数值 孔的基本偏差数值，可由同名的轴的基本偏差换算得到。换算为：同名配合的配合性质不变，即基孔制的配合（如30H9/f9、40H7/g6）换算成同名基轴制的配合（如30F9/h9、40G7/h6）时，其配合性质（极限间隙或极限过盈）不变。根据上述原则，并考虑实际加工的工艺条件，孔的基本偏差通常采用以下两种规则进行换算。 （1）通用规则：采用同一字母代号表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等，符号相反。形象地说，采用通用规则换算时，孔的基本偏差就是轴的基本偏差相对于零线的倒影（倒影规则）。按通用规则进行换算求取孔的基本偏差的孔有：1）所有间隙配合（A~H）；2）较低精度的过渡配合和过盈配合（精度低于IT8时的K、M、N；精度低于IT7时的P~ZC）。 按通用规则计算时，有如下关系式： （适用于A~H） （适用于K~ZC的同级精度配合） （2）特殊规则 对于标准公差≤IT8的K、M、N和标准公差≤IT7的P~ZC，孔的基本偏差ES与同字母的轴的基本偏差ei的符号相反，而绝对值相差一个△值。即 使用特殊规则求取孔的基本偏差的工程背景原因，是因为在较高的公差等级中，加工孔比加工同级的轴困难得多，所以常采用孔比轴低一级精度相配，并要求两种基准制所形成的配合性质相同。特殊规则适用于基本尺寸≤500mm，标准公差≤IT8的K、M、N和标准公差≤IT7的P~ZC。 孔的基本偏差换算规则，可用图2-11简要表示。在图2-11所示的三个小图中，左边表示的是基孔制配合中，配合轴的基本偏差（换算前的es或ei）；右边表示的是基轴制配合中，配合孔的基本偏差（换算后得到的EI或ES）。 换算得到孔的基本偏差后，孔的另一个极限偏差的数值，可根据换算所得孔的基本偏差值和孔的标准公差值，按下列关系式计算： （公差带在零线之下） （公差带在零线之上） 按上述换算规则，国标制定出孔的基本偏差数值表，见表2-5。 图2-11 孔的基本偏差换算规则