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西北工业大学智慧树知到“机械设计制造及其自动化”《公差与技术测量

第一章公差与配合概述

(1)公差与配合是机械设计制造及其自动化领域中至关重要的概念，它直接关系到产品的精度、性能和使用寿命。在机械制造过程中，零件之间的公差是指零件尺寸允许的最大变动量，而配合则是指两个或多个零件相互结合时，它们之间的相对位置关系。公差与配合的合理设计对于提高产品的可靠性、降低成本、延长使用寿命具有重要意义。例如，在汽车发动机中，活塞与气缸之间的配合公差如果过大，会导致发动机工作时产生过大的间隙，从而影响发动机的性能和寿命。

(2)根据国际标准ISO286，公差分为20个等级，从IT01到IT18，其中IT01表示最高精度等级，IT18表示最低精度等级。公差等级的选择取决于零件的功能要求和使用条件。例如，在精密仪器中，为了保证其高精度性能，通常采用IT6或IT7等级的公差。而在一般的机械制造中，IT10至IT14等级的公差已经能满足大多数要求。公差等级的选择不仅影响零件的加工难度和成本，还会对测量方法提出相应的要求。

(3)配合的种类繁多，按照配合性质可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。间隙配合是指两个配合件之间有间隙的配合，适用于运动副，如轴承与轴的配合。过盈配合是指两个配合件之间有过盈的配合，适用于固定副，如齿轮与轴的配合。过渡配合则介于两者之间，适用于对精度要求不高的场合。在机械设计中，合理选择配合类型对于确保零件的互换性、降低装配难度和保证运动副的润滑条件至关重要。例如，在汽车转向系统中，转向拉杆与转向摇臂之间的配合采用间隙配合，以保证转向灵活；而转向摇臂与转向柱之间的配合则采用过盈配合，以确保转向柱的稳定性。

第二章公差与配合标准

(1)公差与配合标准是机械制造领域的基础性标准，对保证产品质量和互换性具有重要作用。我国公差与配合标准主要依据GB/T1800.1-2009《公差与配合》系列标准制定。该系列标准将公差分为20个等级，从IT01到IT18，其中IT01等级对应的最小极限偏差为0.001mm，而IT18等级的最小极限偏差为1.500mm。在实际应用中，根据零件的功能和使用要求，选择合适的公差等级至关重要。例如，航空发动机中的关键部件通常采用IT5或IT6等级，以确保极高的精度和可靠性。

(2)配合标准则规定了不同类型配合的尺寸范围和公差带。在GB/T1801-2009《配合》标准中，规定了间隙配合、过盈配合和过渡配合的尺寸范围和公差带。例如，间隙配合的公差带由基本尺寸减去间隙极限尺寸确定，过盈配合的公差带由基本尺寸加上过盈极限尺寸确定。这些标准为设计者提供了明确的参考依据。以齿轮箱中的齿轮与轴的配合为例，根据GB/T1801-2009标准，可以确定配合类型为间隙配合，并根据齿轮精度等级选择合适的公差等级。

(3)公差与配合标准的应用实例丰富多样。在汽车制造中，发动机曲轴与主轴承之间的配合即为过盈配合。根据GB/T1800.1-2009标准，曲轴轴颈的公差等级通常为IT6，而主轴承内圈的公差等级为IT5。通过这样的公差配合设计，可以保证曲轴与主轴承之间的装配精度，确保发动机在高速运转时具有良好的性能和可靠性。此外，在铁路车辆制造中，转向架与车轮的配合也是采用公差与配合标准进行设计和制造的典型案例。

第三章公差与配合计算

(1)公差与配合计算是机械设计中的重要环节，它涉及到零件尺寸、公差等级和配合类型等多个因素。在计算过程中，首先需要确定零件的基本尺寸和公差等级。例如，某发动机曲轴轴颈的基本尺寸为φ50mm，公差等级为IT6。根据GB/T1800.1-2009标准，IT6等级的最小极限偏差为0.006mm。接着，根据配合类型选择合适的公差带，如间隙配合的公差带为H7/f6。

(2)在进行公差与配合计算时，还需要考虑加工误差、测量误差等因素。以齿轮为例，其齿顶圆直径的基本尺寸为φ100mm，公差等级为IT5。根据GB/T1800.1-2009标准，IT5等级的最小极限偏差为0.005mm。假设齿轮加工过程中的加工误差为±0.003mm，测量误差为±0.002mm，则齿轮齿顶圆直径的实际公差为0.005mm+0.003mm+0.002mm=0.01mm。

(3)在实际应用中，公差与配合计算还需考虑零件的装配和使用条件。例如，某机床主轴的轴颈直径为φ100mm，公差等级为IT5，配合类型为间隙配合。在装配过程中，由于装配误差和温度变化等因素，主轴轴颈的实际尺寸可能发生变化。为了确保机床的精度和性能，需要对主轴轴颈的公差进行动态调整。根据GB/T1801-2009标准，间隙配合的公差带为H7/f6，实际公差为0.025mm。在装配过程中，根据实际测量结果，对主轴轴颈的公差进行调整，以保证机床的精度和性能。