第2章-尺寸的极限及圆柱结合的互换性1

1、尺寸的极限与圆柱结合的互换性尺寸的极限与圆柱结合的互换性Kunming University of Science and Technology讲授：郑必举讲授：郑必举第第 二二 章章第四节第四节 基本偏差系列基本偏差系列基本偏差是用来确定公差带相对基本偏差是用来确定公差带相对于零线的位置的。于零线的位置的。不同公差带位不同公差带位置与基准件将形成不同配合。置与基准件将形成不同配合。基基本偏差数量将决定配合种类的数本偏差数量将决定配合种类的数量量。国标（。国标（GB/T1800.2-2009）对孔和轴分别规定了对孔和轴分别规定了28中基本偏中基本偏差，构成基本偏差系列差，构成基本偏差系列。用拉

2、丁。用拉丁字母表示，其中孔用大写字母，字母表示，其中孔用大写字母，轴用小写字母表示，如右图所示轴用小写字母表示，如右图所示一、基本偏差代号一、基本偏差代号孔、轴基本偏差特征孔、轴基本偏差特征a)孔基本偏差中，孔基本偏差中，AH的基本偏差值是的基本偏差值是EI（除（除H外皆为正）。外皆为正）。JZC（JS除外）除外）的基本偏差值是的基本偏差值是ES（除（除J和和K外其余一般均为负）。外其余一般均为负）。轴基本偏差中，轴基本偏差中，ah的基本的基本偏差值是偏差值是es（除（除H外皆为负）。外皆为负）。jzc（JS除外）的基本偏差值是除外）的基本偏差值是ei（除（除J外其余外其余一般均为正一般均为正

3、b)JS(js)的上、下极限偏差完全对称。的上、下极限偏差完全对称。J(j)的公差带一般不对称的公差带一般不对称。J的基本偏差为的基本偏差为ES，其值为正；，其值为正；j的基本偏差为的基本偏差为ei，其值为负。，其值为负。J(j)数值与数值与JS(js)相近，故这两种相近，故这两种基本偏差代号放在同一位置基本偏差代号放在同一位置c)基本偏差原则上与公差等级无关。基本偏差原则上与公差等级无关。除除JS（js）和）和J（j）（严格说两者无基本偏）（严格说两者无基本偏差），以及差），以及K(k)、M(m)、N(n)（ 由于公差等级不同，公差带有两种可能的位置由于公差等级不同，公差带有两种可能的位置J

4、(j)、K(k)、M(m)、N(n)的基本偏差值与公差等级的关系见表的基本偏差值与公差等级的关系见表2-5和表和表2-6d)“AZC”（azc）除）除J（j）以外，标）以外，标准公差等级齐全，即它们分别能与准公差等级齐全，即它们分别能与20个公个公差等级组成公差带差等级组成公差带孔只有孔只有J6、J7、J8，轴只有，轴只有j5、j6、j7、j8，逐步将被，逐步将被JS(js)取代取代基本意义在于：基本意义在于：n、p、r与与H；P、R、N与与h有时形成过渡配合，有有时形成过渡配合，有时形成过盈配合，形成什么配合性质与公称尺寸及公差等级有关时形成过盈配合，形成什么配合性质与公称尺寸及公差等级有关

5、1、轴的基本偏差数值、轴的基本偏差数值 以基孔制为基础以基孔制为基础，根据各种配合要求和生，根据各种配合要求和生产实践，产实践，依据统计分析结果整理出一系列公式而计算出来依据统计分析结果整理出一系列公式而计算出来。轴的。轴的基本偏差计算公式如基本偏差计算公式如P21表表2-4。计算结果按一定规则将尾数进行。计算结果按一定规则将尾数进行圆整。圆整。实际工作中，轴的基本偏差数值不用计算，见实际工作中，轴的基本偏差数值不用计算，见P24表表2-5二、基本偏差数值二、基本偏差数值（GB/T1800.1-2009）孔孔轴轴当轴的基本偏差确定后，另当轴的基本偏差确定后，另一个极限偏差可根据轴的基一个极限偏

6、差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值按本偏差数值和标准公差值按下式计算下式计算ei = es-IT，es = ei+IT2、孔的基本偏差数值、孔的基本偏差数值 由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一由于构成基本偏差公式所考虑的因素是一致的，所以，致的，所以，孔的基本偏差不需要另外制定一套计算公式，而是孔的基本偏差不需要另外制定一套计算公式，而是根据相同字母代号轴的基本偏差，根据相同字母代号轴的基本偏差， 在相应的公差等级的基础上在相应的公差等级的基础上按一定的规则换算得来的按一定的规则换算得来的换算原则换算原则 基本偏差字母代号同名的孔和轴，基本偏差字母代号同名的孔和轴， 分别构成的基轴制分别构

7、成的基轴制与基孔制的配合（这样的配合称为同名配合），与基孔制的配合（这样的配合称为同名配合），在孔、轴为同一在孔、轴为同一公差等级或孔比轴低一级的条件下公差等级或孔比轴低一级的条件下（如（如H9/f9与与F9/ h9、H7/p6与与P7/ h6），），其配合的性质必须相同（即具有相同的极限间隙或极其配合的性质必须相同（即具有相同的极限间隙或极限过盈）。限过盈）。换算过程及换算规则如下：（换算原则：基孔制、基换算过程及换算规则如下：（换算原则：基孔制、基轴制同名配合的配合性质相同）轴制同名配合的配合性质相同）1）基本偏差的换算过程基本偏差的换算过程2）基本偏差的换算规则基本偏差的换算规则通用规则

8、：通用规则：同名字母代号的孔和轴的基本偏差的绝对值相等，而同名字母代号的孔和轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反，即从公差带图解看，孔的基本偏差是轴的基本偏差相对符号相反，即从公差带图解看，孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影于零线的倒影例题：例题：P26例例2-4和例和例2-5特殊特殊规则：规则：同名代号的孔和轴的基本偏差的符号相反，而绝对值同名代号的孔和轴的基本偏差的符号相反，而绝对值相差一个值相差一个值即用上述公式计算出孔的基本偏差并按照一定规则化整，编制出孔即用上述公式计算出孔的基本偏差并按照一定规则化整，编制出孔的基本偏差表，见的基本偏差表，见P28表表2-6。实际使用时，可直

9、接查此表，不必计。实际使用时，可直接查此表，不必计算。孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算算。孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算 ES = EI + IT EI = ESIT3）基孔制、基轴制同名配合的配合性质）基孔制、基轴制同名配合的配合性质间隙配合：间隙配合：只要是同名配合，其配合性质一定相同。只要是同名配合，其配合性质一定相同。过渡配合、过盈配合：过渡配合、过盈配合：高精度时，孔的基本偏差一般用特殊规则换高精度时，孔的基本偏差一般用特殊规则换算，孔比轴低一级，同名配合的配合性质才相同。低精度时，孔的算，孔比轴低一级，同名配合的配合性质才相同。低精度时，孔的基本偏差一般用通用规则换算，孔

10、、轴必须同级，同名配合配合性基本偏差一般用通用规则换算，孔、轴必须同级，同名配合配合性质才相同。即：同名配合配合性质，必须：质才相同。即：同名配合配合性质，必须：1、公差带的表示、公差带的表示三、公差带与配合的表示三、公差带与配合的表示公差带代号表示公差带代号表示 由基本偏差代号（位置）及公差等级代号由基本偏差代号（位置）及公差等级代号（大小）组成。或用数字（大小）组成。或用数字（mm）表示（或两者结合）表示（或两者结合）例：例：5g8 、5 或或 5g8（ ）对称偏差表示为：对称偏差表示为：10Js5(0.003)0.0040.0220.0040.022注公差尺寸的公差带表示（即注公差尺寸在

11、图样上的标注）注公差尺寸的公差带表示（即注公差尺寸在图样上的标注）要求注出要求注出公差的尺寸，用公称尺寸加上所要求的公差带或（和）对公差的尺寸，用公称尺寸加上所要求的公差带或（和）对应的极限偏差值表示。可以表示成三种形式，如应的极限偏差值表示。可以表示成三种形式，如P30图图2-162、配合的表示、配合的表示配合配合用相同公称尺寸后跟孔、轴公差带表示，孔、轴公差写成分数用相同公称尺寸后跟孔、轴公差带表示，孔、轴公差写成分数形式，分子为孔公差带，分母为轴公差带。装配图上也有三种表示形式，分子为孔公差带，分母为轴公差带。装配图上也有三种表示方法，其中前一种应用最广，后两种一般分别用于批量生产和单件

12、方法，其中前一种应用最广，后两种一般分别用于批量生产和单件小批量生产。表示如下：小批量生产。表示如下：1、基本偏差、基本偏差 一般为靠近零线的那个上偏差或下偏差作为基本偏一般为靠近零线的那个上偏差或下偏差作为基本偏差。国标分别规定了差。国标分别规定了28个孔、轴基本偏差代号。个孔、轴基本偏差代号。2、基本偏差数值、基本偏差数值 可由基本偏差代号及基本尺寸，查表确定。应可由基本偏差代号及基本尺寸，查表确定。应注意：基本尺寸注意：基本尺寸500mm，公差等级，公差等级IT7的的PZC; IT8的的J、K、M、N查表时，要加查表时，要加值。值。3、同名配合、同名配合 基孔或基轴制中，基本偏差代号相当

13、，孔、轴公差基孔或基轴制中，基本偏差代号相当，孔、轴公差等级同级或孔比轴低一级的配合称同名配合等级同级或孔比轴低一级的配合称同名配合。 所有基孔或基轴制的同名的间隙配合的配合性质相同所有基孔或基轴制的同名的间隙配合的配合性质相同。 基孔或基轴制的同名的过渡和过盈配合只有公差等级组合符合基孔或基轴制的同名的过渡和过盈配合只有公差等级组合符合国标在换算孔的基本偏差时的规定，配合性质才能相同。即国标在换算孔的基本偏差时的规定，配合性质才能相同。即D500mm 的的IT8的的K、M、N以及以及IT7的的PZC，还有，还有D500mm、D3mm的所有的所有JZC形成配合时，须采用孔、轴同级；形成配合时，

14、须采用孔、轴同级；D500mm的的IT8的的J、K、M、N以及以及IT7的的PZC形成配合形成配合时，必须采用孔比轴低一级时，必须采用孔比轴低一级第五节第五节 一般、常用和优先的公差带与配合一般、常用和优先的公差带与配合选用时，以优先、常选用时，以优先、常用、一般、任意孔、轴公差带为顺序；并以优先、常用、任意用、一般、任意孔、轴公差带为顺序；并以优先、常用、任意孔、轴公差带孔、轴公差带组成配合组成配合为顺序为顺序一、一般、常用和优先的孔、轴公差带一、一般、常用和优先的孔、轴公差带（GB/T1801-2009）图图2-17一般、常用和优先轴的公差带一般、常用和优先轴的公差带图图2-18一般、常用

15、和优先孔的公差带一般、常用和优先孔的公差带二、常用的优先配合二、常用的优先配合（GB/T1801-2009）对于基孔制，规定有对于基孔制，规定有59种常用配合，其中优先配合种常用配合，其中优先配合13种（种（P32表表 2-7）；对于基轴制，规定有）；对于基轴制，规定有47种常用配合，其中优先配合种常用配合，其中优先配合13种种 （P32表表2-8）表表2-7中，中，当轴的标准公差小于或等于当轴的标准公差小于或等于IT7级时，是与低一级的孔级时，是与低一级的孔 相配合；大于或等于相配合；大于或等于IT8级时，与同级基准孔相配级时，与同级基准孔相配。表。表2-8中中当孔当孔 的标准公差小于的标准

16、公差小于IT8级或少数等于级或少数等于IT8级时，是与高一级的基准轴级时，是与高一级的基准轴 相配，其余是孔轴同级相配相配，其余是孔轴同级相配第六节第六节 一般公差（线性尺寸的未注公差）一般公差（线性尺寸的未注公差）定义：定义：一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差。它。它是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。国家标准是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。国家标准GB/T 1804-2000一般公差一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差未注公差的线性和角度尺寸的公差等效采用了国际标准中的有关部分。等效采用了国际标准中的

17、有关部分。简单地说一般公差就是只标简单地说一般公差就是只标注公称本尺寸，未标注公差。一般公差正常情况下，一般不测量注公称本尺寸，未标注公差。一般公差正常情况下，一般不测量规定：规定：一般公差规定四个等级：一般公差规定四个等级：f（精密级）、（精密级）、m（中等级）、（中等级）、c（粗糙级）、（粗糙级）、v（最粗级）。（最粗级）。这这4个公差等级相当于个公差等级相当于ITl2、ITl4、IT16和和IT17。在公称尺寸在公称尺寸0.54000mm范围内分为范围内分为8个尺寸段。个尺寸段。具具体值见体值见P33表表2-9和表和表2-10应用：应用：主要用于不重要的，较低精度的非配合尺寸及以工艺方法

18、主要用于不重要的，较低精度的非配合尺寸及以工艺方法可保证的尺寸（铸、模锻）。（简化制图，节约设计、检验时间）可保证的尺寸（铸、模锻）。（简化制图，节约设计、检验时间）标注：标注：当采用一般公差时，在图样上只注公称尺寸，不注极限偏当采用一般公差时，在图样上只注公称尺寸，不注极限偏差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差等级代号作出总的说明。例如，当选用中等级等级代号作出总的说明。例如，当选用中等级m时，则表示为时，则表示为GB/T 1804-m。一般公差主要用于精度较低的非配合尺寸，如要求。一般公差主要用于精度较低的非配合尺

19、寸，如要求用比一般公差还大的公差，而该公差比一般公差更经济时，则应用比一般公差还大的公差，而该公差比一般公差更经济时，则应在公称尺寸后直接标注出具体的极限偏差值（如：盲孔深度尺寸）在公称尺寸后直接标注出具体的极限偏差值（如：盲孔深度尺寸）不论孔和轴还是长度尺寸，其极限偏差的取值都采用对称分布不论孔和轴还是长度尺寸，其极限偏差的取值都采用对称分布的公差带；的公差带；对倒圆半径与倒角高度的极限偏差公称尺寸分对倒圆半径与倒角高度的极限偏差公称尺寸分4段段第七节第七节 尺寸公差与配合的选用尺寸公差与配合的选用1、一般情况下应优先选用基孔制、一般情况下应优先选用基孔制2、基轴制的选择、基轴制的选择 下列

20、情况选用基轴制下列情况选用基轴制直接使用有一定公差等级（直接使用有一定公差等级（IT8IT11）而不再进行机械加工）而不再进行机械加工的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。的冷拔钢材（这种钢材是按基准轴的公差带制造）制作轴。若需若需要各种不同的配合时，可选择不同的孔公差带位置来实现要各种不同的配合时，可选择不同的孔公差带位置来实现一、基准制的选用一、基准制的选用（与使用要求无关）（与使用要求无关）是在公称尺寸已确定情况下进行的尺寸精度设计，其内容包括选是在公称尺寸已确定情况下进行的尺寸精度设计，其内容包括选择基准制、公差等级和配合种类。选择的方法有计算法、试验法择基准制、公差等级

21、和配合种类。选择的方法有计算法、试验法和类比法和类比法加工尺寸小于加工尺寸小于1mm的精密轴的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器的制比同级孔要困难，因此在仪器的制 造、钟表生产、无线电工程中，造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济做轴，这时采用基轴制较经济。根据结构上的需要，在同一公称尺寸的轴上装配有不同配合要根据结构上的需要，在同一公称尺寸的轴上装配有不同配合要求的几个孔件时应采用基轴制求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示。如下图所示间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过渡配合过渡配合连杆连杆活塞销活塞销活塞活塞g6g6H7

22、H7m6m6m6m6+ +0 0f fD D_ _G7G7M7M7h6h6M7M7+ +0 0f fD D_ _图图2-19 基准制选择示例基准制选择示例(一一)与标准件配合的基准制选择与标准件配合的基准制选择 若若与标准件与标准件(零件或部件零件或部件)配合，配合，应以应以标准件为基准件、来确定采用基孔标准件为基准件、来确定采用基孔制还是基轴制。制还是基轴制。如平键、半圆键等如平键、半圆键等键联接，由于键是标准件，键与键键联接，由于键是标准件，键与键槽的配合应采用基轴制；滚动轴承槽的配合应采用基轴制；滚动轴承外圈与箱体孔的配合应采用基轴制，外圈与箱体孔的配合应采用基轴制，滚动轴承内圈与轴的配

23、合应采用基滚动轴承内圈与轴的配合应采用基孔制，如教材图孔制，如教材图2-20所示选择箱体所示选择箱体孔的公差带为孔的公差带为J7，选择轴颈的公差，选择轴颈的公差带为带为k6k6f f50f f110J7J7f f110f9图图2-20基准制选择示例（二）基准制选择示例（二）3、非基准制配合的采用、非基准制配合的采用 是指相配合的两零件既无基准孔是指相配合的两零件既无基准孔H又又无基准轴无基准轴h的配合。的配合。当一个孔与几个轴相配合或一个轴与几个孔当一个孔与几个轴相配合或一个轴与几个孔相配合，其配合要求各不相同时，则有的配合就要出现非基准制相配合，其配合要求各不相同时，则有的配合就要出现非基准

24、制的配合。如图的配合。如图2-20中滚动轴承与箱体孔和轴承端盖的配合中滚动轴承与箱体孔和轴承端盖的配合1、依据、依据 TDTdTf2、选择原则、选择原则 基本原则是在满足使用要求的前提下，尽量选取基本原则是在满足使用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级或较大的公差值较低的公差等级或较大的公差值3、选用方法、选用方法 有类比法和计算法。实际应用中，常采用类比法有类比法和计算法。实际应用中，常采用类比法二、公差等级的选用二、公差等级的选用4、选择应考虑的方面、选择应考虑的方面 应满足工艺等价原则。应满足工艺等价原则。对于公称尺寸对于公称尺寸500mm有较高公差等级有较高公差等级的配合，因孔比同级轴

25、难加工，当标准公差的配合，因孔比同级轴难加工，当标准公差IT8时，国标推荐孔时，国标推荐孔比轴低一级相配合，使孔、轴的加工难易程度相同。但对比轴低一级相配合，使孔、轴的加工难易程度相同。但对IT8级或基本尺寸级或基本尺寸500mm的配合，因孔的测量精度比轴容易保证，的配合，因孔的测量精度比轴容易保证，推荐采用孔、轴同级配合推荐采用孔、轴同级配合公差等级的应用范围。公差等级的应用范围。如表如表2-11和表和表2-12各种加工方法能够达到的公差等级。各种加工方法能够达到的公差等级。如表如表2-13相配零件或部件精度要匹配。相配零件或部件精度要匹配。如图如图2-20过盈、过渡配合的公差等级不能太低。

26、过盈、过渡配合的公差等级不能太低。一般孔的标准公差一般孔的标准公差IT8。间隙配合则不受此限制。但间隙小的配合，公差等级应较高；而间隙配合则不受此限制。但间隙小的配合，公差等级应较高；而间隙大的配合，公差等级可以低些间隙大的配合，公差等级可以低些在非基准制配合中，有的零件精度要求不高，可与相配合零件在非基准制配合中，有的零件精度要求不高，可与相配合零件的公差等级差的公差等级差2 23 3级级。如图如图2-20中箱体与轴承端盖的配合中箱体与轴承端盖的配合三、配合的选用三、配合的选用首先要确定配合类别。选择时，应根据具体使用要求确定是间隙首先要确定配合类别。选择时，应根据具体使用要求确定是间隙配合

27、还是过渡或过盈配合。如，孔、轴有相对运动配合还是过渡或过盈配合。如，孔、轴有相对运动(转动或移动转动或移动)要求，必须选择间隙配合；若孔、轴间应无相对运动，应根据具要求，必须选择间隙配合；若孔、轴间应无相对运动，应根据具体工作条件确定过盈、过渡甚至间隙配合。如体工作条件确定过盈、过渡甚至间隙配合。如P37表表2-141、根据使用要求确定配合类别根据使用要求确定配合类别选择方法有三种：计算法、试验法和类比法选择方法有三种：计算法、试验法和类比法计算法计算法 就是根据理论公式，计算出使用要求的间隙或过盈大就是根据理论公式，计算出使用要求的间隙或过盈大小来选定配合的方法小来选定配合的方法。对依靠过盈

28、来传递运动和负载的过盈配合，。对依靠过盈来传递运动和负载的过盈配合，可根据弹性变形理论公式，计算出能保证传递一定负载所需要的可根据弹性变形理论公式，计算出能保证传递一定负载所需要的最小过盈和不使工件损坏的最大过盈。在实际应用中还需经过试最小过盈和不使工件损坏的最大过盈。在实际应用中还需经过试验来确定，一般情况下，很少使用计算法验来确定，一般情况下，很少使用计算法试验法试验法 就是用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过就是用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过盈范围。盈范围。主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验法比较可靠，但周期

29、长、成本高，应用也较少法比较可靠，但周期长、成本高，应用也较少类比法类比法 就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配合的实例，再结合所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合合的实例，再结合所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合类型。该方法应用最广类型。该方法应用最广2、选定基本偏差（配合）的方法选定基本偏差（配合）的方法用类比法选择配合，首先要掌握各种配合的特征和应用场合，尤用类比法选择配合，首先要掌握各种配合的特征和应用场合，尤其是对国家标准所规定的优先配合要非常熟悉其是对国家标准所规定的优先配合要非常熟悉。P38表表2-15是轴是轴的基本偏差选用说明和应用。表的基本偏差选用说明和应用。表2-16是尺寸至是尺寸至500mm基孔制优先基孔制优先配合的特征及应用。配合的特征及应用。配合的选择应尽可能地选用优配合的选择应尽可能地选用优先配合，其次先配合，其次是常用配合，再次是一般配合是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能满足要求，可以选择。如果仍不能满足要求，可以选择其他的配合。选择方法主要是类比法其他的配合。选择方法主要是类比法3、用类比法选择配合时应考虑的因素用类比法选择配合时应考虑的因