互换性与测量技术 4极限与配合的选择.

1、1.尺寸公差带尺寸公差带 国家标准国家标准: 20个公差等级、个公差等级、28种基本偏差种基本偏差 孔公差带：孔公差带： 20273 = 543 (J6、J7、J8) 轴公差带轴公差带: 20274 = 544 (j5、j6、j7、j8) 1 1、优先与常用的孔公差带（、优先与常用的孔公差带（GB/T1801GB/T18011999 1999 ） K4 K5 K6 K7 K8 Js4H4 B12 B10 B11 A12 A10 A11 A9B9 H12Js12C12 H13Js13 G5 G6 G7 G8F8 E8D8C8 D10C10 C11D11 C9D9 E10 F9E9 D7 F6 F

2、7E7 Js8H8J8 H10 H11 H9 Js10 Js11 Js9 J6 J7 H6 H7 H5 Js6 Js7 Js5 H2 H3 H1 Js2 Js3 Js1 M4 T6 T7 T8R8N8M8P8S8 P9N9 P5 P6 P7 N6M6 M7 N7 M5 N5 R6 S6 R7 S7 R5 S5 U8 V8 X8 Y8 Z8 X6 X7 U6 V6 U7 V7 Z6Y6 Y7 Z7 常用公差常用公差 带带 优先选用优先选用 公差带公差带 一般用途的一般用途的 公差带公差带 k4 k5 k6 k7 k8 b10 b11 b12 b13 a11 a13 a12 b9a9 a10 d7

3、 g8 d11c11 c12 d9c9 c10 d10 c8d8 e9f9 e10 f8e8 h11 h13 h12 js13 js12 h10 h8 h9 js11 js10 js8 js9 g4 g5 g6 g7 f6 f7e7 e6 f5 j5 j7 j6 h6 h7 h4 h5 js6 js7 js4 js5 h2 h3 h1 js2 js3 js1 t8p8m8n8r8 s8x8u8 v8y8 z8 t6 t7 t5 p6 p4 p5 p7m7 m6 n7 n6 m5 m4 n5 n4 r6 r7 s7 s6 r4 r5 s5 s4 x6 x7 x5 u6 u7 v7 v6 u5 v

4、5 y7 y6 z7 z6 2 2、优先与常用的轴公差带（、优先与常用的轴公差带（GB/T1801GB/T18011999 1999 ） 常用公差带常用公差带 优先选用公优先选用公 差带差带 一般用途的一般用途的 公差带公差带 基轴制有基轴制有47种常用配合，种常用配合，13种优种优 先配合先配合 。 基孔制中有基孔制中有59种常用配合，种常用配合，13种种 优先配合。优先配合。 线性尺寸未注公差（线性尺寸未注公差（GB/T1804 420002000） 未注公差尺寸：是指图样上只标注基本尺寸，而不标其公差未注公差尺寸：是指图样上只标注基本尺寸，而不标其公差 带或极限偏差。带或极限偏差。 没有

5、标注极限偏差不能理解为没有公差要求，其极限偏差应没有标注极限偏差不能理解为没有公差要求，其极限偏差应 按按“未注公差未注公差”标准规定选取。标准规定选取。 GB/T18042000规定了线性尺寸的一般公差等级和极限偏规定了线性尺寸的一般公差等级和极限偏 差。一般公差等级分为四级：差。一般公差等级分为四级：f、m、c、v，极限偏差全部采，极限偏差全部采 用对称偏差值用对称偏差值 未注公差的线性尺寸的极限偏差数值表未注公差的线性尺寸的极限偏差数值表 mmmm 公差等级公差等级 尺尺 寸寸 分分 段段 0.533663030120120400400900900200020004000 f(f(精密级

6、精密级) )0.05 0.0 5 0.10.150.20.30.5 m(中等级中等级) 0.1 0.1 0.20.30.50.81.22 c(粗糙级粗糙级) 0.2 0.3 0.50.81.2234 v(最粗级最粗级) 0.5 11.52.5468 线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差(GB/T1804-92(GB/T1804-92） 在图样上、技术文件或标注中，用标准号和公差等级符号表示。在图样上、技术文件或标注中，用标准号和公差等级符号表示。 例如：选用中等级时例如：选用中等级时 表示为表示为 GB/T1804 GB/T1804 m m 选用粗糙级时选用粗糙级时 表示为表示为 GB/T18

7、04 GB/T1804 c c 未注公差的倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值表未注公差的倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值表 mmmm 公差等级公差等级 尺寸分段尺寸分段 0.533663030 f(精密级精密级) 0.20.512 m(中等级中等级) c(粗糙级粗糙级） 0.4124 v(最粗级）最粗级） 注：倒圆半径与倒角高度的含义参见注：倒圆半径与倒角高度的含义参见GB 6403.4零件倒圆与倒角零件倒圆与倒角 未注未注公差在零件图公差在零件图上的标注上的标注 例：某零件上线性尺寸未注公差选用例：某零件上线性尺寸未注公差选用“中等级中等级”时，应时，应 在零件图的技术要求中作如下说明

8、：在零件图的技术要求中作如下说明：“线性尺寸的未注线性尺寸的未注 公差为公差为GB/T1804GB/T1804m m”。 目录目录 2.5 常用尺寸段公差与配合选用常用尺寸段公差与配合选用 机械（机器）设计机械（机器）设计 运动设计运动设计 结构设计结构设计 精度设计精度设计 精度设计是机械设计中至关重要的一环，它对机械的使用性能精度设计是机械设计中至关重要的一环，它对机械的使用性能 和制造成本都有很大影响，有时甚至起决定性作用。和制造成本都有很大影响，有时甚至起决定性作用。 精度设计的精度设计的基本原则基本原则：保证机械产品的性能优良，制造经济可：保证机械产品的性能优良，制造经济可 行，即应

9、使机械产品的使用价值与制造成本的综合经济效果最行，即应使机械产品的使用价值与制造成本的综合经济效果最 好。好。 尺寸精度设计的基本要求是合理规定基准制、公差等级与配合。尺寸精度设计的基本要求是合理规定基准制、公差等级与配合。 2.5 常用尺寸段公差与配合选用常用尺寸段公差与配合选用 o一、基准制的选择一、基准制的选择 选用基准制时，主要应从零件的结构、工艺、经济等方面来选用基准制时，主要应从零件的结构、工艺、经济等方面来 综合考虑。综合考虑。 1.1.优先选用基孔制配合优先选用基孔制配合 优点优点：减少孔的定值尺寸，从而减少：减少孔的定值尺寸，从而减少 定值刀具、量具的规格和数量定值刀具、量具

10、的规格和数量 2.2.特殊场合选用基轴制配合特殊场合选用基轴制配合 ( (采用采用基孔制基孔制.swf 实例实例2.SWF 采用采用基轴制基轴制.swf.swf 实例实例3.SWF3.SWF ） 3.3.与标准件配合与标准件配合 4.4.需要时可选择混合制配合需要时可选择混合制配合 1.1.加工工艺加工工艺 2.2.技术测量技术测量 与滚动轴承内圈配合的轴应该选用与滚动轴承内圈配合的轴应该选用 基孔制；而与滚动轴承外圈配合的基孔制；而与滚动轴承外圈配合的 孔则宜选择基轴制孔则宜选择基轴制 为了满足某些配合为了满足某些配合 的特殊需要的特殊需要 基轴制的应用场合基轴制的应用场合 o 轴为冷拉标准

11、轴，由于轴的尺寸、形状很准确，轴为冷拉标准轴，由于轴的尺寸、形状很准确， 粗糙度也很高，外圆表面不再加工就可使用，如农粗糙度也很高，外圆表面不再加工就可使用，如农 业机械及仪器仪表中，特别是在钟表工业中，因小业机械及仪器仪表中，特别是在钟表工业中，因小 尺寸孔用定值刀量具制造方便，比较便宜，故基轴尺寸孔用定值刀量具制造方便，比较便宜，故基轴 制应用得更多一些。制应用得更多一些。 o 加工尺寸小于加工尺寸小于1mm 1mm 的精密轴比同级孔要困难，采的精密轴比同级孔要困难，采 用基轴制较经济。用基轴制较经济。 o 多件配合，同一基本尺寸轴的表面有多孔与之配多件配合，同一基本尺寸轴的表面有多孔与之

12、配 合，为了避免做成阶梯轴，要按基轴制，使轴成为合，为了避免做成阶梯轴，要按基轴制，使轴成为 光轴（如图光轴（如图2-182-18）。）。 2.5 常用尺寸段公差与配合选用常用尺寸段公差与配合选用 o公差等级的选用公差等级的选用 选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较 低的公差等级。低的公差等级。 方法：类比法方法：类比法 o 二、公差等级的选择二、公差等级的选择 o 选择公差等级的原则选择公差等级的原则: o 在满足使用要求的前提下，尽可能选择较大的公差等级在满足使用要求的前提下，尽可能选择较大的公差等级 o 常用尺寸段配合特点常用尺

13、寸段配合特点 o 公差设计时，尺寸公差设计时，尺寸500mm的常用尺寸段配合，应按的常用尺寸段配合，应按 优先、常用和一般公差带和配合的顺序，选用合适的公差带优先、常用和一般公差带和配合的顺序，选用合适的公差带 和配合。和配合。 o 1、标准推荐的优先、常用配合满足工艺等价原则：当孔、标准推荐的优先、常用配合满足工艺等价原则：当孔 的标准公差的标准公差大于大于IT8时，与同级基准孔相配合，如：时，与同级基准孔相配合，如： H9/h9，H10/d10；当孔的标准公差；当孔的标准公差小于小于IT8时，与高时，与高 一级的基准轴相配合，如：一级的基准轴相配合，如：H7/m6，H6/k5；当孔的标；当

14、孔的标 准公差等于准公差等于IT8，可与同级配合也可与高一级轴配合。如：，可与同级配合也可与高一级轴配合。如： H8/m7，H8/h8。 o 若按使用要求确定配合公差若按使用要求确定配合公差Tf后，则孔公差后，则孔公差Th与轴公与轴公 差差Ts必须满足必须满足Tf=Th+Ts，至于，至于Th与与Ts的分配则可的分配则可 按工艺等价原则（孔和轴的加工难易程度应基本相同）按工艺等价原则（孔和轴的加工难易程度应基本相同） 来考虑。来考虑。 o 对对500mm的基本尺寸，以孔的的基本尺寸，以孔的IT8为界：为界： o A、高于、高于IT8（ IT8 ）的孔均与高一级的轴配合。）的孔均与高一级的轴配合。

15、 如如H7/g6、H7/h6等。等。 o B、低于、低于IT8（IT8）的孔均与同级的轴配合。）的孔均与同级的轴配合。 如如H9/d9、H11/k11等。等。 o C、IT8（= IT8）的孔可与同级或高一级的轴配的孔可与同级或高一级的轴配 合。如合。如H8/h7、H8/f8等。等。 o 对对500mm的基本尺寸，一般采用同级孔、轴配合的基本尺寸，一般采用同级孔、轴配合 二、公差等级的选择二、公差等级的选择 o 2、联系配合、联系配合 o 孔、轴的公差等级将影响间隙或过盈的变动，所以孔、轴的公差等级将影响间隙或过盈的变动，所以 配合要求必然包含有公差要求。配合要求必然包含有公差要求。 o A、

16、对过渡配合或过盈配合，一般不允许其间隙或、对过渡配合或过盈配合，一般不允许其间隙或 过盈的变动太大，因此应选较高公差等级。如过盈的变动太大，因此应选较高公差等级。如 TDIT8、TdIT7。 o B、对间隙配合，有间隙变动较大的情况，故其公、对间隙配合，有间隙变动较大的情况，故其公 差等级有较低者。如差等级有较低者。如Th=TsIT12。 o 一般间隙小，公差等级较高；间隙大，公差等级较一般间隙小，公差等级较高；间隙大，公差等级较 低。如可选低。如可选H6/g5，H11/a11等而等而H10/g10、 H6/a5就不合理了。就不合理了。 3 3、联系有关零部件（相配零件或部件精度的匹配性）、联

17、系有关零部件（相配零件或部件精度的匹配性） 与相配合的零部件的精度要匹配。如齿轮孔与与相配合的零部件的精度要匹配。如齿轮孔与 轴的配合的公差等级与齿轮精度等级有关，滚动轴轴的配合的公差等级与齿轮精度等级有关，滚动轴 承与轴颈或外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精承与轴颈或外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精 度有关等。度有关等。 4、加工成本加工成本 考虑到满足使用要求的前提下降低加工成本。考虑到满足使用要求的前提下降低加工成本。 o 其它尺寸段配合特点其它尺寸段配合特点 o 大尺寸段（基本尺寸大尺寸段（基本尺寸5003150mm）：标准规）：标准规 定了常用轴公差带定了常用轴公差带41种，孔公差

18、带种，孔公差带31种，没有推荐配合，种，没有推荐配合， 规定一般采用基孔制的同级配合。规定一般采用基孔制的同级配合。 o 根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制配合。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制配合。 先按互换性生产选取配合；再选取较难加工的那个零件作先按互换性生产选取配合；再选取较难加工的那个零件作 为先加工件（多数情况下是孔），给它一个容易达到的公为先加工件（多数情况下是孔），给它一个容易达到的公 差；最后再根据所选的配合公差确定配制件（多数情况下差；最后再根据所选的配合公差确定配制件（多数情况下 是轴）的公差。是轴）的公差。 “配制公差配制公差”的代号为的代号为MF。

19、o 小尺寸段（尺寸至小尺寸段（尺寸至18mm）：主要适用于仪器仪表和）：主要适用于仪器仪表和 钟表工业，国标规定了钟表工业，国标规定了163种轴公差带和种轴公差带和145种孔公差带，种孔公差带， 标准未指明选用次序，也未推荐配合。由于小尺寸段轴比标准未指明选用次序，也未推荐配合。由于小尺寸段轴比 孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复 杂。杂。 o 应用举例应用举例 二、极限与配合的选用二、极限与配合的选用 o公差等级的选用公差等级的选用 选择考虑：选择考虑： 1.1.工艺等价性工艺等价性 2.2.加工方法加工方法 3.3.公差等级

20、的应用范围公差等级的应用范围 4.4.选择时，既要保证设计要求，又要充分考虑加工选择时，既要保证设计要求，又要充分考虑加工 工艺的可能性和经济性工艺的可能性和经济性 二、极限与配合的选用二、极限与配合的选用 o公差等级的选用公差等级的选用 选择考虑： 1.工艺等价性 2.加工方法 3.公差等级的应用范围 4.选择时，既要保证设计要求，又要充分考虑加工 工艺的可能性和经济性 2.5 常用尺寸段公差与配合选用常用尺寸段公差与配合选用 o公差等级的选用公差等级的选用 选择考虑： 6.熟悉常用公差等级的应用 5.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之差23级。 2.5 常

21、用尺寸段公差与配合选用常用尺寸段公差与配合选用 o 配合种类的选择配合种类的选择 本质：本质： 在确定了基准制的基础上，根据使在确定了基准制的基础上，根据使 用中允许间隙或过盈的大小及变化范围，选定用中允许间隙或过盈的大小及变化范围，选定 非基准件的基本偏差代号。有的配合同时确定非基准件的基本偏差代号。有的配合同时确定 基准件与非基准件的公差等级。基准件与非基准件的公差等级。 方法：方法：1.1.计算法计算法 2.2.试验法试验法 3.3.类比法类比法 2.5 常用尺寸段公差与配合选用常用尺寸段公差与配合选用 o 配合种类的选择配合种类的选择 选择配合时还应考虑：选择配合时还应考虑： 1 1）

22、载荷的大小）载荷的大小 2 2）配合的装拆）配合的装拆 3 3）配合件的长度）配合件的长度 4 4）配合件的材料）配合件的材料 5 5）温度的影响）温度的影响 6) 6) 工作条件工作条件 2.5 常用尺寸段公差与配合选用常用尺寸段公差与配合选用 o 计算法选择配合计算法选择配合 若两工件结合面间的过盈或间隙量确定后，可以通若两工件结合面间的过盈或间隙量确定后，可以通 过计算并查表选定其配合。根据极限间隙（或极限过过计算并查表选定其配合。根据极限间隙（或极限过 盈）确定配合的步骤是：盈）确定配合的步骤是： 1) 1) 首先确定基准制，首先确定基准制， 2) 2) 根据极限间隙（或极限过盈）计算

23、配合公差，根据极限间隙（或极限过盈）计算配合公差， 3) 3) 根据配合公差查表选取孔、轴的公差等级，根据配合公差查表选取孔、轴的公差等级， 4) 4) 按公式计算基本偏差值，按公式计算基本偏差值， 5) 5) 反查表确定基本偏差代号，反查表确定基本偏差代号， 6) 6) 校核计算结果。校核计算结果。 1、配合类别的选用配合类别的选用 选择的依据：选择的依据： 孔、轴间孔、轴间有相对运动有相对运动：间隙配合；：间隙配合； 孔、轴间孔、轴间无相对运动无相对运动： 过盈配合：要求传递足够大的转矩，不要求拆卸；过盈配合：要求传递足够大的转矩，不要求拆卸； 过渡配合：要求传递一定的扭矩，能够拆卸；过渡

24、配合：要求传递一定的扭矩，能够拆卸； 间隙配合；同轴度要求不高，只为装卸方便。间隙配合；同轴度要求不高，只为装卸方便。 2、配合代号的确定（配合代号的确定（非）基准件基本偏差代号的选择非）基准件基本偏差代号的选择 在确定在确定配合制度配合制度和和标准公差标准公差等级后，根据使用要求确定与基等级后，根据使用要求确定与基 准件配合的轴或孔的基本偏差代号。准件配合的轴或孔的基本偏差代号。 确定方法：确定方法：计算法计算法、试验法和、试验法和类比法类比法。 类比法：依据生产中积累的验证过的典型实例，再分析零件的具类比法：依据生产中积累的验证过的典型实例，再分析零件的具 体工作条件、使用要求，还有生产设

25、备的状况等，合理选择配合体工作条件、使用要求，还有生产设备的状况等，合理选择配合 代号。参考代号。参考表表214。 3、公差与配合选择的实例、公差与配合选择的实例 以蜗轮减速机的极限与配合为例，说明极限与配合选用的原则。以蜗轮减速机的极限与配合为例，说明极限与配合选用的原则。 o 1)蜗轮、轮毂与蜗轮轴配合的选用蜗轮、轮毂与蜗轮轴配合的选用 o 减速机属于精密配合，所以轴用减速机属于精密配合，所以轴用IT6、孔用、孔用IT7。 o 蜗轮轮缘蜗轮轮缘3和轮毂和轮毂2与蜗轮轴与蜗轮轴7的配合，均无相对运动，的配合，均无相对运动， 要求定心精度高，能传递动力，它们之间可选用过渡配要求定心精度高，能传

26、递动力，它们之间可选用过渡配 合或小过盈配合，加坚固件。确定采用基孔制。合或小过盈配合，加坚固件。确定采用基孔制。蜗轮轮蜗轮轮 缘缘3和轮毂和轮毂2采用过盈配合，用螺钉坚固，轮毂选用采用过盈配合，用螺钉坚固，轮毂选用s6， 其配合为其配合为90H7/s6。轮毂轮毂2与蜗轮轴与蜗轮轴7采用过渡配合，采用过渡配合， 加键连接，轴选用加键连接，轴选用n6，其配合为，其配合为40H7/n6。 蜗轮减速机部分配合装置蜗轮减速机部分配合装置 1、5-端盖端盖 2-轮毂轮毂 3-蜗轮轮缘蜗轮轮缘 4-蜗轮箱体蜗轮箱体 6-圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 7-蜗轮轴蜗轮轴 8-键键 2)轴承与蜗轮轴和端盖配合和选用

27、轴承与蜗轮轴和端盖配合和选用 在轴两端轴颈处（在轴两端轴颈处（ 36）分别装有圆锥滚子轴承）分别装有圆锥滚子轴承6，轴承的，轴承的 外圈与两端的端盖外圈与两端的端盖1、5配合。配合。 轴承的内圈轴承的内圈与与轴颈轴颈的配合为基孔制，采用过渡配合，轴用的配合为基孔制，采用过渡配合，轴用 k6。因轴承是标准件，所以图上只标注轴的公差带代号因轴承是标准件，所以图上只标注轴的公差带代号36， 而不标注孔的公差带代号。而不标注孔的公差带代号。轴承与端盖轴承与端盖1、5的配合为基轴制，的配合为基轴制， 端盖端盖1、5的孔选的孔选J7，同样在图上只标注孔的公差带代号，同样在图上只标注孔的公差带代号62J7

28、。 3）端盖与箱体的配合选用）端盖与箱体的配合选用 端盖端盖1、5与箱与箱4的配合，有较高的同轴度要求，以保证蜗杆的配合，有较高的同轴度要求，以保证蜗杆 与蜗轮的正确啮合。此外为了方便装配和检修的拆卸，选基准与蜗轮的正确啮合。此外为了方便装配和检修的拆卸，选基准 件配合，其配合为件配合，其配合为H7/h6. 1-底座底座 2-轴轴 3-钻模板钻模板 4-钻套钻套 5-垫圈垫圈 6-螺母螺母 7-圆柱销圆柱销 8-螺母螺母 3、公差与配合选择的实例、公差与配合选择的实例 为使选择更简单明确，确定和验算过程更加直观明了，多采用为使选择更简单明确，确定和验算过程更加直观明了，多采用图解计图解计 算算

29、和和查表查表相结合的方法。相结合的方法。 例例1：已知轴承、轴的基本尺寸：已知轴承、轴的基本尺寸30，计算法已在确定配合间隙要计算法已在确定配合间隙要 求在求在0.018-0.054之间，采用基孔制，试确定轴承、轴的公差等之间，采用基孔制，试确定轴承、轴的公差等 级和配合种类。级和配合种类。 解：解：1）选择公差等级选择公差等级 由由Tf=Xmax-Xmin =TD+Td TD+Td =54-18=36m 查表确定查表确定TD和Td，条件是：轴承、轴的公差等级符合轴承、轴的公差等级符合“工艺等价工艺等价” 原则，同时原则，同时TD+Td最接近Tf而不大于而不大于Tf。 先假设先假设TD+Td=

30、 Tf/2=18m，查表此值介于，查表此值介于IT6-IT7之间，之间， 轴取轴取IT6，轴承取，轴承取IT7，则，则TD=21m， Td=13m。由于采用。由于采用 所以基准孔为所以基准孔为30 2)选择配合种类选择配合种类 即选择轴和基本偏差，条件是轴承、轴配即选择轴和基本偏差，条件是轴承、轴配 合间隙要求在合间隙要求在0.018-0.054之间，之间， 由于由于Xmin= EI-es 而而EI=0，所以，所以es = -Xmin=-18m，且，且 es是基本偏差。是基本偏差。 查表：查表：-18m 介于介于-20m -7m之间，只有取之间，只有取-20m 才能才能 保证保证Xmin=+2

31、0m 在在+18 m+54m。所以轴的代号为。所以轴的代号为 30 f6（ ） 3）验算结果验算结果 即计算最大、最小间隙是否在要求范围内。即计算最大、最小间隙是否在要求范围内。 Xmax= ES-ei=0.210-(-0.033)=+0.054 Xmin= EI-es =0-(-0.020)=+0.020 在在0.018-0.054之间之间,选择符合要求。选择符合要求。 0.021 0 0.020 0.033 21m +0 30 H7 -20m -33m 例31的公差带图 f6 例例2：已知基本尺寸为已知基本尺寸为32的某孔与轴配合，允许其间隙和过盈的数值的某孔与轴配合，允许其间隙和过盈的数值 在在+0.023-0.018范围内变动范围内