光滑圆柱体结合的公差与配合

§3-1公差与配合的基本术语§3-3基本偏差系列§3-4一般、常用和优先使用的公差带与配合的标准化§3-5公差与配合的选用

第3章光滑圆柱体结合的公差与配合§3-2标准公差系列讲3个问题（1）Φ90H7(2)Φ90d11(3)Φ90H7/d11公差配合概述概述

这一章主要介绍圆柱体零件的公差与配合国家标准[GB1800~1804]。圆柱体零件的结合，就是指孔与轴的结合。对孔与轴的结合不外乎下面三种功能要求：1、要求孔、轴作相对运动。这种结合主要用于传递运动，包括转动和移动。对这类配合除要求保证一定的功能外，还要求传递运动要准确。因此孔与轴之间必须有足够的间隙。如汽轮发电机的轴颈与滑动轴承的配合，要求要有较大的间隙配合。（间隙配合）内燃机

2、孔和轴作为固定联结。这种结合主要用于传递较大扭矩和轴向力，为保证工作可靠，孔与轴配合必须保证有足够的过盈，（过盈配合）。3、孔与轴作为定心可拆联结。这种结合传递较小的扭矩，但要求定心精度较高，并且便于装拆。这种配合允许有一定的过盈量，但又不能太大，称过渡配合。过盈配合公差与配合的基本术语２.基本尺寸：设计给定的尺寸。是确定极限偏差和极限尺寸的起始尺寸。３.实际尺寸：通过测量获得的尺寸。由于存在测量误差，故实际尺寸并非被测尺寸的真值。同时由于有形状误差，零件的同一表面不同部位的实际尺寸往往也是不等的尺寸：在机械制图中通常以mm为单位，可只写数字，不写单位。在技术测量中，通常以微米μm为单位，此时要写出数值和单位，如25μm。

4.极限尺寸：允许尺寸变化的两个极限值，尺寸较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸。有关公差与偏差的术语和定义1

公差与配合的基本术语有关公差与偏差的术语和定义23.零线与公差带

实际应用中用公差带图来表示相互配合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系.

⑵公差带：在公差带图中，由代表上下偏差的两条直线所限定的一个区域。其大小由标准公差确定。其位置由基本偏差确定.

由左图可以看出它将孔轴基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差之间的相互关系表示在同一张图中，这个图就称为公差带图

⑴零线：确定偏差的一条基准直线，为零偏差线，通常表示基本尺寸.公差与配合的基本术语4.基本偏差：指公差带靠近零线的那个偏差为基本偏差；公差带位于零线上方时，基本偏差为下偏差；公差带位于零线下方时，基本偏差为上偏差。公差与配合的基本术语画出基本尺寸为Ø50，最大极限尺寸为Ø50.025、最小极限尺寸为Ø50mm的孔与最大极限尺寸为Ø49.975、最小极限尺寸为Ø49.959mm的轴的公差带图。0+-ø50孔轴+0.025-0.025-0.041尺寸公差带图（举例）工件在加工过程中，由于工艺系统误差的影响，使加工后的零件的几何参数与理想值不相符合，其差别称为加工误差。偏差可以为正值、负值或零，而公差则一定是正值；加工误差是不可避免的，其误差值在一定范围内变化是允许的，加工后的零件的误差只要不超过零件的公差，零件是合格的。所以，公差是设计给定的，用于限制加工误差的；误差则是加工过程中产生的。加工误差与公差的关系0+-基本尺寸孔轴孔轴孔轴1.配合的类别:含义如下：①孔和轴的基本尺寸必须相同.②孔和轴公差带位置关系，表明孔和轴的配合性质；孔和轴公差带大小之间关系，表明孔和轴的松紧程度.通过公差带图，我们能清楚地看到孔、轴公差带之间的关系。根据其公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。公差与配合的基本术语间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸得到的代数差，为正值时是间隙，用X表示.为负值时是过盈，用Y表示.

2.间隙配合：具有间隙的配合，此时孔的公差带在轴的公差带上.由于孔和轴均有两个极限尺寸，因此间隙也有两个极限值，最大间隙Xmax和最小间隙Xmin公差与配合的基本术语有关配合的术语和定义24.过盈配合：具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合，此时孔的公差带在轴的公差带之下Ymax=Dmin-dmax=EI-es

例如：右图5.过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合.此时公差带相互交迭，其极限情况是Xmax,Ymax.例如：右图Ymin=Dmax-dmin=ES-eiYmax=EI-es=0-0.059=-0.059Ymin=ES-ei=0.025-0.043=-0.018Xmax=ES-ei=0.025-0.002=0.023

Ymax=EI-es=0-0.018=-0.018公差与配合的基本术语6.配合公差Tf公差与配合的基本术语7.基准制：国标规定：配合有两种基准制：基轴制、基孔制

0+-基本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合

过渡或过盈轴

基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，称基孔制。代号“H”基孔制的孔为基准孔，标准规定，代号为‘H’。公差带在零线上方，上偏差即为基准孔的标准公差。

公差与配合的基本术语0+-轴孔孔孔孔孔孔孔间隙配合过渡配合过盈配合

过渡或过盈孔⑵基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成的各种配合的一种制度，称为基轴制，代号“h”.基轴制的轴为基准轴，标准规定es=0，公差带在零线下方，下偏差ei即为基准轴的标准公差.。

公差与配合的基本术语有关配合的术语和定义4Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=0.074Xmin=Dmin-dmax=EI-es=0.020TD=|Dmax-Dmin|=|ES-EI|=0.033Td=|dmax-dmin|=|es-ei|=0.021EI=0ES=+0.033es=-0.020ei=-0.041Dmax=D+ES=30+0.033=30.033Dmin=D+EI=30+0=30dmax=d+es=30-0.020=29.980dmin=d+ei=30-0.041=290959Tf=|Xmax-Xmin|=|TD+Td|=0.054例：右图求孔轴的上下偏差，极限尺寸，极限偏差，孔轴公差及配合公差公差与配合的基本术语标准公差系列(公差与配合的国家标准)标准公差系列(公差与配合的国家标准)

为了实现互换性生产，公差与配合必须标准化.国标《公差与配合》是参照国际标准按标准公差系列和基本偏差系列分别标准化的原则制定的.标准公差数值：

表3-3为标准公差数值表。该表的使用方法是：根据基本尺寸的大小和公差等级来查得孔和轴标准公差的数值。该表涉及到三个概念：标准公差；公差等级；基本尺寸分段。下面就介绍该表中的标准公差值的制定原则

标准公差的制定原则1.公差单位I(i)

①定义：是计算公差的基本单位。它是基本尺寸的函数，是制定标准公差系列表的基础。②计算公式：Ⅰ.当基本尺寸<500mm时，Ⅱ.当基本尺寸>500—3150mm时，i=0.004D+2.1（um）Ⅲ.当基本尺寸>3150mm时，i=0.004D+2.1（um）2.公差等级

①定义：用来确定精确程度的等级。②规定：国标将公差等级分为20段，由标准公差代号IT和公差等级数字组成。从IT01.IT0.IT1.IT2……IT17.IT18，公差等级由高到低，公差数字由小到大.3.标准公差计算公式：IT=a.i标准公差的制定原则基本尺寸分段基本尺寸分段基本尺寸分段从表3-3可看出(a)基本尺寸相同，公差等级相同时，孔轴标准公差相等(b)对不同尺寸分段，只要公差等级相同，虽然公差数值不同，但具有相同的精度要求：熟练掌握表3-3的使用方法、知道表3-3标准公差值的计算方法试比较：，说明：虽然公差数值不同，但只要具有相同公差等级，则说明具有相同精确程度，判断公差等级高低，不能只从公差数值上来判断。基本尺寸分段基本偏差系列

前面讲的标准公差系列是用来确定公差的大小,而公差带的位置由基本偏差确定.一.基本偏差1、定义：用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差

2、基本偏差代号

基本偏差系列的特点（图3-7）

(1)

孔从A～H，基本偏差为下偏差，其绝对值递减；从I～ZC，基本偏差为上偏差，其绝对值递增。轴从a～h，基本偏差为上偏差，其绝对值递减；从j～zc，基本偏差为下偏差，其绝对值递增。基本偏差系列二．轴的基本偏差(基本尺寸≤500mm)计算法：计算公式见40页表3-5，注意：查表法：可由表3-6查出基本偏差值

2、轴的另一极限偏差的确定根据基本尺寸及标准公差等级，由表3-3查出标准公差值IT，根据标准公差和查出的轴基本偏差，通过计算确定轴的另一极限偏差

3.举例:①Φ25f6②Φ200r8查表3-6,3-3得:es=-20um,IT=13umei=es-IT=-20-13=-33um查表得:ei=77umIT=72umes=ei+IT=77+72=149um基本偏差系列三、孔的基本偏差(基本尺寸≦500mm)计算法：计算公式见42页，注意：查表法：可由表3-7查出基本偏差值

基本偏差系列4.例如：查表确定孔Ø35F7的基本偏差，标准公差，确定另一极限偏差，画公差带图.查表得：基本偏差EI=+25um，IT7=25um，ES=EI+IT7=+50um基本偏差系列例：确定Φ25H7/f6孔与轴的极限偏差查表法：通过查表3-6、3-7得到基本偏差，通过查表3-3得到公差，通过基本偏差和公差计算得到另一个偏差计算法：例：确定Φ25H7/p6,Φ25P7/h6孔与轴的极限偏差基本偏差系列一般、常用和优先使用的公差带与配合的标准化一、孔轴公差带代号及配合代号

1.孔轴公差带代号由基本偏差及公差等级数字组成.例如：轴.h7.f7.k6.p6……孔.H8.F8.K8.P6……2.配合代号国标规定孔轴有28种基本偏差，每种又有20个公差等级，这样组合后的孔轴公差带很多，孔有543种，轴有544种，组成的配合有上千种，为了减少零件，定值刀，量具和工艺装备的品种和规格，国标对所选公差带及配合作了限制.一般、常用和优先使用的公差带与配合的标准化表3-9尺寸

500mm孔一般、常用、优先公差带

基孔制常用、优先配合见47页表3-10基轴制常用、优先配合见47页表3-11讲3个问题（1）Φ90H7(2)Φ90d11(3)Φ90H7/d11公差配合公差与配合的选用基准制的选用公差等级的选用配合的选用。

公差与配合的选用1、基准制的选用在选择基准制时，主要应考虑零件加工工艺的经济性和结构的合理性。选择原则如下：（1）一般情况下优先选用基孔制

因为加工孔比加工轴困难

从工艺上看，对高精度的中小尺寸孔，通常用钻头、铰刀、拉刀等定值刀具加工即可保证加工质量，但这种刀具是定值的，每一种刀具只能加工一种孔。若孔的公差带位置改变时，又要更换刀具，而这种刀具的价格一殷比较昂贵。例如，加工一批基孔制配合的Φ20H7／g6、Φ20H7/k6、Φ20H7/s6的孔Φ20H7，只要使用一种定值刀、量具，即可完成加工和检验；而加工具有相同性质的Φ20G7／h6、Φ20K7／h6、Φ20S7／h6的孔．却各需一种定值刀和量具，显然采用基孔制较经济。对于尺寸较大、精度较低的孔，从工艺上讲采用基孔制和基铀制都可以，但一殷情况下还是采用基孔制较经济。公差与配合的选用

（2）与标准件配合时，基准制的选择要依据标准件而定如与滚动轴承内圈相配合的轴应选用基孔制配合，而与滚动轴承外圈相配合的箱体孔则应选用基轴制配合。这样可大大提高加工的经济性。平键结合选用基轴制。

（3）．结构上特殊的需要例如，在活塞连扦机构中，活塞销与活塞孔的配合要求紧些(M6／h5)，而活塞销与连杆孔的配合则要求松些(H6／h5)。若采用基孔制，则活塞孔和连扦孔的公差带相同，而两种不同的配合就需要按两种公差来加工活塞销，这时活塞销应制成如同哑铃一样的轴，不利于加工与装配；反之，若采用基轴制，则活塞销按基准轴加工成光轴，活塞孔和连杆孔按不同的公差带加工、来获得两种不同的配合。这样，活塞销加工方便，并能顺利装配。

因此，根据结构上的需要．在同一基本尺寸的轴上装有不同配合要求的几个孔件时，应采用基轴制(4)非基准制的选择：为了满足配合的特殊需要，可用任意孔、轴公差带组成的非基淮制配合。例如，圆柱齿轮减速器箱体，轴上的隔套与轴上Φ50外轴颈酌配合也采用非基准制间隙配合。公差与配合的选用2、公差等级的选用公差等级的选用原则：

公差与配合的选用国家标准推荐的各公差等级的应用范围见49~50页1、在满足使用要求的前提下，尽量选用较低的公差等级

2、对基本尺寸500mm，标准公差IT8时，孔比同级轴加工困难，推荐孔比轴低一级组成配合，一般孔为6、7、8级，轴为5、6、7级，最常用的配合为

3、对基本尺寸>500mm或标准公差>IT8时，孔的测量精度比轴容易保证，孔轴采用同级配合。

4、一般配合尺寸的公差等级为IT5~IT125、各种加工方法与公差等级的关系见表3-12

应当指出的是，要从综合经济效益考虑问题，不能盲目追求局部的低成本。对重要的配合，应适当提高配合精度，也就是要适当提高孔、轴的公差等级，以保证生产高质量的产品。精度高，可以延长机器的使用寿命，提高可靠性，并提供一定的精度储备，这样会带来更大的经济效益；反之，对不重要的配合，要尽量采用较低的公差等级，如圆柱齿轮减速器中隔套、端盖的公差等级比相配的孔和轴颈公差等级低2~3级，以利于降低成本。选择公差等级时还应注意相关件和相配零件的精度。例如，与齿轮相配合的轴的公差等级取决于相关件齿轮的精度；与滚动轴承相配合的壳体孔和轴颈的公差等级取决于滚动铀承的精度等级(将在以后章节中叙述)。公差与配合的选用3、配合的选用

间隙配合：主要用于结合件有相对运动的配合。如H8/e7属于较松的配合，可用于汽轮发电机和大电机转子配合；H6/h5属于最小间隙为零的间隙定位配合，可用于一般的定位配合。

过盈配合：主要用于结合件没有相对运动的配合。过盈不大时，用键联结传递扭矩；过盈大时，靠孔轴结合力传递扭矩。前者可以拆卸，后者是不能拆卸。

过渡配合：可能具有间隙，也可能具有过盈，但所得到的间隙和过盈量，一般是比较小的，它主要用于定位精确并要求拆卸的相对静止的联结。选择配合的方法：计算法；试验法；类比法公差与配合的选用例：已知：Ø=25mm.Xmax=0.086mm.Xmin=0.020mm.试决定孔、轴的公差等级并选用合适配合.公差带图.解：①选用基孔制.②计算配合公差大小：Tf=Xmax-Xmin=0.086-0.020=0.066mm③Tf=Td+TD选用Td、TD时，使Td+TD

≤Tf且接近，孔选IT8，轴选IT8.Td+TD=0.033+0.033=0.066≤Tf④EI=0.ES=EI+IT8=0.033mmXmax=ES-ei→ei=ES-Xmax=0.033-0.086=-0.053mmXmin=EI-es→es=EI-Xmin=0-0.020=-0.020mm⑤画公差带图见右图：⑥根据es=-0.020查P40表3-6基本偏差为f故组成配合Ø25H8/f8计算法：类比法：a．分析零件的使用要求与工作条件。通常，孔、轴配合的使用要求有以下3种情况：孔、轴配合后有相对运动(转动或移动)，应选间隙配合；靠配合传递负荷的，应选过盈配合；孔、轴配合后有定位精度要求(对中要求)和装拆频繁的，大多要选用过渡配合．也可按具体情况选用小间隙或小过盈配合。b.了解各类配合的特性和应用（见表3-14）以下是各种配合的应用实例。·H/a，H/b，H/c；这几种配合的间隙很大，用于要求灵活动作的粗糙机械上，例如工作条件较差的农业机械中冷拉轴与孔的配合；或用于受力变形大的机械上，例如起重机吊钩的链条处配合；或用于易装拆的地方，例如罩壳的配合，管道法兰连接。因此，一般情况多用IT9~IT12；或用于轴在高温下工作的紧密动配合．例如内燃机排汽阀杆与导管的配合，在装配时用H8／h7，以免高温时卡住。·H/d，H／c：这两种配合的间隙较大，用于精度要求不高、易于转动的支撑，例如球磨机、扎钢机等重型机械的滑动轴承、密封盖、滑轮、空转皮带轮与轴的配合；或用于大跨距支承和多支点支承，例如内燃机中曲轴与凸轮轴的支承，轴承中间隙用以补偿支承的同轴度误差；或用于高速运动、发热量大的配合，例如汽轮机、大电机的轴承处的配合，活塞环与活塞槽的配合，滑块机构中的滑动配合。

H／k：获得的平均间隙接近于0，定心较好，装配后零件受到的接触应力也较小，能拆卸，用于要拆卸的定位配合。它在过渡配合中应用最广．例如固定齿轮与轴的配合用H7／k6。H／m：获得过盈的机会较多，定心好，装拆较紧，用于容许有游动的精密定位，例如凸轮在分配轴上的配合。H／n，H/p，H／r：这几种配合多用IT5~IT8级，多数是过盈配合，有时是过渡配合。但到装配时，获得过盈的机会较多，得到间隙的机会较少，可认为是过盈配合。用锤打或压力机装配，只宜在大修时拆卸。主要用于定心精度要求较高、零件有足够刚性、受冲击负荷的定位配合．例蜗轮青铜轮缘与轮辐用H7／n6、与轮心用H7／6。大尺寸是指基本尺寸大于500mm的零件，有些甚至超过10000mm的零件。根据国内外有关单位调查研究，影响大尺寸加工误差的主要原因是测量误差。大尺寸孔和轴测量时，其测得值往往小于实际值。原因是测量时不容易找到真正的直径。又由于测量困难，时间长，致使量具温度升高而造成误差。大直径内孔测量一般采用结构简单、轻便、刚性较好的内径干分尺或经过仪器对准的量杆进行测量，而外径测量用的是自重大、易变形、操作找正不方便的卡尺测量。因此大尺寸外径比内径测量更难掌握，测量误差更大。在大尺寸测量中，测量基准的准确性和测量时量具轴线与被测工件的中心线的对准问题都对测量精度有影响。被测工件与量具之间的温度差对测量误差也有较大的影响。

大尺寸段的公差与配合由于大尺寸工件在测量方面及其它方面的特殊问题，因而对大尺寸公差与配合要考虑以下几点：在