光滑圆柱体的公差与配合.doc

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1、 临时目录第十二章 光滑圆柱体的公差与配合2学习任务2能力目标212.1 极限与配合的基本术语及定义212.1.1有关孔和轴的定义212.1.2 有关尺寸的术语312.1.3尺寸偏差和公差的术语及定义412.1.4工差带图512.1.5 有关配合的术语及定义612.2 尺寸公差与配合标准812.2.1标准公差系列812.2.2 基本偏差1012.2.3 极限与配合在图样上的标注1712.3 优先和常用的公差带与配合1712.3.1 一般、常用和优先公差带1712.3.2 常用和优先配合1812.4 一般公差 线性尺寸的未注公差1912.5 公差与配合的选用2012.5.1基准制的选择2012.

2、5.2 公差等级的选择2112.6 滚动轴承的公差与配合简介2812.6.2 滚动轴承内、外径公差带2912.6.3 滚动轴承与轴和轴承座孔的配合29综合训练30第十二章 光滑圆柱体的公差与配合学习任务1.掌握公差与配合的基本术语和定义、标准公差、基本偏差的概念及其查表方法。2.熟练掌握公差带的绘制，并能进行配合类别的判别。3.了解公差与配合国家标准的组成与特点。4.熟悉公差与配合的选用原则及应用，会在图样上标注。能力目标1掌握极限与配合的基本术语、基本概念。2熟练绘制、分析公差带图；配合公差带图及配合类别。3熟练掌握公差与配合的选用。圆柱的结合（配合），是孔、轴最基本和普遍的形式。为了经济的

3、满足使用要求，保证互换性，应对尺寸公差与配合进行标准化。随着我过科技的进步，为了满足国际技术交流和贸易的需要，已逐步与国际标准（ISO）接轨。国家技术监督局不断发布实施新标准，同时代替旧标准。国家颁布了一系列尺寸公差与配合的标准，主要包括：GB/T 1800.l-2009 产品几何技术规范（GPS）极限与配合 第 1部分：公差、偏差和配合的基础GB/T 1800.2-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合 第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表、GB/T 1801-2009产品几何技术规范（GPS）极限与配合 公差带和配合的选择、GB/T 1804-2000一般公差 未注公差的线性和角

4、度尺寸的公差。这些标准不仅可以防止任意规定公差与配合数值的混乱现象，保证零部件的互换性和质量，而且还有利于刀具、量具的标准化，有利于广泛组织专业化协作生产和国际间的技术交流。12.1 极限与配合的基本术语及定义12.1.1有关孔和轴的定义1.孔孔通常指工件的圆柱形内表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）部分。如图12-1所示，零件的各内表面上，尺寸、都称为孔。2.轴图12-1 孔和轴轴通常指工件的圆柱形外表面，也包括其他由单一尺寸确定的非圆柱形外表面（由两平行平面或切面形成的被包容面）部分。如图12-1所示，零件的各外表面上，尺寸、都称为轴。从装配关系

5、上讲，孔是包容面，在它之内无材料，轴是被包容面，在它之外无材料；从加工过程看，随着余量的切除，孔的尺寸由小变大，轴的尺寸由大变小。12.1.2 有关尺寸的术语1.尺寸尺寸是用特定单位表示线形几何量大小的数值。它由数字和长度单位组成，用以表示长度的大小，如直径、长度、宽度、深度、中心距等。机械制造中，常用（、um）作为特定单位。广义的说，尺寸还包括线性尺寸和以角度单位表示角度尺寸的数值。2.基本尺寸（D、d）基本尺寸是指设计给定的尺寸，通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸。基本尺寸是设计者根据零件的使用要求，通过强度、刚度等方面的计算或结构需要，并考虑工艺方面的其他要求后，经过化整确定的。它-般应

6、按标准尺寸选取，以减少定值刀具、量具和夹具的规格数量。它只表示尺寸的基本大小，并不一定是在实际加工中要求得到的尺寸，有配合关系的孔与轴其基本尺寸相同。如图12-2中D（d）所示。图12-2基本尺寸与极限尺寸3.实际尺寸（、）实际尺寸是加工后通过测量获得的尺寸。孔的实际尺寸以表示，轴的实际尺寸用表示。由于存在测量误差，所以实际尺寸并非尺寸的真值。又由于存在形状误差，工件上各处的实际尺寸往往是不同的；即使同-表面，不同部位的实际尺寸也不相同，实际尺寸如图12-3所示。图12-3 实际尺寸4.极限尺寸（，）极限尺寸是指允许尺寸变化的两个界限值，其中较大的-个称为最大极限尺寸（，），较小的-个称为最小

7、极限尺寸（，）。如图12-1所示。5.最大实体状态（MMC）孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态称为最大实体状态。6.最大实体尺寸（MMS）在最大实体状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸，又称最大实体极限。即孔的最小极限尺寸（）和轴的最大极限尺寸（）统称为最大实体尺寸。7.最小实体状态（LMC）孔或轴具有允许的材料量为最少时的状态称为最小实体状态。8.最小实体尺寸（LMS）在最小实体状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸，又称最小实体极限。即孔的最大极限尺寸（）和轴的最小极限尺寸（）统称为最小实体尺寸。12.1.3尺寸偏差和公差的术语及定义1.尺寸偏差尺寸偏差是指某-尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减去其基

8、本尺寸所得的代数差。尺寸偏差可以为正、负或零值。偏差还分为实际偏差和极限偏差。(1)实际偏差（、）实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。计算公式如下：孔的实际偏差轴的实际偏差（2）极限偏差（ES、es，EI、ei）极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差（ES、es），计算公式如下：孔的上偏差 轴的上偏差 最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差（EI、ei）。计算公式如下：孔的下偏差 轴的下偏差 上偏差与下偏差统称为极限偏差。2.尺寸公差（简称公差）（、）尺寸公差是指允许尺寸的变动量。它等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数

9、差的绝对值，也等于上、下偏差代数差的绝对值。公差取绝对值，则不存在负值，也不允许为零。计算公式如下：孔的公差 轴的公美 注：尺寸误差是指一批零件的实际尺寸相对于理想尺寸的偏离范围。当加工条件一定时，尺寸误差表征了加工方法的精度。尺寸公差则是设计给定的误差允许值，体现了设计者对加工精度的要求。公差和极限偏差都是设计时给定的，但它们之间存在着本质的不同。在数值上，极限偏差是代数值，可正、可负、也可为零值；而公差是没有任何符号的绝对值，也不能为零值，是工件尺寸的精度指标。从作用上看，极限偏差用于控制实际偏差，是判断工件尺寸是否合格的依据；而公差用于控制尺寸误差，其大小反映尺寸精度。从工艺上看，极限偏

10、差是调整机床时决定切削刀具与工件相对位置的依据；而公差大小则决定了加工的难易程度，是制订加工工艺时的主要依据。基本尺寸、 极限尺寸、极限偏差和尺寸公差之间的关系如图12-4所示。图12-4 尺寸、偏差与公差12.1.4工差带图公差带图由零线和公差带组成。由于公差或偏差的数值比基本尺寸的数值小得多，在图中不便用同一比例表示，同时为了简化，在分析有关问题时，不画出孔、轴的结构，只画出放大的孔、轴公差区域和位置。采用这种表达方法的图形称为公差带图，如图12-4b所示。 1.零线在公差带图中，确定极限偏差的一条基准直线称为零线。通常，零线沿水平方向绘制，表示基本尺寸，零线上方表示正偏差，零线下方表示负

11、偏差。2.公差带 在公差带图中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两平行直线所限定的区域。公差带在零线垂直方向上的宽度代表公差值，在零线方向其长度可适当选取。通常尺寸单位用毫米（mm）表示，偏差及公差单位用微米（um）表示，单位省略不写。3.公差带的两要素 在国家标准中，公差带图包括了“公差带大小” 与“公差带位置” 两个要素，前者由标准公差确定，后者由基本偏差确定。(1)标准公差。国家标准中所规定的（确定公差带大小的）任-公差为标准公差（见表12-l）。(2)基本偏差。确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差为基本偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个极限偏差。公差

12、带图是学习本课程的一个极为重要的概念和工具，必须熟练掌握。12.1.5 有关配合的术语及定义 1.配合 配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 2.间隙或过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差为正时称为间隙，用符号X表示；为负时称为过盈，用符号Y表示。 3.配合的种类 根据相互结合的孔、轴公差带之间的相对位置关系，配合可分为以下三大类： （l）间隙配合 保证具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合，称为间隙配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上，如图12-5所示。图12-5 间隙配合 由于孔、轴的实际尺寸允许在各自公差带内变动，所以装配后孔、轴配合的间隙也是变动的。当孔

13、为最大极限尺寸，轴为最小极限尺寸时，装配后得到最大间隙（）；反之，得到最小间隙（）。间隙配合的平均松紧程度可用平均间隙()描述，它是最大间隙和最小间隙的平均值。最大间隙、最小间隙和平均间隙的计算公式如下：最大间隙 最小间隙 平均间隙 （2）过盈配合 过盈配合是指具有过盈（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的下方，如图12-6所示。图12-6 过盈配合 过盈配合的性质可用最大过盈、最小过盈和平均过盈表示，其计算公式如下：最大过盈 最小过盈 平均过盈 （3）过渡配合 过渡配合是指可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠，如图12-7所示。图12-7 过渡

14、配合 过渡配合是介于间隙配合与过盈配合之间的一类配合，但其间隙与过盈都不大。其性质用最大间隙、最大过盈和平均间隙或平均过盈表示，其计算公式如下：最大间隙 最大过盈 平均间隙(过盈) （或）的计算结果为正时是平均间隙，表示偏松的过渡配合；为负时是平均过盈，表示偏紧的过渡配合。 4.配合公差（） 配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。它是-个没有符号的绝对值，其大小为配合最松状态时的极限间隙（或极限过盈）与配合最紧状态时极限间隙（或极限过盈）的代数差的绝对值，其计算公式如下：间隙配合 过盈配合 过渡配合 三种配合的配合公差也可写成即配合公差等于相配合孔的公差与轴的公差之和。它反映配合精度的高低，若要

15、提高配合精度，就必须减小相互配合的孔与轴的加工精度。在配合公差带图中，零线以上的为正值，零线以下的为负值；正值代表间隙，负值代表过盈；配合公差带完全处于零线以上为间隙配合，完全处于零线以下为过盈配合；当公差带跨在零线两侧时则为过渡配合，如图12-8所示。图12-8配合公差带图配合公差带的大小取决于配合公差的大小，配合公差带相对于零线的位置取决于极限间隙或极限过盈的大小。配合公差带的大小表示配合精度，配合公差带相对于零线的位置表示配合的松紧程度。例12-1 若已知某配合的基本尺寸为，配合公差，最大间隙，孔的公差，轴的下偏差，试画出该配合的尺寸公差带图和配合公差带图，说明配合的类别。解 因为 ，所

16、以因为 ，所以图12-9 例12-1尺寸公差带和配合公差带图a) 公差带图 b) 配合公差带图因为 且，所以此配合为过度配合。因为 所以 该配合的尺寸公差带图和配合公差带图非别如图12-9a、b所示。12.2 尺寸公差与配合标准12.2.1标准公差系列 标准公差系列是国家标准制订出的-系列标准公差数值，用以确定公差带大小，见表12-1。由表可知，标准公差数值由公差等级和基本尺寸决定。表12-1 标准公差值 （GB/T 1800.l2009）注：基本尺寸小于 lmm。时，无 IT14-IT18。在实际应用中，只要选定了精度等级，就可用查表法确定公差的数值，步骤如下：（1）根据基本尺寸找到所在尺寸

17、段（左竖列）。（2）根据精度等级，找到IT所在位置（上横行）。（3）竖列和横行的交叉点数值即为所查公差数值。 1.标准公差等级及其代号确定尺寸精确程度的等级称为标准公差等级。它由标准公差代号IT和公差等级数字合表示，如 IT7。当其与代表基本偏差的字母-起组成公差带时，省略IT字母，如 H7。 不同零件和零件上不同部位的尺寸，对精确程度的要求往往不同。为了满足不同使用求和制造的需要，国家标准设置了20个公差等级，各级标准公差的代号为IT01、IT0、IT1、IT2、IT18。IT01精度最高，其余依次降低，标准公差值依次增大。 2.标准公差因子（i、I）及公差等级系数（a） 标准公差因子（i）

18、是用以确定标准公差的基本单位，是制订标准公差数值表的基础。由大量的试验与统计分析得知，该因子是基本尺寸的函数。 公差等级系数（a）是IT5-IT18的各级公差所包含的标准公差因子数。在基本尺寸一定的情况下，a值大小反映了加工方法的难易程度，是决定标准公差大小的惟一参数。基本尺寸IT5-IT18的标准公差、公差等级系数、标准公差因子和基本尺寸的关系计算公式如下： ，则 ，则 式中 a公差等级系数；D基本尺寸段的几何平均值（mm）；i、I标准公差因子（um）。 标准公差因子i计算公式中，右边第一项主要反映加工误差与基本尺寸符合立方抛物线规律，第二项主要反映的是温度影响而引起的测量误差，此项和基本尺

19、寸呈线性关系。 在基本尺寸500mm的常用尺寸范围内，各级标准公差计算公式见表12-2。表12-2 基本尺寸500mm标准公差的计算公式 3.尺寸分段 由标准公差的计算公式可知，对应每一个基本尺寸和公差等级可以算出相应的公差值，这样编制的公差表格会非常庞大，给生产、设计带来麻烦，同时也不利于公差值的标准化、系列化。为了简化公差与配合的表格，便于实际应用，国家标准对基本尺寸进行了分段，常用尺寸（500mm）分为13个尺寸段，对同一尺寸段内所有的基本尺寸规定了相同的标准公差因子。同一尺寸段内按首尾两尺寸的几何平均值作为公式中的D值，即。代人标准公差、标准公差因子的计算公式和表12-2的计算公式，可

20、算出各尺寸段内各标准公差等级的标准公差值。 例12-2 计算确定基本尺寸为如18-30mm，7级公差的标准公差值?解 因其查表12-2可得 根据以上办法非别算出各尺寸段各级标准公差值，构成标准公差数值表12-1，以供设计时查用。 表12-1中的标准公差值就是经这样的计算，按规则圆整后得出的。从表中可看出：同-公差等级的标准公差随基本尺寸的增大而依次增大；相同公差等级的标准公差，对所有不同的基本尺寸，虽数值不同，但认为具有相同的尺寸精确程度，即制造上和使用上具有相同的精确程度，故公差值只与公差等级和基本尺寸有关，而与配合性质无关。12.2.2 基本偏差基本偏差是用于确定公差带相对于零线位置的那个

21、极限偏差，原则上与公差等级无关。它可以是上偏差或下偏差。设置基本偏差是为了将公差带位置标准化，以实现不同配合的需要。1.基本偏差系列国家标准对孔和轴分别规定了28种基本偏差，其代号用拉丁字母表示，小写代表轴，大写代表孔。在26个字母中，除去易与其他含义混淆的I、L、O、Q、W（i、l、o、q、w）5个字母外，同时增加CD（cd）、EF（ef）、FG（fg）、JS（is）、ZA（za）、ZB（zb）、ZC（zc）七个双字母，共28种。这28种基本偏差代号反映28种公差带的位置，构成了基本偏差系列，如图12-10所示。图12-10 基本偏差系列图基本偏差系列图中，各公差带仅绘出了由基本偏差决定的一

22、端的界限，另一端的界限未绘出，它取决于基本偏差与标准公差值的组合。由图12-10可知：轴的基本偏差ah为上偏差es，孔的基本偏差AH为下偏差EI，它们的绝对值依次减小，其中h和H的基本偏差为零；轴的基本偏差js和孔的基本偏差JS的公差带相对于零线对称分布，故基本偏差可以是上偏差，也可以是下偏差，其值为标准公差的一半（即IT/2）；轴的基本偏差 jzc为下偏差 ei，孔的基本偏差J-ZC为上偏差ES，其绝对值依次增大。孔和轴的基本偏差原则上不随公差等级变化，只有极少数基本偏差（j、js、k）例外。2.配合制配合制是指以两个相配合的零件中的-个零件的公差带位置固定，而改变另-个零件（非基准件）的公

23、差带位置，从而形成各种配合的-种制度。国家标准中规定了两种基准制度：基孔制和基轴制。 （1）基孔制 基孔制是指基本偏差为-定的孔公差带与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的-种制度，如图12-11a所示。基孔制配合中的孔称为基准孔，其代号为H；基本偏差为下偏差，数值为零，即EI0。 （2）基轴制 基轴制是指基本偏差为-定的轴公差带与不同基本偏差的孔公差带形成各种配合的-种制度，如图12-11b所示。 基轴制配合中的轴称为基准轴，其代号为h；基本偏差为上偏差，数值为零，es0。图12-11 配合制a）基孔制 b）基轴制3.基本偏差数值（l）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，

24、根据各种配合的要求，经过理论计算、科学实验和统计分析得出的一系列计算公式计算而来的，计算结果按一定规则将尾数圆整后就是轴的基本偏差表，见表12-3。轴的基本偏差构成规律： ah的轴与基准孔（H）组成间隙配合，其最小间隙量等于基本偏差的绝对值。其中，a、b、c用于大间隙或热动配合，以考虑发热膨胀的影响；d、e、f主要用于旋转运动，以保证良好的液体摩擦；g主要用于滑动和半液体摩擦，或用于定位配合；cd、ef、fg适用于小尺寸的旋转运动，如钟表行业，其基本偏差的绝对值分别按c与d、e与f、f与g基本偏差的绝对值的几何平均值确定。h与H形成最小间隙等于零的一种配合，常用于定位配合。 jn主要用干过渡配

25、合，以保证配合时有较好的对中及定心，基本偏差的数值基本上根据经验与统计的方法确定。其中，j只有IT5、IT6、IT7、IT8四个公差等级，目前主要用于和轴承相配合的孔和轴。 pzc主要用于过盈配合，以保证孔、轴结合时具有足够的连接强度，正常地传递转矩，常按所需的最小过盈和相配基准制孔的公差等级来确定基本偏差值。当轴的基本偏差确定后，轴的另-个极限偏差可根据下列公式计算： 或 表12-3 基本尺寸500mm轴的基本偏差值（GB/T 1800.l-2009）注：1.基本尺寸小于或等于1mm时，各级的 a和b均不采用。 2.js的数值：对于IT7-IT11，若IT的数值（um）为奇数，则取js=（I

26、T-l）/2。 例12-3 确定的基本偏差和另一个极限偏差。解 根据基本尺寸，查基本偏差表12-3得该轴的基本偏差为上偏差，es-20um，查表12-1得该轴的标准公差 IT721um。因此，轴的另-个极限偏差为下偏差：。故：（2）孔的基本偏差数值 基本尺寸500mm时，孔的基本偏差是由轴的基本偏差换算得到的，见表12-4。表12-4 基本尺寸500mm孔的基本偏差值（GB/T1800，l-2009） 注：1. 基本尺寸小于1mm时，各级的A和B及大于8级的N均不采用。 2.JS的数值，对 IT7IT11，若 IT的数值（um）为奇数，则取 JS=（IT-l）/2。 3.特殊情况：当基本尺寸大

27、于250315mm时，M6的 ES等于-9（不等于-11）。 4.对IT8级的K、M、N和IT7级的P-ZC，所需只从表内右侧栏选取。 换算的原则如下：l）通用规则：同-字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，但符号相反，即对于AH： EI=- ei对于IT8的K、M、N： ES-ei对于IT7的P-ZC： ES-eI 2）特殊规则：基本尺寸 3500mm，对于标准公差等级IT8的K、M、N，标准公差等级IT7的 PZC来说，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-个值。即 式中 孔的标准公差值； 比孔高一级的轴的标准公差值。 当孔的基本偏差确定后，孔的另一个极限

28、偏差可根据下列公式计算：或12.2.3 极限与配合在图样上的标注 1.公差带代号与配合代号 孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成。例如，H7、F8、K7、P7等为孔的公差带代号，h7、g6、m6、r7等为轴的公差带代号。 配合代号用孔、轴公差带的组合表示，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，如子或H7/g6。若指某基本尺寸的配合，则基本尺寸标在配合代号之前，如 2.图样上尺寸公差的标注形式 零件图中尺寸公差的两种标注形式如12-12（a）所示。 孔、轴公差在零件图上主要标注基本尺寸和极限偏差数值，也可标注基本尺寸、公差代号和极限偏差值。 在装配上，主要标注配

29、合代号，即标注孔、轴的基本偏差代号及公差等级，如图12-12（b）所示。 （a）零件图上的标注 （b）装配图上的标注图12-12公差带标注12.3 优先和常用的公差带与配合 国家标准规定了 20个公差等级和 28种基本偏差，其中，基本偏差 j限用于 4个公差等级，J限用于 3个公差等级。由此可以组成 20274544种轴的公差带和 20273543种孔的公差带，而这些公差带又可以组成近30万种配合。这么多的公差带都使用显然是不经济的，因为它必然导致定值刀具和量具规格的繁多。为此，GB/T 1801-2009对基本尺寸500mm的孔、轴规定了-般、常用和优先公差带与配合。12.3.1 一般、常用

30、和优先公差带国家标准规定了-般用途轴的公差带共116种，如图12-13所示。图中方框内 59种为常用公差带，圆圈内13种为优先公差带。图12-13 一般、常用、优先轴公差带 国家标准规定了一般用途孔的公差带共 105种，如图12-14所示。图中方框内 44种为常用公差，圆圈内13种为优先公差带。图12-14 一般、常用、优先孔公差带 选用公差带时，按优先、常用、-般的顺序来选取。12.3.2 常用和优先配合 国家标准对基孔制规定了常用配合 59种，优先配合 13种，见表12-5；对基轴制规定了常用配合 47种，优先配合门种，见表12-6。选择配合时，应优先选用优先配合公差带，其次再选择常用配合

31、公差带。表12-5 基孔制优先、常用配合（GB/T 1801-2009） 注：1. 、在基本尺寸小于或等于3mm和在基本尺寸小于或等于100mm时，为过渡配合。 2.标注的配合为优先配合。表12-6 基轴制优先、常用配合（GB/T 1801-2009） 注：标注的配合为优先配合。12.4 一般公差 线性尺寸的未注公差 一般公差是指在车间普通加工条件下可以保证的公差，是机床设备在工常维护和操作情况下，能达到的经济加工精度。采用-般公差时，在该尺寸后不标注极限偏差或其他代号，所以也称未注公差。 国家标准 GB/T 1804-2000规定了线性尺寸的-般公差等级和极限偏差。-般公差等级分为四级，它们

32、分别是精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v，这四个等级分别相当于IT12、IT14、IT16、IT17。极限偏差全部采用对称偏差值，对尺寸采用了大的分段。具体数值见表12-7和表12-8。 线性尺寸一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。在图样、技术文件或标准中用该标准号和公差等级符号表示。例如，当选用中等级m时，可在技术要求中注明：未注公差尺寸按GB/T 1804m。表12-7 线性尺寸未注极限偏差的数值（摘自 GB/T 1804-2000）（单位：mm）表12-8倒圆半径与倒角高度尺寸的未注极限偏差的数值（摘自GB/TI 804-2000） （单位：mm）12.5 公差与配合的选用 尺寸公

33、差与配合的正确、合理选择，对产品的性能、质量、互换性及经济性有着重要的影响。选择的原则是在满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益。 公差与配合的选择-般有三种方法：类比法、计算法、试验法。类比法就是通过对类似的机器和零部件进行调查研究、分析对比后，根据前人的经验来选取公差与配合。这是目前应用最多、最主要的一种方法。计算法是按照一定的理论和公式来确定需要的间隙或过盈，这种方法虽然麻烦，但理论根据比较充分，可由于影响因素较复杂，有时将条件理论化、简单化了，使得计算结果不完全符合实际。试验法是通过多次试验或统计分析来确定间隙或过盈。这种方法合理、可靠，但成本较高，因而只应用于重要产品的设计。1

34、2.5.1基准制的选择1.优先选用基孔制 一般情况下应优先选用基孔制。因为孔通常使用定尺寸刀具（如钻头、铰刀等）加工，使用特定尺寸塞规检验，每一种定值刀具和塞规只能加工和检验特定尺寸的孔；而加工和检测轴则不同，一种刀具和计量器具可以加工和检测不同尺寸的轴。所以，采用基孔制可减少刀具和量具的规格和数量，既经济又合理。2.选用基轴制配合的场合1）直接采用冷拉棒料作为轴。直接使用一定精度而不需要进行切削加工的冷拉钢材与其他零件的孔配合，此时采用基轴制可获得明显的经济效益。它主要用于农业、建筑、纺织机械中。2）有些零件由于结构上的需要，采用基轴制更合理。如图12-15a所示的活塞连杆机构，根据使用要求

35、，活塞销轴与活塞孔采用过渡配合，而连杆衬套孔与活塞销轴则采用间隙配合。若采用基孔制配合，如图12-15b所示，活塞销轴将加工成台阶形状，这不仅不利于加工，装配也困难；而采用基轴制配合，如图12-15c所示，活塞销轴作成光轴，既经济合理，又便于加工和装配。图12-15基轴制配合选择示例3.与标准件配合时，必须按标准件来选择基准制配合例如，滚动轴承内圈与轴颈的配合应采用基孔制，而滚动轴承外圈与外壳孔的配合应采用基轴制。4.特殊情况选用非配合制为了满足配合的特殊需要，有时允许孔与轴都不用基准件（H或h），而采用非基准孔、非基准轴公差带组成的配合，即非配合制配合。如图12-16所示，外壳孔同时与轴承外

36、径和端盖外径配合，由于轴承与外壳孔的配合已被定为基轴制过渡配合（M7），而端盖与外壳孔的配合为了便于拆装则要求有间隙，所以端盖外径就不能再按基准轴制造，而应小于轴承的外径。在图中端盖外径公差带取f7，所以它和外壳孔所组成的配合为非基准配合M7/f7。12.5.2 公差等级的选择公差等级的选用是指要正确处理好零件使用要求、加工工艺及生产成本之间的关系。其选择原则是；在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级。公差等级的选用常采用类比法，即参照生产实践已证明是合理的同类产品的孔、轴公差等级进行比较选择。表12-9为常用加工方法所能达到的公差等级，表12-10为公差等级的应用范围。图12-16

37、 非基准制配合表12-9 常用加工方法所能达到的公差等级表12-10 公差等级的应用范围用类比法选择公差等级时，还应考虑以下问题：1.工艺等价性工艺等价性是指相互配合的孔、轴的加工难易程度基本相当。对尺寸500mm相配合的孔、轴公差等级的选取一般遵循以下原则：1）公差等级IT8时，轴比孔高-级配合，如H7/f6、M7/h6。2）公差等级IT8时，轴比孔高-级配合或孔与轴同级配合，如HS/r8、F8/h7。3）公差等级IT8时，孔与轴同级配合，如H9/c9、D10/h10。2.零、部件精度的匹配性例如，与齿轮孔配合的轴的公差等级取决于相配合的齿轮的精度等级；与滚动轴承相配合的外壳孔和轴颈的公差等

38、级取决于相配合的滚动轴承的类型和精度。3.配合性质与加工成本1）对于过渡配合或过盈配合，因为间隙或过盈的变动量不允许太大，所以公差等级不宜太低：一般孔的公差等级不低于IT8级，轴的公差等级不低于IT7级，如H7/k6。对于间隙配合，间隙小时其相配合的孔、轴公差等级较高，间隙大时其相配合的孔。轴公差等级较低。2）在非基准制配合中，有的零件精度要求不高，其公差等级可与相配合零件的公差等级相差23级，以便在满足使用要求的前提下降低加工成本。例如，图12-16所示为轴颈与轴套内孔的配合，按工艺等价原则，轴套内孔应选7级公差（加工成本较高），但考虑到它们在径向只要求自由装配，为较大间隙量的间隙配合，此处

39、选择9级精度的轴套内孔，有效地降低了成本。常用配合尺寸公差等级的应用见表12-11。表12-11 常用公差等级应用示例12.5.3 配合的选择原则配合种类的选择是在确定了基准制和公差等级的基础上，主要根据机器或部件的性能允许间隙或过盈的大小情况，选定非基准件的基本偏差代号。配合的选择可分为配合类别的选择和非基准件的基本偏差代号的选择。1.配合类别的选择根据孔、轴配合的使用要求，配合-般有三种情况：装配后有相对运动要求的，应选用间隙配合；装配后需要靠过盈传递载荷的，应选用过盈配合；装配后有定位精度要求或需要拆卸的，应选用过渡配合或小间隙、小过盈配合。具体选择配合类别时可参考表12-12。表12-

40、12 配合类别的大体选择方向措非基准件的基本偏差代号。指键、销、螺钉等。确定配合类别后，首先应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是-般配合，若仍不能满足要求，则最后可以按孔、轴公差带组成相应的配合。2.非基准件的基本偏差代号的选择选择方法有三种：计算法、试验法和类比法。（1）计算法 根据零件的材料、结构和功能要求，按照-定的理论公式的计算结果选择配合，其关键是确定所需的极限间隙或极限过盈量。用此方法选取配合比较科学。（2）试验法 通过模拟试验和分析选出具有最理想的间隙或过盈量的配合。此方法最为可靠，但成本较高，一般只用于特别重要的、关键性配合的选取。（3）类比法 在对机械设备上现有的行

41、之有效的一些配合有了充分了解的基础上，对使用要求和工作条件与之类似的配合件进行分析对比的方法确定配合，这是目前选择配合的主要方法。用类比法选择配合，不应简单搬用，必须掌握各类配合的特点和应用场合，并充分研究配合件的工作条件和使用要求，进行合理选择。表12-13为尺寸500mm基孔制优先配合的特征及应用。表12-13 尺寸500mm基孔制常用和优先配合的特征及应用注：1.括号内的配合为优先配合。 2.国家标准规定的44种基轴制配合的应用与本表中的同名配合相同。特征及应用场合；表12-14为轴的基本偏差选用说明，可供类比时参考。此外，还要考虑以下因素：承受载荷情况、工作时结合件是否有相对运动、温度

42、变化、润滑条件、装拆情况，生产类型以及材料的物理、化学、力学性能等对间隙或过盈的影响。根据不同的工作条件，结合件配合的间隙量或过盈量必须相应地改变。工作情况对间隙量或过盈量的影响见表12-15，可供类比时参考。表12-14 基孔制轴的基本偏差的特性及其应用表12-15工作情况对间隙且或过盈且的影响3.公差配合应用示例例12-4有一孔、轴配合，其基本尺寸为，要求配合间隙在 0.025-0.066mm之间。试确定基孔制配合孔轴的公差等级和配合种类。解：又因为试选IT6=0.016mm，IT7=0.025mm选基准孔H7再确定再查轴的基本偏差表知f为-0.025mm轴为校对：结果：。12.6 滚动轴

43、承的公差与配合简介 滚动轴承是机械制造业中应用极为广泛的一种标准部件，它-般由内圈、外圈、滚动体（钢球或滚子）和保持架所组成（图12-17）。滚动轴承具有减小摩擦、承受径向载荷。轴向载荷或径向与轴向联合载荷，并对机械零部件相互间位置进行定位的功能。12.6.1 滚动轴承的公差等级及其应用图12-17 滚动轴承结构滚动轴承的公差等级由尺寸公差与旋转精度决定。尺寸 公差是指轴承内、外径和宽度的尺寸公差，旋转精度主要指轴承内。外圈的径向圆跳动、端面对滚道的圆跳动和端面对内孔的圆跳动等。GB/T 307.l-2005将向心轴承由低到高依次分为 0、6、5、4和 2五个精度等级，将圆锥滚子轴承分为 0、

44、6x、5和 4四个精度等级； GB/T 307.42002将推力轴承分为0、6、5、4四个精度等级。滚动轴承各级精度的应用情况如下：（l）0级（普通级）轴承应用在中等负荷、中等转速和旋转精度要求不高的-般机构中，如普通机床、汽车及拖拉机的变速机构和普通电动机、水泵、压缩机的旋转机构等。（2）6、6x级（中等级）轴承应用于旋转精度高和转速较高的旋转机构中，如普通机床的主轴后轴承和精密机床传动轴使用的轴承。（3）5、4级（精密级）轴承应用于旋转精度高和转速高的旋转机构中，如精密机床的主轴轴承、精密仪器和机械使用的轴承。（4）2级（超精级）轴承应用于旋转精度和转速很高的旋转机构中，如精密坐标销床的主轴轴承、高精度仪器和高转速机构中使用的轴承。12.6.2 滚动轴承内、外径公差带图12-18 滚动轴承内、外径公差带通常，滚动轴承内圈装在传动轴的轴颈上，随轴一起旋转，以传递转矩；外圈固定于机体孔中，起支承作用。因此，内圈的内径（d）和外圈的外径（D）是滚动轴承与结合件配合的基本尺寸。为了防止内圈和轴径的配合面之间相对滑动而导致磨损，影响轴承的工作性能，要求配合具有一定的过盈，但由于内圈是薄壁件，其过盈量