光滑圓柱體結(jié)合的公差與配合

§3-1公差與配合的基本術(shù)語§3-3基本偏差系列§3-4一般、常用和優(yōu)先使用的公差帶與配合的標(biāo)準(zhǔn)化§3-5公差與配合的選用

第3章光滑圓柱體結(jié)合的公差與配合§3-2標(biāo)準(zhǔn)公差系列講3個問題（1）Φ90H7(2)Φ90d11(3)Φ90H7/d11公差配合概述概述

這一章主要介紹圓柱體零件的公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)[GB1800~1804]。圓柱體零件的結(jié)合，就是指孔與軸的結(jié)合。對孔與軸的結(jié)合不外乎下面三種功能要求：1、要求孔、軸作相對運動。這種結(jié)合主要用于傳遞運動，包括轉(zhuǎn)動和移動。對這類配合除要求保證一定的功能外，還要求傳遞運動要準(zhǔn)確。因此孔與軸之間必須有足夠的間隙。如汽輪發(fā)電機的軸頸與滑動軸承的配合，要求要有較大的間隙配合。（間隙配合）內(nèi)燃機

2、孔和軸作為固定聯(lián)結(jié)。這種結(jié)合主要用于傳遞較大扭矩和軸向力，為保證工作可靠，孔與軸配合必須保證有足夠的過盈，（過盈配合）。3、孔與軸作為定心可拆聯(lián)結(jié)。這種結(jié)合傳遞較小的扭矩，但要求定心精度較高，并且便于裝拆。這種配合允許有一定的過盈量，但又不能太大，稱過渡配合。過盈配合公差與配合的基本術(shù)語２.基本尺寸：設(shè)計給定的尺寸。是確定極限偏差和極限尺寸的起始尺寸。３.實際尺寸：通過測量獲得的尺寸。由于存在測量誤差，故實際尺寸并非被測尺寸的真值。同時由于有形狀誤差，零件的同一表面不同部位的實際尺寸往往也是不等的尺寸：在機械制圖中通常以mm為單位，可只寫數(shù)字，不寫單位。在技術(shù)測量中，通常以微米μm為單位，此時要寫出數(shù)值和單位，如25μm。

4.極限尺寸：允許尺寸變化的兩個極限值，尺寸較大的一個稱為最大極限尺寸，較小的一個稱為最小極限尺寸。有關(guān)公差與偏差的術(shù)語和定義1

公差與配合的基本術(shù)語有關(guān)公差與偏差的術(shù)語和定義23.零線與公差帶

實際應(yīng)用中用公差帶圖來表示相互配合的孔、軸的基本尺寸、極限尺寸、極限偏差與公差的相互關(guān)系.

⑵公差帶：在公差帶圖中，由代表上下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域。其大小由標(biāo)準(zhǔn)公差確定。其位置由基本偏差確定.

由左圖可以看出它將孔軸基本尺寸、極限尺寸、極限偏差與公差之間的相互關(guān)系表示在同一張圖中，這個圖就稱為公差帶圖

⑴零線：確定偏差的一條基準(zhǔn)直線，為零偏差線，通常表示基本尺寸.公差與配合的基本術(shù)語4.基本偏差：指公差帶靠近零線的那個偏差為基本偏差；公差帶位于零線上方時，基本偏差為下偏差；公差帶位于零線下方時，基本偏差為上偏差。公差與配合的基本術(shù)語畫出基本尺寸為?50，最大極限尺寸為?50.025、最小極限尺寸為?50mm的孔與最大極限尺寸為?49.975、最小極限尺寸為?49.959mm的軸的公差帶圖。0+-?50孔軸+0.025-0.025-0.041尺寸公差帶圖（舉例）工件在加工過程中，由于工藝系統(tǒng)誤差的影響，使加工后的零件的幾何參數(shù)與理想值不相符合，其差別稱為加工誤差。偏差可以為正值、負(fù)值或零，而公差則一定是正值；加工誤差是不可避免的，其誤差值在一定范圍內(nèi)變化是允許的，加工后的零件的誤差只要不超過零件的公差，零件是合格的。所以，公差是設(shè)計給定的，用于限制加工誤差的；誤差則是加工過程中產(chǎn)生的。加工誤差與公差的關(guān)系0+-基本尺寸孔軸孔軸孔軸1.配合的類別:含義如下：①孔和軸的基本尺寸必須相同.②孔和軸公差帶位置關(guān)系，表明孔和軸的配合性質(zhì)；孔和軸公差帶大小之間關(guān)系，表明孔和軸的松緊程度.通過公差帶圖，我們能清楚地看到孔、軸公差帶之間的關(guān)系。根據(jù)其公帶位置不同，可分為三種類型：間隙配合、過盈配合和過渡配合。公差與配合的基本術(shù)語間隙或過盈：孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸得到的代數(shù)差，為正值時是間隙，用X表示.為負(fù)值時是過盈，用Y表示.

2.間隙配合：具有間隙的配合，此時孔的公差帶在軸的公差帶上.由于孔和軸均有兩個極限尺寸，因此間隙也有兩個極限值，最大間隙Xmax和最小間隙Xmin公差與配合的基本術(shù)語有關(guān)配合的術(shù)語和定義24.過盈配合：具有過盈（包括最小過盈等于零）的配合，此時孔的公差帶在軸的公差帶之下Ymax=Dmin-dmax=EI-es

例如：右圖5.過渡配合：可能具有間隙或過盈的配合.此時公差帶相互交迭，其極限情況是Xmax,Ymax.例如：右圖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公差與配合的基本術(shù)語6.配合公差Tf公差與配合的基本術(shù)語7.基準(zhǔn)制：國標(biāo)規(guī)定：配合有兩種基準(zhǔn)制：基軸制、基孔制

0+-基本尺寸孔軸軸軸軸軸軸軸間隙配合過渡配合過盈配合

過渡或過盈軸

基孔制：基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度，稱基孔制。代號“H”基孔制的孔為基準(zhǔn)孔，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，代號為‘H’。公差帶在零線上方，上偏差即為基準(zhǔn)孔的標(biāo)準(zhǔn)公差。

公差與配合的基本術(shù)語0+-軸孔孔孔孔孔孔孔間隙配合過渡配合過盈配合

過渡或過盈孔⑵基軸制：基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶形成的各種配合的一種制度，稱為基軸制，代號“h”.基軸制的軸為基準(zhǔn)軸，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定es=0，公差帶在零線下方，下偏差ei即為基準(zhǔn)軸的標(biāo)準(zhǔn)公差.。

公差與配合的基本術(shù)語有關(guān)配合的術(shù)語和定義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：右圖求孔軸的上下偏差，極限尺寸，極限偏差，孔軸公差及配合公差公差與配合的基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)公差系列(公差與配合的國家標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)公差系列(公差與配合的國家標(biāo)準(zhǔn))

為了實現(xiàn)互換性生產(chǎn)，公差與配合必須標(biāo)準(zhǔn)化.國標(biāo)《公差與配合》是參照國際標(biāo)準(zhǔn)按標(biāo)準(zhǔn)公差系列和基本偏差系列分別標(biāo)準(zhǔn)化的原則制定的.標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值：

表3-3為標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表。該表的使用方法是：根據(jù)基本尺寸的大小和公差等級來查得孔和軸標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值。該表涉及到三個概念：標(biāo)準(zhǔn)公差；公差等級；基本尺寸分段。下面就介紹該表中的標(biāo)準(zhǔn)公差值的制定原則

標(biāo)準(zhǔn)公差的制定原則1.公差單位I(i)

①定義：是計算公差的基本單位。它是基本尺寸的函數(shù)，是制定標(biāo)準(zhǔn)公差系列表的基礎(chǔ)。②計算公式：Ⅰ.當(dāng)基本尺寸<500mm時，Ⅱ.當(dāng)基本尺寸>500—3150mm時，i=0.004D+2.1（um）Ⅲ.當(dāng)基本尺寸>3150mm時，i=0.004D+2.1（um）2.公差等級

①定義：用來確定精確程度的等級。②規(guī)定：國標(biāo)將公差等級分為20段，由標(biāo)準(zhǔn)公差代號IT和公差等級數(shù)字組成。從IT01.IT0.IT1.IT2……IT17.IT18，公差等級由高到低，公差數(shù)字由小到大.3.標(biāo)準(zhǔn)公差計算公式：IT=a.i標(biāo)準(zhǔn)公差的制定原則基本尺寸分段基本尺寸分段基本尺寸分段從表3-3可看出(a)基本尺寸相同，公差等級相同時，孔軸標(biāo)準(zhǔn)公差相等(b)對不同尺寸分段，只要公差等級相同，雖然公差數(shù)值不同，但具有相同的精度要求：熟練掌握表3-3的使用方法、知道表3-3標(biāo)準(zhǔn)公差值的計算方法試比較：，說明：雖然公差數(shù)值不同，但只要具有相同公差等級，則說明具有相同精確程度，判斷公差等級高低，不能只從公差數(shù)值上來判斷?；境叽绶侄位酒钕盗?/p>

前面講的標(biāo)準(zhǔn)公差系列是用來確定公差的大小,而公差帶的位置由基本偏差確定.一.基本偏差1、定義：用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個偏差

2、基本偏差代號

基本偏差系列的特點（圖3-7）

(1)

孔從A～H，基本偏差為下偏差，其絕對值遞減；從I～ZC，基本偏差為上偏差，其絕對值遞增。軸從a～h，基本偏差為上偏差，其絕對值遞減；從j～zc，基本偏差為下偏差，其絕對值遞增?；酒钕盗卸S的基本偏差(基本尺寸≤500mm)計算法：計算公式見40頁表3-5，注意：查表法：可由表3-6查出基本偏差值

2、軸的另一極限偏差的確定根據(jù)基本尺寸及標(biāo)準(zhǔn)公差等級，由表3-3查出標(biāo)準(zhǔn)公差值IT，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公差和查出的軸基本偏差，通過計算確定軸的另一極限偏差

3.舉例: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)計算法：計算公式見42頁，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：查表確定孔?35F7的基本偏差，標(biāo)準(zhǔn)公差，確定另一極限偏差，畫公差帶圖.查表得：基本偏差EI=+25um，IT7=25um，ES=EI+IT7=+50um基本偏差系列例：確定Φ25H7/f6孔與軸的極限偏差查表法：通過查表3-6、3-7得到基本偏差，通過查表3-3得到公差，通過基本偏差和公差計算得到另一個偏差計算法：例：確定Φ25H7/p6,Φ25P7/h6孔與軸的極限偏差基本偏差系列一般、常用和優(yōu)先使用的公差帶與配合的標(biāo)準(zhǔn)化一、孔軸公差帶代號及配合代號

1.孔軸公差帶代號由基本偏差及公差等級數(shù)字組成.例如：軸.h7.f7.k6.p6……孔.H8.F8.K8.P6……2.配合代號國標(biāo)規(guī)定孔軸有28種基本偏差，每種又有20個公差等級，這樣組合后的孔軸公差帶很多，孔有543種，軸有544種，組成的配合有上千種，為了減少零件，定值刀，量具和工藝裝備的品種和規(guī)格，國標(biāo)對所選公差帶及配合作了限制.一般、常用和優(yōu)先使用的公差帶與配合的標(biāo)準(zhǔn)化表3-9尺寸

500mm孔一般、常用、優(yōu)先公差帶

基孔制常用、優(yōu)先配合見47頁表3-10基軸制常用、優(yōu)先配合見47頁表3-11講3個問題（1）Φ90H7(2)Φ90d11(3)Φ90H7/d11公差配合公差與配合的選用基準(zhǔn)制的選用公差等級的選用配合的選用。

公差與配合的選用1、基準(zhǔn)制的選用在選擇基準(zhǔn)制時，主要應(yīng)考慮零件加工工藝的經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的合理性。選擇原則如下：（1）一般情況下優(yōu)先選用基孔制

因為加工孔比加工軸困難

從工藝上看，對高精度的中小尺寸孔，通常用鉆頭、鉸刀、拉刀等定值刀具加工即可保證加工質(zhì)量，但這種刀具是定值的，每一種刀具只能加工一種孔。若孔的公差帶位置改變時，又要更換刀具，而這種刀具的價格一殷比較昂貴。例如，加工一批基孔制配合的Φ20H7／g6、Φ20H7/k6、Φ20H7/s6的孔Φ20H7，只要使用一種定值刀、量具，即可完成加工和檢驗；而加工具有相同性質(zhì)的Φ20G7／h6、Φ20K7／h6、Φ20S7／h6的孔．卻各需一種定值刀和量具，顯然采用基孔制較經(jīng)濟(jì)。對于尺寸較大、精度較低的孔，從工藝上講采用基孔制和基鈾制都可以，但一殷情況下還是采用基孔制較經(jīng)濟(jì)。公差與配合的選用

（2）與標(biāo)準(zhǔn)件配合時，基準(zhǔn)制的選擇要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件而定如與滾動軸承內(nèi)圈相配合的軸應(yīng)選用基孔制配合，而與滾動軸承外圈相配合的箱體孔則應(yīng)選用基軸制配合。這樣可大大提高加工的經(jīng)濟(jì)性。平鍵結(jié)合選用基軸制。

（3）．結(jié)構(gòu)上特殊的需要例如，在活塞連扦機構(gòu)中，活塞銷與活塞孔的配合要求緊些(M6／h5)，而活塞銷與連桿孔的配合則要求松些(H6／h5)。若采用基孔制，則活塞孔和連扦孔的公差帶相同，而兩種不同的配合就需要按兩種公差來加工活塞銷，這時活塞銷應(yīng)制成如同啞鈴一樣的軸，不利于加工與裝配；反之，若采用基軸制，則活塞銷按基準(zhǔn)軸加工成光軸，活塞孔和連桿孔按不同的公差帶加工、來獲得兩種不同的配合。這樣，活塞銷加工方便，并能順利裝配。

因此，根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要．在同一基本尺寸的軸上裝有不同配合要求的幾個孔件時，應(yīng)采用基軸制(4)非基準(zhǔn)制的選擇：為了滿足配合的特殊需要，可用任意孔、軸公差帶組成的非基淮制配合。例如，圓柱齒輪減速器箱體，軸上的隔套與軸上Φ50外軸頸酌配合也采用非基準(zhǔn)制間隙配合。公差與配合的選用2、公差等級的選用公差等級的選用原則：

公差與配合的選用國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的各公差等級的應(yīng)用范圍見49~50頁1、在滿足使用要求的前提下，盡量選用較低的公差等級

2、對基本尺寸500mm，標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8時，孔比同級軸加工困難，推薦孔比軸低一級組成配合，一般孔為6、7、8級，軸為5、6、7級，最常用的配合為

3、對基本尺寸>500mm或標(biāo)準(zhǔn)公差>IT8時，孔的測量精度比軸容易保證，孔軸采用同級配合。

4、一般配合尺寸的公差等級為IT5~IT125、各種加工方法與公差等級的關(guān)系見表3-12

應(yīng)當(dāng)指出的是，要從綜合經(jīng)濟(jì)效益考慮問題，不能盲目追求局部的低成本。對重要的配合，應(yīng)適當(dāng)提高配合精度，也就是要適當(dāng)提高孔、軸的公差等級，以保證生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。精度高，可以延長機器的使用壽命，提高可靠性，并提供一定的精度儲備，這樣會帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益；反之，對不重要的配合，要盡量采用較低的公差等級，如圓柱齒輪減速器中隔套、端蓋的公差等級比相配的孔和軸頸公差等級低2~3級，以利于降低成本。選擇公差等級時還應(yīng)注意相關(guān)件和相配零件的精度。例如，與齒輪相配合的軸的公差等級取決于相關(guān)件齒輪的精度；與滾動軸承相配合的殼體孔和軸頸的公差等級取決于滾動鈾承的精度等級(將在以后章節(jié)中敘述)。公差與配合的選用3、配合的選用

間隙配合：主要用于結(jié)合件有相對運動的配合。如H8/e7屬于較松的配合，可用于汽輪發(fā)電機和大電機轉(zhuǎn)子配合；H6/h5屬于最小間隙為零的間隙定位配合，可用于一般的定位配合。

過盈配合：主要用于結(jié)合件沒有相對運動的配合。過盈不大時，用鍵聯(lián)結(jié)傳遞扭矩；過盈大時，靠孔軸結(jié)合力傳遞扭矩。前者可以拆卸，后者是不能拆卸。

過渡配合：可能具有間隙，也可能具有過盈，但所得到的間隙和過盈量，一般是比較小的，它主要用于定位精確并要求拆卸的相對靜止的聯(lián)結(jié)。選擇配合的方法：計算法；試驗法；類比法公差與配合的選用例：已知：?=25mm.Xmax=0.086mm.Xmin=0.020mm.試決定孔、軸的公差等級并選用合適配合.公差帶圖.解：①選用基孔制.②計算配合公差大?。篢f=Xmax-Xmin=0.086-0.020=0.066mm③Tf=Td+TD選用Td、TD時，使Td+TD

≤Tf且接近，孔選IT8，軸選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畫公差帶圖見右圖：⑥根據(jù)es=-0.020查P40表3-6基本偏差為f故組成配合?25H8/f8計算法：類比法：a．分析零件的使用要求與工作條件。通常，孔、軸配合的使用要求有以下3種情況：孔、軸配合后有相對運動(轉(zhuǎn)動或移動)，應(yīng)選間隙配合；靠配合傳遞負(fù)荷的，應(yīng)選過盈配合；孔、軸配合后有定位精度要求(對中要求)和裝拆頻繁的，大多要選用過渡配合．也可按具體情況選用小間隙或小過盈配合。b.了解各類配合的特性和應(yīng)用（見表3-14）以下是各種配合的應(yīng)用實例?！/a，H/b，H/c；這幾種配合的間隙很大，用于要求靈活動作的粗糙機械上，例如工作條件較差的農(nóng)業(yè)機械中冷拉軸與孔的配合；或用于受力變形大的機械上，例如起重機吊鉤的鏈條處配合；或用于易裝拆的地方，例如罩殼的配合，管道法蘭連接。因此，一般情況多用IT9~IT12；或用于軸在高溫下工作的緊密動配合．例如內(nèi)燃機排汽閥桿與導(dǎo)管的配合，在裝配時用H8／h7，以免高溫時卡住?！/d，H／c：這兩種配合的間隙較大，用于精度要求不高、易于轉(zhuǎn)動的支撐，例如球磨機、扎鋼機等重型機械的滑動軸承、密封蓋、滑輪、空轉(zhuǎn)皮帶輪與軸的配合；或用于大跨距支承和多支點支承，例如內(nèi)燃機中曲軸與凸輪軸的支承，軸承中間隙用以補償支承的同軸度誤差；或用于高速運動、發(fā)熱量大的配合，例如汽輪機、大電機的軸承處的配合，活塞環(huán)與活塞槽的配合，滑塊機構(gòu)中的滑動配合。

H／k：獲得的平均間隙接近于0，定心較好，裝配后零件受到的接觸應(yīng)力也較小，能拆卸，用于要拆卸的定位配合。它在過渡配合中應(yīng)用最廣．例如固定齒輪與軸的配合用H7／k6。H／m：獲得過盈的機會較多，定心好，裝拆較緊，用于容許有游動的精密定位，例如凸輪在分配軸上的配合。H／n，H/p，H／r：這幾種配合多用IT5~IT8級，多數(shù)是過盈配合，有時是過渡配合。但到裝配時，獲得過盈的機會較多，得到間隙的機會較少，可認(rèn)為是過盈配合。用錘打或壓力機裝配，只宜在大修時拆卸。主要用于定心精度要求較高、零件有足夠剛性、受沖擊負(fù)荷的定位配合．例蝸輪青銅輪緣與輪輻用H7／n6、與輪心用H7／6。大尺寸是指基本尺寸大于500mm的零件，有些甚至超過10000mm的零件。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)單位調(diào)查研究，影響大尺寸加工誤差的主要原因是測量誤差。大尺寸孔和軸測量時，其測得值往往小于實際值。原因是測量時不容易找到真正的直徑。又由于測量困難，時間長，致使量具溫度升高而造成誤差。大直徑內(nèi)孔測量一般采用結(jié)構(gòu)簡單、輕便、剛性較好的內(nèi)徑干分尺或經(jīng)過儀器對準(zhǔn)的量桿進(jìn)行測量，而外徑測量用的是自重大、易變形、操作找正不方便的卡尺測量。因此大尺寸外徑比內(nèi)徑測量更難掌握，測量誤差更大。在大尺寸測量中，測量基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和測量時量具軸線與被測工件的中心線的對準(zhǔn)問題都對測量精度有影響。被測工件與量具之間的溫度差對測量誤差也有較大的影響。

大尺寸段的公差與配合由于大尺寸工件在測量方面及其它方面的特殊問題，因而對大尺寸公差與配合要考慮以下幾點：在