互换性的基础知识

1、1第一章21-1 互换性简史互换性简史1-2 互换性与公差互换性与公差3 1-1 互换性简史互换性简史 互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期互换性原理始于兵器制造。在中国，早在战国时期（公元前（公元前476前前222）生产的兵器便能符合互换性要）生产的兵器便能符合互换性要求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机（当时的一求。西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量弩机（当时的一种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零件种远射程的弓箭）的组成零件都具有互换性。这些零件是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的间是青铜制品，其中方头圆柱销和销孔已能保证一定的间隙隙配合配合。18世纪初，美国批

2、量生产的火枪实现了零件世纪初，美国批量生产的火枪实现了零件互换。随着织布机、互换。随着织布机、缝纫机缝纫机和和自行车自行车等新的机械产品的等新的机械产品的大批量生产的需要大批量生产的需要,又出现了高精度工具和又出现了高精度工具和机床机床,促使互促使互换性生产由军火工业迅速扩大到一般机械制造业。换性生产由军火工业迅速扩大到一般机械制造业。4 20世纪初，世纪初，汽车汽车工业迅速发展，形成了现代化大工工业迅速发展，形成了现代化大工业生产，由于批量大和零部件品种多，要求组织专业化业生产，由于批量大和零部件品种多，要求组织专业化集中生产和广泛的协作。工业标准是实现生产专业化与集中生产和广泛的协作。工业

3、标准是实现生产专业化与协作的基础。机械工业中最重要的基础标准之一是公差协作的基础。机械工业中最重要的基础标准之一是公差与配合标准。与配合标准。1902年英国纽瓦尔公司编制出版的年英国纽瓦尔公司编制出版的“极极限表限表”，是世界上最早的公差与配合标准。，是世界上最早的公差与配合标准。30年代前后，年代前后，各工业国家都颁布了公差与配合国家标准。各工业国家都颁布了公差与配合国家标准。5671-2 互换性与公差互换性与公差一、互换性的定义一、互换性的定义互换性互换性 同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能

4、要求。何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求。例例 灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承 汽车、自行车、缝纫机、手表汽车、自行车、缝纫机、手表 日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工产品日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工产品互换性应该同时具备互换性应该同时具备两个条件两个条件：v 不需经过任何选择、修配或调整便能装配、维修更换；不需经过任何选择、修配或调整便能装配、维修更换；v 装配或更换后的整机能满足其使用性能要求。装配或更换后的整机能满足其使用性能要求。互换性互换性是机械制造、仪器仪表和其他许多工业生产中产品设是机械制造、仪器仪表和其他许多工业生产中

5、产品设计和制造的重要原则。计和制造的重要原则。8互换性的分类互换性的分类按其互换程度分为完全互换和不完全互换。按其互换程度分为完全互换和不完全互换。完全互换（绝对互换）完全互换（绝对互换）：要求零部件在装配时，不需要挑要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工，在几何参数上互相替换。选和辅助加工，在几何参数上互相替换。不完全互换（有限互换）不完全互换（有限互换）：允许零部件在加工完后，通允许零部件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配按对应组进行。实际尺寸的差别减小，装配按对应组进行。厂际

6、合作厂际合作既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换。组之间不可互换。厂内制造装配厂内制造装配9互换性的意义互换性的意义o设计方面：设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。于计算机辅助设计和产品的多样化。 标准化设计标准化设计 cado制造方面：制造方面：

7、有利于组织有利于组织专业化生产专业化生产，便于采用，便于采用先进工艺和先进工艺和高效率高效率的专用设备，有利于的专用设备，有利于计算机辅助制造计算机辅助制造，及实现，及实现加工过加工过程和装配过程机械化、自动化程和装配过程机械化、自动化，从而可以提高劳动生产率和，从而可以提高劳动生产率和产品质量，降低生产成本。产品质量，降低生产成本。 优质高效低成本优质高效低成本o使用维修方面：使用维修方面：具有互换性的零部件在磨损及损坏后可具有互换性的零部件在磨损及损坏后可及时更换，因而减少了机器的使用和维修的时间和费用，提及时更换，因而减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。高了机器的使

8、用价值。10二、几何量的误差与公差二、几何量的误差与公差1.1.误差误差：尺寸、形状、位置、表面粗糙度。：尺寸、形状、位置、表面粗糙度。2.2.公差：公差：允许零件几何参数的变动量。是允许零件几何参数的变动量。是允许的最大误差允许的最大误差。3.3.误差与公差的区别：误差与公差的区别：误差是在加工中产生的，要控制在规定误差是在加工中产生的，要控制在规定的公差范围内；公差是在设计中给定的。的公差范围内；公差是在设计中给定的。互换性互换性几何参数：几何参数：尺寸大小，几何形状（宏、微观），形面间相尺寸大小，几何形状（宏、微观），形面间相互位置关系等。互位置关系等。机械（力学）性能：机械（力学）性能

9、：硬度、强度。硬度、强度。理化性能：理化性能：化学成分。化学成分。设计者的任务设计者的任务在于正确地确定公差，并把在于正确地确定公差，并把它在图样上明确地表示出来。它在图样上明确地表示出来。完全一致不可能。完全一致不可能。达到互换性并不要求相同规格的零、部件几何参数绝对相同，而是达到互换性并不要求相同规格的零、部件几何参数绝对相同，而是允许保持在允许保持在一定的范围内一定的范围内变动。变动。11第二章第二章 圆柱结合的极限与配合圆柱结合的极限与配合2-1 极限与配合的常用词汇极限与配合的常用词汇2-2 标准公差系列标准公差系列2-3 基本偏差系列基本偏差系列2-4 标准公差带标准公差带2-5

10、尺寸精度及配合的设计尺寸精度及配合的设计2-6 一般公差一般公差1221 极限与配合的常用词汇极限与配合的常用词汇国标国标 (gb/t 1800.1-1997) 极限与配合极限与配合 基基础础 第第1部分：词汇部分：词汇规定了极限与配合的基本术规定了极限与配合的基本术语和定义。语和定义。一、有关尺寸的术语一、有关尺寸的术语1.尺寸：尺寸：以特定单位表示以特定单位表示线性尺寸线性尺寸值的数值。值的数值。广义地说：尺寸也包括以角度单位表示广义地说：尺寸也包括以角度单位表示角度尺寸角度尺寸的数值。的数值。132. 孔和轴孔和轴孔孔(hole)：指工件的圆柱形指工件的圆柱形内内表面，也包表面，也包括非

11、圆柱形内表面（由两平行平面或切面括非圆柱形内表面（由两平行平面或切面形成的形成的包容面包容面）。）。轴轴(shaft)：指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外外表表面（由两平行平面或切面形成的面（由两平行平面或切面形成的被包容面被包容面）。）。理解：理解：v从从加工加工看：看：孔孔的尺寸越加工越大，的尺寸越加工越大，轴轴的尺寸越加工越小；的尺寸越加工越小；v从从配合配合看：看：孔孔是包容面，如轴承内圈的内径，轴上键槽宽度等；是包容面，如轴承内圈的内径，轴上键槽宽度等；轴轴是被包容面，如圆是被包容面，如圆柱体直径、长度；长方体长、宽、高；键宽等。柱体直径、长度

12、；长方体长、宽、高；键宽等。v一般来说，零部件上的尺寸要么是孔，要么是轴，但有一类尺寸例外，既不是孔，也一般来说，零部件上的尺寸要么是孔，要么是轴，但有一类尺寸例外，既不是孔，也不是轴，如两个孔的中心距尺寸。不是轴，如两个孔的中心距尺寸。d1d 1d 214分析孔、轴尺寸及非孔轴尺寸分析孔、轴尺寸及非孔轴尺寸图图2-1153. 基本尺寸基本尺寸设计给定的尺寸。设计给定的尺寸。d 孔的基本尺寸孔的基本尺寸d 轴的基本尺寸轴的基本尺寸v尽量尽量符合标准尺寸系列，减少加工用刀具、量具和符合标准尺寸系列，减少加工用刀具、量具和夹具的种类。夹具的种类。v例如例如 、35、 中中35都是基本尺寸。都是基本

13、尺寸。025. 0035039. 0020. 035164. 实际尺寸实际尺寸通过测量获得的尺寸。通过测量获得的尺寸。da 孔的实际尺寸孔的实际尺寸da 轴的实际尺寸轴的实际尺寸v按同一图纸要求加工的各个零件，其实际尺寸往往是不按同一图纸要求加工的各个零件，其实际尺寸往往是不相同的，这是由于相同的，这是由于加工误差加工误差的存在。的存在。v甚至同一个零件的不同位置、不同方向的实际尺寸也往甚至同一个零件的不同位置、不同方向的实际尺寸也往往不同，存在往不同，存在形状误差形状误差。175. 极限尺寸极限尺寸允许尺寸变化的两个极限值。允许尺寸变化的两个极限值。最大极限尺寸最大极限尺寸 dmax、dma

14、x最小极限尺寸最小极限尺寸 dmin、dminv极限尺寸是极限尺寸是以基本尺寸为基数以基本尺寸为基数来确定的。来确定的。v极限尺寸用于极限尺寸用于控制实际尺寸控制实际尺寸，合格的零件其实际尺寸应，合格的零件其实际尺寸应位于极限尺寸之中，也可达到极限尺寸。位于极限尺寸之中，也可达到极限尺寸。186. 最大实体极限最大实体极限(mml)v最大实体极限最大实体极限(mml)：孔或轴孔或轴在尺寸极限范围内，具有在尺寸极限范围内，具有材料材料最多最多时的那个极限尺寸。时的那个极限尺寸。v对于对于孔孔：v对于对于轴轴：是最小极限尺寸是最小极限尺寸dmin是最大极限尺寸是最大极限尺寸dmax197. 最小实

15、体极限最小实体极限(lml)v最小实体极限最小实体极限(lml)：孔或轴孔或轴在尺寸极限范围内，具有在尺寸极限范围内，具有材料材料最少最少时的那个极限尺寸。时的那个极限尺寸。v对于对于孔孔：v对于对于轴轴：是最大极限尺寸是最大极限尺寸dmax是最小极限尺寸是最小极限尺寸dmin20二、有关偏差与公差的术语二、有关偏差与公差的术语1.尺寸偏差：尺寸偏差：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称尺寸偏差，简称偏差。某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称尺寸偏差，简称偏差。孔：上偏差孔：上偏差 es=dmax-d 下偏差下偏差 ei=dmin-d轴：上偏差轴：上偏差 es=dmax-d 下偏差下偏差 ei=d

16、min-d上偏差上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸的代数差：最大极限尺寸减其基本尺寸的代数差 孔孔 es, 轴轴 es下偏差下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸的代数差：最小极限尺寸减其基本尺寸的代数差 孔孔 ei, 轴轴 ei极限偏差极限偏差：上偏差和下偏差统称：上偏差和下偏差统称 实际偏差实际偏差：实际尺寸减其基本尺寸的代数差：实际尺寸减其基本尺寸的代数差v由于满足孔与轴配合的不同松紧要求，极限尺寸可能大于、小于或等于其基本尺寸。因此，极由于满足孔与轴配合的不同松紧要求，极限尺寸可能大于、小于或等于其基本尺寸。因此，极限偏差的数值可能是正值、负值或零值。故在偏差值的前面除零值外，应标上相应的限偏

17、差的数值可能是正值、负值或零值。故在偏差值的前面除零值外，应标上相应的“+”号号或或“”号。号。v偏差的标注：上偏差标在基本尺寸右上角；下偏差标在基本尺寸右下角。偏差的标注：上偏差标在基本尺寸右上角；下偏差标在基本尺寸右下角。v例：例： 表示基本尺寸为表示基本尺寸为25，上偏差为，上偏差为0.020mm，下偏差为下偏差为0.033mm。020. 0033. 025212.尺寸公差：尺寸公差：允许尺寸的变动量。允许尺寸的变动量。最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值上偏差与下偏差的代数差的绝对值上偏差与下偏差的代数差的绝对值 精度要求精度要求，给定，

18、给定t，制造愈难。，制造愈难。 公差值无正负含义。它表示尺寸变动范围的大小。不应出现公差值无正负含义。它表示尺寸变动范围的大小。不应出现“+”、“-”号。号。22公差与极限偏差的比较公差与极限偏差的比较两者两者区别区别：o 从数值上看从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；而：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略

19、绝对值符号。于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。o 从作用上看从作用上看：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否：极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。o 从工艺上看从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，：对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差即加工精度的高低，它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依

20、据。两者两者联系联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。23有关尺寸的术语有关尺寸的术语图图2-2243.公差带：公差带：以基本尺寸为零线，用适当比例画出的代表以基本尺寸为零线，用适当比例画出的代表上偏差和下偏差的两条直线所限定的区域。上偏差和下偏差的两条直线所限定的区域。孔孔轴轴0基本尺寸基本尺寸eseieseitdtd+-n 标准公差标准公差：确定公差带大小。：确定公差带大小。n 零线零线：表示：表示基本尺寸基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公的一条直线，以其为基准确定偏差和公差

21、，零线以上为正，以下为负。差，零线以上为正，以下为负。n 尺寸公差带尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域，表示尺寸允许变化的界限。公差带有域，表示尺寸允许变化的界限。公差带有两个基本参数两个基本参数，即，即公差带大小公差带大小与与位置位置。大小由。大小由标准公差标准公差确定，位置由确定，位置由基本偏差基本偏差确定。确定。n 基本偏差基本偏差：用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏：用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为差。一般为距离零线最近距离零线最近的那个极限偏差。的那个极限偏差。25尺寸公差带图（举例）尺寸公差带

22、图（举例）o 画出基本尺寸为画出基本尺寸为 50，最大极限尺寸为最大极限尺寸为 50 .025 、最小极限尺寸为最小极限尺寸为 50 mm的孔与最大极限尺寸为的孔与最大极限尺寸为 49.975 、最小极限尺寸为最小极限尺寸为 49.959mm的轴的的轴的公差带图。公差带图。0+-50孔轴+0.025-0.025-0.04126解：孔的上偏差解：孔的上偏差esmmdd021. 025021.25max孔的下偏差孔的下偏差eimmdd02525min轴的上偏差轴的上偏差esmmdd020. 025980.24max轴的下偏差轴的下偏差eimmdd033. 025967.24min孔的公差孔的公差m

23、mddtd021. 025021.25minmaxmmeiestd021. 00021. 0轴的公差轴的公差mmddtd013. 0967.24980.24minmaxmmeiestd013. 0)033. 0(02. 027三、有关配合的术语三、有关配合的术语1.间隙与过盈间隙与过盈间隙：间隙：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差0；用用s表示表示。过盈：过盈：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差500 3150 大尺寸时大尺寸时i与与d成成线性关系线性关系mdi1 . 2004. 0-与基本尺寸有关与基本尺寸有关392. 公差等级公差

24、等级nt=ai基本尺寸一定，公差等级系数唯一决定公基本尺寸一定，公差等级系数唯一决定公差大小。差大小。n公差等级分为公差等级分为20级级 it01, it0, it1, , it18 依次依次降低，系数依次增大。降低，系数依次增大。n各级公差值计算方法各级公差值计算方法表表22，表表2340表表22nit6it18级，级，a值按值按r5优先数系增加，公比为优先数系增加，公比为6 . 1105尺寸尺寸500mm、公差等级从、公差等级从it5it18,尺寸尺寸5003150mm、公公差等级从差等级从it1it18的各级标准公差计算公式的各级标准公差计算公式41nit01it1级，线性关系，主要考虑

25、测量误差；级，线性关系，主要考虑测量误差；nit2it4级，几何级数分布。级，几何级数分布。表表23 公差等级公差等级42n为了减少公差数目、统一公差值、简化公差表格和便于为了减少公差数目、统一公差值、简化公差表格和便于应用，国家标准对基本尺寸进行了分段。应用，国家标准对基本尺寸进行了分段。如如p13表表2-4。n尺寸分段后，对同一尺寸分段内的所有基本尺寸，在公尺寸分段后，对同一尺寸分段内的所有基本尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同的标准公差。差等级相同的情况下，规定相同的标准公差。n基本尺寸基本尺寸 3150mm内，分成内，分成21个主段落。个主段落。n在相应的尺寸分段内，标准公差是按首

26、、尾两个尺寸的在相应的尺寸分段内，标准公差是按首、尾两个尺寸的几何平均值几何平均值来计算的。来计算的。3. 基本尺寸分段基本尺寸分段例：尺寸段例：尺寸段1018：4 .131810d4344例例2-1it6=10i10x1.3113.113mit7=16i16x1.3120.96 21 m基本尺寸为基本尺寸为30mm，求，求it6和和it7的标的标准公差值。准公差值。解：解： 30mm属于属于1830mm的尺寸分段的尺寸分段，mmd24.233018几何平均值：几何平均值：公差单位：公差单位：ddi001.045.03m31.124.23001.024.2345.034546标准公差标准公差（

27、p14表表2-5）的特点）的特点o it6it6可读作：标准公差可读作：标准公差6 6级或简称级或简称6 6级公差。级公差。o 同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差等级的高低而不同。等级的高低而不同。 公差等级公差等级，公差值，公差值o 同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小的不同应规同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小的不同应规定不同的标准公差值。定不同的标准公差值。 基本尺寸基本尺寸，公差值，公差值o 公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的加工难易程度。加工难易程度。o

28、标准公差的数值，一与公差等级有关，二为基本尺寸的标准公差的数值，一与公差等级有关，二为基本尺寸的函数。函数。472 23 3 基本偏差系列基本偏差系列o 基本偏差是基本偏差是靠近零线的那个偏差，用来确定公差带相对于靠近零线的那个偏差，用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。零线位置的上偏差或下偏差。o 各种位置的公差带与基准件将形成不同的配合，配合种类各种位置的公差带与基准件将形成不同的配合，配合种类的多少取决于基本偏差的数量。的多少取决于基本偏差的数量。o 国家标准对孔和轴分别规定了国家标准对孔和轴分别规定了2828个基本偏差个基本偏差。o 基本偏差的代号基本偏差的代号用拉丁字母表示，

29、大写字母代表孔，小写用拉丁字母表示，大写字母代表孔，小写字母代表轴。字母代表轴。2626个字母个字母i,l,o,q,w + i,l,o,q,w + cd,ef,fg,js,za,zb,zc.cd,ef,fg,js,za,zb,zc.o 基本偏差的数值基本偏差的数值按按表表2-62-6所列公式计算。这些公式是根据设所列公式计算。这些公式是根据设计要求、生产经验和科学试验，经数理统计分析得出。计要求、生产经验和科学试验，经数理统计分析得出。o h h和和h h的基本偏差为的基本偏差为0 0，h h为基准孔，为基准孔，h h为基准轴。为基准轴。o jsjs和和jsjs是对称分布，基本偏差为是对称分布

30、，基本偏差为+it/2+it/2或或-it/2-it/2，逐渐取代，逐渐取代近似对称的偏差近似对称的偏差j j和和j j。o 公差带的另一极限偏差由公差等级决定。公差带的另一极限偏差由公差等级决定。48在基轴制的情况下孔的在基轴制的情况下孔的28种基本偏差种基本偏差在基孔制的情况下轴的在基孔制的情况下轴的28种基本偏种基本偏差差基本偏差为下偏差基本偏差为下偏差ei基本偏差为上偏差基本偏差为上偏差es基本偏差为上偏差基本偏差为上偏差es基本偏差为下偏差基本偏差为下偏差ei4950一、轴的基本偏差一、轴的基本偏差是以是以基孔制配合基孔制配合为基础而制定的。为基础而制定的。51一、轴的基本偏差一、轴

31、的基本偏差uah：用于用于间隙配合间隙配合，基本偏差的绝对值等于，基本偏差的绝对值等于最小间隙；最小间隙；ujn：主要用于主要用于过渡配合过渡配合，保证孔轴配合时对，保证孔轴配合时对中，拆卸不困难；中，拆卸不困难；upzc：过盈配合：过盈配合，基本偏差为下偏差，保证，基本偏差为下偏差，保证足够连接强度，正常传递扭矩。足够连接强度，正常传递扭矩。按表计算后，轴的基本偏差值见按表计算后，轴的基本偏差值见p19表表27：gb/t1800.3-1998例如：查表求例如：查表求 50f6的上、下偏差。的上、下偏差。)(650025. 0041. 0fes=-25 m it6=16 m轴的另一个偏差计算：

32、轴的另一个偏差计算：es=ei+it, ei=es-it525354二、孔的基本偏差二、孔的基本偏差u 通用规则：通用规则：用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反。用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，而符号相反。 应用范围：应用范围：ah: ei= -es k.m.nit8、pzcit7: es= -eiu是以轴的基本偏差换算得来的。是以轴的基本偏差换算得来的。u换算的前提是：换算的前提是：保证按基轴制形成的配合和按基孔制形保证按基轴制形成的配合和按基孔制形成的成的同名配合同名配合性质相同性质相同。25f7/h6 与与25h7/f6 25h8/f8 与与 25f8/h8

33、55二、孔的基本偏差（续）二、孔的基本偏差（续）特殊规则：特殊规则：u 基本尺寸基本尺寸3500mm，标准公差等级低于，标准公差等级低于it8的的孔的基本偏差孔的基本偏差n,其数值其数值es=0;u 基本尺寸基本尺寸3500mm，且在公差等级，且在公差等级 it8的的k、m、n和公差等级和公差等级 it7的的pzc的的孔的基本孔的基本偏差和相应轴的基本偏差偏差和相应轴的基本偏差ei符号相反，而绝对值相差符号相反，而绝对值相差u 因为在较高公差等级中，孔比同级的轴加工困难，常采用孔比轴低一级相配合。因为在较高公差等级中，孔比同级的轴加工困难，常采用孔比轴低一级相配合。孔的基本偏差值见孔的基本偏差

34、值见p21表表28：gb/t1800.3-1998孔的另一个偏差计算：孔的另一个偏差计算：es=ei+it, ei=es-it例如：查表求例如：查表求 25p7的上、下偏差。的上、下偏差。)(725014. 0035. 0pes=-22+ =-22+8=-14 m it7=21 m565758例例2-2mditei6430246 . 1216 . 17)(6725077. 0064. 0021. 00 xh计算计算25h7/x6, 25x7/h6的基本偏差以的基本偏差以及两种配合的极限过盈。及两种配合的极限过盈。解：解： 由例由例2-1或或查表查表2-5 25it6=13 m 25it7=21

35、 mh是基准孔，其基本偏差是基准孔，其基本偏差ei=0h是基准轴，其基本偏差是基准轴，其基本偏差es=0查表查表2-6x是轴的基本偏差，查表是轴的基本偏差，查表2-6计算为：计算为：x是孔的基本偏差，利用特殊规则计算为：是孔的基本偏差，利用特殊规则计算为：mdites561321646 . 17两种配合的两种配合的极限偏差分极限偏差分别为：别为：)(67250013. 0056. 0077. 0hx59例例2-2)( 6725077. 0064. 0021. 00 xh计算计算25h7/x6, 25x7/h6的基本偏差以的基本偏差以及两种配合的极限过盈。及两种配合的极限过盈。)(6725001

36、3. 0056. 0077. 0hx0+-25孔孔+0.021轴轴+0.077+0.064过盈配合过盈配合max= ei-es = 0-(+0.077) = -0.077mmmin= es-ei = +0.021-(+0.064) = -0.043mm0+-25孔孔-0.013轴轴-0.056-0.077过盈配合过盈配合max= ei-es = -0.077-0 = -0.077mmmin= es-ei = -0.056-(-0.013) = -0.043mm60举例举例查表写出以下轴查表写出以下轴50f6, 108m6, 180p6的公差带的公差带,及孔及孔50h7,108m7,180p7的

37、公差带。的公差带。解：解： 查表查表2750f6 es=-0.025, it6=0.016, ei=-0.041108m6 ei=+0.013, it6=0.022, es=+0.035180p6 ei=+0.043, it6=0.025, es=+0.068)(650025. 0041. 0f)(6108035. 0013. 0m即即)(6180068. 0043. 0p查表查表2850h7 ei= 0, it7=0.025, es=+0.025108m7 es= 0, it7=0.035, ei=-0.035180p7 es=-0.028, it7=0.04, ei=-0.068)(750

38、025. 00h)(71080035. 0m即即)(7180028. 0068. 0p61作业作业p204 3622 24 4 标准公差带标准公差带1.公差及配合代号与标注公差及配合代号与标注（1）公差带代号）公差带代号基本偏差代号公差等级代号基本偏差代号公差等级代号如如h7，h6，m8，d9等等标注：可以标注极限偏差，也可以标注尺寸公差带代号或两者都标注。标注：可以标注极限偏差，也可以标注尺寸公差带代号或两者都标注。（2）配合代号）配合代号由相互配合的孔轴公差带以分数形由相互配合的孔轴公差带以分数形式组成，孔公差带为分子，轴公差式组成，孔公差带为分子，轴公差带为分母。带为分母。632.标准公

39、差带标准公差带图图2-10 2-10 基本尺寸至基本尺寸至500mm500mm的孔的标准公差带（的孔的标准公差带（202202种）种）图图2-11 2-11 基本尺寸大于基本尺寸大于500mm500mm至至3150mm3150mm的孔的标准公差带（的孔的标准公差带（8282种）种）图图2-12 2-12 基本尺寸至基本尺寸至500mm500mm的轴的标准公差带（的轴的标准公差带（204204种）种）图图2-13 2-13 基本尺寸大于基本尺寸大于500mm500mm至至3150mm3150mm的轴的标准公差带（的轴的标准公差带（7979种）种）u按国标提供的标准公差（按国标提供的标准公差（20

40、等级）和基本偏差（等级）和基本偏差（28种），可以组成种），可以组成543个孔公差带和个孔公差带和544个轴公差带。这个轴公差带。这么庞大和繁杂的公差带全部使用将不利于生产。么庞大和繁杂的公差带全部使用将不利于生产。ugb/t 1800.4-1999对公差带进行了规定：对公差带进行了规定：64656667683.一般、常用、优先公差带和配合一般、常用、优先公差带和配合u标准公差带种数仍然太多，对生产不利。标准公差带种数仍然太多，对生产不利。u为尽可能减少零件、定值刀、量具和工艺装备的品种，降为尽可能减少零件、定值刀、量具和工艺装备的品种，降低生产成本，低生产成本， gb/t 1801.4-19

41、99对尺寸对尺寸 500mm轴孔公差带又做了进一步规定：轴孔公差带又做了进一步规定：69图图2-14 一般、常用和优先的轴公差带一般、常用和优先的轴公差带一般：一般：116常用：常用：59优先：优先：1370图图2-15 一般、常用和优先的孔公差一般、常用和优先的孔公差带带一般：一般：105常用：常用：44优先：优先：1371表表2-10 基孔制常用、优先配基孔制常用、优先配合合常用常用59、优先、优先13 种，轴的标准公差种，轴的标准公差it7，与低一级的孔相配合，其余同，与低一级的孔相配合，其余同级级72表表2-11 基轴制常用、优先配合基轴制常用、优先配合常用常用47、优先、优先13 种

42、，孔的标准公差种，孔的标准公差it7、8，与高一级的相配轴合，与高一级的相配轴合732 25 5 尺寸精度及配合的设计尺寸精度及配合的设计内容：内容：确定确定基准制、公差等级、配合种类基准制、公差等级、配合种类。原则：原则：既要保证机械产品的性能优良，同时兼顾制造上的既要保证机械产品的性能优良，同时兼顾制造上的经济可行。经济可行。一、基准制的选用一、基准制的选用u基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足基孔制和基轴制是两种平行的配合制。基孔制配合能满足要求的，用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能满足要求的，用同一偏差代号按基轴制形成的配合，也能满足使用要求。如使用要求。如h7/k6

43、与与k7/h6配合性质基本相同，称为同名配合性质基本相同，称为同名配合。配合。u基准制的选用主要根据加工工艺、结构及经济性来选择。基准制的选用主要根据加工工艺、结构及经济性来选择。74一、基准制的选用一、基准制的选用1.1.一般情况下，应一般情况下，应优先选用基孔制优先选用基孔制。因为孔加工较轴。因为孔加工较轴困难，减少孔加工用的定尺寸刀、量具。困难，减少孔加工用的定尺寸刀、量具。 基轴制仅用于有明显经济效果的情况。基轴制仅用于有明显经济效果的情况。用冷拉钢材作轴，外圆不经加工。用冷拉钢材作轴，外圆不经加工。在同一基本尺寸的轴上，需装上不同配合的零件。在同一基本尺寸的轴上，需装上不同配合的零件

44、。752.与标准件配合时，依标准件而选。与标准件配合时，依标准件而选。3.3.在实际生产中，由于结构或某些特殊需要，允许采用非基准制在实际生产中，由于结构或某些特殊需要，允许采用非基准制配合。当机构中出现一个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）配合。当机构中出现一个非基准孔（轴）和两个以上的轴（孔）配合时，其中肯定有一个非配合制配合。配合时，其中肯定有一个非配合制配合。例如：滚动轴承例如：滚动轴承内圈与轴颈配合：基孔制内圈与轴颈配合：基孔制外圈与外壳孔配合：基轴制外圈与外壳孔配合：基轴制76实质：实质：确定尺寸的制造精度，与加工难易程度、加工成本和确定尺寸的制造精度，与加工难易程度、加工成本和零

45、件的工作质量有关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一零件的工作质量有关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。二、公差等级的选用二、公差等级的选用选用的基本原则：选用的基本原则：u保证产品质量条件下，尽可保证产品质量条件下，尽可能选择较低的精度等级。能选择较低的精度等级。选用的方法：选用的方法：一般采用一般采用类比法。已知配合要求的类比法。已知配合要求的也可采用计算法。也可采用计算法。77选用时的一般原则：选用时的一般原则：1.应遵循应遵循工艺等价工艺等价的原则，即相互结合的零件，其加工难易程的原则，即相互结合的零件，

46、其加工难易程度应基本相当。度应基本相当。u 尺寸尺寸 500mm，公差等级高于，公差等级高于it8时，推荐孔比轴低一时，推荐孔比轴低一级。例如级。例如h8/m7、k7/h6等；等；u 尺寸尺寸 500mm，公差等级低于，公差等级低于it8时，推荐孔与轴同级。时，推荐孔与轴同级。例如例如h9/h9、d9/h9等；等；u 公差等级公差等级it8为临界值，孔与轴可同级，也可孔比轴低为临界值，孔与轴可同级，也可孔比轴低一级。例如一级。例如h8/f8、h8/k7等；等；u 尺寸尺寸500mm，一般采用孔轴同级配合。，一般采用孔轴同级配合。78选用时的一般原则：选用时的一般原则：2. 相配合的零部件精度应

47、相匹配。相配合的零部件精度应相匹配。如：与齿轮孔相配合的轴的精度受齿轮精度制约；与滚动如：与齿轮孔相配合的轴的精度受齿轮精度制约；与滚动轴承相配合的外壳孔和轴的精度应与滚动轴承精度相轴承相配合的外壳孔和轴的精度应与滚动轴承精度相匹配。匹配。3.过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低，过盈、过渡和较紧的间隙配合，精度等级不能太低，一般孔一般孔 it8，轴，轴 it7。4.非基准制的配合中，当配合精度要求不高，为降低非基准制的配合中，当配合精度要求不高，为降低成本，允许配合零件公差等级相差成本，允许配合零件公差等级相差23级。级。79公差等级的应用范围公差等级的应用范围80各种加工方法的合理

48、加工精度各种加工方法的合理加工精度81三、配合的选用三、配合的选用主要就是根据零件的使用要求，确定主要就是根据零件的使用要求，确定配合类型配合类型，确定与基准，确定与基准件相配的孔、轴的件相配的孔、轴的基本偏差代号，基本偏差代号，确定基准件及配合件的确定基准件及配合件的公公差等级差等级。优先优先 常用常用 一般一般 合用合用基本方法：基本方法：计算法、试验法和类比法三种。计算法、试验法和类比法三种。1. 计算法计算法n 根据一定的理论和公式，计算出所需的间隙或过盈。根据一定的理论和公式，计算出所需的间隙或过盈。n 根据公式计算可以求出为满足机械零件功能要求的间隙或过根据公式计算可以求出为满足机

49、械零件功能要求的间隙或过盈的极限值，根据这些数值便可选择最接近的配合种类。盈的极限值，根据这些数值便可选择最接近的配合种类。n 必要时，再根据所选配合的间隙或过盈的极限值，用上述公必要时，再根据所选配合的间隙或过盈的极限值，用上述公式校核，看最后结果是否满足其功能要求。式校核，看最后结果是否满足其功能要求。822. 试验法试验法n 对产品性能影响大的一些配合，往往需用试验法来确定机对产品性能影响大的一些配合，往往需用试验法来确定机器工作性能的最佳间隙或过盈。器工作性能的最佳间隙或过盈。n 试验法比较可靠，但进行大量试验成本较高。试验法比较可靠，但进行大量试验成本较高。3. 类比法类比法n 类比

50、法是按同类机器或机构中，经过生产实践验证的已用类比法是按同类机器或机构中，经过生产实践验证的已用配合的实用情况，再考虑所设计机器的使用条件，确定需配合的实用情况，再考虑所设计机器的使用条件，确定需要的配合。要的配合。n 生产实践中，广泛应用的选择配合的方法是类比法。掌握生产实践中，广泛应用的选择配合的方法是类比法。掌握这种方法首先必须分析机器或机构的功用、工作条件及技这种方法首先必须分析机器或机构的功用、工作条件及技术要求，进而研究结合性的使用要求，其次要了解各种配术要求，进而研究结合性的使用要求，其次要了解各种配合的特性和应用。合的特性和应用。831）分析零件的工作条件及使用要求）分析零件的

51、工作条件及使用要求n工作时结合件的相对位置状态：运动速度、运动方向、工作时结合件的相对位置状态：运动速度、运动方向、停歇时间、运动精度等；停歇时间、运动精度等；n承受负荷情况；润滑条件；温度变化；承受负荷情况；润滑条件；温度变化；n配合的重要性；装卸条件；材料的物理机械性能配合的重要性；装卸条件；材料的物理机械性能3. 类比法类比法84表表212 工作情况对过盈或间隙的影响工作情况对过盈或间隙的影响85n间隙配合间隙配合有有ah（ah）共共11种。特点：利用间隙贮存润种。特点：利用间隙贮存润滑油及补偿温度变形、安装误差、弹性变形等所引起的误差。滑油及补偿温度变形、安装误差、弹性变形等所引起的误

52、差。生产中应用广泛，不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传生产中应用广泛，不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传递力矩。不同基本偏差代号与基准孔（或基准轴）分别形成不递力矩。不同基本偏差代号与基准孔（或基准轴）分别形成不同间隙的配合。主要依据变形、误差需要补偿间隙的大小、相同间隙的配合。主要依据变形、误差需要补偿间隙的大小、相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。n过渡配合过渡配合有有jsn（jsn）4种。特点：定心精度高且可拆种。特点：定心精度高且可拆卸。也可加键、销紧固件后用于传递力矩，主要根据机构受力卸。也可加键、销紧固件后用于传递力矩，主要根据机构

53、受力情况、定心精度和要求装拆次数来考虑基本偏差的选择。定心情况、定心精度和要求装拆次数来考虑基本偏差的选择。定心要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差，如要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差，如n(n),反之应选较松的配合，如反之应选较松的配合，如:k(k)或或js(js)。2）了解各类配合的特性和应用）了解各类配合的特性和应用86n过盈配合过盈配合有有pzc（pzc）13种。特点：由于有过盈，种。特点：由于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，产生弹性变装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，用以传递形，在结合

54、面上产生一定的正压力和摩擦力，用以传递力矩和紧固零件。选择过盈配合时，如不加键、销等紧力矩和紧固零件。选择过盈配合时，如不加键、销等紧固件，则最小过盈应能保证传递所需的力矩，最大过盈固件，则最小过盈应能保证传递所需的力矩，最大过盈应不使材料破坏，故配合公差不能太大，所以公差等级应不使材料破坏，故配合公差不能太大，所以公差等级一般为一般为it5it7。基本偏差根据最小过盈量及结合件。基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。的标准来选取。87表表2 213 13 轴的基本偏差选用说明轴的基本偏差选用说明（对孔也适用）（对孔也适用）88表表2 213 13 轴的基本偏差选用说明（续）轴的基本偏差

55、选用说明（续）（对孔也适用）（对孔也适用）89表表2 213 13 轴的基本偏差选用说明（续）轴的基本偏差选用说明（续）（对孔也适用）（对孔也适用）90表表2 213 13 轴的基本偏差选用说明（续）轴的基本偏差选用说明（续）（对孔也适用）（对孔也适用）91表表2 214 14 优先配合选用说明优先配合选用说明92表表2 214 14 优先配合选用说明（续）优先配合选用说明（续）93例例2-3 设有基本尺寸为设有基本尺寸为30mm的孔、轴的孔、轴配合，要求保证间隙在配合，要求保证间隙在+20+76m之间，试从国家标准中确定之间，试从国家标准中确定孔、轴的公差带与配合的代孔、轴的公差带与配合的代号。希望采用基孔制。号。希望采用基孔制。解：解：(1)选择基准制选择基准制。按要求选择基孔制，孔的基本偏差代。按要求选择基孔制，孔的基本偏差代号为号为h，ei=0。msstttddf562076minmax(2)确定公差等级确定公差等级。假设孔、轴同级，假设孔、轴同级，tdtdtf