孔、轴尺寸公差与配合课件

二00五年九月《互换性与测量技术实践》InterchangeabilityandMeasurementTechnicalPractice课程概述互换性技术检测技术理论考核2009.9.24下午12:30-13:30实践考、答辩2009.9.25成绩组成日程安排（2009.9.14～2009.9.25）课程主要内容成绩实践报告理论考核实践考核答辩比例（%）30303010孔、轴尺寸公差与配合二00五年九月《互换性与测量技术实践》模块一二00五年九月互换性概述互换性概述压缩机曲轴零件图：互换性概述互换性概述研究对象机械零部件的互换性（几何精度设计）检测技术要求基本理论–搞懂

概念–清楚基本知识–掌握查表–熟练基本技能–会用配合选用–合理互换性概述课程特点标准多、概念多、符号多

指同一规格的一批零、部件，不经任何选择、修配或调整，装到机器上，能满足预定使用性能要求的特性。

同一规格不挑选满足功能什么是互换性

完全互换（外互换）不完全互换（内互换）互换性的种类实现互换性的必要条件

制定和贯彻公差标准，采用相应的检测技术是实现互换性的必要条件。互换性概述极限与配合的基本术语和定义有关孔和轴的定义有关尺寸的术语及定义有关公差和偏差的术语及定义有关配合的的术语及定义配合的选用基准制（配合制）标准公差系列基本偏差系列互换性概述模块一：主要内容

产品几何技术规范（GPS）极限与配合基础第1部分：公差、偏差和配合的基础GB/T1800.1-2009

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/T1800.2-2009GB/T1804-2000模块一孔、轴尺寸公差与配合-国家标准《一般公差-线性尺寸未注公差》有关尺寸的术语及定义尺寸：以特定单位表示线性尺寸值的数值。实际尺寸：测量得到的尺寸。孔用Da、轴用da表示。实际尺寸可能是局部的，实际尺寸并非是零件的真值。基本尺寸：设计得到的尺寸。孔用D、轴用d表示。极限尺寸：尺寸的两个极端。孔最大极限尺寸：Dmax孔最小极限尺寸：Dmin轴最大极限尺寸：dmax轴最小极限尺寸：dmin基本术语和定义孔为包容面，轴为被包容面

GB/T1800.1-2009有关偏差与公差的术语及定义尺寸公差：允许尺寸的变动量。孔的公差：TD=Dmax

–Dmin=ES-EI轴的公差：Td=dmax

–

dmin=es-ei尺寸公差带图：Φ30+0.0330-0.02-0.041

TDTd+0-基本术语和定义配合的术语及定义配合：是指基本尺寸相同的一批相互结合的孔和轴公差带之间的关系。间隙与过盈：孔的尺寸与相配合的轴的尺寸之差为正，称间隙（X0）。孔的尺寸与相配合的轴的尺寸之差为负，称过盈（Y0）D（d）YmaxYminESeseiTDTdEID（d）XmaxXminESeseiTdTDEI间隙配合过盈配合过渡配合

基本术语和定义间隙配合：孔的尺寸与相配合的轴的尺寸之差为正（X0）。D（d）XmaxXminESeseiTdTDEID（d）XmaxXmin=0TdTD最大间隙：Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最小间隙：

Xmin=Dmin－dmax=EI－es平均间隙：基本术语和定义过渡配合：孔轴的公差带交叠，可能具有间隙或过盈的配合。YmaxXmanTDTd最大间隙：Xmax=Dmax－dmin=ES－ei最大过盈：

Ymax=Dmin－dmax=EI－es平均间隙(过盈)：YmaxXmanTDTdYmaxXmanTDTd基本术语和定义配合公差：允许间隙或过盈的变动量。间隙配合：Tf=Xmax-Xmin=TD+Td过盈配合：过渡配合：Tf=Ymax-Ymin=TD+TdTf=Xmax-Ymax=TD+Td基本术语和定义孔公差：TD=|ES－EI|轴公差：Td=|es－ei|配合公差：Tf=|Xmax–Ymax|=TD+Td

Xmax=ES－eiXmin=EI－es常用计算公式间隙配合：过盈配合：过渡配合：Ymin=ES－eiYmax=EI－es

Xmax=ES－eiYmax=EI－es配合公差：Tf=|Xmax–Xmin|=TD+Td配合公差：Tf=|Ymin–Ymax|=TD+Td配合制

基轴制配合：

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各种配合的一种制度。基准轴：hes=0基孔制和基轴制配合是两种等效的基准制，一般在基孔制中规定的配合基轴制中也有。基本术语和定义标准公差系列标准公差标准公差等级数值标准公差因子公差等级系数基本尺寸分段

在基本尺寸至500mm内规定了20个公差等级，用IT01、IT0、IT1、IT2……IT17、IT18表示。数值：标准公差等级：标准公差系列GB/T1800.2-2009公差等级系数标准公差因子1、基本偏差系列代号及其特点轴：26个字母-5（i，l，o，q，w）+7（cd,ef,fg,js,za,zb,zc)孔：26个字母-5（I，L，O，Q，W）+7（CD，EF，FG，JS，ZA，ZB，ZC）基本偏差系列中只给出了公差带一端的界限，而公差带另一端的界限将取决于公差带的标准公差等级和基本偏差的组合。孔、轴任何一个公差带都是用基本偏差代号和标准公差等级数字表示。基本偏差系列轴a~h：基本偏差=es（-、0）

k~zc：基本偏差=ei（+）

h(基准轴）：基本偏差es=0孔A~H：基本偏差=EI（+、0）K~ZC：基本偏差=ES（-）H(基准孔）：基本偏差EI=0

JS和js的公差带完全对称于零线轴：es=IT/2ei=-IT/2孔：ES=IT/2EI=-IT/2

基本偏差系列当IT（7~11）公差值为奇数时，基本偏差值应减去1再除2。2、轴的基本偏差的确定(表3.4P44）轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础。a~h:间隙配合(es)a,b,c:大间隙热动配合d,e,f：用于转动配合

g,h:滑动配合js-n:过渡配合(ei)对中、定位配合p-zc：过盈配合(ei)传递扭矩当轴的基本偏差的确定后，另一个极限偏差按下式计算：

es=ei+Td或ei=es-Td基本偏差系列1、公差（公差等级）2、基本偏差（代号）3、按当es=ei+Td或ei=es-Td确定另一个极限偏差例2、确定Φ20p6的极限偏差解：由表得IT6=13μm

由表得ei=+22μmes=ei+Td=+35

μm例1、确定Φ20h6的极限偏差解：由表得IT6=13μm

由表得es=0μmei=es-Td=-13μm»Φ20+0.035+0.022»Φ200-0.013基本偏差系列3、孔的基本偏差的确定(表3.5P46）孔的基本偏差数值是以基轴制配合为基础。一般：EI=-es；ES=-eiES=-ei+ΔΔ=ITn-ITn-1ITn：孔的标准公差ITn-1：轴的标准公差

基本偏差系列当孔的基本偏差确定后，另一个极限偏差按下式计算：

ES=EI+TD

或EI=ES-TD当：公差等级≤IT8的K、M、N；公差等级≤IT7的P-ZC例2、确定孔Φ20P7的极限偏差解：由表得IT7=21μm

由表得ES=-ei+Δ=-22+8=-14μmEI=ES-TD=-35

μm例1、确定孔Φ20H7的极限偏差解：由表得IT7=21μm

由表得EI=0μmES=EI+TD=+21μm»Φ20-0.014-0.035»Φ20+0.0210基本偏差系列当：公差等级≤IT8的K、M、N；公差等级≤IT7的P-ZCES=-ei+Δ1、公差（公差等级）2、基本偏差（代号）3、按当ES=EI+TD或EI=ES-TD确定另一个极限偏差例：试用查表法确定Φ20H7/p6和Φ20P7/h6的孔和轴极限偏差，计算极限过盈，画出公差带图。Φ20H7p6+0.0210+0.035+0.022（）（）Φ20P7h6-0.014-0.0350-0.013（）（）-35-14-13+22+0-+35+21Φ20mm基本偏差系列Φ50H7Φ50g6Φ50()+0.0250Φ50()-0.009-0.025Φ50()+0.0250Φ50H7()+0.0250Φ50g6()-0.009-0.025H7Φ50g6孔、轴尺寸公差与配合-图纸上的标注孔公差带代号轴公差带代号配合代号

1、线性尺寸的未注公差（一般公差）定义：在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可达到的公差主要用于精度较低的非配合尺寸。2、线性尺寸的一般公差的公差等级(表3.13P62）

f---精密级（IT12）m---中等级（IT14）

c---粗糙级（IT16）v---最粗级（IT17）3、线性尺寸的一般公差的极限偏差不论孔、轴还是长度一律采用对称分布。4、线性尺寸的一般公差的标注一般只标注基本尺寸，不注极限偏差。Φ25GB/T1804-m未注公差（一般公差）GB/T1804-2000配合的选用-配合制、公差等级、配合的选择

一般情况下应优先选用基孔制配合特殊情况下选用基轴制配合农业机械和纺织机械加工小尺寸当一根轴与基本尺寸相同的几个零件孔相配合，且配合性质不同配合制的选用

与标准件配合，特殊情况下选用基轴制配合为满足特殊配合要求，可采用任一孔、轴公差带组成配合配合的选用-配合制的选择配合的选用-公差等级的选择公差等级过低，产品质量得不到保证，公差等级过高，制造成本增加。选用标准公差等级的原则：在满足使用要求的前提下，考虑工艺的可能性，尽量选用精度较低的公差等级。公差等级的选择配合的选用-公差等级的选择孔和轴的工艺等价：指孔和轴加工难易程度相同选用标准公差等级的方法：类比法、计算法配合类别孔公差等级轴应选的公差等级实例间隙配合过渡配合≤IT8轴比孔高一级>IT8轴、孔同级过盈配合≤IT7轴比孔高一级>IT7轴、孔同级类比法标准公差等级应用范围（表3.6P52）配合的选用-公差等级的选择-类比法（应用示例）公差等级应用5级主要用在配合精度，形位精度要求较高的地方，一般在机床、发动机、仪表等重要部位应用。如：与4级滚动轴承配合的箱体孔；与5级滚动轴承配合的机床主轴，机床尾架与套筒，精密机械及高速机械中的轴径，精密丝杆轴径等。6级用于配合性质均匀性要求较高的地方。如：与5级滚动轴承配合的孔、轴颈；与齿轮、蜗轮、联轴器、带轮、凸轮等连接的轴径，机床丝杠轴径；摇臂钻立柱；机床夹具中导向件外径尺寸；6级精度齿轮的基准孔，7、8级精度齿轮的基准轴径。7级在一般机械制造中应用较为普遍。如：联轴器、带轮、凸轮等孔径；机床夹盘座孔；夹具中固定钻套、可换钻套；7、8级齿轮基准孔，9、10级齿轮基准轴。8级在机器制造中属于中等精度。如：轴承座衬套沿宽度方向尺寸，低精度齿轮基准孔与基准轴；通用机械中与滑动轴承配合的轴颈；也用于重型机械或农业机械中某些较重要的零件。910级级精度要求一般。如机械制造中轴套外径与孔；操作件与轴；键与键槽等零件。11级12级精度较低，适用于基本上没有什么配合要求的埸合。如：机床上法兰盘与止口；滑块与滑移齿轮；加工中工序间尺寸；冲压加工的配合件等。配合的选用-公差等级的选择已知某配合的间隙或过盈，可确定孔和轴的公差等级。实例1：已知：某配合基本尺寸为ф10mm，允许的间隙变动量为：Xmax=+38m,Xmin=+13m，试选择孔和轴的公差等级。

解：Tf=|Xmax-Xmin|=|+38-13|=25mTf=TD+Td=25m查表得：IT5=6m,IT6=9mIT7=15m，IT8=22mIT6+IT7=15+9=24<25而且最接近25m∴选孔为7级，轴为6级Td=9m，TD=15m计算法配合的选用-配合的选择（非基准件的基本偏差代号-配合公差代号）配合的选择配合的选择就是根据所选部位松紧程度的要求，确定非基准件的基本偏差代号，尽可能地选用优先配合，其次考虑常用配合，然后是一般配合

。一般、常用、优先公差带的配合（P55-57）常用基孔制配合一般用途轴公差带基轴制优先44（方框）10159（方框）13（圆圈）13（圆圈）116594713（黑）13（黑）孔公差带配合选择的步骤（配合类别的选择、配合种类的选择）配合的选用-配合的选择（非基准件的基本偏差代号-配合公差代号）基孔制(H)基轴制(h)基本偏差代号基本偏差基本偏差代号基本偏差间隙配合a～hesA～

HEI过渡配合j～neiJ～

NES过盈配合p～zceiP～

ZCES配合类别配合种类a~h:间隙配合(es)a,b,c:大间隙热动配合d,e,f：用于转动配合

g,h:滑动配合js-n:过渡配合(ei)对中、定位配合p-zc：过盈配合(ei)传递扭矩配合选择的步骤（配合类别的选择、配合种类的选择）配合的选用-配合的选择（非基准件的基本偏差代号-配合公差代号）配合选择的步骤（配合类别的选择、配合种类的选择）配合的选用-配合的选择（非基准件的基本偏差代号-配合公差代号）有相对运动转动或转动与移动复合运动基本偏差为A～F（a～f）的间隙配合只有移动基本偏差为H（h）、G（g）的间隙配合无相对运动要传递转矩要精确同轴传递较大扭矩，不拆卸过盈配合传递一定扭矩，可拆卸过渡配合或H（h）的间隙配合需要加键不要求精确同轴间隙配合不要传递转矩（定位、对中）过渡配合或小过盈配合配合类别的选择配合的选用-配合的选择（非基准件的基本偏差代号-配合公差代号）配合种类的选择基本方法：计算法、试验法、类比法计算法根据配合部位的使用要求和工作条件，按一定理论建立极限间隙或极限过盈的计算公式。试验法：对于特别重要的配合，需要做专门的模拟试验，确定配合代号，这种方法较为可靠，但成本较高，一般用于大量生产的产品的关键配合。类比法：在对机械设备上现有的行之有效的一些配合有充分了解的基础上，用参照类比的方法确定配合，这是目前选择配合的主要方法。用类比法选择配合，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3.10-3.11P59）配合的选用-配合的选择（配合公差代号）

计算法确定配合种类的步骤：1、确定基准制：基孔制：EI=0基本偏差代号H；基轴制：es=0基本偏差代号h;2、确定公差等级Tf=Xmax(Ymin)-Xmin(Ymax)根据（表3.2）确定TD

和Td,计算Tf=TD+Td

使Tf≤Tf

3、确定基准件的公差带（画公差带图）4、确定非基准件的基本偏差和公差带（画公差带图）5、验算，孔公差：TD=|ES－EI|轴公差：Td=|es－ei|配合公差：Tf=|Xmax–Ymax|=TD+Td

Xmax=ES－eiXmin=EI－es配合的选用-配合选择常用计算公式间隙配合：过盈配合：过渡配合：Ymin=ES－eiYmax=EI－es

Xmax=ES－eiYmax=EI－es配合公差：Tf=|Xmax–Xmin|=TD+Td配合公差：Tf=|Ymin–Ymax|=TD+Td配合的选用-配合的选择

基孔制：（EI=0)

轴a~h（间隙配合)：基本偏差=es

Xmin=EI-es≥[Xmin]k~n（过渡配合):基本偏差=ei

Xmax=ES-ei≤[Xmax]

p~zc(过盈配合)：基本偏差=ei

Ymin=ES-ei≤[Ymin]基轴制：（es=0)

孔A~H:(间隙配合）：基本偏差=EIXmin=EI-es≥[Xmin]K~N：(过渡配合)：基本偏差=ESXmax=ES-ei≤[Xmax]P~ZC：(过盈配合）：基本偏差=ESYmin=ES-ei≤[Ymin]例1：某配合的基本尺寸为φ40mm，要求间隙在+20-+90μm之间，若决定采用基孔制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。例1：某配合的基本尺寸为φ40mm，要求间隙在22-66μm之间，若决定采用基孔制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。解:(1)确定基准制选择基孔制，EI=0基本偏差代号：H[Tf]

=|Xmax-Xmin|=|+66-22|=44m查表3.2得：IT6=16mIT7=25m,IT6+IT7=16+25=41<44，满足使用要求。所以，选孔为7级，轴为6级，Td=16m，TD=25m

(3)确定孔的公差带代号：40H7，ES=EI+Td=25m孔公差带40H7

(2)确定孔、轴的公差等级例1：某配合的基本尺寸为φ40mm，要求间隙在22-66μm之间，若决定采用基孔制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。(4)确定轴的基本偏差代号：es

Xmin=EI-es=0-es≥+22,es≤-22m,

查表3.4得，轴的基本偏差代号为f,es=-25m，轴的公差带代号为f6:公差带40f6而Td=16m，所以ei=es-Td=-25-16=-41m

(5)验算：Xmax=ES-ei=+25-(-41)=+66m≤

+66mXmin=EI-es=0-(-25)=+25m>+22m

（间隙在+22~+66m之间，符合给定要求）配合代号为：40H7/f6属于常用配合例1：某配合的基本尺寸为φ40mm，要求间隙在22-66μm之间，若决定采用基轴制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。解:(1)确定基准制选择基轴制，es=0基本偏差代号：h

[Tf]

=|Xmax-Xmin|=|+66-22|=44m查表3.2得：IT6=16mIT7=25m,IT6+IT7=16+25=41<44，满足使用要求。所以，选孔为7级，轴为6级，Td=16m，TD=25m

(3)确定轴的公差带代号：h7，ei=es-Td=-16m

公差带40h7(2)确定孔、轴的公差等级例1：某配合的基本尺寸为φ40mm，要求间隙在22-66μm之间，若决定采用基轴制配合，试确定孔和轴的公差等级和配合种类，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。(4)确定孔的基本偏差代号：EI

Xmin=EI-es=EI-0≥+22,EI≥22m,

查表3.5得，轴的基本偏差代号为F,EI=+25m，

轴的公差带代号为F7:公差带40F7

而TD=25m，所以ES=EI+Td=+25+25=+50m(5)验算：Xmax=ES-ei=+50-(-16)=+66m≤

+66mXmin=EI-es=+25-0=+25m>+22m

（间隙在+22~+66m之间，符合给定要求）配合的代号为：40F7/h6属于常用配合

(2)确定孔、轴的公差等级例2：有一基本尺寸为φ60的配合，经计算为了保证连接可靠，其最小过盈为-20μm，为了保证装配后孔不发生塑性变形，其最大过盈为-55μm。若决定采用基孔制配合，试确定此配合孔、轴公差带和配合代号，画出尺寸公差带图，并指出是否属于优先或常用配合。解:(1)确定基准制选择基孔制，EI=0基本偏差代号：H

[Tf]

=|Ymax-Ymin|=|-55-（-20）|=35m查表3.2得：IT6=19mIT5=13m,IT6+IT7=19+13=32<35，满足使用要求。所以，选孔为6级，轴为5级，Td=13m，TD=19m(3)确定轴的公差带代号：H6，ES=EI+TD=19m公差带60H6例2：有一基本尺寸为φ60的配合，经计算为了保证连接可靠，其最小过盈为-20μm，为了保证装配后孔不发生塑性变形，其最大过盈为-55μ