、公差與配合的概念

（一）零件的互換性

在成批生產(chǎn)進(jìn)行機(jī)器裝配時(shí)，要求一批相配合的零件只要按零件圖要求加工出來(lái)，不經(jīng)任何選擇或修配，任取一對(duì)裝配起來(lái),就能達(dá)到設(shè)計(jì)的工作性能要求，零件間的這種性質(zhì)稱為互換性。零件具有互換性，可給機(jī)器裝配、修理帶來(lái)方便，也為機(jī)器的現(xiàn)代化大生產(chǎn)提供了可性。

（二）公差的有關(guān)術(shù)語(yǔ)

零件在加工過(guò)程中，足球機(jī)床精度、刀具磨損、測(cè)量誤差等的影響，不可能把零件的尺寸加工得絕對(duì)準(zhǔn)確。為了保證互換性，必須將零件尺寸的加工誤差限制在一定范圍內(nèi)，為例，說(shuō)明公差的有關(guān)術(shù)語(yǔ)（軸，類同）。

1、基本尺寸

根據(jù)零件的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)時(shí)確定的尺寸。其數(shù)值應(yīng)優(yōu)先用標(biāo)準(zhǔn)直徑或標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。

2、實(shí)際尺寸

通過(guò)測(cè)量所得到的尺寸。

3、極限尺寸

允許尺寸變動(dòng)的兩個(gè)界限值。它是以基本尺寸為基數(shù)來(lái)確定的。兩個(gè)界限值中較大的一個(gè)稱為最大極限尺寸；較小的一個(gè)稱為最小極限尺寸。

4、尺寸偏差（簡(jiǎn)稱偏差）

某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。尺寸偏差有：

上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸

下偏差=最小極限尺寸—基本尺寸

上、下偏差統(tǒng)稱為極限偏差，上、下偏差可以是正值、負(fù)值或零。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：孔的上偏差代號(hào)為ES，孔的下偏差代號(hào)為EI；軸的上偏差代號(hào)為es,軸的下偏差代號(hào)為ei.

5、尺寸公差（簡(jiǎn)稱公差）

允許尺寸的變動(dòng)量。

尺寸公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸=上偏差—下偏差

因?yàn)樽畲髽O限尺寸總是大于最小極限尺寸，亦即上偏差總是大于下偏差，所以尺寸公差一定為正值。

如圖１a所示的孔徑：

基本尺寸＝?30

最大極限尺寸＝?30.010

最小極限尺寸= ?29.990

上偏差ES=最大極限尺寸—基本尺寸

=30.010-30=+0。010

下偏差EI=最小極限尺寸—基本尺寸

=29.990-30=-0.010

公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸

=3。010-29.990=0.020

=ES-EI=+0.010-（-0.010）=0.020

如果實(shí)際尺寸在?30.010與?29.990這間，即為合格。

6、零線、公關(guān)帶和公差帶圖

如圖1b所示，零線是在公差帶圖中用以確定偏差的一條基準(zhǔn)線，即零偏差線。通常零線表示基本尺寸。在零線左端標(biāo)上“0”“+”、“—”號(hào)，零線上方偏差為正；零線下方偏差為負(fù)。公差帶是由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個(gè)區(qū)域，公差帶的區(qū)域?qū)挾群臀恢檬菢?gòu)成公差帶的兩個(gè)要素。為了簡(jiǎn)便地說(shuō)明上述術(shù)語(yǔ)及其相互關(guān)系，在實(shí)用中一般以公差帶圖表示。公差帶圖是以放大圖形式畫(huà)出方框的，注出零線，方框?qū)挾缺硎竟罟钪荡笮?，方框的左右長(zhǎng)度可根據(jù)需要任意確定。為區(qū)別軸和孔的公差帶，一般用斜線表示孔的公差帶；用加點(diǎn)表示軸的公差。

7、標(biāo)準(zhǔn)公差與標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)

標(biāo)準(zhǔn)公差是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所列的以確定公差帶大小的任一公差。標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)是確定尺寸精確程度的等級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)公差分20個(gè)等級(jí)，即IT01、IT0、IT1、IT—18，表示標(biāo)準(zhǔn)公差，阿拉伯?dāng)?shù)字表示標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)，其中IT01級(jí)最高，等級(jí)依次降低，IT18級(jí)最低。對(duì)于一定的基本尺寸，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)愈高，標(biāo)準(zhǔn)公差值愈小，尺寸的精確程度愈高。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將500mm以內(nèi)的基本尺寸范圍分成13段，按不同的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)列出了各段基本尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差值，見(jiàn)表

8、基本偏差

用以確定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零線的那個(gè)偏差，如圖2所示，當(dāng)公差帶位于零線上方時(shí)，其基本偏差為下偏差，當(dāng)公差帶位于零線下方時(shí)，其基本偏差為上偏差。

根據(jù)實(shí)際需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)孔和軸各規(guī)定了28個(gè)不同的基本偏差，如圖3所示?？?、軸的基本偏差數(shù)值可從有關(guān)表中查出。從圖3中可知：

（1）基本偏差代號(hào)用拉丁字母表示，大寫字母表示的基本偏差代號(hào)，小寫字母表示軸的基本偏差代號(hào)。由于圖中用基本偏差只表示公差帶大小，故公差帶一端畫(huà)成開(kāi)口。

（2）本偏差從A—H為下偏差，J—ZC為上偏差，JS的上下偏差分別為+IT/2和--—IT/2。

（3）軸的基本偏差從a—h為上偏差，j—zc為下偏差，js的上下偏差分別為+IT/2T和—IT/2。孔和軸的另一偏差可由基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差算出。

9、軸的公差代號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)代號(hào)組成，并且要用同一號(hào)字書(shū)寫。

例如：?60H8，表示基本尺寸為?60，基本偏差為H，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)為8級(jí)的孔的公差帶。又如：?60f7,表示基本尺寸為?60，基本偏差為f，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)為7級(jí)的軸扔公差帶。

（三）配合的有關(guān)術(shù)語(yǔ)

在機(jī)器裝配中，基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸的公差帶之間的關(guān)系，稱為配合。由于孔和軸的實(shí)際尺寸不同，裝配后可以產(chǎn)生“間隙”或“過(guò)盈”。在孔與軸的配合中，孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差為正值時(shí)是間隙，為負(fù)值時(shí)是過(guò)盈。

1.配合的種類

配合按其出現(xiàn)間隙或過(guò)盈的不同,分為三類:

（1）間隙配合孔的公差帶在軸的公關(guān)帶之上，任取其中一對(duì)孔和軸相配都成為具有間隙（包括最小間隙為零）的配合，如圖4a所示。

（2）過(guò)盈配合孔的公差帶在軸的公差帶之下，任取其中一對(duì)孔和軸相配都為為具有過(guò)盈（包括最小間隙為零）的配合，如圖4b所示。

（3）過(guò)度配合孔的公差帶在軸的公差帶相互交疊，任取其中一對(duì)孔和軸相配，可能是具有間隙，也可能具有過(guò)盈的配合，如圖4c所示。

2、配合的基準(zhǔn)制

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種基準(zhǔn)制，如圖4所示。

（1）基孔制基本偏差為一定的孔的公差帶與基本偏差的軸的公差帶構(gòu)成種配合的一種制度，如圖5a所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將孔的公差帶位置固定，通過(guò)變換軸的公差帶位置得到不同的配合。

基孔制的孔稱為基準(zhǔn)孔，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定基準(zhǔn)孔的下偏差為零，“H”為基準(zhǔn)孔的基本偏差代號(hào)。

（2）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構(gòu)成各種配合的一種制度，如圖5b所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將軸的公差帶位置固定，通過(guò)變換的孔的公差帶位置得到不同的配合。

基軸心制的孔稱為基準(zhǔn)軸套，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定基準(zhǔn)軸的上偏差為零，“h”為基準(zhǔn)軸的基本偏差代號(hào)。

從基本偏差系列（圖3）中可以看出：

在基孔制中，基準(zhǔn)孔H與軸配合，a~h（共11種）用于間隙配合；j~n（共5種）主要用于過(guò)度配合；（n、p、r可能為過(guò)度配合或過(guò)盈配合）；p~zc（共12種）主要用于過(guò)盈配合。

在基軸制中，基準(zhǔn)軸h與孔配合，A~H（共11種）用于間隙配合；J~N（共5種）主要用于過(guò)度配合；（N、P、R可能為過(guò)度配合或過(guò)盈配合）；P~ZC（共12種）主要用于過(guò)盈配合。

二、公差與配合的選用

公差配合的選用包括基準(zhǔn)制、配合類別和公差等級(jí)三項(xiàng)內(nèi)容。

（一）基準(zhǔn)制

基準(zhǔn)制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定優(yōu)先選用基孔制，因?yàn)橐话愕卣f(shuō)加工孔比加工軸難，采用基孔帛可以限制和減少加工也所需用的定值刀具、量具的規(guī)格數(shù)量，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

基軸制通常僅用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求不適宜采用基孔制，或采用基軸制具有明顯經(jīng)濟(jì)效果的場(chǎng)合。例如，同一軸與幾個(gè)具有不同公差帶的孔配合（如圖6）或冷拉制成不再進(jìn)行切削加工的軸在與孔配合時(shí)，采用基軸制。

在零件與標(biāo)準(zhǔn)配合時(shí)，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)件所選用的基準(zhǔn)制來(lái)確定，如滾動(dòng)軸承的軸圈與軸的配合則為基孔制；而座圈與機(jī)體孔的配合則有為基軸的制。

（二）配合的選擇

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了優(yōu)先選用、常用和一般用途的孔、軸公差帶。應(yīng)根據(jù)配合特性和使用功能，盡量選用優(yōu)先和常用配合。當(dāng)零件之間具有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，必須選擇間隙配合；當(dāng)零件之間無(wú)鍵、銷等緊固件，只依靠結(jié)合面之間的過(guò)盈來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)時(shí)，必須選擇過(guò)盈配合當(dāng)零件之間不要求有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同軸度要求較高，且不是依靠該配合傳遞動(dòng)力時(shí)，通常選擇過(guò)度配合。

（三）準(zhǔn)公關(guān)等級(jí)的選擇

在保證零件使用要求的條件下，應(yīng)盡量選擇比較低的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)，即標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)數(shù)較大，公差值較大，以減少零件的制造成本。由于加工孔比較難，故當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)高于IT8時(shí)，在基本尺寸至500mm的配合中，應(yīng)選擇孔的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)比軸低一級(jí)（如孔為8級(jí)，軸為7級(jí)）來(lái)加工孔。因?yàn)楣畹燃?jí)愈高，加工愈困難。標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)低時(shí)，軸、孔的配合可選相同的標(biāo)準(zhǔn)公關(guān)等級(jí)。

通常IT01~IT14用于塊規(guī)和量規(guī)；IT5~IT12用于配合尺寸；IT12~IT18用于非配合尺寸。

三、公差與配合的注法及查表

（一）配合在裝配圖中的注法

配合代號(hào)由相配的孔和軸的公差帶代號(hào)組成，用分?jǐn)?shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號(hào)；分母為軸的公差帶代號(hào)（用斜分?jǐn)?shù)線時(shí)，用斜分?jǐn)?shù)線應(yīng)與分子、分母中的代號(hào)高度平齊）。

由上述分析中可知，在配合代號(hào)中，如果分子含有H的，則為基孔制配合；如果分配含有h的，則為基軸制配合。如果分配含有H，同時(shí)分配也含有h時(shí)，則是基孔與基準(zhǔn)軸相配合即最小間隙為零的間隙配合，一般視為基孔制配合，也可以視為基軸制配合。

配合在裝配圖中的注法，有以下三種形式：

(1)標(biāo)注孔、軸的配合代號(hào)，如圖7a所示。這種注法應(yīng)用最多。

(2)零件與標(biāo)準(zhǔn)件或外購(gòu)件配合時(shí)，裝配圖中可僅標(biāo)注該零件的公差帶代號(hào)。如圖7b中軸頸與滾動(dòng)軸承圈的配合，只注出軸頸φ30K6；機(jī)座孔與滾動(dòng)軸承座圈的配合，只注出機(jī)座孔φ62J7。

(3)標(biāo)注孔、軸的極限偏差，如圖8所示。這種注法主要用于非標(biāo)準(zhǔn)配合。

（二）公差在零件圖中的注法

公差在零件圖中的注法，有以下三種形式：

1、標(biāo)注公差帶代號(hào)

如9a所示，這種注法常用下地大批量生產(chǎn)中，由于與采用專用量具檢驗(yàn)零件統(tǒng)一起來(lái)，因此不需要注出偏差值。

2、標(biāo)注偏差數(shù)值

如圖9b所示，這種注法常用于小批量或單件生產(chǎn)中，以便加工檢驗(yàn)時(shí)對(duì)照。村注偏差數(shù)值時(shí)應(yīng)注意；

（1）上、下偏差數(shù)值不相同時(shí)，上偏差注在基本尺寸的右上方，下偏差注在右下方并與基本尺寸注在同一底線上。偏差數(shù)字應(yīng)比基本尺寸數(shù)字小一號(hào)，小數(shù)點(diǎn)前的整數(shù)位對(duì)齊，后邊的小數(shù)位應(yīng)相同，如圖中ф30。

（2）如果上偏差或下偏差為零時(shí)，應(yīng)簡(jiǎn)寫為“0”，前面不注“+”、“—”號(hào)，后邊不注小數(shù)點(diǎn)；另一偏差按原來(lái)的位置注寫，其個(gè)位“0”對(duì)齊，如圖ф30。

（3）如果上、下偏差煤數(shù)值絕對(duì)值相同，則在基本尺寸后加注“±”號(hào)，只填寫一個(gè)偏差數(shù)值，其數(shù)字大小與基本尺寸數(shù)字大小相同，如ф80±0.017。

3、同時(shí)村注公差帶代號(hào)和偏差數(shù)值

如圖9c所示，偏差數(shù)值應(yīng)該用圓括號(hào)括起來(lái)。這種標(biāo)注形式集中了前兩種標(biāo)注形式的優(yōu)點(diǎn)，常用于產(chǎn)品轉(zhuǎn)產(chǎn)較頻繁的生產(chǎn)中。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同一張零件圖上其公差只能選用一種標(biāo)注形式。

（三）極限偏差數(shù)值的查表

當(dāng)孔或軸的基本尺寸、基本偏差代號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)確定后，可由極限偏差表中直接查得孔或軸的上、下偏差；對(duì)于基準(zhǔn)件（基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)軸）直接從標(biāo)準(zhǔn)公差表中查得。

[例10-3]查表寫出ф30和ф18的軸、孔偏差數(shù)值。

1、查ф30的軸、孔偏差數(shù)值

從該配合代號(hào)中可以看出孔、軸基本尺寸為ф30，孔為基準(zhǔn)孔，公差等級(jí)7級(jí)；相配的軸基本偏差代號(hào)為f，公差等級(jí)6級(jí)，屬基孔制間隙配合。

2、查ф30H7基準(zhǔn)孔。在附表中由基本尺寸24~30的橫行與H7的縱列相交處，查得上、下偏差為μm（即mm），所以ф30H7可寫成ф30。0.021就是該基準(zhǔn)孔的公差，因此，也可在標(biāo)準(zhǔn)公差表中查得，在基本尺寸＞18~30的橫行與IT7的縱列相交處找到21μm（即0.021mm），可知該基準(zhǔn)孔的上偏差為+0.021，其下偏差為“0”。

3、查ф30f6軸。

在附表6-1中，由基本尺寸＞24~30的橫行與f6的縱列相交處，查得上、下偏差為μm（即mm），所以ф30f6可寫成ф30。

審核編輯 ：李倩