公差与配合

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(一)公差与配合的基本概念

1．零件的互换性

互换性是指同一规格的一批零件中，任取一件，不经过选择与修配，就能顺利地装配到机器上，达到设计规定的性能要求。具有互换性的零件，不但给机器装配、修理带来方便，更重要的是为机器的现代化大批量生产提供了可能性。

为使零件具有互换性，在加工零件时就必须按零件的技术要求精确加工。GB／T1800．1－1997中对零件尺寸极限值的规定，就是保证零件具有互换性的条件之一。

2．尺寸公差

尺寸公差是指零件尺寸的允许变动量，简称公差。公差是一个没有符号的绝对值，有关公差的名词术语及示例见表4－32。

表4－32 公差的术语定义及示例(mm)

表4－32中的基本尺寸与极限尺寸和极限偏差的关系示意图，如图4－22所示。图中零线是确定偏差的一条基准直线，即零偏差线，通常将零线水平绘制，以零线表示基本尺寸(图4－22a)，以其为基准确定偏差和公差带的位置，正偏差位于其上，负偏差位于其下。

图4－22 尺寸公差及公差带

a．尺寸公差与零线 b．公差带图觧

表中的实际尺寸，当实际测量尺寸在极限尺寸范围内时，零件的尺寸合格，否则为不合格产品。

3．标准公差

GB／T1800．3－1998中规定，确定公差带大小的任一公差的数值，由确定尺寸精确程度的公差等级和基本尺寸确定。标准公差等级分20级，即IT01，II0，IT1，IT2，…，IT18。IT表示标准公差，公差等级代号用阿拉伯数字表示，从IT01到IT18公差等级依次降低，尺寸精度依次降低，而相应的标准公差依次加大，其中IT01级最高，IT18级最低。IT01～IT12用于配合尺寸，IT12～IT18用于非配合尺寸。表4－33列出了基本尺寸3～1000mm的标准公差值。

表4－33 标准公差数值(摘自GB／T1800．3－1998)

4．基本偏差与极限偏差

基本偏差相比标准公差的作用如图4－23a所示，它是用以确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。孔和轴分别规定了28个基本偏差(图4－23b)，其代号用拉丁字母(一个或两个)按其顺序表示，大写字母表示孔的基本偏差代号，小写字母表示轴的基本偏差代号。

图4－23 基本偏差与标准公差

a．标准公差 b．基本偏差系列

孔、轴公差带代号用基本偏差代号与公差等级代号组成。如H8表示孔公差带，其基本偏差代号为H，标准公差等级为IT8；h7表示轴公差带，其基本偏差代号为h，标准公差等级为IT7。

根据基本尺寸可以从标准极限偏差表4－34或表4－33中查得孔或轴的极限偏差数值，再根据标准公差即可计算出孔的另一个偏差，即ES=EI+IT或EI=ES-IT；轴的另一偏差ei=es-IT或es=ei+IT。

表4－34 基本尺寸至500mm的孔．的极限偏差(μm)(摘自GB／T1800．4－1999)

例如：查表确定30H8为孔的公差。查表4－34可得偏差为“+33”单位为μm，可写成30⁺。

若查30h7为轴的公差，可根据基本偏差系列，查标准公差表4－33，在基本尺寸大于18～30行中查公差带IT7，即得其偏差为“”(或查阅有关书中“基本尺寸至500mm”轴的极限偏差表)，单位为μm，可写成30。

5．配合与基准制

(1)配合种类：配合是基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。因为孔和轴的实际尺寸不同，装配后可能出现不同的松紧程度，即出现“间隙”或“过盈”(图4－24)。当孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正时是间隙，为负时是过盈。

图4－24 基孔制和基轴制

a．基孔制 b．基轴制

根据零件间的要求，国家标准将配合分为三类，如表4－35所示。

表4－35 配合的种类

(2)基准制：当基本尺寸确定后，为了得到孔和轴之间各种不同性质的配合，需要制定其公差带。如果孔和轴两者之间可以任意变动，则配合情况变化极多，不便于零件设计和制造。为此，GB／T1801－1999对配合规定了两种配合制度，即基孔制和基轴制(图4－24)。

1)基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的制度称为基孔制，基孔制的孔为基准孔，基孔制的基本偏差代号为H，其下偏差为零(图4－25a)。

在机械制造中，通常优先采用基孔制，且在选用时一般孔公差等级比轴公差等级低一级。一般A～H(或a～h)用于间隙配合，J～ZC(或j～zc)用于过渡和过盈配合。

2)基轴制：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制度称为基轴制，基轴制的基本偏差代号为h，其上偏差为零(图4－24b)，水平实线代表孔或轴的基本偏差，虚线则代表另一极限。

(3)配合代号：用孔、轴公差带代号组合表示，写成分数形式，分子为孔的公差代号，分母为轴的公差代号。例如30为孔和轴的配合，可分别查孔的极限偏差表30H7和轴的极限偏差表30P6，查得孔30H7⁺、轴30P6，并由其偏差值可知这对配合为过盈配合。

(二)公差与配合的标注方法

1．零件图上标注

零件图上可注公差带代号或极限偏差值，亦可两者都注。例如：孔40H7或40⁺或40⁺；轴40g6或40，但对零件的非配合尺寸(即自由公差)一般不标注公差，其精度一般低于IT12级。

2．装配图上标注

装配图上一般标注配合代号，例如孔和轴装配后为40。表4－36列举了图样上标注公差配合的实例，标注极限偏差时，偏差数值比基本尺寸数字字号要小一号，偏差数值前必须标注正负号(零除外)。

表4－36 公差与配合标注示例(mm)