机械制造中公差与配合的选用要点

机械制造中公差与配合的选用

一、基准制的选择

1、基孔制：中等尺寸精度较高的孔的加工和检验，常采用钻头、铰刀、量规等定值刀具和量具，孔的公差带位置固定，可减少刀具、量具的规格，有利于生产和降低成本。故一般情况下应优先选用基孔制。

2、基轴制：在下列情况下采用基轴制较为经济合理：

⑴ 采用冷拨光轴，一般IT8级左右已满足农业机械、纺织机械中某些轴类零件的精度要求，光轴可不再进行加工，因此采用基轴制减少加工较为经济合理，对于细小直径的轴尤为明显。

⑵ 与标准件配合时，基准制的选择要依据标准件而定，如滚动轴承外圈与壳体孔的配合应采用基轴制。

⑶ 基些结构上的需要,要求采用基轴制,如图示,柴油机活塞销同时与连孔和支承孔相配合,连杆要转动,故采用间隙配合,而与支承孔配合可紧些,采用过渡配合.如采用基孔制,则如图示,活塞销需做成中间小、两头大形状，这不仅对加工不利，同时装配也有困难，易拉毛连杆孔。改用基轴制如图示，活塞销可尺寸不变，而连杆孔、支承孔分别按不同要求加工，较为经济合理且便于安装。

⑷ 任意孔、轴公差带组成的配合：如原需采用Φ50 G7/h6（+0.034/+0.009）/(0/-0.016)，为间隙配合，Xmax=ES-ei=+0.050, Xmin=EI-es=+0.009。现无法实现，则可改选Φ50 F7/k6（+0.050/+0.025）/(+0.018/+0.002), Xmax=+0.048, Xmin=+0.007，使保持近似的配合。

二、公差等级的选择

选择公差等级应在满足机器使用要求的前提下，尽量选用低的公差等级。但如工艺条件许可，成本增加不多的情况下，也可适当提高公差等级，来保证机器的可靠性、延长使用寿命、提供一定精度储备，以取得更好的经济效益。

⑴ 用于量块、量规的公差等级

IT01-IT1主要用于高精度量块的公差和其他精密标准块的公差，它们大致相当于量块1-3级精度。

IT1-IT7用于检查IT5-IT6级工件的量规的尺寸公差。

⑵ 用于工件配合尺寸的公差等级

IT01-IT1仅用于极个别、重要的高精度配合处。

IT2-IT5用于高精度和重要配合处，如精密机床主轴轴颈、主轴箱孔与轴承的配合等。IT5-IT8用于精密配合，如机床传动轴与轴承的配合、与齿轮、带轮的配合，夹具中钻套与钻模板的配合，内燃机中活塞销与与销孔的配合等。在此等级中一般选用孔比轴低一级，其中最常用的孔为IT7，轴为IT6。

IT8-IT10为中等精度配合，如速度不高的轴与轴承的配合，重型机械和农业机械中精度

要求稍高的配合，键与键槽宽的配合等。

IT11-IT13用于不重要的配合，如铆钉与孔的配合。

IT2-IT18用于未注公差尺寸处。

选择公差等级既要满足设计要求，也要考虑工艺的可能性及经济性。公差等级可用经验法选用，但在已知配合要求时也可用计算法确定公差等级。

举例：对尺寸为Φ95的孔、轴相配合，要求最小间隙为10μm，最大间隙为70μm，试确定孔、轴的公差等级。

解：间隙配合公差Tf=Xmax-Xmin=70-10=60μm

1、在单件小批生产中可用Tf=TD+Td式计算，查表得Φ95mm,IT6=22μm, IT7=35μm。较高精度的孔加工较困难，故可选比轴低一级精度，轴选IT6级Td=22μm，孔选用IT7级Td=35μm，Tf=TD+Td=35+22=57μm，接近上述60μm间隙配合公差的要求。

2、在大批量生产中，一般采用自动机床进行加工，工件尺寸接近正态分布，即大部分尺寸位于平均公差处，故可用均方根法计算间隙配合公差Tf=(TD2+Td2)1/2。查表得Φ95mm,IT7=35μm, IT8=54μm，轴选IT7=35μm，孔选用IT8=54μm，Tf=(TD2+Td2)1/2=（542+352）1/2=64μm接近上述60μm间隙配合公差的要求。

随着公差等级的提高，成本也随之提高。在低精度区，精度提高，成本增加不多；在高精度区，精度稍提高，成本急剧增加，故高精度公差等级的选用应特别慎重。

三、配合的选择

基准制选好后，配合的选择就是确定相配件的基本公差。

1、配合类别的选择

配合共分三大类，即过盈、过渡和间隙配合。

⑴ 过盈配合具有一定的过盈量，主要用于结合件间无相对运动不可拆卸联接。当过盈量较小时，只作精确定心用，如需传递力矩，需加键、销等坚固件。过盈量较大时，可直接用于传递力矩。

⑵ 过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈，但无论间隙或过盈，量均较小，主要用于精确定心，结合件间无相对运动、可拆卸的静联接。要传递力矩时，需加键、销等坚固件。

⑶ 间隙配合具有一定的间隙量，间隙量较小时主要用于精确定心又便于拆卸的静联接，或结合件间只有缓慢移动或转动的动联接。如需传递力矩，需加键销等紧固件。间隙量较大时主要用于结合件间有转动、移动或复合运动的动联接。

2、孔、轴的偏差值的选择

配合类别确定后，基本偏差的选择有三种方法：

⑴ 计算法：根据配合的性能要求，由理论公式算出所需的极限间隙或极限过盈。（计算法只在重要的配合件和有成熟理论公式时采用）

⑵ 试验法：需通过一系列不同配合的试验，以得出最佳配合方案，要做大量试验，代价较高，一般在大量生产中的重要配合件才采用。

⑶ 经验法：通过平时实践掌握各种配合特点和通过类比法确定基本偏差，经验法是最常用的方法。

① 间隙配合偏差的选择间隙配合共有A-H（a-h）十一种，其基本偏差的绝对值即等于最小间隙，故可根据要求的最小间隙选择基本偏差代号。间隙配合中的间隙用于贮存润滑油，形成一层油膜，以保证液体摩擦，还用来补偿温度变形、安装误差及弹性变形等所引起的误差。间隙配合在生产中应用广泛,不仅用于运动副，加键销等坚固件后也可用于传递力矩。

基本偏差A-C（a-c）为特大间隙配合，用于不重要的配合或高温及工作条件较差处的配合。

基本偏差D（d）、E（e）为较大间隙配合，适用于IT6-IT11级。

基本偏差F（f）为最常用的一种间隙配合，适用于IT5-IT9级，常用于齿轮箱、泵、小电动机中的滑动轴承配合。

基本偏差G（g）为较小间隙的配合，适用于IT5-IT7级，用于精密机构转速较低的滑动配合。

基本偏差H（h）最小间隙为零，IT1-IT12都可采用,常用于有低速滑动的配合，或用于要求精确定心的、便于拆卸的静联接的配合处。

② 过渡配合的基本偏差选择过渡配合有Js-N(js-n)四种基本偏差，主要特点是定心精度高且可拆卸，也可加键销坚固件后用于传递力矩，主要根据机构受力情况、定心精度和要求装拆次数来考虑选择基本偏差，过渡配合公差等级不能太低，一般选IT5-IT8。

过渡配合的松紧程度，一般是以它们获得间隙或过盈的百分率来衡量的，在批量生产时，都采用调整法加工，孔、轴加工后的尺寸接近正态分布。

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N（n），反之应选较松的基本偏差如Js(js)。

③ 过盈配合的基本偏差选择过盈配合共有P-ZC（p-zc）13种基本偏差，其特点上由于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，两者产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，借以传动力矩和坚固零件。

选择过盈配合时，如不附加键销等坚固件，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，最小与最大过盈量不能相差太大，故一般过盈配合公差等级为IT5-IT7级，基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准公差来选取。如下图示的轴的基本偏差ei=TD+︳Ymin︳

过盈配合的可靠性与装配方法有很大关系，一般

P-R(p-r)为轻型过盈配合，可用手锤或压力机压入，作精确定心用，并加键销传递力矩。

S-T（s-t）为中型过盈配合，可用压力机，也可用热胀孔或冷缩轴的法装配，可传不大的力矩。

U-V（u-v）为重型过盈配合，用热孔法装配，可传较大力矩而不需坚固件。

X（x）以上为特重型过盈配合，目前使用的经验与资料均很少，须经专门试验后