互换性与技术测量：2-4 尺寸精度设计的基本原则和方法
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在实际生产中，由于结构 或某些特殊的需要，允许采用 非配合制配合。即非基准孔和 非基准轴配合
f50 k6 f110J7 f110 J7
f9
1 便于拆卸又能保证轴承的轴向定位 2 降低成本
2-公差等级的选择
原则：在满足使用性能的前提 下，尽量选择较低的公差等级。
依据：Th Ts Tf
任务：确定尺寸制造精度
过盈配合 过渡配合
要 传 递 转 无相对 矩 运动
永久结合
较大过盈的过盈配合
可拆 结合
要精确 轻型过盈配合、过渡配合或基本偏 同轴 差为H(h)①的间隙配合加紧固件②
不要精确 间隙配合加紧固件② 同轴
不需要传递转矩，要精 确同轴
过渡配合或轻的过盈配合
有相对 运动
只有移动
转动或转动和移动的复 合运动
基本偏差为H(h)、G(g) ①等间隙配 合
基本偏差A～F(a～f) ①等间隙配合
⑵.确定基本偏差
⑶.配合选择的顺序
应尽量依次选用国家标准推荐的配合
优先配合
常用配合
一般配合
必要时可选用其它配合
常用、优先配合
基本尺寸≤500mm
优先配合
基孔制
基轴制
常用配合
基孔制
基轴制
13种 13种 59种 47种
+21
+
孔
0
-
Φ30
轴
-20
-33
练习一：
已知使用要求，用计算法确定配合 有一孔、轴配合，基本尺寸为Ф90mm， 要求过盈配合在-0.015～-0.075mm之间, 试确定基轴制孔和轴的公差带和配合代号。
解：1 基轴制 h es=0 2 公差等级的确定
Tf Ymax Ymin 75 15 60m
查表2.6 R7
所以，在实际应用中还需经过 试验来确定。
具体步骤：
1.配合制
2.公差等级 3.配合种类
1-配合制的选用
基孔制、基轴制— 两种平行的配合制
主要考虑：加工的经济性 结构的合理性
⑴. 优先选用基孔制配合
目的： 减少定值刀具和量具的规格和种类。
定尺寸刀具：钻头、铰刀、拉刀等 定尺寸量具：塞规、心轴等
定尺寸刀具和量具 →孔公差带
平磨
IT5～IT8
铰孔
IT7～IT10
车
IT7～IT11
加工方法
镗 铣 钻 砂型铸造 锻造
公差等级 范围
IT7～IT11 IT8～IT11 IT10～IT13 IT16～IT18 IT15～IT16
Ⅳ.相关件和相配件的精度
精
箱体孔 度
等
轴
级
匹
配
Ⅴ.加工成本
在非配合制的配合中，当配合精度 要求不高时，允许相配合零件的公差等 级相差2～3级。
零件几何精度设计
要求：掌握基本原则和方法
2.7 极限与配合的选用
配合制 公差等级 配合种类
实质：
圆柱结合的公差与配合的选用
几何精度设计的原则：
保证机械产品使用性能优良，而制 造上经济合理，尽可能获得最佳的技术 经济效益。
几何精度设计的基本方法 类比法 试验法 计算法
a.类比法---最常用的方法
[几何精度设计实例]
已知使用要求，用计算法确定配合 例一：有一孔、轴配合的基本尺寸Ф30mm， 要求配合间隙在+0.020～+0.055mm之间,试 确定孔和轴的精度等级和配合代号。
解：1）选择基准制 无特殊要求，选用基孔制 孔的基本偏差代号为H，EI=0
2）确定公差等级 根据使用要求，其配合公差为：
Tf X max X min 55 20 35m
Tf Th Ts
查表2.1
根据工艺等价原则 在IT6和IT7的公差等级范围内 孔应比轴低一个公差等级 故选 孔为IT7，Th=21μm，
轴为IT6，Ts =13μm 配合公差 T f = Th + Ts =IT7+IT6
= 21+13 =34μm＜0.035mm 满足使用要求 孔的公差带代号：H7
按同类型机器或机构，经过生产 实践验证的已用配合的实际情况，再 考虑所设计机器的使用要求，参照确 定需要的配合。
b.试验法： 对产品性能影响很大的配
合，用此方法来确定机器的最 佳工作性能的间隙或过盈。
需大量的试验，成本较高
c.计算法：
根据一定的理论公式，计算出所 需的间隙和过盈。由于影响配合间隙 量和过盈量的因素很多，理论计算的 结果也只是近似的。
Tf Th Ts
查表2.1 IT6=22 IT7=35 依据工艺等价性 故选 孔为IT7，Th=35μm，
轴为IT6，Ts =22μm 配合公差 T f = Th + Ts =IT7+IT6
= 22+35=57μm＜0.060mm 满足使用要求 轴的公差带代号：h6 ei=-22
3 孔的基本偏差的确定 过盈配合 查表2.17确定孔的基本偏差：
公差等级IT5至IT13级的应用（尺寸≤５００mm）
3-配合的选用
目的：解决结合零件孔与轴在工作时的 相互关系，以保证机器正常工作。
任务：确定配合种类、配合代号
⑴.配合种类选择依据
考虑配合件之间：
1.有无相对运动 2.定心精度高低 3.配合件受力情况 4.装配情况
有相对运动
间隙配合
无相对运动 不经常拆卸 需传递扭矩 经常拆卸
⑵.基轴制的选用
冷拉钢材作轴
尺寸公差可达IT7～IT9， 无需加工
采用标准件或标 准部件时
必须以标准件为基准件来 选择配合制
活塞
过渡配合
连杆
+ 0 _
活塞销 过渡配合
间隙配合
fD
fD
m6
H7
g6
m6 + _0
G7
M7 h6
M7
同一基本尺寸的轴与多孔相配合 且配合性质要求不同时
⑶.非基准制的应用Biblioteka Baidu
3）确定轴的基本偏差 根据使用要求:基孔制、间隙配合 查表2.17确定轴的基本偏差
表2.5 轴的基本偏差代号:f 公差带:f6 极限偏差： es =-20μm ei=es-IT6=-20-(+13)=-33μm
选择的配合：Ф30H7/f6
4）验算设计结果
Ф30H7/f6 Xmax =ES-ei=+21-（-33）=+54μm Xmin =EI-es=0-(-20)=+20μm 小于要求的最大间隙（+55μm） 等于要求的最小间隙（+20μm） 因此设计结果满足使用要求
选择依据：
Ⅰ.工艺等价性
☞对基本尺寸≤500mm ，公差等级≤IT8，
推荐轴比孔小一级，H8/f7，H7/n6；
☞公差等级＞IT8或基本尺寸＞500mm ，一
般采用同级孔、轴配合，如H8/f8、H9/c9。
Ⅱ.公差等级的应用范围
Ⅲ.加工能力
加工方法 公差等级
范围
研磨
IT01～IT5
圆磨
IT5～IT8
f50 k6 f110J7 f110 J7
f9
1 便于拆卸又能保证轴承的轴向定位 2 降低成本
2-公差等级的选择
原则：在满足使用性能的前提 下，尽量选择较低的公差等级。
依据：Th Ts Tf
任务：确定尺寸制造精度
过盈配合 过渡配合
要 传 递 转 无相对 矩 运动
永久结合
较大过盈的过盈配合
可拆 结合
要精确 轻型过盈配合、过渡配合或基本偏 同轴 差为H(h)①的间隙配合加紧固件②
不要精确 间隙配合加紧固件② 同轴
不需要传递转矩，要精 确同轴
过渡配合或轻的过盈配合
有相对 运动
只有移动
转动或转动和移动的复 合运动
基本偏差为H(h)、G(g) ①等间隙配 合
基本偏差A～F(a～f) ①等间隙配合
⑵.确定基本偏差
⑶.配合选择的顺序
应尽量依次选用国家标准推荐的配合
优先配合
常用配合
一般配合
必要时可选用其它配合
常用、优先配合
基本尺寸≤500mm
优先配合
基孔制
基轴制
常用配合
基孔制
基轴制
13种 13种 59种 47种
+21
+
孔
0
-
Φ30
轴
-20
-33
练习一：
已知使用要求，用计算法确定配合 有一孔、轴配合，基本尺寸为Ф90mm， 要求过盈配合在-0.015～-0.075mm之间, 试确定基轴制孔和轴的公差带和配合代号。
解：1 基轴制 h es=0 2 公差等级的确定
Tf Ymax Ymin 75 15 60m
查表2.6 R7
所以，在实际应用中还需经过 试验来确定。
具体步骤：
1.配合制
2.公差等级 3.配合种类
1-配合制的选用
基孔制、基轴制— 两种平行的配合制
主要考虑：加工的经济性 结构的合理性
⑴. 优先选用基孔制配合
目的： 减少定值刀具和量具的规格和种类。
定尺寸刀具：钻头、铰刀、拉刀等 定尺寸量具：塞规、心轴等
定尺寸刀具和量具 →孔公差带
平磨
IT5～IT8
铰孔
IT7～IT10
车
IT7～IT11
加工方法
镗 铣 钻 砂型铸造 锻造
公差等级 范围
IT7～IT11 IT8～IT11 IT10～IT13 IT16～IT18 IT15～IT16
Ⅳ.相关件和相配件的精度
精
箱体孔 度
等
轴
级
匹
配
Ⅴ.加工成本
在非配合制的配合中，当配合精度 要求不高时，允许相配合零件的公差等 级相差2～3级。
零件几何精度设计
要求：掌握基本原则和方法
2.7 极限与配合的选用
配合制 公差等级 配合种类
实质：
圆柱结合的公差与配合的选用
几何精度设计的原则：
保证机械产品使用性能优良，而制 造上经济合理，尽可能获得最佳的技术 经济效益。
几何精度设计的基本方法 类比法 试验法 计算法
a.类比法---最常用的方法
[几何精度设计实例]
已知使用要求，用计算法确定配合 例一：有一孔、轴配合的基本尺寸Ф30mm， 要求配合间隙在+0.020～+0.055mm之间,试 确定孔和轴的精度等级和配合代号。
解：1）选择基准制 无特殊要求，选用基孔制 孔的基本偏差代号为H，EI=0
2）确定公差等级 根据使用要求，其配合公差为：
Tf X max X min 55 20 35m
Tf Th Ts
查表2.1
根据工艺等价原则 在IT6和IT7的公差等级范围内 孔应比轴低一个公差等级 故选 孔为IT7，Th=21μm，
轴为IT6，Ts =13μm 配合公差 T f = Th + Ts =IT7+IT6
= 21+13 =34μm＜0.035mm 满足使用要求 孔的公差带代号：H7
按同类型机器或机构，经过生产 实践验证的已用配合的实际情况，再 考虑所设计机器的使用要求，参照确 定需要的配合。
b.试验法： 对产品性能影响很大的配
合，用此方法来确定机器的最 佳工作性能的间隙或过盈。
需大量的试验，成本较高
c.计算法：
根据一定的理论公式，计算出所 需的间隙和过盈。由于影响配合间隙 量和过盈量的因素很多，理论计算的 结果也只是近似的。
Tf Th Ts
查表2.1 IT6=22 IT7=35 依据工艺等价性 故选 孔为IT7，Th=35μm，
轴为IT6，Ts =22μm 配合公差 T f = Th + Ts =IT7+IT6
= 22+35=57μm＜0.060mm 满足使用要求 轴的公差带代号：h6 ei=-22
3 孔的基本偏差的确定 过盈配合 查表2.17确定孔的基本偏差：
公差等级IT5至IT13级的应用（尺寸≤５００mm）
3-配合的选用
目的：解决结合零件孔与轴在工作时的 相互关系，以保证机器正常工作。
任务：确定配合种类、配合代号
⑴.配合种类选择依据
考虑配合件之间：
1.有无相对运动 2.定心精度高低 3.配合件受力情况 4.装配情况
有相对运动
间隙配合
无相对运动 不经常拆卸 需传递扭矩 经常拆卸
⑵.基轴制的选用
冷拉钢材作轴
尺寸公差可达IT7～IT9， 无需加工
采用标准件或标 准部件时
必须以标准件为基准件来 选择配合制
活塞
过渡配合
连杆
+ 0 _
活塞销 过渡配合
间隙配合
fD
fD
m6
H7
g6
m6 + _0
G7
M7 h6
M7
同一基本尺寸的轴与多孔相配合 且配合性质要求不同时
⑶.非基准制的应用Biblioteka Baidu
3）确定轴的基本偏差 根据使用要求:基孔制、间隙配合 查表2.17确定轴的基本偏差
表2.5 轴的基本偏差代号:f 公差带:f6 极限偏差： es =-20μm ei=es-IT6=-20-(+13)=-33μm
选择的配合：Ф30H7/f6
4）验算设计结果
Ф30H7/f6 Xmax =ES-ei=+21-（-33）=+54μm Xmin =EI-es=0-(-20)=+20μm 小于要求的最大间隙（+55μm） 等于要求的最小间隙（+20μm） 因此设计结果满足使用要求
选择依据：
Ⅰ.工艺等价性
☞对基本尺寸≤500mm ，公差等级≤IT8，
推荐轴比孔小一级，H8/f7，H7/n6；
☞公差等级＞IT8或基本尺寸＞500mm ，一
般采用同级孔、轴配合，如H8/f8、H9/c9。
Ⅱ.公差等级的应用范围
Ⅲ.加工能力
加工方法 公差等级
范围
研磨
IT01～IT5
圆磨
IT5～IT8