1第2章 光滑圆柱体结合的极限 与配合2.5 极限与配合的选择 2.6 一般公差线性尺寸的未注公差*22.5 极限与配合的选择 极限与配合的选择是机械设计和制造中的一 项重要工作。极限与配合选择是否合理，对 机器的使用性能和制造成本有很大的影响， 有时甚至起决定性的作用。 *3在设计工作中，极限与配合的选用主要包括 基准制选择、公差等级确定和配合选择三方 面的内容。选择的原则是：能保证机械、机电产品的性 能优良并且制造经济可行。即极限与配合的 正确选择应能使产品的使用价值和制造成本 的综合经济效益达到最佳。 *4极限与配合的选择方法有：类比法，试验法 ，计算法。 类比法主要是根据前人的经验来选取所设计的零部 件的公差与配合。试验法是通过专门的试验或统计分析来确定所需要 的间隙或过盈，以此为依据选取恰当的配合。该方 法较为可靠，成本较高。计算法是按一定的理论和公式来计算需要的间隙或 过盈。由于将条件理论化、简单化，其设计结果不 完全符合实际。 *5三种方法各有优劣点，故而在实际中应相互 依托，综合应用。其中，应用最多也是最主 要的是类比法。*62.5.1 基准制的选择 国标对配合规定有两种基准制，即基孔制和 基轴制。选择基准制时，应从结构、工艺、功能、经 济等几方面综合考虑：*7（1） 一般情况下应优先选用基孔制配合；适用于中小尺寸的孔类零件加工。 （2） 选用基轴制配合具有明显经济效益；1) 在纺织机械、农业机械、仪器仪表中，有些光轴 常常使用具有一定精度的冷拉钢材，不需要再加工 ，此时选用基轴制配合较为经济合理。*82) 由于结构的需要，同一基本尺寸的轴上需要装配 多个配合性质不同的零件时，选用基轴制配合较为 经济合理。例如，发动机的活塞连杆机构中(如图2-15（a）)活 塞销与连杆及活塞的配合。如果三段都采用基孔制配合 ，公差带如图2-15 (b)所示。如果改用基轴制配合，公 差带如图2-15 (c)所示。*9图2-15 基准制选择示例 *10（3） 以标准件为基准件确定基准制如滚动轴承、键、销等，一般由专业厂家生 产，供各行业使用。当与标准件配合时，应以标准件为基准件来 确定基准制。例如，滚动轴承内圈与轴颈的 配合应采用基孔制配合；滚动轴承外圈与机 座孔的配合则采用基轴制配合。 *11（4）允许采用非基准件配合 非基准件配合是指相配合的两个零件既不是 基准孔，也不是基准轴。在某些特殊场合，允许采用任一孔、轴公差 带组成的非基准件配合。当一个孔与几个轴 相配合，或一个轴与几个孔相配合，其配合 性质又各不相同时，有的配合采用非基准件 的配合较为合理。 *12例如：图2-16 所示主轴箱中齿轮轴套和隔套的配合 。 (a) (b) 图2-16 齿轮轴套和隔套的配合 1-齿轮轴套；2、3-隔套 *132.5.2 标准公差等级的选择 公差等级的高低是加工难易、成本高低、使用性能 优劣的标志。选择标准公差等级，根本上是为了正确处理零件的 使用要求与制造工艺的复杂程度和成本之间的矛盾 。公差等级选择的基本原则是：在充分满足使用要求 的前提下，尽量选择较低的公差等级以取得较好的 综合经济效益。 *14公差等级常用类比法选择，在选择过程中应 注意以下几个问题：（1）相配合的孔、轴工艺等价性基本尺寸500mm的较高等级的配合，由于孔比同 级轴加工困难，当标准公差IT8时，为使相配的孔 与轴加工难易程度相当，即具有工艺等价性，国标 推荐孔的公差等级比轴的公差等级低级相配合， 如：IT6，IT7，IT8级的孔分别与IT5，IT6，IT7级 的轴配合。 *15对较低精度(标准公差IT8)或基本尺寸500mm 的孔和轴推荐采用同级配合。对基本尺寸3mm的配合，由于孔、轴加工工艺的 多样化，其公差等级的选择也多样化。对于非基准件配合，若其中有的零件精度要求不高 ，则相配件的公差等级可差23级，以降低加工成 本。 *16（2）配合性质过渡配合和过盈配合一般不允许其间隙或过盈的变 动量太大，应选较高的公差等级，推荐孔IT8，轴 IT7。对间隙配合，允许间隙量小时，公差等级应高；允 许间隙量大时，公差等级可以低些。例如，选用 H6/g5，H11/a11是可以的，而选用H11/g11， H6/a5则不妥。 *17（3）与相配合零部件的精度协调 （4）根据零件的功能要求和工作条件，考虑主次配 合表面 （5）联系实际应用并参考加工成本实际应用时，可参阅表2-17，表2-18进行综合分析 选择*182.5.3 配合的选用 选择配合主要是决定相配零件在工作时孔、 轴结合的相互关系能保证机器和仪器正常使 用。一方面，应遵循设计原则，即在设计中根据使用要 求，应尽可能地选用优先配合和常用配合。另一方面，应遵循配合选择的基本步骤，在基准制 和公差等级选定后，主要确定非基准轴或非基准孔 公差带的位置。*19（1）根据使用要求确定配合类别 国标规定了间隙配合、过渡配合和过盈配合等三大 类配合，设计时究竟选择哪一种配合，主要取决于 对于机器的使用要求。机械产品中圆柱结合的应用，按其使用要求不同， 可归纳为三类： *201） 相对运动副 主要用于具有相对转动和移 动的机构中。如轴颈在滑动轴承中的转动； 齿轮孔在轴上的移动。可用间隙配合。 *212） 固定联结 主要用于将整体分为两部分加 工，而装配后一般不拆卸的旋转件。如齿轮 轴可分为齿轮与轴的结合；蜗轮可分为轮缘 与轮毂的结合。可用过盈配合。 *223） 定心可拆卸联结 主要用于保证较高的同 轴度和定期装拆的机构。如销孔与定位销的 结合。可用过渡配合。*23（2）选定基本偏差使用类比法的步骤如下：首先，必须要了解原有机器和机构的使用情况，分 析要设计的机器或机构的功用、工作条件及技术要 求，进而研究待定配合的结合件的结构、材料工艺 、工作条件及使用要求；其次，要了解各种配合的特性、应用场合及国标的 有关推荐。 *241）确定间隙量和过盈量 要充分对比、考虑零件的物理特性，加工方 法，工作情况等（参见表2-19）。2）了解各种基本偏差的特性和应用具体情况可参见表2-20 列出了孔、轴的基本 偏差的特性和应用。表2-21 给出了优先配合 的特征及应用说明。表2-22 列举部分配合实 例。配合代号却确定练习：例2.7 *252.6 一般公差线性尺寸的未注公差 对不重要的尺寸，非配合的尺寸以及工艺方 法可以保证的尺寸，就未注出公差。但为了 保证使用要求，避免在生产中引起不必要的 纠纷，国家标准(GBT 18042000)对一般 公差 线性尺寸的未注公差作了明确规定。 *26线性尺寸、角度尺寸的一般公差是指在车间 一般加工条件下，机床设备可以保证的公差 。它是机床设备在正常维护和操作情况下， 可以达到的经济加工精度。它主要用于较低 精度的非配合尺寸。 国标规定了线性尺寸的一般公差等级和相应的极限 偏差数值，见表2-23所示。倒圆半径和倒角高度尺寸的特定线性尺寸的一般公 差，见表2-24所示。 角度尺寸一般公差的极限偏差，见表2-25 所示。*27采用一般公差时，应在图样标题栏附近或技 术要求、技术文件或相应标准中，用国家标 准号（GB/T1804）和公差等级代号注出。例如，按设计产品的精密程度和车间常规加 工精度选用中等级别m时，标注为GB T1804-m，这表明该图样上凡未直接注出公 差的所有线性尺寸（包括倒角与倒圆）和角 度尺寸均按中等级别m加工和检查。 *28习 题v1、 基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸和作用尺寸有 何区别与联系？v2、 尺寸偏差、极限偏差、实际偏差有何区别与联 系？v3、 什么是标准公差、基本偏差？它们与公差带有 何联系？v4、 什么是基准制？为什么要规定基准制？为什么 要优先采用基孔制？一般在什么情况下才选用基轴 制？*29v5、 公差等级的选用应考虑哪些问题？v6、 间隙配合、过盈配合、过渡配合各适宜于哪些 场合？各种配合在选定松紧程度时盈考虑哪些因素 ？配合的选择应考虑哪些因素？v7、 根据题表1中已知数据，计算以下内容，并按适 当比例绘制出各孔、轴的公差带图。题表1 单位：mm *30v8、 根据题表2中的已知数据，计算以下内容，并按 适当比例绘制出各对配合的尺寸公差带图和配合公 差带图。 题表2 单位：mm *31v9、 (a)求下列配合中孔与轴的公差带代号、公差、 基本偏差、极限偏差、极限尺寸、极限间隙或极限 过盈、平均间隙或过盈、配合公差和配合类别，并 画出公差带与配合图。(b) 将下列基孔（轴）制配合，改换成配合性质 相同的基轴（孔）制配合，试确定改换后配合中孔 、轴的极限偏差（不准查表）。(1) 100 ； (2) 60 ；(3) 120 ； (4) 50 ；(5) 80*32v10、 已知下列两组孔与轴相配合，根据允许 其间隙和过盈的变动范围，选用适当的配合 。（1）基本尺寸=40, 配合间隙为+41 +116m。（2）基本尺寸=60, 允许其间隙和过盈的数 值在+46 -32m范围内变动 *33表2-23 线性尺寸一般公差的公差等级及其极限偏差 数值 （单位：mm） 返回*34表2-24 倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值 （单位：mm）注：倒圆半径和倒角高度的含义参见GB/T6403.4返回*35表2-25 角度尺寸的极限偏差数值 (单位： mm)返回*