机械设计公差与配合100问
又是干货一篇：公差与配合100问，做机械设计肯定用得着!
1. 什么称为公差?
答：允许零件尺寸和几何参数的变动量就称为公差。
2. 什么称为尺寸?
答：用特定单位表示长度值的数字。
3. 什么称为基本尺寸?
答：使设计给定的尺寸。
4. 什么称为实际尺寸?
答：是通过测量获得的尺寸。
5. 什么称为极限尺寸?
答：是指允许尺寸变化的两个极限值。
6. 什么称为最大实体状态(简称MMC)和最大实体尺寸?
答：最大实体状态系指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最多时的状态。在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸，它是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。
7. 什么称为最小实体状态(简称LMC)和最小实体尺寸?
答：最小实体状态系指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料最少时的状态。在此状态下的尺寸，称为最小实体尺寸，它是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。
8. 什么称为作用尺寸?
答：在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴尺寸，称为孔的作用尺寸。与实际轴外接的最小理想孔的尺寸，称为轴的作用尺寸。
9. 什么称为尺寸偏差?
答：是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
10.什么称为尺寸公差?
答：是指允许尺寸的变动量。
11.什么称为零线?
答：在公差与配合图解(简称公差带图)中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。
12.什么称为公差带?
答：在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。
13.什么称为基本偏差?
答：是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差;位于零线下方时，其基本偏差为上偏差。见图1
图 1
14.什么称为标准公差?
答：国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差。
15.什么称为配合?
答：是指基本尺寸相同的、互相结合的孔和轴公差带之间的关系。
16.什么称为基孔制?
答：是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配合的一种制度。
17.什么称为基轴制?
答：是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一种制度。
18.什么称为配合公差?
答：是允许间隙的变动量，它等于最大间隙与最小间隙之代数差的绝对值，也等于互相配合的孔公差带与轴公差带之和。
19.什么称为间隙配合?
答：孔的公差带完全在轴的公差带之上，即具有间隙的配合(包括最小间隙等于零的配合)。
20.什么称为过盈配合?
答：孔的公差带完全在轴的公差带之下，即具有过盈的配合(包括最小过盈等于零的配合)。
21.什么称为过渡配合?
答：在孔与轴的配合中，孔与轴的公差带互相交迭，任取其中一对孔和轴相配，可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。
22.基孔制配合为H11/c11或基轴制基孔制配合为C11/h11时，优先配合特性是什么?
答：间隙很大，用于很松的、转动很慢的动配合;要求大公差与大间隙的外露组件;要求装配方便的很松的配合。相当于旧国标的D6/dd6。
23.基孔制配合为H9/d9或基轴制基孔制配合为D9/h9时，优先配合特性是什么?
答：间隙很大的自由转动配合，用于精度非主要要求时，或有大的温度变动、高转速或大的轴颈压力时。相当于旧国标D4/de4。
24.基孔制配合为H8/f7或基轴制基孔制配合为F8/h7时，优先配合特性是什么?
答：间隙不大的转动配合，用于中等转速与中等轴颈压力的精确转动;也用于装配较易的中等定位配合。相当于旧国标D/dc。
25.基孔制配合为H7/g6或基轴制基孔制配合为G7/h6时，优先配合特性是什么?
答：间隙很小的滑动配合，用于不希望自由转动、但可自由移动和滑动并要求精密定位时，也可用于要求明确的定位配合。相当于旧国标D/db。
26.基孔制配合为H7/h6; H8/h7;H9/h9; H11/h11或基轴制基孔制配合为H7/h6; H8/h7; H9/h9; H11/h11时，优先配合特性是什么?
答：均为间隙定位配合，零件可自由装拆，而工作时一般相对静止不动。在最大实体条件下的间隙为零，在最小实体条件下的间隙由公差等级决定。H7/h6相当于旧国标D/d;H8/h7相当于旧国标D3/d3;H9/h9相当于旧国标D4/d4;H11/h11相当于旧国标D6/d6。
27.基孔制配合为H7/h6或基轴制基孔制配合为K7/h6时，优先配合特性是什么?
答：过渡配合，用于精密定位。相当于旧国标D/gc。
28.基孔制配合为H7/n6或基轴制基孔制配合为N7/h6时，优先配合特性是什么?
答：过渡配合，允许有较大过盈的更精密定位。相当于旧国标D/ga。
29.基孔制配合为H7/p6或基轴制基孔制配合为P7/h6时，优先配合特性是什么?
答：过盈定位配合，即小过盈配合，用于定位精度特别重要时，能以最好的定位精度达到部件的刚性及对中性要求，而对内孔随压力无特殊要求，不依靠配合的紧固性传递摩擦负荷。相当于旧国标D/ga～D/jf。其中H7小于或等于3mm为过渡配合。
30.基孔制配合为H7/s6或基轴制基孔制配合为S7/h6时，优先配合特性是什么?
答：中等压入配合，适用于一般钢件;或用于薄壁件的冷缩配合，用于铸铁件可得到最紧的配合，相当于旧国标D/je。
31.基孔制配合为H7/u6或基轴制基孔制配合为U7/h6时，优先配合特性是什么?
答：压入配合，适用于可以随大压入力的零件或不宜承受大压入力的冷缩配合。
32.轴的基本偏差为a;b时，配合特性是什么?
答：属间隙配合，可得到特别大的间隙，很少应用。
33.轴的基本偏差为c时，配合特性是什么?
答：属间隙配合，可得到很大的间隙，一般适用于缓慢、松弛的动配合。用于工作条件较差(如农业机械)，受力变形，或为了便于装配，面必须保证有较大的间隙时。推荐配合为H11/c11，其较高级的配合，如H8/c7适用一轴在高温工作的紧密动配合，例如内燃机排气阀和导管。
34.轴的基本偏差为d时，配合特性是什么?
答：属间隙配合，配合一般用于IT7～IT11级，透用于松的转动配合，如密封盖、滑轮、空转带轮等与轴的配合。民适用于大直径滑动轴承配合，如透平机、球磨机、轧滚成型和重型弯曲机及其他重型机械中的一些滑动支承。
35.轴的基本偏差为e时，配合特性是什么?
答：属间隙配合，多用于IT7～IT9级，通常适用于要求有明显间隙，易于转动的支承配合，如大跨距、多支点支承等，高等级的e轴适用于大型、高速、重载支承配合，如蜗轮发电机、大型电动机、内燃机、凹轮轴及摇臂支承等。
36.轴的基本偏差为f时，配合特性是什么?
答：属间隙配合，多用于IT6～IT8级的一般转动配合。当温度影响不大时，被广泛用于普通润滑油(脂)润滑的支承，如齿轮箱、小电动机、泵等的转轴与滑动支承的配合。
37.轴的基本偏差为g时，配合特性是什么?
答：属间隙配合，配合间隙很小，制造成本高，除很轻负荷的精密装置外，不推荐用于转动配合。多用于IT5～IT7级，最适合不回转的精密滑动配合，也用于插销等定位配合，如精密连杆轴承、活塞、滑阀及连杆销等。
38.轴的基本偏差为h时，配合特性是什么?
答：属间隙配合，多用于IT4～IT11级。广泛用于无相对转动的零件，作为一般的定位配合，若没有温度变形影响，也用于精密滑动配合。
39.轴的基本偏差为js时，配合特性是什么?
答：属过渡配合，为完全对称偏差( IT/2)。平均为稍有间隙的配合，多用于IT4-7级，要求间隙比h轴小，并允许略有过盈的定位配合(如联轴器)，可用手或木锤装配。
40.轴的基本偏差为k时，配合特性是什么?
答：属过渡配合，平均为没有间隙的配合，适用于IT4-IT7级。，推荐用于稍有过盈的定位配合，倒台为了消除振动用的定位配合。一般用木锤装配。
41.轴的基本偏差为m时，配合特性是什么?
答：属过渡配合，平均为具有小过渡配合。适用IT4I-T7级，用锤或压力机装配，通常推荐用于紧密的组件配合。H6/n5配合时为过盈配合。
42.轴的基本偏差为n时，配合特性是什么?
答：属过渡配合，平均过盈比m轴稍大，很少得到间隙，适用IT4-IT7级，用锤或压力机装配，通常推荐用于紧密的组件配合。H6/n5配合时为过盈配合。
43.轴的基本偏差为p时，配合特性是什么?
答：属过盈配合, 与H6或H7配合时是过盈配合，与H8孔配合时则为过渡配合。对非铁类零件，为较轻的压入配合，当需要时易于拆卸。对钢、铸铁或铜、钢组件装配是标准压入配合。
44.轴的基本偏差为r时，配合特性是什么?
答：属过盈配合, 对铁类零件为中等的入配合，对非铁类零件，为轻打入的配合，当需要时可以拆卸。与H8孔配合，直径在100mm以上时为过盈配合，直径小时为过渡配合。
45.轴的基本偏差为s时，配合特性是什么?
答：属过盈配合, 用于钢和铁制零件的永久性和半永久装配。可产生相当大的结合力。当用弹性材料，如轻合金时，配合性质与铁类零件的P轴相当。例如套环压装在轴上、阀座等配合。尺寸较大时，为了避免损伤配合表面，需有热胀或冷缩法装配。
46.轴的基本偏差为t;u;v;x;y;z时，配合特性是什么?
答：属过盈配合,过盈量依次增大，一般不推荐。
47.什么情况下选用基轴制?
答：直接使用按基准轴的公差带制造的有一定公差等级(―般为8至11级)而不再进行机械加工的冷拔钢材做轴。这时，可以选择不同的孔公差带位置来形成各种不同的配合需求。在农业机械和纺织机械中，这种情况比较多。
加工尺寸小于1mm的精密轴要比加工同级的孔困难得多，因此在仪器仪表制造、钟表生产、无线电和电子行业中，通常使用经过光轧成形的细钢丝直接做轴，这时选用基轴制配合要比基孔制经济效益好。
从结构上考虑，周一根轴在不同部位与几个孔相配合，并且各自有不同的配合要求，这时应考虑采用基轴制配合。
48.与标准件如何配合?
答：若与标准件配合，应以标准件为基准件确定配合制。
例如，在滚动轴承支撑结构中，滚动轴承外圈与箱体孔的配合应采用基轴制，轴承内圈与轴颈的配合应该采用基孔制，箱体孔按J7制造，轴颈按k6制造。
49.研磨加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT1～IT5。
50.衍磨加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT4～IT7。
51.金刚石车加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT5～IT7。
52.金刚石镗加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT5～IT7。
53.圆磨加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT5～IT8。
54.平磨加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT5～IT8。
55.拉削加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT5～IT8。
56.精车精镗加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT7～IT9。
57.铰孔加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT6～IT10。
58.铣削加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT8～IT11。
59.刨、插加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT10～IT11。
60.滚压、挤压加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT10～IT11。
61.粗车加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT10～IT12。
62.粗镗加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT10～IT12。
63.钻削加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT10～IT13。
64.冲压加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT10～IT14。
65.砂型铸造加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT14～IT15。
66.金属型铸造加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT14～IT15。
67.锻造加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT15～IT16。
68.气割加工方法，应取公差等级什么范围?
答：应取IT15～IT18。
69.确定基本偏差有几种方法?
答：确定基本偏差的方法有三种：试验法、计算法和类比法。
70.什么称为试验法?
答：试验法就是应用试验的方法确定满足产品工作性能的配合种类，主要用于如航天、航空、国防、核工业以及铁路运输行业中一些关键性机构中，对产品性能影响大而又缺乏经验的重要、关键性的配合。该方法比较可靠。其缺点是需进行试验，成本高、周期长。较少应用。
71.什么称为计算法?
答：计算法是根据使用要求通过理论计算来确定配合种类。其优点是理论依据充分，成本较试验法低，但由于理论计算不可能把机器设备工作环境的各种实际因素考虑得十分周全，因此设计方案不如通过试验法确定的准确。例如，用计算法确定滑动轴承间隙配合的配合种类时，根据液体润滑理论可以计算其允许的最小间隙，据此从标准中选择适当的配合种类;用计算法确定完全靠过盈传递负荷的过盈配合种类时，根据要传递负荷的大小，按弹、塑性变形理论，可以计算出需要的最小过盈，据此选择合适的过盈配合种类，同时验算零件材料强度是否能够承受该配合种类所产生的最大过盈。由于影响配合间隙、过盈的因素很多，理论计算只能是近似的。
72.什么称为类比法?
答：类比法就是以与设计任务同类型的机器或机构中经过生产实践验证的配合作为参考，并结合所设计产品的使用要求和应用条件的实际情况来确定配合。该方法应用最广，但要求设计人员掌握充分的参考资料并具有相当的经验。用类比法确定配合时应考虑的因素如下：
1）受力大小。受力较大时，趋向偏紧选择配合，即应适当地增大过盈配合的过盈量，减小间隙配合的间隙量，选用获得过盈的概率大的过渡配合。
2）拆装情况和结构特点。对于经常拆装的配合，与不经常拆装的任务相同的配合相比，其配合应松些。装配困难的配合，也应稍松些。
3）结合长度和形位误差。配合长度越长，由于形位误差的存在，与结合长度短的配合相比，实际形成的配合越紧。因此，宜选用适当松一些的配合。
4）材料、温度。当相配件的材料不同(线性膨胀系数相差较大)且工作温度与标准温度 20 ℃相差较大时，要考虑热变形的影响。装配变形的影响。
73.公差等级为5级时，应用在哪些场合?
答：主要用在配合公差、形位公差要求甚小的场合，配合性质稳定，一般在机床、发动机、仪表等重要部位应用。如与D 级滚动轴承配合的箱体孔;与E级滚动轴承配合的机床主轴，机床尾架与套筒，精密机械及高速机械中的轴颈，精密丝杠径等。
74.公差等级为6级时，应用在哪些场合?
答：配合性质能达到较高的均匀性，如与E级滚动轴承相配合的孔、轴颈;与齿轮、蜗轮、联轴器、带轮、凸轮等连接的轴径，机床丝杠轴径;摇臂钻立柱;机床夹具中导向件的外径尺寸;6级精度齿轮的基准孔，7、8级齿轮基准轴。
75.公差等级为7级时，应用在哪些场合?
答：7级精度比6级稍低，应用条件与6 级基本相似，在一般机械制造中应用较为普遍。如联轴器、带轮、凸轮等孔径;机床夹盘座孔，夹具中固定钻套，可换钻套;7、8级齿轮基准孔，9、10级齿轮基准轴。
76.公差等级为8级时，应用在哪些场合?
答：在机器制造中属于中等精度。如轴承座衬套沿宽度方向尺寸，9～12级齿轮基准孔;11～12级齿轮基准轴。
77.公差等级为9～10级时，应用在哪些场合?
答：主要用于机械制造中轴套外径与孔;操纵件与轴;空轴带轮与轴;单键与花键。
78.公差等级为11～12级时，应用在哪些场合?
答：配合精度很低，装配后可能产生很大间隙，适用于基本上没有什么配合要求的场合。如机床上法兰盘与止口;滑快与滑移齿轮;加工中工序间尺寸;冲压加工的配合件;机床制造中的扳手孔与扳手座的连接
79.间隙配合在实际的设计中如何选用?
答：见图2
起重机吊钩的铰链 带榫槽的法兰盘 内燃机的排气阀和导管
滑轮与轴的配合内燃机主轴的配合
齿轮轴套与轴的配合 钻套与衬套的配合
图 2
80.过渡配合在实际的设计中如何选用?
答：见图3
车床尾座的顶尖套筒的配合带轮与轴的配合
刚性联轴节的配合蜗轮青铜轮缘与轮辐的配合
图 3
81.过盈配合在实际的设计中如何选用?
答：见图4
图4
82.零件图上线性尺寸公差如何标注?
答：见图5
图 5
83.装配图上线性尺寸公差如何标注?
答：见图6
图 6
84.标准件线性尺寸公差如何标注?
答：见图7
图 7
85.线性尺寸公差标注有什么要求?
答：公差代号与基本尺寸数字同高。
采用极限偏差标注线性尺寸公差时，上下偏差数字比基本尺寸数字小一号，且上下偏差小数点位数必须对齐，并标出正负号。
其中一个偏差为零，可用“0”标出，并与另一个偏差个位数对齐。
下偏差底线与基本尺寸注在同一底线上。
当上下两偏差数值相等时，偏差只注写一次，并在偏差与基本尺寸之间注“ /-”号，且二者字号相同。
86.什么称为圆锥配合?
答：基本圆锥相同的内、外圆锥直径之间，由于结合不同所形成的相互关系。圆锥配合的配合特征是通过相互结合的内、外圆锥规定的轴向位置来形成间隙或过盈。间隙或过盈是在垂直于圆锥表面方向起作用，但按垂直于圆锥轴线方向给定并测量;对锥度小于或等于1:3的圆锥，垂直于圆锥表面与垂直于圆锥轴线给定的数值之间的差异可忽略不计。按确定相结合的内、外圆锥轴向位置的不同方法，圆锥配合分为结构型圆锥配合和位移型圆锥配合两种类型。
87.什么称为结构型圆锥配合?
答：由结构本身或结构尺寸来确定内、外圆锥相对轴向位置而获得的配合。
88.什么称为位移型圆锥配合?
答：规定轴向位移或产生轴向位移的轴向力的大小来确定内、外圆锥相对轴向位置而获得的配合。
89.标准公差系列由哪三项内容组成?
答：由公差等级、公差单位和基本尺寸分段。
90.什么称为一般公差?
答：是指在车间普通工艺条件下机床设备一般加工能力可达到的公差。
91.GB/T1804-1992为线性尺寸的一般公差规定了什么?
答：规定了f、m、c和v共4个公差等级，字母f表示精密级，m表示中等级，c表示粗糙级，v表示最粗级。公差等级f、m、c和v分别相当于IT12、IT14、lt16和IT17。
92.什么是线性尺寸一般公差的极限偏差数值表?
答：见表1
表 1
93.什么是倒圆半径和倒角高度的极限偏差数值表?
答：见表2
表 2
94.间隙配合时要注意什么?
答：基准孔H(或基准轴h)与相应公差等级的轴a～h(或孔A～H)形成间隙配合，共11种，其中
H/a(或A/h)组成的间隙最大，H/h的配合间隙最小。
H/a(A/h)、H/b(B/h)、H/c(C/h)配合，这3种配合的间隙很大，不常使用。一般用在工作条件较差，要求灵活动作的机械上，或用于受力变形大，轴在高温下工作需保证有较大间隙的场合。
H/d(D/h)、H/e(E/h)配合，这两种配合间隙较大，用于要求不高易于转动的支撑。其中H/d(D/h)适用于较松的传动配合，如密封盖、滑轮和空转带轮等与轴的配合。也适用于大直径滑动轴承的配合，如球磨机、轧钢机等重型机械的滑动轴承，适用于IT7～IT11级。例如滑轮与轴的配合。
H/f(F/h)配合，这个配合的间隙适中，多用于IT7～IT9的一般传动配合，如齿轮箱、小电动机、泵等的转轴及滑动支撑的配合。
H/g(G/h)配合，此种配合间隙很小，除了很轻负荷的精密机构外，一般不用做转动配合，多用于IT5 ～IT7级，适合于作往复摆动和滑动的精密配合。例如钻套与衬套的配合.
H/h配合，这个配合的最小间隙为零，用于IT4～IT11级，适用于无相对转动而有定心和导向要求的定位配合，若无温度、变形影响，也用于滑动配合，推荐配合H6/h5、H7/h6、H8/h7、H9/h9和H11/h11。
95.过渡配合时要注意什么?
答：基准孔H与相应公差等级轴的基本偏差代号j～n形成过渡配合(n与高精度的孔形成过盈配合)。
H/j、H/js配合，这两种过渡配合获得间隙的机会较多，多用于IT4～IT7级，适用于要求间隙比h小并允许略有过盈的定位配合，如联轴节、齿圈与钢制轮毂以及滚动轴承与箱体的配合等。
H/k配合，此种配合获得的平均间隙接近于零，定心较好，装配后零件受到的接触应力较小，能够拆卸，适用于IT4～IT7级，如刚性联轴节的配合。
H/m、H/n配合，这两种配合获得过盈的机会多，定心好，装配较紧，适用于IT4～IT7。
96.过盈配合时要注意什么?
答：基准孔H与相应公差等级轴的基本偏差代号p～zc形成过盈配合(p、r与较低精度的H孔形成过渡配合)。
H/p、H/r配合，这两种配合在高公差等级时为过盈配合，可用锤打或压力机装配，只宜在大修时拆卸。主要用于定心精度很高、零件有足够的刚性、受冲击负载的定位配合，多用于IT6～IT8级。
H/s、H/t配合，这两种配合属于中等过盈配合，多采用IT6、IT7级。用于钢铁件的永久或半永久结合。不用辅助件，依靠过盈产生的结合力，可以直接传递中等负荷。一般用压力法装配，也有用冷轴或热套法装配的，如铸铁轮与轴的装配，柱、销、轴、套等压入孔中的配合。
H/u、H/v、H/x、H/y、H/z配合，这几种属于大过盈配合，过盈量依次增大，过盈与直径之比在0.001以上。它们适用于传递大的扭矩或承受大的冲击截荷，完全依靠过盈产生的结合力保证牢固的连接，通常采用热套或冷轴法装配。火车的铸钢车轮与高锰钢轮箍要用H7 /u6甚至H6/u5配合。由于过盈大，要求零件材质好，强度高，否则会将零件挤裂，因此采用时要慎重，一般要经过试验才能投入生产。装配前往往还要进行挑选，使一批配件的过盈量趋于一致，比较适中。
97.为什么优先选用基孔制?
答：因为孔的加工难于轴，改变孔的尺寸需要改变刀具、量具的数量。而改变轴的尺寸不会改变刀具、量具的数量.
98.公差等级的如何应用?
答：见表3
表 3
99.使用要求如何确定配合的类别?
答：当孔、轴有相对移动或转动时，必须选择间隙配合。相对移动选取间隙较小的配合，相对转动选取间隙较大的配合。
当孔、轴之间无键、销、螺钉等联接件，只能靠孔、轴之间的配合来实现传动时，必须选择过盈配合。
过渡配合的特性是可能产生间隙，也可能产生过盈，但间隙或过盈的量相对较小。因此，当零件之间无相对运动、同心度要求较高，且不靠配合传递动力时，常常选择过渡配合。
100.尺寸公差与配合的选择的原则是什么?
答：选择的原则是在满足使用要求的前提下能够获得最佳的技术经济效益。
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