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1、第二章第二章 孔、轴公差与配合孔、轴公差与配合 第二节第二节 常用尺寸孔、轴常用尺寸孔、轴国家标准的构成国家标准的构成 配合的种类是由孔、轴公差带的关系相互位置所决定。配合的种类是由孔、轴公差带的关系相互位置所决定。 机械产品中，基本尺寸不大于机械产品中，基本尺寸不大于500mm的尺寸段在生产中的尺寸段在生产中应用最广，该尺寸段称为常用尺寸。应用最广，该尺寸段称为常用尺寸。公差带的大小和位置又分别由标准公差与基本偏差决定。公差带的大小和位置又分别由标准公差与基本偏差决定。上一节提到：上一节提到：为为 此此 为了使公差带的大小和位置标准化，国标中规定了孔和轴的为了使公差带的大小和位置标准化，国标
2、中规定了孔和轴的标准公差系列与基本偏差系列。标准公差系列与基本偏差系列。一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列1.1.公差等级公差等级Tolerence gradeTolerence grade）是用来确定尺寸精确程度的等级。是用来确定尺寸精确程度的等级。使规定的等级既能满足不同的使用要求，又能大致代表各种加使规定的等级既能满足不同的使用要求，又能大致代表各种加工方法的精度，为零件的设计和制造带来了极大的方便。工方法的精度，为零件的设计和制造带来了极大的方便。对所有基本尺寸同一公差等级的一组公差被认为具有同等的精确对所有基本尺寸同一公差等级的一组公差被认为具有同等的精确程度，规定和划分公
3、差等级的目的是为了简化和统一公差的要求。程度，规定和划分公差等级的目的是为了简化和统一公差的要求。 标准公差为国家标准极限与配合制中所规定的任一公差。标准公差为国家标准极限与配合制中所规定的任一公差。它的数值取决于孔或轴的标准公差等级和基本尺寸。它的数值取决于孔或轴的标准公差等级和基本尺寸。用以确定公差带用以确定公差带的大小的大小一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列1.1.公差等级公差等级Tolerence gradeTolerence grade）IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT4 IT15 IT16 IT17 IT18是用来确定尺寸精确程度的等级。是用来确定尺寸精确程
4、度的等级。公差等级分为公差等级分为2020级，用级，用IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2、IT3IT18IT3IT18来表示。来表示。标准公差等级代号由符号标准公差等级代号由符号ITIT和阿拉伯数字组成，例如和阿拉伯数字组成，例如IT7IT7、IT8IT8标准公差标准公差8 8级）。级）。一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列表中的高精度等级表中的高精度等级表中的高精度等级表中的高精度等级IT01IT01IT01IT01、IT0 IT0 IT0 IT0 、IT1IT1IT1IT1的公式，主要考虑测量误差。的公式，主要考虑测量误差。的公式，主要考虑测量误差。的公式，
5、主要考虑测量误差。a是公差等级系数是公差等级系数i是公差单位公差因子）是公差单位公差因子）2.2.标准公差数值的计算标准公差数值的计算IT2IT2IT2IT2IT4IT4IT4IT4是在是在是在是在IT1IT1IT1IT1IT5IT5IT5IT5之间插入三级，使之间插入三级，使之间插入三级，使之间插入三级，使IT1IT1IT1IT1、IT2IT2IT2IT2、IT3IT3IT3IT3、IT4IT4IT4IT4、IT5IT5IT5IT5成等比数列。成等比数列。成等比数列。成等比数列。常用的公差等级常用的公差等级常用的公差等级常用的公差等级IT5IT5IT5IT5IT18IT18IT18IT18的
6、标准公差计算公式如下：的标准公差计算公式如下：的标准公差计算公式如下：的标准公差计算公式如下：IT=ai i=f(D)IT=ai i=f(D)IT=ai i=f(D)IT=ai i=f(D)一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列 3.公差等级系数 a公差单位是计算标准公差的基本单位。公差单位是计算标准公差的基本单位。从从IT6IT6开始，公差等级系数采用开始，公差等级系数采用R5R5系列中的化整优先数公比为系列中的化整优先数公比为1.61.6）。）。 4.公差单位公差因子i当当 D500 D500时，时，DD基本尺寸，指尺寸段首、末两个尺寸基本尺寸，指尺寸段首、末两个尺寸D D首、首、D
7、 D末的几何平均值，末的几何平均值，mmmm。DjDj几何平均值几何平均值 5. 5.尺寸分段尺寸分段 ( (基本尺寸基本尺寸D)D)一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列基本尺寸基本尺寸D D为基本尺寸分段的计算尺寸，为几何平均值（）。为基本尺寸分段的计算尺寸，为几何平均值（）。 为了把公差数值的数目减少到最低限度，统一公差数值，简化公差表格，方为了把公差数值的数目减少到最低限度，统一公差数值，简化公差表格，方便实际生产应用，应按一定规律将常用尺寸分成若干段落，这叫做尺寸分段。便实际生产应用，应按一定规律将常用尺寸分成若干段落，这叫做尺寸分段。例例1： 求基本尺寸为求基本尺寸为90mm
8、，IT7级标准公差的数值。级标准公差的数值。 一、孔、轴标准公差系列一、孔、轴标准公差系列还可以用来根据已知基本尺寸和公差数值，确定它们对应的标准公差等级。还可以用来根据已知基本尺寸和公差数值，确定它们对应的标准公差等级。实际工作中：实际工作中：可以直接用来查取一定基本尺寸和标准公差等级的标准公差值。可以直接用来查取一定基本尺寸和标准公差等级的标准公差值。标准公差数值表标准公差数值表二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列1.1.基本偏差的定义基本偏差的定义 基本偏差为国家标准极限与配合制中，用以确定公差带相对于零线基本偏差为国家标准极限与配合制中，用以确定公差带相对于零线的位置的极限偏差
9、上偏差或下偏差），一般是指靠近零线或位于零的位置的极限偏差上偏差或下偏差），一般是指靠近零线或位于零线的那个极限偏差。线的那个极限偏差。当孔或轴的标准公差和基本偏差确定后，它当孔或轴的标准公差和基本偏差确定后，它的另一极限偏差可以利用下式计算确定。的另一极限偏差可以利用下式计算确定。Th=Dmax- Dmin=ES -EITS=dmax- dmin=es-ei二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列2.2.基本偏差的代号基本偏差的代号 孔、轴基本偏差各有孔、轴基本偏差各有28种，构成孔或轴的基本偏差系列，反种，构成孔或轴的基本偏差系列，反映映28种公差带相对于零线的位置。种公差带相对于零线
10、的位置。 每种基本偏差的代号用一个或两个英文字母表示。大写字母表示孔，每种基本偏差的代号用一个或两个英文字母表示。大写字母表示孔，小写字母表示轴。小写字母表示轴。CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC（cd、ef、fg、js、za、zb、zc）26个字母去除个字母去除5个：个：I、L、O、Q、W（i、l、o、q、w）。）。增加增加7个：个：共共28个代号。个代号。图中遗漏了CD和cd。Jj的顺序在的顺序在 JSjs之后之后二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列3.3.轴的基本偏差系列轴的基本偏差系列 代号为代号为a ag g的基本偏差皆为上偏差的基本偏差皆为上偏差eses负值），按从负
11、值），按从a a到到g g的顺序，基本的顺序，基本偏差的绝对值依次逐渐减少。偏差的绝对值依次逐渐减少。代号为代号为h h的基本偏差为上偏差的基本偏差为上偏差es=0es=0，它是基轴制中基准轴的基本偏差代号。，它是基轴制中基准轴的基本偏差代号。图中遗漏了cd。 基本偏差代号为基本偏差代号为jsjs的轴的公差带相对于零线对称分布，基本偏差可取上的轴的公差带相对于零线对称分布，基本偏差可取上偏差偏差es=+IT/2es=+IT/2，也可取，也可取ei=-IT/2ei=-IT/2ITIT为标准公差数值）。根据国标规定，当为标准公差数值）。根据国标规定，当标准公差等级为标准公差等级为IT7IT7 IT
12、11 IT11时，若公差数值是奇数，则按时，若公差数值是奇数，则按（IT-1IT-1）/2/2计算。计算。 代号为代号为j jzczc的基本偏差皆为下偏差的基本偏差皆为下偏差eiei除除j j为负值外，其余皆为正为负值外，其余皆为正值），按从值），按从k k到到zczc的顺序，基本偏差的数值依次逐渐增大。的顺序，基本偏差的数值依次逐渐增大。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列4.4.孔的基本偏差系列孔的基本偏差系列 代号为代号为A AG G的基本偏差皆为下偏差的基本偏差皆为下偏差EIEI正值），按从正值），按从A A到到G G的顺序，基的顺序，基本偏差的数值依次逐渐减少。本偏差的数值依
13、次逐渐减少。 代号为代号为H H的基本偏差为下偏差的基本偏差为下偏差EI=0EI=0，它基孔制中基准孔的基本偏差代号。，它基孔制中基准孔的基本偏差代号。 基本偏差代号为基本偏差代号为JSJS的轴的公差带相对于零线对称分布，基本偏差可取上的轴的公差带相对于零线对称分布，基本偏差可取上偏差偏差ES=+IT/2ES=+IT/2，也可取，也可取EI=-IT/2EI=-IT/2ITIT为标准公差数值）。为标准公差数值）。 代号为代号为J JZCZC的基本偏差皆为上偏差的基本偏差皆为上偏差ESES除除J J、K K为正值外，其余皆为为正值外，其余皆为负值），按从负值），按从K K到到ZCZC的顺序，基本偏
14、差的绝对值依次逐渐增大。的顺序，基本偏差的绝对值依次逐渐增大。图中遗漏了CD。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列5.5.各种基本偏差所形成的配合的特征基准制配合）各种基本偏差所形成的配合的特征基准制配合） （1 1基孔制基孔制国家标准规定有两种基准制配合：国家标准规定有两种基准制配合： 基孔制、基轴制基孔制、基轴制基准孔基准孔H与非基准件与非基准件azc轴形成各种配合的一种制度。轴形成各种配合的一种制度。间隙配合：间隙配合：H/aH/ah h1111种）种）过盈配合：过盈配合：H/pH/pzczc1212种）种） 过渡配合：过渡配合：H/jsH/jsn njsjs、j j、k k、m
15、 m、n5n5种）种）注：上述过渡、过盈配合是注：上述过渡、过盈配合是“基本符合这样的规律，有时会出现特殊情况。例如：基本符合这样的规律，有时会出现特殊情况。例如：有时基准孔有时基准孔H H与非基准轴的偏差为与非基准轴的偏差为p p时的某个公差等级配合时会出现过渡配合的情况。时的某个公差等级配合时会出现过渡配合的情况。图中遗漏了CD和cd。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列5.5.各种基本偏差所形成的配合的特征基准制配合）各种基本偏差所形成的配合的特征基准制配合） （2 2基轴制基轴制基准轴基准轴h与非基准件与非基准件AZC孔形成各种配合的一种制度。孔形成各种配合的一种制度。间隙配合
16、：间隙配合：A AH/hH/h1111种）种） 过盈配合：过盈配合：P PZC/hZC/h1212种）种） 过渡配合：过渡配合：JSJSN/hN/hJSJS、J J、K K、M M、N5N5种）种） 注：上述过渡、过盈配合是注：上述过渡、过盈配合是“基本符合这样的规律，有时会出现特殊情况。基本符合这样的规律，有时会出现特殊情况。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列6. 6. 公公差差与与配配合合代代号号及及其其图图样样上上的的标标注注GB/T GB/T 4458.54458.520192019） （1 1孔、轴公差带代号在零件图上标孔、轴公差带代号在零件图上标注）注）例如：孔公差带代号
17、例如：孔公差带代号H7H7、F8F8，轴公差带代号，轴公差带代号h7h7、f6f6。在零件图上标注：在零件图上标注： 标注时必须注出公差带的两要素标注时必须注出公差带的两要素标注时必须注出公差带的两要素标注时必须注出公差带的两要素: : : :基本偏差代号位置要素与公差等基本偏差代号位置要素与公差等基本偏差代号位置要素与公差等基本偏差代号位置要素与公差等级数字大小要素），标注时要用同一字号的字体即两个符号等高）。级数字大小要素），标注时要用同一字号的字体即两个符号等高）。级数字大小要素），标注时要用同一字号的字体即两个符号等高）。级数字大小要素），标注时要用同一字号的字体即两个符号等高）。 由
18、基本偏差代号和标准公差等级代号中的阿拉伯数字组合，构成孔、由基本偏差代号和标准公差等级代号中的阿拉伯数字组合，构成孔、轴公差带代号。轴公差带代号。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列6. 6. 公公差差与与配配合合代代号号及及其其图图样样上上的的标标注注GB/T GB/T 4458.54458.520192019） （2 2孔、轴配合代号在装配图上标注）孔、轴配合代号在装配图上标注）在装配图上标注：在装配图上标注：把孔和轴公差带组合，用分数形式表示，分子为孔公差带，分母为轴公差带。把孔和轴公差带组合，用分数形式表示，分子为孔公差带，分母为轴公差带。例如：例如：基孔制配合代号基孔制配合代
19、号50 50 或或50H7/g650H7/g6；基轴制配合代号基轴制配合代号50 50 或或50G7/h650G7/h6。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列7.7.轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差数值的确定 轴的各种基本偏差的数值按表轴的各种基本偏差的数值按表2-32-3所列的计算公式确定。所列的计算公式确定。 这些计算公式是以基孔制中基本偏差代号为这些计算公式是以基孔制中基本偏差代号为H H的基准孔，与不同的基准孔，与不同基本偏差的轴形成的各种配合为基础，根据设计要求、生产经验、基本偏差的轴形成的各种配合为基础，根据设计要求、生产经验、科学试验，经统计分析得到。科学试验，经统计分
20、析得到。 在实际工作中，轴的基本偏差数值可直接利用轴基本偏差数在实际工作中，轴的基本偏差数值可直接利用轴基本偏差数值表查取。值表查取。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列7.7.轴的基本偏差数值的确定轴的基本偏差数值的确定例例2 2： 利用标准公差数值表和轴的基本偏差数值表，确定利用标准公差数值表和轴的基本偏差数值表，确定50f850f8轴的极限轴的极限偏差数值。偏差数值。解：解：由标准公差数值表查得基本尺寸为由标准公差数值表查得基本尺寸为50mm50mm的标准公差数值的标准公差数值IT8=39mIT8=39m； 由轴的基本偏差数值表查得基本尺寸为由轴的基本偏差数值表查得基本尺寸为50
21、mm50mm，且代号为，且代号为f f的轴的基本偏差的轴的基本偏差为上偏差为上偏差es=-25mes=-25m； 轴的另一极限偏差为下偏差轴的另一极限偏差为下偏差ei=es-IT8=-25-39=-64ei=es-IT8=-25-39=-64mm）。）。二、孔、轴基本偏差系列二、孔、轴基本偏差系列8.8.孔的基本偏差数值的确定孔的基本偏差数值的确定 孔的基本偏差数值由相同字母代号轴的基本偏差数值换算而得。孔的基本偏差数值由相同字母代号轴的基本偏差数值换算而得。 在实际生产中考虑到孔比轴难加工，故在孔、轴的标准公差等在实际生产中考虑到孔比轴难加工，故在孔、轴的标准公差等级较高时，孔通常与高一级的
22、轴配合。而孔、轴的标准公差等级不级较高时，孔通常与高一级的轴配合。而孔、轴的标准公差等级不高时，则孔与轴采用同级配合。高时，则孔与轴采用同级配合。换算的前提换算的原则）换算的前提换算的原则） ： 基孔制配合变成同名的基轴制配合基孔制配合变成同名的基轴制配合( (例如例如H8/f8H8/f8变成变成F8/h8F8/h8，H6/f5H6/f5变成变成F6/h5F6/h5），它们的配合性质必须相同，即两种配合制配合），它们的配合性质必须相同，即两种配合制配合的极限间隙或过盈必须相同。的极限间隙或过盈必须相同。图中遗漏了CD和cd。例例3：查表确定：查表确定 极限偏差，并画出其尺寸公差带图。极限偏差，
23、并画出其尺寸公差带图。 解：解：基本尺寸在基本尺寸在1830mm1830mm时，时，IT6=13mIT6=13m，IT7=21mIT7=21m。对于对于20k620k6：查轴的基本偏差数值表可知，查轴的基本偏差数值表可知， k k的基本偏差为的基本偏差为ei=ei=2m2m，则，则es= eies= eiIT6=IT6=2 213= 13= 1515mm）对于对于20H720H7：基准孔的基本偏差为下偏差，且基准孔的基本偏差为下偏差，且EI=0EI=0，则，则ES= EIES= EIIT7=0IT7=021= 21= 2121mm）查标准公差数值表可知，查标准公差数值表可知，公差带示意图为：公
24、差带示意图为：例例4：试用查表法确定：试用查表法确定 孔与轴的极限偏差，并计算极限间隙。孔与轴的极限偏差，并计算极限间隙。 解：解：基本尺寸在基本尺寸在1830mm1830mm时，时，IT6=13mIT6=13m，IT7=21mIT7=21m。查轴的基本偏差数值表：查轴的基本偏差数值表：f f的基本偏差为的基本偏差为es=es=20m20m查标准公差数值表可知，查标准公差数值表可知，那么：那么：基准孔的基本偏差为下偏差，且基准孔的基本偏差为下偏差，且EI=0EI=0，则，则ES= EIES= EIIT7=0IT7=021= 21= 21m21mXmax=ESXmax=ESei=ei=21 21
25、 ( (33) =33) =54m54mXmin=EIXmin=EIes=0es=0( (20) = 20) = 20m20mes=es=20m20m，ei=esei=esIT6=IT6=202013=13=33m33m例例5：试用查表法确定：试用查表法确定 孔与轴的极限偏差，并计算极限过盈。孔与轴的极限偏差，并计算极限过盈。 解：解：基本尺寸在基本尺寸在1830mm1830mm时，时，IT6=13mIT6=13m，IT7=21mIT7=21m。查孔的基本偏差数值表：查孔的基本偏差数值表：U U的基本偏差为的基本偏差为ES=ES=40m40m查标准公差数值表可知，查标准公差数值表可知，那么：那
26、么：ES= ES= 40m 40m ，则，则EI = ES EI = ES IT7= IT7= 40 40 21= 21= 6161mm）Ymax=EIYmax=EIes= es= 61610 = 0 = 6161mm）Ymin=ESYmin=ESei=ei=40 40 （1313） = = 2727mm）基准轴的基本偏差为上偏差，且基准轴的基本偏差为上偏差，且es=0es=0，ei=esei=esIT6=0IT6=013=13=1313mm）作业作业1： 利用标准公差数值表和孔的基本偏差数值表，确定利用标准公差数值表和孔的基本偏差数值表，确定30P8/h830P8/h8的极限偏差。的极限偏差。 利用标准公差数值表和轴、孔的基本偏差数值表，确定利用标准公差数值表和轴、孔的基本偏差数值表，确定30H7/p630H7/p6和和30P7/h630P7/h6的极限偏差，并计算极限间隙或极限过盈。的极限偏差，并计算极限间隙或极限过盈。作业作业2：
