第1章4节孔与轴极限与配合(公差配合选择)-2

1．一般情况下应优先选用基孔制
对于大尺寸、低精度的孔，一般不采用定尺寸刀具、量具来 加工、检验，从工艺上将，采用基孔制、基轴制均一样，但 为了统一起见和考虑习惯，一般也采用基孔制。
只有在具有明显经济效果的情况下，才使用基轴制：
（1）冷拉圆形棒料，表面很光洁，其尺寸精度可达IT7~IT9 级，不用加工即可满足农业机械和纺织机械上的轴颈精度要 求（这种钢材是按基准轴的公差带制造） ，在这种情况下采 用基轴制，可免去轴的加工，只需按照不同的配合性能加工 孔，就能得到不同性质的配合。 （2）加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困难，因此在 仪器制造、钟表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形 的钢丝直接做轴，这时采用基轴制较经济。
相对运 动情况
选择基 本偏差
无定心要求的 慢速转动
c(C)
高速 中速 精密低速转动或移动或
转动 转动
手动移动
d(D)或 e(E)
f(F)
g(G) h (H)
各种过渡配合基本偏差的比较与选择
盈、隙 情况
定心 要求
装配与 拆卸 情况
应选择 的基本 偏差
过盈率很小 稍有平均
间隙 要求较好定心
时
木锤装配 拆卸方便
尽量选用标准的常用、优先的公差带和配合。
3. 用类比法选择配合时应考虑的因素
1) 相配件是否有相对运动： 有相对运动——间隙配合(间隙配合传递载荷可加键、销等) 无相对运动——常用过盈或过渡配合
（小过盈和过渡配合传递载荷须加键、销等 ）
2) 孔轴定心精度要求： 孔轴定心精度要求高，且孔轴间无相对运动时
f50 k6 f110J7 f110 J7
f9
2. 与标准件配合的基准制选择
标准件通常由专门工厂大量生产，其尺寸已经标准化了，故与标准件 配合时，基准制的选择应依标准件而定。
如平键、半圆键等键联接，由于键是标准 件，键与键槽的配合应采用基轴制；滚动轴承 外圈与箱体孔的配合应采用基轴制，滚动轴承 内圈与轴的配合应采用基孔制，如图所示选择 箱体孔的公差带为J7，选择轴颈的公差带为k6。
3．非基准制配合的采用
为了满足配合的特殊需要，允许采 用任一孔，轴公差带组成的配合。 例如： Ф 110J7/f9
基准制选择示例
二、公差等级的选用
选择公差等级时， 要正确处理使用要求、 加工工艺及生产成本之 间的关系 1.依据：Th＋Ts≤Tf
2.选择原则:
选择公差等级，既要满足设计要求，又要考虑加工的可能 性与经济性。在满足使用要求的前提下，尽可能选较低的 公差等级或较大的公差值。
—— 过 渡 配 合 ， 甚 至 小 过 盈 配 合
孔轴有定心精度要求，且孔轴间有相对运动时 ——小间隙配合，一般H/h
3) 过盈配合中的受载情况：载荷大或冲击载荷——过盈量大
4. 配合时基本偏差的选择 各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）配合时的应用 场合大致总结如下（参教材表1-22）：
间隙配合按相对运动速度选择基本偏差
表中当轴标准公差≤IT7级时，与低一级基准孔配合，≥IT8级与同级基准孔配合。
表1-15基轴制常用和优先配合（摘自GB/T1801—1999）
在精度设计时，应尽可能地选用优先配合，其次是常用配 合，再次是一般配合。如果一般仍不能满足要求，可以选 择其他的配合。
表中当孔标准公差＜IT8级少数=级IT8时，与高一级基准轴配合，其余与同级 基准轴配合。
（2）考虑配合 （a）过渡、过盈配合，不允许间隙或过盈变动量过大，要求精度
较高 （b）间隙配合：间隙小时——较高精度；间隙大时——较低精度
（3）考虑加工成本： 为了降低成本，对于一些精度要
求不高的配合，孔、轴的公差等级可 以相差2～3 级，如图所示，轴承端盖 凸缘于箱体孔的配合为φ100J7/e9，轴 上隔套与轴的配合为φ55G9/j6，它们 的公差等级相差分别为2 级和3 级。
1. 一般、常用和优先的孔、轴公差带（GB/T1801—1999）
表1-12 基本尺寸≤500mm一般、常用和优先孔的公差带
1. 一般、常用和优先的孔、轴公差带（GB/T1801—1999）
表1-13 基本尺寸≤500mm一般、常用和优先轴的公差带
2. 常用和优先配合
表1-14基孔制常用和优先配合（摘自GB/T1801—1999）
一、基准制的选用
1．一般情况下应优先选用基孔制 因为加工孔比加工轴要困难些，而且所用的刀具、量具尺寸
规格也多些。采用基孔制，孔的公差带数量将会减少，从而 可大大缩减定值刀、量具的规格数量，这在制造上是经济的， 因此应尽量采用基孔制配合。
中等尺寸、高精度的孔，通常需要采用价格较贵的扩孔钻、铰 刀、拉刀等定值刀具。而且，一种刀具只能加工一种尺寸的孔， 而加工轴则不同，一把车刀或砂轮可加工不同尺寸的轴。
图1-12 基孔制优先配合公差带 图1-13 基轴制优先配合公差带
基本尺寸＞500~3150mm ，标准规定了常用轴公差带41种， 孔公差带31种，没有推荐配合，规定一般采用基孔制的同 级配合。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制 配合。先按互换性生产选取配合；再选取较难加工的那个 零件作为先加工件（多数情况下是孔），给它一个容易达 到的公差；最后再根据所选的配合公差确定配制件（多数 情况下是轴）的公差。
例如：某配合的孔轴，基本尺寸为Φ80mm，要求配合的 Xmax=0.135mm, Xmin=0.055mm, 试确定孔、轴的公差等级。
解： ∵Tf=Th+Ts=Xmax-Xmin=0.135-0.055=0.08mm 查表1-8知：IT8=0.046mm IT7=0.03mm 取 Th=IT8 Ts=IT7 则 Tf=0.046+0.03=0.076<0.08mm
基本尺寸至18mm ，主要适用于仪器仪表和钟表工业，国 标规定了163种轴公差带和145种孔公差带，标准未指明选 用次序，也未推荐配合。由于小尺寸段轴比孔难加工，所 以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复杂。
1.5 公差与配合的选用
合理的选用可促进互换性的生产，提高质量，降低成本。
选择的原则，是应当保证产品性能优良，制造经济。 选择的内容，基准制、公差等级、配合种类。
条件的不同，确定过盈、过渡甚至间隙配合。下表给出了配合类别选择的
大体方向。
表 配合类别选择的大体方向
永久结合
无相对运动
可 要精确同轴 要传递转矩 拆
结 不要精确同轴 合
较大过盈的过盈配合 轻型过盈配合、过渡配合或基本偏差为 H(h) 的间隙配合加紧固件
间隙配合加紧固件
不需要传递转矩，要精确同轴
只有移动 有相对运动
较小或小的过盈
中等与大的 过盈
很大与特大的过盈
传递扭矩的 大小
装卸情况
加紧固件传递一定 的扭矩与轴向力， 属轻型过盈配合。 不加紧固件可用于 准确定心仅传递小 扭矩，需轴向定位 （过盈配合时）
用于需要拆卸时， 装入时使用压入 机
不加紧固件 可传递较小 的扭矩与轴 向力，属中 型过盈配合
用于很少拆 卸时
2）试验法就是用试验的方法确定满足产品工作性能的间隙或过盈范 围。该方法主要用于对产品性能影响大而又缺乏经验的场合。试验法比 较可靠，但周期长、成本高，应用也较少。
3） 类比法就是参照同类型机器或机构中经过生产实践验证的配合的 实例，再结合所设计产品的使用要求和应用条件来确定配合。该方法应 用最广。
1.4 国家标准规定的公差带与配合
基本尺寸≤500mm时，基本偏差和标准公差等级组成543种孔的公差 带（J仅保留J6、J7、J8 ）， 544种轴的公差带（j仅保留j5、j6、j7、 j8 ），在生产中公差带数量太多，标准、量具庞大，不利于生产。
从经济性、渐少刀具、量具及工艺装备品种和规格出发GB对公差带选择 作了进一步限制。GB/T1800.4—1999规定了基本尺寸≤500mm，孔有 202种，轴有204种。但范围仍然大，
不加紧固件可传递大的扭矩 与轴向力、特大扭矩和动载 荷，属重型、特重型过盈配 合
用于不拆卸时，一般不推荐 使用。对于特重型过盈配合 （后三种）需经试验才能应用
应选择的 基本偏差
p（P）、r（R）
s（S）、 t（T）
u（U）、v(V)、 x（X）、y（Y）、z（Z）
用类比法选择配合时还必须 考虑如下一些因素：
GB/T1801—1999做了进一步的限制，规定了基本尺寸≤500mm的一 般用途孔的公差带105个和轴的公差带116个，再从中选出常用孔的公 差带44个和轴的公差带59个，并进一步挑选出孔和轴的优先用途公差 带各13个。
图中方框中的为常用公差带，圆圈中的为优先公差带。选用时，以优 先、常用、一般、任一孔、轴公差带为顺序，并以其公差带组成配合。
（3）根据结构上的需要，在同一基本尺寸的轴上装配有不 同配合要求的几个孔件时应采用基轴制。如下图所示。
活塞
G6
+
m5
H6
m5 +
0
连杆
_
_0
h5
g5
M6
M6
fD fD
过渡配合
活塞销
过渡配合
间隙配合
销轴要做成有阶梯形的，加工和装配都比较困难。而采用 基轴制，则活塞销可做成无阶梯的光滑轴，其加工和装配 都比较方便
(工艺等价) 对于基本尺寸≤500mm有较高公差等级的配合， 因孔比同级轴难加工，当标准公差≤IT8时，国标推荐孔比 轴低一级相配合，使孔、轴的加工难易程度相同。但对＞ IT8级或基本尺寸＞500mm的配合，因孔的测量精度比轴 容易保证，推荐采用孔、轴同级配合。
3. 公差等级选用的方法 1）计算 — 查表 一批要求完全互换的零件，可根据配合要求的极限间隙或 极限过盈量确定配合公差及相配合零件的公差等级。