孔、轴尺寸精度设计
孔与轴的配合尺寸标注
孔与轴的配合尺寸标注一、引言在机械设计中，孔与轴的配合尺寸标注是非常重要的一个环节。
它直接影响着机械零件的精度和使用寿命。
因此，在进行孔与轴的配合尺寸标注时，需要掌握一定的知识和技能。
二、孔与轴的基本概念1. 孔：孔是指在工件上钻制或加工出来的圆形或其他形状的凹陷部分。
2. 轴：轴是指在机械中用于传递动力或承受载荷的圆柱形零件。
3. 配合：配合是指孔和轴之间相互协调、紧密连接并传递力矩的状态。
三、孔与轴的配合方式1. 游隙配合：游隙配合是指孔和轴之间存在一定间隙，在装配时可以通过调整来达到所需位置。
2. 过盈配合：过盈配合是指孔和轴之间没有间隙，需要通过压入或加热等方式来实现装配。
3. 焊接配合：焊接配合是指通过焊接将孔和轴固定在一起，实现紧密连接。
四、常见标注方法1. 标注公差：在孔和轴的尺寸标注中，需要标注公差。
公差是指允许的最大偏差和最小偏差之间的范围。
2. 标注配合方式：在孔和轴的尺寸标注中，需要标注配合方式。
常见的配合方式有H7/g6、H8/f7等。
3. 标注装配顺序：在孔和轴的尺寸标注中，需要标注装配顺序。
通常情况下，先装入小直径的零件，再装入大直径的零件。
五、孔与轴的尺寸标注实例以H7/g6为例，要求孔直径为30mm，轴直径为29.994mm。
1. 孔直径标注：在图纸上用符号⌀表示孔直径，并在其上方或下方用“H7”字样表示孔直径公差等级。
例如：“⌀30 H7”。
2. 轴直径标注：在图纸上用符号⌀表示轴直径，并在其上方或下方用“g6”字样表示轴直径公差等级。
例如：“⌀29.994 g6”。
3. 配合方式标注：在图纸上将“H7”和“g6”字样放置于相应的符号上方或下方，并用实线连接起来。
例如：“⌀30 H7/g6 ⌀29.994”。
4. 装配顺序标注：在图纸上用箭头表示装配顺序，并在其上方或下方用文字说明。
例如：“先装入轴，再装入孔”。
六、注意事项1. 孔和轴的尺寸标注应该符合国家标准，避免出现误差。
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
选择合适的表面粗糙度，以减小轴承内圈与轴颈之间的摩擦和磨损。
滚动轴承外圈与孔的表面粗糙度
选择合适的表面粗糙度，以减小轴承外圈与孔之间的摩擦和磨损。
表面粗糙度参数
根据轴承的工作条件和精度要求，选择合适的表面粗糙度参数，以确保轴承与轴和孔之间 的表面粗糙度要求。
05
精度设计的实例分析
正确的装配工艺能够确保轴承与孔、 轴的正确配合，避免额外的磨损。
热处理
合理的热处理工艺能够提高轴承材料 的物理性能，从而提高其使用寿命。
使用环境的影响
01
02
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温度
高温可能导致轴承材料软 化，降低其耐磨性和使用 寿命。
湿度
高湿度环境可能引起轴承 生锈和腐蚀，影响其性能 和使用寿命。
振动与冲击
持续的振动和冲击可能加 速轴承磨损，导致其精度 下降。
开展滚动轴承与孔、轴结合的 智能监测和故障诊断技术研究 ，实现实时监测和预警，提高 系统的安全性和可靠性。
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精度设计的重要性
提高机械设备运转的平稳性和精度
01
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计能够减少运转过程中的振动
和误差，从而提高机械设备的平稳性和精度。
延长机械设备使用寿命
02
良好的精度设计可以减少轴承与孔、轴之间的摩擦和磨损，从
而延长机械设备的使用寿命。
提高生产效率和产品质量
03
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计能够提高机械设备的运转效
实例二：特殊环境下滚动轴承的精度设计
在特殊环境下，如高温、低温、强腐 蚀等环境下，滚动轴承的精度设计需 要特别考虑材料的耐久性和稳定性。
在低温环境下，轴承材料的收缩和韧 性应得到充分考虑，以避免因温度变 化而产生的尺寸变化和脆化。
尺寸精度设计示例
尺寸精度设计示例例题：设孔、轴配合的基本尺寸为Ф30mm，要求间隙在+0.020～+0.055mm之间,试确定孔和轴的精度等级和配合代号,并画出尺寸公差带图和配合公差带图。
解：1）选择基准制。
本例无特殊要求，故选用基孔制。
则,孔的基本偏差代号为:H,且EI=02）选择公差等级由使用要求可知: Xmax1= +0.055mm=+55μm，Xmin1= +0.020mm=+20μm；要求采用间隙配合。
Tf1＝Xmax1－Xmin1＝Th1+Ts1＝+55-（+20）＝35μm 假设：Th=Ts=Tf1/2=35/2=17.5μm查表2-2(p17)得：孔和轴公差等级介于IT6和IT7之间。
∵IT6和IT7属于高的公差等级∴应选取孔比轴低一级的配合则：孔：IT7，Th=21μm，轴：IT6，Ts=13μm；孔的公差带为H7；且：ES=+21μm,EI=0验算：所选取的孔和轴的配合公差为：Tf=Th+Ts=21+13=34μm<Tf1=35μm，故满足使用要求！3）选择配合种类：根据使用要求，本例为间隙配合，在基孔制时，轴的基本偏差应为es∵Xmin1=EI-es1而EI=0 ∴es1=-Xmin1=-20μm，∴es1=-20μm为基本偏差，查表2-5(P23)得轴的基本偏差代号为：f，则：轴的公差带为f6；es=-20μm，故:ei=es-Ts=-20-13=-33μm4）分析，验证由上述计算知，配合代号可为：Ф30H7/f6则：Xmax=ES-ei=(+21)-(-33)=+54μm< Xmax1Xmin=EI-es=0-(-20)=+20μm= Xmin1且:ᅀ1＝| Xmax- Xmax1|=|(+54)-(+55)|=1μmᅀ2＝| Xmin- Xmin1|=|(+20)-(+20)|=0μm5) 写出配合代号通过以上计算和分析可确定：配合代号为：。
第2章 孔、轴配合的尺寸精度设计
φ20
Xma x Xmi n
Xa v
φ20
+
ES
0
_
+
Xmin=0
0
es _
ei
ei
2）过盈配合： 具有过盈或过盈量为零的配合。
特点：孔的公差带在轴公差带之下。（包括Ymin＝0）
最大过盈：Ymax = Dmin－dmax = EI－es
es
最小过盈：Ymin = Dmax－dmin = ES－ei
图2-17轴的优先、常用、一般公差带
一般用：119种 常 用：59种 优先用：13种
孔：A、B…Z
去掉：I, L, O, Q, W 增加：CD, EF, FG, JS, ZA, ZB, ZC
轴：a、b…z
去掉：i, l, o, q, w 增加：cd, ef, fg, js, za, zb, zc
孔的基本偏差系列
A~H : 为下偏差EI J~ZC :为上偏差ES
H: EI=0 JS:偏差对称于零线
国家标准规定的公差等级共20个，代号为：
IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18
高
低
目的是满足不同行业、不同精度的产品要求。
一般应用普遍的是：IT12~IT5； 粗加工可达IT12~IT11； 一般精加工可达IT8~IT7（精车IT6，精磨外圆IT5）； 精密加工（研磨、珩磨、等）可达IT5~IT3。
第2章 尺寸精度设计
2.1 基本术语及定义 2.2 标准公差系列——尺寸公差带大小的标 2.3 基本偏差系列——尺寸公差带位置的标准化 2.4 尺寸精度设计——公差与配合的选择
2
2.1 基本术语及定义
2.1.1有关孔、轴的定义
西工大公差尺寸精度设计孔轴公差与配合的选用
2 .在明显经济合理时，应当采用基轴制。 采用基轴制的典型情况—— 轴直接采用冷拔棒材，不再进行切削加工； 一根光轴上有多处与孔配合、且配合要求不同；
光轴—同一基本尺寸的轴。
【例】活塞连杆机构
❖ 活塞销——活塞（2处）：过渡配合 ❖ 活塞销——连杆：间隙配合
基孔制: Ф30H6/m5——Ф30H6/h5——Ф30H6/m5
又∵ Smin= EI-es=0 - es≥ [Smin]= +19um， ∴es≤-19μm。 查表2-4，基本偏差代号为f，es= -20μm, ei = -20-21=-41μm。
H8
∴配合代号为Ф30H8/f7
③尺寸及配合公差带图。
④验证。Smax=ES-ei=+33-(-41)=+74μm＜[Smax]=+76μm， es=0 -（-20）=+20μm＞[Smin]=+19μm, ∴配合适用。
2. 选择配合意向、配合种类
➢间隙配合： 主要用于结合件有相对运动的配合；易于安装、拆卸。 ➢过渡配合： 主要用于精确定位（对中、）且要求拆卸、相对静止的联结。 ➢过盈配合： 主要用于结合件无相对运动且不拆卸的配合。
3. 确定非基准件的基本偏差代号（配合的松紧）
了解： 各类配合的特性和应用场合； 孔、轴基本偏差的特性及应用场合。 表2-14。
KT=TF/TK=57/54=1.055
Smin=EI-
-20 -41 f7
μm +74
S
+20
0 δ
谢谢
孔、轴一般采用同一公差等级。 对较高精度配合（≤IT8）：孔比轴低一级。
2. 熟悉、了解—— 各个公差等级的应用范围和应用场合（GB推荐）
项目一2-1孔轴的尺寸公差与配合
对于隔套与轴的配合，亦由于轴的公差带已确 定为Φl10k6，而隔套的作用只是隔开两个轴承，使 轴承的轴向位置固定，为了装拆方便，它只需很松 地套在轴上即可，故采用公差等级更低的，间隙较 大的配合：Φ110 D11/k6。
一、基准制的选用
基孔制和基轴制是公差与配合标准规定的两 种等效的基准制。
如仅为了满足所需的配合性质，则任选其中 之一即可。
但是选哪种基准制较为合理，还需根据工艺、 结构、装配以及经济性等因素来确定。
（一）基孔制的选用
一般情况下应优先选用基孔制。
为了说明问题，以加工7级精度的孔和6级精 度的轴为例，从工艺上来分析优先选用基孔制的 理由。
只要按照使用要求选择不同的孔公差带来加工 孔，就能得到不同性质的配合。
这种情况下采用基轴制配合，在技术上与经济 上都是合理的。
2. 同一轴上有多种不同性质的配合要求时
例如发动机的活塞连杆组件（图1.2.1a)
图1.2.1 基准制选择示例一 a)活塞连杆组件；b)基孔制；c)基轴制
装配后要求活塞销与连杆小头衬套孔之间能相 对运动，因此采用间隙配合。而活塞销与活塞上的 销座孔之间，要求相对静止但又不宜太紧，为此采 用过渡配合。
本章主要以孔、轴类件为代表来叙述精度设计 方面的基础知识。
在机械产品当中，对应用非常广泛，数量最 多、尺寸形状各异的孔轴配合件的使用要求，可 归纳为以下三个方面。
一、可动性 要求工作时孔轴配合件之间在一定转速下保持 正常的相对转动和沿固定轨迹及方向移动。
如轴颈在滑动轴承中正常的高速转动；导轨与滑 块之间的相对移动。
选用基孔制，由于孔公差带位置一定，轴公差 带位置不同，所以孔的极限尺寸类型少，轴的极限 尺寸类型多。
孔的尺寸类型少，昂贵的定尺寸孔用刀具（特 别是拉刀）和塞规可以减少，例如Φ30H7/f6、 Φ30H7/m6、Φ30H7/t6，只需用一种Φ30H7的定尺 寸刀具和定尺寸塞规即可。
互换性课件第2章
二、有关“轴”和 “孔”的术语和定义
在满足互换性的配合中，孔和轴具有广泛 的含义，即： 轴(shaft)——通常指工件 的圆柱形外表面，也包括非 圆形外表面（由二平行平面 或切面形成的被包容面）其 尺寸由d 表示。 孔（hole）——通常指工件 的圆柱形内表面，也包括非 圆形内表面（由二平行平面 或切面形成的包容面）,其 尺寸由D表示
最大过盈 最小过盈
+0.041 25 轴 +0.041 +0.021 +0.028 0 +0.021 +0.028
25 0.021 孔 0.013
孔
轴
0 上极限尺寸 下极限尺寸
25.021
25
25.041
25.028
25 -25.041=-0.041 25.021-25.028=0.007
配合计算举例
4.尺寸公差（公差）——允许尺寸的变动量。
公差等于上极限尺寸与下极限尺寸之代数差；也等于上极限偏差与下 极限偏差的代数差的。它是一个一个没有符合的绝对值，且非零。 Th和Ts Th=|Dmax—Dmin|= |ES—EI|= ，Ts=|dmax—dmin| =|es—ei|
注意：
• 精度要求↑，给定T↓，制造愈难。 • 公差值无正负含义，它表示尺寸变动范围的大小，不应出现 “+”“-”号。 • 由于加工误差不可避免，所以T≠0 • Th=|Dmax—Dmin|，Ts=|dmax-dmin| 可推导： Th=|ES—EI|；Ts=|es—ei|
标准公差 基本偏差
1.偏差是指某一尺寸（极限尺寸或提取要素的局部尺寸） 减其公称尺寸所得的代数差。 2.极限偏差（上极限偏差和下极限偏差）
上极限偏差：上极限尺寸减其公称尺寸的代数差（孔：ES，轴： es来表示）； 下极限偏差：下极限尺寸减其公称尺寸的代数差（孔：EI，轴： ei来表示）； 孔：上极限偏差ES=Dmax-D 轴：上极限偏差es=dmax-d 下极限偏差EI=Dmin-D 下极限偏差ei=dmin-d
孔与轴的尺寸公差计算公式
孔与轴的尺寸公差计算公式引言。
在机械设计和制造中，孔与轴的配合是非常重要的。
孔与轴的尺寸公差计算是确定孔与轴配合尺寸的基础，对于保证机械零件的精度和可靠性具有重要意义。
本文将介绍孔与轴的尺寸公差计算公式，以及如何根据公差计算结果确定孔与轴的配合尺寸。
孔与轴的配合类型。
孔与轴的配合可以分为过盈配合、过渡配合和过紧配合三种类型。
过盈配合是指轴的最大尺寸大于孔的最小尺寸，这种配合适用于要求灵活性和便于拆卸的场合；过渡配合是指轴的最大尺寸等于孔的最小尺寸，这种配合适用于要求既有一定的紧固性，又要求易于拆卸的场合；过紧配合是指轴的最大尺寸小于孔的最小尺寸，这种配合适用于要求高精度和高紧固性的场合。
孔与轴的尺寸公差。
孔与轴的尺寸公差是指孔和轴的尺寸偏差范围，用于确定孔与轴的配合尺寸。
孔与轴的尺寸公差包括基本尺寸、上限尺寸、下限尺寸和公差等内容。
基本尺寸是孔或轴的理论尺寸，上限尺寸是孔或轴的最大允许尺寸，下限尺寸是孔或轴的最小允许尺寸，公差是指孔或轴的实际尺寸与基本尺寸之间的偏差。
孔与轴的尺寸公差计算公式。
孔与轴的尺寸公差计算公式是根据国家标准和国际标准推导出来的，主要包括基本尺寸的计算公式、上限尺寸的计算公式、下限尺寸的计算公式和公差的计算公式。
这些公式是根据孔与轴的配合类型、工艺要求和使用要求等因素综合考虑得出的，具有一定的理论和实践基础。
孔与轴的配合尺寸确定。
根据孔与轴的尺寸公差计算结果，可以确定孔与轴的配合尺寸。
一般情况下，孔的基本尺寸等于孔的实际尺寸，轴的基本尺寸等于轴的实际尺寸，然后根据公差的计算结果确定孔和轴的上限尺寸和下限尺寸，最终确定孔与轴的配合尺寸。
孔与轴的配合尺寸的选择要考虑到工艺要求和使用要求。
对于要求灵活性和便于拆卸的场合，可以选择过盈配合；对于要求既有一定的紧固性，又要求易于拆卸的场合，可以选择过渡配合；对于要求高精度和高紧固性的场合，可以选择过紧配合。
此外，还要考虑到孔与轴的材料、表面质量和润滑条件等因素，综合确定最终的配合尺寸。
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2) 过盈配合
轴 轴
孔 孔
Ymax Ymin Ymax Ymin=0
特征参数：
• Ymin＝Dmax－dmin＝ES－ei
• Ymax＝Dmin－dmax＝EI－es
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3)过渡配合 :孔、轴公差带相互重叠，即可能具 有X或Y的配合
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a)分布简图如下图
孔A H h
轴a 图a
Ymax Xmax Ymax
Xmax Xmax
Ymax
孔 轴
孔轴
轴 孔
特征参数：
Xmax＝Dmax－dmin＝ES－ei Ymax＝Dmin－dmax＝EI－es
过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结 (既要求装拆方便；又要求对中性好)
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3.配合公差
∣ Xmax－Xmin∣ Tf＝∣ Xmax－Ymax∣ ＝|ES－ei－（EI－es）|＝Th＋Ts
|Ymin－Ymax |
若要提高配合精度（即↓Tf）可减小相配 合的孔、轴尺寸公差（即提高↑相配合的孔、 轴加工精度）。
设计时，应使Tf≤TD＋Td 。
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2.3 极限与配合国家标准的构成
2.3.1 标准公差系列（GB/T 1800.1－2009）
1．公差单位(标准公差因子)
第2章 孔、轴尺寸精度设计
教学重点：极限与配合的基本术语及定
义；极限与配合国家标准的构成；极限 与配合的选用。
教学难点：极限与配合的选用。
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孔、轴尺寸精度是精度设计的基础。
如何设计这些机床零部件合理的配合精度 及尺寸精度？
溜板箱
丝杆
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下极限尺寸 上极限尺寸
公差 下极限偏差
上极限偏差
零线
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3.公差带
公差带图解：
a)零线：
b)公差带特性：
标准化
大小 T
标准公差
两个要素
标准化
位置 极限偏差 基本偏差
c）画法：
4．标准公差
公称尺寸
公差带 尺寸公差
上极限偏差
+ 下极限偏差
(ES,es)
-0 (EI,ei) 零线
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几何量精度设计与测量技术
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4．公称尺寸分段
对于公称尺寸＞500mm至3l50mm的大尺寸范围内， 分成8个主段落(按优先数系R10分段)。见表2-3。
D D1 D2
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2.3.2 基本偏差系列
1．基本偏差及其代号
基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写代表孔、小写代表轴。在26个字母 中，除去易与其它混淆的五个字母：I、L、O、Q、W (i、l、o．q、w)， 再加上七个用两个字母表示的代号CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC和cd、 ef、fg、 js、za、zb、zc，共有28个代号，即孔和轴各有28个基本偏 差。
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5．基本偏差 ：一般为靠近零线的那个偏差
+ 0 -
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公称尺寸
孔
EI
基本偏差 为下偏差
基本偏差 为上偏差
ES
孔
基本偏差
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轴
ei
es
轴
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6.公差与偏差的区别：
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2.2.4 有关配合的术语及定义
2．配合 公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系称 为配合。（对一批零件而言）配合反映了机器上相互结合 的零件间松紧程度。
2．公差等级
在基本尺寸至500mm内，国家标准将标准公差 等级规定为20个等级，依次为
IT01 IT0 IT1 …… IT18
等级 高
低 ＞IT7 称为低于IT7级
公差值 小
大 ＜IT7称为高于IT7级
即公差等级相同，尺寸的精确程度相同
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3．标准公差的计算公式
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1）间隙配合 孔的公差带在轴公差带上方，即具有间隙的配
合（包括Xmin＝0的配合）。对一批零件而言，所有孔的尺寸 ≥轴的尺寸
Xmax Xmin Xmax
Xmin=0
孔
孔
轴 轴
特征参数： Xmax＝Dmax－dmin＝ES－ei Xmin＝Dmin－dmax＝EI－es
（4）GB/T 1803－2003《极限与配合 尺寸至18mm孔、轴 公差带》；
（5）GB/T 1804－2000《一般公差 未注公差的线性和角度 尺寸的公差》等。
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2.2 极限与配合的基本术语及定义
2.2.1 有关孔和轴的定义
1. 孔
2. 轴
Ｄ2
D3
D4
Ｄ1
d1
d2 D5
(a)
孔与轴的(示b) 意图
(c)
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2.2.2 有关尺寸的术语及定义
1.尺寸 2.公称尺寸 :孔常用符号D表示，轴常用符号d表示
3．极限尺寸:Ｄmax、dmax和Ｄmin、dmin
4．实际尺寸:Da da
D min Dmax dmin dmax
极限尺寸
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零件的实际尺寸的合格条件为：
Ｄmax≥Da≥Ｄmin
dmax≥da≥dmin 5．最大实体尺寸
DMMS Dmin dMMS dmax
6．最小实体尺寸
DLMS Dmax dLMS dmin
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2.2.3 有关偏差和公差的术语及定义
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Th＝｜Dmax－Dmin｜＝｜ES－EI｜ Ts＝｜dmax－dmin｜ ＝｜es－ei｜
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8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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上极限尺寸 下极限尺寸
公称尺寸
公差 上极限偏差 下极限偏差
孔 轴
极限尺寸、公差与偏差
几何量精度设计与测量技术
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2.1 概述 本章涉及的国家标准有：
（1）GB/T 1800.1－2009《极限与配合 第1部分：公差、偏 差和配合的基础》；
（2）GB/T 1800.2－2009《极限与配合 第2部分：标准公差 等级和孔、轴极限偏差表》；
（3）GB/T 1801－2009《极限与配合 公差带和配合的选 择》；