2.7极限与配合标准的选择应用(一)
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第2章-3 孔、轴的极限与配合
准，检验结果也应以20℃的为准。
实际工作温度低于或高于20 ℃时。由热变形引起的间隙或过
盈变化量可用下式估算：
D[ h (t h 20) s (ts 20)]
式中，D为配合件的公称尺寸，单位为mm； αh、αs分别为孔、轴材料线膨胀系数，量纲为1/°C
（2-19）
大间隙为+0.010，最大过盈-0.035mm，试确定孔轴的公差等 级和配合种类。 解：（1）选择基准制。 因没有特殊情况和要求，选用基孔制配合 （2）公差等级的确定。 根据公式（2-16），配合公差 Tf= Xmax-Ymax =0.010-(-0.035) =0.045mm。 又因为Tf=Th+Ts=0.045mm，孔、轴在公差等级较高时，取 孔比轴低一级，查表2-1，初取：IT6=0.016mm， IT7=0.025mm； 两者之和小于并接近配合公差Tf，所以取 孔的公差等级为IT7，轴为IT6。
过渡配合
过盈配合
ei
ei
ei=Th-Xmax
ei=Th+|Ymin|
间隙配合
基轴制 过渡配合 过盈配合
EI
ES ES
EI=Xmin
ES= Xmax–TS ES=Ymin –Ts
18
四、在选择配合的时候要注意的问题
1. 孔、轴的工作环境温度对配合的影响
图样上极限与配合的标注是以标准温度20℃时工件的状态为
粉 末 冶 金 成 型 粉 末 冶 金 烧 结 砂 型 铸 造 、气 割 锻 造
15
三、配合的选择
H7 ?6
H7 g6
1、根据工作要求确定配合类别 （1）若工作时配合件之间有相对运动，选用间隙配合；相对速 度越大，间隙应越大。如单位压力大，则间隙要小。
2.4_极限与配合的选用[47P][1.33MB]
![2.4_极限与配合的选用[47P][1.33MB]](https://img.taocdn.com/s3/m/266aab1010a6f524ccbf858c.png)
[例2-8]
已知孔、轴的基本尺寸为φ90mm，根据使用要求，其 允许的最大间隙为[Smax]＝+55μm，最小间隙为 [Smin]＝+10μm，试确定孔、轴的公差等级。
【解】 求配合公差
[ Tf ]＝｜[Smax ]一[Smin ]｜＝｜55—10｜＝ 45μm
按照[ Tf ]≥ [ TD ]十[ Td ]确定孔、轴的允许 公差及公差等级
确定配合制（基准制）；
确定标准公差等级； 确定孔轴配合种类和性质。
2.4.1 配合制的选用
同样的配合性质要求，到底选哪一种基准制呢？
Ф80K7/h6 Ф80H7/k6
选择不同基准制的理由：主要考虑——
结构；
工艺；
经济性。
与功能要求无关！
1. 应优先采用基孔制
理由——
通常孔比轴难加工、难测量。 孔在加工和测量等方面的调整也比轴复杂。
是根据零件的使用要求，以经过生产验证的，类似的机械、机 构和零部件为样板，来选用配合种类。 在生产实践中应用最为广泛。
采用类比法选择配合的步骤
1）根据使用要求和工作条件确定配合类别（种 类）
工作条件与配合类别的关系
工作条件对间隙和过盈的影响
2）确定基本偏差代号
当公差等级和基准制确定后，配合的选择主要就是根据使 用要求，确定非基准件的基本偏差代号。
3）最后选定配合代号
按照GB推荐，考虑次序—— 公差带：
优先孔（轴）公差带 常用孔（轴）公差带 一般孔（轴）公差带 优先基孔制（基轴制）配合 常用基孔制（基轴制）配合
第1章4节孔与轴极限与配合(公差配合选择)-2
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。
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。
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。 (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。
—— 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
过盈率中等 平均过盈接近 为零
要求定心精度 较高时 木锤装配 拆卸比较方便 k（K）
过盈率较大 平均过盈 较小
要求精密定心 时
过盈率大 平均过盈稍大
要求更精密定心时
最大过盈时需 用锤或压力机装配 相当的压入力， 拆卸较困难 可以拆卸 m（M） n（N）
应选择 的
（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。
第一章极限配合与技术测量基础(第四版)第一章PPT课件
-
20
一、标准公差
标准公差——国家标准《极限与配合》中所 规定的任一公差。
-
21
1．标准公差等级
公差等级——确定尺寸精确程度的等级。国家标准 设置了20个公差等级。
-
22
2．公称尺寸分段
从理论上讲，同一公差等级的标准公差数值也应随公 称尺寸的增大而增大。
尺寸分段后，同一尺寸段内所有的公称尺寸，在相同 公差等级的情况下，具有相同的公差值。
过盈配合——具有过盈（包括最小过盈等于零）的配 合。孔的公差带在轴的公差带之下。
最大过盈：孔为下极限尺寸而与其相配的轴为上极限尺 寸，配合处于最紧状态。
Ymax=Dmin－dmax=EI－es
最小过盈：孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺 寸，配合处于最松状态。
Ymin=Dmax－dmin=ES－ei
-
3
1．配合
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。
相互配合的孔和轴其公称尺寸应该是相同的。 孔、轴公差带之间的不同关系，决定了孔、轴结合的 松紧程度，也就是决定了孔、轴的配合性质。
-
4
2．间隙与过盈
间隙——孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为正，一 般用X表示，其数值前应标“＋”号。
孔和轴的基本偏差代号
-
25
2．基本偏差系列图及其特征
基本偏差系列图
（1）孔和轴同字母的基本偏差相对零线基本呈对称分布。
（2）在基本偏差数值表中将js划归为上偏差，将JS划归 为下偏差。
（3）代号k、K和N随公差等级的不同而基本偏差数值有 两种不同的情况（K、k可为正值或零值，N可为负值或零 值），而代号M的基本偏差数值随公差等级不同则有三种 不同的情况（正值、负值 或零值）。
第2章轴孔结合的极限与配合教案..
教案2015～2016学年第二学期主讲教师房强汉课程名称互换性原理与技术测量课程类别专业基础课学时及学分40/2.5授课班级成型141~142班、机工141~142班、能动141~142班使用教材《互换性与技术测量》系(院、部) 工程机械学院教研室(实验室) 材料成型及控制课时授课计划课次序号： 2 一、课题：第2章轴、孔结合的极限与配合§2.1 《极限与配合》基本概念二、课型：课堂讲授三、目的要求：1. 掌握有关尺寸、偏差、公差和配合的词汇和基本概念。
2. 掌握有关极限尺寸、极限偏差、公差的计算，明确它们之间的关系。
3. 掌握有关极限间隙或过盈、配合公差的计算，明确它们之间的关系。
4. 掌握绘制轴、孔公差带图和配合公差带图的基本要领。
5. 学会利用公差带图解和配合公差带图解分析有关“极限与配合”的问题。
四、重点、难点：重点：有关尺寸、偏差、公差和配合的词汇及基本概念；极限尺寸、极限偏差、公差的计算以及它们之间的关系；有关极限间隙或过盈、配合公差的计算。
难点：利用公差带图解和配合公差带图解分析有关“极限与配合”的问题。
五、教学方法及手段：根据本次课的教学内容、教学目的以及学生的知识储备，不仅进行理论讲授，更通过减速器的三个主要零件：输出轴、带孔齿轮和箱座零件图的导入，结合《机械制图》等课程，说明尺寸、偏差、公差和配合的词汇及基本概念，让学生清楚极限尺寸、极限偏差、公差的标注、计算以及它们之间的关系。
六、参考资料：（1）《互换性与测量技术基础》王伯平主编；（2）《互换性与测量技术基础学习指导及习题集》陈于萍等编；（3）《几何量公差与检测实验指导书》徐红兵主编。
七、作业：P52：填空题（2）；选择题（10）。
八、授课记录：九、授课效果分析：十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1. 复习复习互换性的定义和分类；机械产品在制造、装配和使用过程中为什么要遵守互换性？为什么说技术测量是实现互换性的重要手段？2. 导入课题机械产品的几何量精度设计的一个主要任务就是在产品零件图上标出各处尺寸公差，在装配图上，确定各零件配合部位的配合代号和其他技术要求并标注在装配图上。
极限与配合课件
为什么要规定 标准公差和基
本偏差呢？
极限与配合课件
互换性与技术测量
+
孔1
轴1
EI
基本偏差
ei
为下偏差
0 _
基本偏差
为下偏差
孔2
ES
es
轴2
基本尺寸
基本偏差
基本偏差一般为靠近零线的偏差。
极限与配合课件
互换性与技术测量
有关“公差与偏差”的小结：
极限与配合课件
φ20 φ20
互换性与技术测量
3.2.2 有关配合的基本术语 1.配合:基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
Th
ei ES
零线
孔的公差带
公
差
+
带 图
0
-
es EI
ΦD(d)
Ts
轴的公差带
极限与配合课件
互换性与技术测量
极限与配合课件
互换性与技术测量
例：基本尺寸Ｄ＝２５ mm ；孔的极限尺寸：Ｄmax＝２５.０２１mm， Ｄmin＝２５ mm ，轴的极限尺寸：ｄmax＝２４.９８０ mm ， ｄmin＝２４.９６７ mm ，求孔、轴的极限偏差及公差，并画出公差带图。
代号为“H”。 间隙配合 过渡配合
轴 轴 轴轴
+
轴孔
0
-
轴 轴
过渡
轴
或过盈
过盈配合
极限与配合课件
互换性与技术测量
• 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同 基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。
基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。代号 为“h”。
间隙配合
过渡配合
过渡 或过盈
过盈配合
本偏差呢？
极限与配合课件
互换性与技术测量
+
孔1
轴1
EI
基本偏差
ei
为下偏差
0 _
基本偏差
为下偏差
孔2
ES
es
轴2
基本尺寸
基本偏差
基本偏差一般为靠近零线的偏差。
极限与配合课件
互换性与技术测量
有关“公差与偏差”的小结：
极限与配合课件
φ20 φ20
互换性与技术测量
3.2.2 有关配合的基本术语 1.配合:基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
Th
ei ES
零线
孔的公差带
公
差
+
带 图
0
-
es EI
ΦD(d)
Ts
轴的公差带
极限与配合课件
互换性与技术测量
极限与配合课件
互换性与技术测量
例：基本尺寸Ｄ＝２５ mm ；孔的极限尺寸：Ｄmax＝２５.０２１mm， Ｄmin＝２５ mm ，轴的极限尺寸：ｄmax＝２４.９８０ mm ， ｄmin＝２４.９６７ mm ，求孔、轴的极限偏差及公差，并画出公差带图。
代号为“H”。 间隙配合 过渡配合
轴 轴 轴轴
+
轴孔
0
-
轴 轴
过渡
轴
或过盈
过盈配合
极限与配合课件
互换性与技术测量
• 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同 基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。
基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零。代号 为“h”。
间隙配合
过渡配合
过渡 或过盈
过盈配合
极限与配合基础课件
极限与配合基础课件
1、孔、轴相互联结的状态
实际机构中，孔、轴相互结合可有:
孔 轴
松动结合
孔
P轴
紧固结合
孔 P
轴
“不松不紧”结合
机构实际运动的要求决定了孔、轴的这三种 结合状态的选用。
极限与配合基础课件
2、孔、轴结合的互换性要求及实现措施
设计者 《极限与配合》标准
标准化是前提
孔、轴结合的实际应用要求 孔、轴结合状态及结合精度 限制孔、轴实际尺寸及其变动 规定和限制实际尺寸的极限值
极限与配合基础课件
最小实体状态（LMC) :孔或轴具有允许 的材料量最少时的状态。 孔的最小实体尺寸是：最大极限尺寸 （Dmax） 轴的最小实体尺寸是：最小极限尺寸 （dmin）
极限与配合基础课件
最大实极体限状与配态合基和础最课件小实体状态
二. 有关偏差与公差的术语
偏差（limits of deviation）
极限与配合基础课件
基本尺寸（basic size） 基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d（L
或l）表示（大写字母表示孔，小写字母表示 轴）。
它是根据产品的使用要求、零件的刚度等 要求，计算或通过实验而确定的。
它应该在优先数系中选择。
极限与配合基础课件
实际尺寸（actual size） 实际尺寸是通过测量得到的尺寸（Da、da ） 实际尺寸并非尺寸的真值。
极限与配合基础课件
间隙配合（Clearance fit） 具有间隙（含最小间隙等于零）的配合。 孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔 大、轴小的配合。
极限与配合基础课件
间隙配合（Clearance fit）
Smax=Dmax-dmin=ES-ei Smin=Dmin-dmax=EI-es
1、孔、轴相互联结的状态
实际机构中，孔、轴相互结合可有:
孔 轴
松动结合
孔
P轴
紧固结合
孔 P
轴
“不松不紧”结合
机构实际运动的要求决定了孔、轴的这三种 结合状态的选用。
极限与配合基础课件
2、孔、轴结合的互换性要求及实现措施
设计者 《极限与配合》标准
标准化是前提
孔、轴结合的实际应用要求 孔、轴结合状态及结合精度 限制孔、轴实际尺寸及其变动 规定和限制实际尺寸的极限值
极限与配合基础课件
最小实体状态（LMC) :孔或轴具有允许 的材料量最少时的状态。 孔的最小实体尺寸是：最大极限尺寸 （Dmax） 轴的最小实体尺寸是：最小极限尺寸 （dmin）
极限与配合基础课件
最大实极体限状与配态合基和础最课件小实体状态
二. 有关偏差与公差的术语
偏差（limits of deviation）
极限与配合基础课件
基本尺寸（basic size） 基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d（L
或l）表示（大写字母表示孔，小写字母表示 轴）。
它是根据产品的使用要求、零件的刚度等 要求，计算或通过实验而确定的。
它应该在优先数系中选择。
极限与配合基础课件
实际尺寸（actual size） 实际尺寸是通过测量得到的尺寸（Da、da ） 实际尺寸并非尺寸的真值。
极限与配合基础课件
间隙配合（Clearance fit） 具有间隙（含最小间隙等于零）的配合。 孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔 大、轴小的配合。
极限与配合基础课件
间隙配合（Clearance fit）
Smax=Dmax-dmin=ES-ei Smin=Dmin-dmax=EI-es
第三章极限与配合
一、孔、轴公差带与配合的标准化
为简化孔、轴公差带系列及减少定值刀具、定值量具的数量，国家 标准规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带以供选用。
1.一般、常用和优先的孔轴公差带
轴一般用途公差带共有116个，孔一般用途公 差带共有105个，其中常用公差带，轴59个，孔44 个，优先公差带孔、轴都是13个。
极限与配合
5、过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合。
孔公差带 轴公差带
孔公差带 轴公差带
轴公差带 孔公差带
孔的公差带和轴的公差带相互交叠
最大间隙 X max =Dmax -d min =ES-ei 最大过盈 Ymax =Dmin -d max =EI-es 平均过盈 X av (Yav )=(X max +Ymax )/2
极限与配合
三、孔的基本偏差
孔的基本偏差数值是从同名轴的基本偏差数值换算的来的。换算 的依据是：同名代号的孔、轴的基本偏差，在孔、轴同一公差等级 或孔比轴低一级的配合条件下，基孔制形成的配合与按基轴制形成 的配合性质相同。具体有2种换算规则：
1.通用规则（一般关系）
同名字母的孔与轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反。
极限与配合
极限与配合
表3-6 基本尺寸≤500mm孔的基本偏差 确定孔的基本偏差时，一般直接查表。 例：查表确定φ25f6和φ25K7的极限偏差。 查表3-3确定标准公差。 查表3-5确定轴的基本偏差，并计算其另一个极限偏差。 查表3-6确定孔的基本偏差，计算另一个极限偏差。
查表3-6时，对J~ZC，应根据孔的公差等级选取相应的数值！
（3）公差带图
公差带的图解表示，由零线和公差带组成。
极限与配合
例1 基本尺寸D=60mm，孔的最大极限尺寸Dmax=60.021mm，Dmin=60.002mm， 轴的最大极限尺寸dmax=60mm，最小极限尺寸dmin=59.981mm。求孔的极 限偏差并画出公差带图。 孔：ES=Dmax-D=60.021-60=+0.021 EI = Dmin-D=60.002-60=+0.002 轴：es=dmax-d=60-60=0 ei=dmin-d=59.981-60=-0.019
为简化孔、轴公差带系列及减少定值刀具、定值量具的数量，国家 标准规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带以供选用。
1.一般、常用和优先的孔轴公差带
轴一般用途公差带共有116个，孔一般用途公 差带共有105个，其中常用公差带，轴59个，孔44 个，优先公差带孔、轴都是13个。
极限与配合
5、过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合。
孔公差带 轴公差带
孔公差带 轴公差带
轴公差带 孔公差带
孔的公差带和轴的公差带相互交叠
最大间隙 X max =Dmax -d min =ES-ei 最大过盈 Ymax =Dmin -d max =EI-es 平均过盈 X av (Yav )=(X max +Ymax )/2
极限与配合
三、孔的基本偏差
孔的基本偏差数值是从同名轴的基本偏差数值换算的来的。换算 的依据是：同名代号的孔、轴的基本偏差，在孔、轴同一公差等级 或孔比轴低一级的配合条件下，基孔制形成的配合与按基轴制形成 的配合性质相同。具体有2种换算规则：
1.通用规则（一般关系）
同名字母的孔与轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反。
极限与配合
极限与配合
表3-6 基本尺寸≤500mm孔的基本偏差 确定孔的基本偏差时，一般直接查表。 例：查表确定φ25f6和φ25K7的极限偏差。 查表3-3确定标准公差。 查表3-5确定轴的基本偏差，并计算其另一个极限偏差。 查表3-6确定孔的基本偏差，计算另一个极限偏差。
查表3-6时，对J~ZC，应根据孔的公差等级选取相应的数值！
（3）公差带图
公差带的图解表示，由零线和公差带组成。
极限与配合
例1 基本尺寸D=60mm，孔的最大极限尺寸Dmax=60.021mm，Dmin=60.002mm， 轴的最大极限尺寸dmax=60mm，最小极限尺寸dmin=59.981mm。求孔的极 限偏差并画出公差带图。 孔：ES=Dmax-D=60.021-60=+0.021 EI = Dmin-D=60.002-60=+0.002 轴：es=dmax-d=60-60=0 ei=dmin-d=59.981-60=-0.019
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第2章 课 题
极限与配用（一） 极限与配合标准的选择应用（ 教 学 目 的 要 求 教 学 重 点 教 学 难 点 1、掌握配合制的选择方法 2、掌握公差等级的选择 1、配合制的选择方法 2、公差等级的选择 教案编写日期 教案编写日期 公差等级的选择 年 月 日
T f = TD + Td
上式中，孔、轴公差的精度等级，通常可按下述情况分配。
4
青 岛 滨 海 学 院 教 师 教 案
当配合尺寸≤500mm 时， 以及 Tf ≤IT8 时， 推荐孔比轴低一级精度； 当配合尺寸≤500mm，以及 Tf >IT8 时，推荐孔、轴同级精度；当配合 尺寸> 500mm 时，对于任何级别的配合，一律采用孔、轴同级精度。 （5）某些重要场合的配合，在某些重要场合，需要先根据整机的使 用性能确定所允许的配合间隙或过盈，然后采用计算法进行精确设计计 算，确定孔与轴的公差等级。例如：基本尺寸为φ60mm 的间隙配合， 根据工件的使用性能确定，允许的最大间隙 Xmax=80µm，允许的最小间 隙 Xmin=80µm， 计算可得允许的配合公差 Tf =Xmax-Xmin=80-25=55µm。 此时若选取孔的精度为 7 级，轴的精度为 6 级，则它们的公差分别为 TD=IT7=30µm ， Td=IT6=19µm ， 构 成 配 合 后 的 配 合 公 差 为
课课题第第2章极限与配合标准27极限与配合标准的选择应用一需需2课时教教学目目的要要求1掌握配合制的选择方法2掌握公差等级的选择教教学重重点1配合制的选择方法2公差等级的选择教教学难难点公差等级的选择教案编写日期年年月日日教教学内容与教学过程提示与补充一组织课堂查看座次二复习巩固基孔制基轴制极限与配合在图样上的标注方法优先选用公差带的方法三讲授新课1配合制的选择优先选用基孔制基轴制的适用情况2公差等级的选择四布置作业五课后网上考勤27极限与配合标准的选择应用一合理选用极限与配合是机械设计与制造中的一项重要工作它对提高产品的性能质量以及降低生产成本具有重要影响
1
青 岛 滨 海 学 院 教 师 教 案
加工通常采用磨削方法进行，加工中改变进刀量和借助通用量具测量， 即可方便地获得所需不同基本偏差的轴，制造成本较低。所以，为了减 少所需定值刀具和定值量具的规格种类数量，利于组织大批量生产和提 高经济效益，国标推荐优先选用基孔制。 2. 下列情况时，应当选用基轴制 （1）采用冷拉圆钢与孔配合时：由于供应状态冷拉圆钢的外径具有 较高的公差等级和较光洁的表面状况，不经切削加工即可直接作为轴使 用，所以此时应当选择基轴制配合，然后再按配合性质的要求选用所需 孔的公差带，对孔进行加工。在这种情况下选用基轴制，技术上、经济 上都是比较合理的。 （2） 由于结构上的特殊需要时， 2-17(a)所示为发动机活塞销与连 图 杆铜套孔、活塞孔之间的配合情况，根据工作需要，活塞销与活塞孔的 配合较紧，应为过渡配合；活塞销与连杆铜套孔的配合较松，应为间隙 配合。此时如果选用基孔制配合，活塞销将不得不做成图 2-17(b)所示的 阶梯状，既不便于加工又不利于装配；若采用如图 2-17(c)所示的基轴制 配合，则活塞销可以做成光轴，将连杆铜套孔和活塞孔选用不同的孔公 差带，既方便加工又利于装配，经济效果很好。
图 2-18 基准制选择示例之二
3
青 岛 滨 海 学 院 教 师 教 案
2.7.2 公差等级的选择 在满足使用要求的前提下，应尽量选用较低的公差等级，以取得较 好的经济效益。但准确地选定公差等级是比较困难的：若公差等级选用 过低，将不能满足使用需要和保证产品质量；若公差等级选用过高，将 导致生产成本成倍增加，不符合经济性要求。因此，应当综合考虑各方 面的因素，才能正确合理地确定公差等级。 一般情况下，公差等级的选择主要采用类比法，以经过实践考验的 类似产品的类似尺寸为依据，充分考虑实际工作条件与类比件的相似程 度，参照确定所需设计的孔、轴公差等级。类比法是选择公差等级的主 要方法，它的应用十分广泛。只是对于某些特别重要的配合，而且有条 件进行足够的实验来确定所需的公差等级时，才考虑采用计算法或实验 法进行孔、轴公差等级的精确设计。 在选择公差等级时，还应当考虑如下情况： （1） 考虑孔、 轴加工时的工艺等价性， 使两者的加工难易程度相当： 在较高精度（ TD ≤IT8）时的各类配合，选 TD 比 Td 低一级精度；在 较低精度（ITD≥IT8）时的各类配合，可选 TD 比 Td 同级。 （2）考虑相关件和相配件的精度#如齿轮孔与轴的配合，其公差等 级取决于齿轮的精度等级； 滚动轴承与轴颈和外壳孔的配合，取决于轴 承的制造精度等级。 （3）考虑加工件的经济性#如轴承盖和隔套与轴颈的配合，允许选 用较大间隙和较低公差等级的配合。因此，盖和套可分别比外壳孔和轴 颈的公差等级低 2~3 级。 （4）若已知配合公差 Tf 时：可按下式确定孔、轴配合公差带的大 小：
合理选用极限与配合,是机械设计与制造中的一项重要工作,它对提 高产品的性能、质量以及降低生产成本具有重要影响。 极限与配合标准的合理选用，主要包括配合制的选择、配合种类的 选择和公差等级的选择三个方面。具体地说，就是在确定零件的基本尺 寸之后，还需根据零件在整机中的使用要求，正确合理地选择符合国家 标准规定的配合制度（基孔制或基轴制） 、选择孔与轴的公差带的位置构 成所需的配合种类 （基本偏差） 选择孔与轴的公差带的大小 、 （公差等级） 等问题。 极限与配合的选择有三种方法：类比法、计算法和试验法。 类比法是在调查和分析类似机器零部件使用情况的基础上，结合自 己的具体情况进行修正，作为主要参考依据来选取配合种类与公差值的 一种方法，它是实际生产中最可靠、最主要、应用最多的方法；计算法 是按照一定的理论和公式，通过精确计算来确定所需要的间隙或过盈量 的方法。由于计算法将复杂的多因素问题进行了较多因素抽象简化，所 以计算所得的理论值只能是近似的，与实际需要偏离较大，应当进一步 修正；试验法通过大量客观性实验和统计分析来确定所需的间隙或过盈 量，此方法较为合理可靠，但成本较高，只用于比较重要的配合。 2.7.1 配合制的选择 选择配合制时，应从零件的结构性、工艺性、经济性等几方面综合 分析，合理进行确定。 1.优先选用基孔制 优先选用基孔制的原因，主要是出于工艺性和经济性方面的考虑。 孔通常采用定值刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）进行加工，通常采用极 限量规（塞规）进行检验。当孔的基本尺寸和公差等级相同，而基本偏 差不同时，就需要多种规格的刀具和量具，所需制造成本较高；轴的精
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TD+Td=19+30=49µm< Tf ，可以满足使用要求。 这种用于重要场合配合的计算，当用于动压轴承的间隙配合和用于 弹性变形范围内的过盈配合时，已有比较可靠的计算方法，其中， 《过盈 配合的计算和选用》已被列入我国国家标准（GB/T5731-1985） 。 表 2-11 列出了 20 个公差等级的应用范围，可作为使用类比法选择 公差等级时的参考。此外，对于较低精度的非配合尺寸，还可以按照 GB/T1804-2000 选用一般公差表。 表 2-12 列出了生产条件下各种加工方法能达到的合理加工精度等 级，供选择公差等级时进行参考。由于受工艺条件、设备状况、操作者 技能、工艺水平的发展和提高等诸多因素的影响，所以表中各种加工方 法能达到的精度等级为某一范围，其合理数值在选用时需经全面考虑后 才能确定。
图 2-17 基准制选择示例之一 (a)装配简图；(b)阶梯状活塞销(不合理) ；(c)光轴活塞销(合理)
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（3）与标准件配合时，应当选用以标准件为基准的基准制：标准件 通常由专业制造工厂大批量生产，标准件各表面的精度很高且配合部位 的配合制早已确定，所以与标准件构成配合的轴和孔，一定要服从标准 件既定的配合制。例如，与滚动轴承内圈相配合的轴，应当以滚动轴承 内圈的内孔为基准，选用基孔制；与滚动轴承外圈相配合的外壳孔，应 当以滚动轴承外圈的外径为基准，选用基轴制。 （4）在特殊需要时，可采用非配合制配合：非配合制配合，是指由 不包含基本偏差 H 和 h 的孔、轴公差带组成的配合。图 2-18 所示为轴承 外壳孔同时与滚动轴承外圈和端盖组成定位配合的情况：由于滚动轴承 是标准件，滚动轴承外圈与轴承外壳孔的配合应选为基轴制过渡配合， 故外壳孔的公差带选为φ52J7；而外壳孔与端盖的定位外圆表面应为较 低精度的间隙配合，由于外壳孔的公差带已选定为φ52J7，现只能对端 盖的定位外圆表面选定一个位于 J7 下方的公差带，以构成所需的间隙配 合。考虑到端盖的使用性能要求和加工的经济性，端盖定位外圆表面的 公差带选为φ52f9。综合考虑上述问题，最后确定端盖定位外圆与外壳 孔之间的配合为φ52J7/f9。
教 学 内 容 与 教 学 过 程
提示与补充
一、组织课堂，查看座次 二、复习巩固 基孔制、基轴制、极限与配合在图样上的标注方法、优先 选用公差带的方法 三、讲授新课 1、配合制的选择 优先选用基孔制 基轴制的适用情况 2、公差等级的选择 四、布置作业 五、课后网上考勤
青 岛 滨 海 学 院 教 师 教 案 2.7 极限与配合标准的选择应用（一） 极限与配合标准的选择应用（
极限与配用（一） 极限与配合标准的选择应用（ 教 学 目 的 要 求 教 学 重 点 教 学 难 点 1、掌握配合制的选择方法 2、掌握公差等级的选择 1、配合制的选择方法 2、公差等级的选择 教案编写日期 教案编写日期 公差等级的选择 年 月 日
T f = TD + Td
上式中，孔、轴公差的精度等级，通常可按下述情况分配。
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当配合尺寸≤500mm 时， 以及 Tf ≤IT8 时， 推荐孔比轴低一级精度； 当配合尺寸≤500mm，以及 Tf >IT8 时，推荐孔、轴同级精度；当配合 尺寸> 500mm 时，对于任何级别的配合，一律采用孔、轴同级精度。 （5）某些重要场合的配合，在某些重要场合，需要先根据整机的使 用性能确定所允许的配合间隙或过盈，然后采用计算法进行精确设计计 算，确定孔与轴的公差等级。例如：基本尺寸为φ60mm 的间隙配合， 根据工件的使用性能确定，允许的最大间隙 Xmax=80µm，允许的最小间 隙 Xmin=80µm， 计算可得允许的配合公差 Tf =Xmax-Xmin=80-25=55µm。 此时若选取孔的精度为 7 级，轴的精度为 6 级，则它们的公差分别为 TD=IT7=30µm ， Td=IT6=19µm ， 构 成 配 合 后 的 配 合 公 差 为
课课题第第2章极限与配合标准27极限与配合标准的选择应用一需需2课时教教学目目的要要求1掌握配合制的选择方法2掌握公差等级的选择教教学重重点1配合制的选择方法2公差等级的选择教教学难难点公差等级的选择教案编写日期年年月日日教教学内容与教学过程提示与补充一组织课堂查看座次二复习巩固基孔制基轴制极限与配合在图样上的标注方法优先选用公差带的方法三讲授新课1配合制的选择优先选用基孔制基轴制的适用情况2公差等级的选择四布置作业五课后网上考勤27极限与配合标准的选择应用一合理选用极限与配合是机械设计与制造中的一项重要工作它对提高产品的性能质量以及降低生产成本具有重要影响
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加工通常采用磨削方法进行，加工中改变进刀量和借助通用量具测量， 即可方便地获得所需不同基本偏差的轴，制造成本较低。所以，为了减 少所需定值刀具和定值量具的规格种类数量，利于组织大批量生产和提 高经济效益，国标推荐优先选用基孔制。 2. 下列情况时，应当选用基轴制 （1）采用冷拉圆钢与孔配合时：由于供应状态冷拉圆钢的外径具有 较高的公差等级和较光洁的表面状况，不经切削加工即可直接作为轴使 用，所以此时应当选择基轴制配合，然后再按配合性质的要求选用所需 孔的公差带，对孔进行加工。在这种情况下选用基轴制，技术上、经济 上都是比较合理的。 （2） 由于结构上的特殊需要时， 2-17(a)所示为发动机活塞销与连 图 杆铜套孔、活塞孔之间的配合情况，根据工作需要，活塞销与活塞孔的 配合较紧，应为过渡配合；活塞销与连杆铜套孔的配合较松，应为间隙 配合。此时如果选用基孔制配合，活塞销将不得不做成图 2-17(b)所示的 阶梯状，既不便于加工又不利于装配；若采用如图 2-17(c)所示的基轴制 配合，则活塞销可以做成光轴，将连杆铜套孔和活塞孔选用不同的孔公 差带，既方便加工又利于装配，经济效果很好。
图 2-18 基准制选择示例之二
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2.7.2 公差等级的选择 在满足使用要求的前提下，应尽量选用较低的公差等级，以取得较 好的经济效益。但准确地选定公差等级是比较困难的：若公差等级选用 过低，将不能满足使用需要和保证产品质量；若公差等级选用过高，将 导致生产成本成倍增加，不符合经济性要求。因此，应当综合考虑各方 面的因素，才能正确合理地确定公差等级。 一般情况下，公差等级的选择主要采用类比法，以经过实践考验的 类似产品的类似尺寸为依据，充分考虑实际工作条件与类比件的相似程 度，参照确定所需设计的孔、轴公差等级。类比法是选择公差等级的主 要方法，它的应用十分广泛。只是对于某些特别重要的配合，而且有条 件进行足够的实验来确定所需的公差等级时，才考虑采用计算法或实验 法进行孔、轴公差等级的精确设计。 在选择公差等级时，还应当考虑如下情况： （1） 考虑孔、 轴加工时的工艺等价性， 使两者的加工难易程度相当： 在较高精度（ TD ≤IT8）时的各类配合，选 TD 比 Td 低一级精度；在 较低精度（ITD≥IT8）时的各类配合，可选 TD 比 Td 同级。 （2）考虑相关件和相配件的精度#如齿轮孔与轴的配合，其公差等 级取决于齿轮的精度等级； 滚动轴承与轴颈和外壳孔的配合，取决于轴 承的制造精度等级。 （3）考虑加工件的经济性#如轴承盖和隔套与轴颈的配合，允许选 用较大间隙和较低公差等级的配合。因此，盖和套可分别比外壳孔和轴 颈的公差等级低 2~3 级。 （4）若已知配合公差 Tf 时：可按下式确定孔、轴配合公差带的大 小：
合理选用极限与配合,是机械设计与制造中的一项重要工作,它对提 高产品的性能、质量以及降低生产成本具有重要影响。 极限与配合标准的合理选用，主要包括配合制的选择、配合种类的 选择和公差等级的选择三个方面。具体地说，就是在确定零件的基本尺 寸之后，还需根据零件在整机中的使用要求，正确合理地选择符合国家 标准规定的配合制度（基孔制或基轴制） 、选择孔与轴的公差带的位置构 成所需的配合种类 （基本偏差） 选择孔与轴的公差带的大小 、 （公差等级） 等问题。 极限与配合的选择有三种方法：类比法、计算法和试验法。 类比法是在调查和分析类似机器零部件使用情况的基础上，结合自 己的具体情况进行修正，作为主要参考依据来选取配合种类与公差值的 一种方法，它是实际生产中最可靠、最主要、应用最多的方法；计算法 是按照一定的理论和公式，通过精确计算来确定所需要的间隙或过盈量 的方法。由于计算法将复杂的多因素问题进行了较多因素抽象简化，所 以计算所得的理论值只能是近似的，与实际需要偏离较大，应当进一步 修正；试验法通过大量客观性实验和统计分析来确定所需的间隙或过盈 量，此方法较为合理可靠，但成本较高，只用于比较重要的配合。 2.7.1 配合制的选择 选择配合制时，应从零件的结构性、工艺性、经济性等几方面综合 分析，合理进行确定。 1.优先选用基孔制 优先选用基孔制的原因，主要是出于工艺性和经济性方面的考虑。 孔通常采用定值刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）进行加工，通常采用极 限量规（塞规）进行检验。当孔的基本尺寸和公差等级相同，而基本偏 差不同时，就需要多种规格的刀具和量具，所需制造成本较高；轴的精
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TD+Td=19+30=49µm< Tf ，可以满足使用要求。 这种用于重要场合配合的计算，当用于动压轴承的间隙配合和用于 弹性变形范围内的过盈配合时，已有比较可靠的计算方法，其中， 《过盈 配合的计算和选用》已被列入我国国家标准（GB/T5731-1985） 。 表 2-11 列出了 20 个公差等级的应用范围，可作为使用类比法选择 公差等级时的参考。此外，对于较低精度的非配合尺寸，还可以按照 GB/T1804-2000 选用一般公差表。 表 2-12 列出了生产条件下各种加工方法能达到的合理加工精度等 级，供选择公差等级时进行参考。由于受工艺条件、设备状况、操作者 技能、工艺水平的发展和提高等诸多因素的影响，所以表中各种加工方 法能达到的精度等级为某一范围，其合理数值在选用时需经全面考虑后 才能确定。
图 2-17 基准制选择示例之一 (a)装配简图；(b)阶梯状活塞销(不合理) ；(c)光轴活塞销(合理)
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（3）与标准件配合时，应当选用以标准件为基准的基准制：标准件 通常由专业制造工厂大批量生产，标准件各表面的精度很高且配合部位 的配合制早已确定，所以与标准件构成配合的轴和孔，一定要服从标准 件既定的配合制。例如，与滚动轴承内圈相配合的轴，应当以滚动轴承 内圈的内孔为基准，选用基孔制；与滚动轴承外圈相配合的外壳孔，应 当以滚动轴承外圈的外径为基准，选用基轴制。 （4）在特殊需要时，可采用非配合制配合：非配合制配合，是指由 不包含基本偏差 H 和 h 的孔、轴公差带组成的配合。图 2-18 所示为轴承 外壳孔同时与滚动轴承外圈和端盖组成定位配合的情况：由于滚动轴承 是标准件，滚动轴承外圈与轴承外壳孔的配合应选为基轴制过渡配合， 故外壳孔的公差带选为φ52J7；而外壳孔与端盖的定位外圆表面应为较 低精度的间隙配合，由于外壳孔的公差带已选定为φ52J7，现只能对端 盖的定位外圆表面选定一个位于 J7 下方的公差带，以构成所需的间隙配 合。考虑到端盖的使用性能要求和加工的经济性，端盖定位外圆表面的 公差带选为φ52f9。综合考虑上述问题，最后确定端盖定位外圆与外壳 孔之间的配合为φ52J7/f9。
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一、组织课堂，查看座次 二、复习巩固 基孔制、基轴制、极限与配合在图样上的标注方法、优先 选用公差带的方法 三、讲授新课 1、配合制的选择 优先选用基孔制 基轴制的适用情况 2、公差等级的选择 四、布置作业 五、课后网上考勤
青 岛 滨 海 学 院 教 师 教 案 2.7 极限与配合标准的选择应用（一） 极限与配合标准的选择应用（