机械知识系列1-公差配合
⏹ 公差等级：IT01精度最高，其余依次降低。
车床能达到IT7，磨床能达到IT5，选择公差应考虑使用和加工工艺能力两方面。不能乱选公差，被人笑话。 在满足使用要求下，尽量降低公差等级。
⏹ 孔轴公差等级
✧ 在较高精度的公差等级（IT8级为界）的配合中，孔比轴的标准公差等级低一级。
原因：较高精度的孔比轴难加工，较高精度的孔难检测，（需要塞规等） ✧ 在较低精度等级的配合中，孔与轴采用相同的标准公差等级。
由公差带代号可大概判定配合类型（间隙，过渡，过盈），H,h 为分界点。
例如：φ35H7/h6为间隙配合，φ35H7/k6为过渡配合。部分过盈配合判断需要查表。 过盈配合：轴的最小尺寸大于孔的最大尺寸。 间隙配合：轴的最大尺寸小于孔的最小尺寸。
⏹ 为了装配方便，通常选间隙配合。较大间隙时，公差等级可选低一些。
有其他要求时，选过渡配合，控制最大过盈。很少选用过盈配合。过渡和过盈对公差要求高。
⏹ 基孔制
孔为基准件，代号为H ，基本偏差为下极限偏差，且等于0，即EI=0 φ50H8就是基孔制。
⏹ 基轴制
轴为基准件，代号为h ，基本偏差为下极限偏差，且等于0，即es=0 φ50h8就是基轴制。
优先选用基孔制，其次选基轴制（轴承外圈配合），尽量少选非基准配合。
⏹ 轴承与轴配合
轴承配合一般都是过渡配合，但在有特殊情况下可选过盈配合，但很少。因为轴承与轴配合是轴承的内圈与轴配合，使用的是基孔制，本来轴承是应该完全对零的，我们在实际使用中也完全可以这样认为，但为了防止轴承内圈与轴的最小极限尺寸配合时产生内圈滚动，伤害轴的表面，所以我们的轴承内圈都有0到几个μ的下偏公差来保证内圈不转动，所以轴承一般选择过渡配合就可以了，即使是选择过渡配合也不能超过3丝的过盈量。 配合精度等级一般就选6级，有的时候也要看材料，还有加工工艺，理论上7级有点偏底了，5级配合的话就
要用磨。
一般选用是：轴承内圈与轴配合，轴选k6；轴承外圈与孔配合，孔选K7。
轴承内圈配合为基孔制。轴承外圈配合为基轴制。 Φ30k6+0.015+0.002
⏹ 齿轮（带轮）与轴配合
轴上的齿轮必须传递力矩，所以必须使轴和齿轮连成一体。
大齿轮采用键配合，中小齿轮采用过盈配合、涨紧套等，小齿轮与轴做成一体，整件。 根据载荷情况，选择轴的公差带。有键的话，选k6就可以了。
例题：计算φ30+0.021mm 孔与φ30+0.021 0+0.008mm 轴配合的极限间隙，极限过盈，平均间隙和配合公差。
解：极限间隙 ES-ei=0.021-0.008=0.013mm
极限过盈 EI-es=0-0.021=-0.021mm
平均间隙 （极限间隙+极限过盈）/2=(0.013-0.021)/2=0.004mm 配合公差 极限间隙-极限过盈=0.013-（-0.021）=0.034mm 配合类型为：过渡配合
1丝=0.01mm
1µm=0.001mm 1丝=10µm
为什么用“丝”这个单位：mm 和µm在机械公差中都不方便使用。几丝比较好用。
例题：解读以下信息：Φ30H7/p6与Φ30P7/h6
解：Φ30H7/p6为基孔制。
查公差等级表：IT7=21µm Φ30H7+0.021 Φ30 p =0.022mm IT6=13µm Φ30p6+0.035 0+0.022 最大过盈 es-EI=0.035-0=0.035mm=35µm
最大间隙 ES-ei=0.021-0.022=-0.001mm=-1µm 过盈配合 Φ30P7/h6为基轴制
0.014 0
Φ30P7 P=22µm Φ30P7+0.014 IT7=21µm Φ30P7−−0.035 Φ30h6 IT6=13µm Φ30ℎ6−0.013 最大过盈 es-EI=0-(-0.035)=0.035
最大间隙 ES-ei=-0.014-(-0.013)=0.001
Φ30H7/p6与Φ30P7/h6最大过盈及最大间隙都相同，配合性质相同。以上叫着基准互换。
IT=a·i （仅作了解）
公差单位：i=0.45 +0.001D (IT5~IT18)
公差等级系数 a(IT5,a=7; IT6,a=10; IT7, a=16 )
3
⏹ 如何选精度等级 （一般不这样计算）
例题：已知结合件Φ35，间隙在0.009~0.036，问孔、轴应选哪个精度等级。
解：i=0.45 +0.001D =1.56µm
a=T/i=（0.036-0.009）x10³/1.56=17.3
孔选IT6，轴选IT5
◆ 公差配合的选用
✧ 间隙配合
H/f 一般转动配合。广泛应用，间隙适中，多用于IT6~IT8级。推荐H7/f6
H/g 配合间隙很小，制作成本高。凸轮机构的导杆，精密机床主轴与轴承的配合。推荐H7/g6 H/h 无相对转动配合，加润滑油可手工装配。 ✧ 过渡配合
H/js和H/j 带轮与轴的配合，机床上精密滚动轴承的装配。推荐H7/js6
H/k 木锤装配，齿轮与轴，联轴器与轴，中型电机轴与带轮，减速器蜗轮与轴。推荐H7/k6 ✧ 过盈配合不作学习，重工上用。 ✧ 键与键槽的配合
键的宽度及高度采用h8，长度h14
3
技术要求：未注公差按GB/T1804-2000 m级。 GB/T 1804-2000等效于ISO 2768-1
上图分析：两个φ装齿轮，φ53n7，选得很不合理, 过盈太大，精度等级低。而且这么大的过盈还不加圆柱度，怎么装配？表面粗糙度0.8，略高。φ61为轴肩，应圆整为φ60。右边轴肩处没有退刀槽，这张图是问题多多。多半是学生画的。
50+0.018+0.002处装轴承，φ
38+0.033+0.017处装带轮或齿轮。φ
53+0.050+0.041
改正： φ50k6+0.018+0.002没有问题。查下表，φ50IT6 粗糙度选1.6就够了。
φ53选m6，φ50k6+0.030+0.011，铜锤敲入。查表，圆柱度选8级，1.6µm 两端的心孔是工艺孔，不需要标。
表面粗糙度
⏹ 粗糙度应用
✧ Ra 值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、 锉、滚压、铣齿
应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面
✧ Ra 值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿
应用举例=安装直径超过80mm 的G 级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V 型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面
✧ Ra 值不大于\μm=0.8 表面状况=可辨加工痕迹的方向 加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点/cm^2、滚压
应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G 级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm 的 E 、D 级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7），间隙配合IT8～IT9级的孔 （H8，H9），磨削的齿轮表面等
形位公差
学习要求
理解各个形位公差的含义，在什么地方需要加形位公差，形位公差等级选用。
：圆度是指一个截面，而圆柱度是指整个圆柱面。
圆度和圆柱度的区别
退刀槽：一般超过2mm 的台阶都需要，还有像安装轴承、齿轮等的台阶部位需要退刀槽，磨削加工中磨削面与非磨削面间一定要退刀槽，设计原则就是，有直角拐弯的角落都需要退刀槽
。
此图中的问题：
1 两端φ32处安装轴承。却用了圆倒角R1.5，轴承无法靠边定位。应该加退刀槽，最起码把圆倒角去掉。 2 键槽标了个R7，也是多余，在剖面图中标键槽即可。
3 安装轴承处，表面粗糙度不能不标。
4 同轴度0.2，这么大的公差，不如不标。应该以两端A ，B 基准，标跳动度。
总结：
尺寸公差，形位公差，表面粗糙度，这些不是乱选，而是依据手册查出来的。
首先根据需要选出配合类型，间隙，过渡，还是过盈。选出尺寸公差带，再选出公差等级。
在有装配要求的地方标形位公差，形位公差等级应根据尺寸公差等级查手册选出。
最后定表面粗糙度，也是要查手册的。
装配图中标公差代号等级，零件图中标公差数值。
画一根轴的时候，需要明白什么地方装轴承，如何定位，如何标公差，表面粗糙度，形位公差，材料选用，表面处理（渗碳等），装配工艺有没有问题。能把一根轴画好，强度校核好，机械方面基本合格。
机械知识系列1-公差配合
⏹ 公差等级：IT01精度最高，其余依次降低。
车床能达到IT7，磨床能达到IT5，选择公差应考虑使用和加工工艺能力两方面。不能乱选公差，被人笑话。 在满足使用要求下，尽量降低公差等级。
⏹ 孔轴公差等级
✧ 在较高精度的公差等级（IT8级为界）的配合中，孔比轴的标准公差等级低一级。
原因：较高精度的孔比轴难加工，较高精度的孔难检测，（需要塞规等） ✧ 在较低精度等级的配合中，孔与轴采用相同的标准公差等级。
由公差带代号可大概判定配合类型（间隙，过渡，过盈），H,h 为分界点。
例如：φ35H7/h6为间隙配合，φ35H7/k6为过渡配合。部分过盈配合判断需要查表。 过盈配合：轴的最小尺寸大于孔的最大尺寸。 间隙配合：轴的最大尺寸小于孔的最小尺寸。
⏹ 为了装配方便，通常选间隙配合。较大间隙时，公差等级可选低一些。
有其他要求时，选过渡配合，控制最大过盈。很少选用过盈配合。过渡和过盈对公差要求高。
⏹ 基孔制
孔为基准件，代号为H ，基本偏差为下极限偏差，且等于0，即EI=0 φ50H8就是基孔制。
⏹ 基轴制
轴为基准件，代号为h ，基本偏差为下极限偏差，且等于0，即es=0 φ50h8就是基轴制。
优先选用基孔制，其次选基轴制（轴承外圈配合），尽量少选非基准配合。
⏹ 轴承与轴配合
轴承配合一般都是过渡配合，但在有特殊情况下可选过盈配合，但很少。因为轴承与轴配合是轴承的内圈与轴配合，使用的是基孔制，本来轴承是应该完全对零的，我们在实际使用中也完全可以这样认为，但为了防止轴承内圈与轴的最小极限尺寸配合时产生内圈滚动，伤害轴的表面，所以我们的轴承内圈都有0到几个μ的下偏公差来保证内圈不转动，所以轴承一般选择过渡配合就可以了，即使是选择过渡配合也不能超过3丝的过盈量。 配合精度等级一般就选6级，有的时候也要看材料，还有加工工艺，理论上7级有点偏底了，5级配合的话就
要用磨。
一般选用是：轴承内圈与轴配合，轴选k6；轴承外圈与孔配合，孔选K7。
轴承内圈配合为基孔制。轴承外圈配合为基轴制。 Φ30k6+0.015+0.002
⏹ 齿轮（带轮）与轴配合
轴上的齿轮必须传递力矩，所以必须使轴和齿轮连成一体。
大齿轮采用键配合，中小齿轮采用过盈配合、涨紧套等，小齿轮与轴做成一体，整件。 根据载荷情况，选择轴的公差带。有键的话，选k6就可以了。
例题：计算φ30+0.021mm 孔与φ30+0.021 0+0.008mm 轴配合的极限间隙，极限过盈，平均间隙和配合公差。
解：极限间隙 ES-ei=0.021-0.008=0.013mm
极限过盈 EI-es=0-0.021=-0.021mm
平均间隙 （极限间隙+极限过盈）/2=(0.013-0.021)/2=0.004mm 配合公差 极限间隙-极限过盈=0.013-（-0.021）=0.034mm 配合类型为：过渡配合
1丝=0.01mm
1µm=0.001mm 1丝=10µm
为什么用“丝”这个单位：mm 和µm在机械公差中都不方便使用。几丝比较好用。
例题：解读以下信息：Φ30H7/p6与Φ30P7/h6
解：Φ30H7/p6为基孔制。
查公差等级表：IT7=21µm Φ30H7+0.021 Φ30 p =0.022mm IT6=13µm Φ30p6+0.035 0+0.022 最大过盈 es-EI=0.035-0=0.035mm=35µm
最大间隙 ES-ei=0.021-0.022=-0.001mm=-1µm 过盈配合 Φ30P7/h6为基轴制
0.014 0
Φ30P7 P=22µm Φ30P7+0.014 IT7=21µm Φ30P7−−0.035 Φ30h6 IT6=13µm Φ30ℎ6−0.013 最大过盈 es-EI=0-(-0.035)=0.035
最大间隙 ES-ei=-0.014-(-0.013)=0.001
Φ30H7/p6与Φ30P7/h6最大过盈及最大间隙都相同，配合性质相同。以上叫着基准互换。
IT=a·i （仅作了解）
公差单位：i=0.45 +0.001D (IT5~IT18)
公差等级系数 a(IT5,a=7; IT6,a=10; IT7, a=16 )
3
⏹ 如何选精度等级 （一般不这样计算）
例题：已知结合件Φ35，间隙在0.009~0.036，问孔、轴应选哪个精度等级。
解：i=0.45 +0.001D =1.56µm
a=T/i=（0.036-0.009）x10³/1.56=17.3
孔选IT6，轴选IT5
◆ 公差配合的选用
✧ 间隙配合
H/f 一般转动配合。广泛应用，间隙适中，多用于IT6~IT8级。推荐H7/f6
H/g 配合间隙很小，制作成本高。凸轮机构的导杆，精密机床主轴与轴承的配合。推荐H7/g6 H/h 无相对转动配合，加润滑油可手工装配。 ✧ 过渡配合
H/js和H/j 带轮与轴的配合，机床上精密滚动轴承的装配。推荐H7/js6
H/k 木锤装配，齿轮与轴，联轴器与轴，中型电机轴与带轮，减速器蜗轮与轴。推荐H7/k6 ✧ 过盈配合不作学习，重工上用。 ✧ 键与键槽的配合
键的宽度及高度采用h8，长度h14
3
技术要求：未注公差按GB/T1804-2000 m级。 GB/T 1804-2000等效于ISO 2768-1
上图分析：两个φ装齿轮，φ53n7，选得很不合理, 过盈太大，精度等级低。而且这么大的过盈还不加圆柱度，怎么装配？表面粗糙度0.8，略高。φ61为轴肩，应圆整为φ60。右边轴肩处没有退刀槽，这张图是问题多多。多半是学生画的。
50+0.018+0.002处装轴承，φ
38+0.033+0.017处装带轮或齿轮。φ
53+0.050+0.041
改正： φ50k6+0.018+0.002没有问题。查下表，φ50IT6 粗糙度选1.6就够了。
φ53选m6，φ50k6+0.030+0.011，铜锤敲入。查表，圆柱度选8级，1.6µm 两端的心孔是工艺孔，不需要标。
表面粗糙度
⏹ 粗糙度应用
✧ Ra 值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、 锉、滚压、铣齿
应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面
✧ Ra 值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿
应用举例=安装直径超过80mm 的G 级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V 型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面
✧ Ra 值不大于\μm=0.8 表面状况=可辨加工痕迹的方向 加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点/cm^2、滚压
应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G 级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm 的 E 、D 级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7），间隙配合IT8～IT9级的孔 （H8，H9），磨削的齿轮表面等
形位公差
学习要求
理解各个形位公差的含义，在什么地方需要加形位公差，形位公差等级选用。
：圆度是指一个截面，而圆柱度是指整个圆柱面。
圆度和圆柱度的区别
退刀槽：一般超过2mm 的台阶都需要，还有像安装轴承、齿轮等的台阶部位需要退刀槽，磨削加工中磨削面与非磨削面间一定要退刀槽，设计原则就是，有直角拐弯的角落都需要退刀槽
。
此图中的问题：
1 两端φ32处安装轴承。却用了圆倒角R1.5，轴承无法靠边定位。应该加退刀槽，最起码把圆倒角去掉。 2 键槽标了个R7，也是多余，在剖面图中标键槽即可。
3 安装轴承处，表面粗糙度不能不标。
4 同轴度0.2，这么大的公差，不如不标。应该以两端A ，B 基准，标跳动度。
总结：
尺寸公差，形位公差，表面粗糙度，这些不是乱选，而是依据手册查出来的。
首先根据需要选出配合类型，间隙，过渡，还是过盈。选出尺寸公差带，再选出公差等级。
在有装配要求的地方标形位公差，形位公差等级应根据尺寸公差等级查手册选出。
最后定表面粗糙度，也是要查手册的。
装配图中标公差代号等级，零件图中标公差数值。
画一根轴的时候，需要明白什么地方装轴承，如何定位，如何标公差，表面粗糙度，形位公差，材料选用，表面处理（渗碳等），装配工艺有没有问题。能把一根轴画好，强度校核好，机械方面基本合格。