1 互換性

    互換性是指按同一零件圖生產出來的零件，不經任何選擇或修配，就能順利地同與其相配的零部件裝配成符合要求的成品的性質，

極限與配合的基本知識及舉例

    零件具有互換性，既便于裝配和維修，也有利于組織生產協作，提高生產率。

    2 尺寸公差的概念

    在實際生產中，受各種因素的影響，零件的尺寸不可能做得絕對精確。為了使零件具有互換性，設計零件時，根據零件的使用要求和加工條件，對某些尺寸規定一個允許的變動量，這個變動量稱為尺寸公差，簡稱公差。如圖1所示。孔的公差為0.025，軸的公差為0.016。

    (a) 孔、軸的配合尺寸　　(b) 孔徑的允許變動范圍　　(c) 軸徑的允許變動范圍

    圖1

    3 有關尺寸公差的術語和定義：

    3.1.零線：

    在極限與配合的圖解（簡稱公差帶圖）中，如圖1所示，確定偏差的一條基準直線，即零偏差線。通常零線表示基本尺寸。零線之上的偏差為正，零線之下的偏差為負。

    圖2

    3.2.尺寸公差帶（簡稱公差帶）：

    在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區域。如圖3所示。

    標準公差與基本偏差

    圖3

    標準公差：國家標準表列的，用來確定公差帶大小的任一公差。

    基本偏差：國家標準表列的，用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個偏差，如圖3所示。國家標準規定由標準公差和基本偏差來確定公差帶。標準公差確定公差帶的大小，基本偏差確定公差帶相對于零線的位置。

    4 公差等級與標準公差系列

    公差等級是用來確定尺寸的精確程度的。國家標準將公差等級分為20級，即IT01、IT1、IT2……IT18。

    IT表示標準公差，數字表示公差等級。IT01級的精確度最高，以下逐級降低。標準公差的數值取決于公差等級和基本尺寸，其選取請參考有關國家標準。

    5 基本偏差系列

    基本偏差一般是指上、下偏差中靠近零線的那個偏差。國家標準規定了基本偏差系列，如圖4所示。

    根據不同的基本尺寸和基本偏差代號可以確定軸與孔的基本偏差數值（見有關國家標準）。

    6. 孔、軸公差帶的確定

    根據公差帶的定義，只要知道孔、軸的基本偏差和標準公差，就可算出孔軸的另一個偏差。如圖4所示。計算公式如下：

    孔的公差：　　　IT=ES-EI

    孔的上偏差：　　ES=IT+EI

    孔的下偏差：　　EI=ES-IT

    軸的公差：　　　IT=es-ei

    軸的上偏差：　　es=IT+ei

    軸的下偏差：　　ei=es-IT

    圖4

    7 配合

    基本尺寸相同的，相互結合的孔和軸公差帶之間的關系稱為配合。

    7.1． 間隙和過盈

    孔和軸配合時，由于它們的實際尺寸不同，將產生"過盈"或"間隙"。

    間隙：孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸，代數差為正。

    過盈：孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸，代數差為負。

    7. 2． 配合的分類

    配合分為三類

    （1） 間隙配合：只能具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上，如圖5所示。

    最小間隙=孔的最小極限尺寸-軸的最大極限尺寸

    最大間隙=孔的最大極限尺寸-軸的最小極限尺寸

    1 互換性

    互換性是指按同一零件圖生產出來的零件，不經任何選擇或修配，就能順利地同與其相配的零部件裝配成符合要求的成品的性質。

    零件具有互換性，既便于裝配和維修，也有利于組織生產協作，提高生產率。

    2 尺寸公差的概念

    在實際生產中，受各種因素的影響，零件的尺寸不可能做得絕對精確。為了使零件具有互換性，設計零件時，根據零件的使用要求和加工條件，對某些尺寸規定一個允許的變動量，這個變動量稱為尺寸公差，簡稱公差。如圖1所示。孔的公差為0.025，軸的公差為0.016。

    (a) 孔、軸的配合尺寸　　(b) 孔徑的允許變動范圍　　(c) 軸徑的允許變動范圍

    圖1

    3 有關尺寸公差的術語和定義：

    3.1.零線：

    在極限與配合的圖解（簡稱公差帶圖）中，如圖1所示，確定偏差的一條基準直線，即零偏差線。通常零線表示基本尺寸。零線之上的偏差為正，零線之下的偏差為負。

    圖2

    3.2.尺寸公差帶（簡稱公差帶）：

    在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區域。如圖3所示。

    標準公差與基本偏差

    圖3

    標準公差：國家標準表列的，用來確定公差帶大小的任一公差。

    基本偏差：國家標準表列的，用來確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個偏差，如圖3所示。國家標準規定由標準公差和基本偏差來確定公差帶。標準公差確定公差帶的大小，基本偏差確定公差帶相對于零線的位置。

    4 公差等級與標準公差系列

    公差等級是用來確定尺寸的精確程度的。國家標準將公差等級分為20級，即IT01、IT1、IT2……IT18。

    IT表示標準公差，數字表示公差等級。IT01級的精確度最高，以下逐級降低。標準公差的數值取決于公差等級和基本尺寸，其選取請參考有關國家標準。

    5 基本偏差系列

    基本偏差一般是指上、下偏差中靠近零線的那個偏差。國家標準規定了基本偏差系列，如圖4所示。

    根據不同的基本尺寸和基本偏差代號可以確定軸與孔的基本偏差數值（見有關國家標準）。

    6. 孔、軸公差帶的確定

    根據公差帶的定義，只要知道孔、軸的基本偏差和標準公差，就可算出孔軸的另一個偏差。如圖4所示。計算公式如下：

    孔的公差：　　　IT=ES-EI

    孔的上偏差：　　ES=IT+EI

    孔的下偏差：　　EI=ES-IT

    軸的公差：　　　IT=es-ei

    軸的上偏差：　　es=IT+ei

    軸的下偏差：　　ei=es-IT

    圖4

    7 配合

    基本尺寸相同的，相互結合的孔和軸公差帶之間的關系稱為配合，

工程

    7.1． 間隙和過盈

    孔和軸配合時，由于它們的實際尺寸不同，將產生"過盈"或"間隙"。

    間隙：孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸，代數差為正。

    過盈：孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸，代數差為負。

    7. 2． 配合的分類

    配合分為三類

    （1） 間隙配合：只能具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上，如圖5所示。

    最小間隙=孔的最小極限尺寸-軸的最大極限尺寸

    最大間隙=孔的最大極限尺寸-軸的最小極限尺寸

    圖5

    （2） 過盈配合：只能具有過盈（包括最小過盈等于零）的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下，如圖6所示。

    最小過盈=孔的最大極限尺寸-軸的最小極限尺寸

    最大過盈=孔的最小極限尺寸-軸的最大極限尺寸

    圖6

    （3） 過渡配合：可能具有過盈，也可能具有間隙的配合。此時，孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，如圖7所示。

    最大過盈=孔的最小極限尺寸-軸的最大極限尺寸

    最大間隙=孔的最大極限尺寸-軸的最小極限尺寸

    圖7

    8． 基孔制配合和基軸制配合

    把基本尺寸相同的孔與軸裝配起來，可以形成不同松緊程度的配合，但為了便于設計制造，實現配合標準化，國家標準對配合規定了基孔制與基軸制。

    （1） 基孔制：基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度，如圖8所示。

    圖8

    基孔制的孔為基準孔，基準孔的基本偏差代號為H，其下偏差為零。

    （2） 基軸制：基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度，如圖9所示。

    圖9

    基軸制的軸為基準軸，基準軸的基本偏差代號為h，其上偏差為零。基孔制和基軸制配合的應用，如圖10所示

    圖10

    9． 常用和優先選用配合

    過多的配合既不能發揮標準的作用，也不利于生產，為此國家標準規定了優先和常用配合

    10 極限與配合尺寸在圖樣上的標注

    10.1． 在零件圖中的注法（線性尺寸的公差有三種注法），如圖11所示。

    圖11(a)

    （1）在孔或軸的基本尺寸右邊，只標注公差帶代號，如圖11（a）所示。

    公差帶代號由基本偏差代號和公差等級代號組成。基本偏差代號用拉丁字母表示，大寫為孔，小寫為軸；公差等級代號用阿拉伯數字示；如H7為孔的公差帶代號，k6為軸的公差代號。

    （2）在孔或軸的基本尺寸右邊，標注上、下偏差，如圖11（b）所示。

    上偏差寫在基本尺寸的右上方，下偏差應與基本尺寸注在同一底線上，偏差數字應比基本尺寸數字小一號。

    注意：①上、下偏差前面必須標出正、負號。

    ②上、下偏差的小數點必須對齊，小數點后的位數也必須相同。

    ③當上偏差或下偏差為"零"時，用數字"0"標出，并與另一偏差的小數點前的個位數對齊。

    ④當上、下偏差數值相同時，偏差只需注寫一個數字，并應在偏差與基本尺寸之間注出符號"±"，且兩者字高相同。

    圖11 (b)

    （3）在孔或軸的基本尺寸后面，同時標注公差帶代號和上、下偏差，這時，上、下偏差必須加上括號，如圖11（c）所示。

    圖11（c）

    10.2． 在裝配圖中的注法

    （1）在基本尺寸右邊，用分數的形式注出配合代號，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號，通常注法如圖12（a）所示。必要時允許按圖12（b）、（c）的形式標注。

    圖12

    （2）需要標注相配零件的極限偏差時，可按圖12所示方法標注。

    圖13

    （3）孔、軸，是一個廣義的概念，除指圓柱形的內、外表面外，　還包括如圖14所示的表面。

    圖14

    11 舉例

    例：識別和分析圖15中襯套孔與銷軸，以及支架孔與銷軸的配合標注。

    圖15

    解：Φ20; 表示基本尺寸為Φ20的基軸制過盈配合。

    孔的公差帶代號N6，基本偏差代號N，標準公差等級為IT6。查極限偏差表，可得：

    ES=-0.011、EI=-0.024

    軸公差帶代號h5，基本偏差代號h，標準公差等級為IT5。查極限偏差表，可得：

    es=0、ei=-0.009

    經計算，最大過盈為：

    -0.024-0=-0.024；

    最小過盈：

    -0.011-（-0.009）=-0.002，

    銷軸與支架孔在工作中不能相對運動。

    公差帶示意圖如圖16

    圖16

    (2)Φ20表示基本尺寸為Φ20、基孔制或基軸制（分子H可視為基孔制，分母h又可視為基軸制）的間隙配合。

    孔的公差帶代號H6，基本偏差代號H，標準公差等級為IT6。查極限偏差表，可得：

    es=+0.013、ei=0

    軸的公差帶代號h5，分析如前。

    經計算，最大間隙為：

    -0.013-（-0.009）=-0.022；

    最小間隙為：0，

    連桿中的襯套孔與銷軸在工作中可相對運動。公差帶示意圖如圖17所示。

    圖17