第二章机械设计基础 该章介绍了机械设计中所涉及的一些基础的、最常用的知识和标准,如“极限与配合”、 “形状与位置公差”及其应用、最新国家标准的“图样的表面结构表示法(粗糙度)”,以及机 械零件常用材料及其选择方法等。 §2-1极限与配合 为了组织规模生产,提高设计、制造和使用的效率和经济性,在装配时,从同一批零件 中任取一个,不经修配,不经分组或其他加工就能装配成产品,并能达到所规定的使用要求 这种性质称为互换性。互换性给产品设计、制造和使用维修带来很大的方便,已成为现代机械 制造业中一个普遍遵守的原则。为了完全满足互换性的要求,同一规格的零件的几何参数做得 完全一致是不可能的,因为加工误差总是存在的。在实际中只要求同一规格的零部件的几何参 数保持在一定的范围内变动,就能达到互换的目的,这个零件几何参数的允许范围就叫做公差。 极限 由于设备、工装夹具及测量误差等因素的影响,零件不可能制造得绝对准确。为了保证零 件的互换性,就必须对零件的尺寸规定一个允许的变动范围,这个变动范围就是通常所说的尺 寸公差。极限有关术语的含义如图2-1所示,为了讨论问题的方便,均把尺寸的变动作单边变 动来讨论。 +0.003 (a)孔零件图 (b)孔公差带示意图 (c)孔直径公差带图 图2-1尺寸公差与术语 1.基本尺寸基本尺寸是由设计者给定的尺寸,如图2-1a中的40mm。 2.实际尺寸实际尺寸是零件加工完毕后测量所得的尺寸。 3.极限尺寸极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极限值。它以基本尺寸为基数来确定, 较大的一个尺寸为最大极限尺寸,如40003mm,它限定了实际尺寸的最大值;较小的一个为 最小极限尺寸,如39.987mm,它限定了实际尺寸的最小值
1 第二章 机械设计基础 该章介绍了机械设计中所涉及的一些基础的、最常用的知识和标准，如“极限与配合”、 “形状与位置公差”及其应用、最新国家标准的“图样的表面结构表示法（粗糙度）”，以及机 械零件常用材料及其选择方法等。 §2-1 极限与配合 为了组织规模生产，提高设计、制造和使用的效率和经济性，在装配时，从同一批零件 中任取一个，不经修配，不经分组或其他加工就能装配成产品，并能达到所规定的使用要求， 这种性质称为互换性。互换性给产品设计、制造和使用维修带来很大的方便，已成为现代机械 制造业中一个普遍遵守的原则。为了完全满足互换性的要求，同一规格的零件的几何参数做得 完全一致是不可能的，因为加工误差总是存在的。在实际中只要求同一规格的零部件的几何参 数保持在一定的范围内变动，就能达到互换的目的，这个零件几何参数的允许范围就叫做公差。 一、极限 由于设备、工装夹具及测量误差等因素的影响，零件不可能制造得绝对准确。为了保证零 件的互换性，就必须对零件的尺寸规定一个允许的变动范围，这个变动范围就是通常所说的尺 寸公差。极限有关术语的含义如图 2-1 所示，为了讨论问题的方便，均把尺寸的变动作单边变 动来讨论。 图 2-1 尺寸公差与术语 1．基本尺寸 基本尺寸是由设计者给定的尺寸，如图 2-1a 中的φ40mm。 2．实际尺寸 实际尺寸是零件加工完毕后测量所得的尺寸。 3．极限尺寸 极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极限值。它以基本尺寸为基数来确定， 较大的一个尺寸为最大极限尺寸，如 40.003mm，它限定了实际尺寸的最大值；较小的一个为 最小极限尺寸，如 39.987mm，它限定了实际尺寸的最小值
4.尺寸偏差(简称偏差)某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差分为上偏 差(孔ES、轴es)和下偏差(孔EI、轴ei) 上偏差=最大极限尺寸一基本尺寸 下偏差=最小极限尺寸一基本尺寸 极限偏差其值可以为正、负或零。图2-1b中孔的ES=(40003-40)mm=+0.003mm El=(39987-40)mm=-0.013mm 实际偏差是实际尺寸与基本尺寸的代数差。实际偏差在上、下偏差之间,该尺寸合格 5.尺寸公差(简称公差)尺寸公差是允许零件尺寸的变动量。公差=最大极限尺寸一最 小极限尺寸或公差=上偏差一下偏差。如图2-1b中孔的公差=(40003-39987)mm=[+0.003 (-0.013)mm=0016mm,所以尺寸公差一定为正值。 6.零线在极限与配合图解中,零线是表示基本尺寸的一条直线,以其为基准确定偏差 和公差,即偏差值为0的一条基准直线。通常用基本尺寸起点的尺寸界线作为零线。一般零线 水平布置,位于零线之上的偏差值为正,位于零线之下的偏差值为负,如图2-1c所 尺寸公差带(简称公差带)由代表上、下偏差值的两条直线所限定的一个区域称为 公差带。公差带与零线构成的图形称为公差带图。图2-1a中d40孔的公差带图如图2-1c所示 公差带图能形象地表示公差带大小及其相对于零线的位置。 8.标准公差用以确定公差带大小的任一公差,它是由基本尺寸和公差等级所确定。国 家标准为了满足不同零件的要求,将标准公差分为20个等级,即ITO1、IT0、ITl、IT2、 IT8。IT代表标准公差,数字代表公差等级。公差等级反映尺寸精确程度。同一基本尺寸, 公差等级越高,则公差值越小,公差带越窄,即该尺寸的精确程度越高。 选用公差等级的原则是:在满足机器使用要求的前提下应尽量采用较低等级,以降低制 造成本。通常 IT01~IT1——用于精密量块和计量器具等的尺寸公差 IT2~IT5——用于精密零件的尺寸公差。 IT5~IT12用于有配合要求的一般机器零件的尺寸公差。 IT12~IT18用于不重要或没有配合要求的零件的尺寸公差。 基本偏差在极限与配合制中,标准公差确定公差带大小,但不能确定公差带相对于 零线的位置,如再知任一极限偏差,公差带图就能唯一确定。因此,一般把在公差带图中离零 线最近的那个极限偏差称为“基本偏差”,用以确定公差带相对于零线的位置。 基本偏差系列:公差带不同的位置就形成不同的基本偏差。根据机器中零件间结合关系的 不同要求,国家标准规定了28种基本偏差,这28种基本偏差就构成了基本偏差系列,每种基 本偏差都规定了相应的基本偏差代号。这28个基本偏差代号由26个拉丁字母去掉了容易相混 的I、L、O、Q、W5个字母,加入CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC七种组成。其中大写字
2 4．尺寸偏差（简称偏差） 某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差分为上偏 差（孔 ES、轴 es）和下偏差（孔 EI、轴 ei）。 上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸 下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸 极限偏差其值可以为正、负或零。图 2-1b 中孔的 ES = (40.003－40 ) mm = +0.003 mm， EI= (39.987－40 ) mm = －0.013 mm。 实际偏差是实际尺寸与基本尺寸的代数差。实际偏差在上、下偏差之间，该尺寸合格。 5．尺寸公差（简称公差） 尺寸公差是允许零件尺寸的变动量。公差=最大极限尺寸－最 小极限尺寸或公差=上偏差－下偏差。如图 2-1b 中孔的公差=（40.003－39.987) mm = [+0.003 －(－0.013)] mm = 0.016 mm，所以尺寸公差一定为正值。 6．零线 在极限与配合图解中，零线是表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差 和公差，即偏差值为 0 的一条基准直线。通常用基本尺寸起点的尺寸界线作为零线。一般零线 水平布置，位于零线之上的偏差值为正，位于零线之下的偏差值为负，如图 2-1c 所示。 7．尺寸公差带（简称公差带） 由代表上、下偏差值的两条直线所限定的一个区域称为 公差带。公差带与零线构成的图形称为公差带图。图 2-1a 中φ40 孔的公差带图如图 2-1c 所示。 公差带图能形象地表示公差带大小及其相对于零线的位置。 8．标准公差 用以确定公差带大小的任一公差，它是由基本尺寸和公差等级所确定。国 家标准为了满足不同零件的要求，将标准公差分为 20 个等级，即 IT01、IT0、IT1、IT2、……、 IT18。IT 代表标准公差，数字代表公差等级。公差等级反映尺寸精确程度。同一基本尺寸， 公差等级越高，则公差值越小，公差带越窄，即该尺寸的精确程度越高。 选用公差等级的原则是：在满足机器使用要求的前提下应尽量采用较低等级，以降低制 造成本。通常： IT01～IT1——用于精密量块和计量器具等的尺寸公差。 IT2～IT5——用于精密零件的尺寸公差。 IT5～IT12——用于有配合要求的一般机器零件的尺寸公差。 IT12～IT18——用于不重要或没有配合要求的零件的尺寸公差。 9．基本偏差 在极限与配合制中，标准公差确定公差带大小，但不能确定公差带相对于 零线的位置，如再知任一极限偏差，公差带图就能唯一确定。因此，一般把在公差带图中离零 线最近的那个极限偏差称为“基本偏差”，用以确定公差带相对于零线的位置。 基本偏差系列：公差带不同的位置就形成不同的基本偏差。根据机器中零件间结合关系的 不同要求，国家标准规定了 28 种基本偏差，这 28 种基本偏差就构成了基本偏差系列，每种基 本偏差都规定了相应的基本偏差代号。这 28 个基本偏差代号由 26 个拉丁字母去掉了容易相混 的 I、L、O、Q、W5 个字母，加入 CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC 七种组成。其中大写字
母表示孔,小写字母表示轴,如图22所示 孔 排址我 图2-2基本偏差系列示意图 轴的基本偏差从a~h为上偏差,且为负值,其中h的上偏差为零。js在各级标准公差带 里完全对称地分布在零线的两侧,其基本偏差可以是上偏差(+IT/2)或下偏差(一IT2)。从 j到zc为下偏差,其中j为负值而k到zc为正值。k表示了两种不同位置的基本偏差,分别适 用于不同的公差等级。 孔和轴的基本偏差呈对称地分布在零线的两侧。图中公差带一端画成开口,表示不同公差 等级的公差带宽度有变化。 根据基本尺寸可以从有关标准中查得轴和孔的基本偏差数值,再根据给定的标准公差 可计算轴和孔的另一偏差 轴的另一偏差(上偏差es或下偏差ei) es=ei+IT或ei=es-IT 孔的另一偏差(上偏差ES或下偏差E ES=EI+IT或E=ES-IT 10.公差带代号公差带代号由“基本偏差代号”和“公差等级”组成,如F6,K6,门7等。 例如:H8、F7、K6等为孔的公差带代号:h7、门、k6等为轴的公差带代号。 11.公差等级的选择合理地选择公差等级,就是为了更好地解决机械零、部件的使用 要求与制造工艺术成本之间的矛盾。 (1)选择公差等级应首先满足使用要求,各个等级标准公差的应用范围没有严格的划分 表2-1为各公差等级的应用范围
3 母表示孔，小写字母表示轴，如图 2-2 所示。 图 2-2 基本偏差系列示意图 轴的基本偏差从 a～h 为上偏差，且为负值，其中 h 的上偏差为零。js 在各级标准公差带 里完全对称地分布在零线的两侧，其基本偏差可以是上偏差（+IT/2）或下偏差（－IT/2）。从 j 到 zc 为下偏差，其中 j 为负值而 k 到 zc 为正值。k 表示了两种不同位置的基本偏差，分别适 用于不同的公差等级。 孔和轴的基本偏差呈对称地分布在零线的两侧。图中公差带一端画成开口，表示不同公差 等级的公差带宽度有变化。 根据基本尺寸可以从有关标准中查得轴和孔的基本偏差数值，再根据给定的标准公差即 可计算轴和孔的另一偏差： 轴的另一偏差(上偏差 es 或下偏差 ei) es=ei+IT 或 ei=es－IT 孔的另一偏差(上偏差 ES 或下偏差 EI) ES=EI+IT 或 EI=ES－IT 10．公差带代号 公差带代号由“基本偏差代号”和“公差等级”组成，如 F6，K6，f7 等。 例如：H8、F7、K6 等为孔的公差带代号；h7、f7、k6 等为轴的公差带代号。 11．公差等级的选择 合理地选择公差等级，就是为了更好地解决机械零、部件的使用 要求与制造工艺术成本之间的矛盾。 (1) 选择公差等级应首先满足使用要求，各个等级标准公差的应用范围没有严格的划分。 表 2-1 为各公差等级的应用范围
表2-1公差等级的应用 公差等级(IT) 应用 量块 量规 配合尺寸 特别精密零件的 配合 非配合尺寸 (大制造公差) 原材料公差 (2)对于基本尺寸至500mm的配合,由于孔比轴加工困难,所以当公差等级较高(标 准公差≤IT8)时,国标规定选用异级(轴比孔高一级)配合,对于公差等级要求较低时,推 荐采用同级配合。 (3)在满足使用要求的前提下,尽量采用较大的公差值,以降低生产成本,同时也考虑 到工艺上的可行性。 公差等级与各种加工方法的关系如表22所示
4 表 2-1 公差等级的应用 公 差 等 级（IT） 应用 01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 量块 量规 配合尺寸 特别精密零件的 配合 非配合尺寸 （大制造公差） 原材料公差 （2）对于基本尺寸至 500mm 的配合，由于孔比轴加工困难，所以当公差等级较高（标 准公差≤IT8）时，国标规定选用异级（轴比孔高一级）配合，对于公差等级要求较低时，推 荐采用同级配合。 （3）在满足使用要求的前提下，尽量采用较大的公差值，以降低生产成本，同时也考虑 到工艺上的可行性。 公差等级与各种加工方法的关系如表 2-2 所示
表2-2各种加工方法的加工精度 公差等级(IT) 加工方法 131415161718 珩 圆磨 平磨 金刚石车 金刚石镗 铰孔 刨、插 滚压、挤压 冲压 压铸 粉末冶金成型 粉末冶金烧结 砂型铸造、气割 配 “基本尺寸”相同的相互结合的孔与轴(也包括非圆表面)公差带之间的关系称为配合。通 俗讲,配合就是指“基本尺寸”相同的孔与轴结合后的松紧程度,当孔的尺寸减去轴的尺寸所得 代数差为正值时为间隙,为负值时为过盈 1.配合的种类由于机器或部件在工作时有各种不同的要求,因此,零件间配合的松 紧程度也不一样。国家标准把配合分为三大类 (1)间隙配合“基本尺寸”相同的孔与轴结合时,孔的实际尺寸大于轴的实际尺寸的这 类配合称为间隙配合。它的特点是:孔与轴结合后,有间隙存在(包括最小间隙为零),二者 可作相对运动,属可动结合。孔的公差带始终位于轴的公差带上方,如图2-3所示
5 表 2-2 各种加工方法的加工精度 公 差 等 级（IT） 加工方法 01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 研 磨 珩 磨 圆 磨 平 磨 金刚石车 金刚石镗 拉 削 铰 孔 车 镗 铣 刨、插 钻 孔 滚压、挤压 冲 压 压 铸 粉末冶金成型 粉末冶金烧结 砂型铸造、气割 锻 造 二、配合 “基本尺寸”相同的相互结合的孔与轴（也包括非圆表面）公差带之间的关系称为配合。通 俗讲，配合就是指“基本尺寸”相同的孔与轴结合后的松紧程度，当孔的尺寸减去轴的尺寸所得 代数差为正值时为间隙，为负值时为过盈。 1．配合的种类 由于机器或部件在工作时有各种不同的要求，因此，零件间配合的松 紧程度也不一样。国家标准把配合分为三大类： （1）间隙配合 “基本尺寸”相同的孔与轴结合时，孔的实际尺寸大于轴的实际尺寸的这 类配合称为间隙配合。它的特点是：孔与轴结合后，有间隙存在（包括最小间隙为零），二者 可作相对运动，属可动结合。孔的公差带始终位于轴的公差带上方，如图 2-3 所示
轴公差带 图2-3间隙配合 (2)过盈配合“基本尺寸”相同的孔与轴结合时,孔的实际尺寸小于轴的实际尺寸的这 类配合称为过盈配合。它的特点是:孔与轴结合后,有过盈存在(包括最小过盈为零),二者 不能相对运动,属刚性结合,轴的公差带始终位于孔的公差带上方,如图2-4所示。 最大过盈 最小过盈 图24过盈配合 (3)过渡配合“基本尺寸”相同的孔与轴结合时,孔与轴之间可能出现间隙,也可能出 现过盈的这类配合称为过渡配合。它的特点是:孔的实际尺寸可能大于、也可能小于轴的实际 尺寸,孔与轴的公差带相互交叠,如图25所示。 阻目 图2-5过渡配合 上述三种配合中,由于过渡配合具有间隙或过盈都较小,相互结合的孔与轴的同轴度较好
6 图 2-3 间隙配合 （2）过盈配合 “基本尺寸”相同的孔与轴结合时，孔的实际尺寸小于轴的实际尺寸的这 类配合称为过盈配合。它的特点是：孔与轴结合后，有过盈存在（包括最小过盈为零），二者 不能相对运动，属刚性结合，轴的公差带始终位于孔的公差带上方，如图 2-4 所示。 图 2-4 过盈配合 （3）过渡配合 “基本尺寸”相同的孔与轴结合时，孔与轴之间可能出现间隙，也可能出 现过盈的这类配合称为过渡配合。它的特点是：孔的实际尺寸可能大于、也可能小于轴的实际 尺寸，孔与轴的公差带相互交叠，如图 2-5 所示。 图 2-5 过渡配合 上述三种配合中，由于过渡配合具有间隙或过盈都较小，相互结合的孔与轴的同轴度较好
因此使用较为广泛。 2.配合制(基准制)同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。由于国家标准规定了 28种基本偏差和20个等级的标准公差后,对给定基本尺寸的孔或轴就可以形成大量的公差带 如果任意选配,情况变化极多,这样不便于零件的设计与制造。为此,国家标准规定了配合制, 它分为基孔制配合和基轴制配合。 (1)基孔制配合是基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成 各种配合的一种制度。基孔制配合的孔为基准孔,其代号为H”。标准规定的基准孔的基本偏 差(下偏差)为0,如图2-6a所示。 (2)基轴制配合是基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成 各种配合的一种制度。基轴制配合的轴为基准轴,其代号“h”。标准规定的基准轴的基本偏差 (上偏差)为0,如图2-6b所示。 间隙配合过渡配合 过盈配合 NZC 基准孔 0 过渡配合 间隙配合过渡配合 a~hs~n过盈配合/D配合 (a)基孔制 b)基轴制 图2-6基孔制与基轴制 (3)极限与配合的选择一般优先采用基孔制,因为加工相同精度等级的孔要比轴困 难,而且可以减少定值刀具和量具的规格数量,有利于刀、量具的标准化、系列化,经济合理, 使用方便。特殊情况下采用基轴制,在有些情况下,采用基轴制比较经济合理。例如用冷拉钢 材做轴时,由于本身的精度(可达IT8)已能满足设计要求,故不再加工,这时应采用基轴制 再如图2-7a所示,活塞销两端与活塞孔为过渡配合,中部与连杆衬套为间隙配合。若采用基 孔制,活塞势必做成两端粗、中间细,造成加工和装配困难
7 因此使用较为广泛。 2．配合制（基准制） 同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。由于国家标准规定了 28 种基本偏差和20 个等级的标准公差后，对给定基本尺寸的孔或轴就可以形成大量的公差带。 如果任意选配，情况变化极多，这样不便于零件的设计与制造。为此，国家标准规定了配合制， 它分为基孔制配合和基轴制配合。 （1）基孔制配合 是基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成 各种配合的一种制度。基孔制配合的孔为基准孔，其代号为“H”。标准规定的基准孔的基本偏 差（下偏差）为 0，如图 2-6a 所示。 （2）基轴制配合 是基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成 各种配合的一种制度。基轴制配合的轴为基准轴，其代号“h”。标准规定的基准轴的基本偏差 （上偏差）为 0，如图 2-6b 所示。 图 2-6 基孔制与基轴制 （3）极限与配合的选择 一般优先采用基孔制，因为加工相同精度等级的孔要比轴困 难，而且可以减少定值刀具和量具的规格数量，有利于刀、量具的标准化、系列化，经济合理， 使用方便。特殊情况下采用基轴制，在有些情况下，采用基轴制比较经济合理。例如用冷拉钢 材做轴时，由于本身的精度（可达 IT8）已能满足设计要求，故不再加工，这时应采用基轴制。 再如图 2-7a 所示，活塞销两端与活塞孔为过渡配合，中部与连杆衬套为间隙配合。若采用基 孔制，活塞势必做成两端粗、中间细，造成加工和装配困难
连杆村套 活塞销 活塞 (a)活塞销按基轴制配合的装配图 b)滚动轴承外圈按基轴制与座孔配合 图2-7基轴制选用示例 根据标准件选择基准制。当设计的零件与标准件相配时,基准制的选择应依标准件而定。 如图2-7b中,与滚动轴承内圈相配的轴应选用基孔制,而与滚动轴承外圈配合的孔应选用基 轴制 在保证使用要求的前提下,为了减少加工工作量,一般应选用孔比轴低一级公差才是合理 经济的 如有特殊需要,允许将任一孔、轴公差带组成非基准制配合 国标在极大地满足各行各业使用要求的前提下,规定了优先、常用和一般用途的公差带和 与之相应的优先、常用的配合,见附录,选用时首先采用优先配合,其次选用常用配合。在实 际生产中,通常多采用类比法,为此首先必须掌握各种基本偏差的特点,并了解它们的应用实 例,然后,再根据具体要求的情况加以选择。表2-3列出了尺寸至500mm基孔制、基轴制优 先配合的特征及应用。 表2-3优先配合特性及应用(GB/T1801-1999 基孔制基轴制 优先配合选用说明 H11 间隙非常大,用于很松的、转动很慢的动配合,或要求大公差与大间隙的外露 组件,或要求装配方便的很松的配合 H9 D9 间隙很大的自由转动配合,用于精度为非主要要求,或有大的温度变动、高转 h9 速或大的轴颈压力时 h& 间隙不大的转动配合,用于中等转速与中等轴颈压力的精确转动,也用于装配 较易的中等定位配合 H7 间隙很小的滑动配合,用于不希望自由转动,但可自由移动和滑动并精密定位 时,也可用于要求明确的定位配合 H7H8H7 H8 为间隙定位配合,零件可自由装拆,而工作时一般相对静止不动。在最大实 H9H1H9H1体条件下的间隙为零,在最小实体条件下的间隙由公差等级决定 h9 h11h9 hl1 H7 过渡配合,用于精密定位 k6
8 图 2-7 基轴制选用示例 根据标准件选择基准制。当设计的零件与标准件相配时，基准制的选择应依标准件而定。 如图 2-7b 中，与滚动轴承内圈相配的轴应选用基孔制，而与滚动轴承外圈配合的孔应选用基 轴制。 在保证使用要求的前提下，为了减少加工工作量，一般应选用孔比轴低一级公差才是合理 经济的。 如有特殊需要，允许将任一孔、轴公差带组成非基准制配合。 国标在极大地满足各行各业使用要求的前提下，规定了优先、常用和一般用途的公差带和 与之相应的优先、常用的配合，见附录，选用时首先采用优先配合，其次选用常用配合。在实 际生产中，通常多采用类比法，为此首先必须掌握各种基本偏差的特点，并了解它们的应用实 例，然后，再根据具体要求的情况加以选择。表 2-3 列出了尺寸至 500mm 基孔制、基轴制优 先配合的特征及应用。 表 2-3 优先配合特性及应用（GB/T 1801-1999） 基孔制 基轴制 优先配合选用说明 11 11 H c 11 11 C h 间隙非常大，用于很松的、转动很慢的动配合，或要求大公差与大间隙的外露 组件，或要求装配方便的很松的配合 9 9 H d 9 9 D h 间隙很大的自由转动配合，用于精度为非主要要求，或有大的温度变动、高转 速或大的轴颈压力时 8 f 7 H 8 7 F h 间隙不大的转动配合，用于中等转速与中等轴颈压力的精确转动，也用于装配 较易的中等定位配合 7 6 H g 7 6 G h 间隙很小的滑动配合，用于不希望自由转动，但可自由移动和滑动并精密定位 时，也可用于要求明确的定位配合 7 8 6 7 9 11 9 11 H H h h H H h h 7 8 6 7 9 11 9 11 H H h h H H h h 均为间隙定位配合，零件可自由装拆，而工作时一般相对静止不动。在最大实 体条件下的间隙为零，在最小实体条件下的间隙由公差等级决定 7 6 H k 7 6 K h 过渡配合，用于精密定位
H7 V7 过渡配合,允许有较大过盈的更精密定位 过盈定位配合,即小过盈配合,用于定位精度特别重要时,能以最好的定位精 P度达到部件的刚性及对中性要求,而对内孔承受压力无特殊要求,不依靠配合的 紧固性传递摩擦负荷 H7 中等压入配合,适用于一般钢件,或用于薄壁件的冷缩配合,用于铸铁件可得 到最紧的配合 H7 压入配合,适用于可以承受大压入力的零件或不宜承受大压入力的冷缩配合 注:“*”表示基本尺寸≤3mm时为过渡配合。 用类比法选择配合时还必须考虑受载荷情况、拆装情况、配合件的结合长度和材料、温 度的影响及生产类型等因素。 三、尺寸公差与配合的标注 1.公差带代号孔、轴公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号组成。基本偏差代 号孔用大写拉丁字母表示,轴用小写拉丁字母表示,公差等级用阿拉伯数字表示。如孔的公差 带代号F8和轴的公差带代号f8。φ50F8的含义为: 孔公差带代号 轴公差带代号 050F8 直径符号一 一公差等级代号(大小要素) 直径符号 公差等级代号(大小要素) 基本尺寸 孔的基本偏差代号(位置要素)基本尺寸 轴的基本偏差代号(位置要素) 2.配合代号用孔、轴公差带代号组合表示,写成分数形式,分子为孔公差带代号, 分母为轴公差带代号 h8 或H8/7表示公差等级8级的基准孔H与公差等级7级、基本 偏差f的轴配合。 3.极限与配合的标注如图28、2-9所示,装配图上 20% 一般标注配合代号,零件图上可注公差带代号或极限偏差数 值,也可以两者都注。 标注极限偏差时,①偏差数值比基本尺寸数字的字体要 小一号:②偏差数值前必须注出正负号(偏差为零时例外); ③当某一偏差为“0时,此“0应与另一偏差的个位数字对齐;图2-8装配图中的公差标注 ④偏差数值的单位必需是mm(注意表上查到的是m);⑤下偏差数值与基本尺寸数值应在同 底线上。 若上下偏差的数值相同而符号相反时,则在基本尺寸后面注上“±”号,再写上偏差数值 数字大小与基本尺寸数字相同,如30±001,如图29d所示
9 7 6 H n 7 6 N h 过渡配合，允许有较大过盈的更精密定位 7 * 6 H p 7 6 P h 过盈定位配合，即小过盈配合，用于定位精度特别重要时，能以最好的定位精 度达到部件的刚性及对中性要求，而对内孔承受压力无特殊要求，不依靠配合的 紧固性传递摩擦负荷 7 6 H s 7 6 S h 中等压入配合，适用于一般钢件，或用于薄壁件的冷缩配合，用于铸铁件可得 到最紧的配合 6 7 u H 7 6 U h 压入配合，适用于可以承受大压入力的零件或不宜承受大压入力的冷缩配合 注：“*” 表示基本尺寸≤3mm 时为过渡配合。 用类比法选择配合时还必须考虑受载荷情况、拆装情况、配合件的结合长度和材料、温 度的影响及生产类型等因素。 三、尺寸公差与配合的标注 1．公差带代号 孔、轴公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号组成。基本偏差代 号孔用大写拉丁字母表示，轴用小写拉丁字母表示，公差等级用阿拉伯数字表示。如孔的公差 带代号 F8 和轴的公差带代号 f8。φ50F8 的含义为： 2．配合代号 用孔、轴公差带代号组合表示，写成分数形式，分子为孔公差带代号， 分母为轴公差带代号。如 8 7 H f 或 H8/f7 表示公差等级 8 级的基准孔 H 与公差等级 7 级、基本 偏差 f 的轴配合。 3．极限与配合的标注 如图 2-8、2-9 所示，装配图上 一般标注配合代号，零件图上可注公差带代号或极限偏差数 值，也可以两者都注。 标注极限偏差时，① 偏差数值比基本尺寸数字的字体要 小一号；② 偏差数值前必须注出正负号（偏差为零时例外）； ③ 当某一偏差为“0”时，此“0”应与另一偏差的个位数字对齐； ④ 偏差数值的单位必需是 mm（注意表上查到的是 μm ）；⑤ 下偏差数值与基本尺寸数值应在同 一底线上。 若上下偏差的数值相同而符号相反时，则在基本尺寸后面注上“ ± ”号，再写上偏差数值， 其数字大小与基本尺寸数字相同，如 30 ± 0.01，如图 2-9d 所示
0+0.0 p20f61-03y 图29零件图中的公差标注 标注标准件、外购件与零件(轴或孔)的配合代号时,可以仅标注相配零件的公差带代号, 如图2-7b所示。 4.极限偏差值的查表方法根据零件轴或孔的基本尺寸、基本偏差和公差等级,可由 附录中分别查得轴或孔的极限偏差值,例如 p50H8查孔的极限偏差表,由基本尺寸大于40至50一行以及与公差带H8一列中查得 t0um,但标注的单位必须是mm,经换算后(1/m=1/100mm0)即得孔的偏差p00。 p507查轴的极限偏差表,由基本尺寸大于40至50一行与公差带7一列中查得 m 又如孔和轴配合为φ30H7/p6,可分别查得孔和轴的极限偏差: 孔d30H7(),轴d30p6(103)。由其偏差值可知这对配合为过盈配合。 §2-2形状公差和位置公差 我们已经知道,零件尺寸不可能制造得绝对准确,同样也不可能加工出绝对准确的形状 和表面间的相对位置。尺寸可由尺寸公差加以限制。同样,形状、位置也可由形状,位置公差 来限制。因此,对精度要求高的零件,不仅要注明尺寸公差,还要注出形状、位置公差。 、形位公差的概念 形状公差和位置公差简称为形位公差。 1.基本术语要素:指零件上的特征部分——点、线或面。要素可以是实际存在的零 件轮廊上的点、线、面,也可以是由实际要素取得的轴线或中心平面等。 被测要素—给出了形位公差的要求,是检测的对象。 基准要素——用来确定被测要素方向或(和)位置的要素。 公差带——限制实际要素变动的区域,公差带有形状、方向、位置、大小(公差数值)的 属性。公差带主要形状有:两平行直线之间的区域、两平行平面之间的区域、圆内的区域、两
10 图 2-9 零件图中的公差标注 标注标准件、外购件与零件（轴或孔）的配合代号时，可以仅标注相配零件的公差带代号， 如图 2-7b 所示。 4. 极限偏差值的查表方法 根据零件轴或孔的基本尺寸、基本偏差和公差等级，可由 附录中分别查得轴或孔的极限偏差值，例如： φ 50H8 查孔的极限偏差表，由基本尺寸大于 40 至 50 一行以及与公差带 H8 一列中查得 39 0 μm + ，但标注的单位必须是 mm，经换算后（1 1/1000mm μm = ）即得孔的偏差 0.039 0 φ50+ 。 φ 50f7 查轴的极限偏差表，由基本尺寸大于 40 至 50 一行与公差带 f7 一列中查得 25 50 μm − − 。 又如孔和轴配合为φ 30H7/p6，可分别查得孔和轴的极限偏差： 孔 0.021 0 φ30 7( ); H + 轴 0.035 0.022 φ30 6( ) p + + 。由其偏差值可知这对配合为过盈配合。 §2-2 形状公差和位置公差 我们已经知道，零件尺寸不可能制造得绝对准确，同样也不可能加工出绝对准确的形状 和表面间的相对位置。尺寸可由尺寸公差加以限制。同样，形状、位置也可由形状，位置公差 来限制。因此，对精度要求高的零件，不仅要注明尺寸公差，还要注出形状、位置公差。 一、形位公差的概念 形状公差和位置公差简称为形位公差。 1．基本术语 要素：指零件上的特征部分——点、线或面。要素可以是实际存在的零 件轮廊上的点、线、面，也可以是由实际要素取得的轴线或中心平面等。 被测要素——给出了形位公差的要求，是检测的对象。 基准要素——用来确定被测要素方向或（和）位置的要素。 公差带——限制实际要素变动的区域，公差带有形状、方向、位置、大小（公差数值）的 属性。公差带主要形状有：两平行直线之间的区域、两平行平面之间的区域、圆内的区域、两