一、公差與配合的概念
一）零件的互換性
在成批生產(chǎn)進(jìn)行機(jī)器裝配時(shí)，要求一批相配合的零件只要按零件 圖要求加工出來(lái)，不經(jīng)任何選擇或修配，任取一對(duì)裝配起來(lái),就能達(dá)到設(shè)計(jì)的工作性能要求，零件間的這種性質(zhì)稱(chēng)為互換性。零件具有互換性，可給機(jī)器裝配、修理帶來(lái)方便，也為機(jī)器的現(xiàn)代化大生產(chǎn)提供了可性。
二）公差的有關(guān)術(shù)語(yǔ)
零件在加工過(guò)程中，足球機(jī)床精度、刀具磨損、測(cè)量誤差等的影響，不可能把零件的尺寸加工得絕對(duì)準(zhǔn)確。為了保證互換性，必須將零件尺寸的加工誤差限制在一定范圍內(nèi)，為例，說(shuō)明公差的有關(guān)術(shù)語(yǔ)（軸，類(lèi)同）。
1、基本尺寸
根據(jù)零件的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)時(shí)確定的尺寸。其數(shù)值應(yīng)優(yōu)先用標(biāo)準(zhǔn)直徑或標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。
2、實(shí)際尺寸
通過(guò)測(cè)量所得到的尺寸。
3、極限尺寸
允許尺寸變動(dòng)的兩個(gè)界限值。它是以基本尺寸為基數(shù)來(lái)確定的。兩個(gè)界限值中較大的一個(gè)稱(chēng)為最大極限尺寸；較小的一個(gè)稱(chēng)為最小極限尺寸。
4、尺寸偏差（簡(jiǎn)稱(chēng)偏差）
某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。尺寸偏差有：
上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸
下偏差=最小極限尺寸—基本尺寸
上、下偏差統(tǒng)稱(chēng)為極限偏差，上、下偏差可以是正值、負(fù)值或零。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：孔的上偏差代號(hào)為ES，孔的下偏差代號(hào)為EI；軸的上偏差代號(hào)為es,軸的下偏差代號(hào)為ei.
5、尺寸公差（簡(jiǎn)稱(chēng)公差）
允許尺寸的變動(dòng)量。
尺寸公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸=上偏差—下偏差
因?yàn)樽畲髽O限尺寸總是大于最小極限尺寸，亦即上偏差總是大于下偏差，所以尺寸公差一定為正值。
如圖１a所示的孔徑：
基本尺寸＝?30
最大極限尺寸＝?30.010
最小極限尺寸= ?29.990
上偏差ES=最大極限尺寸—基本尺寸
=30.010-30=+0。010
下偏差EI=最小極限尺寸—基本尺寸
=29.990-30=-0.010
公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸
=3。010-29.990=0.020
=ES-EI=+0.010-（-0.010）=0.020
如果實(shí)際尺寸在?30.010與?29.990這間，即為合格。
6、零線(xiàn)、公關(guān)帶和公差帶圖
如圖1b所示，零線(xiàn)是在公差帶圖中用以確定偏差的一條基準(zhǔn)線(xiàn)，即零偏差線(xiàn)。通常零線(xiàn)表示基本尺寸。在零線(xiàn)左端標(biāo)上“0”“+”、“—”號(hào)，零線(xiàn)上方偏差為正；零線(xiàn)下方偏差為負(fù)。公差帶是由代表上、下偏差的兩條直線(xiàn)所限定的一個(gè)區(qū)域，公差帶的區(qū)域?qū)挾群臀恢檬菢?gòu)成公差帶的兩個(gè)要素。為了簡(jiǎn)便地說(shuō)明上述術(shù)語(yǔ)及其相互關(guān)系，在實(shí)用中一般以公差帶圖表示。公差帶圖是以放大圖形式畫(huà)出方框的，注出零線(xiàn)，方框?qū)挾缺硎竟罟钪荡笮?，方框的左右長(zhǎng)度可根據(jù)需要任意確定。為區(qū)別軸和孔的公差帶，一般用斜線(xiàn)表示孔的公差帶；用加點(diǎn)表示軸的公差。
7、標(biāo)準(zhǔn)公差與標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)
標(biāo)準(zhǔn)公差是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所列的以確定公差帶大小的任一公差。標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)是確定尺寸精確程度的等級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)公差分20個(gè)等級(jí)，即IT01、IT0、IT1、IT—18，表示標(biāo)準(zhǔn)公差，阿拉伯?dāng)?shù)字表示標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)，其中IT01級(jí)最高，等級(jí)依次降低，IT18級(jí)最低。對(duì)于一定的基本尺寸，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)愈高，標(biāo)準(zhǔn)公差值愈小，尺寸的精確程度愈高。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將500mm以?xún)?nèi)的基本尺寸范圍分成13段，按不同的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)列出了各段基本尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差值，見(jiàn)表
8、基本偏差
用以確定公差帶相對(duì)于零線(xiàn)位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零線(xiàn)的那個(gè)偏差，如圖2所示，當(dāng)公差帶位于零線(xiàn)上方時(shí)，其基本偏差為下偏差，當(dāng)公差帶位于零線(xiàn)下方時(shí)，其基本偏差為上偏差。
根據(jù)實(shí)際需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)孔和軸各規(guī)定了28個(gè)不同的基本偏差，如圖3所示。孔、軸的基本偏差數(shù)值可從有關(guān)表中查出。從圖3中可知：
1）基本偏差代號(hào)用拉丁字母表示，大寫(xiě)字母表示的基本偏差代號(hào)，小寫(xiě)字母表示軸的基本偏差代號(hào)。由于圖中用基本偏差只表示公差帶大小，故公差帶一端畫(huà)成開(kāi)口。
2）本偏差從A—H為下偏差，J—ZC為上偏差，JS的上下偏差分別為+IT/2和--—IT/2。
3）軸的基本偏差從a—h為上偏差，j—zc為下偏差，js的上下偏差分別為+IT/2T和—IT/2?？缀洼S的另一偏差可由基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差算出。
9、軸的公差代號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)代號(hào)組成，并且要用同一號(hào)字書(shū)寫(xiě)。
例如：?60H8，表示基本尺寸為?60，基本偏差為H，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)為8級(jí)的孔的公差帶。又如：?60f7,表示基本尺寸為?60，基本偏差為f，標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)為7級(jí)的軸扔公差帶。
三）配合的有關(guān)術(shù)語(yǔ)
在機(jī)器裝配中，基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸的公差帶之間的關(guān)系，稱(chēng)為配合。由于孔和軸的實(shí)際尺寸不同，裝配后可以產(chǎn)生“間隙”或“過(guò)盈”。在孔與軸的配合中，孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差為正值時(shí)是間隙，為負(fù)值時(shí)是過(guò)盈。
1. 配合的種類(lèi)
配合按其出現(xiàn)間隙或過(guò)盈的不同,分為三類(lèi):
1）間隙配合孔的公差帶在軸的公關(guān)帶之上，任取其中一對(duì)孔和軸相配都成為具有間隙（包括最小間隙為零）的配合，如圖4a所示。
2）過(guò)盈配合孔的公差帶在軸的公差帶之下，任取其中一對(duì)孔和軸相配都為為具有過(guò)盈（包括最小間隙為零）的配合，如圖4b所示。
3）過(guò)度配合孔的公差帶在軸的公差帶相互交疊，任取其中一對(duì)孔和軸相配，可能是具有間隙，也可能具有過(guò)盈的配合，如圖4c所示。
2、配合的基準(zhǔn)制
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種基準(zhǔn)制，如圖4所示。
1）基孔制基本偏差為一定的孔的公差帶與基本偏差的軸的公差帶構(gòu)成種配合的一種制度，如圖5a所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將孔的公差帶位置固定，通過(guò)變換軸的公差帶位置得到不同的配合。
基孔制的孔稱(chēng)為基準(zhǔn)孔，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定基準(zhǔn)孔的下偏差為零，“H”為基準(zhǔn)孔的基本偏差代號(hào)。
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構(gòu)成各種配合的一種制度，如圖5b所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將軸的公差帶位置固定，通過(guò)變換的孔的公差帶位置得到不同的配合。
基軸心制的孔稱(chēng)為基準(zhǔn)軸套，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定基準(zhǔn)軸的上偏差為零，“h”為基準(zhǔn)軸的基本偏差代號(hào)。
從基本偏差系列（圖3）中可以看出：
在基孔制中，基準(zhǔn)孔H與軸配合，a~h（共11種）用于間隙配合；j~n（共5種）主要用于過(guò)度配合；（n、p、r可能為過(guò)度配合或過(guò)盈配合）；p~zc（共12種）主要用于過(guò)盈配合。
在基軸制中，基準(zhǔn)軸h與孔配合，A~H（共11種）用于間隙配合；J~N（共5種）主要用于過(guò)度配合；（N、P、R可能為過(guò)度配合或過(guò)盈配合）；P~ZC（共12種）主要用于過(guò)盈配合。
二、公差與配合的選用
公差配合的選用包括基準(zhǔn)制、配合類(lèi)別和公差等級(jí)三項(xiàng)內(nèi)容。
一）基準(zhǔn)制
基準(zhǔn)制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定優(yōu)先選用基孔制，因?yàn)橐话愕卣f(shuō)加工孔比加工軸難，采用基孔帛可以限制和減少加工也所需用的定值刀具、量具的規(guī)格數(shù)量，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
基軸制通常僅用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求不適宜采用基孔制，或采用基軸制具有明顯經(jīng)濟(jì)效果的場(chǎng)合。例如，同一軸與幾個(gè)具有不同公差帶的孔配合（如圖6）或冷拉制成不再進(jìn)行切削加工的軸在與孔配合時(shí)，采用基軸制。
在零件與標(biāo)準(zhǔn)配合時(shí)，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)件所選用的基準(zhǔn)制來(lái)確定，如滾動(dòng)軸承的軸圈與軸的配合則為基孔制；而座圈與機(jī)體孔的配合則有為基軸的制。
二）配合的選擇
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了優(yōu)先選用、常用和一般用途的孔、軸公差帶。應(yīng)根據(jù)配合特性和使用功能，盡量選用優(yōu)先和常用配合。當(dāng)零件之間具有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，必須選擇間隙配合；當(dāng)零件之間無(wú)鍵、銷(xiāo)等緊固件，只依靠結(jié)合面之間的過(guò)盈來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)時(shí)，必須選擇過(guò)盈配合當(dāng)零件之間不要求有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同軸度要求較高，且不是依靠該配合傳遞動(dòng)力時(shí)，通常選擇過(guò)度配合。
三） 準(zhǔn)公關(guān)等級(jí)的選擇
在保證零件使用要求的條件下，應(yīng)盡量選擇比較低的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)，即標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)數(shù)較大，公差值較大，以減少零件的制造成本。由于加工孔比較難，故當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)高于IT8時(shí)，在基本尺寸至500mm的配合中，應(yīng)選擇孔的標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)比軸低一級(jí)（如孔為8級(jí)，軸為7級(jí)）來(lái)加工孔。因?yàn)楣畹燃?jí)愈高，加工愈困難。標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)低時(shí)，軸、孔的配合可選相同的標(biāo)準(zhǔn)公關(guān)等級(jí)。
通常IT01~IT14用于塊規(guī)和量規(guī)；IT5~IT12用于配合尺寸；IT12~IT18用于非配合尺寸。
三、公差與配合的注法及查表
一）配合在裝配圖中的注法
配合代號(hào)由相配的孔和軸的公差帶代號(hào)組成，用分?jǐn)?shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號(hào)；分母為軸的公差帶代號(hào)（用斜分?jǐn)?shù)線(xiàn)時(shí)，用斜分?jǐn)?shù)線(xiàn)應(yīng)與分子、分母中的代號(hào)高度平齊）。
由上述分析中可知，在配合代號(hào)中，如果分子含有H的，則為基孔制配合；如果分配含有h的，則為基軸制配合。如果分配含有H，同時(shí)分配也含有h時(shí)，則是基孔與基準(zhǔn)軸相配合即最小間隙為零的間隙配合，一般視為基孔制配合，也可以視為基軸制配合。
配合在裝配圖中的注法，有以下三種形式：
1) 標(biāo)注孔、軸的配合代號(hào)，如圖7a所示。這種注法應(yīng)用最多。
2) 零件與標(biāo)準(zhǔn)件或外購(gòu)件配合時(shí)，裝配圖中可僅標(biāo)注該零件的公差帶代號(hào)。如圖7b中軸頸與滾動(dòng)軸承圈的配合，只注出軸頸φ30K6；機(jī)座孔與滾動(dòng)軸承座圈的配合，只注出機(jī)座孔φ62J7。
3)標(biāo)注孔、軸的極限偏差，如圖8所示。這種注法主要用于非標(biāo)準(zhǔn)配合。
二） 公差在零件圖中的注法
公差在零件圖中的注法，有以下三種形式：
1、標(biāo)注公差帶代號(hào)
如9a所示，這種注法常用下地大批量生產(chǎn)中，由于與采用專(zhuān)用量具檢驗(yàn)零件統(tǒng)一起來(lái)，因此不需要注出偏差值。
2、標(biāo)注偏差數(shù)值
如圖9b所示，這種注法常用于小批量或單件生產(chǎn)中，以便加工檢驗(yàn)時(shí)對(duì)照。村注偏差數(shù)值時(shí)應(yīng)注意；
1）上、下偏差數(shù)值不相同時(shí)，上偏差注在基本尺寸的右上方，下偏差注在右下方并與基本尺寸注在同一底線(xiàn)上。偏差數(shù)字應(yīng)比基本尺寸數(shù)字小一號(hào)，小數(shù)點(diǎn)前的整數(shù)位對(duì)齊，后邊的小數(shù)位應(yīng)相同，如圖中ф30 。
2）如果上偏差或下偏差為零時(shí)，應(yīng)簡(jiǎn)寫(xiě)為“0”，前面不注“+”、“—”號(hào)，后邊不注小數(shù)點(diǎn)；另一偏差按原來(lái)的位置注寫(xiě)，其個(gè)位“0”對(duì)齊，如圖ф30。
3）如果上、下偏差煤數(shù)值絕對(duì)值相同，則在基本尺寸后加注“±”號(hào)，只填寫(xiě)一個(gè)偏差數(shù)值，其數(shù)字大小與基本尺寸數(shù)字大小相同，如ф80±0.017。
3、同時(shí)村注公差帶代號(hào)和偏差數(shù)值
如圖9c所示，偏差數(shù)值應(yīng)該用圓括號(hào)括起來(lái)。這種標(biāo)注形式集中了前兩種標(biāo)注形式的優(yōu)點(diǎn)，常用于產(chǎn)品轉(zhuǎn)產(chǎn)較頻繁的生產(chǎn)中。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同一張零件圖上其公差只能選用一種標(biāo)注形式。
三）極限偏差數(shù)值的查表
當(dāng)孔或軸的基本尺寸、基本偏差代號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)確定后，可由極限偏差表中直接查得孔或軸的上、下偏差；對(duì)于基準(zhǔn)件（基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)軸）直接從標(biāo)準(zhǔn)公差表中查得。
[例10-3] 查表寫(xiě)出ф30和ф18的軸、孔偏差數(shù)值。
1、查ф30的軸、孔偏差數(shù)值
從該配合代號(hào)中可以看出孔、軸基本尺寸為ф30，孔為基準(zhǔn)孔，公差等級(jí)7級(jí)；相配的軸基本偏差代號(hào)為f，公差等級(jí)6級(jí)，屬基孔制間隙配合。
2、
查ф30H7基準(zhǔn)孔。在附表中由基本尺寸24~30的橫行與H7的縱列相交處，查得上、下偏差為μm（即mm），所以ф30H7可寫(xiě)成ф30。0.021就是該基準(zhǔn)孔的公差，因此，也可在標(biāo)準(zhǔn)公差表中查得，在基本尺寸＞18~30的橫行與IT7的縱列相交處找到21μm（即0.021mm），可知該基準(zhǔn)孔的上偏差為+0.021，其下偏差為“0”。
3、查ф30f6軸。
在附表6-1中，由基本尺寸＞24~30的橫行與f6的縱列相交處，查得上、下偏差為μm（即mm），所以ф30f6可寫(xiě)成ф30。
