許秀蘭 趙華芳

摘 要： 公差與配合的選擇在機械產(chǎn)品的設計與制造中非常重要，直接影響產(chǎn)品的使用性能和加工成本。作者依據(jù)公差與配合的三個選用原則（基準制、公差等級和配合的選用原則），結(jié)合工程實例詳盡歸納總結(jié)公差與配合的選擇方法和技巧，并通過分析C6032車床床頭箱中齒輪軸套和隔圈的配合來指導具體如何選擇，既生動形象激發(fā)學生興趣與積極性，又簡單易于學生理解掌握。

關鍵詞： 基準制 公差等級 配合類別 類比法

合理選擇公差與配合就是對尺寸精度進行設計，是機械產(chǎn)品設計與制造中的一項重要工作，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、使用性能和加工成本。由于學生以前未接觸過公差與配合方面的知識，基礎理論知識較薄弱，且缺乏工廠、企業(yè)實踐經(jīng)驗，在選擇時覺得非常困難，常常有無處下手的之感。為此，筆者結(jié)合工程實例詳盡歸納總結(jié)公差與配合的選擇方法和技巧，并通過分析C6032車床床頭箱中齒輪軸套和隔圈的配合說明如何選擇公差與配合。在選擇公差與配合時，應遵循三個基本選用原則，即基準制、公差等級和配合的選用原則，下面將分別進行探討。

一、基準制的選擇

1.一般情況優(yōu)先選用基孔制。當孔的基本尺寸、公差等級或基本偏差改變時，就需要更換專門的刀具、量具；而一種規(guī)格的車刀，可以加工不同偏差的軸。為了減少定值刀具、量具的規(guī)格和數(shù)量，提高經(jīng)濟性，應優(yōu)先選用基孔制。

2.有些情況下，由于結(jié)構和原材料等原因，選用基軸制更適宜。

（1）由冷拉棒材制造的零件，不經(jīng)切削加工即能滿足使用要求，應采用基軸制。

（2）同一基本尺寸的軸上裝配有幾個不同配合的零件時應采用基軸制。如圖a所示的發(fā)動機活塞銷軸與連桿銅套孔和活塞孔的配合，根據(jù)使用需要，活塞銷軸與活塞孔為過渡配合，而活塞銷軸與連桿之間有相對運動要求間隙配合。若采用基孔制配合，如圖b，銷軸將做成階梯狀，不便于加工和裝配。若采用基軸制配合，如圖c，銷軸做成光軸，利于加工和裝配。

3.與標準件配合的零件以標準件確定基準制。與標準件配合的軸和孔一定要服從標準件既定的基準制。如滾動軸承是標準件，與滾動軸承內(nèi)圈配合的軸應選用基孔制，與滾動軸承外圈相配合的外殼孔應選用基軸制。

4.在特殊需要時可采用非基準制配合。非基準制配合是由不包含基本偏差H和h的任一孔、軸公差帶組成的配合，如Ф95K7/d11。

二、公差等級的選擇

正確合理地選擇公差等級，就是需要處理好零件的使用要求與制造工藝和成本之間的關系。隨著公差等級的提高，成本也隨之提高。在低精度區(qū)，精度提高，成本增加不多；在高精度區(qū)，精度稍提高，成本急劇增加，故高精度公差等級的選用應特別慎重。選擇公差等級的基本原則是：

（1）在滿足零件使用要求的前提下，盡可能選較低的公差等級。

（2）滿足GB推薦的公差等級組合規(guī)定。對于基本尺寸≤500mm的配合，因孔比同級軸難加工，當標準公差≤IT8時，國標推薦孔比軸低一級相配合；但對>IT8級或基本尺寸>500mm的配合，因孔的測量精度比軸容易保證，推薦采用孔、軸同級配合。

確定公差等級的方法主要有計算-查表法和類比法，其中類比法應用較為廣泛。如IT01-IT1用于精密尺寸傳遞基準；IT2-IT5用于特精密零件配合，如精密機床主軸軸頸、主軸箱孔與軸承的配合等；IT5-IT8用于精密配合，如精密機床中主軸的軸頸、主軸箱體孔與精密滾動軸承的配合，內(nèi)燃機中活塞銷與活銷孔的配合，夾具中鉆套與鉆模板的配合等；IT8-IT10為中等精度配合，如速度不高的軸與軸承的配合，重型機械和農(nóng)業(yè)機械中精度要求稍高的配合等；IT11-IT13用于不重要的配合或間隙較大且允許有顯著變動而不會引起嚴重后果的場合，如鉚釘與孔的配合，沖壓加工件的配合；IT12-IT18用于非配合表面和未注公差的尺寸精度及工序間尺寸公差。

三、配合的選擇

1.配合類別的選擇

標準規(guī)定有間隙、過渡和過盈三類配合。在選擇配合時，要了解各種配合的特性。如間隙配合，間隙量較小時，主要用于精確定心便于拆卸的靜連接，或結(jié)合件間只有緩慢移動或轉(zhuǎn)動的動連接，間隙量較大時，主要用于結(jié)合件間有轉(zhuǎn)動、移動或復合運動的動連接；過渡配合無論間隙或過盈量均較小，主要用于精確定心，結(jié)合件間無相對運動、可拆卸的靜連接；過盈配合，主要用于結(jié)合件間無相對運動不經(jīng)常拆卸或永久性連接的場合，當過盈量較小時，只做精確定心用，過盈量較大時，可直接用于傳遞力矩。

2.孔軸偏差值的選擇

配合類別確定后，基本偏差的選擇有計算法、試驗法和類比法三種方法，其中類比法是目前應用最多也是最主要的一種方法。

（1）間隙配合基本偏差的選擇。間隙配合共有A-H（a-h）十一種，其中：A-C（a-c）為特大間隙配合，用于不重要的配合或高溫及工作條件較差處的配合，如發(fā)動機中活塞與缸套的配合，內(nèi)燃機排氣閥桿與導管的配合；D（d）、E（e）為較大間隙配合，用于較松的轉(zhuǎn)動配合或大直徑滑動軸承的配合，如滑輪與軸的配合，渦輪機的滑動軸承與軸的配合；F（f）為多用于一般轉(zhuǎn)動的配合，如齒輪箱、泵、小電動機等的轉(zhuǎn)軸與滑動軸承配合；G（g）為較小間隙的配合，用于精密機構轉(zhuǎn)速較低的滑動配合；H（h）為零間隙配合，常用于無相對轉(zhuǎn)動的配合或要求精確定心的、便于拆卸的靜連接的配合。

（2）過渡配合的基本偏差選擇。過渡配合有JS-N（js-n）四種基本偏差，JS（js）用于略有過盈的定位配合，如齒圈與輪轂的配合；K（k）用于定位配合，如滾動軸承外圈與外殼孔的配合；M（m）用于精密定位的配合，如蝸輪的青銅輪緣與輪轂的配合；N（n）用于加鍵傳遞較大的扭矩的配合，如沖床上齒輪與軸的配合。

（3）過盈配合的基本偏差選擇。過盈配合共有P-ZC（p-zc）十三種基本偏差，P（p）用于小的過盈配合，如卷揚機的繩輪與齒圈的配合；R（r）用于傳遞大扭矩或受沖擊負荷而需要加鍵的配合，如蝸輪與軸的配合；S（s）用于鋼和鑄鐵零件的永久性和半永久性結(jié)合，如套環(huán)壓在軸座上的配合；T（t）用于鋼和鐵制零件的永久性結(jié)合，如聯(lián)軸節(jié)與軸的配合；U（u）用于大過盈配合，如火車輪轂和軸的配合；V（v）-Z（z）用于特大過盈配合，一般不推薦使用。

四、公差與配合選用示例

例：分析如圖所示C6032車床床頭箱中齒輪軸套和隔圈的配合。

解析：

（1）滾動軸承內(nèi)圈與齒輪軸配合

因滾動軸承為標準件，應以其為基準件選擇基準制，故滾動軸承內(nèi)圈看做孔，與滾動軸承內(nèi)圈配合的齒輪軸看做軸，應選用基孔制配合。由于齒輪軸套的外徑已按滾動軸承配合的要求選定為Φ60js6，又因標準公差≤IT8時國標推薦孔比軸低一級相配合的原則，滾動軸承內(nèi)圈選定為H7，即滾動軸承內(nèi)圈與齒輪軸配合為。

（2）內(nèi)隔圈套與齒輪軸配合

據(jù)（1）的分析可知，齒輪軸的公差帶代號為js6。內(nèi)隔圈的作用只是隔開兩個滾動軸承，作軸向定位，為了裝拆方便，只需松套齒輪軸套的外圓柱面上，為了便于加工，降低成本，內(nèi)隔圈內(nèi)孔的公差等級可大些，依據(jù)經(jīng)驗選取為D10，因此齒輪軸套與內(nèi)隔圈的配合為非基準制配合中的間隙配合，可選用。

（3）滾動軸承外圈與齒輪箱孔配合

因滾動軸承為標準件應以其為基準件選擇基準制，故齒輪箱孔可看做孔，與其相配合的滾動軸承外圈可看做軸，且齒輪箱孔與滾動軸承間需要精密定位、方便拆卸，故滾動軸承外圈與齒輪箱孔配合應選用基軸制中的過渡配合。依據(jù)經(jīng)驗滾動軸承外圈的基本偏差可選為h6，齒輪箱孔的偏差可選為K7，滾動軸承外圈與齒輪箱孔配合為。

（4）外隔圈套與齒輪箱孔配合

據(jù)（3）的分析可知，齒輪箱孔的偏差為K7，外隔圈的作用只是隔開滾動軸承與齒輪箱，作軸向定位，為了裝拆方便，它只需松套在滾動軸承與齒輪箱之間，為了便于加工，降低成本，外隔圈的公差等級可取大些，依據(jù)經(jīng)驗選取為d11，因此外隔圈套與齒輪箱孔配合為非基準制配合中的間隙配合，可選用。

五、結(jié)語

在機械產(chǎn)品設計中，正確選擇公差與配合是一項比較復雜的工作，總的指導原則是以保證產(chǎn)品技術性能要求為前提，最大限度降低制造成本，力爭達到最佳技術經(jīng)濟指標。筆者結(jié)合工程實例詳盡地歸納總結(jié)公差與配合的選擇方法和技巧，并依據(jù)極限與配合的基準制、公差等級和配合三個選用原則及實踐經(jīng)驗，詳細闡述C6032車床床頭箱中齒輪軸套和隔圈的配合。

參考文獻：

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