公差与配合教案
1．互换性概念
互换性定义
互换性是指从一批相同的零件中任取一件，不经修配就能装配到机器或部件中，并满足产品的性能要求。
互换性意义
零件具有互换性有利于组织协作和专业化生产，对保证产品质量，降低成本及方便装配，维修有重要意义。
尺寸公差的术语和定义
1）基本尺寸——设计给定的尺寸。如图a中的ø30mm。
2）实际尺寸——零件制成后，通过测量所得的尺寸。
3）极限尺寸——允许零件实际尺寸变化的两个界限值，其中较大的一个尺寸称为最大极限尺寸，较小的一个尺寸称为最小极限尺寸。
如图b示出了轴ø30mm的最大极限尺寸为ø29.993mm，最小极限尺寸为ø29.980mm。实际尺寸只要在这两个极限尺寸之间均为合格。
）尺寸偏差（简称偏差）——某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差有上偏差、下偏差（统称极限偏差）和实际偏差。
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
如上图所示的轴:
上偏差＝(29.993-30)mm＝-0.007mm
下偏差＝(29.980-30)mm＝-0.020mm
国家标准规定：用代号ES和es分别表示孔和轴的上偏差；用代号EI和ei分别表示孔和轴
的下偏差。偏差可以为正，负或零值。
实际尺寸减去基本尺寸的代数差称为实际偏差。零件尺寸的实际偏差在上、下偏差之间均为合格。
5）尺寸公差（简称公差）——允许尺寸变动的量。
即：公差＝最大极限尺寸-最小极限尺寸
或：公差＝上偏差-下偏差
如上图所示的轴
公差＝(29.993-29.980) mm＝0.013mm
或：公差＝[-0.007-(-0.020)] mm＝0.013mm
由于最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸，所以公差总是正值，且不能为零。
在零件图上，凡有公差要求的尺寸，通常不是标注两个极限尺寸，而是标注出基本尺寸和上、下偏差，见上图a。
6）尺寸公差带（简称公差带）——公差带是表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。
上图a表示了一对互相结合的孔与轴的基本尺寸、极限尺寸、偏差、公差的相互关系。为简化起见，一般只画出孔和轴的上、下偏差围成的方框简图，称为公差带图，见上图b。
在公差带图中，零线是表示基本尺寸的一条直线。当零线画成水平线时，正偏差位于零线的上
方，负偏差位于零线的下方，偏差值的单位为微米。
标准公差和基本偏差
国家标准《公差与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。
标准公差确定公差带的大小，
而基本偏差确定公差带的位置，见下图。
1）标准公差（IT）
标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的等级。标准公
差分为20级，即IT01，IT0，IT1，…，ITI8。其尺寸精确程度从IT01到ITI8依次降低。标准公差的具体数值可查表得到。
2）基本偏差
基本偏差一般是指上下两个偏差中靠近零线的那个偏差。即当公差带位于零线上方时，基本偏差为下偏差；当公差带位于零线下方时，基本偏差为上偏差，见上图。
国家标准对孔和轴均规定了28个不同的基本偏差。基本偏差代号用拉丁字母表示，大写字母表示孔，小写字母表示轴。下图是孔和轴的28个基本偏差系列图。
从基本偏差系列图可知，轴的基本偏差从a到h为上偏差（es），且是负值，其绝对值依次减小；从j到2c为下偏差（ei），且是正值，其绝对值依次增大。
孔的基本偏差从A到H为下偏差（E1），且是正值，其绝对值依次减小，从J到ZC为上偏差（Es），且是负值，其绝对值依次增大；其中H和h的基本偏差为零。JS和js对称于零线，没有基本偏差，其上，下偏差分别为+IT/2和-IT/2。
基本偏差系列图只表示了公差带的各种位置，所以只画出属于基本偏差的一端，另一端则是开口的，即公差带的另一端取决于标准公差（IT）的大小。
公差带代号
孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级代号组成。
例：试说明ø50H8、ø50f7的含意。
配合
基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。根据使用的要求不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国标规定：配合分三类，即间隙配合、过盈配合、过渡配合（见下图）。
间隙配合
孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。如下图所示，孔的公差带在轴的公差带之上。
过渡配合
孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。如下图所示，孔的公差带与铀的公差带互相交叠。
过盈配合
孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零的配合。如图c所示，孔的公差带在轴的公差带之下。
国标对配合规定了基孔制和基轴制两种基准制。
基孔制
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（下图a）。基准孔的下偏差为零，并用代号H表示。
基轴制
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（下图b）。基准轴的上偏差为零，并用代号h表示。
配合代号
配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。凡是分子中含H的为基孔制配合，凡是分母中含h的为基轴制配合。
例 试说明
的含意。
该配合的基本尺寸为ø25mm、基孔制的间隙配合，基准孔的公差带为H7，（基本偏差为H公差等级为7级），轴的公差带为g6 （基本偏差为g，公差等级为6级）。
