《课件：机械制图中的公差与配合标准基础知识》

机械制图中的公差与配合标准基础知识公差与配合是机械设计与制造中不可或缺的重要概念，它们确保机械零件能够按预期方式组装和运行本课程将系统地介绍公差与配合的基本概念、标准、应用方法以及实际案例分析，帮助学习者掌握这一机械制图的核心知识通过本课程的学习，您将能够理解公差与配合的基本原理，正确标注和解读技术图纸中的相关信息，并在实际工作中灵活应用这些知识，提高产品设计和制造的质量和效率课程概述公差与配合的重要性本课程的学习目标公差与配合是保证机械零件功通过本课程学习，学员将能够能实现和互换性的基础，直接理解公差与配合的基础概念，影响产品的装配质量、使用性掌握标准体系，学会在机械制能和生产成本掌握公差与配图中正确标注和选择公差配合，合知识对机械设计、制造和质并能应用于实际工程问题中量控制至关重要课程内容结构课程分为七个主要部分公差基本概念、配合基本概念、标注方法、实际应用、检测方法、设计考虑因素以及标准化体系，通过系统学习建立完整的知识框架第一部分公差的基本概念基本概念公差的定义、分类及作用公差表示公差标注方法与表达公差等级公差等级的选择与应用计算方法公差计算与分析技术公差作为机械制图和设计中的重要概念，对于确保零件的功能实现、互换性保证以及降低制造成本具有决定性作用本部分将系统介绍公差的基础知识，包括公差的定义、类型、表示方法、计算原则等，为后续学习打下坚实基础什么是公差？公差的定义公差的作用和意义公差是指在机械制造过程中，允许零件实际尺寸与理论尺寸（即公差确保零件能按设计要求正常工作，同时考虑制造工艺的可行基本尺寸）之间的差异范围它是由于制造工艺的局限性，无法性和经济性合理的公差设计有助于做到绝对精确而必须接受的合理误差范围•保证产品的功能实现公差可以理解为零件尺寸允许变动的容忍度，是保证零件功能•实现零件的互换性和互换性的重要技术参数•简化制造工艺•降低制造成本•方便质量检验尺寸公差尺寸公差的定义尺寸公差的表示方法尺寸公差是对零件几何参数（如长度、机械制图中表示尺寸公差的主要方法直径、角度等）允许变动范围的规定，有表示为最大允许尺寸与最小允许尺寸•极限尺寸法直接标注最大和最之间的差值小极限尺寸尺寸公差直接影响零件的配合性能、•基本尺寸偏差法标注基本尺寸使用精度和制造难度，是机械设计中及其上下偏差必须精确确定的技术参数•公差带代号法使用标准化的公差带代号表示计算公式尺寸公差T=最大极限尺寸-最小极限尺寸或者T=上偏差-下偏差这一数值表示了工件尺寸变动的允许范围，是制造和质检的重要依据形状和位置公差形状公差的概念形状公差规定了零件表面或线的实际几何形状相对于理想几何形状的允许变动范围主要包括平面度、圆度、圆柱度、直线度、轮廓度等形状公差确保零件的几何形状满足功能要求，影响装配精度和使用性能位置公差的概念位置公差规定了零件上各要素之间相互位置关系的允许变动范围包括垂直度、平行度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度等位置公差确保零件各功能表面之间的相对位置准确，保证装配和功能实现标注原则形位公差遵循最大实体原则、独立原则或相关要求原则进行标注正确标注能确保设计意图准确传达，避免生产和检测环节的歧义公差的分类标准公差非标准公差根据国家或国际标准规定的公差，具有规根据特殊需求确定的非标准化公差，用于范化的等级和代号特定工况尺寸公差形位公差线性尺寸（如长度、直径）的允许变动范几何形状和相对位置的允许变动范围围根据应用场景和功能要求，公差可以分为多种类型标准公差采用国家或国际标准中规定的系列值，便于统一和互换；非标准公差则针对特殊要求定制，满足特定工况需求从性质上看，公差又可分为尺寸公差和形位公差，分别控制零件的尺寸精度和几何精度公差等级超精密IT01-IT4精密IT5-IT7中等精度IT8-IT11粗糙IT12-IT18公差等级是表示公差精度水平的数字标识，从IT01到IT18共20个等级随着等级数字增大，公差值增大，精度降低IT01至IT4为超精密级，主要用于量具和精密仪器；IT5至IT7为精密级，用于精密零件；IT8至IT11为中等精密级，适用于普通机械零件；IT12至IT18为粗糙级，用于非精密零件标准公差等级的选择影响因素常用公差等级•零件的功能要求根据不同的应用场景，常用公差等级推荐•配合类型与配合要求应用场景推荐公差等级•制造工艺能力与成本•检测条件与难度精密量具IT01-IT4•使用环境与工况精密轴承IT5-IT6•材料特性与热处理方式•批量生产规模传动零件IT7-IT8一般机械IT9-IT11粗加工IT12-IT14公差带公差带的定义尺寸变动的允许区域公差带的组成由基本尺寸、公差值和基本偏差确定公差带图的意义直观表示配合关系和间隙/过盈量公差带是指零件尺寸允许变动的区域，由基本尺寸与偏差共同确定在机械制图中，公差带通常以图形方式表示，横轴为零件的名义尺寸，纵轴为偏差值公差带图直观地显示了零件尺寸的允许变动范围，以及不同零件之间配合时的间隙或过盈情况，是理解公差配合关系的重要工具基本尺寸基本尺寸的定义基本尺寸的选择原则基本尺寸是指设计计算确定的基本尺寸的选择应遵循以下原理论上准确的尺寸，是标注公则优先选择标准系列数值差和偏差的基准尺寸它是偏（如R

5、R

10、R20系列）；差计算的起点，不包含任何公考虑功能需求和计算结果；尽差要求在机械制图中，基本量采用整数或简单小数；考虑尺寸通常直接标注在图纸上，制造工艺和测量便利性；考虑不带任何偏差符号与相关零件的配合关系标准数系为了实现标准化，基本尺寸优先从标准数系中选取，常用的有R

5、R

10、R

20、R40系列其中R5最粗略，每十倍区间内仅5个数值；R40最精细，每十倍区间内有40个数值合理选择标准数系可简化设计和制造过程极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸是指零件允许的最大尺寸值对于外形尺寸（如轴）最小极限尺寸是指零件允许的最小尺寸值对于外形尺寸来说，来说，最大极限尺寸决定了零件的最大实体状态；对于内形尺寸最小极限尺寸表示零件的最小允许尺寸；对于内形尺寸来说，最（如孔）来说，最大极限尺寸决定了孔的最大大小小极限尺寸表示孔的最小允许大小计算公式最大极限尺寸=基本尺寸+上偏差计算公式最小极限尺寸=基本尺寸+下偏差极限尺寸是零件制造和检验的直接依据在机械制图中，可以直接标注极限尺寸（如∅

30.02/∅

30.00），也可以通过基本尺寸和偏差间接表示无论哪种表示方法，都必须保证零件的实际尺寸在极限尺寸范围内，才能满足功能要求和互换性要求实际尺寸设计阶段确定基本尺寸和公差要求制造阶段加工得到具有实际尺寸的零件检测阶段测量获得零件的实际尺寸验证阶段确认实际尺寸是否在极限尺寸范围内实际尺寸是指零件制造完成后通过测量得到的真实尺寸由于加工误差的存在，实际尺寸几乎不可能完全等于基本尺寸，但必须落在最大极限尺寸和最小极限尺寸之间，才能满足设计要求实际尺寸是零件质量检验的对象，也是判断零件是否合格的依据偏差上偏差下偏差上偏差是指最大极限尺寸与基本下偏差是指最小极限尺寸与基本尺寸之间的代数差尺寸之间的代数差公式ES孔/es轴=最大极限公式EI孔/ei轴=最小极限尺尺寸-基本尺寸寸-基本尺寸上偏差决定了零件的最大允许尺下偏差决定了零件的最小允许尺寸，对配合特性有重要影响寸，同样影响配合性能实际偏差实际偏差是指零件实际尺寸与基本尺寸之间的代数差公式实际偏差=实际尺寸-基本尺寸实际偏差必须在上偏差和下偏差之间，否则零件不合格基本偏差基本偏差的定义基本偏差的代号基本偏差是指公差带靠近基准线一侧的偏差，对于孔来说是下偏根据国际标准，基本偏差用字母表示差EI，对于轴来说是上偏差es基本偏差确定了公差带相对于•孔的基本偏差用大写字母A-ZC表示，如H、K、N等基准线的位置，是公差带代号的重要组成部分•轴的基本偏差用小写字母a-zc表示，如h、k、n等基本偏差与公差等级共同决定了零件的尺寸精度和配合特性，对于机械设计至关重要其中H轴用h表示基准制，零件的下偏差等于零；JS轴用js表示公差带对称分布于基本尺寸两侧公差带代号公差带代号的组成常用公差带代号查找与使用公差带代号由基本尺寸、孔的常用公差带代号有公差带的具体数值可通公差等级标记和基本偏H

7、H

8、H9基孔制，过标准表格查找在实差标记组成例如以及F

7、D

9、K7等；际应用中，应根据配合∅30H7中，∅30是基轴的常用公差带代号有要求、功能需求、制造本尺寸，H是基本偏差h

6、h

7、h8基轴制，能力等因素选择合适的代号，7是公差等级这以及f

7、d

9、k6等选公差带代号，并确保相种表示方法简洁明了，择合适的公差带代号对互配合的零件使用协调便于标准化和国际交流实现预期的配合性能至的公差系统关重要第二部分配合的基本概念配合定义相互装配零件之间的尺寸关系配合类型间隙配合、过渡配合、过盈配合配合系统基孔制和基轴制配合系统配合选择根据功能要求选择合适的配合配合是机械设计中的重要概念，指两个相互装配零件之间的尺寸关系合理的配合设计能保证零件正常工作，实现预期功能本部分将系统介绍配合的基本概念、类型、选择原则及应用方法，帮助学习者理解和掌握配合系统，为实际设计工作奠定基础什么是配合？配合的定义配合的作用配合是指相互装配的两个零件（通常是孔和轴）之间的尺寸关系配合在机械设计中具有重要作用从几何角度看，配合定义了两个装配表面之间可能出现的间隙或•确定零件之间的相对运动方式（固定或活动）过盈的大小范围•保证装配质量和产品功能配合由两个零件的尺寸公差共同决定，反映了零件在装配状态下•影响机械系统的精度、刚度和使用寿命的相对位置和运动可能性•保证产品的互换性和批量生产能力•平衡制造成本和产品性能要求配合的类型过渡配合孔和轴的公差区域部分重叠，装配时可能出现间隙也可能出现过盈间隙配合用于需要定位精度但不需要拆卸的场合过盈配合孔的最小尺寸大于或等于轴的最大尺寸，装配时始终轴的最小尺寸大于孔的最大尺寸，装配时始终存在过存在间隙盈用于需要相对运动或易于装配的场合用于需要牢固连接不允许相对运动的场合配合类型的选择基于零件的功能要求、使用条件和装配方式间隙配合提供流畅的相对运动，过盈配合提供牢固的固定连接，而过渡配合则在两者之间提供一定定位精度的同时保持一定的固定能力正确选择配合类型是机械设计中的关键决策之一间隙配合定义和特点常用间隙配合间隙配合是指装配后孔径始终大于轴径，两零件常见的标准间隙配合包括之间存在间隙的配合特点是装配容易，可实现•H7/g6精密滑动配合相对运动，但定位精度较低•H8/f7滑动配合计算公式最小间隙=孔最小尺寸-轴最大尺寸•H9/e9松动配合•H11/c11宽松配合最大间隙=孔最大尺寸-轴最小尺寸配合代号中的字母和数字表示相应的公差带和精度等级应用场景间隙配合广泛应用于以下场景•轴承与轴承座•活塞与气缸•滑动轴承•导轨与滑块•需要频繁拆装的零件•需要相对运动的机构过渡配合定义和特点常用过渡配合过渡配合是介于间隙配合和过盈配合之间的一种配合类型在这常见的标准过渡配合包括种配合中，孔和轴的尺寸公差区域部分重叠，装配后可能出现小•H7/k6轻压过渡配合间隙，也可能出现小过盈•H7/n6中等过渡配合过渡配合的特点是定位精度高，装配拆卸难度适中，既有一定的•H7/p6紧过渡配合固定能力，又不至于难以拆卸这种配合通常用于需要精确定位但不承受大负荷的场合不同的过渡配合提供不同程度的定位精度和固定能力，应根据具体要求选择过渡配合的应用场景包括需要精确定位的导向销和套；装配后不经常拆卸的轮毂与轴；机械臂的关节连接；齿轮与轴的临时固定；某些工装夹具的定位元件等选择过渡配合时，需要考虑装配方法、使用条件和拆卸需求过盈配合定义和特点过盈配合是指装配后轴径始终大于孔径，产生挤压变形从而形成紧固连接的配合过盈配合的特点是连接牢固，能传递较大扭矩和轴向力，无需其他紧固件，但装配困难且不易拆卸常用过盈配合常见的标准过盈配合包括H7/p6（轻压配合）、H7/s6（中压配合）、H7/u6（重压配合）等不同过盈量的配合适用于不同强度要求的场合，选择时需考虑材料性能和受力情况装配方法过盈配合通常采用压力装配、热装配或冷装配方法压力装配使用压力机直接施加力；热装配是将孔件加热膨胀后装配；冷装配则是将轴件冷却收缩后装配不同装配方法适用于不同尺寸和材料的零件应用场景过盈配合广泛应用于轮毂与轴、轴承内圈与轴、齿轮与轴、曲轴连杆、铁磁性零件的永久连接等场合这些应用通常要求高强度连接，不需频繁拆卸基准制基准制的概念基准制的重要性基准制是指在公差配合系统中，将配合中一个零件的基本偏差固基准制在机械制造和设计中具有重要意义定为零，而调整另一个零件的基本偏差来获得不同类型配合的方•标准化减少公差带种类，便于标准化管理法基准制简化了配合系统，减少了公差带的种类，有利于标准•经济性减少加工工具和量具的种类化和互换性•互换性提高零件的互换性，方便组装和维修根据基准零件的不同，基准制分为基孔制和基轴制两种主要类型•生产效率简化生产和检验过程•设计便利简化工程设计和公差计算基孔制基孔制定义孔的下偏差固定为零EI=0，通过改变轴的尺寸获得不同配合加工特点孔采用标准刀具统一加工，轴尺寸灵活调整主要优势减少钻头、铰刀等孔加工工具的种类，降低制造成本常用公差H

6、H

7、H

8、H9等公差等级与不同轴公差组合基孔制是工业中应用最广泛的配合系统在基孔制中，孔的公差带代号统一采用H系列如H7，表示下偏差为零，孔的最小尺寸等于基本尺寸不同类型的配合通过改变轴的公差带实现采用字母a-g的轴公差带如f7获得间隙配合；采用字母k-n的轴公差带如k6获得过渡配合；采用字母p-z的轴公差带如s6获得过盈配合基轴制基轴制定义轴的上偏差固定为零es=0加工特点轴尺寸统一，调整孔的尺寸获得不同配合应用场合批量生产标准轴，配合多种孔的场合基轴制是指在配合系统中，将轴的上偏差固定为零es=0，通过改变孔的公差带来获得不同类型的配合在基轴制中，轴的公差带统一采用h系列如h6，表示上偏差为零，轴的最大尺寸等于基本尺寸不同配合类型通过选择不同的孔公差带实现孔公差代号A-G获得过盈配合；代号K-N获得过渡配合；代号P-Z获得间隙配合基轴制适用于需要使用标准轴（如光轴、万能轴）与多种孔配合的场合，在轴类零件批量生产时具有经济优势但由于孔加工难度大于轴加工，基轴制在工业中的应用不如基孔制广泛配合的选择原则功能要求配合选择首先考虑零件的功能要求，包括运动特性（固定或运动）、承载能力、密封性能、定位精度等功能是配合选择的首要因素，直接影响机械系统的性能和可靠性经济性考虑合理的配合应考虑制造成本和经济性因素过高的精度要求会大幅增加制造成本，而过低的精度则可能影响产品性能优先选择标准配合，并考虑企业的加工能力和检测条件标准化原则尽量采用国家标准中推荐的优先配合，减少特殊配合的使用优先采用基孔制配合系统，除非特殊情况要求使用基轴制标准化有助于提高零件互换性，简化制造和库存管理常用配合系列配合类型基孔制配合基轴制配合主要应用场合间隙配合H7/g6G7/h6精密滑动配合，高精度运动副间隙配合H7/f7F8/h7一般滑动配合，轴承与轴承座间隙配合H8/e8E9/h9松动配合，允许有一定自由度过渡配合H7/k6K7/h6轻压配合，需要精确定位过渡配合H7/n6N7/h6中等过渡配合，定位更牢固过盈配合H7/p6P7/h6轻压配合，需要拆卸的固定连接过盈配合H7/s6S7/h6中压配合，传递中等载荷过盈配合H7/u6U7/h6重压配合，永久性连接第三部分公差与配合的标注方法确定基本尺寸根据功能计算确定零件的名义尺寸选择公差与配合根据功能要求选择合适的公差等级和配合类型确定标注内容确定使用直接标注法还是间接标注法正确标注图纸按标准规范在图纸上清晰标注公差与配合的标注是机械制图中的重要内容，正确的标注方法可以准确传达设计意图，确保零件的制造质量本部分将介绍公差配合的各种标注方法，包括直接标注法、间接标注法，以及在装配图和零件图中的正确表达方式，帮助学习者掌握规范化的标注技能公差的标注方法直接标注法间接标注法直接标注法是将零件的极限尺寸或基本尺寸及其偏差值直接标注间接标注法是通过标准代号来表示公差要求的方法，需要配合标在图纸上的方法这种方法直观明了，便于生产和检验人员理解准表格使用间接标注法主要形式直接标注法主要有两种形式•公差带代号法如∅30H7•极限尺寸法如

30.02/

29.98•公差等级法如∅30IT7•偏差值法如30±

0.02或30+

0.02/-

0.00间接标注法简洁，便于标准化，但需要查表获取具体数值直接标注法偏差值标注极限尺寸标注偏差值标注是在基本尺寸后标注上、下偏差极限尺寸标注是直接标出零件允许的最大尺的方法偏差值用符号+和-表示寸和最小尺寸的方法标注格式标注格式

30.02/

29.98•对称公差30±

0.02其中，较大数值总是写在上方或左侧，较小数值写在下方或右侧，两个数值间用斜线分•非对称公差30+

0.02/-

0.01隔•单向公差30+

0.02/0或30-

0.03/0这种方法最为直观，适用于生产一线，操作偏差值标注直观明了，适用于非标准公差的者可直接读取允许的极限尺寸场合标注位置和规则公差直接标注应遵循以下规则•标注在尺寸线上，紧跟尺寸数字•偏差值使用与尺寸数字相同的字体高度•多位小数时，各数值小数点应对齐•公差值应保留比基本尺寸多一位小数间接标注法公差带代号标注查表确定数值使用字母数字符号表示标准化公差要求根据标准表格查找具体公差数值适用场景标注格式规范标准公差系统，批量生产场合基本尺寸+公差带代号，如∅30H7公差带代号标注是间接标注的主要形式，由基本尺寸和公差带代号组成，例如∅30H7其中∅30为基本尺寸，H7为公差带代号，H表示基本偏差（孔的下偏差为零），7表示公差等级（精度级别）标准代号标注法简洁明了，有利于采用标准化的公差系统，特别适用于批量生产和国际交流使用时，需通过查阅标准表格获取具体的公差数值配合的标注方法装配图中的标注零件图中的标注在装配图中，配合关系应标注在相关配合尺寸旁，表示方法主要在零件图中，仅标注该零件本身的公差要求，但可在技术要求中有说明配合关系•公差带代号法∅30H7/f6•直接标注零件自身公差∅30H7（孔）或∅30f6（轴）•极限偏差法∅30+

0.021/0/-

0.020/-

0.041•在技术要求中说明∅30H7与∅30f6轴配合•配合性质法∅30H7/f6间隙配合•配合尺寸可用双线画出，以示重要其中，孔的公差在分数线上方，轴的公差在分数线下方也可增零件图中应当清晰标明所有尺寸的公差，特别是配合尺寸的公差加说明性文字描述配合性质和功能必须明确标出形位公差的标注形位公差的标注采用特定的图形符号框，由特征符号、公差值和基准组成形状公差（如直线度、平面度、圆度、圆柱度）标注时只需要特征符号和公差值；位置公差（如平行度、垂直度、同轴度、对称度）则需要同时标注基准特征形位公差标注必须严格按照标准进行，确保设计意图准确传达公差带图的绘制公差带图的意义公差带图的绘制步骤公差带图是表示零件公差和配合关系的图形工具，通过图形方式绘制公差带图的基本步骤直观展示零件尺寸的允许变动范围及配合特性公差带图有助于•绘制水平基准线，代表零偏差•确定合适的垂直比例尺•直观理解公差与配合的关系•根据上下偏差绘制公差带矩形•分析配合中的最大/最小间隙或过盈•对于配合，同时绘制孔和轴的公差带•比较不同配合方案的特性•标注相关尺寸和数值•辅助教学和技术交流•分析配合特性（间隙或过盈）第四部分公差与配合的应用传动系统齿轮传动、轴系零件、联轴器等传动系统中的公差配合设计，确保传动平稳、精度高和使用寿命长支承系统轴承与轴、轴承与轴承座之间的配合设计，满足旋转精度、装配要求和负载能力定位系统键与键槽、销与孔等定位元件的公差配合，保证组件的正确位置和方向连接系统螺纹连接、过盈连接等紧固系统的公差设计，确保连接强度和可靠性公差与配合的正确应用是机械设计中确保产品质量和性能的关键环节本部分将介绍公差配合在各类机械系统中的具体应用，包括轴系零件、孔系零件、键和键槽、螺纹、齿轮和轴承等常见机械元件的公差配合设计方法和注意事项轴系零件的公差与配合轴的公差选择轴与轴承的配合轴的公差选择主要考虑以下因素轴与轴承的配合是机械设计中最常见的配合类型之一，通常遵循以下原则•轴的功能和重要性•与轴配合的零件类型（轴承、齿轮等）•内圈固定、外圈转动轴与内圈过盈配合（如j

6、k

6、m6）•负载类型和大小•内圈转动、外圈固定轴与内圈过渡或间隙•旋转速度和精度要求配合（如h

6、g6）•制造和检测能力•重载轴承采用更紧的过盈配合（如n

6、常用轴公差等级h5（精密轴）、h6（高精度p6）轴）、h8（一般轴）、h9（粗加工轴）•高速轴承避免过大过盈，防止发热和变形轴的加工制造轴的精度制造需注意•合理的加工工艺路线安排•精密车削和研磨工艺•热处理后的精加工•控制同轴度和圆柱度误差孔系零件的公差与配合孔的公差选择孔与轴的配合选择孔的公差时，需要考虑的因素包括基于基孔制的常用配合推荐•孔的功能和重要性配合类型推荐配合应用场合•与孔配合的零件类型•装配和拆卸的频率精密滑动H6/g5精密导向装置•加工工艺的能力滑动配合可拆卸的运动副H7/f7•经济性因素定位配合定位销和套H7/k6常用孔公差等级H5（精密孔）、H6（精加工孔）、H7（普通精密孔）、H8（一般孔）、H9（粗加工孔）过盈配合固定连接（可拆H7/s6卸）紧配合永久固定连接H7/u6键和键槽的公差与配合键的公差平键的宽度公差通常采用h9级，高度公差采用h8或h9级工作面要求较高的表面粗糙度，通常Ra

1.6~Ra

0.8平键材料一般选择中碳钢或合金钢，并进行热处理以提高硬度和耐磨性键槽的公差轴上键槽宽度公差通常采用N9或P9级，深度公差采用+

0.1/+

0.2mm轮毂键槽宽度公差通常采用Js9或H9级，深度公差采用+

0.1/0mm键槽表面粗糙度要求通常为Ra

3.2~Ra

1.6键与键槽的配合键宽与轴槽宽的配合通常采用间隙配合h9/N9或h9/P9，保证键在轴向有一定活动自由度键宽与毂槽宽的配合一般采用过渡配合h9/Js9或间隙配合h9/H9，以确保周向力的可靠传递设计注意事项键长度一般为轴径的

1.5倍左右；键与键槽配合要考虑装配和拆卸的方便性；对于变向载荷，应考虑防止键松动的措施；高速或重载情况下，应进行键的强度校核螺纹的公差与配合螺纹公差的特点螺纹公差区别于普通尺寸公差，需要考虑多个参数大径、中径、小径、螺距、半角等螺纹的公差级别以中径公差为基准，通常分为精密级、中等级和粗糙级螺纹公差还考虑了装配容差，确保不同等级的螺纹能正常配合螺纹配合的选择常用的螺纹配合有三种类型精密配合（3H/4h）用于精密连接；中等配合（5H/6g）用于普通紧固件；粗糙配合（6H/6g）用于一般工业紧固件选择配合类型时需考虑使用条件、拆装频率、载荷大小等因素螺纹公差标注螺纹公差标注格式为M10-6H（内螺纹）或M10-6g（外螺纹）标注时需指明螺纹规格、精度等级和公差带在图纸上可以直接采用标准代号标注，简化表达方式齿轮的公差与配合齿轮精度等级齿轮配合的选择齿轮精度按照国家标准分为12个等级（1-12级），数字越小精度齿轮配合包括啮合配合和安装配合两方面越高齿轮精度涉及多项指标啮合配合关注齿轮副的中心距、侧隙、重合度等参数侧隙大小•圆周公差影响传动平稳性直接影响传动平稳性、噪声和温升，需根据工作速度和精度要求选择•径向跳动影响啮合质量•齿形公差影响传动精度安装配合主要指齿轮与轴的连接，通常采用•齿向公差影响接触状况•键连接普通齿轮，H7/r6或H7/s6配合•齿距公差影响载荷分布•花键连接重载或变向载荷，H7/h6配合不同用途的齿轮选用不同精度等级1-4级用于高精度仪器；5-7级•过盈配合高速精密齿轮，H7/s6或H7/u6配合用于精密机床；8-9级用于一般机械；10-12级用于低速重载设备•锥孔配合需调整位置的齿轮，配合锥度1:10或1:5轴承的公差与配合轴承精度等级从高到低分为P

0、P

6、P

5、P

4、P2等级轴承与轴的配合根据载荷类型和运转条件选择合适配合轴承与座孔的配合考虑支撑刚性和热膨胀因素轴承精度等级从P0到P2级，精度逐渐提高P0为普通精度，适用于一般工业设备；P6和P5为高精度，用于机床和精密设备；P4和P2为超高精度，用于高速和特殊场合轴承与轴的配合通常遵循固定轴承内圈采用过盈配合（j

6、k

6、m

6、n6等）；游动轴承内圈采用间隙或微小过盈配合（g

6、h

6、j6等）轴承外圈与座孔的配合原则是固定外圈采用过渡或小过盈配合（K

7、M7等）；游动外圈采用间隙配合（H

7、G7等）第五部分公差与配合的检测尺寸检测形位检测配合检测使用卡尺、千分尺、百分表等工具测量零件利用专用仪器如三坐标测量机、圆度仪等检通过量规、实际装配和专用检具检验配合关的尺寸公差，验证是否符合设计要求尺寸测形状和位置公差形位检测能够验证零件系是否满足设计要求配合检测直接关系到检测是最基本的质量控制手段，确保零件尺的几何精度，确保装配质量和功能实现产品的最终装配性能和功能实现寸在允许的极限范围内尺寸公差的检测方法量具的选择环境控制1基于公差等级和尺寸范围选择合适精度的确保恒温环境20°C和防振条件测量工具数据处理测量操作统计分析多次测量结果正确的测量姿势和读数方法尺寸公差检测应遵循精度等级匹配原则，即测量工具的精度应高于被测零件公差等级的3-10倍对于不同精度要求的零件，选择不同量具IT6-IT7级零件使用千分尺

0.001mm；IT8-IT9级零件使用游标卡尺

0.02mm；IT5级以上精密零件使用千分表

0.001mm或光学投影仪测量时需注意固定方式、测量力控制、多点测量和温度补偿等因素，确保结果准确可靠形位公差的检测方法1专用仪器准备根据检测对象选择合适的专用仪器，如圆度仪、直线度仪、平面度仪、同轴度仪等确保仪器已校准并处于良好工作状态形位公差检测通常需要高精度的专用设备，选择合适的仪器是保证检测质量的前提2工件定位固定根据基准要求正确定位工件，确保测量基准与设计基准一致使用合适的夹具固定工件，避免测量过程中的位移和变形工件定位是形位公差检测的关键环节，影响测量结果的准确性3测量参数设置设置合适的测量参数，如测头类型、测量力、测点数量、滤波条件等根据公差要求确定合适的采样策略和数据处理方法正确的参数设置能提高测量效率和准确性4执行测量与数据分析按照操作规程执行测量过程，记录测量数据利用专业软件进行数据处理和分析，计算形位误差值并与公差要求对比，生成测量报告数据分析是形成科学判断的基础配合的检测间隙配合的检测过盈配合的检测间隙配合的检测方法包括过盈配合检测主要方法有•塞尺法使用厚度精确的塞尺测量实际间隙•分别测量法在装配前分别测量孔径和轴径，计算理论过盈量•千分表法利用千分表测量相对位移量•装配力测量法测量装配过程中的轴向力，间接反映过盈量大•压力法通过测量特定压力下的流体泄漏量间接测定间隙小•光学法利用光学仪器观察间隙的光透射情况•位移测量法测量压装过程中的轴向位移与力的关系间隙配合检测需注意避免测量工具对间隙的影响，确保测量条件•超声检测法利用超声波检测装配质量和接触情况与实际使用条件接近过盈配合检测需特别注意装配力控制，防止零件变形和损伤常用量具介绍卡尺用于测量内外径、深度和阶梯尺寸，常用精度为

0.02mm或

0.01mm游标卡尺操作简便，适用于IT9-IT11级精度的零件测量数显卡尺读数直观，减少读数误差使用卡尺时需注意测量力控制和平行度保持千分尺用于精密测量外径、内径和深度，测量精度通常为

0.001mm外径千分尺测量范围通常为0-25mm，25-50mm等内径千分尺需配合测量头使用使用千分尺时需注意测量力棘轮控制和温度影响百分表用于测量相对位移、跳动和形位误差，精度通常为

0.01mm或

0.001mm百分表需配合表座或磁性座使用杠杆百分表适用于狭小空间和孔位测量数显百分表具有数据存储和处理功能使用百分表时需进行零点校准三坐标测量机原理介绍技术特点三坐标测量机CMM是一种能在三维空间内对工三坐标测量机的主要技术特点包括件进行精密测量的设备它通过在X、Y、Z三个•高精度测量精度可达

0.001mm量级坐标轴方向移动测头，采集空间点的坐标数据，•高效率自动化程度高，测量速度快然后通过软件计算各种几何特征和尺寸•多功能可测量几乎所有几何要素•柔性化可通过编程实现不同零件的测量三坐标测量机利用机械运动系统、测量系统、控制系统和数据处理系统共同工作，实现高精度、•数据化自动生成测量报告和数据分析自动化的测量功能应用范围三坐标测量机广泛应用于以下领域•复杂形状零件的尺寸检测•形位公差的精密测量•曲面轮廓的扫描和重建•模具和工装的检验•首件检验和批量抽检•逆向工程和CAD模型比对第六部分公差与配合的设计考虑功能分析识别关键功能和性能要求工艺评估考虑制造能力和限制经济平衡平衡精度需求与成本控制系统整合考虑公差在整体系统中的作用公差与配合的设计是一项系统工程，需要综合考虑功能要求、制造工艺、经济因素和互换性等多方面因素合理的公差设计能够在保证产品功能的前提下，降低制造成本，提高生产效率本部分将介绍公差设计中的各种考虑因素和设计方法，帮助设计者掌握科学的公差设计思路功能要求分析装配要求分析零件装配过程需求•装配难易程度运动精度•定位准确性评估机械系统运动精度需求•拆装频率考虑•线性运动导向精度使用寿命•旋转运动同轴度要求考虑长期使用性能稳定性•相对位置精度要求•磨损裕量设计•疲劳强度要求•可靠性水平功能要求分析是公差设计的起点，必须深入理解产品的工作原理和性能指标例如，对于精密仪器，可能需要考虑微米级的运动精度；对于重载机械，则需要关注结构强度和抗磨损性；对于高速设备，需要重点分析动平衡和振动控制功能分析应建立在系统工程的基础上，综合考虑产品全生命周期内的各种工况和环境因素制造工艺分析加工方法的影响批量生产的考虑不同加工方法能达到的公差等级批量生产对公差设计的影响•加工稳定性长时间连续加工过程中的刀具磨损和热变形影响加工方法公差等级范围•检测方法批量生产中的快速检测需求与效率普通车削IT9-IT11•设备能力评估生产设备的能力指数Cp和Cpk•工装设计专用工装与通用工装的选择精密车削IT7-IT8•自动化程度自动化生产线对重复定位精度的要求磨削IT5-IT7•统计过程控制SPC在批量生产中的应用研磨IT4-IT5批量生产时应考虑6σ设计方法，确保制造过程能够稳定地满足公差要求珩磨IT3-IT5设计公差时必须考虑企业现有的加工能力，避免指定无法实现的精度要求经济性分析互换性设计互换性的概念互换性是指零件或部件在不需要选配、修配的情况下，能够直接替换安装并保证产品功能的特性互换性分为完全互换性和有条件互换性两种类型，前者允许任意替换，后者需要分组或配对才能替换互换性设计的原则互换性设计应遵循以下原则标准化和通用化原则，优先采用标准零件和结构；独立功能原则，避免一个尺寸影响多个功能；基准统一原则，确保装配和检测基准一致；容差合理分配原则，考虑不同零件的重要性和制造难度互换性与公差的关系公差设计是实现互换性的关键手段合理的公差设计既能保证产品功能和互换性，又能兼顾制造成本设计者需要权衡完全互换与不完全互换的利弊，在某些情况下，采用选配或调整机构可能比严格控制公差更为经济互换性应用实例现代汽车制造中，大量采用互换性设计，使得全球不同工厂生产的零部件可以通用；家电产品中的标准接口和部件实现了维修便利；武器装备中的互换性设计提高了战场维修能力和后勤保障效率公差累积公差累积的概念公差累积的计算方法公差累积是指在多个尺寸相互关联的装配体中，各个单独零件的计算公差累积的主要方法有公差叠加而产生的综合效果在装配链中，所有环节的误差都会•极限法（最差情况法）T=|T₁|+|T₂|+...+|Tₙ|对最终的装配精度产生影响，这种影响通常是累加的•统计法（概率法）T=√T₁²+T₂²+...+Tₙ²例如，在由多个零件组成的轴向尺寸链中，每个零件的长度公差•混合法对关键尺寸用极限法，非关键尺寸用统计法都会影响整体的长度精度；在径向装配中，每个零件的同轴度误差都会影响整体的同轴度极限法计算结果更保守，能保证100%的零件符合要求，但会导致更严格的公差要求；统计法基于概率分布，更经济，但存在少量不合格品的风险公差分配计算总公差根据装配功能要求确定总公差识别尺寸链确定影响总公差的所有环节合理分配公差考虑制造难度和重要性分配公差检验与验证确认分配结果满足总公差要求公差分配是将装配体的总公差合理地分配给各个组成零件的过程合理的公差分配应遵循以下原则经济性原则，考虑不同零件的制造难度和成本；重要性原则，关键尺寸应分配较严格的公差；标准化原则，优先采用标准公差等级；工艺性原则，考虑企业的制造能力和检测条件常用的公差分配方法包括均匀分配法、比例分配法和制造工艺系数法第七部分公差与配合的标准化标准化历史公差标准化从20世纪初开始发展，经历了从企业标准到国家标准再到国际标准的过程标准体系现代公差标准形成了完整的体系，涵盖尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等国际协调ISO标准引领全球公差标准化，促进了国际贸易和技术交流标准更新公差标准持续更新完善，适应现代制造业发展需求公差与配合的标准化对于现代制造业至关重要，它保证了产品在全球范围内的兼容性和互换性本部分将介绍国内外公差标准体系、标准的应用方法以及标准化发展趋势，帮助学习者了解和应用相关标准，提高设计和制造水平国家标准介绍GB/T1800系列标准其他相关标准标准的应用方法GB/T1800是中国国家标准中关于公差与配合的基除GB/T1800系列外，还有多项与公差配合相关的在实际应用中，应遵循以下步骤使用标准础系列标准，主要包括国家标准•确定基本尺寸和配合类型•GB/T

1800.1公差与配合术语和定义•GB/T1182产品几何技术规范GPS几何公•查找相应标准中的公差带和数值差形状、方向、位置和跳动公差标注•GB/T

1800.2标准公差带和基本公差•根据标准正确标注图纸•GB/T

1800.3基本偏差和公差•GB/T1031产品几何技术规范GPS表面结•按标准要求进行制造和检验构轮廓法•GB/T

1800.4极限与配合正确理解和应用标准是确保产品质量和互换性的基•GB/T4249圆锥配合公差与检验这些标准规定了尺寸公差的基本数值、标记方法和础•GB/T5334键和键槽公差与配合应用原则，是机械设计的重要依据•GB/T5796普通螺纹公差•GB/T10066滚动轴承径向游隙国际标准对比ISO标准ANSI标准国际标准化组织ISO的公差标准是国际上最具影响力的标准体系，美国国家标准学会ANSI的公差标准主要包括主要包括•ANSI B

4.1优先配合•ISO286极限与配合•ANSI B

4.2优先公差和偏差•ISO1101几何产品规范GPS几何公差•ANSI Y

14.5尺寸和公差•ISO2768未注公差的线性和角度尺寸的一般公差ANSI标准的特点是更加实用化，在美国等国家广泛应用与ISO•ISO8015产品几何技术规范GPS基础概念、原则和规则标准相比，ANSI标准在表达方式和技术细节上有一定差异，但基本概念和原则相似ISO标准强调功能导向的设计理念，通过GPS几何产品规范系统ANSI标准更强调设计意图的表达，允许设计者有更大的灵活性，将设计、制造和检验紧密联系在一起中国的GB/T标准大多等同而ISO标准则更加系统化和严谨采用ISO标准标准的应用和更新标准的查询方法标准的更新周期标准应用实践查询标准的主要方式包公差标准通常每5-10年有效应用标准的关键是括国家标准数据库和进行一次修订或确认理解标准背后的原理和网站如中国国家标准化标准更新包括技术内容意图，而不仅仅是机械管理委员会网站；专业更新、结构调整、术语地套用公式和表格在标准查询软件；工程技统一和国际协调等方面实际工程中，应结合企术手册和参考资料；企随着制造技术和测量技业实际情况和产品特点业内部标准管理系统；术的发展，标准内容也灵活应用标准，确保既高校和科研机构的标准在不断完善，以适应现符合标准要求，又能实资源工程师应掌握快代工业需求现最佳的经济效益速查找和正确理解标准的能力案例分析案例一高速轴承装配设计中，轴与内圈采用j6/K6过渡配合，确保足够的定位精度和旋转稳定性；轴承外圈与座孔采用H7/h6间隙配合，便于轴承更换和调整案例二液压缸活塞与缸体采用H8/f8间隙配合，既确保良好密封性，又减小摩擦阻力案例三精密齿轮传动中，齿轮与轴采用H7/r6过盈配合，通过热装法实现装配，确保承受大扭矩且不打滑这些案例展示了如何根据具体工况选择合适的公差配合方案总结与展望7课程主要部分从基本概念到实际应用的系统学习2配合基本类型掌握间隙、过渡和过盈配合20公差等级从IT01到IT18的标准精度系列

4.0工业革命阶段智能制造对公差技术的新要求通过本课程的学习，我们系统掌握了公差与配合的基本概念、标准体系、应用方法和设计原则这些知识是机械设计和制造的基础，直接影响产品的质量、性能和经济性未来，随着智能制造、增材制造等新技术的发展，公差与配合技术也将面临新的挑战和机遇精度要求不断提高，公差设计将更加精细化；3D测量技术的普及将改变传统检测方式；基于功能的公差设计理念将得到更广泛应用作为工程技术人员，需要不断学习和更新知识，适应制造业的发展趋势。