机械零件的公差与配合.pptx（免费下载）

本文下载方式见文末

在机械设计与制造领域，公差与配合是保证零件互换性和功能实现的关键技术。想象一下，当你的汽车需要更换轴承时，新零件无需任何修配就能完美装入——这背后正是公差配合技术的精妙应用。

今天，我们机械知网就来系统梳理机械零件公差与配合的核心知识点，帮你轻松掌握这门机械设计的“通用语言”。

一、公差与配合为何如此重要？

公差与配合是解决零件制造中“不完美但又要完美配合”这一矛盾的智慧方案。任何零件在加工过程中都会存在微小的尺寸偏差，这些偏差可能来自机床精度、刀具磨损或测量误差等因素。公差就是允许零件尺寸变动的范围，而配合则是指基本尺寸相同的孔和轴之间形成的松紧关系。

实现互换性是公差与配合的核心目标。互换性意味着在同一规格的一批零件中，任取其一，不需任何挑选或修配就能装在机器上，达到规定的性能要求。这一原则是现代制造业实现规模化生产的基础。

二、公差的基本概念与术语

理解公差，需要掌握这些核心术语：

基本尺寸：设计时根据零件强度和结构要求确定的尺寸，是理论上的理想尺寸。

实际尺寸：通过实际测量得到的尺寸，由于测量误差存在，它并非绝对真值。

极限尺寸：允许尺寸变动的两个界限值，其中较大的称为最大极限尺寸，较小的称为最小极限尺寸。

尺寸偏差：某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差，包括：

上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸（孔用ES表示，轴用es表示）

下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸（孔用EI表示，轴用ei表示）

尺寸公差：允许尺寸的变动量，计算公式为：最大极限尺寸-最小极限尺寸=上偏差-下偏差。公差值永远是正值。

公差带图是理解公差的有效工具：在图中，零线代表基本尺寸位置，上方为正偏差区域，下方为负偏差区域。公差带就是由上、下偏差两条直线限定的区域，直观展示了尺寸允许变动的范围和位置。

三、配合的三种基本类型

根据孔和轴公差带的相对位置关系，配合分为三类：

公差配合类型示意图公差配合类型示意图（间隙配合、过盈配合、过渡配合）

间隙配合：孔的公差带完全在轴的公差带之上。这意味着孔的实际尺寸总是大于轴的实际尺寸，两者之间存在间隙。这种配合允许零件间有相对运动，适用于滑动轴承、导轨等需要自由转动或滑动的场合。

过盈配合：孔的公差带完全在轴的公差带之下。轴的实际尺寸总是大于孔的实际尺寸，装配时需要借助压力、热胀冷缩等外力使两者紧密结合。这种配合用于传递扭矩的场合，如齿轮与轴的连接、轴承内圈与轴的装配。

过渡配合：孔与轴的公差带相互交叠。这意味着装配后可能产生微小间隙也可能产生微小过盈，具有不确定性。过渡配合主要用于需要精确定位但又不希望太紧的场合，如定位销、齿轮与轴的固定连接。

四、基准制：基孔制与基轴制

国家标准规定了两种配合制度，为设计和制造提供统一标准：

基孔制：以孔为基准，固定孔的公差带位置（基准孔的下偏差为零，代号为“H”），通过改变轴的公差带来获得不同配合。例如：H7/g6、H7/k6、H7/s6等。

优势：加工孔通常比加工轴困难，基孔制可减少加工孔所需的刀具和量具种类，降低生产成本。

应用：优先选用，适用于大多数常规配合。

基轴制：以轴为基准，固定轴的公差带位置（基准轴的上偏差为零，代号为“h”），通过改变孔的公差带来获得不同配合。例如：G7/h6、K7/h6、S7/h6等。

应用场景：

当同一根轴需要与多个不同配合要求的孔装配时

使用冷拉光轴（不再进行切削加工）时

与标准件配合时（如滚动轴承外圈与孔的配合）

五、公差等级与精度选择

标准公差等级决定了尺寸的精确程度。国家标准将公差分为20个等级，从IT01（最高精度）到IT18（最低精度）。数字越小，公差范围越小，精度要求越高。

选用原则：

满足功能前提下尽量选用较低精度等级：IT5～IT12用于配合尺寸，IT12～IT18用于非配合尺寸。

考虑加工经济性：高精度等级（IT5-IT7）加工成本显著增加。

孔轴配合的等级匹配：当公差等级高于IT8时，通常选择孔的公差等级比轴低一级（如孔IT8，轴IT7），以平衡加工难度。

六、公差与配合的实用技巧

标注方法：

零件图：可标注公差带代号（如Φ50H7）、极限偏差数值（如Φ50⁺⁰.⁰²⁵）或两者同时标注

装配图：以分数形式标注配合代号，分子为孔公差带，分母为轴公差带（如Φ50H7/g6）

选用原则：

相对运动要求：有相对转动或移动时选间隙配合；依靠过盈传递动力时选过盈配合；精确定位但不传递动力时选过渡配合。

工作条件考虑：温度变化大时需考虑热膨胀影响；重载场合需适当增加配合紧度。

装拆频率：频繁装拆的零件不宜选用过盈配合。

形状公差的重要性：除了尺寸公差，零件的形状误差也会影响功能。常见的形状公差包括：

直线度：直线要素保持理想直线的程度

平面度：平面要素保持理想平面的程度

圆度：圆形要素保持理想圆形的程度

圆柱度：圆柱面保持理想圆柱的程度

七、公差与配合的实际应用

在机械系统中，公差配合技术无处不在：

传动系统：齿轮与轴的配合需兼顾传动精度与安装便利，常采用过渡配合（如H7/k6）

支承系统：滚动轴承内圈与轴多采用过盈配合（如k6），外圈与壳体则采用较松的过渡配合（如J7）

定位系统：键与键槽的配合需保证可靠传递扭矩，常选用紧密的过渡配合

连接系统：螺纹连接的公差设计直接影响连接强度和密封性能

公差与配合是机械设计与制造的基石，它平衡了加工经济性与功能可靠性之间的矛盾。掌握好这门技术，不仅能设计出高精度、高可靠性的机械产品，还能有效降低生产成本，提高产品竞争力。随着制造业向数字化、智能化方向发展，公差配合技术也在不断演进，但其核心原则——在保证功能的前提下寻求最佳经济性——将始终是机械工程师的设计准则。

德国工程师协会的一项研究表明，超过30%的机械故障与公差配合选择不当直接相关。

本文PPT百度网盘下载链接：

50万+机械工程师都在看↓↓↓

关注上方公众号，回复关键词，免费领取海量资料！！

1. 回复【动图】领取10000+个机械动图及视频包

2. 回复【CAD】领取800GAutoCAD全套视频教程

3. 回复【UG】领取800G的UGNX全套视频教程

4. 回复【SW】领取800G的Solidworks全套教程

5. 回复【机械设计】领取800G（非标）机械设计资料