答：公差与配合是机械设计中的基础问题，直接影响产品的装配性能、使用性能和制造成本。合理选择公差与配合，是每个机械设计师必备的基本技能。
**一、基本概念回顾**
**1. 公差**
- **尺寸公差**：允许尺寸的变动量
- **公差带**：由上偏差和下偏差限定的区域
- **标准公差**：国家标准规定的一系列公差值，用IT表示
- **公差等级**：共20级，IT01、IT0、IT1...IT18，等级数字越大，精度越低
**2. 配合**
- **间隙配合**：孔的尺寸总是大于轴的尺寸，有间隙
- **过盈配合**：孔的尺寸总是小于轴的尺寸，有过盈
- **过渡配合**：可能有间隙也可能有过盈
- **基孔制**：孔的基本偏差固定，改变轴的基本偏差得到不同配合
- **基轴制**：轴的基本偏差固定，改变孔的基本偏差得到不同配合
**二、公差等级的选择**
**1. 选择原则**
- 在满足使用要求的前提下，尽量选用较低的公差等级
- 精度越高，成本越高，要权衡性能和成本
**2. 各公差等级的应用**
- **IT01~IT1**：量块、高精度量仪，极少用于机械零件
- **IT2~IT5**：特别精密的零件，如精密量具、精密仪器
- **IT5~IT7**：精密配合，如机床主轴、精密轴承配合
- **IT7~IT9**：中等精度配合，应用最广，如一般的轴孔配合
- **IT9~IT11**：一般精度配合，如不重要的配合、键槽等
- **IT11~IT13**：低精度配合，如冲压件、铸件配合
- **IT12~IT18**：非配合尺寸，粗加工、毛坯尺寸
**3. 选择时考虑的因素**
- **使用要求**：配合精度、运动精度、密封性等
- **加工工艺性**：各种加工方法能达到的经济精度
- **成本**：精度越高，成本呈指数级上升
- **配合尺寸大小**：尺寸越大，加工越难，公差可适当放大
- **零件形状**：形状复杂的零件，公差可适当放大
- **生产批量**：大批量生产可以达到更高的精度
**三、配合种类的选择**
**1. 间隙配合**
- **特点**：有间隙，孔轴可以相对运动
- **适用场合**：
- 有相对运动的配合，如滑动轴承、导轨等
- 需要经常拆卸的配合
- 定心精度要求不高的配合
- 热胀冷缩需要补偿的场合
- **常用配合**：H7/g6、H7/h6、H8/f7、H8/h7、H9/d9等
**2. 过渡配合**
- **特点**：间隙很小或略有过盈，定心精度高
- **适用场合**：
- 要求定心精度高，且需要拆卸的配合
- 不承受载荷或只承受很小载荷的定位配合
- 用键或销传递扭矩的配合
- **常用配合**：H7/k6、H7/m6、H7/n6、H7/js6等
**3. 过盈配合**
- **特点**：有过盈，孔轴紧固在一起，不能相对运动
- **适用场合**：
- 传递扭矩或轴向力的配合
- 永久性连接，不需要拆卸
- 要求定心精度高的配合
- **过盈配合的装配方法**：
- 压入法：用压力机压入，适用于中等过盈
- 温差法：加热孔或冷却轴，适用于大过盈
- **常用配合**：H7/p6、H7/r6、H7/s6、H7/u6等
**四、基准制的选择**
**1. 优先选用基孔制**
- **原因**：
- 孔的加工比轴困难，刀具量具规格多
- 采用基孔制可以减少孔的公差带种类，减少刀具量具
- 有利于生产和降低成本
- **适用场合**：一般情况下优先选用
**2. 基轴制的适用场合**
- **同一根轴与多个孔配合，且配合性质不同**：如活塞销与活塞和连杆的配合
- **冷拔型材直接做轴**：不需要加工，直接用
- **标准件配合**：如与滚动轴承外圈配合的孔
- **小尺寸轴**：直径很小的轴，加工困难，可用标准棒料
**五、配合选择的方法**
**1. 类比法**
- **方法**：参考同类产品或手册中的推荐配合
- **优点**：简单方便，应用最广
- **缺点**：需要有一定的经验积累
- **建议**：多收集整理成功的配合案例
**2. 计算法**
- **方法**：根据使用要求计算所需的间隙或过盈
- **优点**：科学准确
- **缺点**：计算复杂，需要很多参数
- **适用场合**：重要的、特殊的配合
**3. 试验法**
- **方法**：通过试验确定最佳配合
- **优点**：最可靠
- **缺点**：成本高，周期长
- **适用场合**：特别重要的配合，新产品试制
**六、选择配合的步骤**
**1. 确定使用要求**
- 是否有相对运动？
- 是否需要传递载荷？
- 定心精度要求高不高？
- 是否需要经常拆卸？
- 工作温度变化大不大？
- 载荷大小和性质？
**2. 选择配合种类**
- 有相对运动 → 间隙配合
- 定心要求高、要拆卸 → 过渡配合
- 传递载荷、不拆卸 → 过盈配合
**3. 选择基准制**
- 一般情况选基孔制
- 特殊情况选基轴制
**4. 选择公差等级**
- 根据精度要求和加工经济性选择
- 孔比轴低一级（IT8的孔配IT7的轴）
- 大尺寸孔轴同级
**5. 选择具体配合代号**
- 参考类似产品或设计手册
- 根据间隙/过盈大小调整
- 考虑工作条件修正
**七、常见配合选用举例**
**1. 滑动轴承配合**
- 高速轻载：H7/f6、H8/f7
- 中速中载：H7/g6、H8/g7
- 低速重载：H7/h6、H8/h7
**2. 齿轮与轴的配合**
- 一般传动：H7/k6、H7/m6
- 重载、冲击：H7/n6、H7/p6
- 需要滑移：H7/h6、H7/g6
**3. 滚动轴承配合**
- 内圈与轴：k5、k6、m5、m6（根据载荷大小）
- 外圈与孔：H7、J7、Js7（根据载荷大小）
- 注意：轴承是标准件，内圈按基孔制，外圈按基轴制
**4. 联轴器与轴的配合**
- 一般：H7/k6、H7/m6
- 重载：H7/n6、H7/p6
**5. 定位销配合**
- 圆柱销：H7/h6、H7/m6
- 圆锥销：H7/h6（小端）
**八、选择公差配合的注意事项**
**1. 不要盲目追求高精度**
- 精度越高，成本越高
- 满足使用要求即可
- 过高的精度会造成加工困难、废品率高
**2. 考虑加工工艺性**
- 了解各种加工方法的经济精度
- 设计的公差要能经济地加工出来
- 同一零件上的尺寸尽量选用相近的公差等级
**3. 考虑装配工艺性**
- 过盈配合要考虑装配方法
- 间隙配合要考虑装配方便性
- 有对中要求的要设计导向结构
**4. 考虑工作条件**
- 温度变化：高温工作要考虑热胀冷缩
- 载荷变化：动载荷比静载荷需要更大的过盈
- 润滑条件：有润滑的间隙可以小一些
**5. 配合面的形位公差和表面粗糙度**
- 形位公差会影响配合性质
- 表面粗糙度会影响实际间隙/过盈
- 要与尺寸公差协调匹配
**6. 标准化**
- 尽量选用标准公差与配合
- 优先选用常用公差带和配合
- 不要随意设计非标准配合
公差与配合的选择是一个需要经验积累的过程，建议多参考成熟的设计案例和设计手册，在实践中不断总结提高。同时，也要结合具体的使用条件和加工条件，灵活运用，不能生搬硬套。
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