零件尺寸公差与配合的合理选择
一、基孔制和基轴制的选择
基准制是选择孔轴间各种配合关系的前提，被分为基孔制和基轴制两种系列。
基孔制是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。基孔制的特点是孔为基准孔，其下偏差为零。
基轴制是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。基轴制的特点是轴为基准轴，其上偏差为零。
维修中基准制的选择原则是：
（1）一般情况下，要优先选用基孔制。相对来说，加工孔要比加工轴困难。采用基孔制，通过改变轴的尺寸和基准孔相配，加工起来容易方便，工艺性好；又有利于减少加工同一公称尺寸而配合不同的孔，所需标准刀具和量具的总数，减少总的生产投入。
（2）修理中，若直接截取冷拉钢材做轴，外圆不再进行加工，可采用基轴制，在加工孔中实现配合要求。
（3）与标准件配合的零件，基准制的选择应依照标准件来定。
（4）修理件的基准制应根据相配件的具体情况进行选择。
（5）由于结构原因必须采用多件配合时，应根据装配要求，具体分析情况，选用合适的基准制。
二、公差等级的选择
（1）选择公差等级首先要能满足使用要求。常用的配合尺寸一般采用的公差等级为IT5～IT11；特别精密零件的配合尺寸一般采用的公差等级为IT2～IT5；非配合尺寸制造时，一般采用的公差等级为IT12～IT18。
（2）选择公差等级要考虑工艺实现的可能性和经济性。在满足使用的前提下，应尽可能地选择较低的公差等级以降低加工成本。在生产过程中，产品精度的提高会明显增加生产成本，两者并不成正比关系。因此，选择公差等级一定要慎重。首先要对各种加工方法能达到的公差等级做到心中有数。然后，再根据工艺设备和条件进行综合考虑。
（3）维修件选择公差等级还要考虑相配零件的精度及装配要求等。
三、配合的选择
1.配合的一般选择
配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。因此，配合性质主要由基本偏差的特点决定，同时也与公差等级有一定关系。一般采用基孔制时，选择配合主要是确定轴的基本偏差代号，同时确定孔、轴公差等级。对于间隙配合，基本偏差的绝对值等于最小间隙的绝对值，所以可按最小间隙确定其基本偏差代号。对于过盈配合，在确定基准件公差等级以后，要以此为基础，根据最小过盈确定基本偏差代号。孔、轴的公差等级应根据配合要求确定。
（1）在基孔制的间隙配合中，轴的基本偏差具有如下所述的配合特性。
1）a、b:可得到特别大的间隙，应用很少。
2）c:可得到很大间隙，一般用于缓慢、松驰的间隙配合处，以及工作条件较差、受力变形较大，或为了便于装配而必须有较大间隙的地方。
3）d:适用于松的转动配合，如密封盖、滑轮等与轴的配合。也适用于大直径滑动轴承以及重型机械滑动支承中的配合。公差等级常用IT7～IT11级。
4）e:适用于要求有明显间隙，易于转动的支承配合。高等级的e轴适用于高速、重载、大支承处。公差等级常用IT7～9级。
5）f:广泛用于由普通润滑油、脂润滑的转轴与滑动支承的配合。公差等级多用IT6～IT8级。
6）g:最适合于不回转的精密滑动配合，例如精密连杆轴承、活塞及滑阀，连杆销等处的配合。公差等级多用IT5～IT7级。
7）h:广泛用于无相对转动的零件，作为一般的定位配合。公差等级多用IT4～IT11级。
（2）在基孔制的过渡配合中，轴的基本偏差具有如下所述的配合特征。
1）js:平均起来为销有间隙的配合。多用于略有过盈的定位配合，如联轴器、齿圈与钢制轮毂的配合等。一般可用手或木锺装配。公差等级多用IT4～IT7级。
2）k:平均起来为没有间隙的配合。多用于稍有过盈的定位配合。例如为了消除振动的定位配合。一般用木锤进行装配。公差等级多用IT4～IT7级。
3）m:平均起来为过盈不大的配合。一般用于要求由木锤装配的组件。公差等级多用IT4～IT7级。
4）n:平均起来过盈稍大的配合。常用手锤或压力机装配的紧密配合的组件。公差等级多用IT4～IT7级。
（3）在基孔制的过盈配合中，轴的基本偏差具有如下所述的配合特性。
1）p:与H6或H7的孔配合时是过盈配合。与H8的孔相配合时为过渡配合。对非铁类零件，为较轻的压入配合；对钢、铸铁或铜钢组件的装配是标准压入配合。
2）r:对铁类零件为中等打入配合。对非铁类零件为轻的打入配合。与H8孔配合，直径在100mm以上时为过盈配合，直径较小时为过渡配合。
3）s:用于钢和铸铁零件的永久性和半永久性装配，过盈充分，可产生相当大的结合力。常用温差法进行装配。
4）t、u、v、x、y、z：过盈量依次增大。u轴常见使用。需用温差法进行装配。
2.配合的优先选择
选择配合首先要采用优先公差带及优先配合；其次采用常用公差带及常用配全；然后才采用一般用途的公差带及一般配合。
（1）优先间隙配合：
1）基孔制：H11/c11、H9/d9、H8/f7、H7/g6、H7/h6、H8/h7、H9/h9、H11/h11。
2）基轴制：C11/h11、D9/h9、F8/h7、G7/h6、H7/h6、H8/h7、H9/h9、H11/h11。
（2）优先过渡配合；
1）：基孔制：H7/k6、 H7/n6。
2）基轴制：K6/h6、 N7/h6。
（3）优先过盈配合：
1）基孔制：H7/p6、H7/s6、H7/u6。
2）基轴制：P7/h6、S7/h6、U7/h6。
常见形位误差的测量方法
一、导轨直线度误差的常用测量法
1.平尺研点法
2.平尺拉表法
3.塞尺测量法
4.水平仪测量法
二、导轨平行度误差的常用测量法
机械设备的基础零件如床身、滑座等，一般都是由两条以上的导轨表面组成。不仅要使每条导轨应该满足直线度要求，还应满足几条导轨之间的平行度要求。测量导轨间平行度误差的常用方法有如下三种。
1.拉表测量法
2.千分尺测量法
3.水平仪借助桥板测量法
三、导轨间垂直度误差的常用测量法
1.90°角尺拉表测量法
2.框式水平仪测量法
四、工作台表面平面度误差的常用测量法
工作台表面平面度误差测量时，一般都规定为用工作台面的纵、横、对角或者辐射方向上的直线度误差中的最大值，近似代替平面度误差值。工作台平面度的常见测量位置如图6-9的点划线所示。
1.塞尺测量法
2.平尺拉表法
五、设备主轴跳动误差常用测量方法
设备主轴在回转中的跳动误差主要受自身的加工精度影响外，还在一定程度上受轴承的精度影响。这样，对于由滚动轴承支承的主轴，测量其跳动误差时，主轴的转动圏数一般应不得少于10圈。这是因为轴承中的滚珠或滚柱的公转速度与主轴的转速不一致，主轴在前后的高点也不一致。在一、两转范围内，很难发现跳动的最大值。测量中，应取千分表在主轴转动10圈过程中的最大读数，与最小读数之差作为跳动的误差值。
1.主轴锥孔中心线径向圆跳动的测量方法
2.主轴锥孔径向圆跳动的测量方法
3.主轴定心轴颈颈向圆跳动的测量方法
4.主轴端面圆跳动和轴向窜动的测量方法。
修理中的尺寸链问题
设备维修中，利用尺寸链原理分析问题，有利于解决相互关联的多表面间的位置尺寸精度和位置关系精度问题，有利于选择合适的修理方法。
一、尺寸链的定义
机械设备在装配或者零件加工过程中，零件表面或者轴线间的一组尺寸依次排列，构成封闭形式，其中某一尺寸的公差与极限偏差由其他尺寸的公差与极限偏差确定，这样的一组尺寸称为尺寸链。如果所有尺寸都在同一零件上，叫做零件尺寸链。如果所有尺寸不在同一个零件上，是由部件中若干个零件的尺寸组成，叫做装配尺寸链。
组成尺寸链的各个尺寸叫做环。可以独立存在的环叫组成环。受其他尺寸支配，在加工或者装配中最后自然形成的环叫终结环，或者叫封闭环。装配尺寸链终结环往往代表装配精度要求的尺寸。零件尺寸链终结环为精度要求最低的，常常不作标注尺寸。在组成环中，凡是自身尺寸增加，终结环也随之增大者叫做增环。而自身尺寸增大，封闭环反而随之减小者叫做减环。装配中，通过尺寸改变，以满足封闭环要求的组成环叫做补偿环。补偿环又有调整环和修配环之分。
2.尺寸链之间的联系形态
设备的零部件中，往往同时存在几个尺寸链，它们之间彼此相互联系在一起，形成三种类型的形态。
（1）并联尺寸链：几个尺寸链，通过一个或者几个公共环相互联系起来的形态叫做并联尺寸链。
（2）串联尺寸链：串联尺寸链是每一个后继尺寸链，都以前一个尺寸链作为基面或者基线的联系形态。
（3）混联尺寸链：混联尺寸链，是同时具有并联和串联两种联系形态的尺寸链。
二、常见尺寸链的计算
尺寸链的计算，就是根据设备零部件在加工及装配过程中的精度要求，来确定尺寸链各环的基本尺寸，及其极限偏差。尺寸链的计算过程，通常又被称为解尺寸链。
在解尺寸链时，经常需要解决的问题是：
（1）根据各组成环的基本尺寸，极限偏差和公差，计算终结环的基本尺寸，极限偏差和公差。在尺寸链原理中被称为解正面问题。
（2）根据终结环的基本尺寸，极限偏差和公差，计算各组成环的基本尺寸，极限偏差和公差。在尺寸链原理中被称为解反面问题。
（3）根据终结环和其他各组成环的基本尺寸，极限偏差和公差，计算某一组成环的基本尺寸，极限偏差和公差，在尺寸链原理中被称为解中间问题。
常见尺寸链的计算方法有：
1.正面问题计算法
2.反面问题计算法
3.中间问题的解法
