这一节我们将分别介绍尺寸公差、配合和形位公差。公差与配合也称极限与配合是零件图和装配图中一项重要的技术要求，也是检验产品质量的技术指标。公差与配合是涉及机械零件和构件的制造、装配和互换性的一项重要的基础性和强制性标准。这项标准主要是为了满足零件的装配要求和互换性要求，即在一批零件中任意取一件不经修配都可以满足传动和装配要求的安装到机器中去。例如孔与轴的结合是机器中应用最广的基本结合形式。为了满足互换性的要求，必须制订出孔、轴的尺寸公差及配合松紧程度的配合标准。本节介绍尺寸公差与配合的基本概念，公差与配合标准和应用。 尺寸公差的基本概念：

1. 尺寸：用特定单位表示长度值的数字。包括直径、长度、宽度、高度、厚度以及中心距、圆角半径等等。
2. 基本尺寸：设计给定的尺寸。
3. 实际尺寸：通过测量所得到的尺寸。
4. 极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值，它以基本尺寸为基数来确定。两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。如图（3-公差与配合-1）中孔的最大极限尺寸30+0.01=φ30.01；最小极限尺寸30-0.01=φ29.99。

   
   （图3-公差与配合-1）

5. 尺寸公差(简称公差)：允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。（图3-公差与配合-2）

   
   （图3-公差与配合-2）

6. 尺寸偏差(简称偏差)：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差<称为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。国家标准规定，孔的上偏差代号为ES，轴的上偏差代号为es；孔的下偏差代号为EI，轴的下偏差代号为ei，则：
   • ES＝孔的最大极限尺－孔的基本尺寸
   • cs＝轴的最大极限尺寸－轴的基本尺寸
   • EI＝孔的最小极限尺寸－孔的基本尺寸
   • ei＝轴的最小极限尺寸－轴的奥基本尺寸
   偏差可以为正值、负值和零（图3-公差与配合-2）。
7. 零线：在公差与配合图解(简称公差带图)中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常零线表示基本尺寸（图3-公差与配合-2）。
8. 尺寸公差带(简称公差带)：在图2—1中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。　
9. 标准公差：标准公差是用来说明实现零件的互换性和满足各种使用要求，用以确定公差带大小的任一公差。标准公差用代号IT(International Tolerance)表示。标准公差分为20级，即：IT01、IT0、IT1，……IT18。其中IT表示标准公差，阿拉伯数字表示公差等级，从IT01至IT18等级依次降低，公差依次增大。为了使用方便，国家标准把≤500的基本尺寸范围分为 13尺寸段，按不同的公差等级对应各个尺寸分段规定出公差值，并用表的形式列出。　 根据国际标准，以下为基本尺寸0-500mm，4-18级精度标准公差表。

   基本尺寸		公差值
   		IT4	IT5	IT6	IT7	IT8	IT9	IT10	IT11	IT12	IT13	IT14	IT15	IT16	IT17	IT18
   大于	到	µm								mm
   -	3	3	4	6	10	14	25	40	60	0.10	0.14	0.25	0.40	0.60	1.0	1.4
   3	6	4	5	8	12	18	30	48	75	0.12	0.18	0.30	0.48	0.75	1.2	1.8
   6	10	4	6	9	15	22	36	58	90	0.15	0.22	0.36	0.58	0.90	1.5	2.2
   10	18	5	8	11	18	27	43	70	110	0.18	0.27	0.43	0.70	1.10	1.8	2.7
   18	30	6	9	13	21	33	52	84	130	0.21	0.33	0.52	0.84	1.30	2.1	3.3
   30	50	7	11	16	25	39	62	100	160	0.25	0.39	0.62	1.00	1.60	2.5	3.9
   50	80	8	13	19	30	46	74	120	190	0.30	0.46	0.74	1.20	1.90	3.0	4.6
   80	120	10	15	22	35	54	87	140	220	0.35	0.54	0.87	1.40	2.20	3.5	5.4
   120	180	12	18	25	40	63	100	160	250	0.40	0.63	1.00	1.60	2.50	4.0	6.3
   180	250	14	20	29	46	72	115	185	290	0.46	0.72	1.15	1.85	2.90	4.6	7.2
   250	315	16	23	32	52	81	130	210	320	0.52	0.81	1.30	2.10	3.20	5.2	8.1
   315	400	18	25	36	57	89	140	230	360	0.57	0.89	1.40	2.30	3.60	5.7	8.9
   400	500	20	27	40	63	97	155	250	400	0.63	0.97	1.55	2.50	4.00	6.3	9.7

   注：基本尺寸小于1mm时，无IT14至IT18。
10. 基本偏差；国家标排规定用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差；一般为最靠近零线的那个偏差为基水偏差。当公差带位于零线的上方时，基本偏差为下偏差；当公差带位于零钱的下方时，基本偏差为上偏差。
11. 公差等级：确定尺寸精确程度的等级。

配合的基本概念

基本尺寸相同的、相互结合的零部件公差带之间的关系，称为配合。根据使用的要求不同，零部件之间的配合有松有紧，因而配合分为三类，即间隙配合、过盈配合和过渡配合，如（图3-公差与配合-3）所示。

（图3-公差与配合-3）

1. 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（图3-公差与配合-3a）所示，孔的公差带在轴的公差带之上。一批相配合的孔、轴的实际尺寸是不同的，装配后间隙也是不同的。当孔为最大极限尺寸、轴为最小极限尺寸时，装配 后会有最大间隙，以Xmax 表示；当孔为最小极限尺寸、轴为最大极限尺寸时，装图2—4 间隙配合配后会有最小间隙，以Xmin表示。
   二者可用下列公式表示：

   Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmax-dmax=EI-es
2. 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3-公差与配合-3c）所示，孔的公差带在轴的公差带之下。同样，一批相互配合的孔、轴的实际尺寸是变化的，每一对装配后的过盈也是变化的。当孔为最图2—5 过盈配合大极限尺寸、轴为最小极限尺寸时，装配后会有最小过盈，用Ymin 表示；当孔为最小极限尺寸、轴为最大极限尺寸时，装配后会有最大过盈，用Ymax 表示。
   综合以上两种配合可得：

   Dmax-dmin=ES-ei 代数差为正时是Xmax，为负时是Ymin； Dmin-dmax=EI-es 代数差为正时是Xmin， 为负时是Ymax。
3. 过渡配合 孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。如（图3-公差与配合-3b）所示，孔的公差带与轴的公差带互相交叠。过渡配合介于间隙配合与过盈配合之间；某对孔、轴装配后，不是有间隙，就是有过盈，绝不会又有间隙又有过盈。过渡配合的计算同过盈配合。

形状和位置公差的基本概念 由于形状和位置公差的误差过大，会影响机器的工作性能，因此对精度要求高的零件，除了应保证尺寸精度外，还应控制其形状和位置公差。形状和位置公差简称形位公差，是指零件的实际形状和实际位置对理想形状和理想位置所允许的最大变动量。如加工轴时可能会出现轴线弯曲或一头粗、一头细的现象，这种现象属于零件形状误差。如图9-33a所示，为了保证滚柱工作质量，除了注出直径的尺寸公差（Ф12 ^-0.006_-0.017) 外，还需要标注滚柱轴线的形状公差直线度（如图3-公差与配合-4a），这个直线度误差必须控制在直径Ф0.006mm的圆柱面内。又如图3-公差与配合-4a所示，箱体上两个孔是安装锥齿轮轴的孔，如果两孔轴线歪斜太大，就会影响锥齿轮的啮合传动。为了保证正常的啮合，应该使两孔轴线保持一定的垂直位置，所以要注上位置公差垂直度要求，图中的垂直度说明一个孔的轴线，必须位于距离为0.05mm、且垂直于另一个孔的轴线的两平行平面之间。图3-公差与配合-5给出了形位公差的参数说明。

（图3-公差与配合-4）

（图3-公差与配合-5）

国标GB/T 1182―1996规定了用来标注形状和位置公差的代号。形位公差代号包括：形位公差的各项目的符号（见下表），形位公差框格及指引线，形位公差值和其他有关符号，以及基准代号等。这些内容可参阅图3-公差与配合-5及图中说明。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。

（图3-公差与配合-6）

GB/T1184-1996 对直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差值进行规定，（表可查阅《机械设计手册》）。若采用 GB/T1184-1996 规定的未注公差值 , 应在标题栏附近或在技术要求、技术文件（如企业标准）中注出标准代号及工差等级代号。

GB T 1184-1996 形状和位置公差未注公差值 下载地址