公差与配合是机械类专业技术基础课，它是将公差配合和计量学有机地结合在一起，从互换性角度出发，围绕误差与公差这两个概念来研究如何解决使用要求与制造要求的矛盾，而这一矛盾的解决是合理确定公差配合和采用适当的技术测量手段。

ISO8402对互换性的定义是：一个实体，不用改变即可代替另一实体，满足同样要求的能力。

互换性是现代化生产的重要技术经济原则。在机械和仪器制造工业中，零、部件的互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配（如钳工修理）就能装在机器上，达到规定的性能要求。为满足机械制造中零件所具有的互换性，要求生产零件尺寸应在允许的公差范围之内。这就必须对一种零件的形式、尺寸、精度、性能等规定一个统一的标准。同类产品还需按尺寸大小合理分档，以减少产品的系列，这就是产品标准化。

机械和制造业中的互换性，通常包括几何参数（如尺寸）和力学性能（如硬度、强度）的互换。

按照染色体互换范围的不同，可分为完全互换（绝对互换）和不完全互换（有限互换）。完全互换在机械制造中应用广泛。但是，在单件生产的机器中（特重型、特高精度的仪器），往往采用不完全互换。这是因为在这种情况下，完全互换将导致加工困难（甚至无法加工）或制造成本过高。为此，生产中往往把零、部件的精度适当降低，以便于制造。然后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零、部件各分成若干组。使每组内尺寸差别比较小。最后再把相应组的零、部件进行装配。这样既解决了零部件的加工困难，又保证了装配的精度要求。

（1）从使用方面看，如人们经常使用的自行车和手表的零件，生产中使用的各种设备的零件等，当它们损坏以后，修理人员很快就可以用同样规格的零件换上，恢复自行车、手表和设备的功能。而在某些情况下，互换性所起的作用还很难用价值来衡量。例如在战场上，要立即排除武器装备的故障，继续战斗，这时做主零、部件的互换性是绝对必要的。

（2）从制造方面来看，互换性是提高生产水平和进行文明生产的有力手段。装配时，不需辅助加工和修配，故能减轻装配工人的劳动强度，缩短装配周期，并且可使装配工人按流水作业方式进行工作，以致进行自动装配，从而大大提高生产效率。加工时，由于规定有公差，同一部机器上的各种零可以同时加工。用量大的标准件还可以由专门工厂单独生产。这样就可以采用高效率的专用设备，乃致采用计算机辅助加工。这样产量和质量必然会得到提高，成本也会显著降低。

（3）从设计方面看，由于采用互换原则设计和生产标准零碎、部件，可以简化绘图、计算等工作，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计。

孔和轴是广义的，孔是包容面，内部无材料。孔包括圆柱形的内表面，也包括非圆柱形的内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）；轴是被包容面，外部无材料。轴包括圆柱形的外表面，也包括非圆柱形的外表面。

尺寸：由设计者给定，由数字和长度单位(一般为mm)组成。

基本尺寸：孔为D,轴为d，当孔和轴配合时，D=d。

实际尺寸：孔Da,轴da,通过测量得到，存在测量误差，非真值。

局部实际尺寸：不同部位的实际尺寸各不相同。

极限尺寸：孔Dmax,Dmin,轴dmax,dmin。

最大实体极限（MML）：孔Dmin,轴dmax。

最小实体极限（LML）：孔Dmax,轴dmin。

偏差是某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

极限偏差指上偏差（ES,es）和下偏差(EI,ei)。

孔的上下偏差：ES= Dmax –D, EI= Dmin –D;孔的实际偏差必须在上下偏差之间。

轴的上下偏差：es= dmax -d, ei= dmin -d; 轴的实际偏差必须在上下偏差之间。

偏差可为正值、负值或零。偏差值除零外，应标上相应的“+”号或“ -”号。偏差影响配合松紧。

公差是允许尺寸的变动量。公差为绝对值，不能为零。

孔公差：TD=| Dmax - Dmin |=|ES-EI|

轴公差：Td=| dmax - dmin |=|es-ei|

极限偏差和公差都是设计给定的，反映使用要求。

公差反映尺寸制造精度，公差值越小，精度越高，制造越困难。公差带由公差带大小和公差带位置决定，公差带大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。

1.定义

配合是孔和轴公差带之间的关系，是设计时对一批孔、轴提出的要求，不是指某一对孔和轴结合的松紧。

2.种类

（1）间隙配合：最大间隙xMax=Dmax-dmin=ES-ei,最小间隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es；

（2）过渡配合：最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei,最大过盈Ymax=Dmin-dmax=Ei-es；

（3）过盈配合：最大过盈Ymax=Dmin-dmax=Ei-es,最小过盈Ymin=Dmax-dmin=ES-ei。

3.配合公差

配合公差是组成配合的孔、轴公差之和。Tf=TD+Td。它反映装配要求，孔轴公差反映制造要求。

1． 标准公差系列

公差等级：20级(IT01,IT0,IT1,IT2……IT18),公差等级越大，公差值越大，精度越低，制造越容易。

基本尺寸分段：在£500mm内分为13段。基本尺寸越大，公差值越大。

2． 基本偏差系列

孔的基本偏差：28个，大写字母表示。

轴的基本偏差：28个，小写字母表示。

孔公差带和轴公差带由基本偏差代号和公差等级的表示，例H8,K7,h7,s6等。

基本偏差与公差值无关，基本偏差是靠近零线的那个偏差，可以是上偏差也可以是下偏差。

3． 极限与配合的标注方法

在零件图上标注：f50H7 , f50( ),f50H7( )三种方式等价。

在装配图上标注孔与轴的配合：f50H7/f6 ,

4． 一般公差（未注公差）

由加工设备保证，不需检测。

选用原则：经济、满足使用要求。

1． 基准制的选用

优先选用基孔制；

与标准件相配时，基准制的选用由标准件而定：与标准孔配合则选基孔制，与标准轴配合则选用基轴制；

同一基本尺寸的孔（轴）与多件轴（孔）配合时，应当选用基孔（轴）制。

2． 公差等级的选用

在保证使用要求的前提下，尽量选较低的公差等级，以降低成本；

当公差等级\u003cIT8时，孔比轴低一级相配合，例：H7/f6,P6/h5等；

当公差等级=IT8 时，孔和轴可以同级配合，也可以孔比轴低一级配合，例：H8/g7,H8/d8等；

当公差等级\u003eIT8 时，孔和轴同级配合；例：H11/c11，D9/h9等。

3．配合种类的选用

装配后有相对运动，应选用间隙配合；

装配后有定位精度要求或需要拆卸，应选用过渡配合，间隙和过盈要小；

装配后要传递载荷的，应选用过盈配合。

选用公差带时，按优先公差带、常用公差带、一般公差带的次序进行选用；

选用配合时，按优先配合、常用配合的次序进行选用。

1.分类

（1）基孔制 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构成各种配合的一种制度成为基孔制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将孔的公差带的位置固定，通过变动轴的公差带位置，得到各种不同的配合

基孔制的孔称为基准孔。国家标准规定基准孔的下偏差为0，“H”为基准孔的基本偏差。

（2）基轴制 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构成各种配合的一种制度称为基轴制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将轴的公差带位置固定，通过变动孔的公差带位置，得到各种不同的配合

基轴制的轴称为基准轴。国家标准规定基准轴的上偏差为0，“h”为基轴制的基本偏差。

2.选用原则

一般情况下，应优先采用基孔制。这样可以限制定值切削刀具。量具的规格数量。基轴制通常仅用于具有明显经济效果的场合和结构设计要求不适合采用基孔制的场合。

1.定义

形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差用形状公差带表达。形状公差带包括公差带形状、方向、位置和大小等四要素。形状公差项目有：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度等6项。

2.类型

（1）直线度

直线度是表示零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况。也就是通常所说的平直程度。直线度公差是实际线对理想直线所允许的最大变动量。也就是在工程图上所给定的，用以限制实际线加工误差所允许的变动范围。

（2）平面度

平面度是表示零件的平面要素实际形状，保持理想平面的状况。也就是通常所说的平整程度。平面度公差是实际表面对平面所允许的最大变动量。也就是在图样上给定的，用以限制实际表面加工误差所允许的变动范围。

（3）圆度

圆度是表示零件上圆的要素实际形状，与其中心保持等距的情况。即通常所说的圆整程度。圆度公差是在同一截面上，实际圆对理想圆所允许的最大变动量。也就是工程图上给定的，用以限制实际圆的加工误差所允许的变动范围。

（4）圆柱度

圆柱度是表示零件上圆柱面外形轮廓上的各点，对其轴线保持等距状况。圆柱度公差是实际圆柱面对理想圆柱面所允许的最大变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际圆柱面加工误差所允许的变动范围。

（5）线轮廓度

线轮廓度是表示在零件的给定平面上，任意形状的曲线，保持其理想形状的状况。线轮廓度公差是指非圆曲线的实际轮廓线的允许变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际曲线加工误差所允许的变动范围。

（6）面轮廓度

面轮廓度是表示零件上的任意形状的曲面，保持其理想形状的状况。面轮廓度公差是指非圆曲面的实际轮廓线，对理想轮廓面的允许变动量。也就是工程图上给定的，用以限制实际曲面加工误差的变动范围。

1.定义

位置公差是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。

2.类型

(1)定向公差

定向公差是指关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。这类公差包括平行度、垂直度、倾斜度3项。

(2)定位公差

定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量。这类公差包括同轴度、对称度、位置度3项。

(3)跳动公差

跳动公差是以特定的检测方式为依据而给定的公差项目。跳动公差可分为圆跳动与全跳动。