前言
在机械设计与制造中， 公差配合 是决定零件能否顺利装配、运行可靠的关键因素。即使尺寸设计再精准，如果配合选型不当，也会导致装配卡阻、过盈失效或间隙过大，引发噪音、磨损甚至安全事故。本文将系统梳理公差配合的基本概念、标准体系、选型原则与实战案例，并配以清晰示意图，帮助你在设计、加工、检验全流程中游刃有余。
适读人群 ：机械设计工程师、工艺工程师、质量检验员、技术培训师以及机械专业学生。
1️⃣ 公差配合的基本概念
1.1 什么是公差？
公差是指 实际尺寸 与 理论尺寸（基本尺寸） 之间允许的偏差范围。它由 基本偏差 （符号）和 公差带 （数值）两部分组成。
- 基本偏差
——用字母（如 h、H、f、F 等）表示，决定尺寸偏差的方向（正、负）以及相对位置。
- 公差带
——用数字（如 6、7、8 ）表示，决定偏差的大小。
例：Φ30 H7 表示孔的基本尺寸为 30 mm，基本偏差代号 H （正偏差），公差等级 7 对应的公差值约 21 µm（依据 GB/T 1804‑2000）。
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1.2 什么是配合？
配合是指 孔与轴 （或其他相配合件）在装配时的相对位置关系。根据极限尺寸的相对大小，配合可分为三大类：
|
配合类型 |
典型特征 |
适用场景 |
|---|---|---|
| 间隙配合
（Clearance） |
孔的最小尺寸 > 轴的最大尺寸，装配后有正间隙 |
需要自由转动、易拆装的轴承、滑动件 |
| 过盈配合
（Interference） |
轴的最小尺寸 > 孔的最大尺寸，装配后产生压装或热装 |
需要高刚性、传递扭矩的齿轮、联轴器 |
| 过渡配合
（Transition） |
极限尺寸相交或相邻，装配后间隙或过盈极小 |
需要定位且可拆装的轴承座、阀门轴 |
配合的本质 是通过 极限尺寸 的相对关系控制装配间隙或过盈量。
2️⃣ 标准体系与常用公差表
2.1 国内标准：GB/T 1804‑2000（《公差与配合》）
- 基本偏差代号
——h、H、f、F、g、G、js、js 等。
- 公差等级
——从 IT01 （最高精度）到 IT13 （最低精度），对应的公差值随尺寸增大而增大。
2.2 国际标准：ISO 286‑1/2
-
与 GB/T 1804 基本对应，采用 基本偏差代号 （如 h、H）和 公差等级 （如 6、7、8）。
-
ISO 286‑2 提供 配合表 （如 H7/g6 、 h6/f7 ），便于快速查找配合极限。
查表技巧 ：先确定基准制（基孔制或基轴制），再选取孔/轴的基本偏差代号，最后依据尺寸范围查对应的公差值。
3️⃣ 配合选型的系统流程
3.1 确定基准制
|
基准制 |
说明 |
适用情况 |
|---|---|---|
| 基孔制
（孔为基准） |
孔尺寸固定，轴尺寸随公差变化 |
轴承、套筒、齿轮等需要孔定位的场合 |
| 基轴制
（轴为基准） |
轴尺寸固定，孔尺寸随公差变化 |
需要轴定位、孔加工难度大的场合 |
| 互换制 |
两者均采用相同公差等级，互换性要求高 |
大批量生产、标准件互换  |
经验法则 ：大多数机械装配采用基孔制，因为孔加工更易实现高精度。
3.2 选定配合类型
- 功能需求
——是否需要转动、传递扭矩、定位。
- 装配方式
——冷装、热装、压装、锤装。
- 使用环境
——温度、振动、润滑情况。
3.3 确定公差等级
- 高精度
（IT01‑IT5）适用于 高转速轴承、精密仪器 。
- 中等精度
（IT6‑IT8）是 通用机械 的主流。
- 低精度
（IT9‑IT13）用于 结构件、非关键配合 。
3.4 计算极限尺寸
以 Φ30 H7 / h6 为例：
-
孔极限 ：
-
最小孔径 = 基本尺寸 + 基本偏差 = 30 mm + 0 µm = 30.000 mm
-
最大孔径 = 最小孔径 + 公差值（H7）≈ 30.000 mm + 21 µm = 30.021 mm
-
轴极限 ：
-
最大轴径 = 基本尺寸 + 基本偏差 = 30 mm – 0 µm = 30.000 mm
-
最小轴径 = 最大轴径 – 公差值（h6）≈ 30.000 mm – 13 µm = 29.987 mm
-
配合间隙 ：
-
最小间隙 = 最小孔径 – 最大轴径 = 30.000 mm – 30.000 mm = 0 mm（理论无间隙）
-
最大间隙 = 最大孔径 – 最小轴径 = 30.021 mm – 29.987 mm = 0.034 mm
该配合属于 过渡配合 ，装配后间隙极小，适用于需要定位且可拆装的轴承座。
4️⃣ 实战案例分析
案例 1：通用轴承座的间隙配合
- 需求
——轴承需在运行中保持润滑，装配后有适当间隙，便于拆卸。
- 选型
——基孔制，孔采用 H7 ，轴采用 h6 （标准间隙配合）。
- 极限间隙
——最大间隙约 0.034 mm，满足润滑油膜厚度要求。
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轴承座配合示意图
案例 2：阀门阀杆的过渡配合
- 需求
——阀杆需定位精准，且在维护时能够拆卸。
- 选型
——基孔制，孔 H7 ，轴 h7 （过渡配合）。
- 配合间隙
——最大约 0.018 mm，装配后几乎无间隙，拆装时可使用轻敲或拔出工具。
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阀门阀杆配合示意图
5️⃣ 常见误区与防错技巧
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误区 |
说明 |
防错建议 |
|---|---|---|
| 误把基孔制写成基轴制 |
导致加工尺寸偏差方向相反，装配卡阻 |
在技术文件中明确标注 “基孔制（孔为基准）”。 |
| 忽视温度对配合的影响 |
热装或冷装时未考虑热膨胀系数，导致过盈不足或过大 |
计算热膨胀量（ΔL = α·L·ΔT），并在装配工艺卡中注明。 |
| 选用过高精度导致成本飙升 |
对非关键部位使用 IT01‑IT03，成本不合理 |
依据功能需求分层次选取公差等级，关键部位使用高精度，其他部位使用中低精度。 |
| 配合表查错或使用旧版表 |
采用已废止的公差值，导致尺寸不匹配 |
使用最新的 GB/T 1804‑2000 或 ISO 286‑1/2 表格，必要时交叉验证。 |
| 未考虑装配力矩 |
过盈配合装配时未预估压装力，导致设备损坏 |
通过公式 F = (π·d·δ·E)/L 估算装配力，选用合适的装配工具（压装机、热装炉）。 |
6️⃣ 检验与质量控制
- 尺寸测量
——使用三坐标测量机（CMM）或高精度卡尺，分别测量孔、轴的极限尺寸。
- 配合间隙/过盈检测
- 间隙配合
——采用塞尺或间隙规（Go/No‑Go）检测。
- 过盈配合
——使用压装力计或应变片监测装配过程中的应力。
——对关键尺寸进行过程能力分析（Cp、Cpk），确保批量生产的公差符合设计要求。
图示 ：下图展示了常用的配合检验卡尺与塞尺的使用方法。
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配合检验卡尺示意图
7️⃣ 设计实用小技巧
- 先选配合后选尺寸
——先确定配合类型（间隙/过盈/过渡），再在对应的公差表中查找合适的孔/轴尺寸。
- 利用标准件
——尽量采用标准轴承、键槽等已有配合规格，减少自定义公差的风险。
- 预留加工余量
——在毛坯加工时留出 0.2‑0.5 mm 的余量，以便后续精加工达到公差要求。
- 考虑装配顺序
——复杂装配中，先装配关键配合，再装配次要配合，避免后期因间隙过大导致定位失效。
8️⃣ 结语
公差配合是机械设计的“血脉”，它把理论尺寸转化为可装配、可运行的实体。掌握配合的 基准制、配合类型、标准公差表 ，并结合 功能需求、装配工艺、质量控制 进行系统选型，才能在实际生产中实现 高可靠性、低成本、易维护 的目标。希望本文的系统梳理与案例示意，能帮助你在日常工作中快速定位问题、做出最优决策，让每一次装配都稳如泰山、准如钟表。