1 圆柱体的公差与配合
1.1互换性的概念与意义
现代化的机械工业要求机器零件和部件具有互换性。所谓“互换性”是指在一批规格大小相同的零件(或部件)中，如果任取其中的一个零件，不经过任何辅助加工及修饰，就可以顺利地装配成完全符合规定要求的产品。机器零件所具有的这种性质，就称为互换性。例如常见的螺栓、螺母、滚动轴承以及
自行车、手表上的零件均具有互换性。
零件具有互换性，不仅有利于装配和维修，而且可以简化设计、保证协作，便于采用先进设备和工艺，从而提高劳动生产率。
零件的互换性主要是通过规定零件的尺寸公差、表面形状和位置公差，以及表面粗糙度等技术要求来实现的。
1.2公差与配合的基本概念
在公差与配合标准中，孔与轴这两个名词有其特殊的含义。所谓“孔”主要是指圆柱形内表面，也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分；“轴”主要指圆柱形外表面，也包括其他外表面中由单一尺寸确定的部分。如图5-1(a)所示齿轮和轴的配合中，齿轮内孔和键槽宽度即谓之孔；轴和键则谓之轴，见图5-1(b)。
为了正确地了解公差与配合的有关内容，现将常用的基本概念、术语及定义分别作以下介绍。
1.2.1公 差
在生产过程中，由于设备条件(如机床、工具、量具等)和技术水平的影响，零件的尺寸不可能做得绝对准确，而且在使用中也无此必要。因此，在设计零件时，应根据它的使用要求，并考虑加工的可能性和经济性，给零件的尺寸规定一个允许的变动量，此变动量即称为公差。
现以孔为例，将有关尺寸公差的术语及定义介绍如下：
⑴基本尺寸:设计给定的尺寸。如图5-2(a)中的尺寸L，5-2(b)中的φ50。
图中剖面符号较密的部分，表示尺寸允许的变动量，称为公差带。
⑵实际尺寸:
通过实际测量所得的尺寸。由于存在测量误差，实际尺寸并非被测尺寸的真值。
最大极限尺寸
两个界限值中较大的一个，如图5-2(b)中的尺寸φ50.007。
最小极限尺寸
两个界限值中较小的一个，如图5-2(b)中的尺寸φ49.982。
⑶尺寸偏差(简称偏差)
某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。尺寸偏差有上偏差、下偏差和实际偏差之分。
上偏差(孔用ES、轴用es表示) ：
最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。如图5-2(b)中，孔的上偏差ES=50.007-50=+0.007。
下偏差(孔用EI、轴用ei表示)
最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。如图5-2(b)中，孔的下偏差EI=49.982-50=-0.018。
实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。实际偏差应在上、下偏差所决定的区间内，才算合格。上、下偏差统称为极限偏差。偏差可以为正、负或零值。
⑷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差；也等于上偏差与下偏差之差。如图5-2(b)中：
公差=50.007-49.982=0.007-(-0.018c)=0.025。
⑸零线
在公差带图中，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5-3)。由零线向上为正值，向下为负值。
⑹尺寸公差带(简称公差带)
在公差带图中，代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带在垂直于零线方向的宽度代表公差大小；公差带对零线的位置可由上偏差或下偏差确定；而公差带在沿零线
方向的长度，则可任意选取。
1.2.2 配
合
⑴配合：基本尺寸相同的、互相结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。孔和轴配合时，由于它们的
实际尺寸不同，将产生间隙或过盈。
⑵间隙或过盈
：孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差为正时是间隙，为负时是过盈(图5-4)。
⑶配合类别
：根据孔、轴公差带相对位置不同，或按配合零件的结合面形成间隙或过盈的不同，配合分为三类。
间隙配合：具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合，此时孔的公差带在轴的公差带之上(图5-5a)。
最大间隙
孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差。
最小间隙 孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差。
过盈配合：
具有过盈(包括最小过盈为零)的配合，此时孔的公差带在轴的公差带之下(图5-5b)。
最大过盈
孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所得的代数差。
最小过盈 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的代数差。
过渡配合
：可能具有间隙或过盈的配合。此时孔的公差带与轴的公差带相互交叠(图5-5c)。对过渡
配合，一般只计算最大间隙和最大过盈。
在规定具有过渡配合性质的一批零件的公差时，虽然允许得到间隙或过盈的配合，但对已装配好的一对具体零件，则只能得到一种结果，即为间隙或过盈。
