ISO 配合公差选择器 — 间隙配合与过渡配合计算

参数设置

基本尺寸 D

孔与轴共用的公称尺寸

孔的公差等级

基孔制（代号 H，下偏差 = 0）

轴的基本偏差（代号）

公差带的位置。d～g＝间隙侧，js～n＝过渡侧

轴的公差等级 IT

公差的宽度。数字越小精度越高

计算结果

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配合代号

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配合类型

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最大间隙 (μm)

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最小间隙 (μm)

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孔公差 (μm)

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轴公差 (μm)

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公差带图（零线·孔带·轴带）

中央虚线为零线（基本尺寸）。蓝色为孔的公差带，橙色为轴的公差带。两带的上下关系决定配合类型。

间隙随基本尺寸 D 的变化

不同轴代号的配合比较（最小间隙）

理论与主要公式

$$\text{最大间隙} = ES_{\text{孔}} - ei_{\text{轴}}, \qquad \text{最小间隙} = EI_{\text{孔}} - es_{\text{轴}}$$

ES、EI 为上、下极限偏差。基孔制中 EI_孔 = 0、ES_孔 = +IT_孔。

$$IT = k\cdot i, \qquad i = 0.45\sqrt[3]{D} + 0.001\,D \;\;[\mu m]$$

公差等级 IT。i 为公差单位，D 为尺寸分段的几何平均。本工具的 IT 值基于 ISO 286 标准表。

$$es_{g} = -2.5\,D^{0.34},\quad es_{f} = -5.5\,D^{0.41},\quad ei_{n} = +5\,D^{0.34}$$

轴的基本偏差示例（ISO 286）。最小间隙≥0为/间隙配合/，最大间隙≤0为/过盈配合/，介于之间为/过渡配合/。

什么是 ISO 配合公差选择器

🙋

图纸上常看到「Ø50 H7」或「H7/g6」，它们是什么意思？

🎓

好问题。零件的尺寸必然有波动，不可能正好做成「Ø50」。于是规定「Ø50，允许的误差从这里到这里」，这个范围就是公差。「H7」中的字母表示公差带的位置，数字 7 表示公差的宽度（IT 等级）。「H7/g6」即孔为 H7、轴为 g6。两者装配在一起时的「松紧程度」就是配合。

🙋

原来如此。那孔和轴的公差都可以随意定吗？

🎓

原则上采用「基孔制」，即把孔固定为 H。孔要用专用铰刀和量规加工，不希望种类太多。所以把孔固定为 H7 等，再改变易于切削的轴，做成 g6、k6、n6，从而搭配出不同配合。把左边的「轴的基本偏差」从 d 拨到 n，你会看到公差带图中橙色带从间隙侧逐渐向上（偏紧侧）移动。

🙋

真的，橙带升上去了。g 是间隙配合，n 是过渡配合。它们怎么选用呢？

🎓

由用途决定。回转的轴承或滑动轴必须有间隙，就选 g6、f7 这类间隙配合。定位销、齿轮这类「不能有间隙、但又要能拆」的，选 k6、js6 的过渡配合。压入后不再拆的，用过盈配合（p6、s6 等）。本工具根据「最小间隙」为正还是为负自动判定类型。最小间隙为负，就意味着某处会出现过盈。

🙋

过渡配合既可能是间隙、又可能是过盈？这样不是不稳定吗…

🎓

这正是过渡配合的本质。由于零件个体差异，某一组合是很小的间隙，另一组合是很小的过盈。因此它不适合「必须确保运动」的场合。过渡配合优先保证「位置精确」，装配与拆卸用轻度压入或敲入处理。需要确实固定就用过盈配合，需要确实可动就用间隙配合，果断取舍才安全。

常见问题

基孔制配合是将孔的公差固定为基准（代号 H，下偏差始终为0），通过改变轴的公差等级来形成不同配合类型的方式。孔可用一种刀具与量规加工，而轴在车床上易于调整，因此 ISO 与 JIS 均以基孔制为标准。例如 H7/g6 为间隙配合，H7/k6 为过渡配合。

最小间隙≥0 为「间隙配合」（始终有间隙，可相对运动）；最大间隙≤0 为「过盈配合」（始终有过盈，需要压入）；介于二者之间（最小为负、最大为正）为「过渡配合」（因个体差异可能为间隙也可能为过盈）。本工具根据最大与最小间隙自动判定类型。过盈配合的应力评估请参考专门的压入·热装工具。

IT（国际公差等级）表示公差的宽度（精度），数字越小精度越高。同一等级下，基本尺寸越大公差宽度越大。例如 IT7 在 Ø50 为 25μm，在 Ø200 为 46μm。一般机械零件常用孔 IT7、轴 IT6，精密零件用 IT5，较粗糙的零件用 IT9～11。

「H7/g6」表示孔为公差等级 H7，轴为 g6。字母表示基本偏差（公差带的位置），数字表示 IT 等级（公差的宽度）。孔用大写、轴用小写。H 为基孔制（下偏差0），g 表示轴的上偏差略为负值（偏小），产生很小的间隙。H7/g6 是「轻松装入并顺滑运动」的代表性间隙配合。

实际应用

轴承与衬套中的回转轴：在滑动轴承或衬套内回转的轴，必须有很小的间隙以保持润滑油膜。选用 H7/f7、H8/e8 这类间隙配合，由转速与载荷确定所需间隙。间隙过小会咬死，过大会引起跳动与噪声。

定位销、键与齿轮：不希望有间隙但又要能拆的零件采用过渡配合（H7/k6、H7/js6、H7/n6），齿轮轮毂、联轴器、定位销是典型例子。装配用轻度敲入或压入，必要时也能拆卸，追求恰到好处的平衡。

与几何公差及图纸标注的配合：配合公差是尺寸公差的一部分，实际图纸中要与同轴度、圆柱度等几何公差组合标注。设计流程是先用本工具确定孔轴的极限偏差，再按功能追加几何公差。过严的公差会大幅推高成本，应控制在功能所需的范围内。

成本与加工性的权衡：IT 等级每收紧一级，加工成本就明显增加。需要磨削还是车削即可、是否需要量规检验，均由 IT 等级决定。在本工具中改变基本尺寸可见：同一等级下，越大的零件公差宽度越大。选择满足功能的最宽松等级，是成本最优设计的基础。

常见误解与注意事项

首先常见的误解是「过渡配合一定恰好合适」。过渡配合是一个范围：因零件个体差异，可能是很小的间隙，也可能是很小的过盈。即使平均值接近中央，最坏的组合也会出现数 μm 的间隙、另一组合出现数 μm 的过盈。对于必须确保运动或确保固定的场合，应明确选择间隙配合／过盈配合，而非过渡配合。

其次是「公差越严越好」的想法。IT 等级每收紧一级，就会因增加磨削工序与严格检验而使成本大幅上升。功能上 50μm 的间隙已足够，却要求 5μm 的精度，是设计者的自我满足。选择满足所需配合的最宽松等级才是正确态度，本工具可用于寻找这个「恰到好处的等级」。

最后是「忽略温度」。配合以常温（20℃）为基准规定。将线膨胀系数不同的材料组合（如钢轴配铝孔），在工作温度下间隙会大幅变化。高温使用的轴承，常温下为间隙配合，高温下可能变紧，反之亦然。对重要部位应另行计算工作温度下的尺寸变化，不要仅凭常温的配合代号判断。此外，具有确实过盈的过盈配合（压入、热装）的接触压力与应力评估超出本工具范围，请配合专门的压入·热装工具使用。