​结构设计如何选择公差等级，建议收藏

结构设计如何选择公差等级，建议收藏

什么是公差等级?

公差等级是指确定尺寸精确程度的等级，国标规定分为20个等级，从IT01、IT0、IT1、IT2～IT18, 数字越大，公差等级(加工精度)越低，尺寸允许的变动范围(公差数值)越大，加工难度越小。

公差等级的划分

公差等级的选择及应用

公差等级

应用范围及举例

IT01

用于特别精密的尺寸传递基准，例如特别精密的标准量块

IT0

用于特别精密的尺寸传递基准及宇航中特别重要的精密配合尺寸。例如，特别精密的标准量块，个别特别重要的精密机械零件尺寸，校对检验IT6级轴用量规的校对量规

IT1

用于精密的尺寸传递基准、高精密测量工具特别重要的极个别精密配合尺寸。例如，高精密标准量规，校对检验IT7至IT9级轴用量规的校对量规，个别特别重要的精密机械零件尺寸

IT2

用于高精密的测量工具，特别重要的精密配合尺寸。例如检验IT6至IT7级工件用量规的尺寸制造公差，校对检验IT8至IT11级轴用量规的校对量规，个别特别重要的精密机械零件尺寸

IT3

用于精密测量工具，小尺寸零件的高精度的精密配合以及和C级滚动轴承配合的轴径与外壳孔径。例如，检验IT8至IT11级工件用量规和校对检验IT9至IT13级轴用量规的校对量规，与特别精密的P4级滚动轴承内环孔（直径至100mm）相配的机床主轴，精密机械和高速机械的轴颈，与P4级向心球轴承外环相配合的壳体孔径，航空及航海工业中导航仪器上特殊精密的个别小尺寸零件的精度配合。

IT4

用于精密测量工具、高精度的精密配合和P4级、P5级滚动轴承配合的轴径和外壳孔径。例如，检验IT9至IT12级工件用量规和校对IT12至IT14级轴用量规的校对量规，与P4级轴承孔（孔径>100mm）及与P5级轴承孔相配的机床主轴，精密机械和高速机械的轴颈，与P4级轴承相配的机床外壳孔，柴油机活塞销及活塞销座孔径，高精度（1级至4级）齿轮的基准孔或轴径，航空及航海工业中用仪器的特殊精密的孔径

IT5

用于配合公差要求很小，形状公差要求很高的条例下，这类公差等级能使配合性质比较稳定，相当于旧国标中最高精度，用于机床、发动机和仪表中特别重要的配合尺寸， 一般机械中应用较少。例如，检验IT11至IT14级工件用量规和校对IT14至IT15级轴用量规的校对量规，与P5级滚动轴承相配的机床箱体孔，与E级滚动轴承孔相配的机床主轴，精密机械及高速机械的轴颈，机床尾架套筒，高精度分度盘轴颈，分度头主轴，精密丝杠基准轴颈，高精度镗套的外径等；发动机中主轴仪表中的精密孔的配合，5级精度齿轮的其孔及5级、6级精度齿轮的基准轴

IT6

配合表面有较高均匀性的要求，能保证相当高的配合性质，使用稳定可靠，相当于旧国标2级轴和1级精度孔，广泛的应用于机械中的重要配合例如，检验IT12至IT15级工件用量规和校对IT15至IT16级轴用量规的校对量规；与E级轴承相配的外壳孔及与滚子轴承相配的机床主轴轴颈，机床制造中装配式青铜蜗轮、轮壳外径安装齿轮、蜗轮、联轴器、皮带轮、凸轮的轴颈；机床丝杠支承轴颈、矩形花键的定心直径、摇臂钻床的立柱等；机床夹具的导向件的外径尺寸，精密仪器中的精密轴，航空及航海仪表中的精密轴，自动化仪表，邮电机械，手表中特别重要的轴，发动机中气缸套外径，曲轴主轴颈，活塞销、连杆衬套，连杆和轴瓦外径；6级精度齿轮的基准孔和7级、8级精度齿轮的基准轴颈，特别精密如1级或2级精度齿轮的顶圆直径

IT7

在一般机械中广泛应用，应用条件IT6相似，但精度稍低，相当于旧国标中级精度轴或2级精度孔的公差。例如检验IT14至IT16级工件用量规和校对IT16级轴用量规的校对量规；机床中装配式青铜蜗轮轮缘孔径，联轴器、皮带轮、凸轮等的孔径，机床卡盘座孔，摇臂钻床的摇臂孔，车床丝杠的轴承孔，机床夹头导向件的内孔，发动机中连杆孔、活塞孔，铰制螺柱定位孔；纺织机械中的重要零件，印染机械中要求较高的零件，精密仪器中精密配合的内孔，电子计算机、电子仪器、仪表中重要内孔，自动化仪表中重要内孔，7级、8级精度齿轮的基准孔和9级、10级精密齿轮的基准轴

IT8

在机械制造中属于中等精度，在仪器、仪表及钟表制造中，由于基本尺寸较小，所以属于较高精度范围，在农业机械、纺织机械、印染机械、自行车、缝纫机、医疗器械中应用量广。例如，检验IT16级工件用量规，轴承座衬套沿宽度方向的尺寸配合，手表中跨齿轴，棘爪拨针轮等与夹板的配合无线电仪表中的一般配合，

IT9

应用条件与IT8相类似，但精度低于IT8时采用，比旧国标4级精度公差值稍大。例如，机床中轴套外径与孔，操纵件与轴，空转皮带轮与轴，操纵系统的轴与轴承等的配合，纺织机械、印染机械中一般配合零件，发动机中机油泵体内孔，气门导管内孔，飞轮与飞轮套的配合，自动化仪表中的一般配合尺寸，手表中要求较高零件的未注公差的尺寸，单键联接中键宽配合尺寸，打字机中运动件的配合尺寸

IT10

应用条件与IT9相类似，但要求精度低于IT9时采用，相当于旧国标的5级精度公差。例如，电子仪器、仪表中支架上的配合，导航仪器中绝缘衬套孔与汇电环衬套轴，打字机中铆合件的配合尺寸，手表中基本尺寸小于18 mm时要求一般的未注公差的尺寸，及大于18 mm要求较高的未注公差尺寸，发动机中油封挡圈孔与曲轴皮带轮毂配合的尺寸

IT11

广泛应用于间隙较大，且有显著变动也不会引起危险的场合，亦可用于配合精度较低，装配后允许有较大的间隙，相当于旧国标的6级精度公差。例如，机床上法兰盘止口与孔、滑块与滑移齿轮、凹槽等；农业机械、机车车箱部件及冲压加工的配合零件，钟表制造中不重要的零件，手表制造用的工具及设备中未注公差的尺寸，纺织机械中较粗糙的活动配合，印染机械中要求较低的配合尺寸，磨床制造中的螺纹联接及粗糙的动联接，不作测量基准用的齿轮顶圆直径公差等

IT12

配合精度要求很低，装配后有很大的间隙，适用于基本上无配合要求的部位，要求较高的未注公差的尺寸极限偏差，比旧国标的7级精度公差稍小。例如，非配合尺寸及工序间尺寸，发动机分离杆，手表制造中工艺装备的未注公差尺寸，计算机工业中金属加工的未注公差尺寸的极限偏差，机床制造业中扳手孔和扳手座的连接等

IT13

应用条件与IT12相类似，但比旧国标7级精度公差值稍大。例如，非配合尺寸及工序间尺寸，计算机、打字机中切削加工零件及圆片孔，二孔中心距的未注公差尺寸

IT14

用于非配合尺寸及不包括在尺寸链中的尺寸，相当于旧国标的8级精度公差。例如，在机床、汽车、拖拉机、冶金机械、矿山机械、石油化工、电机、电器、仪器仪表、航空航海、医疗器械、钟表、自行车、缝纫机、造纸与纺织机械等机械加工零件中未注公差尺寸的极限偏差

IT15

用于非配合尺寸及不包括在尺寸链中的尺寸，相当于旧国标的9级精度公差。例如、冲压件、木模铸造零件、重型机床制造，当基本尺寸大于3 150 mm时的未注公差的尺寸极限偏差

IT16

用于非配合尺寸，相当于旧国标的10级精度公差。例如，打字机中浇铸件尺寸，无线电制造业中箱体外形尺寸，手术器械中的一般外形尺寸，压弯延伸加工用尺寸，纺织机械中木件的尺寸，塑料零件的尺寸，木模制造及自由锻造的尺寸

IT17

IT18

用于非配合尺寸，相当于旧国标的11级或12级精度的公差，用于塑料成型尺寸，手术器械中的一般外形尺寸，冷作和焊接用尺寸的公差

公差等级表

根据加工方法和装配精度要求选择合适的IT公差等级值进行尺寸标注，图纸中未标注公差的尺寸需按照GB/T1804－2000 《未注公差的线性和角度尺寸公差》要求，指明公差等级。

线性尺寸极限偏差数值

公差等级

0~3

>3~6

>6~30

>30~120

>120~400

>400~1000

>1000~2000

>2000

精密f

±0.05

±0.05

±0.1

±0.15

±0.2

±0.3

±0.5

—

中等m

±0.1

±0.1

±0.2

±0.3

±0.5

±0.8

±1.2

±2.0

粗糙c

±0.2

±0.3

±0.5

±0.8

±1.2

±2.0

±3.0

±4.0

最粗v

—

±0.5

±1.0

±1.5

±2.5

±4.0

±6.0

±8.0

倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值

公差等级

0~3

3~6

>6~30

>30

精密f

±0.2

±0.5

±1.0

±2.0

中等m

粗糙c

±0.4

±1.0

±2.0

±4.0

最粗v

注:倒圆半径和倒角高度的含义参见GB/T6403.4

角度尺寸的极限偏差数值

公差等级

0~10

>10~50

>50~120

120~400

>400

精密f

±1°

±30′

±20′

±10′

±5′

中等m

粗糙c

±1°30′

±1°

±30′

±15′

±10′

最粗v

±3°

±2°

±1°

±30′

±20′

一般未注公差图样表示法

在图样标题栏附近或技术要求、技术文件（如企业标准）中注出本标准号及公差等级代号。例如选取中等级时，标注为：GB/T 1804-m

图纸中未标注形位公差的结构，需按照GB/T1184－1996《形状和位置公差未注公差值》中的等级进行标注。

直线度和平面度未注公差值

公差等级

0~10

>10~30

>30~100

>100~300

>300~1000

>1000

H

0.02

0.05

0.1

0.2

0.3

0.4

K

0.05

0.1

0.2

0.4

0.6

0.8

L

0.1

0.2

0.4

0.8

1.2

1.6

垂直度未注公差值

公差等级

0~100

>100~300

>300~1000

>1000

H

0.2

0.3

0.4

0.5

K

0.4

0.6

0.8

1

L

0.6

1

1.5

2

对称度未注公差值

公差等级

0~100

>100~300

>300~1000

>1000

H

0.5

K

0.6

0.8

1

L

0.6

1

1.5

2

圆跳动未注公差值

公差等级

圆跳动公差值

H

0.1

K

0.2

L

0.5

选择原则

选择公差等级的实质就是正确解决机器零件使用要求与制造工艺及成本之间的矛盾。

选择公差等级的原则，是在满足零件使用要求的前提下，尽可能选用较低的公差等级。精度要求应与生产的可能性协调一致，即要采用合理的加工工艺、装配工艺和现有设备。

但是，在必要的情况下，则要采取提高设备精度和改进工艺的方法来保证产品的精度。对配合尺寸选取适当的公差等级是极为重要的。因为在很多情况下，它将决定配合零件的工作性能、使用寿命及可靠性，同时又决定零件的制造成本和生产效率。

1、选择公差等级首先应保证使用要求。

2、选择公差等级时，既要满足设计要求，也要考虑工艺的可能性及经济性。选择最佳加工精度是一个非常复杂的技术经济问题。它不仅要考虑加工成本，而且要考虑由于加工精度的提高而增加的装配成本，以及精度对产品使用性能和经济指标(可靠性、寿命、燃料消耗等)的影响。

3、在机械制造中，公差等级的规定是本着既能保证机器的精度和零部件的互换性，又能保证制造机器的经济性。就是说只要低的精度能够保证机器的功能和精度，就不要过高地要求零部件的精度.那样会增加制造成本。具体可以根据产品特点通过尺寸链计算以及公差分析确定合适的公差等级，公差包括尺寸公差和配合公差.使用时可参考机械设计手册中列举的各种零件的推荐公差等级，灵活应用。

公差等级自由公差的概念

公差等级基本定义:何谓自由尺寸公差?旧国标(HG)159-59中，在基准件公差上，把精度等级分成12级。取自其中8、9两级精度基准件公差，称为自由尺寸公差。将偏差分为;单向(+)或(-)、双向(±)二种在自由尺寸公差的注解中提示;

①自由尺寸公差仅适用于机械加工表面。

②自由尺寸公差在工作图上不标注。

③单向偏差对于轴用(-)号，对于孔、孔深、槽宽、螬深及槽长用(+)号，其余均用双向正负偏差(±)。

④不能纳入上述明确原则的自由尺寸，且有单向偏差要求时，设计者应在工图中注出，否则按双向偏差制造。

修订后国标(GB)1800-79中，标准公差分20级。即;IT01、IT0、IT1至IT18。IT表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示，从IT01至IT18等级依次降低。并制定(GB)1804-79未注公差尺寸的极限偏差，规定有三条：

①规定的极限偏差适用于金属切削加工的尺寸，也可用于非切削加工的尺寸，

②图样上未注公差尺寸的偏差，按本标准规定的系列，由相应的技术文件作出具体规定。

③未注公差尺寸的公差等级规定为IT12至IT18。一般孔用H(+);轴用h(-);长度用(±)?IT(即Js或js)。必要时，可不分孔、轴或长度，均采用?IT(即Js或js)。根据国际标准ISO2768，以下为线性尺寸未注公差的公差表。这个未注公差适用于金属切削加工的尺寸，也适用于一般的冲压加工尺寸。

公差等级适用范围

这些极限偏差适用于：

1、线性尺寸：例如外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸、直径、半径、距离、倒圆半径和倒角高度;

2、角度尺寸：包括通常不标出角度值的角度尺寸，例如直角(90°);机加工组装件的线性和角度尺寸。

这些极限偏差不适用于以下情况：

1、已有其他一般公差标准规定的线性和角度尺寸;

2、括号内的参考尺寸。