ISO配合表:配合类型与选择

配合描述的是公称尺寸相同的孔和轴装配后如何配合:有间隙、有过盈,或者根据实际尺寸两者皆有可能。它取决于ISO 286规定的两个公差带的相对位置。本文介绍三种配合类型、基孔制、带间隙和过盈数值的配合表,以及如何按连接功能选择配合。
什么是配合:间隙与过盈
配合规定了公称尺寸相同的孔和轴如何协同工作:轴是可以自由转动和滑动,还是无间隙地定位,或者必须用压力机压入。配合以一对公差带表示,例如Ø25 H7/g6,分子为孔,分母为轴。
配合类型取决于孔和轴极限尺寸之差。最大间隙出现在孔最大、轴最小时,最小间隙出现在孔最小、轴最大时:
其中:
- 、 - 最大间隙和最小间隙 [µm],
- 、 - 孔的上偏差和下偏差 [µm],
- 、 - 轴的上偏差和下偏差 [µm]。
结果为负表示过盈。Ø25 H7/g6中,孔的偏差为+21和0 µm,轴为-7和-20 µm,因此间隙在7至41 µm之间。任意直径和公差带组合的配合,都可以在公差计算器的“配合”选项卡中计算。
间隙配合、过渡配合与过盈配合
ISO 286把配合分为三类。间隙配合始终有间隙,因为孔的公差带完全位于轴的公差带之上。过盈配合始终有过盈。过渡配合中两个公差带相互重叠,根据实际尺寸,可能得到小间隙,也可能得到小过盈。

间隙配合:转动与滑动
间隙配合用于零件之间需要相对转动或滑动的场合。在基孔制中,间隙配合由a至h的轴构成:字母离h越远,间隙越大。常见名称为中等转动配合(H7/f7)、滑动配合(H7/g6)和间隙定位配合(H7/h6)。
间隙定位配合H7/h6的最小间隙为零。零件可以手工装配,但没有明显晃动,因此常用于定位后很少移动的零件,例如交换齿轮、定位衬套和隔圈。对于有载荷的转动,H7/g6或H7/f7更合适,因为它们为润滑油膜留出了空间。
过渡配合
过渡配合由js、k、m和n的轴与H孔构成。它能精确定位零件,但不加附加元件无法传递扭矩,所以H7/k6轴上的齿轮通常还要加平键。装配时用轻敲或压力机,拆卸时一般不会损坏零件。
较紧的过渡配合H7/n6已接近过盈配合:在Ø25时最大间隙只有6 µm,而过盈可达28 µm。它用于在振动下必须保持不动、但检修时仍需拆卸的零件。
过盈配合:压入配合与热装配合
过盈配合由p至zc的轴与H孔构成。始终存在过盈,因此连接无需平键即可传递扭矩和轴向力,而拆开时通常会损伤表面。H7/p6为过盈定位配合,H7/s6为中等压入配合,H7/u6为强力压入配合。
过盈量较大时,例如H7/s6,采用热装:加热孔件,例如把轮毂加热到150-250°C,或用干冰、液氮冷却轴。H7/p6压入配合仍可在常温下用压力机装配,装配前需润滑配合面。
基孔制与基轴制
在基孔制中,所有孔的基本偏差都是H,配合类型通过选择轴来确定。这是机械制造的标准做法,因为H7孔用定尺寸的铰刀或镗刀加工,并用一个量规检验,而轴容易测量,也容易车到任意等级。
这样工厂只需要一把Ø25 H7铰刀和一个塞规,仅通过轴的尺寸就能得到间隙、过渡和过盈配合。若采用基轴制,每种配合都需要不同的铰刀和量规。
基轴制(h轴配不同字母的孔)在三种情况下有意义:一根光轴上装有多个不同配合的零件;轴为h9或h11的冷拔棒料且不再加工;滚动轴承外圈,其尺寸由轴承制造商确定。
等效配合:H7/p6与P7/h6
字母相同、位置互换的配合是等效的:H7/p6与P7/h6的间隙和过盈相同。标准通过在高精度等级的K、M、N以及P至ZC孔的偏差上加修正值来实现这一点。该修正值及公差等级的构成,详见我们关于IT公差等级的文章。
配合表:Ø25的ISO配合
下面的配合表列出基孔制中最常用的配合,适用于直径25 mm,即ISO 286-2中大于18至30 mm的整个尺寸段。表中给出孔和轴的偏差、由此得到的间隙或过盈、配合类型、常用名称以及典型用途。
| 配合 | 孔 [µm] | 轴 [µm] | 间隙/过盈 [µm] | 类型 | 常用名称 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| H7/f7 | +21 / 0 | -20 / -41 | 间隙20-62 | 间隙配合 | 中等转动配合 | 滑动轴承、转动轴 |
| H7/g6 | +21 / 0 | -7 / -20 | 间隙7-41 | 间隙配合 | 滑动配合 | 精密导向、滑块、销 |
| H7/h6 | +21 / 0 | 0 / -13 | 间隙0-34 | 间隙配合 | 间隙定位配合 | 定位和滑移零件、交换齿轮 |
| H7/k6 | +21 / 0 | +15 / +2 | 间隙至19 / 过盈至15 | 过渡配合 | 过渡定位配合 | 带键齿轮、联轴器、皮带轮 |
| H7/n6 | +21 / 0 | +28 / +15 | 间隙至6 / 过盈至28 | 过渡配合 | 紧过渡配合 | 带键轮毂、衬套、齿圈 |
| H7/p6 | +21 / 0 | +35 / +22 | 过盈1-35 | 过盈配合 | 过盈定位配合 | 压入衬套、齿圈 |
| H7/s6 | +21 / 0 | +48 / +35 | 过盈14-48 | 过盈配合 | 中等压入配合 | 无键传递扭矩、热装连接 |
常用名称因资料而略有不同,图样上始终以ISO代号为准。您自己直径下的h7配合及其他任意组合,可用ISO 286公差计算器计算。
其他尺寸的配合表
间隙和过盈随尺寸增大,因为IT值和基本偏差都随直径增大。下表给出3至120 mm各尺寸段四种最常用配合的数值(单位µm,适用于整个尺寸段)。
| 尺寸 [mm] | H7/g6 | H7/h6 | H7/k6 | H7/p6 |
|---|---|---|---|---|
| >3~6 | 间隙 4-24 | 间隙 0-20 | 间隙 11 / 过盈 9 | 过盈 0-20 |
| >6~10 | 间隙 5-29 | 间隙 0-24 | 间隙 14 / 过盈 10 | 过盈 0-24 |
| >10~18 | 间隙 6-35 | 间隙 0-29 | 间隙 17 / 过盈 12 | 过盈 0-29 |
| >18~30 | 间隙 7-41 | 间隙 0-34 | 间隙 19 / 过盈 15 | 过盈 1-35 |
| >30~50 | 间隙 9-50 | 间隙 0-41 | 间隙 23 / 过盈 18 | 过盈 1-42 |
| >50~80 | 间隙 10-59 | 间隙 0-49 | 间隙 28 / 过盈 21 | 过盈 2-51 |
| >80~120 | 间隙 12-69 | 间隙 0-57 | 间隙 32 / 过盈 25 | 过盈 2-59 |
如何按连接功能选择H7配合
配合应根据连接要实现的功能来选择:转动、滑动、仅需精确定位,还是传递扭矩。先确定配合类型(间隙、过渡、过盈),再为H7孔选择具体的轴公差带,最后让IT等级与所需精度和加工方法相匹配。
| 连接功能 | 典型配合 | 说明 |
|---|---|---|
| 大间隙转动、高温 | H8/e8、H8/f7 | 轴瓦、滑动轴承 |
| 精密转动或滑动 | H7/g6 | 导轨、滑块、销 |
| 定位并可手工装配 | H7/h6 | 交换齿轮、定位衬套 |
| 精确定位、用键传递扭矩 | H7/k6、H7/n6 | 齿轮、联轴器、皮带轮 |
| 永久固定、压力机装配 | H7/p6、H7/r6 | 衬套、定位销、轮缘 |
| 无键传递扭矩 | H7/s6、H7/u6 | 热装连接 |
滚动轴承的配合
滚动轴承的配合应按轴承制造商的样本选择,因为它取决于载荷的方向和大小。轴旋转、壳体静止时,内圈采用紧配合,通常配k5、k6或m6的轴;外圈较松,配H7或J7的壳体孔。

轴承套圈有自己的窄制造公差,因此同样的字母在轴承上得到的间隙与ISO配合表不同。所以6205轴承(Ø25)的k6轴颈始终是过盈,而不是像H7/k6那样的过渡配合。SKF和舍弗勒的推荐表会给出对应直径和载荷的配合。
温度、材料与粗糙度
表中的间隙和过盈适用于20°C和钢制零件。钢轴上的铝制轮毂受热后会失去过盈,因为铝的热膨胀几乎是钢的两倍。过盈配合中粗糙度也很重要:装配时表面峰顶被压平,实际过盈小于计算值。
因此压入配合的配合面通常规定为或更好。如何读懂图样上的粗糙度要求,见表面粗糙度一文。
配合与加工成本
配合越紧,IT等级越高,而等级越高,精加工时间越长,检验也越严格。H7孔通常需要铰孔或精镗,h6轴需要磨削或非常仔细的车削。每个这样的表面都会增加一道工序、一把刀具和测量时间。
实践中,H7孔通过钻孔加铰孔或镗孔完成,轴承位通过磨削或精密车削完成,详见精加工一文。某台机床在不增加工序的情况下能保持哪个IT等级,取决于它的状态和校准情况。
图样上没有功能需要却标注的配合,例如螺栓通孔标H7,只会提高零件价格而没有任何好处。哪些公差可以安全放宽,详见公差与CNC加工成本。
关于配合的常见问题
H7/g6配合是什么意思?
H7/g6是基孔制间隙配合:H7孔配g6轴。在直径25 mm时,间隙为7至41 µm。它被称为滑动配合,用于精密导向、销和滑块等需要移动但不能有明显晃动的零件,是机械设计中最常用的配合之一。
轴承应选用什么配合?
轴旋转时,轴承内圈通常装在k5、k6或m6的轴上,外圈装在H7或J7的壳体孔中。具体选择取决于载荷和直径,因此最好查阅轴承制造商样本中的配合表,例如SKF或舍弗勒的推荐值。
间隙配合和间隙定位配合有什么区别?
间隙定位配合是最小间隙为零的特殊间隙配合,例如H7/h6。零件可手工装配,但没有明显晃动。其他间隙配合如H7/g6或H7/f7始终留有间隙,这是自由转动和形成润滑油膜所必需的。
什么是过盈配合?
过盈配合是轴始终大于孔的配合,装配后产生过盈。这种连接无需平键即可传递扭矩和轴向力。典型例子是用压力机装配的H7/p6,以及通过加热孔件或冷却轴进行热装的H7/s6。
什么时候采用基轴制?
当一根光轴上装有多个不同配合的零件、轴为不再加工的h公差冷拔棒料,以及滚动轴承外圈时,采用基轴制。其他情况下,采用H孔的基孔制加工和检验成本更低,也是更常见的选择。
如何计算配合的间隙和过盈?
最大间隙等于孔的上偏差减去轴的下偏差,最小间隙等于孔的下偏差减去轴的上偏差。结果为负表示过盈。两个结果都为正是间隙配合,都为负是过盈配合,一正一负则是过渡配合。
参考来源
- 1.ISO 286-1:2010,产品几何技术规范(GPS)线性尺寸公差ISO代号体系 第1部分
- 2.ISO 286-2:2010,第2部分:标准公差等级和孔、轴极限偏差表
- 3.ANSI B4.2-1978 (R2020),Preferred Metric Limits and Fits
- 4.SKF《滚动轴承》综合样本(轴和轴承座的配合)