基本偏差系列浅析

基本偏差是指用以确定公差带相对于零线位置的两个极限偏差中的一个，一般是靠近零线的那个偏差（有个别公差带例外），原则上与公差等级无关。为了满足各种不同配合的需要，必须将孔和轴的公差带位置标准化。为此，国家标准（GB/T 1800.2—2009）对孔和轴各规定了28个公差带位置，分别由28个基本偏差来确定。

1.基本偏差代号

基本偏差系列用拉丁字母及其顺序表示，大写表示孔，小写表示轴。在26个拉丁字母中去除容易与其他含义混淆的五个字母——I，L，O，Q，W（i，l，o，q，w），同时增加7个双字母代号CD，EF，FG，JS，ZA，ZB，ZC（cd，ef，fg，js，za，zb，zc），还规定了在各公差等级中完全对称的偏差JS（js），共计28个基本偏差代号，如图1-15所示。

在孔的基本偏差系列中，代号A～H的基本偏差为下极限偏差EI，其绝对值逐渐减小，其中A～G的EI值为正值，H的EI＝0，代号为J～ZC的基本偏差为上极限偏差ES（除J外一般为负值），绝对值逐渐增大。代号为JS的公差带相对于零线对称分布，因此其基本偏差可以为上极限偏差ES＝＋或下极限偏差EI＝－。

图1-15　基本偏差系列图

在轴的基本偏差系列中，代号为a～h的基本偏差为上极限偏差es，其绝对值也是逐渐减小，其中a～g的es值为负值，h的es＝0，代号为j～zc的基本偏差为下极限偏差ei（除j外，一般为正值），绝对值也逐渐增大。代号为js的公差带相对于零线对称分布，因此其基本偏差可以为上极限偏差es＝＋或下极限偏差ei＝－。

在基本偏差系列图中，仅绘出公差带的一端（由基本偏差决定），而公差带的另一端取决于标准公差值的大小。因此，任何一个公差带代号都由基本偏差代号和公差等级代号联合表示，如孔的公差带代号H7，G8，轴的公差带代号h6，p7。

2.基本偏差构成规律

1）轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，根据各种配合要求，在生产实践和大量试验的基础上，依据统计分析的结果整理出一系列经验公式计算出以后，再按一定规则将尾数圆整而得。

在基孔制中轴的基本偏差从a～h，用于间隙配合，其基本偏差的绝对值正好等于最小间隙。a，b，c3种用于大间隙或者热动配合，基本偏差采用与直径成正比的关系计算。

d，e，f主要用于一般润滑条件下的旋转运动，为了保证良好的液体摩擦，最小间隙应与直径成平方根关系，但考虑到表面粗糙度的影响，间隙应适当减小，所以计算式中D的指数略小于0.5。

g主要用于滑动、定心或半液体摩擦的场合，要求间隙小，所以D的指数更要减小。

cd，ef，fg基本偏差的绝对值分别按c与d，e与f，f与g基本偏差的绝对值的几何平均值确定。

j～n与基孔制形成过渡配合，基本偏差的数值基本上是根据经验与统计的方法确定，采用了与直径成立方根的关系。其中j目前主要用于与滚动轴承相配合的孔与轴。

p～zc用于过盈配合，常按所需的最小过盈和相配基准制孔的公差等级来确定基本偏差值。其中系数符合优先数系增长，规律性好，便于应用。

归纳以上各经验计算式可得表1-6，根据表1-6公式可计算出各种配合的轴的基本偏差。

表1-6　公称尺寸≤500mm轴的基本偏差计算公式

在实际工作中，轴的基本偏差数值不必用公式计算，为方便使用，计算结果的数值已列成表，见表1-7所示，使用时可直接查表。当轴的基本偏差确定后，另一个极限偏差可根据轴的基本偏差和标准公差数值按下列关系式计算。

2）孔的基本偏差数值是从同名轴的基本偏差数值换算得来的。换算原则：

（1）同名配合，配合性质相同。

同名配合，如

应满足四个条件：ⓐ公称尺寸相同；ⓑ基孔制、基轴制互变；ⓒ同一字母F←→f；ⓓ孔、轴公差等级分别相等。

两者的配合性质完全相同，即应保证两者有相同的极限间隙或极限过盈。

例1-3　查表确定φ30H8/p8和φ30P8/h8两种配合的孔、轴的极限偏差，计算极限盈隙。

解：① 查表确定孔和轴的标准公差。

查表1-4得　TD＝Td＝IT8＝33μm

② 查表确定轴的基本偏差。

查表1-7得：p的基本偏差为下极限偏差ei＝＋22μm，h的基本偏差为上极限偏差es＝0

③ 查表确定孔的基本偏差。

查表1-8得：H的基本偏差为下极限偏差EI＝0，P的基本偏差为上极限偏差ES＝－22μm(www.xing528.com)

表1-7　公称尺寸"500mm的轴的基本偏差数值（摘自GB/T 1800.2—2009）

续表

表1-8　公称尺寸≤500mm的孔的基本偏差数值（摘自GB/T 1800.2—2009）

续表

④计算轴的另一个极限偏差。

p8的另一个极限偏差es＝ei＋IT8＝（＋22＋33）μm＝＋55μm

h8的另一个极限偏差ei＝es－IT8＝（0－33）μm＝－33μm

⑤计算孔的另一个极限偏差。

H8的另一个极限偏差ES＝EI＋IT8＝（0＋33）μm＝＋33μm

P8的另一个极限偏差EI＝ES－IT8＝（－22－33）μm＝－55μm

⑥标出极限偏差。

⑦计算极限盈隙。

对φ30H8/p8　Ymax＝EI－es＝0－（＋0.055）＝－0.055（mm）

Xmax＝ES－ei＝＋0.033－(＋0.022)＝＋0.011(mm)

对φ30P8/h8Ymax＝EI－es＝－0.055－0＝－0.055（mm）

Xmax＝ES－ei＝－0.022－(－0.033)＝＋0.011(mm)

由于φ30H8/p8和φ30P8/h8是同名配合，所以配合性质相同，即极限盈隙相同。

（2）满足工艺等价原则。由于较高精度的孔比轴难加工，因此国家标准规定，为使孔和轴在工艺上等价（孔、轴加工的难易程度基本相当），在较高精度等级（以8级为界）的配合中，孔比轴的公差等级低一级；在较低精度等级的配合中，孔与轴采用相同的公差等级。

为此，按轴的基本偏差换算成孔的基本偏差，就出现以下两种规则：

a.通用规则。标准推荐：孔与轴采用相同的公差等级。用同一字母表示的孔、轴基本偏差绝对值相等，而其正负号相反。也就是说，孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。即

b.特殊规则。标准推荐：采用孔比轴公差等级低一级相配合。用同一字母的孔、轴基本偏差符号相反，而绝对值相差一个Δ值，即

Δ＝ITn－ITn－1＝ITD－ITd

式中　Δ——补偿值；

n——孔的公差等级；

n－1——比孔高一级。

孔的公差等级在上述规定范围之内时，孔的基本偏差等于上述双变号基础加上Δ值，Δ值可在表1-8中“Δ”栏中查出。

用上述公式计算出的孔的基本偏差按一定规则化整，编制出孔的基本偏差数值表，见表1-8。使用时可直接查表，不必计算。

孔的另一个极限偏差可根据下列公式计算：