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在實(shí)際工程案例中，經(jīng)常會(huì)遇到各類孔軸裝配的情況，多數(shù)情況下孔軸為間隙配合，以保證順利裝配。很多工程師在設(shè)計(jì)孔和軸配合時(shí)是根據(jù)孔和軸的尺寸的大小來(lái)判斷是否滿足間隙配合要求，這樣的設(shè)計(jì)是否合理？下面我們就這個(gè)問題展開討論（為了便于敘述，這里將孔當(dāng)做理想孔處理）。

按如下圖紙加工軸尺寸，得到的軸能否順利穿過Φ10的理想孔？

元芳答：要正確回答這個(gè)問題，我們先看幾個(gè)定義：

基本尺寸

由設(shè)計(jì)給定的尺寸。

實(shí)際尺寸

通過實(shí)際測(cè)量所得的尺寸。

極限尺寸

允許零件尺寸變化的兩個(gè)極限值。較大的一個(gè)稱為最大極限尺寸；較小的一個(gè)稱為最小極限尺寸。

作用尺寸

在孔和軸的配合中，實(shí)際起作用的尺寸稱為作用尺寸。作用尺寸包括孔的作用尺寸和軸的作用尺寸。

其中基本尺寸、實(shí)際尺寸、極限尺寸相信大家都了然于胸了，這里就不做介紹，那么對(duì)于作用尺寸有什么特別之處呢？

孔的作用尺寸是指在配合面的全長(zhǎng)上，與實(shí)際孔內(nèi)接的最大理想軸的尺寸，如下圖（a）所示。

軸的作用尺寸是指在配合面的全長(zhǎng)上，與實(shí)際軸外接的最大理想孔的尺寸，如下圖（b）所示。

作用尺寸是實(shí)際尺寸和形狀誤差的綜合結(jié)果，若零件的形狀誤差為零，則作用尺寸等于實(shí)際尺寸。對(duì)于彎曲的孔，其作用尺寸小于實(shí)際尺寸；對(duì)于彎曲的軸，其作用尺寸大于實(shí)際尺寸。

在ISO標(biāo)準(zhǔn)中，尺寸要素默認(rèn)是獨(dú)立原則，尺寸公差只控制零件的局部尺寸，尺寸公差精度與形位公差精度是相互獨(dú)立的，互不影響。對(duì)于孔軸來(lái)講要想實(shí)現(xiàn)間隙配合，孔的作用尺寸就必須大于軸的作用尺寸。在獨(dú)立原則下，即使零件的實(shí)際尺寸都在極限尺寸范圍內(nèi)，如果零件存在形狀誤差，也可能會(huì)導(dǎo)致軸的作用尺寸大于孔的作用尺寸，就會(huì)產(chǎn)生裝配干涉。

如下圖所示，軸的截面尺寸都滿足尺寸公差Φ10（-0.05/-0.1）mm的要求，但是由于軸在實(shí)際加工完成后存在彎曲變形，軸的實(shí)際作用尺寸達(dá)到Φ11.9mm，已經(jīng)超過了理想孔徑，也就是說(shuō)按照現(xiàn)有的尺寸公差，軸無(wú)法穿過理想孔。

從以上分析不難看出，尺寸公差約束的是實(shí)際局部尺寸，即特征橫截面尺寸，沒有約束零件的形狀、方向及位置。所以單純的尺寸公差無(wú)法有效保障裝配質(zhì)量，我們需要對(duì)零件幾何特征進(jìn)行約束。

為了保證孔軸間隙配合，通常有兩種方式：

1、 采用包容原則，通過孔和軸各自遵守的最大實(shí)體邊界來(lái)保證配合性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)裝配要求。

2、采用尺寸公差和幾何公差綜合控制，實(shí)現(xiàn)裝配要求。這里以第二種方式為例，在軸上標(biāo)注一個(gè)直線度要求，結(jié)果會(huì)怎樣呢？

直線度Φ0.03mm要求軸的實(shí)際中心線應(yīng)限定在直徑等于Φ0.03mm的圓柱面內(nèi)。

這時(shí)候，軸的截面尺寸滿足Φ10（-0.05/-0.1）mm，軸的體外作用尺寸為Φ9.9（9.95+0.03）mm，軸能夠順利穿過理論孔。

通過孔軸配合案例，表明判斷一對(duì)孔軸是否滿足間隙配合要求不只是看孔和軸的直徑，還要看孔和軸的作用尺寸。因此除了尺寸公差要求外，還須對(duì)零件的形狀、方向及位置公差進(jìn)行必要的約定，以保證裝配要求。