结构公差设计要求规范V010Word文档格式.docx
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2.公差数值选择的根本原如此是：
应使机器零件制造本钱和使用价值的综合经济效果最好，一般配合尺寸用IT5～IT13，特别精细零件的配合用IT2～IT5，非配合尺寸用IT12～IT18，原材料配合用IT8～IT14。
3.公差的设定需要满足以下要求：
1〕.满足产品的制造能力，如果产品的制造能力达不到公差设定的要求，公差设定得再高也没有意义；
2〕.通过公差分析，设定的公差应当满足产品的装配、功能、外观和质量等要求；
3〕.公差与产品的本钱相关，公差越严格，产品本钱就越大，在满足以上要求的前提下，公差越宽松越好；
4〕.合理设计产品特征，可以以较宽松的要求设定公差，从而降低产品本钱。
公差分析是指在满足产品功能、性能、外观和可装配性等要求的前提下，合理地定义和分配零件和产品的公差，优化产品设计，从而以最小的本钱和最高的质量制造产品。
公差分析是面向制造和装配的产品设计中非常重要的一个环节，对于降低产品本钱、提高产品质量具有重大影响。
公差分析也叫做公差的验证，就是指各零件的尺寸和公差，确定最终装配后需保证的封闭环的公差。
在公差分析的过程中，如果最终计算结果达不到设计要求，需调整各零件公差或优化尺寸链环。
现在被广泛运用的公差分析方法可以分为如下三种：
极值法（WorstCase，WS）、方和根法（RootSumSquared，RSS）以与蒙特卡洛模拟法（MonteCarloSimulation）。
有如下三种方法：
极值法：
极值法极值分析方法是目前应用围最广泛且最易于理解的方法，大多数的设计都基于这个概念。
这种方法简便易行，假定加工出的零件尺寸都处于极值情况，零部件都设计为名义值，然后按照这样一种方法分配公差:
公差完全向一个或另一个方向积累，装配仍能满足产品的功能要求，极值法建立在零件100％互换根底上，为保证装配尺寸上不干预，必须根据技术要求确定最大、最小标准装配间隙（R、Q）.据此就可以定义最大、最小WC装配间隙.
极值法的计算方法：
封闭环的最大极限尺寸为当所有增环均为最大极限尺寸且所有减环均为最小极限尺寸时获得；
最小极限尺寸为当所有增环均为最小极限尺寸且所有减环均为最大极限尺寸时获得，即：
假定各零件的尺寸同时处于极限值。
但在实际生产中，如果组成环中涉与二维或三维几何特征装配或由于零件刚度不足导致的变形时，装配函数通常会表现为非线性，影响最终计算结果。
在目前的公差分析理论中，极值法计算量小，理论简单。
极值法公式：
Twc=T1+T2+......+Tn
方和根法：
指输出响应的方差是其影响因素方差之和。
大多数的机械零件在它们的公差限围呈正态概率分布，单个零件的分布可以合并成一个正态分布，以一定的置信水平为依据（通常假定各组成环以与封闭环公差服从正态分布，且装配函数为线性关系，取置信水平P=99．73％，不要求100％互换），只要求大数互换，可以得到更接近于实际生产的装配公差值，且允许零件有较宽的公差带。
例如自动机床批量加工零件时，在机床、夹具与刀具处于稳定状态时，如此该批工件的尺寸的分布趋十正态分布。
当组成环的分布不能确定时，根据中心极限定理，随着组成环数的增多，封闭环的分布迅速地近似于正态分布，而与组成环的分布无关。
由于方和根法是假定制造变量服从正态分布，但未考虑实际生产因素的影响。
实际生产中会有许多原因（焊接的方式方法、装配手法以与工装磨损等）都会使零件的均值发生移动。
因此，其计算结果在影响因素较多且装配函数为非线性的情况下往往与实际情况不相符。
方和根法是根据数理原理进展公差分析，数据会有一定失真，但符合制造质量和本钱的均衡原如此（Trss<
Twc）。
方和根法公式：
Trss=（√T21+T22+......+T2n）
Trss=（T12+T22+......+Tn2）
——采用方和根法需要满足一些附加条件：
1.假设样品数据是大局部聚集在中心值附近，并呈正态分布；
2.所有公差都是依据一样的质量标准，例如3σor4σ
补充说明，如果各子公差有不同的质量标准:
Tr=σr∗（√（T1/σ1）2+（T2/σ2）2+......+（Tn/σn）2Tr=σr∗（（T1/σ1）2+（T2/σ2）2+......+（Tn/σn）2
3.公差都有对称公差；
4.一般尺寸链尺寸3个与3个一下采用WC，4个以上采用RSS
蒙特卡洛算法的根本思想为：
当所求解问题是某种随机事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，通过某种“实验〞的方法，以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征，并将其作为问题的解。
蒙特卡洛模拟法已被广泛应用于商业软件包中，比如：
VSA、3DCS等。
但该方法也有以下缺陷：
（1）为了保证计算的正确性，需要对大量的统计样本（至少2000）进展屡次重复运算；
（2）尺寸公差分析时，建模复杂且消耗时问；
（3）如果装配函数中各分量的均值或方差发生改变，需重新进展运算。
公差等级是指确定尺寸准确程度的等级，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，尺寸允许的变动围〔公差数值〕越大，加工难度越小。
公差等级的选择与应用
公差等级
应用围与举例
IT01
用于特别精细的尺寸传递基准，例如特别精细的标准量块
IT0
用于特别精细的尺寸传递基准与宇航中特别重要的精细配合尺寸。
例如，特别精细的标准量块，个别特别重要的精细机械零件尺寸，校对检验IT6级轴用量规的校对量规
IT1
用于精细的尺寸传递基准、高精细测量工具特别重要的极个别精细配合尺寸。
例如，高精细标准量规，校对检验IT7至IT9级轴用量规的校对量规，个别特别重要的精细机械零件尺寸
IT2
用于高精细的测量工具，特别重要的精细配合尺寸。
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级轴用量规的校对塞规，个别特别重要的精细机械零件尺寸
IT3
用于精细测量工具，小尺寸零件的高精度的精细配合以与和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，与特别精细的P4级滚动轴承环孔〔直径至100mm〕相配的机床主轴，精细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，航空与航海工业中导航仪器上特殊精细的个别小尺寸零件的精度配合。
IT4
用于精细测量工具、高精度的精细配合和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〕与与P5级轴承孔相配的机床主轴，精细机械和高速机械的轴颈，与P4级轴承相配的机床外壳孔，柴油机活塞销与活塞销座孔径，高精度〔1级至4级〕齿轮的基准孔或轴径，航空与航海工业中用仪器的特殊精细的孔径
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拟稳定，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，精细机械与高速机械的轴颈，机床尾架套筒，高精度分度盘轴颈，分度头主轴，精细丝杠基准轴颈，高精度镗套的外径等；
发动机中主轴仪表中的精细孔的配合，5级精度齿轮的其孔与5级、6级精度齿轮的基准轴
IT6
配合外表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与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，精细仪器中的精细轴，航空与航海仪表中的精细轴，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，特别精细如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，精细仪器中精细配合的孔，电子计算机、电子仪器、仪表中重要孔，自动化仪表中重要孔，7级、8级精度齿轮的基准孔和9级、10级精细齿轮的基准轴
IT8
在机械制造中属于中等精度，在仪器、仪表与钟表制造中，由于根本尺寸较小，所以属于较高精度围，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，发动机中机油泵体孔，气门导管孔，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，手表中根本尺寸小于18mm时要求一般的未注公差的尺寸，与大于18mm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、机车车箱部件与冲压加工的配合零件，钟表制造中不重要的零件，手表制造用的工具与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与粗糙的动联接，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，适用于根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，非配合尺寸与工序间尺寸，发动机别离杆，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联接等
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，非配合尺寸与工序间尺寸，计算机、打字机中切削加工零件与圆片孔，二孔中心距的未注公差尺寸
IT14
用于非配合尺寸与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
用于非配合尺寸与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，当根本尺寸大于3150mm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，木模制造与自由锻造的尺寸
IT17IT18
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
根据加工方法和装配精度要求选择适宜的IT公差等级值进展尺寸标注，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
0~3
>
3~6
6~30
30~120
120~400
400~1000
1000~2000
2000
精细f
—
中等m
粗糙c
最粗v
倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值
30
角度尺寸的极限偏差数值
0~10
10~50
50~120
400
±
1°
30′
20′
10′
5′
15′
3°
2°
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〕中注出本标准号与公差等级代号。
例如选取中等级时，标注为：
GB/T1804-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》中的等级进展标注。
直线度和平面度未注公差值
10~30
30~100
100~300
300~1000
1000
H
K
L
垂直度未注公差值
0~100
1
2
对称度未注公差值
圆跳动未注公差值
圆跳动公差值
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与本钱之间的矛盾。
选择公差等级的原如此，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，如此要采取提高设备精度和改良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、使用寿命与可靠性，同时又决定零件的制造本钱和生产效率。
〔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与经济性。
选择最优加工精度是一个非常复杂的技术经济问题。
它不仅要考虑加工本钱，而且要考虑由于加工精度的提高而增加的装配本钱，以与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。
制造本钱。
具体应该根据该机器的种类和某种零件的用场来确定其公差等级，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。
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外表。
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、螬深与槽长用〔+〕号，其余均用双向正负偏差〔±
〕。
④不能纳入上述明确原如此的自由尺寸，且有单向偏差要求时，设计者应在工图中注出，否如此按双向偏差制造。
修定后国标〔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?
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。
这些极限偏差适用于：
〔1〕线性尺寸：
例如外尺寸、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〕括号的参考尺寸与或标注Ref的尺寸。
〔四〕GB-T5847-2004尺寸链计算方法
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