第2章几何精度(3).ppt

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2.3几何公差的选择几何公差的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择2几何公差等级的选择几何公差等级的选择3公差原则的选择公差原则的选择1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择4公差原则的选择公差原则的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择零件的几何误差对机器、仪器的正常使用有很大的影响，同时也会直接影响到产品质量、生产效率与制造成本。

因此正确合理地选择几何公差，对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要。

几何精度设计的主要内容包括：

合理选用公差原则和相关要求；根据零件的结构特征、功能关系、检测条件以及有关标准件的要求，选择几何公差项目；根据零件的功能和精度要求、制造成本等，确定几何公差值；按标准规定进行图样标注。

2.3几何公差的选择几何公差的选择选择几何公差项目可根据以下几个方面。

1.零件的几何特征零件的几何特征零件加工误差出现的形式与零件的几何特征有密切联系。

如圆柱形零件会出现圆柱度误差，平面零件会出现平面度误差，凸轮类零件会出现轮廓度误差，阶梯轴、孔会出现同轴度误差，键槽会出现对称度误差等。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择2.零件的功能要求零件的功能要求形位误差对零件的功能有不同的影响，一般只对零件功能有显著影响的误差项目才规定合理的形位公差。

设计时应尽量减少形位公差项目标注，对于那些对零件使用性能影响不大，并能够由尺寸公差控制的形位误差项目，或使用经济的加工工艺和加工设备能够满足要求时，不必在图样上标注形位公差，即按未注形位公差处理。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择选择公差项目应考虑以下几个主要方面：

（1）保证零件的工作精度。

例如：

机床导轨的直线度误差会影响导轨的导向精度，使刀架在滑板的带动下作不规则的直线运动，应该对机床导轨规定直线度公差；滚动轴承内、外圈及滚动体的形状误差，会影响轴承的回转精度，应对其给出圆度或圆柱度公差；在齿轮箱体中，安装齿轮副的两孔轴线如果不平行，会影响齿轮副的接触精度和齿侧间隙的均匀性，降低承载能力，应对其规定轴线的平行度公差；机床工作台面和夹具定位面都是定位基准面，应规定平面度公差等。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择

（2）保证联结强度和密封性。

例如：

气缸盖与缸体之间要求有较好的联结强度和很好的密封性，应对这两个相互贴合的平面给出平面度公差；在孔、轴过盈配合中，圆柱面的形状误差会影响整个结合面上的过盈量，降低联结强度，应规定圆度或圆柱度公差等。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择（3）减少磨损，延长零件的使用寿命。

例如：

在有相对运动的孔、轴间隙配合中，内、外圆柱面的形状误差会影响两者的接触面积，造成零件早期磨损失效，降低零件使用寿命，应对圆柱面规定圆度、圆柱度公差；对滑块等作相对运动的平面，则应给出平面度公差要求等。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择3.形位公差的控制功能形位公差的控制功能各项形位公差的控制功能各不相同，有单一控制项目，如直线度、圆度、线轮廓度等；也有综合控制项目，如圆柱度、同轴度、位置度及跳动等，选择时应充分考虑它们之间的关系。

例如：

圆柱度公差可以控制该要素的圆度误差；定向公差可以控制与之有关的形状误差；定位公差可以控制与之有关的定向误差和形状误差；跳动公差可以控制与之有关的定位、定向和形状误差等。

因此，应该尽量减少图样的形位公差项目，充分发挥综合控制项目的功能。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择4.检测的方便性检测的方便性检测方法是否简便，将直接影响零件的生产效率和成本，所以，在满足功能要求的前提下，尽量选择检测方便的形位公差项目。

例如，齿轮箱中某传动轴的两支承轴径，根据几何特征和使用要求应当规定圆柱度公差和同轴度公差，但为了测量方便，可规定径向圆跳动（或全跳动）公差代替同轴度公差。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择应当注意：

径向圆跳动是同轴度误差与圆柱面形状误差的综合结果，给出的跳动公差值应略大于同轴度公差，否则会要求过严。

由于端面全跳动与垂直度的公差带完全相同，当被测表面面积较大时，可用端面全跳动代替垂直度公差，还可用圆度和素线直线度及平行度代替圆柱度，或用径向全跳动代替圆柱度等。

确定形位公差项目还应参照有关专业标准的规定。

例如，与滚动轴承相配合孔、轴的形位公差项目，在滚动轴承标准中已有规定；单键、花键、齿轮等标准对有关形位公差也都有相应要求和规定。

2.3.12.3.12.3.12.3.1几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择几何公差特征项目的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择基准是设计、加工、装配与检验零件被测要素的方向和位置的参考对象。

因此，合理选择基准才能保证零件的功能要求和工艺性及经济性。

基准要素的选择基准要素的选择基准要素的选择基准要素的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择基准选择的主要任务，就是要根据零件的功能要求和零件上各部位要素间的几何关系，正确选择基准部位，确定所需基准的数量，并依据零件的使用、装配要求选定最优的基准顺序。

选择时应遵守基准统一原则，使设计、工艺、装配和检验基准一致。

从加工、检测的要求考虑，尽可能选择在夹具、检具中定位的要素作为设计基准，以保证加工精度，减小测量误差，简化夹具与检具的设计。

基准要素的选择基准要素的选择基准要素的选择基准要素的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择当形位公差的未注公差不能满足零件的功能要求时，必须要在图样上单独标注形位公差项目及其公差值，注出形位公差值的确定应在满足零件使用要求的前提下选取最经济的公差值。

2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择1.形位公差等级形位公差等级

（1）圆度、圆柱度公差等级分为0级，1级，2级，12级（共13级），其中0级最高。

其值参见书中表2-12。

（2）其余各项形位公差都分为112级。

其公差值见书中表2-11、表2-13、表2-14。

（3）位置度公差没有划分公差等级，它的公差值通过计算确定。

见表2-15.2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择2.形位公差值形位公差值形位公差值选用的原则是，在满足零件功能要求的前提下，应该尽可能选用较低的公差等级，并考虑加工的经济性、结构及刚性等具体问题。

表2-16表2-19列出了部分形位公差等级的适用场合，以供设计者类比参考。

形位公差等级的高低，可根据设计要求对照表中应用举例来确定。

2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择表表2-16直线度、平面度公差等级的应用直线度、平面度公差等级的应用2.3几何公差的选择几何公差的选择表表2-17圆度、圆柱度公差等级的应用圆度、圆柱度公差等级的应用2.3几何公差的选择几何公差的选择表表2-18平行度、垂直度、倾斜度、端面跳动公差等级的应用平行度、垂直度、倾斜度、端面跳动公差等级的应用2.3几何公差的选择几何公差的选择表表2-19同轴度、对称度、径向圆跳动公差等级的应用同轴度、对称度、径向圆跳动公差等级的应用2.3几何公差的选择几何公差的选择形位公差值决定了形位公差带的宽度或直径，是控制零件制造精度的直接指标。

确定的公差值过小，会提高制造成本；确定的公差值过大，虽能降低制造成本，但保证不了零件的功能要求，影响产品质量。

因此，应合理确定形位公差值，以保证产品功能，提高产品质量，降低制造成本。

形位公差值的确定方法有类比法和计算法，通常采用类比法。

按类比法确定形位公差值时，应考虑以下几个方面：

2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择

（1）一般情况下，同一要素上给定的形状公差值应小于定向和定位公差值；同一要素的定向公差值应小于其定位公差值；位置公差值应小于尺寸公差值。

如某平面的平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值；而其平行度公差值应小于该平面与基准间的尺寸公差值。

对同一基准或基准体系，跳动公差具有综合控制的性质，因此回转表面及其素线的形状公差值和定向、定位公差值均应小于相应的跳动公差值。

同时，同一要素的圆跳动公差值应小于全跳动公差值。

2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择综合性的公差应大于单项公差。

如圆柱表面的圆柱度公差可大于或等于圆度、素线和轴线的直线度公差；平面的平面度公差应大于或等于平面的直线度公差；径向全跳动应大于径向圆跳动、圆度、圆柱度、素线和轴线的直线度，以及相应的同轴度公差。

（2）在满足功能要求的前提下，考虑加工的难易程度、测量条件等，应适当降低12级。

孔相对轴。

长径比（Ld）较大的孔或轴。

宽度较大（一般大于1/2长度）的零件表面。

2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择对结构复杂、刚性较差或不易加工和测量的零件，如细长轴、薄壁件等。

对工艺性不好，如距离较大的分离孔或轴。

线对线和线对面相对于面对面的定向公差，如平行度、垂直度和倾斜度。

（3）确定与标准件相配合的零件形位公差值时，不但要考虑形位公差国家标准的规定，还应遵守有关的国家标准的规定。

2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择总之，具体应用时要全面考虑各种因素来确定各项公差等级。

查表时应该按相应的主参数，再结合已确定的公差等级进行查取。

由于轮廓度的误差规律比较复杂，因此目前国家标准尚未对其公差值作出统一规定。

2.3.22.3.22.3.22.3.2几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择几何公差等级的选择2.3几何公差的选择几何公差的选择选择公差原则时，应根据被测要素的功能要求，充分发挥公差的职能和选择该种公差原则的可行性、经济性。

表1、表2列出了常用公差原则的应用场合，可供选择时参考。

2.3.32.3.32.3.32.3.3公差原则的选用公差原则的选用公差原则的选用公差原则的选用2.3几何公差的选择几何公差的选择表表1公差原则选择参考表公差原则选择参考表2.3几何公差的选择几何公差的选择表表2公差原则选择参考表（续）公差原则选择参考表（续）2.3几何公差的选择几何公差的选择2.3.42.3.42.3.42.3.4未注形位公差的规定未注形位公差的规定未注形位公差的规定未注形位公差的规定为了简化制图，对一般机床加工能够保证的形位精度，不必在图样上注出，