機(jī)械精度設(shè)計與檢測課件：幾何公差的選擇

幾何公差的選擇《機(jī)械精度設(shè)計與檢測》

目錄幾何公差值（或公差等級）的選擇02幾何公差的基準(zhǔn)選擇03幾何公差項目的選擇01公差原則與公差要求的選擇04內(nèi)容幾何公差的選擇正確選用幾何公差項目、合理確定幾何公差數(shù)值，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低成本具有重要意義。幾何公差的選用主要包括選擇和確定公差特征項目、公差數(shù)值，公差原則。1.幾何公差項目的選擇幾何公差項目選擇的基本依據(jù)是要素的幾何特征、零件的結(jié)構(gòu)特點和使用要求。然后，按照零件的幾何特征、功能要求、方便檢測來選定。內(nèi)容1.幾何公差項目的選擇（1）零件的幾何特征零件的幾何特征不同，會產(chǎn)生不同的幾何誤差。例如:回轉(zhuǎn)類零件中的階梯軸，它的輪廓要素是圓柱面、端面，中心要素是軸線。圓柱面選擇圓柱度是理想項目，因為它能綜合控制徑向的圓度誤差、軸向的直線度誤差和素線的平行度誤差。（2）零件的功能要求機(jī)器對零件不同功能的要求，決定零件需選用不同的幾何公差項目。（3）方便檢測在滿足功能要求的前提下，為了方便檢測，應(yīng)該選用測量簡便的項目代替難于測量的項目，有時可將所需的公差項目用控制效果相同或相近的公差項目來代替。幾何公差的選擇內(nèi)容2.幾何公差值（或公差等級）的選擇幾何公差值的確定是根據(jù)零件的功能要求，盡可能選用最經(jīng)濟(jì)的公差值，通過類比或計算，并考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和零件的結(jié)構(gòu)、剛性等情況，可參照一些影響因素綜合加以考慮。幾何公差值的大小是由公差等級來確定的。正確地選用幾何公差項目，合理地確定幾何公差數(shù)值，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低制造的成本具有十分重要的意義。設(shè)計產(chǎn)品時，應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)提供的統(tǒng)一數(shù)系選擇幾何公差值。幾何公差等級一般劃分為12級，即1～12級，精度依次降低。國家標(biāo)準(zhǔn)對直線度、平面度、平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、圓跳動、全跳動都劃分了12個等級，數(shù)值如表所示。圓度和圓柱度劃分為13級，即0～12級，其中，6、7級為基本級。在選用時，公差等級的確定常采用類比法。幾何公差的選擇內(nèi)容幾何公差的選擇直線度和平面度公差值（μm）內(nèi)容幾何公差的選擇直線度、平面度公差等級應(yīng)用舉例內(nèi)容幾何公差的選擇直線度、平面度公差等級與表面粗糙度的對應(yīng)關(guān)系內(nèi)容幾何公差的選擇圓度、圓柱度公差數(shù)值（μm）內(nèi)容幾何公差的選擇圓度、圓柱度公差等級應(yīng)用舉例內(nèi)容幾何公差的選擇圓度、圓柱度公差等級與尺寸公差等級的對應(yīng)關(guān)系內(nèi)容幾何公差的選擇圓度、圓柱度公差等級與表面粗糙度的對應(yīng)關(guān)系內(nèi)容幾何公差的選擇平行度、垂直度、傾斜度公差數(shù)值（μm）內(nèi)容幾何公差的選擇平行度、垂直度公差等級應(yīng)用舉例內(nèi)容幾何公差的選擇平行度、垂直度、傾斜度公差等級與尺寸公差等級的對應(yīng)關(guān)系內(nèi)容幾何公差的選擇同軸度、對稱度、圓跳動、全跳動公差值（μm）內(nèi)容幾何公差的選擇

同軸度、對稱度、跳動公差等級應(yīng)用舉例內(nèi)容幾何公差的選擇同軸度、對稱度、跳動公差等級與尺寸公差等級的對應(yīng)關(guān)系內(nèi)容2.幾何公差值（或公差等級）的選擇確定幾何公差等級時，還要從以下幾個方面考慮。（1）考慮零件的結(jié)構(gòu)特點。對于剛性較差的零件，如細(xì)長的軸或孔；某些結(jié)構(gòu)特點的要素，如跨距較大的軸或孔，以及寬度（一般大于1/2長度）較大的零件表面，因加工時產(chǎn)生較大的幾何誤差，因此應(yīng)比正常情況選擇低1～2級幾何公差等級。（2）協(xié)調(diào)幾何公差值與尺寸公差值之間的關(guān)系。在同一要素上給出的形狀公差值應(yīng)小于位置公差值。例如，要求平行的兩個表面，其平面度公差值應(yīng)小于平行度公差值；圓柱形零件的形狀公差值（軸線的直線度除外）一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值，平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)的距離尺寸的尺寸公差值，通常同一要素上給定的幾何公差值與相應(yīng)要素的尺寸公差值之間的關(guān)系為

t形狀＜t方向＜t位置＜t尺寸幾何公差的選擇內(nèi)容2.幾何公差值（或公差等級）的選擇（3）形狀公差與表面粗糙度Ra的關(guān)系

通常情況下，表面粗糙度的Ra值約占形狀公差值的20%~25%對高精度及小尺寸零件，Ra值約占形狀公差值的50%~70%。（4）采用包容原則時，形狀公差與尺寸公差之間的關(guān)系。

包容原則主要用于保證配合性質(zhì)的要素，用尺寸公差代替形狀公差。對于尺寸公差在IT5～I(xiàn)T8范圍內(nèi)的形狀公差值，一般可取t形狀=(0.25～0.65)t尺寸幾何公差的選擇內(nèi)容3.幾何公差基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)要素的選擇包括基準(zhǔn)部位的選擇、基準(zhǔn)數(shù)量的確定、基準(zhǔn)順序的合理安排。(1)基準(zhǔn)部位的選擇選擇基準(zhǔn)時,主要應(yīng)根據(jù)設(shè)計和使用要求,考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一原則和結(jié)構(gòu)特征。具體應(yīng)考慮如下幾點:①選用零件在機(jī)器中的定位面作為基準(zhǔn)部位。例如,箱體的底平面和側(cè)面、盤類零件的軸線、回轉(zhuǎn)零件的支承軸頸或支承孔等。②基準(zhǔn)要素應(yīng)具有足夠的大小和剛度,以保證定位穩(wěn)定可靠。例如,用兩條或兩條以上相距較遠(yuǎn)的軸線組合成公共基準(zhǔn)軸線比單一基準(zhǔn)軸線要穩(wěn)定。③選用加工比較精確的表面作為基準(zhǔn)部位。④盡量使裝配、加工和檢測基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣,既可以消除因基準(zhǔn)不統(tǒng)一而產(chǎn)生的誤差,也可以簡化夾具、量具的設(shè)計與制造,且測量方便。幾何公差的選擇內(nèi)容3.幾何公差基準(zhǔn)的選擇(2)基準(zhǔn)數(shù)量的確定一般來說,應(yīng)根據(jù)公差項目的方向、位置幾何功能要求來確定基準(zhǔn)的數(shù)量。方向公差大多只要一個基準(zhǔn),而位置公差則需要一個或多個基準(zhǔn)。例如,對于平行度、垂直度、同軸度公差項目,一般只用一個平面或一條軸線做基準(zhǔn)要素;對于位置度公差項目,需要確定孔系的位置精度,就可能要用到兩個或三個基準(zhǔn)要素。(3)基準(zhǔn)順序的安排當(dāng)選用兩個以上基準(zhǔn)要素時,就要明確基準(zhǔn)要素的次序,并按第一、二、三的順序?qū)懺诠羁蚋裰?第一基準(zhǔn)要素是主要的,第二基準(zhǔn)要素次之。幾何公差的選擇內(nèi)容4.公差原則與公差要求的選擇在何種情況下應(yīng)選擇用何種公差原則與公差要求，必須結(jié)合具體的使用要求和工藝條件作具體分析。具體地說，應(yīng)綜合考慮下面幾個因素:

（1）功能性要求（2）設(shè)備狀況（3）生產(chǎn)批量（4）操作技能幾何公差的選擇內(nèi)容4.公差原則與公差要求的選擇獨立原則用于尺寸精度與形位精度精度要求相差較大，需分別滿足要求，或兩者無聯(lián)系，保證運(yùn)動精度、密封性，未注公差等場合。包容要求主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場合。最大實體要求用于中心要素，一般用于相配件要求為可裝配性（無配合性質(zhì)要求）的場合。最小實體要求主要用于需要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚等場合?？赡嬉笈c最大（最?。嶓w要求聯(lián)用，能充分利用公差帶，擴(kuò)大了被測要素實際尺寸的范圍，提高了效益。在不影響使用性能的前提下可以選用。幾何公差的選擇內(nèi)容5.幾何公差未注公差值的規(guī)定（1）圖樣上注出公差值的規(guī)定對于幾何公差有較高要求的零件，均應(yīng)在圖樣上按規(guī)定的標(biāo)注方法注出公差值。幾何公差值的大小由幾何公差等級并依據(jù)主要參數(shù)的大小確定，因此確定幾何公差值實際上就是確定幾何公差等級。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，將幾何公差分為12個等級，1級最高，依次遞減，6級與7級為基本級。圓度和圓柱度還增加了精度更高的0級。（2）幾何公差的未注公差值的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:未注公差值符合工廠的常用精度等級，不需在圖樣上注出。①直線度、平面度的未注公差值共分H、K、L三個公差等級。②圓度的未注公差值規(guī)定采用相應(yīng)的直徑公差值。幾何公差的選擇內(nèi)容5.幾何公差未注公差值的規(guī)定（2）幾何公差的未注公差值的規(guī)定③圓柱度圓柱度誤差由圓度、軸線直線度、素線直線度和素線平行度組成。④線輪廓度、面輪廓度未作規(guī)定，受線輪廓、面輪廓的線性尺寸或角度公差控制。⑤平行度等于相應(yīng)的尺寸公差值。⑥垂直度分為H、K、L三個等級。⑦對稱度分為H、K、L三個等級。⑧位置度未作規(guī)定，因為屬于綜合性誤差，由分項公差值控制。