幾何精度設計之公差原則

幾何精度設計之公差原則第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

公差原則基本內容：公差原則的定義，有關作用尺寸、邊界和實效狀態(tài)的基本概念，獨立原則、包容要求、最大實體要求、最小實體要求的涵義及應用。重點內容：包容要求、最大實體要求的涵義及應用。難點內容：包容要求、最大實體要求、最小實體要求的涵義及應用。第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月公差原則的定義定義：處理尺寸公差和幾何公差關系的規(guī)定分類：獨立原則包容要求最大實體要求最小實體要求相關原則公差原則可逆要求第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月有關公差原則的術語及定義1．體外作用尺寸●外表面（軸）的體外作用尺寸dfe與實際外表面體外相接的最小理想面的直徑（或寬度）。●內表面（孔）的體外作用尺寸dfi與實際內表面體外相接的最大理想面的直徑（或寬度）。

第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月4

對于關聯(lián)要素孔、軸，該理想面的軸線（或中心平面）必須與基準保持圖樣上給定的幾何關系。

第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月5

2.最大實體狀態(tài)MMC和最大實體尺寸MMS

●MMC實際要素在尺寸公差帶內并具有實體最大的狀態(tài)。

●

MMS

軸的MMS＝dM＝軸的上極限尺寸dmax

孔的MMS＝DM＝孔的下極限尺寸Dmin

3.最小實體狀態(tài)LMC和最小實體尺寸LMS

●

LMC實際要素在尺寸公差帶內并具有實體最小的狀態(tài)?！?/p>

LMS

軸的LMS＝dL＝軸的下極限尺寸dmin

孔的LMS＝DL＝孔的上極限尺寸Dmax

第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月6

4.最大實體實效狀態(tài)MMVC和最大實體實效尺寸MMVS

●MMVC實際要素處于最大實體狀態(tài)，且其對應導出要素的幾何誤差等于圖樣上標注的幾何公差時的綜合極限狀態(tài)（圖樣上該幾何公差的數(shù)值t的后面標注了符號M

）。

●MMVS此綜合極限狀態(tài)的體外作用尺寸。

軸的MMVS＝dMV＝軸的上極限尺寸dmax+t

孔的MMVS＝DMV＝孔的下極限尺寸Dmin-t

第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月7

5.最小實體實效狀態(tài)LMVC和最小實體實效尺寸LMVS

●LMVC實際要素處于最小實體狀態(tài)，且其對應導出要素的幾何誤差等于圖樣上標注的幾何公差時的綜合極限狀態(tài)（圖樣上該幾何公差的數(shù)值t的后面標注了符號L

）。

●LMVS此綜合極限狀態(tài)的體外作用尺寸。

軸的LMVS＝dLV＝軸的下極限尺寸dmax-t

孔的LMVS＝DLV＝孔的上極限尺寸Dmin+t

第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月8

6.邊界設計時給出邊界，用于控制被測要素實際尺寸和幾何誤差的綜合結果。邊界的形狀是被測要素的反形，是具有理想形狀的極限包容面。單一要素的邊界沒有方位的約束。而關聯(lián)要素的邊界應與基準保持圖樣上給定的幾何關系。

第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9

二、獨立原則定義：圖樣上給定的每一個尺寸和幾何要求均是獨立的，應分別滿足要求。標注：不需加注任何特別符號。φ300-0.033

標注示例0Φ0.015第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月在獨立原則中尺寸公差和幾何公差各自獨立地控制提取要素的尺寸誤差和幾何誤差（a）（b）圖獨立原則的標注（一）（a）（b）圖

獨立原則的標注（二）示例：第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月獨立原則的應用①尺寸公差與幾何公差需要分別滿足要求，兩者不發(fā)生聯(lián)系。第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月獨立原則的應用

②應用于要求嚴格控制要素的幾何誤差的場合

。

③用于未注尺寸公差的要素。第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月三、包容要求1．包容要求的含義包容要求適用于單一尺寸要素，用最大實體邊界MMB控制單一要素的實際尺寸和形狀誤差的綜合結果，并要求實際尺寸不得超出最小實體尺寸。

第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

按包容要求給出尺寸公差時，需要在公稱尺寸的上、下偏差后面或尺寸公差帶代號后面標注符號E

，如

E，100H7E

圖樣上對孔或軸標注了符號E

，就應滿足下列要求：對于軸

dfe≤dmax且da≥dmin

對于孔

Dfe≥Dmin且Da≤Dmax

第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月152.按包容要求標注的圖樣解釋在最大實體邊界范圍內，該要素的實際尺寸和形狀誤差相互依賴，所允許的形狀誤差值完全取決于實際尺寸的大小。因此，若軸或孔的實際尺寸處處皆為最大實體尺寸，則其形狀誤差必須為零，才能合格。

3.包容的主要應用范圍包容要求常用于保證孔與軸的配合性質，特別是配合公差較小的精密配合要求。

第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月16第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月17

按包容要求給孔、軸尺寸公差后，若對形狀精度有更高的要求，還可以進一步給出形狀公差值，這形狀公差值必須小于給出的尺寸公差值。

第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月18四、最大實體要求

1．最大實體要求的含義最大實體要求適用于尺寸要素的尺寸及其導出要素（軸線、中心平面等）幾何公差的綜合要求。用最大實體實效邊界MMVB控制被測尺寸要素的實際尺寸及其導出要素幾何誤差的綜合結果，并要求實際尺寸不得超出極限尺寸。

第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月19第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月20

2.最大實體要求應用于被測要素

●標注方法在被測要素幾何公差框格中的公差值后面標注符號M

。

●含義

①圖樣上標注的幾何公差值是被測要素處于最大實體狀態(tài)時給出的公差值。

②給出最大實體實效邊界MMVB：對于軸dfe≤dMV且dmax≥da≥dmin對于孔Dfe≥DMV

且Dmax

≥Da≥Dmin③允許尺寸公差補償幾何公差。第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月21

●被測要素按最大實體要求標注的圖樣解釋單一要素示例第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月22

關聯(lián)要素示例

第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月23

最大實體要求應用于被測要素而標注的幾何公差值為零可以給出被測要素處于最大實體狀態(tài)下的幾何公差值為零，用“0M”的形式注出。在這種情況下，被測要素的MMVB邊界就是MMB邊界，這邊界尺寸等于MMS。達到包容要求的效果。

第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月24

標注的方向或位置公差值為零的示例

第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月253.最大實體要求應用于基準要素基準要素尺寸公差與被測要素方向、位置公差的關系可以是彼此無關而獨立的，或者是相關的?；鶞室乇旧砜梢圆捎锚毩⒃瓌t、包容要求或最大實體要求?；鶞室爻叽绻钆c被測要素方向、位置公差的關系采用最大實體要求時，必須在被測要素幾何公差框格中的基準字母后面標注符號M。最大實體要求應用于基準要素的含義如下：（1）基淮要素的實際輪廓也受相應的邊界控制。（2）在一定條件下，允許基準要素的尺寸公差補償被測要素的方向、位置公差。第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月26

4.最大實體要求附加采用可逆要求●標注方法

在被測要素幾何公差框格中的公差值后面標注雙重符號MR?！窈x

允許尺寸公差與幾何公差相互補償。

第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月27

第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月28

5.最大實體要求的主要應用范圍只要求裝配互換的要素，通常采用最大實體要求。例如，用螺栓或螺釘連接的盤形零件上圓周布置的通孔的位置度公差廣泛采用最大實體要求，以充分利用圖樣上給出的通孔的尺寸公差。此外，“0M”的應用，對于單一要素可以獲得包容要求的效果；對于關聯(lián)要素可以在獲得包容要求效果的同時，保證方向、位置精度。第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月29

第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月30小結：

包容要求與最大實體要求包容要求最大實體要求合格條件及

公差原則含義

dm≤dMMS=dmaxda≥dLMS=dminDm≥DMMS=DminDa≤DLMS=Dmax邊界尺寸為最大實體尺寸MMS(dmax，Dmin)

dm≤dMV=dMMS+t形位

dmin≤da≤dmax

Dm≥DMV=DMMS-t形位

Dmin≤Da≤Dmax邊界尺寸為最大實體實效尺寸

MMVS＝MMS±t標注單一要素在尺寸公差帶后加注E用于被測要素時在幾何公差框格第二格公差值后加M用于基準要素時在幾何公差框格相應的基準要素后加

M主要用途用于保證配合性質用于保證零件的可裝配性軸軸孔孔第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月圖例采用公差原則邊界及邊界尺寸mm給定的形位公差mm可能允許的最大形位誤差值mma獨立原則無?0.008?0.008b包容要求最大實體邊界?200?0.021c最大實體要求最大實體實效邊界?12.04?0.04?0.09例題：bE—φ0.008

a?12-0.05?25-0.05?0.04MA00Ac第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月五、最小實體要求定義：控制被測要素的實際輪廓處于其最小實體實效邊界之內的一種公差要求。標注：在被測要素形位公差框格中的公差值后標注符號L。應用于基準要素時，應在形位公差框格內的基準字母代號后標注符號“

L”。應用：適用于中心要素。主要用于需保證零件的強度和壁厚的場合。邊界：最小實體實效邊界。即：體內作用尺寸不得超出最小實體實效尺寸，其局部實際尺寸不得超出最大實體尺寸和最小實體尺寸。DLV=DL±t內表面為“+”，外表面為“-”。第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）最小實體要求應用于注有公差的要素【工程實例4-3】試解釋圖4.74(a)標注的含義。(a)（b）(c)圖4.74最小實體要求應用舉例第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月c.軸線的位置度公差Φ0.1mm是該外尺寸要素為其最小實體狀態(tài)（LMC）時給定的，若該外尺寸要素為最大實體狀態(tài)（MMC）時，其軸線位置度誤差允許達到最大值，即軸線位置度公差Φ0.1mm與軸線尺寸公差

Φ0.1mm之和Φ0.2mm；若該軸處于LMC與MMC之間，其軸線位置度公差在Φ0.1mm~Φ0.2mm之間變化。圖4.74（c）給出了表達上述關系的動態(tài)公差帶圖。解：對該圖例的解釋如下：a.外尺寸要素的提取要素不得違反其最小實體實效狀態(tài)（LMVC），其直徑為LMVS=69.8mm；LMVC的方向與基準A相平行，并且其位置在與基準A同軸的理論正確位置上；b.外尺寸要素的提取要素各處的局部直徑應小于MMS=70mm，且應大于

LMS=69.9mm；第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5.1實際要素的體現(xiàn)測量幾何誤差時，難于測遍整個實際要素來取得無限多測點的數(shù)據，而是考慮現(xiàn)有計量器具及測量本身的可行性和經濟性，采用均勻布置測點的方法，測量一定數(shù)量的離散測點來代替整個實際要素。

幾何誤差是指被測提取要素對其擬合要素的變動量，是幾何公差的控制對象?！?.5

幾何誤差第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月361．形狀誤差及其評定形狀誤差是指被測提取要素對其擬合要素的變動量，擬合要素的位置應符合最小條件。最小條件就是擬合要素處于符合最小條件的位置時，被測提取要素對擬合要素的最大變動量為最小。

3.5.2幾何誤差及其評定第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月37

方向誤差是指被測提取要素對其具有確定方向的擬合要素的變動量，擬合要素的方向由基準確定。

2．方向誤差及其評定第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月38位置誤差是指被測提取要素對其具有確定位置的擬合要素的變動量，擬合要素的位置由基準和理論正確尺寸確定。位置誤差值用定位最小包容區(qū)域(簡稱定位最小區(qū)域)的寬度或直徑來表示。

3．位置誤差及其評