機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)課件：幾何公差的選擇

幾何公差的選擇《機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)》

目錄幾何公差值（或公差等級(jí)）的選擇02幾何公差的基準(zhǔn)選擇03幾何公差項(xiàng)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(xiàng)目、合理確定幾何公差數(shù)值，對(duì)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(xiàng)目、公差數(shù)值，公差原則。1.幾何公差項(xiàng)目的選擇幾何公差項(xiàng)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(diǎn)和使用要求。然后，按照零件的幾何特征、功能要求、方便檢測(cè)來選定。內(nèi)容1.幾何公差項(xiàng)目的選擇（1）零件的幾何特征零件的幾何特征不同，會(huì)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(xiàng)目，因?yàn)樗芫C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(duì)零件不同功能的要求，決定零件需選用不同的幾何公差項(xiàng)目。（3）方便檢測(cè)在滿足功能要求的前提下，為了方便檢測(cè)，應(yīng)該選用測(cè)量簡(jiǎn)便的項(xiàng)目代替難于測(cè)量的項(xiàng)目，有時(shí)可將所需的公差項(xiàng)目用控制效果相同或相近的公差項(xiàng)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(jí)）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(jì)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(jí)來確定的。正確地選用幾何公差項(xiàng)目，合理地確定幾何公差數(shù)值，對(duì)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(jì)產(chǎn)品時(shí)，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(jí)一般劃分為12級(jí)，即1～12級(jí)，精度依次降低。國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)直線度、平面度、平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)、全跳動(dòng)都劃分了12個(gè)等級(jí)，數(shù)值如表所示。圓度和圓柱度劃分為13級(jí)，即0～12級(jí)，其中，6、7級(jí)為基本級(jí)。在選用時(shí)，公差等級(jí)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(jí)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(jí)與表面粗糙度的對(duì)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(jí)應(yīng)用舉例內(nèi)容幾何公差的選擇圓度、圓柱度公差等級(jí)與尺寸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系內(nèi)容幾何公差的選擇圓度、圓柱度公差等級(jí)與表面粗糙度的對(duì)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(jí)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(jí)與尺寸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系內(nèi)容幾何公差的選擇同軸度、對(duì)稱度、圓跳動(dòng)、全跳動(dòng)公差值（μm）內(nèi)容幾何公差的選擇

同軸度、對(duì)稱度、跳動(dòng)公差等級(jí)應(yīng)用舉例內(nèi)容幾何公差的選擇同軸度、對(duì)稱度、跳動(dòng)公差等級(jí)與尺寸公差等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系內(nèi)容2.幾何公差值（或公差等級(jí)）的選擇確定幾何公差等級(jí)時(shí)，還要從以下幾個(gè)方面考慮。（1）考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。對(duì)于剛性較差的零件，如細(xì)長的軸或孔；某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(shí)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(jí)幾何公差等級(jí)。（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(gè)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(jí)）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(duì)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(shí)，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(duì)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(shí),主要應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)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(diǎn):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(cè)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(jiǎn)化夾具、量具的設(shè)計(jì)與制造,且測(cè)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(xiàng)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(gè)基準(zhǔn),而位置公差則需要一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)。例如,對(duì)于平行度、垂直度、同軸度公差項(xiàng)目,一般只用一個(gè)平面或一條軸線做基準(zhǔn)要素;對(duì)于位置度公差項(xiàng)目,需要確定孔系的位置精度,就可能要用到兩個(gè)或三個(gè)基準(zhǔn)要素。(3)基準(zhǔn)順序的安排當(dāng)選用兩個(gè)以上基準(zhǔn)要素時(shí),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(gè)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(dú)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(dòng)精度、密封性，未注公差等場(chǎng)合。包容要求主要用于需要嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場(chǎng)合。最大實(shí)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(chǎng)合。最小實(shí)體要求主要用于需要保證零件強(qiáng)度和最小壁厚等場(chǎng)合?？赡嬉笈c最大（最?。?shí)體要求聯(lián)用，能充分利用公差帶，擴(kuò)大了被測(cè)要素實(shí)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(duì)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(jí)并依據(jù)主要參數(shù)的大小確定，因此確定幾何公差值實(shí)際上就是確定幾何公差等級(jí)。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，將幾何公差分為12個(gè)等級(jí)，1級(jí)最高，依次遞減，6級(jí)與7級(jí)為基本級(jí)。圓度和圓柱度還增加了精度更高的0級(jí)。（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(jí)，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(gè)公差等級(jí)。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(gè)等級(jí)。⑦對(duì)稱度分為H、K、L三個(gè)等級(jí)。⑧位置度未作規(guī)定，因?yàn)閷儆诰C合性誤差，由分項(xiàng)公差值控制。