机械零件设计中几何公差的合理选用

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机加工公差标准

机加工公差标准

机加工公差标准机加工公差标准是制造业中非常重要的一部分,它直接影响着零件的质量和性能。

在机械加工中,公差是指零件尺寸允许的最大偏差,它包括上偏差和下偏差。

公差标准的制定对于保证零件的互换性、装配性和可靠性具有重要意义。

本文将从公差标准的定义、分类、表示方法和适用范围等方面进行详细介绍。

首先,公差标准的定义是指在一定的条件下,规定的尺寸允许的最大偏差。

公差是为了保证零件的装配和使用要求而设置的。

在实际加工中,由于各种因素的影响,零件的尺寸难以完全精确地加工出来,因此需要规定公差来容许这种偏差。

其次,公差标准根据其精度的要求可以分为一般公差和精密公差。

一般公差适用于一般机械零件的加工,精密公差适用于对尺寸精度要求较高的零件加工。

公差还可以根据其形位误差的要求分为尺寸公差和形位公差。

尺寸公差是指在加工过程中产生的零件尺寸的偏差,形位公差是指零件的形位误差。

公差的表示方法通常采用国际标准ISO制定的符号表示。

例如,H7表示基孔制的公差,表示基孔的上偏差为7微米,h6表示基轴制的公差,表示基轴的下偏差为6微米。

公差的表示方法可以直观地反映出零件的尺寸精度要求,方便加工和检验。

公差标准适用范围非常广泛,几乎所有的机械零件都需要遵循公差标准进行加工。

无论是汽车、航空航天、船舶、轨道交通、家电还是日常生活用品,都离不开公差标准的应用。

因此,了解和掌握公差标准对于提高零件加工的质量和效率具有重要意义。

总之,机加工公差标准是制造业中不可或缺的重要内容,它直接关系到零件的质量和性能。

了解公差标准的定义、分类、表示方法和适用范围对于提高零件加工的质量和效率具有重要意义。

希望本文的介绍能够对读者有所帮助,让大家对公差标准有一个更加深入的了解。

简述传动轴需选择的几何公差及公差值选择依据

简述传动轴需选择的几何公差及公差值选择依据

简述传动轴需选择的几何公差及公差值选择依据传动轴是一种用于将动力传递给机械装置的元件,它在各类机械设备中广泛应用,如汽车、工业设备、风力发电机组等。

为了确保传动轴的正常运转和装配,需要选择合适的几何公差和公差值。

传动轴的几何公差主要包括平行度、圆度、直线度、轴线偏差和圆周跳动等。

这些公差用于描述轴的形状、尺寸和位置。

通过合理选择几何公差,可以保证轴的制造精度和装配精度,使其与配套的传动装置良好地配合,减少传动时的摩擦和振动,从而提高传动效率和使用寿命。

在选择几何公差时,需要考虑以下几个因素:1.传递力矩和速度:传动轴在传递力矩和承受转速时会受到较大的载荷。

这时需要选择较小的几何公差,以保证轴的稳定性和刚度,防止发生过大的变形和振动。

2.加工工艺和设备精度:传动轴的制造需要经过多道工序,如车削、铣削、热处理等。

不同加工工艺和设备的精度有所差异,需要根据实际情况选择适合的几何公差,以提高生产效率和质量。

3.装配要求和配合尺寸:传动轴通常需要与其他配件进行装配,如齿轮、轴承等。

为了保证装配精度和配合质量,需要选择适合的几何公差和公差值,以实现良好的配合。

4.使用环境和工作条件:不同的使用环境和工作条件对传动轴的要求有所不同。

如在高温、低温、湿润或腐蚀环境下工作的传动轴,需要选择耐高温、耐腐蚀的材料,并根据实际条件选择合适的几何公差。

在确定具体的几何公差值时,一般根据国家相关标准或者企业内部技术要求来进行选择。

常见的公差值有下偏差、上偏差、零偏差等。

具体选择哪种公差值取决于设计要求和生产工艺。

一般来说,为了确保传动轴的制造精度和装配精度,需要选择合适的公差值。

如果公差值过大,会导致轴与配套零件之间出现过大的间隙,影响传动的精度和稳定性;如果公差值过小,会增加制造难度和成本,甚至造成装配困难。

在选择公差值时,需要综合考虑以下几个方面:1.传动精度要求:不同的传动装置对传动精度有不同的要求。

一般来说,高精度的传动装置对公差要求更严格,需要选择较小的公差值。

机械零件设计中几何公差的合理选用

机械零件设计中几何公差的合理选用

R OCCUPATION2012 0338教学研究ESEARCH机械零件设计中几何公差的合理选用文/符 莎在机械零件设计中,零件的尺寸精度、表面质量和几何精度是影响产品质量的重要因素。

几何公差项目、公差原则、基准及公差值的合理选用,是保证零件设计精度、使用功能和产品质量的重要内容。

一、几何公差项目的选用几何公差项目的选用应遵循的原则是:在最大限度地满足零件功能要求的前提下,以最少的几何公差项目,获得较好的经济性。

首先要根据零件的结构特征和加工情况,零件的功能和精度要求来合理选用几何公差特征项目,同时要考虑几何公差项目的特点和检测方便性。

1.依据零件的结构特征和加工情况零件自身的结构特征限定了可选择的几何公差项目。

例如有平面要素的零件可选平面度、平行度误差,有曲面要素的零件可选面轮廓度;圆柱体零件可根据零件自身各要素选择轴线直线度、素线直线度、圆度、圆柱度、径向圆跳动误差;阶梯孔零件会有同轴度误差;零件上孔或轴的轴线会有位置度误差等。

在机械零件设计时,还应根据零件的加工和装配情况来选择几何公差项目。

例如在加工细长轴时中部较易产生变形,可以选择素线直线度或圆柱度来控制。

2.依据零件的功能和精度要求选择几何公差项目还应满足零件的功能和精度要求,主要考虑形位误差对零件的配合性质、装配互换性、工作精度、可靠性等影响。

设计时只有了解和明确所设计零件的使用性能,才能确定为保证这些性能必须选用的几何公差项目。

例如为保证一对锥齿轮的正确啮合传动,对箱体上安装锥齿轮轴的孔需要给出垂直度要求;车床主轴的旋转精度要求很高,应规定其前后颈的同轴度来保证主轴的精度要求等。

3.依据几何公差项目的特点和检测方便性在机械零件设计时,要充分考虑各几何公差项目的特点和它们之间的关系,在满足功能要求的前提下应尽量选用检测方法易行的项目来代替检测难度较大的几何公差项目。

(1)形状公差可控制某些其他形状公差。

形状公差中有些项目可以控制其他项目。

机械制造中的精密度与几何公差控制研究

机械制造中的精密度与几何公差控制研究

机械制造中的精密度与几何公差控制研究引言:机械工程是一门涵盖了设计、制造、运行和维护机械设备的学科。

在机械制造过程中,精密度和几何公差控制是至关重要的研究领域。

本文将探讨机械制造中的精密度和几何公差控制,以及相关的研究进展和应用。

一、精密度在机械制造中的重要性精密度是指零件或产品与其设计要求之间的偏差程度。

在机械制造中,精密度的控制对于确保产品性能和质量至关重要。

精密度的提高可以减少零件之间的摩擦和磨损,提高机械设备的效率和寿命。

因此,精密度在机械制造中是一项关键的研究领域。

二、几何公差的定义和分类几何公差是指零件的形状、尺寸和位置与其设计要求之间的偏差。

几何公差的控制是确保零件和产品符合设计要求的重要手段。

根据ISO标准,几何公差可以分为形位公差、尺寸公差和位置公差等多个方面。

形位公差用于控制零件的形状和位置关系,尺寸公差用于控制零件的尺寸,位置公差用于控制零件的位置关系。

三、精密度与几何公差控制的研究进展随着制造技术的不断发展,精密度和几何公差控制的研究也取得了显著的进展。

在精密度方面,研究人员通过改进加工工艺、提高测量技术和优化设备参数等手段,不断提高零件和产品的精密度。

在几何公差控制方面,研究人员开发了各种几何公差控制方法和工具,如数控加工、三维打印和计算机辅助设计等,以提高零件和产品的几何公差控制能力。

四、精密度与几何公差控制的应用精密度和几何公差控制在机械制造中有广泛的应用。

例如,在航空航天领域,精密度和几何公差控制是确保飞机零件和发动机部件的高质量和安全性的关键。

在汽车制造领域,精密度和几何公差控制用于确保汽车零件的精确配合和运行稳定性。

此外,精密度和几何公差控制还在电子设备、医疗器械和光学仪器等领域发挥着重要作用。

结论:精密度和几何公差控制是机械制造中的重要研究领域,对于确保产品性能和质量至关重要。

随着制造技术的不断发展,精密度和几何公差控制的研究也取得了显著的进展。

精密度和几何公差控制在航空航天、汽车制造和其他领域有着广泛的应用。

尺寸公差和几何公差之间的关系

尺寸公差和几何公差之间的关系
关键词院尺寸公差;几何公差;关系 Key words: dimensional tolerance;geometric tolerance;relation
0 引言 航空发动机设计时,零件的尺寸精度、几何精度、表面 质量等,其能够直接影响到产品的质量。如何正确并合理 的选择尺寸公差和几何公差的公差等级是设计工作中一 项复杂又重要的工作,要做到合理的选择尺寸公差和几何 公差,必须了解尺寸公差与几何公差之间的关系,并掌握 几何公差和尺寸公差的数值关系。 几何公差包括形状公差、定向公差、定位公差和跳动 公差。 1 尺寸公差对几何公差的控制关系 尺寸公差对几何公差的控制关系应根据设计要求按 不同的公差原则确定。 1.1 独立原则 采用独立原则时,几何公差与尺寸公差相互独立,彼 此无关,分别满足各自要求的公差原则,不存在补偿关系, 主要用于尺寸精度与形位精度要求相差比较大或者两者 无联系,保证运动精度、密封性,未注公差等场合。如图 1 和表 1 所示,孔的尺寸公差和轴线的直线度公差遵循独立 原则,两者分别满足各自的公差要求,独立原则是公差原 则的基本原则。 1.2 包容原则 当采用包容原则,即要求实际要素位于理想形状的包 容面内的一种公差原则,而该理想形状的尺寸为要素的最 大实体尺寸。
跳动公差




位置公差




方向公差




形状公差
╳伊╳
╳伊╳
╳伊╳

图 8 素线直线度
图 9 圆柱度
图 10 素线平行度
图 11 同轴度
公差之间的相互控制关系,如表 4 所示。 3 尺寸公差与几何关系的数值关系 本文对国内外主要型号的涡轴、涡桨发动机的盘类、

机械设计与制造中的公差配合及其应用效果

机械设计与制造中的公差配合及其应用效果

HEBEINONGJI摘要:机械制造业的发展在工业领域中占据着非常重要的地位,源于机械制造业水平的高低直接反映出我国科学技术的发展水平,因此在当前要加强对机械设计与制造的重视程度,强化机械制造业深入分析和研究。

但是目前机械制造业的发展现状,还存在部分的问题需要进一步的解决,在机械设计与制造的过程中公差配合起着非常重要的作用,本文主要是针对机械设计与制造中的公差配合以及应用效果进行分析和研究,旨在充分利用公差配合这一要素有效解决机械设计与制造中存在的问题,以此促进机械制造业的发展,为我国科技水平的提升奠定坚实的基础。

关键词:机械设计;机械制造;公差配合;应用效果机械设计与制造中的公差配合及其应用效果商洛职业技术学院机电工程系陈其我国经济市场的发展在一定程度上助推了工业制造产业的发展,而机械设计与制造是工业发展的核心动力。

在工业快速发展的时代背景下,我国机械设计与制造技术也得到了有效的发展和创新,而公差配合在机械设计与制造中起着非常关键的作用,无论是对零部件的质量提升还是对生产成本的管控都起着非常重要的作用。

基于此本文主要是针对公差配合在机械设计与制造中的应用展开一系列的分析和探究,旨在有效加大公差配合在机械设计与制造中的应用效果,为我国工业机械制造业的发展提供有效的保障。

1公差配合概述公差公差是指所允许的零件几何参数变动量,在机械设计与制造中可以被称为几何参数的有设计制造产品的直径、长度以及宽度等。

在机械设计与制造的过程中,必须要确保设计生产的零件具有一定的可替代性,对于可以代替的零件要求具备基本的使用功能,并且生产规格在规定的标准范围内,而这个范围就是通过公差决定的。

公差可以分为尺寸公差、形状公差、位置公差。

尺寸公差是指在零件生产的过程中可接受的零件尺寸变动范围;形状公差是指零件几何要求的形状只能在被允许的范围内进行变动;位置公差是指几何要素的位置能够允许的范围。

在国际标准中,公差一共分为20个等级,数字越大代表公差的等级越高,而能够允许的范围就越大。

机械设计中尺寸几何公差标注类知识

一、关于尺寸(1)功能尺寸系指对于机件的工作性能、装配精度及互换性起重要作用的尺寸。

功能尺寸对于零件的装配位置或配合关系有决定性的作用,因而常具有较高的精度。

这些尺寸是尺寸链中重要的一环,常为了满足设计要求而直接注出。

例如,有装配要求的配合尺寸,有连接关系的定位尺寸、中心距等。

(2)非功能尺寸系指不影响机件的装配关系和配合性能的一般结构尺寸。

这些尺寸一般精度都不高。

例如,无装配关系的外形轮廓尺寸、不重要的工艺结构(如倒角、倒圆、退刀槽、凹槽、凸台、沉孔)的尺寸等。

(3)公称尺寸是某一要素或零件尺寸的名义值。

例如,平垫圈的公称尺寸是与之相配的螺栓的公称直径,而实际上该垫圈的孔径要大于这个公称尺寸。

(4)基本尺寸是设计时给定的、用以确定结构大小或位置的尺寸。

基本尺寸又是确定尺寸公差的基数,它与公称尺寸的性质是不同的。

(5)参考尺寸是指在图样中不起指导生产和检验作用的尺寸。

它仅仅是为了便于看图方便而给出的参考性尺寸。

参考尺寸只有基本尺寸而不带公差,为了区别于其他未注公差的尺寸,标注时应加圆括号表示。

(6)重复尺寸是指某一要素的同一尺寸在图样中重复注出,或对机件的结构尺寸注成封闭的尺寸链,因其中一环由图样中的其他尺寸和存在的几何关系可以推算出来,此时又不加圆括号者,这都称为重复尺寸。

机件每一要素的尺寸一般都只能标注一次,不应重复出现,以避免尺寸之间产生不一致或相互矛盾的错误。

二、正确地选择尺寸基准要合理标注尺寸,必须恰当地选择尺寸基准,即尺寸基准的选择应符合零件的设计要求并便于加工和测量。

零件的底面、端面、对称面、主要的轴线、中心线等都可作为基准。

图7-7 轴承座的尺寸基准1.设计基准和工艺基准根据机器的结构和设计要求,用以确定零件在机器中位置的一些面、线、点,称为设计基准。

根据零件加工制造、测量和检验等工艺要求所选定的一些面、线、点,称为工艺基准。

图7-7所示为轴承座。

轴承孔的高度是影响轴承座工作性能的功能尺寸,图中尺寸40±0.02以底面为基准,以保证轴承孔到底面的高度。

公差定义的标准

公差定义的标准在机械制造和工程设计中,公差是一个非常重要的概念,它是指在制造和设计过程中,对零件或部件的尺寸、形状、位置等参数允许的变动范围。

公差的定义和应用涉及到多个领域,包括机械、电子、航空航天等。

为了确保产品的质量和性能,公差定义的标准是非常必要的。

一、公差的基本概念1. 尺寸公差:指对零件的尺寸允许的变动范围。

例如,一个直径为10mm的孔,其尺寸公差范围可能是±0.1mm,即实际尺寸在9.9mm到10.1mm之间都是合格的。

2. 形状公差:指对零件的形状允许的变动范围。

例如,对于一个直线度公差为0.1mm的轴,其实际形状在任意100mm长度上,允许有不大于0.1mm的弯曲。

3. 位置公差:指对零件的位置允许的变动范围。

例如,对于一个同轴度公差为0.1mm的孔,其实际位置在任意300mm长度上,允许与基准轴线的偏差不大于0.1mm。

二、公差的标准1. GB/T 1804-2000:这是我国制定的尺寸公差标准,包括了线性尺寸、角度、圆弧半径和直径等项目的公差规定。

2. GB/T 1182-2008:这是我国制定的几何公差标准,包括了直线度、平面度、圆度、圆柱度等项目的公差规定。

3. GB/T 3177-2009:这是我国制定的表面粗糙度标准,包括了轮廓算术平均偏差、微观不平度十点平均高度等项目的公差规定。

4. ISO 286:这是国际标准化组织制定的标准,包括了线性尺寸、角度、圆弧半径和直径等项目的公差规定。

5. ISO 1101:这是国际标准化组织制定的几何公差标准,包括了直线度、平面度、圆度、圆柱度等项目的公差规定。

三、公差的选用在选用公差时,需要考虑多个因素,包括产品的使用要求、制造工艺、材料等因素。

一般来说,制造精度越高,产品的成本也就越高。

因此,需要在满足产品使用要求的前提下,合理选择公差,以降低成本。

同时,还需要考虑制造过程中的误差因素,如加工误差、测量误差等。

总之,公差定义的标准是机械制造和工程设计中的重要基础。

几何公差应用

几何公差应用几何公差是制造工程中一项重要的技术要求,它对产品的质量和精度具有重要影响。

本文将从几何公差的定义、分类和应用三个方面进行阐述,以帮助读者更好地理解和应用几何公差。

一、几何公差的定义几何公差是指在制造过程中,用来描述零件形状和位置误差的一种技术要求。

它通过一系列的数值和符号来表示零件和特征之间的偏差范围,从而确保零件在装配和使用过程中能够达到设计要求的功能和性能。

二、几何公差的分类几何公差可以分为形状公差和位置公差两大类。

1. 形状公差形状公差是用来描述零件外形和表面特征的误差。

常见的形状公差包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、球度等。

这些公差可以用来描述零件的直线、平面、圆弧等形状是否与理论要求相符,从而判断零件是否符合设计要求。

2. 位置公差位置公差是用来描述零件特征之间的相对位置误差。

常见的位置公差包括平行度、垂直度、同轴度、同心度等。

这些公差可以用来描述零件特征之间的位置关系是否满足设计要求,从而确保零件在装配和使用过程中能够正常工作。

三、几何公差的应用几何公差在制造工程中有着广泛的应用,以下列举几个常见的应用场景:1. 零件的加工和检测几何公差可以作为加工工艺的依据,帮助工人确定加工方法和工艺参数,从而保证零件的精度和质量。

同时,几何公差也可以作为零件检测的标准,帮助检测人员判断零件是否合格。

2. 零件的装配和配合几何公差可以用来描述零件之间的配合关系,帮助设计师选择合适的配合公差,以确保零件在装配过程中能够正确配合,同时也能够保证零件的功能和性能。

3. 产品的功能和性能几何公差可以直接影响产品的功能和性能。

例如,如果一个机械零件的直线度公差过大,可能会导致传动精度下降,影响产品的工作效率;如果一个电子元器件的位置公差过大,可能会导致连接不良,影响产品的可靠性。

4. 工装和模具的设计几何公差可以用来描述工装和模具的精度要求,帮助设计师确定合理的公差范围,从而保证工装和模具的制造精度,提高生产效率和产品质量。

机械零件几何精度(形位公差)


基准要素 指机械用零件来几确何精定度(形被位公测差要) 素方向或(和)位置的要素,
如图所示的圆柱ød的轴线为基准要素
单一基准
由一个要素建立的基准
基 组合基准 准


单一基准
由两个或两个以上的要素建立的一个独立基准
0.05 A-B
三面基准体系
A
组合基准 由三个互相垂直的基准平面构成的基准体系
B
90 °
(4)当对被测要素任一部分有进一步形位公差 限制时,应将该部分的尺寸标注在形位公差值的 后面,并用斜线分开。如图(b)所示。
(5)当不同被测要素有相同的形位公差要求 时,可共用一个框格,从框格引出的指引线上 绘制出多个指示箭头,分别指向各被测要素。 如图(d)所示。
机械零件几何精度(形位公差)
3.基准要素的标注方法
是指零件上实际存在的要素。通常用测得的要 素代替。由于测量误差的存在,故测得的要素 并机不械零是件几实何精际度要(形位素公差的) 真实状况。
2按结构特征分
轮廓要素 中心要素
指构成零件外形的、能直接被人们所感觉到的 点、线、面。如图所示的锥顶、球面、圆锥面、 端平面、圆柱面、圆柱和圆锥的素线。
它是指轮廓要素的对称中心所表示的点、线、 面。如图所示的球心、轴线等。中心要素 不能被人们所感知,可以通过相应的轮廓 要素模拟而体现。
一、形位公差的研究对象
形位公差的研究对象就是零件的几何要素 ※几何要素:代表零件几何形状特 性的点、线、面。
几何要素可作如下分类:
理想要素 1.按存在状态
实际要素
指具有几何学意义的要素,即设计时在图样上 给定的要素,它不存在任何误差。在检测中, 理想要素是评定实际要素形位误差的依据,但 在实际生产中不可能得到。
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机械零件设计中几何公差的合理选用
作者:符莎
来源:《职业·下旬》2012年第03期
在机械零件设计中,零件的尺寸精度、表面质量和几何精度是影响产品质量的重要因素。

几何公差项目、公差原则、基准及公差值的合理选用,是保证零件设计精度、使用功能和产品质量的重要内容。

一、几何公差项目的选用
几何公差项目的选用应遵循的原则是:在最大限度地满足零件功能要求的前提下,以最少的几何公差项目,获得较好的经济性。

首先要根据零件的结构特征和加工情况,零件的功能和精度要求来合理选用几何公差特征项目,同时要考虑几何公差项目的特点和检测方便性。

1.依据零件的结构特征和加工情况
零件自身的结构特征限定了可选择的几何公差项目。

例如有平面要素的零件可选平面度、平行度误差,有曲面要素的零件可选面轮廓度;圆柱体零件可根据零件自身各要素选择轴线直线度、素线直线度、圆度、圆柱度、径向圆跳动误差;阶梯孔零件会有同轴度误差;零件上孔或轴的轴线会有位置度误差等。

在机械零件设计时,还应根据零件的加工和装配情况来选择几何公差项目。

例如在加工细长轴时中部较易产生变形,可以选择素线直线度或圆柱度来控制。

2.依据零件的功能和精度要求
选择几何公差项目还应满足零件的功能和精度要求,主要考虑形位误差对零件的配合性质、装配互换性、工作精度、可靠性等影响。

设计时只有了解和明确所设计零件的使用性能,才能确定为保证这些性能必须选用的几何公差项目。

例如为保证一对锥齿轮的正确啮合传动,对箱体上安装锥齿轮轴的孔需要给出垂直度要求;车床主轴的旋转精度要求很高,应规定其前后颈的同轴度来保证主轴的精度要求等。

3.依据几何公差项目的特点和检测方便性
在机械零件设计时,要充分考虑各几何公差项目的特点和它们之间的关系,在满足功能要求的前提下应尽量选用检测方法易行的项目来代替检测难度较大的几何公差项目。

(1)形状公差可控制某些其他形状公差。

形状公差中有些项目可以控制其他项目。

例如圆柱度公差可综合控制圆柱体的正截面的圆度误差和圆柱体轴线方向上的形状误差。

因此,当圆柱体给出了圆柱度公差后,一般就不再给出圆度公差和素线直线度公差。

只有圆度或直线度
精度高于圆柱度时才单独标注。

因为圆柱度误差的检测较为复杂,所以对一般精度的圆柱体零件,还是用圆度与直线度来控制,避免检测复杂。

(2)定向公差可控制形状公差。

定向公差带可以把同一要素的形状误差控制在定向公差范围内,即定向公差可控制形状公差。

因此当对同一要素给出定向公差时就不再注出形状公差,只有当对其形状公差的精度要求高于定向公差的要求时才需单独标注。

图1所示为被测平面的平面度公差值小于平行度公差值。

(3)定位公差可控制定向公差和形状公差。

定位公差带可以把同一要素的定向公差和形状公差控制在定位公差范围内,即定位公差有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。

因此当对同一要素给出定位公差时就不再注出定向公差,只有当对其定向公差的精度高于定位公差的要求时才需注出。

例如位置度公差是综合性最强的指标之一,它同时控制了被测要素上的其他形状公差和定向公差,如图2所示零件上孔的轴线的位置公差带与其直线度公差带、其对基准C的垂直度公差带是一样的,因此该孔轴线的位置度公差可以控制其直线度以及对基准的垂直度公差。

(4)跳动公差可控制其他几何公差。

径向全跳动公差是综合性最强的指标之一,它能全面控制圆柱面上的圆度、圆柱度、素线和轴线的直线度、同轴度公差。

端面全跳动能全面控制该端面的平面度公差和垂直度公差。

因此在设计中,在满足零件功能和精度要求的前提下,可选用简便易行的综合控制公差项目来代替测量难度较大的公差项目,同时可减少图样上的几何公差项目。

径向圆跳动公差能控制同轴度误差和圆度误差,由于径向圆跳动误差的检测比同轴度误差的检测简单易行,所以在满足零件功能和精度要求的前提下,优先选用径向圆跳动公差。

端面对基准轴线的垂直度公差是端面圆跳动和平面度误差的综合反映。

如果采用端面圆跳动来代替垂直度公差要求,其结果会降低端面垂直度精度。

因为端面圆跳动的检测方法比较简便,所以对基准的垂直度精度要求不高的零件,如低速旋转轴上的轴肩端面应优先选用端面圆跳动,但是对立式铣床工作台等对垂直度有一定要求的零件,则必须标注出垂直度公差。

二、公差原则的选用
在机械零件设计中选用几何公差项目时,还应考虑公差原则的应用。

公差原则是处理几何公差和尺寸公差关系的原则,有独立原则和相关要求两种。

1.独立原则是几何公差和尺寸公差遵循的基本原则
是指二者分别满足要求、互不相关的公差原则。

以下场合应采用独立原则:对尺寸精度和形位精度均有较严格要求且需分别满足的,如齿轮箱各孔的尺寸精度与各孔轴线的平行度;对尺寸精度和形位精度要求差别较大的,如平板形状精度要求高而尺寸精度要求低;以及对保证运动精度、保证密封性和未注尺寸公差与几何公差的场合。

2.相关要求是指图样上的尺寸公差与几何公差相互有关的公差要求
包括包容要求、最大实体要求、最小实体要求、可逆要求。

包容要求主要用于保证孔、轴的配合性质,重要的配合;最大实体要求主要用于保证被测中心要素和基准中心要素零件的可装配性场合;最小实体要求主要用于保证最小壁厚的场合;可逆要求只能与最大实体要求或最小实体要求一起使用,只用于被测要素,不用于基准要素。

三、基准要素的选用
在确定位置公差项目的同时,还要确定基准要素。

在选择几何公差项目的基准时,主要根据零件的结构特点和功能、设计、加工工艺、装配等要求,并兼顾设计基准、加工基准、测量基准和装配基准统一的原则来选用。

基准的选择应从以下几个方面考虑。

1.零件结构方面
应选用长度长、面积大、刚性好的要素作基准,以保证基准稳定准确性。

2.加工方面
零件加工时应选择在夹具中定位的相应要素为基准, 如加工比较精确的表面,或接触面积大,工件以此表面定位重心不偏移使工件稳定的一些要素作为基准。

3.检测方面
零件进行检验时应选择在在计量器具中定位的相应要素为基准。

4.装配方面
应选择零件相互配合、相互接触的表面作为各自的基准, 以保证装配要求。

如图3所示,轴承轴的轴线A和轴线B是该轴宽度方向的设计基准,同时轴线A和轴线B的两圆柱面是轴承的装配基准,对该轴的形位误差测量时可以定位安装该轴的两轴颈的公共轴线A-B作为测量基准。

四、几何公差值的选用
合理和正确地选择几何公差值能保证零件的功能要求、零件质量,提高经济效益。

几何公差等级的选择原则是在满足零件功能的前提,兼顾经济性和测量条件等因素选取较低的公差等级。

1.几何公差值的规定
图样中的几何公差分为注出公差和未注公差两种,一般零件所要求的几何公差值用一般机床加工就能保证时,不必在图样上注出公差,其公差值按国家标准GB/T 1184-1996《形状和位置公差未注公差》中规定确定,例如对于直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动度的未注公差,标准中规定了H、K、L三个公差等级;圆度的未注公差等于给出的直径公差等。

若零件要求的几何公差值高于未注公差时,则应在图样中注出公差值,当低于未注公差值时要看注出公差值是否给工厂带来经济效益而定,否则不注出过低的公差值。

国标规定除了线轮廓度和面轮廓度外其余12项都规定了公差值,除位置度外其余11项还规定了1~12级的公差等级,其中圆度和圆柱度公差值增加了一个0级。

注出公差值应根据零件的功能要求,并考虑加工经济性和零件结构特点按相应公差表来选取。

2.几何公差值的选用原则
确定几何公差值的方法有计算法和类比法。

通常用类比法确定公差值, 它是根据零件的结构特点和功能要求,参考现有经验和资料,参照经过验证的类似零件的要求, 通过对比分析确定较为合理的公差值的方法。

采用类比法确定几何公差值时应注意以下几点。

(1)确定同一要素的各种不同公差和表面粗糙度时,应注意它们之间的协调关系,一般应符合表面粗糙度<T形状<T定向<T定位<T尺寸。

但细长轴轴线的直线度公差远大于尺寸公差,位置度和对称度公差常与尺寸公差相当。

(2)在常用的尺寸公差范围内,中、高精度零件的形状公差值约占尺寸公差值的25%~65%,位置公差值约占尺寸公差值的1/2,中等精度的几何公差值可与尺寸公差同级,中等尺寸和中等精度零件的表面粗糙度值可占几何公差值的20%~25%。

(3)对于孔相对于轴、细长比较大的孔或轴、间距较大的孔或轴、宽度大于二分之一长度的零件表面、线对线和线对面相对于面对面的平行度或垂直度等情况,考虑到加工的难易程度和除主参数外其他参数的影响,在满足零件功能的要求下可适当降低1~2个公差等级。

综上所述,在机械零件设计过程中,首先要根据零件的结构特征和功能要求,熟悉零件的加工工艺和检测条件等来选用零件合理的几何公差项目,根据零件的功能、设计要求和生产成本等来选择几何公差基准和公差原则,最后确定几何公差值,从而保证机械零件的功能要求和生产经济效益最大化。

(作者单位:广东省中山市技师学院)。

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