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第2章 几何公差
2.6 几何公差选用
主要内容包括：规定适当的公差项目、
确定采用的公差原则、
给出公差数值、
基准要素的选择。
(1)体外作用尺寸(dfe、Dfe) 在被测要素的给定长度上，与实际外表面体外相接的最小理想面或与实际内表面体外相接的最大理想面的直径或宽度。对于关联要素，该理想面的轴线或中心平面必须与基准保持图样给定的几何关系。
(2)体内作用尺寸(dfi、Dfi) 在被测要素的给定长度上，与实际外表面体内相接的最大理想面或与实际内表面体内相接的最小理想面的直径或宽度。对于关联要素，该理想面的轴线或中心平面必须保持图样给定的几何关系。
2.6.1 术语及定义
作用尺寸
图2-24 关联要素的作用尺寸
(5) 最大实体实效状态(MMVC) 在给定长度上，实际要素处于最大实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出的形位公差值时的综合极限状态。
最大实体实效尺寸(DMV、dMV) 最大实体实效状态下的体外作用尺寸。
dMV ＝dmax + t
DMV＝Dmin- t
t:　中心要素的形状误差
　或定向定位公差
(3)最大实体尺寸。是指实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。 对轴即是 、对孔为 。
(4)最小实体尺寸。是指实际要素在最小实体状态下的极限尺寸。 对轴即是 、对孔为 。
20
M
0.1

20.1(dMV)
MMVC
20(dM)
0.1
最大实体实效状态、尺寸
(6) 最小实体实效状态(LMVC) 在给定长度上，实际要素处于最小实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出的形位公差值时的综合极限状态。
最小实体实效尺寸(dLV、DLV) 最小实体实效状态下的体内作用尺寸。
dLV ＝dmin-t
DLV＝Dmax+t
作用尺寸是由实际尺寸和形位误差综合形成的，一批零件中各不相同，是一个变量，但就每个实际的轴或孔而言，作用尺寸却是唯一的；实效尺寸是由实体尺寸和形位公差综合形成的，对一批零件而言是一定量。实效尺寸可以视为作用尺寸的允许极限值。
作用尺寸与实效尺寸的区别：
(7)最大实体边界(MMB) 尺寸为最大实体尺寸的边界。
(8)最小实体边界(LMB) 尺寸为最小实体尺寸的边界。
(9)最大实体实效边界(MMVB) 尺寸为最大实体实效尺寸的边界。
(10)最小实体实效边界(LMVB) 尺寸为最小实体实效尺寸的边界。
独立原则应用实例
2.6.2 公差原则
1、独立原则IP是指图样上给定的每一个尺寸和形状位置要求均是独立的，应分别满足要求。
公差原则：机械零件的同一被测要素既有尺寸公差要求，又有形位公差要求，处理两者之间关系的原则。
最大实体要求：最大实体原则是要求被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界(MMVB)，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位误差值超出在最大实体状态下给出的公差值的一种差要求。
标注方法：
(1) 最大实体要求及其可逆要求
2、相关原则
图样上给定的形位公差与尺寸公差相互有关的公差要求。
。
1) 被测要素遵守最大实体实效边界，即被测要素的体外作用尺寸不超过最大实体实效尺寸；
2) 当被测要素的局部实际尺寸处处均为最大实体尺寸时，允许的形位误差为图样上给定的形位公差值；
最大实体要求的特点如下：
3) 当被测要素的实际尺寸偏离最大实体尺寸后，其偏离量可补偿给形位公差，允许的形位误差为图样上给定的形位公差值与偏离量之和；
20.1(dMV)
实际尺寸/mm
直线度/mm
0.3
0.2
0.1
0.4
0.3
0.2
0
0.1
19.7(dL)
20(dM)
20.1(dMV)
19.7(dL)
0.4
4)实际尺寸必须在最大实体尺寸和最小实体尺寸之间变化。
例2
可逆要求 ， 是指中心要素的几何误差值小于给出的几何公差时，允许在满足零件功能要求的前提下扩大尺寸公差。
可逆要求应用于最大实体要求，是指被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其几何误差值超出在最大实体状态下给出的几何公差值。当其几何误差值小于给出的几何公差值时，也允许其实际尺寸超出最大实体尺寸的一种要求
例如
最小实体要求：最小实体原则是要求被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界(LMVC)，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其形位误差值超出在最小实体状态下给出的公差值的一种公差要求。
(2) 最小实体要求及其可逆要求
可逆要求应用于最小实体要求，是指被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其几何误差值超出在最小实体状态下给出的几何公差值。当其几何误差值小于给出的几何公差值时，也允许其实际尺寸超出最小实体尺寸的一种要求
图2-29 可逆要求应用于最小实体要求
（3）包容原则EP
1）定义：包容要求是要求实际要素应遵守其最大实体边界(MMB)，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸的一种公差要求。
2）标注方法：当采用包容要求时，应在被测要素的尺寸极限偏差或公差带代号后加注
符号。
图2-30 包容要求应用于但以要素
标注
20(dM)
19.97(dL)
0.03
最大实体边界
0
0.01
0.02
0.03
20(dM)
19.97(dL)
直线度/mm
实际尺寸/mm
直线度误差的动态变动范围
20-0.03
0
E
图2-31 包容要求应用于关联要素
2.6.3 几何公差的选择
总原则：在保证零件功能要求的前提下，应尽量使形位公差项目减少，检测方法简便，以获得较好的经济效益。
形位公差分为１２级，其中圆度\圆柱度增加一个０级；
一般用“类比”法确定形位公差值；
一般同一要素上形状公差值小于位置公差值，形位公差值小于尺寸公差值；
表面粗糙度约占形状公差值的１／５
1. 几何公差特征项目的选择
可从以下几个方面考虑：
零件的几何特征
零件的功能要求
检测的方便性
2. 公差原则、公差要求的确定
当对零件有特殊功能要求时，采用独立原则。是基本原则，应用较为普遍。
为了严格保证零件的配合性质，对重要的配合常采用包容要求。
对于仅需保证零件的可装配性，而为了便于零件的加工制造时，可以采用最大实体要求和可逆要求等。
3. 基准的选择
从设计考虑
从加工工艺考虑
从测量考虑
从装配关系考虑
4. 几何公差等级和公差值的选择原则
在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值
圆柱形零件的形状公差值(轴线的直线度除外)一般情况下应小于其尺寸公差值
平行度公差值应小于其相应的距离公差值
对某些情况，在满足零件功能的要求下，可适当降低1到2级选用。
凡有关标准已对几何公差作出规定的，都应按相应标准确定
比较理想的基准是设计、加工、测量和装配基准是同一要素，也就是遵守基准统一的原则。
表2-8 直线度、平面度公差等级应用
公差 等级 应 用 举 例
5级 1级平板，2级宽平尺，平面磨床纵导轨、垂直导轨、立柱导轨和平面磨床的工作台，液压龙门刨床导轨面，转塔车床床身导轨面，柴油机进气、排气阀门导杆
6级 普通机床导轨面，如卧式车床、龙门刨床、滚齿机、自动车床的床身等的床身导轨、立柱导轨，柴油机壳体
7级 2级平板，机床主轴箱、摇臂钻床底座和工作台，镗床工作台、液压泵盖、减速器壳体结合面
8级 用于传动箱体、挂轮箱体、车床溜板箱体、柴油机汽缸体、连杆分离面、缸盖结合面、汽车发动机缸盖、曲轴箱结合面：液压管件和法兰连接面
9级 3级平板，自动车床床身底面、摩托车曲轴箱体、汽车变速箱壳体、手动机械的支承面
表2-9 圆度、圆柱度公差等级应用
公差等级 应 用 举 例
5级 一般的计量仪器主轴、测杆外圆柱面，陀螺仪轴颈，一般车床轴颈及主轴轴承孔，柴油机、汽油机活塞、活塞销，与E级滚动轴承配合的轴颈
6级 仪器端盖外圆柱面，一般车床主轴及前轴承孔，泵、压缩机的活塞、汽缸，汽油发动机凸轮轴，纺机锭子，减速器转轴轴颈，高速船用柴油机，拖拉机曲轴主轴颈，与E级滚动轴承配合的外壳孔、千斤顶或压力油缸活塞、机车
7级 大功率低速柴油机曲轴轴颈活塞活塞销、连杆、汽缸，高速柴油机箱体轴承孔，千斤顶或压力油缸活塞，机车传动轴，水泵及通用减速器转轴轴颈，与G级轴承配合的外壳孔
8级 大功率低速发动机曲柄轴轴颈，压气机连杆盖、连杆体，拖拉机汽缸、活塞，炼胶机冷铸轴辊，印刷机传墨辊，内燃机曲轴轴颈，柴油机曲轴轴颈，柴油机凸轮轴承孔、凸轮轴，拖拉机、小型船用柴油机汽缸套
9级 空气压缩机缸体，液压传动筒，通用机械杠杆与拉杆用套销子，拖拉机活塞环、套筒孔
表2-10 平行度、垂直度、倾斜度公差等级应用
公差等级 应 用 举 例
4\5级 卧式车床导轨，重要支承面，机床主轴孔对基准的平行度，精密机床重要零件，计量仪器、量具、模具的基准面和工作面，床头箱体重要孔，通用机械减速器壳体孔．齿轮泵的油孔端面，发动机轴和离合器的凸缘，汽缸支承端面，安装精密滚动轴承的壳体孔的凸肩
6\7\8级 一般机床的基面和工作面，压力机和锻锤的工作面，中等精度钻模的工作面，机床一般轴承孔对基准面的平行度，变速器箱体孔，主轴花键对定心部位轴线的平行度，重型机械轴承盖端面，卷扬机，手动传动装置中的传动轴，一般导轨，主轴箱体孑L，刀架，砂轮架，汽缸配合面对基准轴线，活塞销孔对活塞中心线的垂直度，滚动轴承内、外圈端面对轴承的垂直度
9\10级 低精度零件，重型机械滚动轴承端盖，柴油机、煤气发动机箱体曲轴孑L、曲轴颈，花键轴和轴肩端面，皮带运输机法兰盘等端面对轴线的垂直度，手动卷扬机及传动装置中的轴承端面、减速器壳体平面
表2-11 同轴度、对称度、跳动公差等级应用
公差 等级 应 用 举 例
5\6\7级 这是应用范围较广的公差等级。用于几何精度要求较高、尺寸公差等级为IT8及高于IT8的零件。5级常用于机床轴颈，计量仪器的测量杆，汽轮机主轴，柱塞油泵转子，高精度滚动轴承外圈，一般精度滚动轴承内圈，回转工作台端面跳动。7级用于内燃机曲轴、凸轮轴、齿轮轴，水泵轴，汽车后轮输出轴，电动机转子，印刷机传墨辊的轴颈，键槽
8\9级 常用于几何精度要求一般，尺寸公差等级IT9～IT11的零件。8级用于拖拉机发动机分配轴轴颈，与9级精度以下齿轮相配的轴，水泵叶轮，离心泵体，棉花精梳机前后滚子，键槽等。9级用于内燃机汽缸套配合面，自行车中轴
5.几何公差的未注公差值
对于直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差，标准中规定了H、K、L三个公差等级，采用时应在技术要求中注出下述内容，如：未注几何公差按“GB／T 1184－╳”。对于未注位置公差的基准，应选用稳定支承面、较长轴线或较大平面作为基准。
未注平行度由尺寸公差和未注直线度或平面度公差控制
对于线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度和全跳动的未注几何公差，均由各要素的注出或未注线性尺寸公差或角度公差控制
未注圆度规定为圆度误差值应不大于相应圆柱面的直径公差值
未注同轴度由未注径向圆跳动公差控制
未注圆柱度由未注圆度公差、未注直线度公差和直径公差控制
6. 几何公差的选用和标注实例

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