4.4 零件几何精度设计.

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1 4.4 零件几何精度设计

2 原则 凡几何公差要求用一般机床加工能保证的，不必标注，公差值按GB/T1184—1996执行；

3 一、几何公差项目的选择 1、根据零件的结构特征选择 圆柱形孔、轴——圆度、圆柱度； 轴线、素线，窄长平面——直线度； 平面类——平面度；
箱体类——各孔轴线的平行度，孔的圆柱度； 阶梯轴、孔——同轴度。

4 几何公差项目的选择 2、零件的功能要求 主轴前后轴颈的圆柱度和同轴度——影响车床主轴旋转精度； 车床导轨的直线度——影响溜板的运动精度；
轴颈的圆柱度和轴肩端面圆跳动——影响轴承内圈的配合性能、工作性能和寿命； 机床主轴与尾架——同轴度（稍高）等。

5 几何公差项目的选择 3、几何公差项目特点 少选单项控制项目，多用综合控制项目。 4、考虑检测方便 径向全跳——控制圆柱度、同轴度；
端面全跳——控制垂直度、平面度。

6 轴颈的圆柱度和轴肩端面圆跳动影响轴承装配精度
二、几何公差基准的选择 1、基准统一原则，即设计基准、定位基准和装配基准为同一要素。 轴颈的圆柱度和轴肩端面圆跳动影响轴承装配精度 设计、加工、测量基准

7 几何公差基准的选择 2、选用三基面体系时，应选对被测要素影响最大或定位最稳定的平面为第一基准，依次选择第二、第三基准。

8 三、公差原则的选择 示 例 尺寸精度与几何精度需分别满足要求
应用场合 示 例 1 独 立 原 则 尺寸精度与几何精度需分别满足要求 齿轮箱体孔的尺寸精度与两孔轴线的平行度；连杆活塞销孔的尺寸精度与圆柱度；滚动轴承内、外圈滚道的尺寸精度与形状的精度

9 公差原则的选择.1 应用场合 示 例 独 立 原 则 滚筒类零件尺寸精度要求很低，形状精度要求较高；
示 例 独 立 原 则 尺寸精度与几何精度要求相差较大 滚筒类零件尺寸精度要求很低，形状精度要求较高； 平板的形状精度要求很高，尺寸精度要求不高； 冲模架的下模座尺寸精度要求不高，平行度要求较高； 通油孔的尺寸精度有一定要求，形状精度无要求。

10 公差原则的选择.2 应用场合 示 例 独 立 原 则 尺寸精度与几何精度无联系 滚子链条套筒或滚子内、外圆柱面的轴线同轴度与尺寸精度
示 例 独 立 原 则 尺寸精度与几何精度无联系 滚子链条套筒或滚子内、外圆柱面的轴线同轴度与尺寸精度 齿轮箱体孔的尺寸精度与孔轴线间的位置精度； 发动机连杆上的尺寸精度与孔轴线间的位置精度。

11 公差原则的选择.3 应用场合 示 例 独 立 原 则 保证 运动精度 导轨的形状精度要求严格，尺寸精度要求次高 密封性
示 例 独 立 原 则 保证 运动精度 导轨的形状精度要求严格，尺寸精度要求次高 密封性 汽缸套的形状精度要求严格，尺寸精度要求次高 未注公差 凡未注尺寸公差与未注几何公差都采用独立原则，例如退刀槽倒角、圆角等非功能要素

12 公差原则的选择.4 公差原则 应用场合 示 例 2 包 容 要 求 保证孔、轴的配合性质 轴承与轴颈、座孔的配合；齿轮孔与传动轴轴颈的配合等

13 公差原则的选择.5 应用场合 示 例 保证被测中心要素的可装配性 轴承端盖、法兰盘上用于穿越螺栓（钉）的通孔轴线位置度要求
示 例 3 最 大 实 体 要 求 保证被测中心要素的可装配性 轴承端盖、法兰盘上用于穿越螺栓（钉）的通孔轴线位置度要求 保证关联要素的孔和轴配合性质 采用零几何公差的最大实体要求

14 公差原则的选择.6 应用场合 示 例 最低强度 减速器箱盖上的吊耳孔轴线相对箱盖内壁面的位置度项目 保证最小壁厚
示 例 4 最 小 实 体 要 求 最低强度 减速器箱盖上的吊耳孔轴线相对箱盖内壁面的位置度项目 保证最小壁厚 滑动轴承的轴套内、外轴线的同轴度

15 四、几何公差等级的选择 1、几何公差等级 GB/T1184－1996规定：
⑴ 直线度、平面度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、圆跳动、全跳动公差分为1、2、……、12级，公差等级按序由高变低，公差值按序递增，见表4.12、表4.14、表4.15。

16 几何公差值的选择 ⑵ 圆度、圆柱度公差分0、1、2、……、12共13级，公差等级按序由高变低，公差值按序递增，见表4.13。
⑶ 位置度公差规定了公差系数，见表4.16。

17 2、几何公差值(公差等级)的选用 原则：在满足零件功能要求的前提下，选取最经济的公差值。
主要考虑零件的使用性能、加工的可能性、经济性及零件的结构和刚性等。

18 注意 ⑴ 形状、方向、位置和尺寸公差间的关系应相互协调，一般原则是： 形状公差＜方向公差＜位置公差＜尺寸公差 ⑵ 位置公差大于方向公差。
⑴ 形状、方向、位置和尺寸公差间的关系应相互协调，一般原则是： 形状公差＜方向公差＜位置公差＜尺寸公差 ⑵ 位置公差大于方向公差。 ⑶ 综合公差大于单项公差。 ⑷ 形状公差与表面粗糙度协调一致。

19 表4.17 直线度、平面度公差等级应用 公差等级 应 用 举 例 5 1级平板，2级宽度尺，平面磨床的纵导轨、垂直导轨、立导轨及工作台，液压龙门刨床和转塔车床床身导轨，柴油机进气、排气阀门导杆 6 1级平板，卧式车床、龙门刨床、滚齿机、自动车床平面磨床等床身导轨、立柱导轨，柴油机进气门导杆直线度

20 直线度、平面度公差等级应用.1 应 用 举 例 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，压力机导轨及滑块工作面 7
应 用 举 例 7 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，压力机导轨及滑块工作面 8 2级平板，机床主轴箱体、传动箱体，车床溜板箱体，汽缸座、连杆分离面，汽缸盖结合面，减速器壳体结合面

21 直线度、平面度公差等级应用.2 公差等级 应 用 举 例 9 3级平板，机床溜板箱、立钻工作台、螺纹磨床的挂轮架、金相显微镜的载物台、柴油机汽缸体连杆的分离面，缸盖的接合面，阀片的平面度，空气压缩机汽缸体，柴油机缸孔环面的平面度及辅助机构及手动机械的支承面

22 表4.18 圆度、圆柱度公差等级应用 公差等级 应 用 举 例 5 一般仪器主轴、测杆外圆柱面，陀螺仪轴颈，一般机床主轴轴颈及主轴轴承孔，柴油机、汽油机活塞及活塞销孔，铣削动力头轴承箱座孔，高压空气压缩机十字头销、活塞，较低精度滚动轴承配合的轴颈

23 圆度、圆柱度公差等级应用.1 公差等级 应 用 举 例 6 仪表端盖外圆柱面，一般机床主轴前轴承孔，中等压力液压装置工作面（泵、压缩机的活塞、汽缸），汽油发动机凸轮轴，纺机锭子，通用减速器轴颈，高速船用发动机曲轴，拖拉机曲轴主轴颈

24 圆度、圆柱度公差等级应用.2 公差等级 应 用 举 例 7 大功率低速柴油机曲轴轴径、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，液压传动系统的分配机构，机车传动轴，水泵及通用减速器轴颈

25 圆度、圆柱度公差等级应用.3 公差等级 应 用 举 例 8 低速发动机、减速器、大功率曲柄轴轴颈，压气机连杆盖、体，拖拉机汽缸、活塞，炼胶机冷铸轴辊，印刷机传墨轴，内燃机曲轴，柴油机凸轮轴承孔、凸轮轴，拖拉机、小型船用柴油机汽缸套

26 空气压缩机缸体，液压传动筒，通用机械杠杆与拉杆用套筒销子，拖拉机活塞环、套筒孔
圆度、圆柱度公差等级应用.4 公差等级 应 用 举 例 9 空气压缩机缸体，液压传动筒，通用机械杠杆与拉杆用套筒销子，拖拉机活塞环、套筒孔

27 表4.19 平行度、垂直度、倾斜度 公差等级应用 4、5 面对面平行 度应用举例 面对线、线对线平行度应用举例 垂直度应用举例
表4.19 平行度、垂直度、倾斜度 公差等级应用 公差等级 面对面平行 度应用举例 面对线、线对线平行度应用举例 垂直度应用举例 4、5 卧式车床，测量仪器、量具的基准面和工作面，高精度轴承座孔， 端盖，挡圈的端面 机床主轴孔对基准面要求，重要轴承孔对基准面要求，床头箱体重要孔间要求，齿轮泵的端面等 普通机床导轨，精密机床重要零 件，机床重要支承面，普通机床主轴偏摆，测量仪器、刀、量具，液压传动轴瓦端面，刀量具工作面和基准面

28 平行度、垂直度、倾斜度 公差等级应用.1 6 7 8 面对面平行 度应用举例 面对线、线对线平行度应用举例 垂直度应用举例
一般机床零件的工作面和基准 面，一般刀、量、夹具 机床一般轴承孔对基准面要求，主轴箱一般孔间要求，主轴花键对定心直径要求，刀、量、模具 普通精度机床主要基准面和工作 面，回转工作台端面，一般导轨，主轴箱体孔、刀架、砂轮架及工作台回转中心，一般轴肩对其轴线

29 平行度、垂直度、倾斜度 公差等级应用.2 9 10 面对面平行 度应用举例 面对线、线对线平行度应用举例 垂直度应用举例
低精度零件，重型机械滚动轴承端盖 柴油机和煤气发动机的曲轴孔、轴颈等 花键轴轴肩端面，传动带运输机法兰盘等端面、轴线，手动卷扬机及传动装置中轴承端面，减速器壳体平面等

30 表4.20 同轴度、对称度、跳动 公差等级应用 5 6 7 应 用 举 例
表4.20 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 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

31 同轴度、对称度、跳动 公差等级应用.1 应 用 举 例 8
应 用 举 例 8 9 常用于几何精度要求一般，尺寸公差等级IT9至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，棉花精梳机前后辊子，键槽等。9级用于内燃机汽缸套配合面，自行车中轴

32 位置度公差的计算 如螺栓连接，被连接件均为通孔，位置度公差： t ≤KXmin 如一个零件螺纹孔，其余是通孔，位置度公差：
螺栓连接示意图 如螺栓连接，被连接件均为通孔，位置度公差： t ≤KXmin 如一个零件螺纹孔，其余是通孔，位置度公差： t ≤0.5KXmin 式中，K为间隙利用系数

33 t ≤Xmin 位置度公差的确定 螺栓连接位置度公差计算 B A Xmin/2 Xmin/2 Xmin/2 Xmin/2 Xmin/2 φt

34 3、未注形位公差值的规定 图样上不标注几何公差值，其精度由未注形位公差来控制。 （1）未注形位公差值的优点
读图方便，节省设计时间；便于加工、检测。

35 未注公差值的规定.1 （2）几何公差的未注公差值
GB/T1184—1996对直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差值进行了规定，见表4.21~表4.24。 各规定了H、K、L三个公差等级。 其它项目如线、面轮廓度、倾斜度、位置度和全跳动均由各要素的注出或未注形位公差、线性尺寸公差或角度公差控制。

36 未注公差值的规定.2 ① 直线度、平面度未注公差值见表4.21。 ② 圆度未注公差值等于标准的直径公差值，但应小于表4.24径向圆跳动值。
③ 圆柱度未注公差值不作规定，组成圆柱度误差的圆度、直线度和素线的平行度误差，由其相应公差来控制。 功能高精度要求，需专门注出。采取包容要求。

37 未注公差值的规定.3 ④ 平行度未注公差值等于给出尺寸公差值，或直线度和平面度未注公差值中的较大者。
⑤ 垂直度未注公差值见表4.22，一般长边为基准，短边为被测要素。 ⑥ 对称度的未注公差值见表4.23，两要素较长者为基准，短者为被测要素。

38 未注公差值的规定.4 ⑦ 同轴度未注公差值可选表4.24径向圆跳动的未注公差值，两要素中长者为基准，短者为被测要素。
⑧ 圆跳动未注公差值见表4.24，应以设计或工艺支承面为基准。

39 未注公差值的规定.5 （3）未注形位公差值在图样上的标注 在技术要求或技术文件中标注： “GB/T1184—K”

40 几何公差在图样上的标注

41 作 业： P137：标注题：（2）、（3） 改错题：（a）、（b）