零件几何精度设计课件

4.4 零件几何精度设计零件几何精度设计原则原则原则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/T11841996执行；凡几何公差值有特殊要求，（高于或低于GB/T11841996），则应按标准规定注出几何公差。一、几何公差项目的选择一、几何公差项目的选择一、几何公差项目的选择一、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。几何公差项目的选择几何公差项目的选择几何公差项目的选择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。几何公差项目的选择几何公差项目的选择几何公差项目的选择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。二、几何公差基准的选择二、几何公差基准的选择二、几何公差基准的选择二、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。设计、加工、测量基准轴颈的圆柱度和轴肩端面圆跳动影响轴承装配精度几何公差基准的选择几何公差基准的选择几何公差基准的选择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。三、公差原则的选择三、公差原则的选择三、公差原则的选择三、公差原则的选择公差原则应用场合示 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公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择.1.1公差原则应用场合示 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。公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择.2.2公差原则应用场合示 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 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。公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择.3.3公差原则应用场合示 例独立原则 保证运动精度 导轨的形状精度要求严格，尺寸精度要求次高保证密封性 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、圆角等非功能要素公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择.4.4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公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择.5.5公差原则应用场合示 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公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择公差原则的选择.6.6公差原则应用场合示 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、外轴线的同轴度四、几何公差等级的选择四、几何公差等级的选择四、几何公差等级的选择四、几何公差等级的选择1、几何公差等级GB/T11841996规定：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。几何公差值的选择几何公差值的选择几何公差值的选择几何公差值的选择 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。位置度公差规定了公差系数，见表4.16。2 2、几何公差值、几何公差值、几何公差值、几何公差值(公差等级公差等级公差等级公差等级)的选用的选用的选用的选用原则：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。注意注意注意注意 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形状公差方向公差位置公差尺寸公差 位置公差大于方向公差。综合公差大于单项公差。形状公差与表面粗糙度协调一致。表表表表4.17 4.17 直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用直线度、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直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用.1.1公差等级应 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，减速器壳体结合面直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用直线度、平面度公差等级应用.2.2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表表表表4.18 4.18 圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、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圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用.1.1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，拖拉机曲轴主轴颈圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用.2.2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圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用.3.3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圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用圆度、圆柱度公差等级应用.4.4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、套筒孔表表表表4.19 4.19 平平平平行度、垂直度、倾斜度行度、垂直度、倾斜度行度、垂直度、倾斜度行度、垂直度、倾斜度公差等级应用公差等级应用公差等级应用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 平行度、垂直度、倾斜度平行度、垂直度、倾斜度平行度、垂直度、倾斜度平行度、垂直度、倾斜度公差等级应用公差等级应用公差等级应用公差等级应用.1.1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678 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 平行度、垂直度、倾斜度平行度、垂直度、倾斜度平行度、垂直度、倾斜度平行度、垂直度、倾斜度公差等级应用公差等级应用公差等级应用公差等级应用.2.2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910 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 表表表表4.20 4.20 同轴度、对称度、跳动同轴度、对称度、跳动同轴度、对称度、跳动同轴度、对称度、跳动公差等级应用公差等级应用公差等级应用公差等级应用公差等级应 用 举 例567 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，键槽同轴度、对称度、跳动同轴度、对称度、跳动同轴度、对称度、跳动同轴度、对称度、跳动公差等级应用公差等级应用公差等级应用公差等级应用.1.1公差等级应 用 举 例89 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，自行车中轴位置度公差的计算位置度公差的计算位置度公差的计算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：t 0.5KXmin式中，K为间隙利用系数螺栓连接示意图位置度公差的确定位置度公差的确定位置度公差的确定位置度公差的确定螺栓连接位置度公差计算tABXmin/2Xmin/2Xmin/2Xmin/2Xmin/2t XminAB3 3、未注形位公差值的规定、未注形位公差值的规定、未注形位公差值的规定、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。未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定.1.1（2）几何公差的未注公差值GB/T11841996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。未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定.2.2 直线度、平面度未注公差值见表4.21。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。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。未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定.3.3 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。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。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。未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定.4.4 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。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。未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定未注公差值的规定.5.5（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/T1184K”几几何何公公差差在在图图样样上上的的标标注注作作作作 业：业：业：业：P137：标注题：（2）、（3）改错题：（a）、（b）