第四章几何公差及检测.ppt

1、第一部分总结如下：1 .几何公差的研究对象；2.几何公差的特征和符号；3.几何公差和几何公差带的特征；1.拟合元素和实际元素；2.组件和派生元素；3.测量元素和基准元素；4.单一要素和相关要素；图4-1零件的几何特征；1球体；2锥体；3端平面；4圆柱面；5球体；6轴；7质数线；8锥形顶部。(2)零件上的实际元素，即加工后获得的元素。2。组件元素和派生元素，以及(1)由组件元素形成的轮廓的点、线和面。(2)导出元素间具有对称关系的点、线和曲面。3。被测元素和参考元素，(1)被测元素给出形状或(和)位置公差的元素，即需要研究和测量的元素。(2)参考元素用于确定被测元素的方向或(和)位置。4。单个元

2、素和相关元素，(1)单个元素仅给出具有形状公差要求的元素。(2)相关要素与其他要素有功能关系。第2节，形状公差，1。形状公差和公差带2。轮廓公差和公差带2。轮廓公差和公差带1)没有参考要求的轮廓，其公差带的形状仅由理论上正确的尺寸决定。2)有基准要求的轮廓公差带位置应由理论上正确的尺寸和基准确定。第3节方向公差、位置公差和跳动公差；1.基准2。方向公差和公差带3。位置公差和公差带4。跳动公差和公差带1。基准。(1)由一个元素建立的基准称为单一基准。(2)组合基准(common benchmark)由两个或更多元素建立的独立基准称为组合基准或公共基准。(3)参考系统(三基系统)由三个相互垂直的平

3、面组成的参考系统称为三基系统。图4-2单基准，图4-3组合基准，图4-4三基准系统，2。方向公差和公差带，1)方向公差带相对于基准有一个确定的方向，其位置经常是浮动的。2)方向公差带具有综合控制被测元素方向和形状的功能。3。位置公差和公差带；1)位置公差相对于基准有一个确定的位置。2)位置公差带具有综合控制被测元件的位置、方向和形状的功能。第4节几何公差和尺寸公差的关系，1。相关术语和定义。独立性原则3。相关要求1。相关术语和定义1。提取组成元素的局部尺寸(简称为提取元素的局部尺寸da和DA)2。行动维度3。最大实体有效性状态，维度4。最小实体有效性状态，维度5。边界2。动作维度。(2)体内作

4、用尺寸(dfi，Dfi)是在给定长度的被测元件上与实际外表面相连的最大理想平面或与实际内表面相连的最小理想平面的直径或宽度。图4-5实际尺寸和作用尺寸a)外表面(轴)b)内表面(孔)，3)最大实体有效性状态和尺寸，(1)最大实体有效性状态(MMVC)综合极限状态，此时实际元件处于给定长度的最大实体状态，且导出元件的形状或位置误差等于给定的几何公差值。(2)最大实体有效大小(dMV，DMV)最大实体有效状态下的体外作用大小。4。最小实体有效性状态、尺寸，(1)最小实体有效性状态(LMVC)，当实际元素处于最小实体状态且导出元素的形状或位置误差等于给定的几何公差值时的综合极限状态。(2)最小实体有

5、效大小(dLV，DLV)最小实体有效状态下的体内作用大小。5。边界，(1)边界是由设计给出的理想形状的有限包容面。(2)最大实体边界(MMB)大小是最大实体大小的边界。(3)最小实体边界(LMB)大小是最小实体大小的边界。(4)最大实体有效性边界(MMVB)大小是最大实体有效性大小的边界。(5)最小实体有效性边界大小是最小实体有效性大小的边界。第二，独立性原则，1)尺寸公差仅控制提取元素的局部尺寸，而不控制其几何误差。2)给定的几何公差是一个固定值，不随元件的实际尺寸而变化。3)采用独立原则时，图纸上不贴标签。图4-6独立原则的应用示例。相关要求，1。包容性要求。最大实体要求(MMR)3。最低

6、实体要求(LMR)4。可逆性要求(RR)，1。包容性要求，1)实际元素的外部动作大小不得超过最大实体大小。2)当元素的实际尺寸处处为最大实体尺寸时，不允许有形状误差。3)当特征的实际尺寸偏离最大物理尺寸时，该偏差可以补偿几何误差。4)提取特征的局部尺寸不得超过最小实体尺寸。1。包容性要求，如图4-7，2所示。最大实体要求(MMR)，1)被测量元素符合最大实体有效性的边界，即被测量元素的外部作用大小不超过最大实体有效性大小。2)当被测元素提取元素的局部尺寸处处为最大实体尺寸时，允许的几何误差为图纸上给出的几何公差值。3)当被测元件的实际尺寸偏离最大物理尺寸时，偏差量可补偿至几何公差，允许的几何误

7、差为图纸上给出的几何公差值与偏差量之和。4)实际大小必须在最大和最小物理大小之间变化。1)当重要官员处于最大固态(dM=20mm)时，轴的允许直线度误差为0.1mm，如图4-8b所示。2)重要官员的尺寸偏离最大物理尺寸(计算偏差的基准)。如果两者都是19.9毫米，0.1毫米的偏差可以补偿直线度公差，轴的允许直线度误差为0.2毫米，即给定的公差值0.1毫米和0.1毫米的偏差之和。最大实体要求(MMR)，3)当重要官员的尺寸为最小实体尺寸19.7毫米时，偏差达到最大值(等于0.3毫米的尺寸公差)，则轴的允许直线度误差为给定的0.1毫米直线度公差和0.3毫米尺寸公差之和，即0.4毫米，如图4-8c所

8、示。4)轴的实际尺寸必须在19.720毫米之间变化。图4-8测量元件的最大实体要求，3最小实体要求(LMR)，图4-9测量元件的最小实体要求，第5节几何公差的应用，1。几何公差标记，1。公差框架的标记，2。测量元素的标记，3。参考元素的标记，图4-。(2)第二个网格的几何公差值和相关符号。(3)第三格及以后各格的参考字母及相关符号。2。被测元素的标记，1)当被测元素为构成元素(旧国家标准中称为轮廓元素)时，引导线的箭头应指向元素的轮廓或其延长线，并应与尺寸线明显错开(距离尺寸线至少4毫米)，如图4-12所示。2)当被测元素为衍生元素(旧国家标准中称为中心元素)时，引导线的箭头应与被测元素的尺寸

9、线对齐，如图4-13a和B所示；当箭头与尺寸线箭头重叠时，可以替换尺寸线箭头，如图4-13b所示。导向线的箭头不允许直接指向轴线或中心线，如图4-13c所示。3)当被测元素为圆锥体的轴线时，引导线的箭头应与圆锥体的直径尺寸线(大端或小端)对齐，如图4-14a所示；如有必要，您也可以在圆锥体中绘制一条空白尺寸线，并将引导线的箭头与空白尺寸线对齐，如图4-14b所示。如果圆锥体的尺寸是成一个角度的，那么引导线的箭头应该面对角度的尺寸线，如图4-14c所示。2。被测元素的标注，4)当多个被测元素具有相同的几何公差(单个或多个项目)时，多个指示器箭头可以是，图4-11引导线的标记方法，图4-12组成元

10、素的标记，图4-13派生元素的标记，图4-14圆锥轴的标记，图4-15有要求的多个元素的简化标记，图4-16多个元素使用相同公差带时的标记，3。参考元素的标记，1)当参考元素为轮廓线和表面时，参考符号应为2)当基准元素为轴、中心平面或由尺寸元素确定的点时，基准符号的连接线应与元素的尺寸线对齐，如图4-20a所示；当参考符号与尺寸线箭头重叠时，可以替换尺寸线箭头，如图4-20b所示。参考符号不允许直接标注在轴线或中心线上，如图4-20c所示。3)当基准元素是中心孔或圆锥的轴线时，按照图4-21所示的方法进行标记。4)可选基准的标注。图4-17同一元件多种要求的简化标注，图4-18基准符号，图4-

11、19轮廓基准元件的正确标注，c)错误标注，图4-20中心基准元件的正确标注，c)错误标注，图4-21作为基准元件的中心孔和锥轴，以及图4-22可选标注1。几何公差特征的选择。参考元素的选择。几何公差等级(公差值)的选择4。公差原则的选择。不注意几何公差。选择几何公差示例的规则，1。几何公差特征的选择：(1)考虑零件的几何特征，几何公差项目主要是根据零件的几何特征制定的。因此，元件的几何特征是选择被测元件公差项目的基本依据。(2)考虑到零件的使用要求，有很多公差项目可供选择，所以没有必要全部注明。(3)考虑到几何公差的控制功能，各种几何公差的控制功能是不同的。选择时，应充分发挥公差项目的功能，综

12、合控制，减少几何公差项目的数量。(4)考虑到试验的方便性，确定公差项目必须结合试验条件，并考虑在现有条件下试验的可能性和经济性。2.基准元件的选择(1)基准零件的选择选择基准零件时，应主要根据设计和使用要求、零件的结构特点，并考虑到基准统一的原则。(2)基准量的确定一般来说，基准量应根据公差项目的定位和定位几何功能要求来确定。(3)基准顺序的安排当选择两个或三个基准元素时，有必要明确基准元素的顺序，并按顺序将其填入公差范围。(1)选择参考零件，以及(1)选择定位在机器中的零件的接合面作为参考零件。2)基准元件应具有足够的刚度和尺寸，以保证稳定可靠的定位。3)选择加工精度高的表面作为参照零件。4

13、)尽量统一装配、加工和检验标准。3。几何公差等级(公差值)的选择，(1)几何公差与尺寸公差的关系，(2)如果有匹配要求，如果有匹配要求且必须严格保证其匹配性，则应采用包含要求。(3)形状公差与表面粗糙度的关系一般来说，表面粗糙度的Ra值约占形状公差值的2025。(4)考虑零件的结构特点，对于结构复杂、刚性差的零件(如细长轴、薄壁零件等)。)或加工测量困难时，在满足零件功能要求的前提下，可适当选择较低的公差等级。(5)相关国家标准规定的几何公差，如与滚动轴承配合的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差、齿轮箱孔轴线的平行度公差等。应根据相应的国家标准确定。(4)考虑零件的结构特点，1)孔相

14、对于轴。2)长细比(长径比)较大的轴或孔。3)距离大的轴或孔。4)大宽度零件表面(一般更大5)无公差的倾斜误差可由角度公差控制(如果没有指定方向角，则公差不是由角度指定的)，并且不指定元件本身的形状。6)同轴度没有规定公差值。7)全跳动的未声明公差值由被测元件形状和位置的未声明公差产生的综合结果控制。8)位置度、直线度和表面轮廓度的未声明公差值由各元件相应定位尺寸和设定尺寸的注入和未声明尺寸公差控制。6。几何公差选择实例：(1)根据应用要求，255j6圆柱面是安装滚动轴承的轴的轴承轴颈，其轴线是轴的装配基准，因此安装轴时，应以255j6圆柱面的公共轴线作为设计基准。(2) 56r6、45m6圆

15、柱面56r6、45m6圆柱面分别用于安装齿轮和滑轮(或联轴器)。为了保证匹配特性，采用了包容要求；56r6和45m6圆柱面的轴线分别是齿轮和滑轮(或联轴器)的装配基准。为了保证齿轮的正确啮合和稳定运行，规定了255j6圆柱面公共轴的径向圆跳动公差，公差等级仍为7，公差值分别为0.025毫米和0.020毫米。(3)键槽12N9和键槽16N9为了使键槽中的键承受均匀的应力，便于拆装，必须规定键槽的对称公差。(62mm处的两个肩部分别是齿轮和轴承的轴向定位基准。为了确保正确的轴向定位，规定了轴向圆跳动公差，公差等级为6级。查阅表4-22，公差值为0.015毫米，6。几何公差选择的例子；(5)在其他元件图上没有几何公差具体指示的元件由那些没有几何公差指示的元件控制。图4-23输出轴的几何公差标记示例，第6节几何误差的评估和检测，1。几何误差评估，2。几何误差的检测原理。形状误差评估，2。方向误差评估，3。位置误差评估，1。形状误差评