机械设计中形位公差的确定及选择
中心孔形位公差取值
中心孔形位公差取值在机械加工与制造领域，中心孔作为工件定位和加工的重要基准，其形位公差的取值直接关系到工件的加工精度和装配性能。
形位公差，即形状和位置公差，是评定工件几何要素形状和位置精度的重要指标。
本文将围绕中心孔形位公差的取值问题，从理论到实践进行深入探讨。
一、中心孔形位公差的基本概念中心孔，通常是在工件的端面或轴线上加工出的小孔，用于工件的定位、夹持或作为后续加工的基准。
形位公差则是指工件的实际几何要素相对于理想几何要素所允许的变动量，包括形状公差和位置公差两大类。
对于中心孔而言，其形位公差主要涉及圆度、圆柱度、同轴度等。
二、中心孔形位公差取值的影响因素1.加工工艺的影响：不同的加工工艺对中心孔的加工精度有着不同的影响。
例如，钻削、铰削、磨削等工艺在加工过程中由于刀具磨损、切削力变化等因素，会导致中心孔的形状和位置出现偏差。
2.机床精度的影响：机床本身的几何精度、运动精度和传动精度等都会对中心孔的加工精度产生影响。
高精度机床能够保证更小的形位公差取值。
3.夹具与定位方式的影响：夹具的设计合理性、刚性和稳定性以及定位方式的准确性，都会直接影响到中心孔的加工精度。
4.材料性质的影响：工件材料的硬度、韧性、热膨胀系数等物理性质，也会在加工过程中对中心孔的形位公差产生影响。
三、中心孔形位公差取值的确定原则1.功能性原则：根据工件的使用要求和功能来确定形位公差的取值。
对于要求高精度的配合件，中心孔的形位公差应取较小值。
2.经济性原则：在满足功能要求的前提下，应尽量降低加工成本。
因此，形位公差的取值应综合考虑加工难度、加工时间和材料利用率等因素。
3.稳定性原则：形位公差的取值应保证工件在使用过程中的稳定性。
过小的形位公差可能导致加工困难，而过大的形位公差则可能影响工件的装配性能和使用寿命。
四、中心孔形位公差取值的实际应用在实际应用中，确定中心孔形位公差的取值通常需要考虑以下几个方面：1.参考相关标准：国家和行业标准中通常会对不同类型、不同精度的工件给出推荐的形位公差取值范围。
形位公差的选择及未注形位公差值的规定
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
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
公差原则
1
应用场合
示
例
独 立 原 则
尺寸 齿轮箱体孔的尺寸精度与 精度与几 两孔轴线的平行度；连杆活 何精度需 塞销孔的尺寸精度与圆柱度； 分别满足 滚动轴承内、外圈滚道的尺 要求
寸精度与形状的精度
公差原则的选择.1
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
滚筒类零件尺寸精度要求很 尺寸精 低，形状精度要求较高； 平板的形状精度要求很高， 度与几何 尺寸精度要求不高； 精度要求 冲模架的下模座尺寸精度要 相差较大 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.2
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
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
尺寸精度 齿轮箱体孔的尺寸精度与孔 与几何精 轴线间的位置精度； 度无联系 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.3
公差原则
应用场合
示
例
独 立 原 则
保证 导轨的形状精度要求严格，尺 运动精度 寸精度要求次高 保证 汽缸套的形状精度要求严格， 密封性 尺寸精度要求次高 凡未注尺寸公差与未注几何公 未注公差 差都采用独立原则，例如退刀槽 倒角、圆角等非功能要素
机械设计中公差配合选择及尺寸标注
公差等级的选择依据是不同用途对产品所提出的精度 要求和保证使用要求的配合特性。无论是过盈配合还 是间隙配合，配合公差等于根据配合要求所确定的过 盈量或间隙量的变动范围。
对于<500mm的基本尺寸，当公差等级在IT8以上 时，推荐轴比孔高一级，如H7/g6。对>500mm的基 本尺寸，一般采用同级孔、轴配合。下面是配合尺寸 公差等级一般的应用情况，可供选择时参考。
3）平行度公差值应小于其应的距离公差值（见上图）。 2.对于下列情况，考虑到加工的难易程度和主参数外其它参
数的影响，在满足零件功能的要求下，适当降低1-2级精 度使用： A)孔相对位于轴； B)细长较大的轴或孔； C)距离较大的轴或孔 D)宽度较大（一般>1/2长度）的零件表面；
如下图，轴长412，外径Φ10 0-0.015,h7
(1)公差等级IT5：使用得比较少，用于间隙或过盈 的一致性要求比较高的特别精密的配合，目前在 缝纫机上主要用于测量工具和刀具。
(2)公差等级IT6和IT7 ：用于机构的重要配合。这是 缝纫机上最常用的公差等级。在这种联结中，为 了保证零件的机械强度、精确位移、平稳运行、 联结的密封和其他性能，以及保证零件装配的需 要，在间隙或过盈方面对配合提出了高要求.
5）被测要素为单一要素的轴线时，指示箭头不 允许直接指向轴线，应与尺寸线相连。
旧标准
新标准
6）任选基准应注出基准代号，并在框格中注出 基准代号。
旧标准
新标准
8.剖面线注意点： 1）一个零件同一个实体的剖面线方向和比例要一致。
2）特别是局部放大时，注意剖面线的方向一至且比例 不能放大。
9.基准的选择
c)采用按基轴制生产的标准零部件，如滚动轴承外圈与机 座孔的配合及结合轴或轴套的键和槽的结合等情况。
形位公差计算
形位公差计算形位公差是机械设计中常用的一种公差设计方法，它是指通过对零件的形状和位置进行限制，来保证装配的精度和互换性。
形位公差包括形状公差和位置公差两个方面，下面将分别介绍这两个方面的内容。
形状公差是指零件表面形状与理论形状之间的差异，也就是零件表面的波动量。
形状公差通常用直线度、平面度、圆度、圆柱度等指标来表示。
直线度是指直线轴线上某一点到理论直线轴线的垂直距离，平面度是指零件表面到理论平面的垂直距离的最大值，圆度是指零件表面到理论圆的距离的最大值，圆柱度是指零件轴线到理论圆柱轴线的最大偏移量。
形状公差的大小直接影响着零件的形状精度和装配精度，一般情况下，形状公差越小，零件的精度要求越高。
位置公差是指零件之间或零件内部各特征之间的相对位置关系。
位置公差包括平行度、垂直度、同轴度、同心度等指标。
平行度是指两个平行面之间的距离差，垂直度是指两个垂直面之间的距离差，同轴度是指两个轴线之间的距离差，同心度是指两个圆心之间的距离差。
位置公差的大小直接影响着零件的位置精度和装配精度，一般情况下，位置公差越小，零件的装配精度要求越高。
形位公差的设计是为了保证零件之间的装配精度和互换性。
在实际应用中，我们需要根据具体的零件形状和装配要求来确定形位公差的大小。
形位公差的设计需要考虑零件的功能需求、生产工艺要求以及装配方式等因素，同时也需要根据设计经验和实际生产情况进行综合考虑。
形位公差的计算是非常复杂的，需要根据具体的零件形状和装配要求来进行。
一般情况下，我们可以通过使用CAD软件进行形位公差的计算和分析。
CAD软件可以根据给定的形状和位置公差要求，自动计算出零件的形位公差范围，并进行可视化显示。
同时，CAD软件还可以帮助我们进行形位公差的优化设计，以满足装配要求和生产工艺要求。
形位公差的设计和计算是机械设计中非常重要的一部分，它直接影响着零件的装配精度和互换性。
合理设计和计算形位公差可以提高零件的质量和性能，减少装配成本和生产周期。
机械零件设计中形位公差的合理选择
机械零件设计中形位公差的合理选择形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标。
在机械零件的设计过程中正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值，对提高产品的质量和降低制造成本，具有十分重要的意义。
标签：机械零件；设计；形位公差；合理选择1.引言零件在加工过程中不仅有尺寸误差，同时由于机床精度、加工方法等多种原因，使得零件的加工表面、轴线对称中心平面等的实际形状和位置相对于设计所要求的理想形状和位置，也不可避免地存在着误差，我们称它为形状和位置误差（简称形位误差）。
形位误差对机械产品的制造、机械零部件的使用和工作性能的影响不容忽视。
为保证机械产品的质量和零件的互换性，在对零件的尺寸误差加以控制的同时，必须对形位误差也加以控制，规定合理的形位公差，才能真正的保证产品质量。
2.形位公差项目的选择2.1根据零件的几何特征来考虑。
零件的几何特征不同，会产生不同的形位误差。
例如：回转类（轴类、套类）零件中的阶梯轴，它的轮廓要素是圆柱面、端面、中心要素是轴线。
圆柱面选择圆柱度是理想项目，因为它能综合控制径向的圆度误差、轴向的直线度误差和素线的平行度误差。
也可选用圆度和素线的平行度。
从项目特征看，同轴度主要用于轴线，是为了限制轴线的偏离。
跳动能综合限制要素的形状和跳动公差。
其他诸如平面零件，选用平面度项目，槽类零件选用对称度项目，均基于零件存在不同的几何特征的原因。
2.2根据零件的功能要求来考虑。
机器对零件不同功能的要求，决定零件需选用不同的形位公差项目。
若阶梯轴两轴承位置明确要求限制轴线问的偏差，应采用同轴度。
但如果阶梯轴对形位精度有要求，而无需区分轴线的位置误差与圆柱面的形状误差，则可选择跳动项目。
其他诸如箱体类零件，轴承孔轴线之间平行度的要求都是基于保证运动件之间的正常啮合，提高承载能力的性能要求而确定的，给定结合面的平面度要求是为保证平面的良好密封性。
2.3从方便检测来考虑。
在满足功能要求的前提下，为了方便检测，应该选用测量简便的项目代替难于测量的项目，有时可将所需的公差项目用控制效果相同或相近的公差项目来代替。
机械设计中形位公差的重要性及选择
机械设计中形位公差的重要性及选择形位公差和尺寸公差、表面粗糙度一样都是评定产品质量的重要技术指标。
形位公差对机器、仪表等各种产品的性能―工作精度、连接强度、密封性、运动平稳性、耐磨性、噪声等都有一定影响。
对于在高速、高温、重载条件下工作的精密机器与仪器提出合理的形位公差要求就更为重要。
形位公差在机械设计中起着举足轻重的作用，作为一名优秀的机械设计师必须能够灵活运用形位公差在自己的设计中，以此来提高产品的性价比，满足企业现代化生产的要求。
1、形位公差标准简介我国最新的国家标准是GB/T1182-2008 《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》, 等同采用ISO1101: 2004《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位臂和跳动公差标注》（英文版）。
该标准对形位公差的标注及应用进行了规范性的要求。
检测标准是GB/T1958-2004《产品几何技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定》。
形状、方向、位置和跳动公差一般统称为形位公差。
2、形位公差形成原因及原理从设计图样到零件的形成，必须经过加工的过程、无论设备的精度和操作工人的技术水平多么高，要使加工的零件达到理想的形状和完全准确的位置，仍然是不可能的，零件的实际形状和位置与理想形状和位置总是存在一定的偏离量，该偏离量就是该零件的形状和位置误差，即形位公差。
形位公差包括要素、公差带和基准（形状公差没有基准，位置公差一般都有基准）三部分。
要素由点、线、面组成，形位公差就是对这些要素在形状和其相互间方向或位置的精度要求。
限制实际要素的变动范围是公差带，公差带之间的间距便是公差值，设计时确定公差值后，其零件的被测实际要素则必须在规定的公差带里。
凡是要确定两个（或多个）要素的方向、位置关系时，都要涉及到基准，当基准确定后，被测要素的要求也就确定下来了。
3、形位公差的选择原则选择形位公差应充分保证零件的品质要求，尽可能方便生产，同时获得最佳经济效益。
机械设计中选择公差与配合的参数选择方法及技巧
如何在机械设计中选择尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等参数？一般来说，先确定尺寸公差，再确定形位公差。
公差配合的合理首先是功能需要，其次是加工的工艺性，最后是装配和维修的工艺性。
举个例子来说吧，配合来说，都是讲孔轴配合，这个不一定是圆的孔和轴，可以是方的，但是通常为什么是圆的呢，加工方便。
传统加工方式如车加工、铣加工、钻床、磨加工，多数是圆形的加工方式，现在随着激光切割和线切割的普及（成本低了），异形孔的应用也多了。
既然传统方式的加工都是圆形加工，孔轴配合的选择就会有基孔制或基轴制的选择了。
通常，我们孔的加工是钻孔、铰孔、铣刀直接成型。
这样，加工的时候为了方便，我们的尺寸选择方面，就应该选择有现成刀具（钻头、铰刀、铣刀）尺寸的，比如直径14的刀具比较少见，就选择12或15、16的有方便购买的规格，这样，加工成本就很低了，比如选直径30的不选27的，尽管你计算需要27就够了。
公差方面，这样加工孔（不管是平板上的孔还是圆管上的孔），公差带尽可能选加（正）公差，因为特殊公差的刀具很贵很难买，加工的时候刀具旋转时候的抖动（设备精度之一）就会导致加工出来的尺寸略大于刀具直径。
这时候轴的加工就通常是车加工出来的，不受刀具精度限制，所以，基孔制是成本低的选择（就是工艺性好）。
这时候，如果你设计的轴是电机输出轴，那就只能基轴制了，或者是与轴承外圈配合的，也只能选择基轴制的配合。
配合怎么选呢，就是说间隙配合、过渡配合、过盈配合这三个什么时候选用。
简单说来是这样，不重要、不影响装配后的精度（如会有螺丝连接紧固的）选择间隙配合就可以，转动方向是单向、且是连续的工作状态，就是间隙配合即可，至于间隙大小的选择，看装配的难度了，越松就越容易装配。
举个例子，如果是单向间歇运转且转动位移要求精度不高、转速不高的带平键的孔轴配合，也可以选择间隙配合，但是需要有两个90度的相间隔的紧定螺钉紧定定位。
如果是有键配合的，其中一个紧定螺钉要锁在平键的上面。
形位公差的选用
用螺钉联接时，被联接件中有一个孔是螺孔， 而其余零件上的孔均为通孔，且孔径大于螺钉的直 径，位置度的公差值为：
t＝0. 5 Xmin
（1.3.4）
按以上公式计算确定的位置度公差，经化整选取 标准公差值。
【例1.3.1】
如图1.3.2所示，要求销孔板与销轴板
在联结时，仅保证可装配性。
销孔与销轴的最大间隙不得超过0.35mm。
检测的基准三者统一，以免出现由于基准变换引起的误
差。 另外，也应避免过多地规定基准而增加测量中的累积 误差。 2.便于加工和检测 为了简化工夹量具的设计与制造并使检测方便，在 同一零件上的各项位置公差应尽量采用同一基准。
3.任选基准
任选基准举例对某些表 面形状完全对称的零件，为 保证零件在装配时无论正反、 上下颠倒均能互换，则可任 选基准（图1.3.1）。
1.零件的几何特征
零件在加工后，总会产生由自身几何特征决定 的一些形位误差。
例如，圆柱形零件会有圆柱度误差，圆锥类
零件会有圆度误差和素线直线度误差，平面类零 件会有平面度误差，凸轮类零件会有轮廓度误差， 阶梯孔、轴会有同轴度误差，槽类零件会有对称 度误差，孔组类件会有位置度误差等。 2.零件的使用要求 在确定形位公差项目时，应分析形位误差对零 件使用性能的影响，只有对零件使用性能有显著影 响的误差项目，才规定形位公差。
例如，齿轮箱上各轴承孔的轴线平行度误差，会
影响齿轮的接触精度和齿侧间隙的均匀性，因此应规
定平行度公差。
设计中应尽量减少在图样上标注的形位公差项目， 对一些由一般机械加工能控制的形位误差项目，在图 样上则不必标出形位公差值，由形位公差未注公差控 制。
3.测量的方便性
阶梯轴会产生同轴度误差，可用跳动公差来 代替同轴度公差。这样，检测就方便多了。
轴类零件形位公差的确定
轴类零件形位公差的确定作者：孙丽华来源：《新课程·教研版》2010年第20期摘要:形位公差和尺寸公差一样是评定产品质量的一项重要指标。
本文以常见的轴类零件为例,详细分析了形位公差的公差项目、公差值、基准和公差原则的选择和方法。
关键词:形位公差轴类零件功能要求经济性形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标。
在机械零件的设计过程中正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值,对提高产品的质量和降低制造成本,具有十分重要的意义。
本文以减速器输出轴为例探讨机械零件形位公差的选择方法。
一、形位公差项目的确定确定形位公差项目时,需要考虑零件的几何特征、功能要求、检测方便及经济性等因素。
1.零件的几何特征零件的几何特征不同,会产生不同的形位误差。
如对圆柱面选择圆柱度是理想项目;平面零件可选择平面度;槽类零件可选对称度;阶梯轴、孔可选同轴度等。
2.零件的功能要求一般来讲,轴类零件的以下几个部位除了需要控制尺寸公差外,还要提出形位公差要求:(1)轴的支承面,它的形状和位置正确与否直接影响轴的运转精度。
因此应对两轴颈分别提出圆柱度要求,同时,要限制两轴颈同轴度误差。
另外,?准60r6处与齿轮孔配合,?准42r6处连接链轮,这两段轴线若不与两处轴颈的公共轴线同轴,会影响齿轮的啮合精度,产生振动和噪声,应分别提出同轴度要求。
(2)轴的定位面,它的形位精度将影响轴上零件的定位(周向和轴向定位)。
轴向定位如对齿轮、轴承的定位轴肩,应提出相对于两轴颈公共轴线的垂直度要求。
周向定位如两键槽面,考虑键受载均匀性及装拆难易程度,应提出对称度要求。
3.检测的方便性确定形位公差特征项目时,要考虑到检测的方便性与经济性。
二、形位公差值的确定形位公差值的确定一般是根据零件的功能要求,并考虑加工的经济性和零件的结构、刚度等情况进行的。
选择公差值的常用方法是类比法,采用类比法时应考虑以下情况:1.同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差值,位置公差值应小于尺寸公差值。
轴的形位公差标注
轴的形位公差标注一、引言轴的形位公差标注是机械设计中非常重要的一环，它能够保证机械零件的精度和质量，确保机械设备的正常运转。
本文将从轴的形位公差标注的定义、标注方法、符号表示等方面进行详细介绍。
二、轴的形位公差标注的定义轴是机械零件中常用的一种，它通常用于连接两个或多个旋转部件。
在机械设计中，为了保证轴与其它零件之间的配合精度和位置精度，需要对轴进行形位公差标注。
形位公差是指零件表面之间所允许存在的偏离量和偏离方向。
三、轴的形位公差标注方法1.确定参考面：首先需要确定一个参考面，在这个参考面上画出基准线和基准点。
2.确定基准尺寸：基准尺寸应该是与轴相邻零件所规定的距离或者直径等。
3.确定公差带：在基准线两侧划定一个矩形区域，这个区域就是公差带。
4.确定偏移方向：根据实际情况确定轴的偏移方向，可以是平行于基准线、垂直于基准线或者倾斜于基准线。
5.确定公差值：根据设计要求和制造工艺确定公差值，一般分为等量公差和非等量公差两种。
四、轴的形位公差标注符号表示1.圆形度公差：圆形度公差的符号表示为Φ，它通常用来表示轴的圆度误差。
例如Φ0.01表示轴直径的允许偏离量为0.01mm。
2.平行度公差：平行度公差的符号表示为∥，它通常用来表示轴与参考面之间的平行误差。
例如∥0.02表示轴与参考面之间允许存在的最大平行误差为0.02mm。
3.垂直度公差：垂直度公差的符号表示为⊥，它通常用来表示轴与参考面之间的垂直误差。
例如⊥0.03表示轴与参考面之间允许存在的最大垂直误差为0.03mm。
4.同心度公差：同心度公差的符号表示为C，它通常用来表示轴与其它零件之间的同心度误差。
例如C0.05表示轴与其它零件之间允许存在的最大同心度误差为0.05mm。
五、总结轴的形位公差标注是机械设计中非常重要的一环，它能够保证机械零件的精度和质量，确保机械设备的正常运转。
在进行轴的形位公差标注时，需要确定参考面、基准尺寸、公差带、偏移方向和公差值等参数，同时还需要掌握各种符号表示方法。
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
要
素
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。
轴类零件形位公差的确定
一般来讲,轴类零件的以下几个部位除了需要控制尺寸公差外,还要提出形位公差要求:
(1)轴的支承面,它的形状和位置正确与否直接影响轴的运转精度。因此应对两轴颈分别提出圆柱度要求,同时,要限制两轴颈同轴度误差。另外,?准若不与两处轴颈的公共轴线同轴,会影响齿轮的啮合精度,产生振动和噪声,应分别提出同轴度要求。（剩余1178字）
轴类零件形位公差的确定
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一、形位公差项目的确定
确定形位公差项目时,需要考虑零件的几何特征、功能要求、检测方便及经济性等因素。
1.零件的几何特征
零件的几何特征不同,会产生不同的形位误差。如对圆柱面选择圆柱度是理想项目;平面零件可选择平面度;槽类零件可选对称度;阶梯轴、孔可选同轴度等。
《公差配合与技术测量》课程教学探讨
轴类零件形位公差的确定 摘 要:形位公差和尺寸公差一样是评定产品质量的一项重要指标。本文以常见的轴类零件为例,详细分析了形位公差的公差项目、公差值、基准和公差原则的选择和方法。
关键词:形位公差 轴类零件 功能要求 经济性
形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标。在机械零件的设计过程中正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值,对提高产品的质量和降低制造成本,具有十分重要的意义。本文以减速器输出轴为例探讨机械零件形位公差的选择方法。
机械零件设计中形位公差的确定性方法研究
机械零件设计中形位公差的确定性方法研究随着正确地选择和确定形位公差的项目、基准及数值对机械零件的设计是非常重要的。
依据机械零件的功能要求。
并考虑其使用性、工艺性和经济性的综合效果,具体分析了确定形位公差时公差项目、基准和公差数值的选择方法。
零件的功能特性是选择形位公差项目、基准和公差数值的基础;公差间的关系可作为进一步精选它们的依据;同时还应兼顾经济性和测量的便利性。
在机械零件的设计过程中,正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数值,不仅直接影响到机器的使用性能和质量,而且关系到零件加工的难易程度和成本凹凸。
形位公差的国家标准规定了l4项并列的形位公差,项目较多,而且有些公差项目之间还存在着从属和包涵等关系。
因此,机械零件的形位公差设计始终是机械零件设计中的难点。
本文将依据形位公差的理论与多年的机械零件设计阅历,分析形位公差项目及公差值大小等公差内容的选择依据。
为设计者供应参考。
1.形位公差项目的选择1.依据零件的功能特性初选形位公差项目选择形位公差项目首先应满意零件的功能要求，主要考虑形位误差对零件使用性能的影响。
这种使用性能一般指零件的协作性质、装配互换性、工作精度、牢靠性及运动平衡性等。
设计时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需选用的形位公差项目。
以下为一些常见的零件功能特性与所需的公差项目：（1）在圆柱形零部件的运动协作中,假如圆柱面接触不良,就会造成局部过早磨损,扩大了协作间隙,降低定心精度，这就需要选择圆度和圆柱度等外形公差限制外形误差，以避开过大的外形误差带来的危害。
（2）在移动协作中,外形误差会降低导向精度或破坏密封性；在过盈定位协作中,外形误差会降低连接强度和牢靠性；曲面外形误差直接影响机械的工作性能,如汽轮机叶片的曲面等；这些都需要选择相应的外形公差加以限定。
（3）位置误差直接影响机器的装配精度和运转精度。
例如,发动机中的曲轴和变速器中的齿轮轴,为了保证它们的装配精度和工作性能,就要规定它们的两端支承孔的同轴度，否则就会影响齿轮的啮合精度,产生振动和噪声。
形位公差及公差原则
B
50h7
0.01 B 0.005
二、形位公差的标注方法
形位公差的简化标注
2. 不同要素有同一形位公 差要求且公差值相同时， 可用一个公差框格表示。 由该框格的一端引出一条 指引线，在这条指引线上 分出多条带箭头的连线分 别引向不同的被测要素。
0.01
被测要素的标注： 公差框格 指引线 项目符号
形位公差值
基准字母
二、形位公差的标注方法
被测要素的基准在图 被测要素的标注： 样上用英文大写字母表示， 为了避免混淆和误解，不 公差框格 得采用E、F、I、J、L、M、 O、P、R等9个字母，也不 指引线 能与向视图字母重合。多 项目符号 基准时，将最重要的基准 放在公差框格第三格中作 形位公差值 为第一基准，依次排列。
形位公差的研究对象： 几何要素 1.几何要素定义： 构成零件几何特征的点、线、 面统称几何要素。
2.几何要素分类：
⑴ 按结构特征分为： 轮廓要素、中心要素
⑵ 按存在状态分为： 实际要素、理想要素
⑶按所处地位分为： 被测要素、基准要素
⑷按功能关系分为： 单一要素、关联要素
一、概述
四种要素之间的关系为：
形位公差值
基准字母
二、形位公差的标注方法
位置公差
（定位公差） 被测要素的标注： 公差框格 指引线 项目符号
同轴度 对称度
位置度
形位公差值
基准字母
二、形位公差的标注方法
位置公差 （跳动公差）
圆跳动 被测要素的标注： 公差框格 指引线 项目符号
全跳动
形位公差值
基准字母
机械设计中极限与配合、形位公差及公差原则的确定
设 计人 员 可 以通 过标 准规 定 的基 孔 制 或基 轴 制 来 实 现各 种配合 。这 两种 基 准制 在 工业 实 践 中都 得
到 了应 用 。但 应 用 程 度 却 不 相 同 。对 基 准 制 的 选 择 ，主要 是从 经济观 点 考虑 ，同 时兼 顾 到功 能 、结
ｃ 采用 按 基 轴 制 生产 的标 准 零 部 件 ，如滚 动 ） 轴承外 圈 与机座 孔 的结 合 ，轴或 轴 套 的键 和槽 的结 合 等情 况 。 （ ） 配合 尺 寸公差 等级 的选择 ２
因素 。因此 ，“ 极限与配合 ” 以及 “ 形位公 差” 决
定 了机器零 部 件相 互 配 合 的条 件 和状 况 。对 产 品 的
一
极 限与 配合 ，再根 据极 限与 配合 情 况 选择 形 位公 差 及公 差 原则 ；然后 ，再 反过来 验 证 极 限 与配 合 是 否
合理 ，并 以此为依据调整极限与配合 ，使设计的产
品能 完 全 满 足 使 用 装 配 要 求 ，并 具 有 良好 的 工 艺 性 ，以达 到最 佳 的综 合 经济效 果 。
维普资讯
４）公差 等 级 Ｉ １ ：用 于 与 Ｉ）情 况 相 同 的 间 Ｔ０ ｑ ｘ
（ ） 配合 的选择 方 法 ３
隙配合 ，若 为 了降低 零 件 加 工 成 本 就 须 扩 大 公 差 ， 而 且装 配或使 用条件 又允 许 结 合 间隙 的波 动 范 围 略
精度性能和使用寿命有直接 的影响，也是评定产 品 质量和产品制造经济性 、 互换性的重要技术指标。 在机械设 计 过程 中 ，选 用 极 限 与配 合 、形 位公
形位公差值的选择
形位公差值的选择1 ）公差值选择原则总的原则是：在满足零件功能要求的前提下选择最经济的公差值。
①根据零件的功能要求，并考虑加工的经济性和零件的结构等情况，按公差表中数系确定要素的公差值，并应考虑公差值之间的协调关系。
同一要素上给定的形状公差值应小于位置公差值。
如同一平面上，平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。
圆柱形零件的形状公差值，一般情况下应小于其尺寸公差。
圆度、圆柱度公差值小于同级的尺寸公差值的1/3 ，因而可按同级选取。
如尺寸公差为IT6 ，则圆度、圆柱度公差通常也选为6 级。
平行度公差值应小于其相应的距离公差值。
②对于下列情况，考虑到加工难易程度和除主要参数外其他参数的影响，在满足零件功能要求的前提下，可适当降低1~2 级。
孔相对于轴; 细长的轴和孔，; 距离较大的轴和孔，; 宽度较大( 一般小于1/2 长度) 的零件表面，线对线和线对面相对于面对面的平行度、垂直度公差。
2 ）位置度公差值应通过计算得出。
例如用螺栓作连接件，被连接零件上的孔均为通孔，其孔径大于螺栓的直径，位置公差可用下式计算：t=Xmin式中：t ——位置度公差;Xmin ——通孔与螺栓间的最小间隙。
如用螺钉连接时，被连接零件中有一个零件上的孔是螺纹，而其余零件上的孔都是通孔，且孔径大于螺钉直径，位置度公差可用下式计算：t=0.5Xmin按上式计算确定的公差, 经化整并按表5-5 选择公差值。
表5-6 位置度谁系( 摘自GB/T1184-1996) ( μm )1 1.2 1.5 2 2.53456 81 ×10n 1.2 ×10n 1.5 ×10n 2 ×10n 2.5 ×10n3 ×10n4 ×10n5 ×10n6 ×10n 8 ×10n注：n 为正整数。
（ 3 ）未注形位公差值的规定图样上没有具体说明形位公差值的要素，与尺寸公差一样，也有未注形位公差，其形位精度要求由未注形位公差来控制。
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机械设计中形位公差的确定及选择
摘要：在进行机械设计时，如何保证机械产品零件的精度，是设计人员必须要考虑的问题。
形位公差是控制机械产品零件几何精度技术的条件。
正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。
文章就机械设计过程中如何合理选用形位公差进行了一些探讨。
关键词：机械设计；形状公差；位置公差；标注公差；选择；控制
在机械与仪器仪表设计及制造工艺的设计中，公差配合与技术测量与设计、制造及质量控制等方面密切相关，其精度的要求是靠尺寸公差、形状公差、位置公差来保证的，是优化产品质量的可靠保障。
在现代工业飞速发展、产品换代频繁的新形势下，其重要性尤为明显。
如何合理并正确地确定被测要素的形状位置公差公差值，是一项十分慎重的工作。
1 形位公差和位置公差的关系及选择
经过加工的机械零件表面，不但会有尺寸偏差，而且会有形状和相对位置的误差，这些误差会影响零件的互换性。
为此，国家标准规定了形状和位置的允许变动量。
位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量，形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，位置公差的公差带包容整个被测要素，因此，在很多情况下，位置公差是能够控制形状误差的。
如在定位公差中，同轴度可以控制轴线的形状误差，对称度和位置度可以控制平面度误差。
又如在跳动公差中，端面全跳动可以控制平面度误差，径向跳动可以控制圆度误差，径向全跳动可以控制圆度、直线度，圆柱度误差。
所以.在确定形状公差和位置公差过程中，一旦位置公差给定后，当作用上已能够控制相应的形状误差，且能满足使用要求时，就不必再提形状公差的要求了。
2 形位公差值的确定
正确选择形位公差项目和合理确定其公差等级及公差值，能保证零件的使用要求，提高经济效果。
确定形位公差值的方法，有类比法和计算法两种。
常用的是类比法。
计算法一般很少使用.只有在高精度要求的场合才用。
在零件加工中，由于受到机床精度的限制，故在己加工完成的零件上，所有要素都存在形位误差，但不是所有要素都要在图纸上规定形位公差。
只对高精度要求的要素才注公差值，而对精度要求比未注公差值还低的也应注出，表示不必提高要求。
在选用公差值时，以满足零件的功能要求为前提，兼顾经济性和测量条件等因素，尽量选用较大的公差值。
并应注意以下的一些问题。
3 形位公差的合理选择
3.1圆柱度与圆度、直线度的选择
圆度公差控制回转体垂直于轴线正截面内的形状误差；素线直线度公差控制圆柱体轴线方向截面内的形状误差；圆柱度公差用来控制任一正截面和轴线方向截面的形状误差。
因此，圆柱度公差完全能控制圆度和素线直线度误差。
当回转体给定了圆柱度公差后，一般就不必再给出圆度或素线直线度公差要求。
当然，从检验的角度来考虑，圆柱度的检测比圆度与直线度困难，所以，对于一般精度的圆柱体零件，还是用圆度与直线度来控制为好。
3.2圆柱体素线直线度与轴线直线度的选择
圆柱体素线的直线度公差是用来控制圆柱面上素线的形状误差。
轴线直线度公差是用来控制圆拄体轴线的形状误差。
尽管它们控制的被测要素不同，但它们之间是有联系的。
如果轴线存在直线度误差，一般也会存在素线直线度误差。
而轴线直线度误差与素线直线度误差在同一截面上且方向相同时，反映到素线上的直线度误差就是二者之和。
如果方向正好相反，则可补偿。
因此素线直线度公差可控制轴线直线度公差。
对于有直线度要求的圆柱体零件以标素线有线度公差为好。
一旦给出了素线直线度公差就不再给出轴线直线度公差。
但在选择公差项目时，还应根据具体情况确定。
如对圆柱体直径公差要求不高时，可选轴线直线度公差。
对圆柱体直径公差要求较高时应选用素线直线度公差来加以控制。
3.3端面圆跳动与垂直度的选择
端面圆跳动不仅反映端面的任一圆周上各点沿轴线相对的位置关系，而且也能反映该圆周对基准轴线的垂直关系。
却不能反映整个端面对基准轴线的垂直关系，只有垂直度才能反映整个端面对基准轴线的垂直关系。
端面对基准轴线的垂直度是端面位置（端面圆跳动）和形状（平面度）误差的综合反映。
显然，端面圆跳动误差为零的零件，其垂直度误差仍可能存在；相反，垂直度误差为零的零件其瑞面跳动也等于零。
所以，如果采用端面圆跳动来代替垂直公差，其结果会降低精度，不能满足使用要求。
但从检测的角度来看，端面圆跳动检测较垂直度检测简单得多，因此在选用这两个项目时，应分析零件的作用。
如果端面对基准的垂直度精度要求不高的零件，如齿轮毛坯或一般起固定连接作用的端面，以及低速运动旋转轴上的轴肩等，应优先选用端面面跳动；对垂直度有一定要求的零件，如车床花盘、立式车床工作台等，则必须注出垂直度公差要求。
3.4径向圆跳动与同轴度的选择
同轴度是指基准线和被测轴线之间的位置关系。
径向圆跳动是指被测旋转体表面在同一横截面内实际表面是备点到基准轴线间距离的最大变动量，两者所控制的要素不同。
但是，径向圆跳动是一项综合性误差，它不仅包括被测轴线对基准轴线的平移和倾斜及轴线弯曲等同轴度误差，还包括同一横截面的圆度形状误差。
所以，径向圆跳动与同轴度之间也有密切联系。
当圆柱面轴线对基准轴线有
同轴度误差时，即使形状误差为零，也有径向圆跳动，且圆跳动误差等于或大于同轴度误差。
相反，当存在径向圆跳动误差时，同轴度误差可能很小，甚至为零。
从检测的角度来看，检测径向圆跳动误差方法比检测同轴度误差简单。
所以，在选用这两项公差时，在应满足零件使用要求的前提下，优先选用径向圆跳动公差，这样既能满足要求，又便于测量。
参考文献：
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[2]李海燕，苏艺华.机械设计中形位公差标注常见问题分析[J].科技信息，2012.09.
[3]董树信.公差与技术测量[M]，沈阳：辽宁人民出版社，1980.
[4]何冰，孙路，曹必锋.机械零件设计中形位公差的确定[J].辽宁工学院学报，2006.04.。