轴类零件形位公差的确定

轴类零件形位公差的确定

摘要：形位公差是评定机械零件的一项重要的技术经济指标，文章从形位公差特征项目的选择、形位公差值（公差等级）的选择、公差原则的选择3个方面探讨机械零件形位公差的选择方法。

关键词：轴类零件；形位公差；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。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。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 形位公差特征项目的选择

形位公差特征项目的选择从以下几个方面考虑：

1.1 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。例如，对圆柱形零件，可选择圆度、圆柱度、轴心线直线度及素线的直线度等；平面零件可选平面度；阶梯轴、孔可选择同轴度等。

1.2 零件的功能要求

根据零件的不同功能要求，给出不同的形位公差项目。例如，圆柱形零件，当仅需要顺利装配时，可选轴心线的直线度；如果孔、轴之间有相对运动，应均匀接触，或为了保证密封性，应选择圆柱度以综合控制圆度、素线直线度和轴线直线度。

1.3 检测的方便性

确定形位公差特征项目时，考虑到检测的方便性与经济性。例如，对轴类零件，可以用径向全跳动综合控制圆柱度、同轴度；用端面全跳动代替端面对轴线的垂直度，因为跳动误差检测方便，又能较好地控制相应的形位误差。

总的来说，在满足功能要求的前提下，尽量减少项目，以获得较好的经济效益。

2 形位公差值（公差等级）的选择

形位精度的高低是用公差等级来表示的。按照国家标准规定，对14项形位公差特征，除线、面轮廓度和位置度未规定公差等级外，其余11项均有规定。一般划分为12级，即1～12级，精度依次降低，仅圆度和圆柱度划分为13级，即0～12级；对于位置度，由于被测要素类型繁多，国家标准只规定了公差数系，而未规定公差等级。

形位公差值（公差等级）常用类比法确定。主要考虑零件的使用性能、加工的可能性和经济性因素。

例如，在选用同轴度、对称度、跳动公差时，5、6、7是应用范围较广的公差等级，用于形位精度要求较高、尺寸公差等级为IT 8及高于IT 8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，电动转子，印刷机传墨辊的轴颈、键槽。

在确定形位公差值（公差等级）时，还应注意下列情况：①在同一要素上给出的形状公差值应小于位置公差。如要求平行的两个平面，其平面度公差应小于平行度公差。②圆柱形零件的形状公差（轴线直线度除外）一般应小于其尺寸公差。③平行度公差应小于其相应的距离公差值。④对于下列情况，考虑到加工的难易程度和除主参数外其他因素的影响，在满足功能要求的情况下，可适当降低1～2级选用。第一，孔相对于轴；第二，细长的孔或者轴；第三，距离较大的轴或孔；第四，宽度较大的零件表面；第五，线对线、线对面相对于面对面的平行度、垂直度。⑤凡有关标准已对形位公差做出规定的，如与滚动轴承相配合的轴和壳体孔的圆柱度公差、机床导轨的直线度公差等，都应按相应的标准确定。

3 公差原则的选择

（1）独立原则是处理形位公差与尺寸公差关系的基本原则，主要应用以下场合：①尺寸精度和形位精度要求都很严格，并需要分别满足要求。如齿轮箱体上的孔，为保证与轴承的配合和齿轮的正确啮合，要分别保证孔的尺寸精度和孔心线的平行度要求。②尺寸精度与形位精度要求相差较大。如印刷机的滚筒、轧钢机的轧辊等零件，尺寸精度较低，圆柱度要求较高；平板的尺寸精度要求低，平面度要求较高，应分别满足要求。③为保证运动精度、密封性等特殊要求，单独提出与尺寸精度无关的形位公差要求。如机床导轨为保证运动精度，提出直线度要求，与尺寸精度无关；汽缸套内孔与活塞配合，为了内、外圆柱面均匀接触、并用良好的密封性能，在保证尺寸精度的同时，还要单独保证很高的圆度、圆柱度要求。

运用独立原则，需要通用计量器具分别检测零件的尺寸和形位误差，检测技术不太方便。

（2）包容原则主要用于需要保证配合性质，特别是要求精密配合的场合，用最大实体边界来控制零件的尺寸和形位误差的综合结果，以保证配合要求的最

小间隙或最大过盈。选用包容要求时，可用光滑极限量规来检测实际尺寸和体外作用尺寸，检测方便。

（3）最大实体要求主要用于保证可装配性的场合。例如用于穿过螺栓的通孔的位置度公差。

选用最大实体要求时，其实际尺寸用两点法测量，体外作用尺寸用功能量规进行检验，其检验方法简单易行。

总之，在选用形位公差时，应综合考虑实际情况，尽量减少公差项目，方便检测，提高零件的合格性，降低成本，一切从提高效率和效益出发。

The Geometric Tolerance Selection of Shaft Parts

Li Jianli

Abstract: The geometric tolerance is an important technical and economic indicators for assessment of mechanical parts. The article discusses the mechanical parts shaped tolerance selection from three aspects including the geometric tolerance characteristics of the selection of projects, geometric tolerance value（tolerance level）choice, the choice of the tolerance principle.

Key words: shaft parts; geometric tolerance; select