课题四公差原则

课题四公差原则（精选3篇）

课题四公差原则 第1篇

公差原则是正确处理尺寸公差与几何公差之间关系的规定，

设计时根据功能要求，合理地选用公差原则。尺寸公差与几何公差相互有关称为相关要求。

尺寸公差与几何公差彼此无关称为独立原则。一、术语及定义

①体外作用尺寸

轴的体外作用尺寸是指在结合面的全长上与实际轴外接的最小理想孔的尺寸，用dfe表示。孔的体外作用尺寸是指在结合面的全长上与实际孔外接的最大理想轴的尺寸，用Dfe表示。②最大实体状态和最大实体尺寸

最大实体状态是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最大(材料量最多)的状态。②最大实体状态和最大实体尺寸

最大实体状态是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最大(材料量最多)的状态。实际要素在最大实体状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸。轴的最大实体尺寸为dmax，孔的最大实体尺寸为Dmin。③最小实体状态和最小实体尺寸

最小实体状态是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最小(材料量最少)的状态。实际要素在最小实体状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸。轴的最小实体尺寸为dmin，孔的最小实体尺寸为Dmax。轴的最大实体实效状态标注及含义孔的最大实体实效状态标注及含义⑤最大实体实效尺寸

最大实体实效状态下的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸。轴的最大实体实效尺寸为dMV。

dfe=da+fdMV=dmax+t孔的最大实体实效尺寸为DMV。

Dfe=Da–fDMV= Dmin–t⑥边界

边界是由设计给定的具有理想形状的极限包容面。设计时，为控制被测要素实际尺寸和几何误差的综合结果，需要对其规定允许的极限即边界。被测要素实际轮廓不得超出该边界。单一要素的边界没有方位约束，关联要素的边界应与基准保持图样上给定的几何关系。边界的直径或宽度称为边界尺寸。

公差原则是正确处理尺寸公差与几何公差之间关系的规定。

设计时根据功能要求，合理地选用公差原则。尺寸公差与几何公差相互有关称为相关要求。

尺寸公差与几何公差彼此无关称为独立原则。一、术语及定义

①体外作用尺寸

轴的体外作用尺寸是指在结合面的全长上与实际轴外接的最小理想孔的尺寸，用dfe表示。孔的体外作用尺寸是指在结合面的全长上与实际孔外接的最大理想轴的尺寸，用Dfe表示。②最大实体状态和最大实体尺寸

最大实体状态是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最大(材料量最多)的状态。②最大实体状态和最大实体尺寸

最大实体状态是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最大(材料量最多)的状态。实际要素在最大实体状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸。轴的最大实体尺寸为dmax，孔的最大实体尺寸为Dmin。③最小实体状态和最小实体尺寸

最小实体状态是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内并具有实体最小(材料量最少)的状态。实际要素在最小实体状态下的极限尺寸称为最小实体尺寸。轴的最小实体尺寸为dmin，孔的最小实体尺寸为Dmax。轴的最大实体实效状态标注及含义孔的最大实体实效状态标注及含义⑤最大实体实效尺寸

最大实体实效状态下的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸。轴的最大实体实效尺寸为dMV。

dfe=da+fdMV=dmax+t孔的最大实体实效尺寸为DMV。

Dfe=Da–fDMV= Dmin–t⑥边界

边界是由设计给定的具有理想形状的极限包容面。设计时，为控制被测要素实际尺寸和几何误差的综合结果，需要对其规定允许的极限即边界，

被测要素实际轮廓不得超出该边界。单一要素的边界没有方位约束，关联要素的边界应与基准保持图样上给定的几何关系。边界的直径或宽度称为边界尺寸。

二、独立原则是指图样上对某要素注出或未注的尺寸公差与几何公差各自独立，彼此无关，分别满足各自要求的公差原则。此时，图样上要素的尺寸公差与几何公差没有特定的关系符号或文字说明它们有联系。就表示它们遵守独立原则。独立原则是基本原则。独立原则的标注独立原则的特点及应用

优点：

⒈基本原则。

⒉简单明了。

不足：

尺寸公差、几何公差值固定，有时不能充分利用给出的尺寸公差。

应用：

可应用于各种功能要求。也可用于象印刷机、印染机滚筒等尺寸误差与几何误差的要求相差较大的要素。三、包容要求包容要求适用于单一要素，是指设计时应用最大实体边界来控制单一要素的实际尺寸和形状误差的综合结果，要求该要素的实际轮廓不得超出最大实体边界，并且实际尺寸不得超出极限尺寸。按包容要求给出尺寸公差时，需要在尺寸公差带代号或极限偏差后面标注符号E。包容要求的标注包容要求的涵义及合格条件dmax(50)≥da≥dmin(49.975)dfe=da+f≤dmax(50)f≤dmax–da可有条件的补偿f50 (最大实体边界Dmin)Dmax(50.025)≥Da≥Dmin(50)Dfe=Da– f≥Dmin(50)f≤Da–Dmin可有条件的补偿包容要求的应用

四、最大实体要求最大实体要求适用于导出要素，是指设计时应用最大实体实效边界来控制被测要素的实际尺寸和形状误差的综合结果。要求该要素的实际轮廓不得超出最大实体实效边界，并且实际尺寸不得超出极限尺寸。关联要素时，该边界与基准保持正确位置。对某要素按最大实体要求时，需要在该要素几何公差框格中的公差值后面标注符号M。考虑基准要素对被测要素相关时，须在被测要素位置公差框格中该基准字母后标注符号M。最大实体要求应用于被测要素(单一要素)时的涵义最大实体要求用于基准要素时的涵义最大实体要求分别应用于被测要素和基准要素时的涵义(被测要素自身补偿、基准要素自身补偿)最大实体要求应用于被测要素并考虑基准与被测要素相关时的涵义(基准要素可对被测要素有条件的补偿)自由装配经济性比较五、可逆最大实体要求可逆要求在不影响零件功能的前提下应用。对某要素按可逆最大实体要求时，需要在该要素几何公差框格中的公差值后面标注双重符号MR。可逆最大实体要求的合格条件：包容要求与最大实体要求的比较：六、最小实体要求最小实体要求适用于导出要素，是指设计时应用最小实体实效边界来控制被测要素的实际尺寸和形状误差的综合结果。要求该要素的实际轮廓不得超出最小实体实效边界，并且实际尺寸不得超出极限尺寸。关联要素时，该边界与基准保持正确位置。对某要素按最小实体要求时，需要在该要素几何公差框格中的公差值后面标注符号L。考虑基准要素对被测要素相关时，须在被测要素位置公差框格中该基准字母后标注符号L。最小实体要求的标注及合格条件最小实体要求应用举例1)转盘上12个径向凹槽有等分精度的要求;2)它们分别与相配零件上定位销的配合为间隙配合。3)凹槽侧面与定位销接触间隙过大会降低定位精度，转盘工作时凹槽的定位精度取决于凹槽的实际尺寸和位置度误差的综合结果4)要求：凹槽侧面至凹槽理想中心平面的最大距离不得大于某个极限值(2mm)。凹槽的位置度公差值经计算应为0.44mm。5)为了保证这种功能要求，并获得最佳的技术经济效益，凹槽的位置度公差与尺寸公差的关系应采用最小实体要求。6)为了保证这种功能要求，并获得最佳的技术经济效益，凹槽的位置度公差与尺寸公差的关系应采用最小实体要求。7)可逆最小实体要求对某要素按可逆最小实体要求时，需要在该要素几何公差框格中的公差值后面标注双重符号LR。可逆最小实体要求应用举例

公差原则的应用 第2篇

公差原则是尺寸公差与形位公差相互关系的原则,依据两者不同关系要求,将公差原则又分为独立原则和相关原则,其中相关原则又分为最大实体原则、包容原则。设计人员在进行互换性设计时,首先要根据给定的运动状态、载荷性质、材料强度和润滑条件等确定配合公差。在配合计算中,孔和轴的实际尺寸公差、偏差直接影响间隙或过盈量的大小,但孔或轴的形位误差对其影响也不容忽视。

2 公差原则的应用

2.1 独立原则的应用

独立原则指图样上给出的尺寸公差和形位公差各自独立、彼此无关,分别满足各自要求的公差原则。

应用独立原则时,尽管对被测要素没有规定的理想边界,但其最大实体尺寸和横截面内、轴向截面内各项形位公差的综合效应会自然形成极限作用边界。独立原则一般用于非配合面,如退刀槽、倒角的结构尺寸和未注尺寸公差的要素;也用于对配合性质没有要求的配合表面,或者形位误差对配合性质影响不大的场合。

(1)对于尺寸公差和形状公差需要分别满足要求,两者不发生联系的要素,不论两者公差等级的高低,均采用独立原则。

例如,印刷机或印染机的滚筒(见图1),重要的是控制其圆柱度误差,以保证印刷或印染时接触均匀,图文或花样清晰,而圆柱体尺寸d的大小对印刷机或印染质量并无影响。

在这种情况下,应该采用独立原则。圆柱度公差t较严,尺寸公差较宽。如果把尺寸公差规定的较严来保证圆柱度要求(把圆柱误差控制在尺寸公差带内),这显然是不经济的。

再如测量平板(图2),其功能是测量时模拟体现理想平面,控制其形状误差是考虑的主要因素,因此,对于平板工作表面规定严格的平面度公差t,而平板的厚度尺寸L对模拟体现理想平面这一功能则无影响,应该采用独立原则。

又如齿轮箱上轴承孔的中心距不仅影响装配,而且影响齿轮转动质量,就不允许轴承孔尺寸变化影响中心距,因此,中心距的位置公差和轴承孔的尺寸公差应采用独立原则。发动机连杆大、小头孔的中心距位置公差和这两孔的尺寸公差也应采用独立原则。

(2)对于除配合要求外,还有极高形位精度要求的要素,可采用独立原则。

例如,滚动轴承内、外圈滚道配滚动体间的装配间隙,可以通过在装配前分组选择滚道和滚动体的直径尺寸来满足。因此,对滚道尺寸可以给定较大的公差。但是轴承的回转精度与滚道的形状精度密切相关,因而,需要给定严格的形状公差,同时应用独立原则来分别控制实际尺寸的变动量和形状误差。

(3)对于未注尺寸公差的要素,由于它们仅为了满足从装配方便,减轻重量等方面提出的要求,没有配合性质的要求,因此,它们的尺寸公差与形状公差应遵守独立原则,不需要它们的尺寸公差和形位公差有关。

(4)对于单个平面之类不能采用相关原则的要素,均采用独立原则。

2.2 最大实体原则的应用

最大实体原则是指当被测要素或其准要素偏离最大实体状态时,形位公差获得补偿的一种公差原则。

只要求装配互换的要素,通常采用最大实体原则,例如图3所示,对轴承盖的四个尴11H13螺钉孔只要求装配互换,这种部位的被测要素遵守实效边界,就能够达到装配互换的目的。因此,螺钉孔应采用最大实体原则。

此外,最大实体原则也用于保证配合性质,例如解放牌汽车的万向联轴节中,叉上的两孔尴39+0.027-0.010mm(见图4)与十字轴的结合有配合性质要求,这两孔还有同轴度要求,为便于用综合量规检验,可以采用最大实体原则来满足上述要求。

最大实体原则主要用于要求保证可装配性(无配合性质要求),能自由装拆的连接表面。比如螺栓连接箱与盖板或连接联轴节的一套组件、垫圈和衬套上内外圆的同轴度等。

2.3 包容原则的应用分析

包容原则是指实际要素应遵守最大实体边界,即要素的体外作用尺寸不得超越其最大实体边界,且局部实际尺寸不得超越其最小实体尺寸。

包容原则主要用于配合性质要求严格的配合表面,特别是有相对运动的配合表面。如滑动块与槽、汽门顶杆与导套等。

单一要素的包容原则主要用于保证配合性质,特别是配合公差较小的精密配合要求,用最大实体边界控制实际尺寸和形状误差来保证所需要的最小间隙或最大过盈。关联要素的包容原则用于保证配合性质,也用于只需要保证装配互换的功能要求。

参见图5和图6,尴20H7孔与尴20h6轴的间隙配合中,孔和轴用各自遵守的最大实体边界来保证需要的最小间隙(保证“零对零”时能自由装配),最大间隙由孔和轴的最小实体尺寸来控制,从而达到保证指定配合性质的目的。

要素采用包容原则后,按其功能要求还可以对形位公差提出进一步要求。例如,与滚动轴承内圈配合的轴颈(见图7),除了用包容原则保证配合性质以外,考虑到轴承内圈是薄壁零件,容易变形,它与刚性大的轴颈装配后,其形状将服从于轴颈的形状。为了避免轴颈形状误差对轴承内圈产生不良影响,保证轴承运转灵活,因此,按照GB275-84〈滚动轴承与外壳的配合〉的规定,对轴颈的形状公差进一步提出要求,即限制形状公差的最大允许值为圆柱公差的最大允许值 ——圆柱度公差0.004mm。

关联要素包容原则除了用于保证配合性质的要求外,还用于只需保证装配互换的功能要求,如图8示。

3 公差原则运用过程存在的问题

由于尺寸公差和形位公差按独立原则给出,总是可以满足零件的功能要求,所以独立原则为基本原则,从而得到广泛的应用。也正是这个原因,使得设计人员往往只记得用独立原则,而忽视了包容原则和最大实体原则,其结果是功能要求得以满足,工艺性和经济性未得到最大限度的提高。应用不同的公差原则,合格品的判断手段也有所不同。在独立原则和最大实体原则中,我们要检测线性尺寸,传统上往往通过两点测量法来确定实际尺寸。

应用独立原则的孔、轴件,虽标有直线度或圆度公差,但由于实际生产中测量直线度误差或圆度误差不太方便,生产部门往往也就将其省掉不测,只测线性尺寸。对于线性尺寸,又不可能对零件所有截面及截面上的所有方向进行测量,而只测量一、两个部位,线性尺寸合格,但形状不一定合格,这时极易产生误收。对于误收的零件要么干脆装不上,要么勉强装上配合也不符合设计要求。因此,对于有严格配合要求的零件最好采用包容原则,一方面可避免上述现象发生。另一方面可提高经济效益。

摘要：讨论了零件互换性设计中不同公差原则的应用问题。指出根据零件的不同功能要求,选择最适合的公差原则,以利于取得最佳的技术、经济效果。

关键词：机械制造,公差原则,应用,互换性

参考文献

[1]黄镇昌.互换性与测量技术.广州:华南理工大学出版社,2001.

[2]汪恺,唐保宁.形位公差原理和应用.北京:机械工业出版社,1991.

[3]任嘉卉.公差与配合手册.北京:机械工业出版社,2000.

谈“公差原则”的理解与掌握 第3篇

关键词：公差原则 理解 掌握

在“公差配合与技术测量”的教学中讲到形状与位置公差时，为明确尺寸公差和形位公差之间的相互关系和内在联系，必须介绍公差原则。如何理解各项公差原则?如何区别两种相关原则的相似之处?各项公差原则分别应用于哪些场合?要掌握好各项公差原则，必须搞清楚以上几个问题。

当孔、轴产生配合关系或组装部件时，其配合间隙、装配间隙与孔、轴的尺寸误差和形位误差的综合作用有关。在检测和确定配合性能或装配条件时，必然形成和产生尺寸公差与形位公差之间的相互关系，为确定它们之间的这种关系，规定了两大公差原则——独立原则和相关原则。

一、独立原则

独立原则是图样上给定的形位公差和尺寸公差相互无关，实际要素分别满足各自提出的公差要求：即尺寸公差只控制要素的实际尺寸，形位公差只控制要素的形位误差。检测时也分开进行，用两点法测量实际尺寸，用通用量仪检测形位误差，再根据各自的公差要求，判断其合格与否。

由于两项公差分别满足，其合格件的实际表面可能超出最大实体边界向外凸出。故独立原则一般用于非配合面，如退刀槽等，也用于对配合性质要求不高的表面或形位误差对配合性质影响不大的场合。

遵守独立原则时，零件图样上无任何附加的标记。

二、相关原则

顾名思义，是形位公差与尺寸公差有关的公差原则。与独立原则比较．区别主要体现在形位误差的控制方法上。相关原则不要求实测形位误差值，而是用一定的边界来控制形位误差，即只要实际被测轮廓不超出一定的边界，就可以认为其形位误差是合格的，无论此时形位误差是否超差。相关原则就是要求被测要素的作用尺寸不超出给定的边界尺寸。

根据尺寸公差和形位公差关系的不同，可确定两种不同的边界，故有两种相关原则：要求遵守最大实体边界的包容原则和要求遵守实效边界的最大实体原则。

1．包容原则

包容原则的特点是由尺寸公差同时控制形位误差。控制实际要素的极限边界是处处具有理想形状的最大实体边界。当实际要素处于最大实体尺寸时，要求其形位误差为“零”，即不允许存在形位误差；只有在实际要素偏离最大实体尺寸时，才允许有相应的形位误差，允许的误差量取决于实际要素的偏离量。当实际要素处于最小实体尺寸时，允许的形位误差为最大，相当于尺寸公差值。即形位误差值可随尺寸的变化在“零”至尺寸公差值之间的数值内变动。

包容原则可应用于单一要素和关联要素。

当包容原则应用于单一要素时，其要求与极限尺寸判断原则(泰勒原则)的规定是一致的。在图样中，遵守包容原则的单一要素在其尺寸公差数值(或公差带代号)后加注符号“○E”。另外如需对所控制的形状误差提出小于其尺寸公差值的限制时，可另行在加注的公差框格中提出要求。

当包容原则应用于关联要素时，则关联要素的作用尺寸必须位于具有理想形状的最大实体边界内，其要求与单一要素的基本一致，所不同的是将其中“作用尺寸”一词更换成“关联作用尺寸”。

在图样中，遵守包容原则的关联要素，在公差框格中公差数值处标注”O○M”或“φO○M”。另外，如需对所控制的位置误差提出小于其尺寸公差值的限制时，可在公差框格的下方框格中注明。

由此可见，包容原则将被测要素(单一和关联)的形位误差控制在尺寸公差范围内，并限制其(关联)作用尺寸不得超出最大实体边界这个极限边界。检验时按泰勒原则进行：用全形通端量规控制最大实体边界，用两点形止端量规控制最小实体尺寸。

由于可根据配合性质来限制零件形位误差的大小，从而保证了零件的配合性能，故包容原则主要用于对配合性能有严格要求的配合表面，特别是存在相对运动的配合表面，如轴颈与滑动轴承、滑块与槽、泵的柱塞与泵体管柱、阀芯与阀体孔等。

2.最大实体原则

最大实体原则的特点是以最大实体尺寸和给定的形位公差值共同形成的综合极限边界——实效边界作为控制实际要素的边界。图样上给定的形位公差值是当被测要素处于最大实体状态时允许的形位误差值。当被测要素偏离最大实体状态时，则允许形位公差值在实效尺寸边界内得到相应的补偿(增大)。该补偿量取决于被测要素的偏离量。当被测要素处于最小实体状态时获得的补偿量最大，即形位公差值可随尺寸的变化在t(给定公差值)至t+T (尺寸公差值)之间的数值内变动。

最大实体原则可应用于被测要素或基准要素，亦可同时应用于被测要素和基准要素。当最大实体原则应用于被测要素时，在形位公差数值后标注“○M”。当该原则应用于基准要素时(在公差框格中基准字母后加注“○M”)，有两种情况：一是基准要素不遵守包容原则；二是基准要素本身又遵守包容原则(单一基准要素在尺寸公差数值后注“0○M”，关联基准要素在形位公差数值处注“O○M”)。前者被测要素的位置公差值是在基准要素处于实效状态下给定的，而后者的则是处于最大实体状态下给定的。当基准要素偏离了上述状态，被测要素的位置公差值则允许增大。

遵守最大实体原则的零件在检验时，用两点法检测实际尺寸，按极限尺寸验收，合格后用综合量规(与被测件相配合的偶件形式)检验形位误差，通过被测件即为合格品。

运用最大实体原则的优点在于：尽管形位误差超差但其实际轮廓仍在实效边界内的零件作为合格品投入装配，它对提高经济效率是十分有利的。所以最大实体原则主要用于只要求满足互换性装配的联接表面。如箱体与盖板的螺栓联接、联接器的联接及法兰盘上的螺栓孔组位置度等。但对配合尺寸而讲一般是不允许的。

因为最大实体原则是以实效尺寸作为控制被测要素的边界尺寸，而这种边界是被测要素的形状、位置和尺寸的综合结果。在遵守此边界的条件下，当被测要素偏离最大实体状态时，允许其形位误差大于给定的公差值，由于这种补偿关系的发生，会使形位公差值增大，尽管没有超出实效边界，仍可实现自由装配，但不能保证配合性质不变，故该原则不适用有配合关系的要素，而只适用于被测要素或基准要素是中心要素的各项形位公差。因为此时很难区别控制的对象是中心要素的形位误差还是轮廓要素的尺寸误差，正好可将轮廓要素的尺寸变化补偿给它的中心要素，故除轴线直线度以外，各项形状公差、跳动公差和非中心要素的位置公差都不能采用最大实体原则。

综上所述，将两种相关原则列表比较，从中体会它们之间的区别。

参考文献:

1.姜明德黄芝慧编著. 公差配合与技术测量. 湖南科学技术出版社，1995