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1、浅谈公差原则在机械零件设计中的应用摘 要:在机械零件设计中,正确、合理地应用公差原则,是提高机械零件的设计质量、工艺性和实现最佳技术经济指标的有效途径。本文介绍了公差原则及其在机械零件设计中的应用。关键词:公差原则;独立原则;相关要求;设计;应用公差原则是处理尺寸公差与形位公差之间相互关系的原则。在机械零件的几何精度设计中,如何正确、合理地选择公差原则是一个很重要的问题。机械零件设计所追求的目标是:使所设计的零件既能满足功能要求,又能获得良好的工艺性和经济性。只有正确、合理地选用公差原则,才能有效地实
2、现上述目标。然而,许多企业的设计者在机械零件设计中,由于传统习惯或对公差原则不太熟悉等原因,常常有意或无意地在机械零件设计图样上,只应用独立原则,而不应用相关要求,使公差原则不能在机械零件设计中发挥其应有的作用。这样不仅使产品难以获得最佳的工艺性和质量,而且在经济上也难以取得最佳效益。为此,本文将对公差原则及其在机械零件设计中的应用作简单阐述,以期引起工程技术人员的重视,在机械零件设计中能正确、合理地应用公差原则,提高机械零件的设计质量和工艺性,实现最佳的技术经济指标。一、公差原则简述在机械零件设计时
3、,根据零件的功能要求,对零件的重要几何要素,常常需要同时给定尺寸公差、形位公差等,确定尺寸公差与形位公差之间相互关系的原则称为公差原则。依据两者不同关系的要求,公差原则又分为独立原则和相关要求,其中,相关要求又含包容要求、最大实体要求、最小实体要求、可逆要求等。在机械零件设计中正确运用公差原则,使所设计的机械零件既满足功能要求,又具有最佳的工艺性和经济性,这是每个设计者所追求的目标,因此,我们必须熟悉公差原则的各项基本容。1、独立原则独立原则是图样上给定的形位公差与尺寸公差相互无关,分别满足各自要求的
4、公差原则。遵守独立原则时,图样上无任何附加的标记如:(、○M、○L、○R等;形位公差与尺寸公差彼此独立,相互之间无任何补偿关系;尺寸公差控制局部实际尺寸,两点法测量;形位公差控制形位误差,通用量仪测量。独立原则的合格条件为:孔:f≤t,Dmax≥Da≥Dmin;轴:f≤t,dmax≥da≥dmin。式中:f———形位误差值;t———形位公差值;Da、da———孔、轴局部实际尺寸;Dmax、dmax———孔、轴最大极限尺寸;Dmin、dmin———孔、轴最小极限尺寸。2、相关要求相关要指图样上给定的形位
5、公差与尺寸公差相互有关的公差原则。根据被测实际要素遵守的理想边界的不同,又分为以下四种:(1)包容要求被测要素遵守包容要求时,要际要素遵守最大实体边界,即要际要素处处不得超越最大实体边界,且实际要素的局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸。包容要求仅用于单一要素(形状公差)。应用包容要求的单一要素应在其尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符号(。应用包容要求时,设计者只给出了尺寸公差值T,当实际轮廓要素处于最大实体状态时,中心要素不允许有形位误差;实际轮廓要素偏离最大实体状态时,中心要素才允许有形位误差;当实际
6、轮廓要素处于最小实体状态时,中心要素的形位误差可达最大值:T。包容要求的合格条件为:孔:Dmo≥MMS(Dmin)且Da≤LMS(Dmax);轴:dmo≤MMS(dmax)且da≥LMS(dmin)。式中:Dmo、dmo———孔、轴体外作用尺寸;MMS———最大实体尺寸;LMS———最小实体尺寸。(2)最大实体要求实际要素遵守最大实体要求时,要际要素遵守最大实体实效边界,即要求其实际轮廓要素处处不得超越该边界,当实际要素偏离最大实体状态时,允许其形位误差值超出图样上给定的形位公差值t,而要素的局部实际
7、尺寸应在最大实体尺寸与最小实体尺寸之间。应用最大实体要求的单一要素或关联要素,应在其相应的形位公差框格的形位公差值t或基准代号字母后加注符号○M。最大实体要求可应用于被测要素、基准要素或同时应用于被测要素与基准要素。最大实体要求的合格条件为:孔:Dmo≥VSM(Dmin-t)且Dmax≥Da≥Dmin;轴:dmo≤VSM(dmax+t)且dmax≥da≥dmin。式中:VSM———最大实体实效尺寸,VSM=MMS±t,轴+,孔-。还有最大实体要求的零形位公差。老标准中,这种情况称为关联要素遵守包容原则
8、(要求)。由于其标注形式:0○M或Φ0○M,与最大实体要求的标注形式:t○M或Φt○M相似,为了与ISO接轨,新标准将其从包容要求之中删除,划归最大实体要求。但其实质容与包容要求类似:要求实际要素遵守最大实体边界,即要际要素处处不得超越最大实体边界,且实际要素的局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸。最大实体要求的零形位公差的合格条件为:孔:Dmo≥MMS(Dmin)且Da≤LMS(Dmax);轴:dmo≤MMS(dmax)且da≥LMS(dmin)。(3)最
