机械零件设计中形位公差的确定性方法研究正式版

机械精度设计与检测4——形位公差形位公差是机械零件设计与制造中非常重要的一项内容，它描述了零件中各个几何要素之间的位置关系和运动关系，对于确保零件的互换性、装配性和运动精度具有重要作用。

形位公差包括位置公差和运动公差两部分。

位置公差是描述零件中各个几何要素之间位置关系的公差。

它是通过与基准坐标系统相对比确定的，在机械设计中常常使用基准平面、基准轴线、基准轴和基准孔等作为基准。

位置公差可以分为平面位置公差、轴向位置公差、轴向倾斜位置公差等多种形式，根据各个几何要素之间的位置关系来确定。

运动公差是描述零件中各个几何要素之间运动关系的公差。

它主要应用于机械装置中需要传递运动的部件，对于保证装置的运动精度和工作正常具有重要意义。

运动公差包括对称公差、垂直公差、平行公差等多种形式，用于描述零件之间的平移、旋转、逆时针等运动关系。

形位公差的设计和检测是确保零件几何要素的精度和运动特性的重要手段。

在设计过程中，需要根据零件的功能和使用要求，合理选择适当的形位公差，确保零件满足要求的运动精度和互换性。

同时还需要考虑到材料的特性和制造工艺的限制，合理设计零件的形位公差。

在形位公差的检测中，可以采用多种方法和工具来进行。

其中常用的方法包括投影仪测量、三坐标测量、光学仪器测量等。

通过这些方法可以非常精确地测量出零件几何要素之间的位置关系和运动关系，确保零件的精度和装配性。

形位公差的设计与检测是机械精度设计与检测中非常重要的一环，它对于确保零件的运动精度和互换性具有重要意义。

通过合理选择适当的形位公差，并采用适当的检测方法和工具，可以确保零件满足要求的运动精度和互换性，提高机械装置的工作效率和可靠性。

因此，在机械精度设计与检测中，形位公差是一个不可忽视的重要内容。

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。

机械零件形位精度设计的研究【摘要】正确合理地进行形位精度设计，对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要。

本文文详细阐述了形位精度设计即形位公差项目，形位公差值，基准要素的选用考虑的因素与方法。

【关键词】形位公差项目；形位公差值；基准要素零件的形位误差对机器、仪器的正常使用有很大的影响，同时也会直接影响到产品质量、生产效率与制造成本。

因此正确合理地形位精度设计，对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要。

形位精度设计的主要内容包括：选择形位公差项目，确定形位公差值，基准要素的选用，按标准规定进行图样标注。

1 形位公差项目的选用选择形位公差项目可根据以下几个方面：1.1 零件的几何特征零件加工误差出现的形式与零件的几何特征有密切联系。

如圆柱形零件会出现圆柱度误差，平面零件会出现平面度误差，凸轮类零件会出现轮廓度误差，阶梯轴、孔会出现同轴度误差，键槽会出现对称度误差等。

1.2 零件的功能要求形位误差对零件的功能有不同的影响，一般只对零件功能有显著影响才规定合理的形位公差。

1.2.1 保证零件的工作精度例如，机床导轨的直线度误差会影响导轨的导向精度，使刀架在滑板的带动下作不规则的直线运动，应该对机床导轨规定直线度公差；滚动轴承内、外圈及滚动体的形状误差，会影响轴承的回转精度，应对其给出圆度或圆柱度公差；在齿轮箱体中，安装齿轮副的两孔轴线如果不平行，会影响齿轮副的接触精度和齿侧间隙的均匀性，降低承载能力，应对其规定轴线的平行度公差；机床工作台面和夹具定位面都是定位基准面，应规定平面度公差等。

1.2.2 保证联结强度和密封性例如，气缸盖与缸体之间要求有较好的联结强度和很好的密封性，应对这两个相互贴合的平面给出平面度公差；在孔、轴过盈配合中，圆柱面的形状误差会影响整个结合面上的过盈量，降低联结强度，应规定圆度或圆柱度公差等。

1.2.3 减少磨损，延长零件的使用寿命例如，在有相对运动的孔、轴间隙配合中，内、外圆柱面的形状误差会影响两者的接触面积，造成零件早期磨损失效，降低零件使用寿命，应对圆柱面规定圆度、圆柱度公差；对滑块等作相对运动的平面，则应给出平面度公差要求等。

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。

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。

机械零件精度设计中形位公差的合理选择作者：宋欣颖来源：《价值工程》2012年第11期摘要：形位公差项目的合理选择与标注是在设计、制造及质量控制等方面优化机械产品质量的前提保障。

本文详细分析形位公差的关系，结合实例提出确定形位公差时公差项目、基准、公差数值的选择及在图纸上进行合理标注的方法。

Abstract: The reasonable selection and mark of tolerance requirement is the powerful safeguard to optimize mechanical product quality in design, manufacturing and quality control. The paper states the relationship of form and position tolerance, combining with example, puts forward the selection of tolerance project, datum, and tolerance value when determining form and position tolerance, and the method to reasonably mark on the map.关键词：精度设计；形位公差项目；选择；标注Key words: precision design；form and position tolerance project；choice；mark中图分类号：TH6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）11-0053-020 引言形位公差即形状和位置公差，是机械零件加工或装配过程中精度设计的重要技术指标。

零件上任何一个几何要素的误差都会以不同的方式影响其功能，如何合理确定零件上被测要素和形位公差项目，将是一项十分谨慎的工作，例如，曲柄-连杆-滑块机构中的连杆长度尺寸的误差，会最终影响它的使用功能，因为它将导致滑块的位置和位移误差，设计过程中，形位公差项目的选择确定及在图纸中的正确标注，将直接影响到零件的加工难易程度和产品的质量，而且关系到零件的制造成本。

确定形位公差的方法驻马店广播电视大学邓建党[摘要]本文通过对形状公差和位置公差各项目之间以及单项公差与综合公差之间关系的论述，确定了标注形位公差的方法。

【关键词】形位公差关系标注国家标准(GB1182～1184－80，GB,1958－80)<形状和位置公差>包括形状公差——直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度；定向位置公差——平行度、垂直度、倾斜度；定位位置公差——同轴度、对称度、位置度；跳动公差——圆跳动、全跳动。

这些项目中有些是单项公差，有些属于综合公差，虽然概念不同，但却有密切联系。

在机械产品的设计过程中，合理地选择形位公差项目是保证零件使用要求，提高产品经济效益的重要方面。

但是，经常可以见到一些机械图纸上的形位公差选择不合理，出现标注不当或重复标注的现象。

这是由于技术人员对它的理解不同，造成应用上的混乱，给零件的制造和检测带来困难，因此，有必要深刻了解形状和位置公差之间的关系及如何标注形位公差。

1 形状公差和位置公差的关系由于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，而形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量，关联要索的理想边界控制要素的实际位置和方向，也必然控制了该要素的形状误差。

因此，在很多情况下。

位置公差足能够控制形状误差的。

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公差，且能满足使用要求时。

就不必再提形状公差的要求(见图1)。

如果一定要标注形状公差，通常同一要素给出的形状公差值应小于位置公差值(见图2)。

2形状公差的标注2．1圆柱度与圆度、直线度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意截面和轴线方向截面的形状误差。

因此，圆柱度公差控制了圆柱体横剖面和轴剖面内的各项形状公差，诸如圆度、轴线直线度，素线直线度等。

使用时，一般标注了圆柱度就没有必要再标注圆度，直线度。