幾何精度設(shè)計

　　根據(jù)市場使用需求在進行機械產(chǎn)品的概念設(shè)計之后，轉(zhuǎn)入產(chǎn)品的工程設(shè)計階段，進行產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計和精度設(shè)計。

　　系統(tǒng)設(shè)計是根據(jù)使用性能要求確定機械產(chǎn)品的基本工作原理和總體布局，以保證總體方案的合理和先進。機械系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計主要是原理設(shè)計，包括產(chǎn)品運動學(xué)的設(shè)計，如傳動系統(tǒng)原理、位移、速度、加速度等。

　　例如，實現(xiàn)由旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運動，可以選用曲柄—連桿—滑塊機構(gòu)(如圖1—1)。再根據(jù)使用功能對滑塊直線往復(fù)運動的行程、速度和加速度的要求，確定曲柄與連桿的長度(r與l)以及曲柄的回轉(zhuǎn)速度(ω)。

　 　參數(shù)設(shè)計是根據(jù)產(chǎn)品的使用性能要求確定機構(gòu)各零件的幾何結(jié)構(gòu)和幾何尺寸，即產(chǎn)品幾何形體的幾何要素標(biāo)稱值(或公稱值)。參數(shù)設(shè)計主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計，必須按 照靜力學(xué)、動力學(xué)、摩擦磨損、可靠性等原理，采用優(yōu)化、有限元等方法進行設(shè)計計算，選擇合適的形狀、尺寸、材料及處理方式。例如，在上述曲柄連桿機構(gòu)設(shè)計 中，要根據(jù)載荷、速度和工作壽命，確定輸入功率，從而計算各轉(zhuǎn)軸的直徑、曲柄與連桿的截面形狀與尺寸、滑塊尺寸以及機體的外觀尺寸等，并選擇適當(dāng)?shù)牟牧霞?其熱處理工藝。

　　精度設(shè)計是根據(jù)產(chǎn)品的使用性能要求和加工制造誤差確定機械零部件幾何要素允許的加工和裝配誤差——公差，所以也稱公差設(shè) 計。精度設(shè)計的主要依據(jù)是產(chǎn)品性能對零部件的靜態(tài)與動態(tài)精度要求，以及產(chǎn)品生產(chǎn)和維護的經(jīng)濟性。因為任何加工方法都不可能沒有誤差，而零件幾何要素的誤差 都會影響其功能要求的實現(xiàn)和性能的好壞，允許誤差的大小又與生產(chǎn)經(jīng)濟性、產(chǎn)品的無故障使用壽命密切相關(guān)。

　　一般地說，零件上任何一個幾何要素的誤差都會以不同的方式影響其功能。

　 　例如，圖1-2所示的法蘭盤，直徑d1尺寸的變動受到零件重量、裝配空間和直徑D及螺孔直徑D1的制約;螺孔直徑D1的變動受螺母直徑和螺母壓力的制 約;孔徑D2的變動受相配軸徑及配合松緊的制約;圓角半徑r的變動受螺母尺寸和疲勞強度的制約等等。此外，法蘭盤裝配端面的平面度誤差、孔軸線對端面的垂 直度誤差、均布螺孔的位置誤差等也將影響其裝配和使用功能。

　　由此可見，對零件每個幾何要素的各類誤差都應(yīng)給出精度要求，正確合理地給定零件幾何要素的公差是設(shè)計工程技術(shù)人員的重要任務(wù)。精度設(shè)計在機械產(chǎn)品的設(shè)計過程中具有十分重要的意義。