几何精度设计

　　根据市场使用需求在进行机械产品的概念设计之后，转入产品的工程设计阶段，进行产品的系统设计、参数设计和精度设计。

　　系统设计是根据使用性能要求确定机械产品的基本工作原理和总体布局，以保证总体方案的合理和先进。机械系统的系统设计主要是原理设计，包括产品运动学的设计，如传动系统原理、位移、速度、加速度等。

　　例如，实现由旋转运动转变为往复直线运动，可以选用曲柄—连杆—滑块机构(如图1—1)。再根据使用功能对滑块直线往复运动的行程、速度和加速度的要求，确定曲柄与连杆的长度(r与l)以及曲柄的回转速度(ω)。

　 　参数设计是根据产品的使用性能要求确定机构各零件的几何结构和几何尺寸，即产品几何形体的几何要素标称值(或公称值)。参数设计主要是结构设计，必须按 照静力学、动力学、摩擦磨损、可靠性等原理，采用优化、有限元等方法进行设计计算，选择合适的形状、尺寸、材料及处理方式。例如，在上述曲柄连杆机构设计 中，要根据载荷、速度和工作寿命，确定输入功率，从而计算各转轴的直径、曲柄与连杆的截面形状与尺寸、滑块尺寸以及机体的外观尺寸等，并选择适当的材料及 其热处理工艺。

　　精度设计是根据产品的使用性能要求和加工制造误差确定机械零部件几何要素允许的加工和装配误差——公差，所以也称公差设 计。精度设计的主要依据是产品性能对零部件的静态与动态精度要求，以及产品生产和维护的经济性。因为任何加工方法都不可能没有误差，而零件几何要素的误差 都会影响其功能要求的实现和性能的好坏，允许误差的大小又与生产经济性、产品的无故障使用寿命密切相关。

　　一般地说，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。

　 　例如，图1-2所示的法兰盘，直径d1尺寸的变动受到零件重量、装配空间和直径D及螺孔直径D1的制约;螺孔直径D1的变动受螺母直径和螺母压力的制 约;孔径D2的变动受相配轴径及配合松紧的制约;圆角半径r的变动受螺母尺寸和疲劳强度的制约等等。此外，法兰盘装配端面的平面度误差、孔轴线对端面的垂 直度误差、均布螺孔的位置误差等也将影响其装配和使用功能。

　　由此可见，对零件每个几何要素的各类误差都应给出精度要求，正确合理地给定零件几何要素的公差是设计工程技术人员的重要任务。精度设计在机械产品的设计过程中具有十分重要的意义。