第3节 几何规范

1 几何要素
  机械零件是由若干几何要素构成的实体。
  几何要素是指构成零件实体的几何特征,包括点、线、面等,简称为要素。点要素有顶点、中心点、交点等,如图1—4所示零件上的球心、锥顶;线要素中常见的有直线、圆弧(圆)及任意形状的曲线等,如图1—4所示零件的圆柱面素线、圆锥面素线、轴线等;面要素常见的有平面、圆柱面、 圆锥面、球面及任意形状的曲面等,如图1—4所示零件的球面、圆锥面、端平面、圆柱面等。


  
  按照不同的定义和用途,几何要素可以有不同的分类:

1)轮廓要素和中心要素(组成要素和导出要素)
  由一个或几个表面形成的要素称为轮廓要素(或称组成要素),它们是零件上实际存在的、可以被视觉或触觉感知的面或面上的线等要素,如图1—4中的圆柱面、圆锥面、圆柱面与端平面的交线等。
  由于实际上不对轮廓面上的点要素提出精度要求,所以通常所说的轮廓要素主要是轮廓面和轮廓线要素,不包括点要素。
  由一个或几个轮廓要素导出的中心点、中心线或中心面称为中心要素(或称导出要素),如图1—4所示的圆柱的轴线是由圆柱面导出的中心要素,球心是由球面导出的中心要素。
  中心要素是假想的几何要素,由相应的轮廓要素导出并依存于该轮廓要素,主要用于表达相应轮廓要素的形状、方向和位置。

2)理想要素和实际要素
  由技术制图或其它方法确定的理论正确的、具有几何学意义的要素,称为理想要素(或公称要素)。它们是没有误差的理想几何图形。
  理想的轮廓要素称为公称轮廓要素。
  理想中心要素(公称中心要素)就是由一个或几个理想轮廓要素导出的中心要素。
  完工零件上客观实际存在,并将零件与周围介质分隔的要素称为实际轮廓要素,简称实际要素。
  由于中心要素实际上是不存在的,所以理论上只有实际轮廓要素而无实际中心要素。

3)测得要素和拟合要素
  实际轮廓要素需要通过测量才能被认识。所以在实际工作中必须用测得轮廓要素来代替实际轮廓要素,亦称提取组成要素。
  测得轮廓要素是按规定的方法测量实际轮廓要素上有限个点而得到的要素。它是实际轮廓要素的近似替代要素。
  由一个或几个测得轮廓要素经过一定的处理方法导出的中心点、中心线或中心面,称为测得中心要素,亦称提取导出要素。
  由于存在加工误差和测量误差,测得轮廓要素一定不具有理想的几何形状。按规定的方法(通常采用最小二乘法)由测得轮廓要素形成的具有理想形状的要素,即拟合轮廓要素。
  由拟合轮廓要素导出的中心要素称为拟合中心要素,它是有一个或几个拟合轮廓要素导出的中心点、中心线或中心面。显然,拟合中心要素也具有理想形状。
  如图1-5所示,首先由所有测得圆截面形成测得圆柱面,进行拟合形成拟合圆柱面,从而得到拟合圆柱轴线,并垂直拟合圆柱轴线得到被测圆柱的多个测得圆截面轮廓,然后通过对每个测得圆截面轮廓进行拟合形成拟合圆截面,得到每个拟合圆截面的拟合中心点,并由这些拟合中心点形成测得圆柱轴线;还可以由所有测得圆截面形成测得圆柱面,进行拟合形成拟合圆柱面,从而得到拟合圆柱轴线。





  图1—6展示了理想要素、实际要素、测得要素和拟合要素之间的关系。

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