第4章 GD&T 公差原则与相关要求

1.1 包容原则

概念：包容原则解释了尺寸公差和形状误差之间的关系。其是ASME Y14.5默认的基本公差原则，指的是单个规则要素的形状公差被标注的尺寸公差管控。包容原则不管控单个尺寸要素的方向、位置误差。

实例：包容原则应用在外部尺寸要素，如轴时，当轴的直径在最大实体（最大极限尺寸）时，轴的形状必须理想（直线度、圆度和圆柱度 ）；当轴直径在最小极限尺寸时，其形状误差可补偿到最大，等于或小于尺寸公差。包容原则应用在内部要素时，如孔，当孔的直径等于最大实体（最小极限尺寸）时，孔的形状误差必须理想；当孔直径为最大极限尺寸时，其形状误差可补偿到最大，等于或小于尺寸公差。

用途：包容原则一般应用于孔轴的配合，保证配合性质。特别是配合公差较小时，如最小间隙或最大过盈的精密配合，孔和轴的实际配合表面都不能超过自己的最大实际包容边界。

1.2 独立原则

概念：图样上给定的每个尺寸和形状、方向和位置是独立的，应分别满足要求（比包容原则要求更宽松）。例如圆柱不需要在最大实体时形状保持理想状态，轴可以弯曲，即允许有形状误差，因为在独立原则下，轴的尺寸是不管控形状误差的。

实例：实例略。图纸标注时形状误差可以大于或小于尺寸公差。

用途：1.独立原则应用在没有配合要求的情况，如退刀槽、螺纹收尾、倒圆等。2.配合精度要求不高的情况等。

1.3 最大实体要求

概念：包容原则和独立原则解释了尺寸公差和形状公差之间的关系，其中包容原则规定尺寸公差要管控形状公差，独立原则不管控形状公差。最大实体要求解释了尺寸公差与形状、方向、位置公差之间的关系。

实例：对于外部要素，如轴，当达到最大实体尺寸时，几何公差没有补偿，当达到最小实体尺寸时，几何公差补偿最大。对于内部要素，当达到最大实体尺寸时，几何公差没有补偿，当达到最小实体尺寸时，几何公差补偿最大。这里的实体尺寸指的是非关联实际包容配合面的尺寸。

用途：它主要用于要求可装配的零件，保证装配互换性，能充分利用图纸上标注的公差，用尺寸公差补偿几何公差，提高零件的合格率，从而降低成本。

1.4 最小实体要求

概念：最小实体要求解释了尺寸公差与形状、方向、位置公差之间的关系。

实例：对于外部要素，如轴，当达到最小实体尺寸时，几何公差没有补偿，当达到最大实体尺寸时，几何公差补偿最大。对于内部要素，当达到最小实体尺寸时，几何公差没有补偿，当达到最大实体尺寸时，几何公差补偿最大。这里的实体尺寸指的是非关联实际包容配合面的尺寸。

用途：最小实体的功能是保证强度。如轴，计算轴的强度时，应该按照轴的最小直径尺寸去算，即最小实体尺寸。计算孔的壁厚时，应该取孔的最大直径，即孔的最小实体尺寸去计算。主要保证零件的强度、最小壁厚和最少材料等。

1.5 与尺寸要素无关原则

概念：如果公差框架中的几何公差后面没有标注符号，表示公差框格中的几何公差与要素尺寸无关，也就是要素尺寸无关原则（Regardless of Feature Size）。RFS是几何公差默认的要求。与包容原则有区别，包容元素主要是关于尺寸公差的，一般没有几何公差框架。而RFS是针对几何公差的，有几何公差管控。

实例：如孔，位置度公差与孔的实际大小无关，不论孔的实际尺寸大小是多少，孔允许的位置度公差都是一样的，即固定几何公差。

用途：略。

参考书籍：GD&T 几何公差入门与提高/夏忠定编著.—北京：电子工业出版社，2019.7