尺寸公差与几何公差的关系
前言
如何正确合理的选择尺寸公差与几何公差的公差等级是设计工作中一项复杂又重要的工作，要做到合理的选择尺寸公差与几何公差，必须了解两者的关系并掌握两者的数值关系。
尺寸公差是指在零件制造过程中，由于加工或测量等因素的影响，完工后的实际尺寸总存在一定的误差。为保证零件的互换性，必须将零件的实际尺寸控制在允许变动的范围内，这个允许的尺寸变动量称为尺寸公差。
几何公差又叫形位公差，包括形状公差与位置公差，而位置公差又包括定向公差、定位公差和跳动公差。
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尺寸公差对几何公差的控制关系
尺寸公差对几何公差的控制关系应根据设计要求按不同的公差原则确定，下面我们结合独立原则、包容原则及最大实体原则来讲述。这里需要注意的是跳动公差是以测量方法定义的，不受尺寸公差的限制，也不能采用最大实体原则与包容原则。
1.独立原则
采用独立原则时，几何公差与尺寸公差相互独立，彼此无关，分别满足各自要求的公差原则，不存在补偿关系，主要用于尺寸精度与形位精度要求相差比较大或者两者无联系，保证运动精度、密封性，未注公差等场合。如图表所示，孔的尺寸公差和轴线的直线度公差遵循独立原则，两者分别满足各自的公差要求，独立原则是公差原则的基本原则。
2. 包容原则
当采用包容原则，即要求实际要素位于理想形状的包容面内的一种公差原则，而该理想形状的尺寸为要素的最大实体尺寸。
主要用于要保证孔和轴的配合性质，特别是配合公差要求严格的精密配合。用最大实体边界尺寸控制孔、轴配合所需要的最小间隙或者最大过盈。如图表所示，孔的最大实体尺寸为50，当孔大于50时，允许有形状公差。
3.最大实体原则
当采用最大实体原则，即设计时应用最大实体实效边界来控制被测要素的实际尺寸和形状误差的综合结果，最大实体原则仅适用于中心要素。要求该要素的实际轮廓不得超出最大实体实效边界，并且实际尺寸不得超出极限尺寸，主要用于保证零件装配互换性。如图表所示，孔的最大实体实效尺寸为49.98。
几何公差之间的控制关系
1.定向公差对形状公差的控制关系
定向公差具有综合控制定向误差和形状误差的能力。如图所示，其中t1代表的直线度为形状公差，t代表的垂直度为定向公差，其中t1≤t2。
2.定位公差对定向公差的控制关系
定位公差具有综合控制定位误差、定向误差和形状误差的能力。如图 6、7所示其中t1代表的直线度为形状公差，t2代表的平行度为定向公差，t3代表的同轴度为定位公差，其t1≤t2≤t3。
3.跳动公差对定位公差的控制关系
跳动公差具有综合控制被测要素的形状、方向和位置的作用。如图所示，圆柱面的全跳动公差分别可以控制形状公差（素线直线度t1、圆柱度t2）、定向公差（素线平行度t3）和定位公差（同轴度t4）。
总结一下几何公差之间的控制关系：
跳动公差可以控制跳动、位置、方向及形状误差；定位公差可以控制位置、方向与形状误差；定向公差可以控制方向与形状误差。当定位公差对形位误差的控制尚不能满足要求时，给定的形状、定向、定位公差值一定小于位置公差值。
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