機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、1,機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ),哈爾濱商業(yè)大學(xué) 徐克非,機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ),第一章 緒論,§1.1 機(jī)械精度設(shè)計(jì)的研究對象,機(jī)械方案設(shè)計(jì),機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),機(jī)械精度設(shè)計(jì),機(jī)械設(shè)計(jì),,1977年 儲運(yùn)機(jī)械1978年 食品機(jī)械1993年 機(jī)械設(shè)計(jì)及制造1998年 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化2002年 2006年 省級重點(diǎn)專業(yè)2007年 國家特色專業(yè)（第一類）目前全國 機(jī)械設(shè)計(jì)制

2、造及其自動化專業(yè) 426個,互換性——某一產(chǎn)品（零件、部件、構(gòu)件）與另一產(chǎn)品 在尺寸、功能上能夠彼此相互替換的性能,互換性要求：產(chǎn)品間的幾何參數(shù)、機(jī)械性能、理化性 能及其他功能——充分近似——公差,機(jī)床—刀具—夾具—工件；人工操作；環(huán)境影響等,誤差——系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差,尺寸誤差形狀誤差位置誤差表面粗糙度,尺寸公差形狀公差位置公差表面粗糙度,,制造過程,精度設(shè)計(jì),使用維修,

3、7;1.1 一、互換性,§1.1 二、公 差,幾何量的公差：幾何量允許的變動量 公差是設(shè)計(jì)要求，由設(shè)計(jì)者提出，標(biāo)注在圖紙上 公差—尺寸精度、形狀和位置精度、表面精度,§1.1 三、檢 測,檢驗(yàn)特點(diǎn)：,測量特點(diǎn)：,測量的結(jié)果能獲得被測幾何量的具體數(shù)值例：卡尺、千分尺 測量軸徑、孔徑,檢定特點(diǎn)：,評定計(jì)量器具的精度 （尺寸傳遞系統(tǒng)） 例：量塊的檢定,光滑極限量規(guī),孔用塞規(guī),軸

4、用卡規(guī),機(jī)械比較儀,通端,止端,§1.2 標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系 一、標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)化定義: (GB20000.1―2002),為在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對現(xiàn)實(shí)問題或潛在問題制定共同的和重復(fù)使用的條款的活動。 注：上述活動主要包括編制、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的過程。,工業(yè)生產(chǎn)－重要手段；專業(yè)化協(xié)作－必要前提科學(xué)管理－組成部分；實(shí)現(xiàn)互換性－主要基礎(chǔ),標(biāo)準(zhǔn)化是一個包括制訂標(biāo)準(zhǔn)、貫徹標(biāo)準(zhǔn)、修訂標(biāo)準(zhǔn)，循環(huán)往復(fù)，不斷提高

5、的活動過程。,標(biāo)準(zhǔn)定義: (GB/T20000.1-2002),為在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致制定并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用的和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。(規(guī)則、導(dǎo)則或特性的文件—ISO) 注：標(biāo)準(zhǔn)宜以科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)綜合成果為基礎(chǔ)，以促進(jìn)最佳的共同效益為目的。（以執(zhí)行最新頒布的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則）,本質(zhì)屬性：統(tǒng)一規(guī)定；對象：重復(fù)性事物,標(biāo)準(zhǔn)(Standard)定義： 《貿(mào)易技術(shù)壁壘協(xié)定（TBT）》——:經(jīng)公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的

6、、規(guī)定非強(qiáng)制執(zhí)行的、供通用或重復(fù)使用的產(chǎn)品或相關(guān)工藝和生產(chǎn)方法的規(guī)則、指南或特性的文件。 該文件還可包括或?qū)ｉT關(guān)于適用于產(chǎn)品、工藝或生產(chǎn)方法的專門術(shù)語、符號、包裝、標(biāo)志或標(biāo)簽要求。 ISO / IEC GUIDE 2 ——：為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對活動或其結(jié)果規(guī)定共同的重復(fù)使用的規(guī)則、導(dǎo)則或特性的文件。該文件經(jīng)協(xié)商一致制定并經(jīng)一個公認(rèn)機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。 說明:“協(xié)商一致”并不意味著一致同意，它是指：總體同意，利益相關(guān)方的任何

7、重要一方對重大問題沒有堅(jiān)持反對，整個過程尋求考慮所有相關(guān)方的意見，并且協(xié)調(diào)所有對立的爭論。,各國標(biāo)準(zhǔn)代號,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)名稱,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號,§1.2 二、優(yōu)先數(shù)系及優(yōu)先數(shù),優(yōu)先數(shù)系和優(yōu)先數(shù)是為協(xié)調(diào)、簡化、統(tǒng)一各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值而制訂的一種科學(xué)的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)（十進(jìn)制幾何級數(shù)）,勘誤：R10 ：q10=1.25（1.00；1.25；1.60；2.00；2.50 3.15；4.00；5.00；6.30；8.00；

8、10.00）,優(yōu)先數(shù)系的代號： 數(shù)系無限定范圍：R5；R10；R20；R40 數(shù)系有限定范圍： R10（1.25…） 下限1.25 R20（…45） 上限45 R40（75…300） 下限75…上限300 R80（…80…）含有項(xiàng)值80并向兩端無限延伸,被測對象：,長度（線性尺寸）、角度、形狀、相對位置、表面粗糙度及螺紋、齒輪等幾何參數(shù),計(jì)量單位：,長度基本單位：米（m）常用單位:

9、 毫米（mm）、微米（?m）角度單位：弧度（rad）、微弧度（?rad） 度（°）、分（′）、秒（″）,測量方法：,測量精度：,被測幾何量的測量結(jié)果與其真值相一致的程度 測量結(jié)果－真值=測量誤差,§1.3 幾何量測量基本知識 一、測量值,§1.3 幾何量測量基本知識 二、長度量值的傳遞及量塊,米的由來：,1790年，以通過巴黎的地球子午線的四

10、千萬分之一 作為長度“米”的基準(zhǔn)——檔案米尺1880年，國際計(jì)量局—X型鉑銥合金—國際米原器（1875決定造—1888—31≌№6—1889首屆，確定）1960年，第11屆國際計(jì)量大會確定米的定義： 米的長度等于 原子的2P10 和5d5 能級 之間躍遷所對應(yīng)的輻射在真空中的波長的 1650 763.73倍1983年，第17屆國際計(jì)量大會通過了米的新定義,,米

11、的定義：光在真空中于1/299792458秒的時間 間隔內(nèi)所傳播的距離。 我國用0.633?m氦氖激光輻射波長復(fù)現(xiàn) 長度基準(zhǔn)。,尺寸傳遞系統(tǒng)：,,,,,量塊的精度,尺寸精度： 中心長度精度平面平行精度：量塊兩側(cè)面上任意點(diǎn)的垂 直距離對其中心長度之差的最大絕對值研合性：通過分子吸引力的粘合能力,,不確定度：在規(guī)定條件下測量時，由于測量誤差的 存在

12、，對測量值不能肯定的程度。,** 量塊按“等”使用修正了量塊的制造偏差，因此比按“級”使用精度高,計(jì)量器具分類：,基準(zhǔn)量具：用來校對或調(diào)整計(jì)量器具或作為標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn) 行相對測量的量具。如：量塊、角度量塊、 多面棱體、標(biāo)準(zhǔn)線紋刻度尺。通用量具：將被測量轉(zhuǎn)換成直接觀測的指示值或等效信 息的測量工具。包括：游標(biāo)類、微動螺旋類、 機(jī)械比較儀、光學(xué)量儀、電動量儀、氣動

13、量 儀、微機(jī)化量儀。極限量規(guī)：沒有刻度，檢驗(yàn)被測量是否在極限偏差內(nèi) 確定是否合格的量具。如：塞規(guī)、卡規(guī)。檢驗(yàn)夾具：與計(jì)量器具配套使用的專用檢驗(yàn)工具。,§1.3 三、計(jì)量器具的技術(shù)指標(biāo),5.靈敏度（k）：計(jì)量器具示數(shù)裝置對被測量變化的 反應(yīng)能力，也成放大比。 k=a/i a—分度值；i—刻度間距6.測量力：計(jì)量器具與被

14、測表面之間的接觸力。要求 穩(wěn)定、防止變形。7.示值誤差：計(jì)量器具與被測量真值之間的差值。其 允許值可從使用說明書或檢定規(guī)程中查得8.示值變動性9.回程誤差10.修正值,研究對象：★機(jī)械零部件的幾何精度設(shè)計(jì)和檢測原理。目的任務(wù)：★掌握互換性、標(biāo)準(zhǔn)化的基本概念及與零部 件幾何精度設(shè)計(jì)有關(guān)的術(shù)語和定義； ★基本掌握機(jī)械幾何精度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)

15、 容、特點(diǎn)和應(yīng)用原則，熟練查閱各種標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定資料； ★初步學(xué)會根據(jù)機(jī)器或零件使用要求，正確 設(shè)計(jì)幾何量公差并正確地標(biāo)注在圖樣上； ★了解掌握各種典型的幾何量檢測方法，初 步學(xué)會使用常用計(jì)量測試工具。基本理論： 誤差理論 理論研究方法：數(shù)理統(tǒng)計(jì),教學(xué)參考書：機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

16、 互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ) 公差與技術(shù)測量等,特點(diǎn)：術(shù)語定義多，符號代號多，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定多，經(jīng)驗(yàn)解法 多，內(nèi)容多，難記憶；從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定看,原則性強(qiáng)； 從工程應(yīng)用看，靈活性大，初學(xué)者很難掌握。主線：各部分都是圍繞著以保證互換性為主的精度設(shè)計(jì) 問題，介紹各種典型零件幾何精度的概念、分析 設(shè)計(jì)方法、論述檢測規(guī)定等。 學(xué)習(xí)時應(yīng)注意歸納總結(jié)，理順其中的內(nèi)

17、在聯(lián)系， 強(qiáng)調(diào)實(shí)踐訓(xùn)練。,期末考試方式？口試＋操作、筆試(實(shí)踐）,第二章 尺寸精度,尺寸精度設(shè)計(jì)：主要研究線形尺寸（有配合要求的 孔與軸）的公差、極限與配合,配合：尺寸相同的圓柱結(jié)合（包括平行平面結(jié)合）的 使用要求用作相對運(yùn)動副—轉(zhuǎn)動或移動,準(zhǔn)確、靈活—間隙配合用作固定連接——形成一體，扭矩↑——過盈配合用作定位可拆卸連接——同軸，扭矩?——過渡配合,機(jī)械零件幾何

18、精度,尺寸精度形狀和位置精度表面精度(表面粗糙度),,GB/T1800.1-1997《極限與配合 基礎(chǔ) 第1部分：詞匯》GB/T1800.2-1998《極限與配合 基礎(chǔ) 第2部分：公差、 偏差和配合的基本規(guī)定》GB/T1800.3-1998《極限與配合 基礎(chǔ) 第3部分：標(biāo)準(zhǔn)公 差和基本偏差數(shù)值表》GB/T1800.4-1999《極限與配合 標(biāo)準(zhǔn) 第4部分：公差

19、等 級和孔、軸的極限偏差表》GB/T1801-1999 《極限與配合 公差帶和配合的選擇》GB/T1804-2000 《一般公差 未注公差的線性和角度 尺寸的公差》,§2.1 基本術(shù)語及定義,一、孔和軸的定義：二、有關(guān)尺寸的術(shù)語和定義三、有關(guān)偏差和公差的術(shù)語及定義四、有關(guān)配合的術(shù)語及定義五、基準(zhǔn)制,GB/T1800；GB/T1801；GB

20、/T1804…,極限與配合標(biāo)準(zhǔn)——國際公差制,等效采用ISO標(biāo)準(zhǔn)如ISO286,（互換性、交流）,§2.1 基本術(shù)語及定義,勘誤：2.1 一、1.基本尺寸定義：用符號D表示 附表8—2： 6×23 ×26,,,4. 標(biāo)準(zhǔn)公差 GB/T1800.3-1998（附表2-2）P1675. 基本偏差 GB/T1800.3-1998（附表2-3）P168

21、 （附表2-4）P170 2.1 五、基準(zhǔn)制 德國 DIN 基孔制 圖2-7 基孔制配合 P13 基軸制 圖2-8 基軸制配合 P14,,注：2.1 三、2.尺寸公差 TD=Th=Dmax—Dmin=ES—EI Td=Ts=dmax—dmin=es—ei,尺寸公差帶的繪制方法,,

22、,,,,Φ50,+0.025,+0－,－0.009－0.025,基本尺寸：mm偏差尺寸：mm,,,,Φ50mm,+25,－9－25,,,基本尺寸：mm偏差尺寸：μm,+0－,§2.2 極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成,一、標(biāo)準(zhǔn)公差系列標(biāo)準(zhǔn)公差：是指大小已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的公差值 （確定的公差帶寬度）,T≥f 加工+f 測量,公差計(jì)算表達(dá)式（試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)）： T=a×i=a

23、15;f(D) a—公差等級系數(shù)（公差單位數(shù)） i—標(biāo)準(zhǔn)公差因子（公差單位）,i=f(D)/(?m) D—基本尺寸的幾何平均值(mm)標(biāo)準(zhǔn)公差代號：IT (ISO Tolerance),更正：標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算公式 D≤500mm,當(dāng) D≤500mm 時當(dāng) D在500 ～3150mm時,標(biāo)準(zhǔn)公差因子與零件尺寸的關(guān)系,加工誤差 測量誤差,§2.2、二、基本偏差系列,§2.2、二、

24、2、基本偏差系列特征,③ 孔：J～ZC基本偏差為 ES （多為負(fù)值） 軸：j～ zc 基本偏差為 ei （多為正值）,④ 基本偏差是確定公差帶位置的唯一參數(shù)， 除去JS、js、J、j、K、k、M、N、P以外, 原則上講基本偏差與公差等級無關(guān),§2.2 二、2.孔基本偏差的確定,一般規(guī)則：同種配合中，孔與軸的基本偏差相對零線 完全對稱，即兩者基本偏差的絕對值相等，

25、 符號相反。 EI=-es ； ES=-ei,特例：★D>3～500mm的基孔制或基軸制的配合中 標(biāo)準(zhǔn)公差等級≤IT8的K、M、N種的過渡配合 ≤IT7的P～ZC種的過盈配合 （某一公差等級的孔與更精一級的軸配合） 孔的基本偏差應(yīng)附加 ?=ITn-ITn-1 ★D>3～500mm

26、，標(biāo)準(zhǔn)公差等級>IT8的N種的 過盈配合, 孔的基本偏差 ES=0,圖2—11孔、軸基本偏差換算的特殊規(guī)則（P19）,要求具有同等的間隙或過盈,為保證孔與軸加工工藝的等價性，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定孔與精一級軸配合的換算原則：,Ymin基孔 = Ymin基軸 ；Ymin基孔=ES基孔-ei=TD-ei基孔 ；Ymin基軸=ES基軸-ei=ES基軸+TdES基軸= -Td-ei基孔+TD=-

27、ei基孔+ITn-IT(n-1)= -ei基孔+? =ES（計(jì)算值）+ ? ； ? = ITn- IT(n-1),§ 2.2 五、常用尺寸孔、軸公差與配合的選擇,（三） 尺寸精度設(shè)計(jì),計(jì)算法實(shí)驗(yàn)法類比法,用于對產(chǎn)品質(zhì)量、性能影響較大的重要配合,費(fèi)時、費(fèi)力、費(fèi)用高,廢品率與公差的關(guān)系,,,標(biāo)準(zhǔn)公差等級的選擇,§ 2.2 五、常用尺寸孔、軸公差與配合的選擇,一、標(biāo)準(zhǔn)公差系列 標(biāo)準(zhǔn)公差：是指大小已經(jīng)

28、標(biāo)準(zhǔn)化的公差值 （確定的公差帶寬度）,二、基本偏差系列,（確定的公差帶的位置）,基本偏差：靠近零線或位于零線的那個極限偏差,基本偏差系列：分類、由來、性質(zhì)、特征,基孔制基軸制,常用尺寸孔、軸公差與配合的選擇,一、孔、軸公差帶：任意、一般、常用、優(yōu)先 二、孔、軸配合種類、代號：常用、優(yōu)先 三、尺寸精度的設(shè)計(jì) 基準(zhǔn)制選擇 ：基孔制、基軸制 公差等

29、級的選擇 配合代號的選擇,一般公差尺寸的極限偏差,（線性尺寸的未注公差）,精密級、中等級、粗糙級、最粗級,光滑工件尺寸的檢驗(yàn),安全裕度,由2-10式 ITD+ITd= Xmax―Xmin=64 (?m )GB/T1800.3 IT8D+IT7d =39+25=64 (?m ) 基孔制 EI=0由2-4式 es= EI―Xmin=0―25=―25 (?m )由2-2式

30、 ei= es―IT7d=―25―25=―50 ( ?m )由2-3式 ES= ei―Xmax=―50+89=+39 ( ?m ),GB/T1800.3,（1）D=40mm, Xmax=+89 ?m, Xmin=+25 ?m, 基孔制,由2-12式 ITD+ITd= Xmax― Ymax =34 (?m )GB/T1800.3-1998 IT7D+IT6d =21+13=34 (?m ) 基軸制

31、 es =0由2-2式 ei=es ― IT6d=0 ―13 = ―13 ( ?m )由2-3式 ES=Xmax ＋ ei=＋6－13 =－7 ( ?m )由2-7式 EI = Ymax ＋es=－28 ＋0= ―28 (?m ),（3）D=20mm, Xmax=+6 ?m, Ymax =－28 ?m, 基軸制,由GB/T1800.3-1998孔的基本偏差數(shù)值查得：在18～24尺寸段；N種、≤IT8：ES=－15+

32、Δ=－15+8=－7；Δ（IT7）=8,第三章 形狀和位置精度,§3.1 概述,一、形狀和位置誤差的產(chǎn)生及影響,影響零件使用： 功能要求 配合性質(zhì) 正確裝配,,Φ,三、形位公差的特征及形位公差帶,形位公差帶：限制實(shí)際被測要素變動的區(qū)域（圖示法）,形位公差帶特征：,零件合格條件：被測實(shí)際要素在形位公差帶變動的 區(qū)域內(nèi),,§3.2 形位公差的標(biāo)注方法,

33、＊形位公差的簡化標(biāo)注(補(bǔ)充)：,,,,0.1 (＋),,,,0.1 (－),,,,50,§3.3 形位公差帶,一、形狀公差帶和輪廓度公差帶 形狀公差 — 實(shí)際單一被測要素 — 無基準(zhǔn) 形狀公差只有形狀和大小的要求; 而無方向和位置的要求,★直線度公差：用以限制給定平面內(nèi)或 空間直線的形狀誤差★平面度公差：用以限制被測實(shí)際平面 的形狀誤差,

34、67;3.2 形位公差的標(biāo)注方法—被測、基準(zhǔn)要素,§3.1 概述 —產(chǎn)生及影響；特征；,GB/T1182－1996,★圓度公差：用以限制回轉(zhuǎn)表面（如：圓柱 面、圓錐面、球面等）的徑向 截面輪廓的形狀誤差★圓柱度公差：用以限制被測實(shí)際圓柱面的 形狀誤差★線輪廓度公差：用以限制平面曲線（或曲 截面輪廓）的形狀誤差

35、★面輪廓度公差：用以限制一般曲面的形狀 誤差 注：當(dāng)有基準(zhǔn)要求時，理論正確幾何形狀 的曲線或曲面是相對于基準(zhǔn)而言,二、定向公差帶,定向公差：實(shí)際關(guān)聯(lián)要素的方向相對與基準(zhǔn) 的理想方向的允許變動量★平行度公差：用以限制被測要素對基準(zhǔn)要 素相平行的誤差 4種情況：面對面、面對線、線對線、 線對面

36、（P42）★垂直度公差：用以限制被測要素對基準(zhǔn)要 素相垂直的誤差★傾斜度公差：用以限制被測要素對基準(zhǔn)要素 有夾角（00 ＜ ?＜900）的誤差 (線值),三、定位公差帶,定位公差：被測要素由基準(zhǔn)要素和理論尺寸確 定的理想位置上所允許的變動量★位置度公差：用以限制被測點(diǎn)、線（直線） 面（平面）的實(shí)際位置對其理 想位

37、置的允許變動量★同軸度公差：用以限制被測要素的軸線對基 準(zhǔn)要素的軸線的同軸位置誤差★對稱度公差：用以限制被測要素中心線（或 中心平面）對基準(zhǔn)要素中心線 （或中心平面）的共線性（或共 面性）的誤差,四、跳動公差帶,跳動公差：是按特定的測量方法定義的位置 公差項(xiàng)目 被測要素→ 輪廓要素 基

38、準(zhǔn)要素→ 軸線★圓跳動：是指被測實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線作 無軸向移動回轉(zhuǎn)一周時，由固定 指示表在給定方向上測得的最大 與最小讀數(shù)之差 圓跳動公差：是指上述測量所允許的最大 跳動量,★全跳動公差： 是指被測實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線作無 軸向移動連續(xù)多周回轉(zhuǎn)，同時指示表作 平行或垂直于基準(zhǔn)軸線的直線移動時， 在整個

39、表面上所允許的最大跳動量。,§3.4 公差原則,GB/T4249-1996 ——ISO 8015,GB/T16671-1996 形狀和位置公差 最大實(shí)體要求、 最小實(shí)體要求和可逆要求 ——ISO 2692:1996,§3.4 公差原則,公差原則：處理尺寸公差與形位公差之間 關(guān)系的規(guī)定,獨(dú)立原則相關(guān)要求,包容要求最大實(shí)體要

40、求最小實(shí)體要求,零形位公差可逆要求,,,,,最大實(shí)體狀態(tài)：孔或軸具有材料量為最多時的狀態(tài)最小實(shí)體狀態(tài)：孔或軸具有材料量為最少時的狀態(tài),一、名詞術(shù)語,邊界：為了控制被測要素的實(shí)際尺寸和形位誤差的 綜合結(jié)果而規(guī)定的允許極限。 由設(shè)計(jì)給定的具有理想形狀的極限包容面。 實(shí)際軸的極限包容面為具有理想形狀的孔表面 實(shí)際孔的極限包容面為具有理想形狀的軸表面邊界尺寸：上述極限包容面的直徑或距離

41、最大實(shí)體邊界：邊界尺寸為最大實(shí)體尺寸的邊界最大實(shí)體實(shí)效邊界：邊界尺寸為最大實(shí)體實(shí)效尺寸 的邊界,注： da、 Da ―軸、孔的實(shí)際尺寸 t ―形位公差 f ―形位誤差,§3.4 二、相關(guān)要求1.包容要求,適用于單一要素，如圓柱表面或兩平行表面,孔和軸的極限尺寸判斷原則（泰勒原則）：,包容要求常用于有比較重要的配合要求的場合，若配合的軸、孔均采用包容要

42、求，則不會因?yàn)檩S、孔的形狀誤差影響配合性質(zhì)（T尺寸∝T形狀→Xmin 或Ymax ）,§3.1 概述,一、形狀和位置公差的產(chǎn)生及影響,二、形位公差的特征,§3.2 形位公差的標(biāo)注方法,★嚴(yán)格按GB/T1182規(guī)定執(zhí)行 (★形位公差帶形狀),§3.3 形位公差帶,復(fù) 習(xí),§3.3 形位公差帶,§3.4 公差原則,二、獨(dú)立原則●零部件的尺寸公差與形位公差無關(guān)（圖樣上無特殊標(biāo)注

43、） ●設(shè)計(jì)中遵循的基本原則，其使用得最多。（一般用于尺 寸精度與形位精度差別大，或定位精度要求高的場合）,一、名詞術(shù)語:,§3.4 三、相關(guān)要求,1.包容要求：適用于單一要素。設(shè)計(jì)時用最大實(shí)體邊 界來控制被測要素的實(shí)際尺寸和形狀誤 差的綜合結(jié)果。 適用于配合公差較小的重要（精密）配合 合格條件：,作用：若配合的軸、孔均采用包容要求，則不

44、 會因?yàn)檩S、孔的形狀誤差影響配合性質(zhì) （ Xmin 或Ymax ）。,合格條件:,2. 最大實(shí)體要求：,適用于中心要素，同時適用于被測要素和基準(zhǔn)要素。應(yīng)用最大實(shí)體實(shí)效邊界來控制被測要素的實(shí)際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。,da +f≤dmax +t；dmax≥da≥dmin,Da―f≥Dmin―t；Dmin≤Da≤Dmax,3. 可逆要求： 當(dāng)被測中心要素采用最大實(shí)體要求，而其形 位誤差值≤給定形位

45、公差值時，允許在遵守 最大實(shí)體實(shí)效邊界和零件功能前提下，擴(kuò)大 尺寸公差值，即實(shí)際尺寸超出最大實(shí)體尺寸。,da +f≤dmax+t；dmax+(t－f)≥da≥dmin,軸：,Da―f≥Dmin―t；Dmin－（t－f）≤Da≤Dmax,孔：,4.零形位公差：,關(guān)聯(lián)要素的實(shí)際輪廓不得超出最大實(shí)體邊界,Da―f≥Dmin ；Da≤Dmax,da +f≤dmax；da≥dmin,合格條件:,最大實(shí)體要求常用于只要求可裝

46、配性的零件；當(dāng)實(shí)際被測要素或基準(zhǔn)要素偏離最大實(shí)體狀態(tài)時，可利用圖樣上給定的尺寸公差或形位公差得以補(bǔ)償：,按最大實(shí)體要求又按可逆要求：,按最大實(shí)體要求：,作用：,保證可裝配性，提高合格率，降低工藝成本，提高經(jīng)濟(jì)效益,§3.4 四、公差原則的選擇,§3.5 形狀和位置精度設(shè)計(jì),是否需要形位公差？；特征項(xiàng)目？；公差原則要求？；數(shù)值？；標(biāo)注？；未注公差？—功能、經(jīng)濟(jì),一、形位公差特征項(xiàng)目及基準(zhǔn)的選擇,1.特征項(xiàng)目選擇

47、零部件的◆幾何特征 ◆功能要求 ◆檢測的方便性 對于標(biāo)準(zhǔn)化典型零件：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（零件手冊） 如：軸承、齒輪、平鍵、螺紋聯(lián)結(jié)、軸孔（箱體）類等 對于非典型零件：使用功能→設(shè)計(jì)精度→測量 經(jīng)驗(yàn)→類比、分析→合理、恰當(dāng)形位公差特征項(xiàng)目,P180 F11-3,2.基準(zhǔn)的選擇（單一基準(zhǔn)、公共基準(zhǔn)、三基面基準(zhǔn)） 基準(zhǔn)：確定被測要素的方向、位置的理想要素。◆基準(zhǔn)部位的選擇①選用零件在機(jī)器中定位的結(jié)合面作為基

48、準(zhǔn)部位。 如箱體的底平面和側(cè)面、盤類零件的軸線、回轉(zhuǎn)零件的支 承軸頸或支承孔等。②基準(zhǔn)要素應(yīng)具有足夠的大小和剛度，以保證定位穩(wěn) 定可靠。如用兩條相距較遠(yuǎn)的軸線組合成公共基準(zhǔn)軸線 比一條基準(zhǔn)軸線要穩(wěn)定。③選用加工比較精確的表面作為基準(zhǔn)部位。④盡量采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即設(shè)計(jì)、加工、檢測、裝 配均為同一基準(zhǔn)。以消除因基準(zhǔn)不統(tǒng)一而產(chǎn)生的誤差， 也可以簡化夾具、量具的設(shè)計(jì)與制造，測量方便。,二、形

49、位公差值的選擇,,（可靠、經(jīng)濟(jì)性）,12級（1～12級）,13級（0～12級）,Xmin=Dmin－dmax,螺栓：t=Xmin螺釘：t=0.5Xmin,,二、形位公差值的選擇,（可靠、經(jīng)濟(jì)性）,◆基準(zhǔn)數(shù)量的確定：通常應(yīng)根據(jù)公差項(xiàng)目的定向、定位 幾何功能要求來確定基準(zhǔn)的數(shù)量。 定向公差：一個基準(zhǔn)；定位公差：一個或多個基準(zhǔn) 如：平行度、垂直度、同軸度，一般只用一個平面或一條軸線做基準(zhǔn)要素；位

50、置度，需要確定孔系的位置精度，就可能要用到兩個或三個基準(zhǔn)要素。,三、未注形位公差值的規(guī)定,GB/T1184- 1996規(guī)定： H、K、L,基準(zhǔn)：較長者→基準(zhǔn)要素；較短者→被測要素,§3.6 形狀和位置精度的檢測,一、形位誤差及其評定,1.形狀誤差及其評定,3.定位誤差及其評定,2.定向誤差及其評定,二、形位誤差值的評定方法,1.直線度誤差值的評定方法,⑴最小包容區(qū)域法 ⑵兩端點(diǎn)連線法,最小條件:兩理想要素包容被測實(shí)際要素

51、且其距離為最小,2.平面度誤差值的評定方法 ⑴最小條件法 ▲三角形準(zhǔn)則 ▲交叉準(zhǔn)則,3.圓度誤差值的評定方法,⑵三點(diǎn)法 ⑶對角線法,作業(yè)：P69 3－5、6、8、9 、10 思考題：P69 3－ 7,（內(nèi)—外—內(nèi)—外）,平面度誤差值的評定方法,平面旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)換算,分別以行（P）、列（Q） 為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),,原始值＋旋轉(zhuǎn)量（相應(yīng)的P 、Q值）,相對理想平面的坐標(biāo)值,注：坐標(biāo)換算，測量值變

52、化，坐標(biāo)值間相對關(guān)系不變,,,例如：按最小條件法，確定儀器實(shí)測值的平面度誤差,平面旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)換算圖表,,,平面度誤差,§3.4 公差原則,1.包容要求 2.最大實(shí)體要求 3.可逆要求 4.零形位公差,被測要素基準(zhǔn)要素,軸、孔,,,獨(dú)立原則：主要用于尺寸精度與形位精度要求相差較 大，需分別滿足要求，或兩者無聯(lián)系，保 證運(yùn)動精度、密封性，未注公差等場合，包容要求 ：用于需要

53、嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的場合。最大實(shí)體要求：用于中心要素，一般用于相配件要求 為可裝配性（無配合性質(zhì)要求）場合可逆要求：與最大實(shí)體要求聯(lián)合使用，擴(kuò)大了被測要 素實(shí)際尺寸的范圍，提高了經(jīng)濟(jì)效益，在 不影響使用性能的前提下可以選用。,復(fù) 習(xí),1.形位公差特征項(xiàng)目及基準(zhǔn)的選擇,2.形位公差值的選擇,→可靠、經(jīng)濟(jì)性、13級（12級）,3.未注形位公差值的規(guī)定,GB/T1184-

54、1996,§3.6 形狀和位置精度的檢測,1.形位誤差及其評定,2.形位誤差值的評定方法,直線度、平面度、圓度,最小條件（最小包容區(qū)域）,最小條件:兩理想要素包容被測實(shí)際要素且其距離為最小,§3.5 形狀和位置精度設(shè)計(jì),第四章 表面微觀輪廓精度,§4.1 表面微觀輪廓精度的基本概念,§4.2 表面微觀輪廓精度的評定,,第四章 表面微觀輪廓精度,§4.1 表面微觀輪廓精度的基本概念

55、 1.表面微觀輪廓誤差的界定,?<1mm?=1 ～ 10mm?≥10mm,截面輪廓誤差 放大曲線,?—波距（間距）,,2.對零件使用性能的影響,★耐磨性： ↓表面粗糙↑↑、局部壓力↑、摩擦阻力↑↑、磨損↑↑光滑表面↑、磨損↑↑（脫落微粒、研磨劑）,,§4.2 表面微觀輪廓精度的評定,一、取樣長度與評定長度,2.輪廓最小二乘中線,l —取樣長度ln —評定長度ln=(1 ～ 5) l 均勻＜

56、5l 非均勻＞5l,二、基準(zhǔn)線,1.輪廓算術(shù)平均中線,GB/T1031-1995,三、評定參數(shù)1.幅度參數(shù)(高度特征參數(shù))（1）輪廓算術(shù)平均偏差 Ra,（2）輪廓最大高度 Rz,GB/T3505-2000GB/T131-2006,符號取消項(xiàng)目→Rz,2.間距參數(shù)（間距特征參數(shù)） 輪廓單元的平均寬度 RSm∶在一個取樣長度內(nèi) 輪廓單元寬度XS的平均值,,3.混合參數(shù)（形狀特征參數(shù)）,輪廓支承長度率Rm

57、r(c)：在給定水平位置C上輪 廓的實(shí)體材料長度Ml(c)與評定長度的比率,Ml(c)=b1+b2+…+bi+…+bn=,附加參數(shù)——間距參數(shù)、混合參數(shù),,二、評定參數(shù)的選用,1.幅度參數(shù) Ra: 常用值 （0.025～6.3μm） 輪廓儀 （0.02～8μm） Rz：雙管顯微鏡(Ra＞ 6.3μm) 干涉顯微鏡(Ra＜ 0.025μm),§4.3 表面粗糙度參數(shù)值及應(yīng)

58、用,一、幅度參數(shù)值及應(yīng)用,2.間距參數(shù) RSm : 常用于對涂漆性能，沖壓時抗裂紋、 抗振、抗腐蝕、減少流動阻力有要求 3.混合參數(shù) Rmr(c)：耐磨性、接觸剛度↑↑,一、表面粗糙度極限值判斷規(guī)則 完工零件的表面按檢驗(yàn)規(guī)范測得輪廓參數(shù)值后，需與圖樣上給定的極限比較，以判定其是否合格。極限值判斷規(guī)則有兩種： ① 16%規(guī)則　運(yùn)用本規(guī)則時，當(dāng)被檢表面測得的全部參數(shù)值中，超過極限值的個數(shù)不多于總

59、個數(shù)的16%時，該表面是合格的。 ② 最大規(guī)則　運(yùn)用本規(guī)則時，被檢的整個表面上測得的參數(shù)值一個也不應(yīng)超過給定的極限值。 16%規(guī)則是所有表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注的默認(rèn)規(guī)則。即當(dāng)參數(shù)代號后未注寫“max”字樣時，均默認(rèn)為應(yīng)用16%規(guī)則(例如Ra0.8)。反之，則應(yīng)用最大規(guī)則(例如Ramax0.8)。,§4.5 表面粗糙度的檢驗(yàn),1.雙管顯微鏡工作原理圖（光切法、Rz）,§4.5 表面粗糙度的檢驗(yàn),比較法：表面粗糙度樣

60、塊光切法：雙管顯微鏡（Rz）干涉法：干涉顯微鏡（Rz）感觸法：電動輪廓儀（Ra）,二、表面粗糙度儀器,2.表面粗糙度檢查儀工作原理圖（感觸法）,,,,●,,●,●,●,●,●,●,●,●,,,,,,P71 3—10,最小條件法：直線度= 6端點(diǎn)連線法：直線度= 6.3,+3+2+10-1-2-3,+8+7+6+5+4+3+2+10-1-2-3-4,P71 3—11,最小條件法：直線度≈ 10

61、.3端點(diǎn)連線法：直線度≈ 11.4,第四章 表面微觀輪廓精度,§4.1 表面微觀輪廓精度的基本概念,§4.2 表面微觀輪廓精度的評定,取樣長度與評定長度、基準(zhǔn)線、評定參數(shù),幅度參數(shù)（高度特征參數(shù)）：Ra；Rz；Ry間距參數(shù)（間距特征參數(shù)）：RSm混合參數(shù)（形狀特征參數(shù)）：Rmr(c),§4.3 表面粗糙度參數(shù)值及應(yīng)用,§4.3 表面粗糙度參數(shù)值的應(yīng)用選用原則：10條；選用方法：類比、查

62、表§4.4 表面粗糙度的標(biāo)注 符號的含義；標(biāo)注方法的規(guī)定§4.5 表面粗糙度的檢驗(yàn) 比較法：表面粗糙度樣塊 光切法：雙管顯微鏡 干涉法：干涉顯微鏡 感觸法：電動輪廓儀 作業(yè)：P84 4－7、4－8、4－9 、4－10,第五章 滾動軸承及其相配件精度,GB/T307.1-1994GB/T307.3-1996 -2005GB/T27

63、5 -1993,滾動軸承精度等級： G、E、D、C、B（普通級、中級、高級、精密級、超精級）向心軸承公差等級： 0、6、5、4、2圓錐滾子軸承公差等級：0、6X、5、4推力軸承公差等級： 0、6、5、4,,一、滾動軸承公差及特點(diǎn),,,軸承公差帶：外圈—基軸制 、內(nèi)圈—基孔制、ES=0 間隙配合 過渡配合 過盈配合,軸承精度等級選擇的主要依據(jù) 1.旋轉(zhuǎn)精度要求（徑向跳動或軸向跳動）

64、 2.旋轉(zhuǎn)速度,GB/T307.1-2005 規(guī)定了滾動軸承的制造精度標(biāo)準(zhǔn),表5—3 各種公差等級滾動軸承的應(yīng)用范圍 P87,二、滾動軸承相配件公差及特點(diǎn),國標(biāo)規(guī)定：相配軸17種；相配外殼孔16種,g5、g6、h5～h8：js(j)5、js(j)6：k（m、n）5、k（m、n）5：,,三、滾動軸承與軸徑、外殼孔配合的選擇,1.軸承承受的負(fù)荷類型 （合成徑向負(fù)荷） 定向負(fù)荷、旋轉(zhuǎn)負(fù)荷、擺動負(fù)荷,定向負(fù)荷

65、：松配合→間隙旋轉(zhuǎn)負(fù)荷：緊配合→過盈擺動負(fù)荷：兩者之間,2.軸承承受負(fù)荷的大小,軸承內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷時，相配軸所需Ymin近似式：,P—軸承最大徑向負(fù)荷（kN）k—軸承系列系數(shù)，輕系列：2.8 中系列：2.3、重系列：2.0b—軸承內(nèi)圈配合寬度, b=B-2r B—軸承寬度;r—軸承倒角,為防止套圈破裂，按不超許用強(qiáng)度計(jì)算Ymax,[σp]—軸承鋼材料許用拉應(yīng)力 d —軸承內(nèi)圈直徑（m）,Ymax ≥ Ymi

66、n安全裕度較大選擇配合過緊,國標(biāo)規(guī)定：相配軸17種；相配外殼孔16種①對軸承的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動平穩(wěn)性無特殊要求②軸為實(shí)心或厚壁空心軸③軸和外殼孔的材料為鋼或鑄鐵④軸承工作溫度不超過100℃,一般情況,與0、6級軸承配合：軸取1T6 外殼孔取1T7,使用范圍,滾動軸承與實(shí)心軸配合過盈量的選擇 P88(⊿d、⊿dY、⊿dT) 滾動軸承與空心軸配合過盈量的選擇 P89 (Ｃi、Ce…),第五章 滾動軸承及其相配件精度,滾動軸承精度

67、等級：G、E、D、C、B 0、6、5、4、2 0、6X、5、4 0、6、5、4,相配件公差：尺寸公差：GB/T 17（16）形位公差：包容要求，GB/T表面粗糙度：GB/T規(guī)定標(biāo)注,軸承公差帶：間隙配合 過渡配合 過盈配合,,,作業(yè)：P79，5－5；5－6,第六章 鍵和花鍵聯(lián)接精度,§6.1

68、平鍵聯(lián)接精度,鍵聯(lián)接作用: ★傳遞扭矩 ★導(dǎo)向,國標(biāo)：GB/T1095-2003、 GB/T1096-2003 GB/T1144-2001、GB/T3478-1995,二、平鍵聯(lián)接精度設(shè)計(jì) 平鍵—標(biāo)準(zhǔn)件,平鍵聯(lián)接精度：鍵寬尺寸公差、形位誤差→對稱度對稱度（7～9級）：獨(dú)立原則、包容原則、最大實(shí)體要求,四、鍵和鍵槽的檢測,對稱度檢測方法：●V形鐵與量表●對稱度量規(guī) ●光學(xué)分度頭,δ—

69、量表兩次讀數(shù)差；R—軸的半徑；t1—槽深,,§6.2 矩形花鍵聯(lián)接精度,一、矩形花鍵聯(lián)接主要尺寸和定心方式 特點(diǎn)：●承載能力強(qiáng)●定心精度高●導(dǎo)向性好 ●徑向結(jié)構(gòu)緊湊 主要尺寸：鍵數(shù)N、小徑d、大徑D、鍵寬B、,二、矩形花鍵聯(lián)接的精度設(shè)計(jì),＊小徑的尺寸公差與形狀公差采用包容要求＊鍵寬與定心表面軸線采用最大實(shí)體要求 ●位置度 ●對稱度與等分度 ●平行度,四、矩形花鍵的檢測,單件小批：單項(xiàng)檢