互换性与技术测量电子教案.ppt

1,机电工程学院,刘素明,互换性与技术测量,2,性质：专业技术课重要性：承上启下特点：互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。参考书：互换性与测量技术基础，王伯平主编，机械工业出版社；互换性与测量技术，陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社；互换性与技术测量基础，胡风兰主编，机械工业出版社。答疑时间地点：课间休息时间；周二下午3：004：00，2教-413教机械制造系办公室,3,第1章绪论第2章长度测量基础第3章圆柱公差与配合第4章形状和位置公差及检测第5章表面粗糙度及检测第6章光滑极限量规第7章滚动轴承的公差与配合第8章螺纹公差与配合第9章键和花键的公差与配合第10章圆锥的公差配合及检测第11章渐开线圆柱齿轮的传动的互换性,4,2.互换性包括：几何参数、机械性能、理化性能。,1.1互换性概述,1.定义：在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选或附加加工（如钳工修配）或再调整就可装上机器（或部件）上，而且达到原定使用性能要求。,1.1.1什么是互换性？,3.分为：完全互换和不完全互换；内互换和外互换。,1.1.2怎样使零件具有互换性？,公差：允许零件几何参数的变动量。,第1章绪论,5,1.1.3互换性在机械制造中有什么作用？,1.在设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。2.在制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。3.在使用、维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。,6,1.2.1标准的引入,1.2标准和标准化,现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确协调各生产部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调手段，使分散的局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一。成为一个有机的整体，以实现互换性生产。标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是实现互换性的基础。,7,1.2.2标准的定义：,标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。,1.2.3标准的分类：,我国标准分为国家标准（GB）、行业标准（专业标准，如JB）、地方标准和企业标准。,8,1.2.4国际标准化组织（ISO）,在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成立了国际标准化组织（简称ISO）和国际电工委员会（简称IEC），由这两个组织负责制定和颁发国际标准。我国于1978年恢复参加ISO组织后。陆续修订了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换。,9,1.2.5标准化,1.定义：指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等等。标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不断提高的过程。,2.定义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。,10,1.3优先数和优先数系,1.3.1数系的传播,11,1.3.2我国采用的优先数系,GB/T321-1980,12,13,公差等级IT5IT18,采用R5系列IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12；7i10i16i25i40i64i100i160i；,显微镜的物镜放大倍数采用R5系列：1.6X，2.5X，4X，6.3X，10X，25X，40X，63X，100X；,水泵流量采用R10/3派生系列：6.3，12.5，25，50，100，400（m3/h）；,水泵扬程采用R10/2派生系列：8，12.5，20，32，50，80，125（m）；,14,第2章长度测量基础,2.1概述,1.定义：被测的量与作为单位或标准的量进行比较，从而确定二者比值的试验过程。,2.意义：若被测量为L，标准量为E，那么测量就是确定L是E的多少倍。即确定比值q=L/E，最后获得被测量L的量值，即L=qE。,2.1.1测量的基本概念,15,2.1.2尺寸传递,2.1.3量块的基本知识,1.量块的材料、形状和尺寸,2.量块精度：,制造精度，按GB60932001规定5级：0、1、2、3和K，“等”：检定精度，有1、2、3、4、5共五等。,3.量块使用：,16,17,总块数,尺寸系列/mm,间隔/mm,块数,0.511.0051.011.491.51.92.09.510100,83,0.010.10.510,1114951610,18,28.785所需尺寸,1.005第一块量块,27.78,1.28.第二块量块,26.5,6.5.第三块量块,20第四块量块,19,20,量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响其粘合性。分清量块的“级”与“等”，注意使用规则。所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度与环境温度相同后方可使用。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精确度的影响。使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防锈脂存于干燥处。,4.量块使用注意的问题：,21,2.2测量方法和计量器具,2.2.1测量方法的分类：,4.按零件上同时被测参数的多少分综合测量和单项测量。5.按测量在工艺过程中所起作用分主动测量和被动测量。6.按被测工件在测量时所处状态分静态测量和动态测量。,1.按实测量与被测量的关系分为直接测量和间接测量。2.按测量结果的读数值不同分绝对测量和相对测量。3.按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分接触测量和非接触测量。,22,2.2.2计量器具的分类：,1.量具：结构简单，用来具体表示测量单位倍数或分数的测量工具。定值量具，变值量具2.量规：是指没有刻度线的用以检验零件要素实际尺寸、形状和位置误差的专用计量器。3.量仪：指能将被测几何量值转换成可直接观察的示值或等效信息的计量器具。,23,2.2.3计量器具的度量指标,刻度间距：计量器具刻度尺上两相临刻线中心之间的距离圆或弧长度。分度值：计量器刻度尺上每一刻度间距所代表的被测量值。示值范围：由计量器具给定的标尺上所显示或指示的最小值到最大值（或起始值到终止值）的范围。测量范围：计量器具允许误差所限定了的所能测出被测量量值的最小到最大几何量值的范围。,24,示值误差：计量器具上值示的量值与被测几何量的真值之间的误差，可以是正或负值。示值变动性：在测量条件不变的情况下，对同一被测量进行多次重复（一般为210次）测量，其结果的最大差异称之为示值变动灵敏度：计量器具对被测量变化的反应能力。S=L/XS灵敏度X被测量的变化L引起计量器具反应的变化测量力：接触的量过程中，计量器具的测量头与被测工件表面之间的接触力,25,26,2.3测量误差与数据处理（自学）,2.3.1测量误差的基本概念,1.测量误差的定义：l-L2.研究测量误差的目的：在一定的测量条件下，尽可能使测得值接近于真值，并对测得值的可靠性做科学合理的评价。3.测量误差的表示方法：绝对误差：|l-L|相对误差：f/L/l,27,2.3.2测量误差的来源,1.基准件误差2.测量器具误差3.被测件误差4.测量方法误差5.环境条件误差6.人为误差,28,2.3.3测量误差的分类,1.系统误差：多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或按一定的规律变化的误差。2.随机误差：多次测量同一量值，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着，但误差出现的整体是服从统计规律的误差。3.粗大误差：是指超出在规定条件下预计的误差，是由某种不正常的原因造成的。,29,1.精密度：表示测量结果中随机误差大小的程度。2.正确度：表示测量结果中系统误差大小的程度。3.精确度：指测量结果受系统误差与随机误差综合影响的程度。,2.3.4测量精度,30,2.3.5随机误差的特征及其评定,1.随机误差的分布及其特征,31,实际分布曲线,ni/N,32,对称性单峰性有界性低偿性,33,2、随机误差的评定指标,1）算术平均值,残余误差,34,2）标准偏差,第一组：12.005，11.996，12.003，11.994，12.002,第二组：11.90，12.10，11.95，12.05，12.00,测量列中任一测得值的标准偏差,35,36,37,标准偏差的估计值,测量列算术平均值的标准偏差,38,2.3.6测量列中各类测量误差的处理,1.系统误差的处理,1）常值系统误差的发现,2）变值系统误差的发现,2.随机误差的处理,1）计算测量列算术平均值,2）计算测量列中任一测得值的标准偏差的估计值,3）计算测量列算术平均值的标准偏差的估计值,4）确定测量结果,3.粗大误差的处理,拉依达准则,39,2.3.7直接测量列的数据处理,1.判断测量列中是否存在系统误差，倘若存在，则应设法加以剔除或减少；2.计算测量列的算术平均值、残余误差和标准偏差的估计值；3.判断粗大误差，若存在，则应剔除并重新组成测量列，重复上述步骤2，直至无粗大误差为止。4.计算测量列算术平均值的标准偏差估计值和测量极限偏差；5.确定测量结果。,40,41,2）判断系统误差，根据发现系统误差的有关方法判断，测量列中已无系统误差。,1）求算术平均值、残余误差,0.0055003150mm,3）尺寸3150mm,66,2.公差等级,1）确定尺寸精确程度的等级。2）ITaI3）IT01.IT0.IT1.IT2.IT3.IT184）高公差等级低小公差数值大难加工程度易,67,D500mm各级标准公差计算公式,68,D5003150mm各级标准公差计算公式,69,3.基本尺寸分段,为了减少公差数目和简化公差值表，以便于实际应用，对基本尺寸进行分段。国际将3150mm以下的基本尺寸为21个主段，同一尺寸段的公差值是按尺寸段的计算值D计算，即：D=(D1D2)1/2,例题：基本尺寸为20mm，求IT6、IT7的公差值,解：基本尺寸20mm，属于1830mm，则D=（1830）1/2=23.24mm,公差单位,=1.31,查表1-4IT6=10iIT7=16i,IT6=101.31m=13.1m13m,IT7=161.31m=20.96m21m,70,4.标准公差的特点,1）IT6可读作：标准公差6级或简称6级公差。2）同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差等级的高低而不同。公差等级，公差值3）同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小的不同应规定不同的标准公差值。4）公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的加工难易程度。5）标准公差的数值，一与公差等级有关，二为基本尺寸的函数。,71,3.3.2基本偏差系列,1.基本偏差及其代号,1）基本偏差：确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。它是公差带位置标准化的唯一指标。除JS和js外，均指靠近零线的偏差。与公差等级无关。,2）基本偏差代号：除去I、L、O、Q、W，再CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC，共有28个代号。,3）公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，如H7、h6、M8、d9等等。在图样上标注尺寸公差时，可以标注极限偏差，例，也可以标注尺寸公差带代号，例如50H7、50f6，或者两者都标注50H7（）、50f6（）。,+0.025,0,-0.025-0.041,72,73,2.轴的基本公差,是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见表1-9，其值已经标准化列表1-10。,例题：求25e的基本偏差。解：根据表1-9可知：25e的基本偏差为上偏差。且：es=-11D0.41m查表1-7，即251830D=（1830）1/2=23.24mmes=-11(23.24)0.41=-40mei=es-IT，es=ei+IT,74,3.孔的基本公差,当基本尺寸500mm时，孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算而来的。由于基孔制和基轴制是平行等效的配合制度，所以孔的基本偏差没有必要另外编制一套计算公式，可以直接从轴的基本偏差换算得来。换算的前提是：在孔轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合的条件下，当基轴制配合中孔的基本偏差代号与基孔制配合中轴的基本偏差代号相当时（例如孔的F对应轴的f），其基本偏差的对应关系，应保证按基轴制形成的配合（如F6/h5）与按基孔制形成的配合（H6/f5）相同，即基孔制的配合换算为同名的基轴配合时，其配合性质不变。,75,1）通用规则,A.对于间隙配合；AH在下图(左)基孔制中，最小间隙Xmin=EI-es=-es在下图(右)基轴制中，最小间隙Xmin=EI-es=EI根据换算前提有Xmin=Xmin，因而EI=-es(AH),+,0,-,ES,EI,es,ei,Xmin,ES,EI,es,ei,Xmin,基孔制,基轴制,孔,轴,孔,轴,76,B.对于过盈配合（同级配合，孔、轴同级）在下图基孔制中，最小过盈Ymin=ES-ei=ITn-ei在下图基轴制中，最小过盈Ymin=ES-ei=ES-(-ITn)=ES+ITn根据换算前提有：Ymin=Ymin即：ES=-ei(JZC孔、轴同级配合),基本尺寸,+,0,-,基孔制,基轴制,Ymin,Ymin,ITn,ITn,ES,ES,EI,EI,es,ei,轴,孔,es,ei,轴,孔,77,通过以上推算我们可以知道：用同一字母表示的孔、轴基本偏差的绝对值相等，符号相反。也就是说孔的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。即：EI=-es(AH)ES=-ei(JZC孔、轴同级配合)适用范围：包括AH和标准公差等级低于IT8的K、M、N和标准公差等级低于IT7的PZC。但也有个别例外，对于标准公差等级低于IT8且基本尺寸大于3mm的N，其基本偏差ES=0。,78,例求25F5的基本偏差。解：FAH，基本偏差是下偏差EI。EI=-es在表1-10中查同级同符号的25f5的基本偏差，es=-20m.则：EI=20m查表1-11校对。例求40M9的基本偏差。解：MJZC，基本偏差是上偏差ES。在表1-10中查同级同符号的40m9的基本偏差，ei=9m.则：ES=-9m查表1-11校对。,79,2）特殊规则,国家标准规定：在常用尺寸段内（500mm）,当孔的标准公差低于IT8时，与同级轴相配合，如：H9/h9，H10/d10；当孔的标准公差高于IT8时，与高一级的轴相配合，如：H7/m6，H6/k5；当孔的标准公差等于IT8，可与同级配合也可与高一级轴配合。如：H8/m7，H8/h8。但不管怎么样配，都要求二种基准制形成的同名配合的配合性质相同，即符合换算前提。适用范围：在基本尺寸至500mm范围内，且标准公差等级高于等于IT8的K、M、N和标准公差等级高于等于IT7的PZC。,80,在基孔制中（左图），最小过盈Ymin=ES-ei=ITn-ei;在基轴制中（右图），最小过盈Ymin=ES-ei=ES-(-ITn-1)=ES+ITn-1所以ES=-ei+(ITn-ITn-1)=-ei+0,经过推导，我们知道：是由于孔轴不同级造成的，这也就是图1-9中K、M、N有阶梯台阶的原因。,+,0,-,基孔制,基轴制,Ymin,Ymin,ITn,ITn-1,ES,ES,EI,EI,es,ei,轴,孔,es,ei,轴,孔,基本尺寸,81,例将25H7/p6换成基轴制后求孔的基本偏差和另一侧极限偏差，并画出公差带图。解：25H7/p625P7/h6;查表1-7：IT6=13m；IT7=21m；查表1-10可知：p6的基本偏差ei=22m.孔P7属于特殊规则的适用范围，P的基本偏差为上偏差ES，因而应按特殊规则计算：=IT7-IT6=21-13=8m;ES=-ei+=-22+8=-14m;EI=ES-IT7=-14-21=-35m孔,82,3.4国家标准规定的公差带与配合,标准公差系列中的任一公差与基本偏差系列中任一偏差组合，即可得到不同大小和位置的公差带。在基本尺寸500mm内组成种孔的公差带和种轴的公差带。为了简化公差带种类，减少与之相适应的定值刀、量具和工艺装备的品种和规格，对基本尺寸至500mm的孔、轴规定了优先、常用和一般用途公差带。书中表1-14和表1-15分别是轴和孔的一般用途公差带（轴119种，孔105种），其中方框内为常用公差带（轴59种，孔44种），带圆圈的为优先公差带（轴孔各有13种）。设计时应优先使优先公差带，其次才使用常用公差带，再其次才考虑使用一般用途公差带。,83,表1-13一般、常用和优先的轴的公差带（尺寸500mm）,84,表1-14一般、常用和优先的孔的公差带（尺寸500mm）,85,标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公差带为分母。例如：40H8/f7，80K7/h6。基准孔和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同性质的配合，如：AH和ah与基准件配合，形成间隙配合；JN和jn与基准件配合，基本上形成过渡配合，PZC和pzc与基准件配合，基本上形成过盈配合。原则上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了简化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种及规格，国家标准在尺寸500mm的范围内，规定了基孔制和基轴制的优先（基孔制、基轴制各13种）和常用配合（基孔制59种，基轴制47种）。,86,表1-15基孔制常用、优先配合,87,表1-16基轴制常用、优先配合,88,其它尺寸段配合特点,大尺寸段（基本尺寸5003150mm）：标准规定了常用轴公差带41种，孔公差带31种，没有推荐配合，规定一般采用基孔制的同级配合。根据零件制造特点和生产实际情况，可采用配制配合。先按互换性生产选取配合；再选取较难加工的那个零件作为先加工件（多数情况下是孔），给它一个容易达到的公差；最后再根据所选的配合公差确定配制件（多数情况下是轴）的公差。“配制公差”的代号为MF。小尺寸段（尺寸至18mm）：主要适用于仪器仪表和钟表工业，国标规定了163种轴公差带和145种孔公差带，标准未指明选用次序，也未推荐配合。由于小尺寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差等级也更为复杂。,89,下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配合的极限间隙（过盈）和配合公差。并画出其公差带图。50H8/f7，30K7/h6，30H7/p6,0,0,0,+,+,+,-,-,-,50,30,30,+0.039,-0.025,-0.050,+0.006,+0.021,+0.035,+0.022,-0.015,-0.013,90,3.5公差与配合的选择,3.5.1基准制的选择,1.国标推荐优先配用基孔制2.下列情况下，选用基轴制：1）采用冷拉钢做轴，轴不再进行加工；2）在同一尺寸的轴上要装配几个不同零件3.与标准件相配合的零件，以标准件为准4.允许采用非基准制配合,91,92,3.5.2公差等级的选择,公差等级的选择的实质就是尺寸制造精度的确定，尺寸的精度与加工的难易程度、加工的成本和零件的工作质量有关。公差等级越高，合格尺寸的大小越趋一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。公差与成本的关系如图3-12所示。因此，公差等级选择的基本原则是：在满足使用性能的前提下，尽量选择较低的精度等级。国家标准各公差等级与加工方法的大致关系见表121。,93,3.5.3配合的选用,配合种类的选择主要就是根据零件的功能要求，确定配合的类型及非基准件的基本偏差代号。选择的基本方法还是类比法、计算法和试验法三种。类比法是选择配合种类的主要方法。应用类比法选择时，要考虑以下因素：配合件的工作情况各种基本偏差形成配合的特点配合件的生产情况,94,1.配合件的工作情况,选择配合的类型时，应考虑配合件间有无相对运动、定心精度高低、配合件受力情况、装配情况等。配合类型的选择可依据下表来对比选择。,95,2.各种基本偏差形成配合的特点,1）间隙配合有AH（ah）共十一种。其特点是利用间隙贮存润滑油及补偿温度变形、安装误差、弹性变形等所引起的误差。生产中应用广泛，不仅用于运动配合，加紧固件后也可用于传递力矩。不同基本偏差代号与基准孔（或基准轴）分别形成不同间隙的配合。主要依据变形、误差需要补偿间隙的大小、相对运动速度、是否要求定心或拆卸来选定。2）过渡配合有JSN（jsn）四种基本偏差。其主要特点是定心精度高且可拆卸。也可加键、销紧固件后用于传递力矩，主要根据机构受力情况、定心精度和要求装拆次数来考虑基本偏差的选择。定心要求高、受冲击负荷、不常拆卸的，可选较紧的基本偏差，如N（n），反之应选较松的配合，如：K（k）或JS（js）。,96,3）过盈配合有PZC（pzc）13种基本偏差。其特点是由于有过盈，装配后孔的尺寸被胀大而轴的尺寸被压小，产生弹性变形，在结合面上产生一定的正压力和摩擦力，用以传递力矩和紧固零件。选择过盈配合时，如不加键、销等紧固件，则最小过盈应能保证传递所需的力矩，最大过盈应不使材料破坏，故配合公差不能太大，所以公差等级一般为IT5IT7。基本偏差根据最小过盈量及结合件的标准来选取。4）轴的基本偏差在具体选用。可参考表1-23，并按表1-24所推荐的，尽量选用优先配合。,97,3.配合件的生产情况,按大批大量生产时，加工后所得的尺寸通常呈正态分布；而单件小批量生产时，加工所得的孔的尺寸多偏向最小极限尺寸，轴的尺寸多偏向最大极限尺寸，即呈偏态分布。所以，对于同一使用要求，单件小批生产时采用的配合应比大批大量生产时要松一些。如大批量生产时的50H7/js6的要求，在单件小批生产时应选择50H7/h6。同样，受其它工作条件的影响，配合的间隙或过盈也应随之变化。如表1-22。,98,例1、某一基本尺寸为95mm的滑动轴承机构，根据使用要求，其允许的的最大间隙Xmax=+55m，允许的的最小间隙Xmin=+10m，试确定此配合的孔轴公差带和配合代号。解：（1）计算允许的配合公差Tf。由配合公差计算公式得：Tf=|Xmax-Xmin|=55-10=45m。（2）计算查表确定孔、轴的公差等级。按要求有:TfTh+Ts式中：Th、Ts分别为配合的孔、轴的允许公差。由表1-8查得：IT5=15m，IT6=22m，IT7=35mA、若孔轴公差等级都选IT6级，则配合公差Tf=2IT6=44mTf；B、若孔选IT7级，轴选IT6级，则配合公差Tf=IT6+IT7=57mTf，肯定不符合要求。C、若孔选IT6级，轴选IT5级，则配合公差Tf=IT5+IT6=37mTf经过比较分析，C是合适的。（3）、确定孔、轴公差带假设采用基孔制，则有,因采用基孔制间隙配合，所以轴的基本偏差应从中选取，且其基本偏差为上偏差es.,99,根据题意有：Xmin=EI-esXminXmax=ES-eiXmaxes-ei=IT5=15解此不等式得：-18mes-10m查表1-10可知：轴的基本偏差代号为g时，es=-12m公差代号为g5，且ei=-27m配合代号为若为基轴制，则配合代号为,+,0,-,H6,g5,+0.022,0,-0.012,-0.027,Xmin,+0.034,+0.012,0,-0.015,Xmin,G6,h5,基孔制,基轴制,100,3.6一般公差、线性尺寸的未注公差,图样上未曾注出公差的尺寸称为未注公差尺寸。在车间一般加工条件下、机床设备一般加工能力可保证的公差。它代表经济加工精度。主要用于较低精度的非配合尺寸，可不检验。能简化制图，节省图样设计时间。1804国家标准规定了线性尺寸一般公差（未注公差）的规范。线性尺寸的一般公差规定了四个公差等级：精密级(f)、中等级(m)、和粗糙级(c)和最粗级(v)。线性尺寸的极限偏差数值、倒圆半径和倒角高度尺寸的极限偏差数值见书中P30表125和126。在图样上标注线性尺寸的一般公差，只需要在图样或技术文件中用国标号和公差等级代号标注即可。例如按产品精密程度和车间普通加工经济精度选用标准中规定的m（中等）级时，可表示为：GB/T1804m这表明图样上凡是未注公差的线性尺寸（包括倒圆半径尺寸及倒角尺寸）均按m（中等）级加工,101,一、判断题正确的打，错误的打X1公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。（）2基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可以说明它们的精度要求相同。（）3国家标准规定，孔只是指圆柱形的内表面。（）4图样标注2000-0.021mm的轴，加工得愈靠近基本尺寸就愈精确。（）5孔的基本偏差即下偏差，轴的基本偏差即上偏差。（）6某孔要求尺寸为20-0.046，今测得其实际尺寸为19.962mm，可以判断该孔合格。（）7未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。（）,-0.067,X,X,X,X,X,X,X,102,8.某一配合，其配合公差等于孔与轴的尺寸公差之和。()9.最大实体尺寸是孔和轴的最大极限尺寸的总称。()10.公差值可以是正的或负的。()11.实际尺寸等于基本尺寸的零件必定合格。()12.因为公差等级不同，所以50H7与50H8的基本偏差值不相等。()13.尺寸公差大的一定比尺寸公差小的公差等级低。()14.一光滑轴与多孔配合，其配合性质不同时，应当选用基孔制配合。()15.标准公差的数值与公差等级有关，而与基本偏差无关。()16.只要零件不经挑选或修配，便能装配到机器上去，则该零件具有互换性。(),X,X,X,X,X,X,X,103,二.填空题1.50H10的孔和50js10的轴，已知IT10=0.100mm，其ES=mm，EI=mm，es=mm，ei=mm。2常用尺寸段的标准公差的大小，随基本尺寸的增大而，随公差等级的提高而。3.孔的公差带在轴的公差带之上为_配合；孔的公差带与轴的公差带相互交迭_配合；孔的公差带在轴的公差带之下为_配合。4.公差带的位置由_决定，公差带的大小由_决定。5.标准对标准公差规定了_级，最高级为_最低级为_。6.标准公差的数值只与_和_有关。7.标准对孔和轴各设置了_个基本偏差代号，对于轴-的基本偏差为_，与基孔制构成_配合，-的基本偏差为_，与基准孔构成_配合。,104,作业讲评：,P200.第2题:(1).孔、轴解：Xmax=0.033-(-0.098)=0.131mmXmin=0-(-0.065)=0.065mm配合公差=|0.131-0.065|=0.066mm为间隙配合,孔,Xmax,Xmin,0,+,-,轴,0.033,-0.065,-0.098,20,105,P200.第2题:(2).孔、轴解：Xmax=0.007-(-0.016)=0.023mmYmax=-0.018-0=-0.018mm配合公差Tf=|Xmax-Ymax|=0.041mm过渡配合,0,+,-,35,+0.007,-0.018,-0.016,孔,轴,106,P200.第2题:(3).孔、轴解：Ymax=0-0.060=-0.060mmYmax=0.030-0.041=-0.011mm配合公差Tf=|Xmax-Ymax|=0.049mm过盈配合,0,+,-,55,+0.030,+0.060,+0.041,孔,轴,107,P200.第3题:(1).50H8/f7解：查表1-8.IT7=0.025mm.IT8=0.039mm查表1-10.50f7的基本偏差为上偏差，es=-0.025mm.Xmax=0.039-(-0.050)=0.089mmXmin=0-(-0.025)=0.025mmTf=|0.131-0.065|=0.064mm为基孔制间隙配合。,孔,Xmax,Xmin,0,+,-,轴,0.039,-0.025,-0.050,50,108,P200.第3题:(3).30K7/h6解：查表1-8.IT7=0.021mm.IT6=0.013mm查表1-11.50K7的基本偏差为下偏差，EI=-2+=0.006mm.Xmax=0.006-(-0.013)=0.019mmYmax=-0.015mmTf=0.034mm为基轴制过渡配合。,0,+,-,轴,30,孔,+0.006,-0.015,-0.013,109,P200.第3题:(5).180H7/u6解：查表1-8.IT6=0.025mm.IT7=0.040mm查表1-11.180u6的基本偏差为下偏差，EI=0.210mm.Ymax=-0.235mmYmin=0.040-0.210=-0.170mmTf=0.065mm为基孔制过盈配合。,0,+,-,轴,180,孔,+0.040,0.235,0.210,110,P200.第3题:(6).18M6/h5解：查表1-8.IT5=0.008mm.IT7=0.011mm查表1-11.18M6的基本偏差为上偏差，ES=-0.007+=-0.004mm.Xmax=-0.004-(-0.008)=0.004mmYmax=-0.015mmTf=0.019mm为基轴制过渡配合。,0,+,-,轴,18,孔,-0.008,-0.004,-0.015,111,P200.第4题:(1).60H9/d9解：60H9/d960D9/h9查表1-8.IT9=0.074mm查表1-11.60D9的基本偏差为下偏差，EI=0.100mm.60D9,112,P200.第4题:(3).50K7/h6解：50K7/h650H7/k6查表1-8.IT6=0.016mm,IT7=0.025mm查表1-10.50k6的基本偏差为下偏差ei，ei=0.002mm.50H7,113,P200.第4题:(4).30S7/h6解：30S7/h630H7/s6查表1-8.IT6=0.013mm,IT7=0.021mm查表1-10.30s6的基本偏差为下偏差ei，ei=0.035mm.30H7,114,P200.第4题:(5).50H7/u6解：50H7/u650U7/h6查表1-8.IT6=0.016mm,IT7=0.025mm查表1-11.50U7的基本偏差为上偏差ES，ES=-0.070+0.009=-0.061mm.50U7,115,P201.第5题:(1).解：计算允许的配合公差TfTf=|Xmax-Xmin|=0.066mm查表确定公差等级查表1-8，IT7=0.021mm,IT8=0.033mm,IT9=0.052mm按要求有:TfTh+Ts式中：Th、Ts分别为配合的孔、轴的允许公差。应该有孔轴都选IT8。假设选定基孔制，有25H8且：根据题意有：Xmin=EI-esXminXmax=ES-eiXmaxes-ei=IT8解以上不等式得：es=-0.020mm,116,查表1-10，可知当基本偏差代号为f时，其基本偏差为es=-0.020mm25H8当为基轴制时。25F8,+,0,-,H8,f8,+0.033,0,-0.020,-0.053,Xmin,+0.020,0,-0.033,Xmin,F8,h8,基孔制,基轴制,25,117,P201.第5题:(2).解：Tf=|Ymax-Ymin|=0.041mm查表1-8，IT6=0.016mm,IT7=0.025mm所以孔选IT7，轴选IT6。假设为基孔制，有40H7Ymax=EI-esYmaxYmin=ES-eiYmines-ei=IT6解出:ei=+0.060mm查表1-10，有u的基本偏差为ei=+0.060mm。,118,查表1-10有：u的基本偏差为ei=+0.060mm40H7当为基轴制时。40U7,+,0,-,基孔制,基轴制,40,+0.025,+0.076,+0.060,-0.051,-0.076,u6,U7,-0.016,119,某孔、轴配合的最大间隙Xmax=+30um，孔的下偏差EI-11um，轴的公差Ts=16um，轴的下偏差ei=-16um，求孔轴的上偏差，孔的公差，配合公差，基准制和配合制类别，并画出尺寸公差图。,解：Ts=es-eies=Ts+ei=+16+(-16)=0umXmax=ES-eiES=Xmax+ei=+30+(-16)=+14umTh=ES-EI=+14-(-11)=25umTf=Th+Ts=25+16=41um所以，其轴制。过渡配合。,+,0,-,孔,轴,+14um,-11um,-16um,120,已知一基孔制的孔、轴配合20H7/k6，配合公差为34um，轴的公差为13um，若已知配合的最大过盈为-15um。1。试计算该配合的孔轴上下偏差、平均间隙或过盈，分别写出孔、轴的图样标注尺寸，并绘制配合的公差带图。2。绘制基轴制的孔、轴配合20K7/h6的公差带图。,121,第4章形状和位置公差及检测,122,轴套,加工后外圆的形状和位置误差,外圆在垂直于轴线的正截面上不圆（即圆度误差）外圆柱面上任一素线（是外圆柱面与圆柱轴向截面的交线）不直（即直线度误差）外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合（即同轴度误差）,123,4.1概述,4.1.1形位误差的影响,1.影响零件的功能要求,2.影响零件的配合性质,3.影响零件的自由装配,4.现行国家标准,GB/T11821996形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法GB/T11841996形状和位置公差未注公差值GB/T42491996公差原则GB/T166711996形状和位置公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求GB133191991形状和位置公差位置度公差,124,4.1.2形位误差的基本术语定义,构成零件几何特征的点、线、面要素,125,1.理想要素与实际要素（按存在的状态分）,理想要素具有几何意义的要素,实际要素零件上实际存在的要素，即加工后得到的要素,2.轮廓要素与中心要素（按结构特征分）,轮廓要素组成轮廓的点、线、面。中心要素与轮廓要素有对称关系的点、线、面。,126,4.单一要素和关联要素（按功能要求分）,3.被测要素与基准要素（按检测关系分）,被测要素给出了形状或(和)位置公差的要素，即需要研究和测量的要素。基准要素用来确定被测要素方向或(和)位置的要素。理想的基准要素称为基准。,单一要素仅对要素本身给出形状公差要求的要素。关联要素对其它要素有功能关系的要素。,127,4.1.3形位公差的项目和符号,128,4.1.4形位公差带的特征,1.形位公差是指实际被测要素对图样上给定的理想形状、理想位置的允许变动量。2.形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域，它是形位误差的最大允许值。3.形位公差带具有的四个特征形状、大小、方向和位置。,129,130,4.2形状公差,形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差带是限制单一实际被测要素变动的区域，零件实际要素在该区域内为合格。,直线度、平面度、圆度、圆柱度,被测要素：为直线、平面、圆和圆柱面。形状公差带的特点：不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的，只能控制被测要素形状误差的大小。,131,4.2.1直线度,定义：直线度是用以限制被测实际直线对其理想直线变动量的一项指标。在给定平面内的直线度在给定方向内的直线度任意方向上的直线度,132,1.在给定平面内的直线度,其公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域。,0.1,133,134,2.在给定方向上的直线度,当给定一个方向时，公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域,公差带,标注,135,136,2.在给定方向上的直线度,在给定两个方向上，棱线必须位于水平方向距离为公差值0.2mm，垂直方向距离为公差值0.1mm的两对平行平面之内。,137,3.在任意方向上的直线度,公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域,标注,138,139,4.2.2平面度,被测要素是平面要素，公差带定义：平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。,标注,140,4.2.3圆度,公差带：在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。,标注1,标注2,141,4.2.4圆柱度,公差带：被测圆柱面必须位于半径差为公差值0.02的两同轴圆柱面之间。,公差带,标注,142,4.3轮廓度公差,轮廓度公差分为线轮廓度和面轮廓度。轮廓度无基准要求时为形状公差，有基准要求时为位置公差。无基准要求时，其公差带的形状只由理论正确尺寸(带方框的尺寸)确定，其位置是浮动的；有基准要求时，其公差带的形状和位置由理论正确尺寸和基准确定，公差带的位置是固定的。,理论正确尺寸是用以确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸。它仅表达设计时对被测要素的理想要求，故该尺寸不附带公差，标注时应围以框格，而该要素的形状、方向和位置误差则由给定的形位公差来控制。,143,4.3.1线轮廓度,公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域，诸圆的圆心位于具有理论正确几何形状的线上,轮廓度公差带,无基准要求,有基准要求,144,4.3.2面轮廓度,公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域，诸球的球心位于具有理论正确几何形状的面上。,无基准要求,有基准要求,145,4.4位置公差,位置公差是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。位置公差带是限制关联实际要素变动的区域，被测实际要素位于此区域内为合格，区域的大小由公差值决定。定向公差、定位公差、跳动公差,4.4.1定向公差,关联被测要素对基准要素在规定方向上允许的变动量，分为平行度、垂直度和倾斜度。,146,a)标注,b)公差带,1.平行度,1）给定一个方向的平行度,147,148,149,150,151,2）给定两个相互垂直方向的平行度,152,153,3）任意方向的平行度,a)标注,b)公差带,154,155,2.垂直度,1）一个方向,a)标注,b)公差带,156,2）任意方向,b)公差带,157,158,3.倾斜度,b)公差带,159,定向公差具有如下特点：1)定向公差带相对基准有确定的方向，而其位置往往是浮动的。2)定向公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的功能。因此在保证功能要求的前提下，规定了定向公差的要素，一般不再规定形状公差，只有需要对该要素的形状有进一步要求时，则可同时给出形状公差，但其公差数值应小于定向公差值。,160,4.4.2定位公差,关联实际要素对基准在位置上所允许的变动量同轴度、对称度和位置度,用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差。,1.同轴度,b)公差带,a)标注,161,162,2.对称度,用于控制被测要素中心平面（或轴线）对基准中心平面（或轴线）的共面（或共线）性误差,163,164,3.位置度,位置度用于控制被测要素（点、线、面）对基准的位置误差。,a)标注,165,166,167,168,定位公差带的特点如下：1)定位公差相对于基准具有确定位置。其中，位置度公差带的位置由理论正确尺寸确定，同轴度和对称度的理论正确尺寸为零，图上可省略不注。2)定位公差带具有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。在满足使用要求的前提下，对被测要素给出定位公差后，通常对该要素不再给出定向公差和形状公差。如果需要对方向和形状有进一步要求时，则可另行给出定向或形状公差，但其数值应小于定位公差值。,169,4.4.3跳动公差,跳动公差用来控制跳动，是以特定的检测方式为依据的公差项目。跳动公差包括圆跳动公差和全跳动公差。是关联实际要素绕基准轴线回转一周或几周时所允许的最大跳动量。跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置；可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。圆跳动全跳动1.径向圆跳动2.端面圆跳动1.径向全跳动3.斜向圆跳动2.端面全跳动,170,1.径向圆跳动,公差带定义：公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径为公差值t，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。,d圆柱面绕基准轴线作无轴向移动回转时，在任一测量平面内的径向跳动量均不得大于公差值0.05mm。,171,2.端面圆跳动,公差带定义：公差带是在与基准轴线同轴的任一半径位置的测量圆柱面上沿母线方向距离为公差值t的两圆之间的区域。,当被测件绕基准轴线无轴向移动旋转一周时，在被测面上任一测量直径处的轴向跳动量均不得大于公差值0.05mm,172,173,3.斜向圆跳动,公差带是在与基准轴线同轴，且母线垂直于被测表面的任一测量圆锥面上，沿母线方向距离为公差值t的两圆之间的区域，除特殊规定外，其测量方向是被测面的法线方向。,a标注),174,4.径向全跳动,径向全跳动的公差带是半径差为公差值t，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域。,175,5.端面全跳动,端面全跳动的公差带是距离为公差值t，且与基准轴线垂直的两平行平面之间的区域。,176,177,端面全跳动的公差带与该端面对轴线的垂直度公差带是相同的，因而两者控制位置误差的效果也是相同的，但检测方法更方便!另外，端面全跳动还是该端面（整个端面）的形状误差（形状）及其对基准轴线的垂直度（位置）的综合反映。采用跳动公差时，若综合控制被测要素能够满足功能要求，一般不再标注相应的位置公差和形状公差，若不能够满