第二章-机械零件的几何精度

1、第二章第二章 机械零件的几何精度机械零件的几何精度 第七节第七节 表面精度表面精度 第一节第一节 概述概述 第四节第四节 形状和位置精度形状和位置精度 第二节第二节 尺寸精度尺寸精度 第三节第三节 配合精度配合精度 第五节第五节 尺寸精度与形位精度的关系尺寸精度与形位精度的关系 第六节第六节 形位精度的选用形位精度的选用 u一、互换性n 同一批零件，不经挑选和辅助加工，任取一个就可顺利地装到机器上去，并满足机器的性能要求。n 保证零件具有互换性的措施保证零件具有互换性的措施：n由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小。u二、标准化n标准化是对重复性的事物进行科学的简化、选优、标准化是对重复性的

2、事物进行科学的简化、选优、协调和统一所采取的一项重要的技术措施。标准化是协调和统一所采取的一项重要的技术措施。标准化是广泛实现互换性生产的前提广泛实现互换性生产的前提21 概概 述述22 尺寸精度尺寸精度 一、孔和轴 通常将工件的圆形内表面和圆形外表面称为孔和轴。如图2-1所示图中由D1，D2，D3，和D4各尺寸确定的包容面均称为孔图中由d1,d2,d3和d4各尺寸确定的包容面均称为轴v 基本尺寸： 它是设计给定的尺寸；(L ,l)v 极限尺寸 ：允许尺寸变化的两个极限值，它是 以基本尺寸为基数来确定的。 (Lmax,Lmin),(lmax,lmin) v 实际尺寸：通过实际测量获得的某一孔、

3、轴的尺 寸（La,la）v 尺寸偏差（简称偏差）：某一尺寸减其基本尺寸 所得的代数差，分别称为上偏差和下 偏差。2、基本术语、基本术语例：一根轴的直径为 500.008基本尺寸：最大极限尺寸：最小极限尺寸： 50 50.008 49.992 上偏差 = 最大极限尺寸 基本尺寸 代号：孔为 ES ，轴为 es 。 下偏差 = 最不极限尺寸 基本尺寸 代号：孔为EI，轴为ei 。v 尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动量。 公差 = 最大极限尺寸 最小极限尺寸 = 上偏差 下偏差例：一根轴的直径为 50 0.008公差公差 = 50.008-49.992 = 0.016 或或 = 0.008-(-

4、0.008) =0.016上偏差上偏差 = 50.008 - 50 = 0.008下偏差下偏差 = 49.992 50 = -0.008 v 零线：在公差带图（公差与配合图解）中确定偏差的 一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示 基本尺寸。v 尺寸公差带（简称公差带）： 在公差带图中，由代表 上、下偏差的两条直线所限定的区域。3、配合、配合 基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。 根据使用的要求不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国标规定配合分三类：即间隙配合、过盈配合和过渡配合。尺寸公差的一些名词尺寸公差的一些名词4、标准公差与基本偏差、标准公差与基本偏差 公差带由“

5、公差带大小”和“公差带位置”这两个要素组成。标准公差确定公差带大小，基本偏差确定公差带位置。v 标准公差 标准公差是标准所列的，用以确定公差带的大小的任一公差。标准公差分为20个等级，即：IT01、IT0、IT1至于IT18 。IT表示公差，数字表示公差等级，从IT01至IT18依次降低。v 基本偏差 基本偏差是标准所列的，用以确定公差带相对零位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之则为为上偏差。基本偏差基本偏差基本偏差基本偏差标准公差标准公差标准公差标准公差基本尺寸基本尺寸+-00 轴与孔的基本偏差代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴，

6、各有28个。其中H（h）的基本偏差为零）的基本偏差为零，常作为基准孔或基准轴的偏差代号。RS TPCDEFFGCDEHYABGJSKM NUVXZZAZBZCF基本尺寸基本尺寸零线零线0+-J0EIEIES+rafgdefcdbhjsjkmnps tuxzzazbzcgecfvy基本尺寸基本尺寸零线零线0-0esei AH（ah）的基本偏差用于间隙配合；PZC（pzc）用于过盈配合；J（j）N（n）用于过渡配合。30+0.053+0.02030-0.020+0.041间隙孔公差带轴公差带最大间隙最小间隙孔公差带轴公差带最大间隙最小间隙为零 孔的公差带在轴的公差带之上。 间隙配合间隙配合：孔与轴

7、配合时，具有间隙（包括最小间隙等于 零）的配合。第三节第三节 配合精度配合精度23 配合精度配合精度 过盈配合：孔和轴配合时，孔的尺寸减去相配合轴的 尺寸，其代数差为负值为过盈。具有过盈 的配合称为过盈配合。轴径孔径过盈轴公差带孔公差带最大过盈最小过盈轴公差带孔公差带最大过盈最小过盈为零 孔的公差带在轴公差带之下。 过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合为过渡配合。最大间隙最大过盈轴径孔径最大间隙最大过盈最大过盈最大过盈最大间隙最大间隙轴和孔的公差带相互交叠。 5、配合制度、配合制度1）、基孔制、基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏 差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。间隙间隙配合配

8、合过渡过渡配合配合过盈过盈配合配合0过渡过渡配合配合基准孔基准孔0基准孔的基本偏差代号为基准孔的基本偏差代号为“H”。公差带图间隙间隙配合配合过渡过渡配合配合过盈过盈配合配合2）、基轴制、基轴制 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本 偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。0过渡过渡配合配合基准轴基准轴公差带图0基准轴的基本偏差代号为基准轴的基本偏差代号为“h”。二、公差与配合的标注及查表方法二、公差与配合的标注及查表方法1、公差与配合在图样中的标注、公差与配合在图样中的标注1）、零件图中的标注形式50-0.025-0.05050 0+0.039 注基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）注基本尺

9、寸及上、下偏差值（常用方法） 数值直观，适应单件或小批量生产。零件尺寸使用通用的量具进行测量。必须注出偏差数值。50H8( ) 0+0.03950f7( )-0.025-0.050 既注公差带代号又注上、下偏差既注公差带代号又注上、下偏差上下偏差加注括号既明确配合精度又有公差数值。50f750H8 注公差带代号注公差带代号 此注法能和专用量具检验零件尺寸统一起来，适应大批量生产。零件图上不必标注尺寸偏差数值。2、在装配图中配合尺寸的标注、在装配图中配合尺寸的标注基孔制的标注形式： 基本尺寸基准孔的基本偏差代号（H） 公差等级代号配合轴基本偏差代号 公差等级代号例：50H8f7 表示基本尺寸为5

10、0，基孔制，8级基准孔与公差等级为7级、基本偏差代号为f 的轴的间隙配合。标注形式也可写成：50H8/f7基轴制的标注形式：基本尺寸 配合孔基本偏差代号 公差等级代号基准轴的基本偏差代号（h） 公差等级代号50p7h6例： 表示基本尺寸为50，基轴制，6级基准轴与公差等级为7级，基本偏差代号为P的孔的过盈配合。标注形式也可写成：50P7/h64、轴、孔极限偏差的查表、轴、孔极限偏差的查表 若已知基本尺寸和公差带代号，则尺寸的上下偏差值，可从极限偏差表中查得。 查表的步骤一般是：先查出轴和孔的标准公差，然后查出轴和孔的基本偏差（配合件只列出一个偏差）；最后由配合件的标准公差和基本偏差的关系，算出

11、另一个偏差。优先及常用配合的极限偏差可直接由表查得，也可按上述步骤进行。3、优先、常用配合、优先、常用配合 国家标准根据机械工业产品生产使用的需要，制订优先及常用配合，应尽量选用优先配合和常用配合。如下表所示。H6H7H9H10H11H12H8 基孔制优先、常用配合基孔制优先、常用配合H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7 H7Js6 k6 m6 n6 p6 r6 s6 t6 u6 v6 x6 y6 z6基准孔轴a b c d e f g h js k m n p r s t u v x y z间 隙 配 合过 渡 配 合过 盈 配 合 红色为优先配合。其中常用

12、：59种优先：13种1111hH1212hH1010hH99hH88hH88hH67hH56hH56gH67gH78gH56fH66fH78fH88fH99fH88eH78eH99eH88dH99dH1010dH1111dH1111cH1010cH99cH88cH1111bH1212bHH6 H6 H6 H6 H6 js5 k5 m5 n5 p5H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8Js7 k7 m7 n7 p7 r7 s7 t7 u7H6 H6 H6r5 s5 t5h5h6h7h8h9h10h11h12B C D E F G H JS K M N P R S T U V X Y

13、 Z基准孔孔A 间 隙 配 合过 渡 配 合过 盈 配 合 红色字为优先配合。其中常用：47种优先：13种1111hA1111hB1111hC1111hD1111hH1212hH1010hH99hH88hH67hH56hH56hG56hF78hF67hG88hF99hF99hE88hE99hD1010hD56hJS67hJS78hJS78hK67hK56hK56hM67hM78hM56hN67hN78hN56hP67hP67hR56hR56hS77hS56hT77hT67hU 基轴制优先、常驻用配合基轴制优先、常驻用配合F7h6H8h7E8h7B12h12-0.016034. 018- -78

14、fH例例1 查表写出18 的极限偏差数值。解：解：78fH 从配合表可知， 是基孔制的优先配合，其中H8是基准孔的公差代号；f7是配合轴的公差代号。027. 00+18H8027. 0018+ +（1）18H8基准孔的极限偏差，可由附录附表中查出。在表中由基本尺寸从大于14至18的行和公差带H8的列相交处查得 这就是基准孔的上、下偏差，所以 可写成（2）18f7配合轴的极限偏差，可由附录表中查得。在表中由基本尺寸从大于14至18的行和代号f7的列相交处查得，就是配合轴的上偏差（es）和下偏差（ei），所以18f7可写成例例2 查表写出80R7/h6的极限偏差值。 解：解：从配合表可知80R7/

15、h6是基轴制常用过盈配合。 (2) 80R7配合孔的极限偏差，则由附录表的基本尺寸大于50至80的行与公差等级IT7的列相交处查得80R7的标准公差是30m。由附表的基本尺寸大于65至80的行与基本偏差代号为R的列相交处查得80R7的上偏差(ES)为-43m。从而由计算公式EI=ES-IT可得到下偏差为(EI)= - 43 - 30= -73 m，所以可写成0019. 080- (1) 80h6基准轴的极限偏差，可由附表查得。在表中由基本尺寸大于50至80的行与公差等级IT6的列相交处查得80h6的标准公差是19m因为基准轴的上偏差为零，所以80h6可写成 -0.043-0.07380 形状公

16、差和位置公差简称形位公差，形位公差，是指零件的实际形状和实际位置对理想形状和理想位置的允许变动量。 对一般零件来说，它的形状和位置公差，可由尺寸公差、加工机床的精度等加以保证。而对精度较高的零件，则根据设计要求，需在零件图上注出有关的形状和位置公差。1、 形位公差的名称和符号 如下表所示。24 形状公差和位置公差形状公差和位置公差 几何要素几何要素理想要素理想要素:理想要素是指具有几何意义的要素，即不存在形位和其它误差的要素。实际要素实际要素:零件上存在的要素，在测量时由测得的要素代替实际要素轮廓要素轮廓要素: 是指构成零件轮廓的点、线和面的要素。中心要素中心要素: 轮廓要素对称中心点、线、面

17、或轴线的要素被测要素被测要素:是指图样上给出了形状和位置公差要求的要素，也就是需要研究和测量的要素。基准要素基准要素:是指图样上规定用来确定被测要素的方向和位置的要素。理想的基准要素称为基准。单一要素单一要素:是指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。关联要素关联要素:关联要素是指相对基准要素有方向或位置功能要求而给出位置公差要求的被测要素。面轮廓度线轮廓度圆 柱 度圆 度 平 面 度直 线 度形状公差符 号名 称分类全跳动圆跳动跳动位置度对称度同轴度定位倾斜度垂直度平行度定向位置公差符号名称分类分类一、形位公差代号、基准代号一、形位公差代号、基准代号2、 形位公差代号、基准代号 公差框格 公

18、差要求在矩形框格中给出，必须按标准标注。形位公差代号基准代号字母形位公差数值公差带的形状形位公差符号指引线 0.05 A框格高度为框格中字体高度的2倍 相对于被测要素的基准 基准代号510等于框格高度2b二、形位公差标注示例二、形位公差标注示例 0.02指引线的箭头要指向被测要素的轮廓线或其延长线上d表示d 圆柱表面的任意素线的直线度公差为0.02d 0.02表示d 圆柱体轴线的直线度公差为0.02 被测要素是轴线时，指引线的箭头应与该要素尺寸线的箭头对齐d 0.05表示被测左端面对于d 轴线的垂直度公差为0.05基准要素为轴线时，基准符号应与该要素的尺寸线对齐d 0.03 AA表示d 孔的轴

19、线对于底面的平行度公差为0.03 当基准符号不便直接与公差框格连接时，应用基准代号。此时公差框格应增加第三格，并写与基准符号圆圈内相同的字母代号。三、形位公差的识读方法三、形位公差的识读方法例1、识读齿轮图上标注的形位公差并解释含义。253288h9( )-0.0870 0.08 B 0.006A 0.05 B 0.08 A 0.02 BB 0.018P924H7( )0+0.02188圆柱面的圆度公差为0.006mm88h9圆柱的外圆表面对24H7圆孔的轴心线的全跳动度公差为0.08mm槽宽为8P9的键槽对称中心面24H7圆柱孔的对称中心面对称度公差为0.02mm24H7圆孔轴心线的直线度公

20、差为0.01mm圆柱的右端面对该机件的左端面平行度公差为0.08mm;右端面24H7圆孔的轴心线垂直度公差为0.05mm60CM10 0.01 B C 0.05 0.01 A18-0.001+0.00322A 0.0460例2、识读阶梯轴所注的形位公差的含义。直径为22圆锥的大、小两端面对该段轴的轴心线跳动度公差为0.01mm 两端面圆锥体任一截面的圆度公差为0.04mm18圆柱面的圆柱度公差为0.05mmM10外螺纹的轴心线对两端中心孔轴心线的同轴度公差为0.01mm 9-1 表面粗糙度表面粗糙度 零件图中除了视图和尺寸之外，还应具备加工和检验零件的技术要求技术要求。技术要求主要有： 零件的

21、表面粗糙度。 尺寸公差、形状公差和位置公差。 对零件的材料、热处理和表面修饰的说明。 对于特殊加工和检验的说明。一、表面粗糙度的基本概念一、表面粗糙度的基本概念 表示零件表面具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性状特性，称为表面粗糙度。 表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、强度、抗腐性密封性、外观要求等影响很大，因此，零件表面的粗糙度的要求也有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运配合要求或有相对运动的表面，动的表面，表面粗糙度参数值要小。二、评定表面粗糙度的参数二、评定表面粗糙度的参数 轮廓算术平均偏差Ra 微观不平度十点高度Rz 轮廓最大高度Ry优

22、先选用轮廓算术平均偏差Ra 在零件表面一段取样长度L（用于判断表面粗糙度特征的段中线长度）内，轮廓的偏距y是轮廓线上的点到中线的距离中线以上，y为正值；反之y为负值。Ra是轮廓偏差绝对值，用公式表示为：ldxxylRa0)(1i=1n Ra=1/n |yi | 或：l轮廓谷底线轮廓峰顶线中线yyRyYvRaa1、a2粗糙度高度参数代号及其 数 值（ m ）；b加工要求、镀覆、表面处理或其它 说明等；c样长度（mm）或波纹度（ m ）；d加工纹理方向符号；e加工余量（mm） f粗糙度间距参数值（mm）或轮廓支 承长度率。a1a2edbc（f） 1、表面粗糙度的符号、表面粗糙度的符号三、表面粗糙度

23、的代号（符）号及其标注三、表面粗糙度的代号（符）号及其标注符 号 意 义 及 说 明 基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注。 基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。如车、铣、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。 基本符号加一小圆，表示表面是用不去除材料方法获得。如铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉未冶金等，或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）。 在上述三个符号的长边上均可加一横线；用于标注有关参数和说明。 在上述三个符号上均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求。2、表面粗糙度参数、表面粗糙度参

24、数:表面粗糙度参数的单位是m。 注写Ra时，只写数值; 注写Rz、Ry时，应同时注出Rz、Ry和数值。例如：3.2 用任何方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m。 只注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为上限值和下限值。3.21.6用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m，下限值为1.6m。Ry3.2用任何方法获得的表面, Ry的上限值为3.2m。 说明：说明：2）、 当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中有 16%的测值超差。3）、 当不允许任何实测值超差时，应在参数值的右侧加注max或同时标注max和min。1）、标注轮廓算术平均偏差Ra时，可省略符号Ra。 用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m，加工方法为铣制。铣3.23.2max1.6min 用去除材料的方法获得的表面, Ra的最大值为3.2m，最小值为1.6m。四、表面粗糙度代号在图样上的标注四、表面粗糙度代号在图样上的标注 在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注每一表面只注一次粗糙度代号，且应注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的