机械零件的几何精度

关于机械零件的几何精度第1页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三一、互换性同一批零件，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。

保证零件具有互换性的措施：由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小。二、标准化标准化是对重复性的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。标准化是广泛实现互换性生产的前提§2—1概述第2页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三§2—2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第3页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

基本尺寸：它是设计给定的尺寸；(L,l)

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)

实际尺寸：通过实际测量获得的某一孔、轴的尺寸（La,la）

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：5050.00849.992第4页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

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。

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500.008公差=50.008-49.992=0.016或=0.008-(-0.008)=0.016上偏差=50.008-50=0.008下偏差=49.992–50=-0.008第5页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

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。

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 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。第6页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三尺寸公差的一些名词第7页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三4、标准公差与基本偏差

公差带由“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。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。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。第8页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三基本偏差基本偏差标准公差标准公差基本尺寸+-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，各有28个。其中H（h）的基本偏差为零，常作为基准孔或基准轴的偏差代号。第9页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三RSTPCDEFFGCDEHYABGJSKMNUVXZZAZBZCF基本尺寸零线0+-J0EIEIES+rafgdefcdbhjsjkmnpstuxzzazbzcgecfvy基本尺寸零线0-0eseiA~H（a~h）的基本偏差用于间隙配合；P~ZC（p~zc）用于过盈配合；J（j）~N（n）用于过渡配合。第10页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三φ30+0.053+0.020φ30-0.020+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：孔与轴配合时，具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。第三节配合精度§2—3配合精度第11页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

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。第12页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

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。第13页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三第14页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

5、配合制度1）、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。间隙配合过渡配合过盈配合0过渡配合基准孔0基准孔的基本偏差代号为“H”。公差带图第15页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三间隙配合过渡配合过盈配合2）、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过渡配合基准轴公差带图0基准轴的基本偏差代号为“h”。第16页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三二、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1）、零件图中的标注形式Φ50-0.025-0.050Φ500+0.039

注基本尺寸及上、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。第17页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三Φ50H8()0+0.039Φ50f7()-0.025-0.050

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。第18页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三Φ50f7Φ50H8

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。第19页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三2、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：φ50H8f7

表示基本尺寸为50，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：φ50H8/f7第20页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三基轴制的标注形式：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φ50p7h6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：φ50P7/h6第21页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三4、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。第22页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三H6H7H9H10H11H12H8

基孔制优先、常用配合H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7Js6k6m6n6p6r6s6t6u6v6x6y6z6基准孔轴abcdefghjskmnprstuvxyz间隙配合过渡配合过盈配合红色为优先配合。其中常用：59种优先：13种H6H6H6H6H6js5k5m5n5p5H8H8H8H8H8H8H8H8H8Js7k7m7n7p7r7s7t7u7H6H6H6r5s5t5第23页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三h5h6h7h8h9h10h11h12BCDEFGHJSKMNPRSTUVXYZ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

基轴制优先、常驻用配合F7h6H8h7E8h7B12h12第24页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三-0.016034.018-φ例1

查表写出φ18的极限偏差数值。解：

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+φ18H8027.0018+φ（1）φ18H8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）φ18f7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Φ18f7可写成第25页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三例2查表写出Φ80R7/h6的极限偏差值。解：从配合表可知Φ80R7/h6是基轴制常用过盈配合。(2)Φ80R7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Φ80R7的标准公差是30μm。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Φ80R7的上偏差(ES)为-43μm。从而由计算公式EI=ES-IT可得到下偏差为(EI)=-43-30=-73μm，所以可写成0019.080-φ(1)Φ80h6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Φ80h6的标准公差是19μm因为基准轴的上偏差为零，所以Φ80h6可写成-0.043-0.073Φ80第26页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

形状公差和位置公差简称形位公差，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。§2—4形状公差和位置公差第27页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

几何要素理想要素: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: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:

是指构成零件轮廓的点、线和面的要素。中心要素:

轮廓要素对称中心点、线、面或轴线的要素被测要素: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: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: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。第28页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三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、基准代号第29页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三2、形位公差代号、基准代号

公差框格公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φ0.05A框格高度为框格中字体高度的2倍第30页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

相对于被测要素的基准

基准代号5~10等于框格高度≈2b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φd表示φd圆柱表面的任意素线的直线度公差为0.02第31页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三φdφ0.02表示φd圆柱体轴线的直线度公差为φ0.02

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φd0.05表示被测左端面对于φd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第32页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三φd0.03AA表示φd孔的轴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。第33页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三三、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。2532Φ88h9()-0.08700.08B0.006A0.05B0.08A0.02BBφ0.018P9Φ24H7()0+0.021Φ88圆柱面的圆度公差为0.006mmΦ88h9圆柱的外圆表面对Φ24H7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Φ24H7圆柱孔的对称中心面对称度公差为0.02mmΦ24H7圆孔轴心线的直线度公差为φ0.01mm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φ24H7圆孔的轴心线垂直度公差为0.05mm第34页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三60οCM10Φ0.01BC0.050.01Aφ18-0.001+0.003φ22A0.0460ο例2、识读阶梯轴所注的形位公差的含义。直径为φ22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0.04mmφ18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φ0.01mm第35页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

§9--1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。技术要求主要有：

零件的表面粗糙度。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

表示零件表面具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。第36页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

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★

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优先选用轮廓算术平均偏差Ra第37页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

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：i=1nRa=1/n∑|yi|或：l轮廓谷底线轮廓峰顶线中线yyRyYvRa第38页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三a1、a2——粗糙度高度参数代号及其数值（μm）；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（μm）；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、表面粗糙度的符号三、表面粗糙度的代号（符）号及其标注第39页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三符号

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。第40页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三2、表面粗糙度参数: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。第41页，讲稿共47页，2023年5月2日，星期三

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%