机械零部件测绘实用教案

会计学1机械(jīxiè)零部件测绘第一页，共67页。考试（试卷（开卷）40%）平时(píngshí)（作业+考勤20%）实训（零部件测绘40%）课程成绩(chéngjì)评定方式《机械零部件测绘》李月琴主编中国电力出版社2007.08《公差配合与技术测量》孔庆玲，刘春玲主编清华大学出版社2009.08中国机械CAD论坛、蓝天CAD论坛参考书目第1页/共66页第二页，共67页。机械零部件测绘是对现有的机器或部件进行实物拆卸测量，选择合适的表达方案，绘出全部非标准零件的草图及装配图。根据装配草图和实际装配关系，对所测得的数据(shùjù)进行圆整处理，确定零件的材料和技术要求，最后根据草图绘制出零件工作图和装配图的过程。

第一章零部件测绘(cèhuì)的基本知识第一节零部件测绘(cèhuì)的目的和要求第2页/共66页第三页，共67页。零部件测绘的目的：设计产品：进行机械产品的设计而进行的测绘。仿制机器：模仿或对现有的进行优化、改造等。修配设备：对旧设备修理和更新零配件进行的测绘。技术资料存档与技术交流：获取完整的技术资料和图纸。测绘教学：提高学生的动手能力，正确使用工具拆卸机器部件，使用量具测量零件，训练徒手绘制草图的能力，掌握相关知识的综合(zōnghé)应用，培养与他人合作的精神。第3页/共66页第四页，共67页。1、测绘(cèhuì)前准的准备工作：组织准备、资料准备、场地准备。第二节零部件测绘的一般(yībān)步骤2、了解测绘对象(duìxiàng)，拆卸零部件3、绘制装配示意图

4、测量零部件，绘制零件草图

5、绘制装配草图

6、绘制零件工作图

第4页/共66页第五页，共67页。1、制图方面(fāngmiàn)的要求第三节测绘零件草图(cǎotú)的一般要求2、测量(cèliáng)方面的要求3、测量数据的处理要求

4、尺寸标注的要求

5、技术方面的要求

尺寸圆整原则：逢4舍，逢6进，遇5保偶数

第5页/共66页第六页，共67页。零部件的拆卸要求：（1）遵循“恢复原机”的要求（2）对于机器上的不可拆连接，壳体上的螺柱，以及一些经过调整、拆开后不易调整复位的零件，一般不进行(jìnxíng)拆卸。（3）遇到不可拆组件或复杂零件的内部结构无法测量时，尽量不拆卸、少拆卸。第二章常用量具的使用(shǐyòng)方法第一节零部件的拆卸(chāixiè)步骤第6页/共66页第七页，共67页。零部件的拆卸步骤：1做好拆卸前的准备工作了解机器的连接方式（1）永久性连接：焊接(hànjiē)、过盈量大的配合。（2）半永久性连接：过盈量较小的配合，具有过盈的过渡配合。（3）活动连接：配合的零件间有间隙，如滑动轴承的孔与其相配合的轴颈。（4）可拆卸连接：如螺纹连接，键与销的连接等。确定拆卸的大体步骤（1）先将机器中的大部件解体，然后拆成组件。（2）将各组件在拆成测绘所需的小件或零件。第7页/共66页第八页，共67页。零部件的拆卸做好的几点工作：1选择合理的拆卸步骤：由附件到主机、由外部(wàibù)到内部、由上到下。对零件编号和做标记：对零件命名并做标记、编号。正确放置零部件做好记录其它现场鉴定。常用的拆卸工具(gōngjù)：扳手、螺钉旋具、手钳、拉拔器、锤子。第8页/共66页第九页，共67页。第9页/共66页第十页，共67页。零部件的拆卸中的注意事项：注意安全采用正确(zhèngquè)的拆卸步骤记录拆卸方向，防止零件丢失选用适当的拆卸工具注意保护贵重零件和零件的高精度表面注意特殊零件的拆卸报废件的处理第10页/共66页第十一页，共67页。测量误差的来源：标注误差、测量方法误差、测量器具(qìjù)误差、环境条件引起的误差、测量人员引起的误差。测量误差的分类：系统误差：规律误差，可以减小或消除误差随机误差：偶然误差，不能消除粗大误差：疏忽误差第二节测量(cèliáng)器具的使用第11页/共66页第十二页，共67页。通用量具:钢直尺、卡钳(kǎqián)、游标卡尺、千分尺、万能角度尺、量块、螺纹量规等。第12页/共66页第十三页，共67页。长度尺寸(chǐcun)的测量第三节常用(chánɡyònɡ)测量方法和技巧钢直尺、游标卡尺(yóubiāokǎchǐ)或千分尺，也可用外卡钳。直径尺寸的测量常用游标卡尺或千分尺，也可用内卡钳。尺寸大无法测量时，可用周长法或弓高弦长法第13页/共66页第十四页，共67页。两孔中心(zhōngxīn)距的测量（1）两孔直径(zhíjìng)相等时深度(shēndù)的测量常用深度游标卡尺或千分尺，也可用钢直尺。（2）两孔直径不等时壁厚的测量常用钢直尺，钢直尺和外卡钳结合进行测量。螺纹的测量常用螺纹量规和螺纹样板进行测量。第14页/共66页第十五页，共67页。第三章极限(jíxiàn)与配合新国标（GB/T1800.1－1997）、（GB/T1800.2～1800.3－1998）、（GB/T1804－1992），代替了1979年颁布的旧国标（GB1800～1804－79）中的相应部分，这些新国标的依据是国际标准(biāozhǔn)，以尽可能地使我国的国家标准(biāozhǔn)与国际标准(biāozhǔn)一致或等同。孔与轴的《极限与配合》标准(biāozhǔn)是机械工程最重要的基础标准(biāozhǔn)，制定最早，体系比较完善，也是学习其它互换性标准(biāozhǔn)的基础。第15页/共66页第十六页，共67页。尺寸与公差的基本(jīběn)术语广义的孔与轴：孔为包容面（尺寸(chǐcun)之间无材料），在加工过程中，尺寸(chǐcun)越加工越大；而轴是被包容面（尺寸(chǐcun)之间有材料），尺寸(chǐcun)越加工越小。第一节公差与配合(pèihé)的基本内容尺寸（size）尺寸是特定单位表示的两点之间距离的数值。通常用㎜表示（常省略）如直径Ø40、半径R20，宽度12，高度120，中心距60等。第16页/共66页第十七页，共67页。基本尺寸（basicsize）基本尺寸是设计(shèjì)给定的尺寸，用D和d（L或l）表示（大写字母表示孔，小写字母表示轴）。它是根据产品的使用要求、零件的刚度等要求，计算或通过实验而确定的。它应该在优先数系中选择。实际尺寸（actualsize）实际尺寸是通过(tōngguò)测量得到的尺寸（Da、da）实际尺寸并非尺寸的真值。第17页/共66页第十八页，共67页。极限尺寸（limitsofsize）极限尺寸允许尺寸变化的两个(liǎnɡɡè)界限值。最大极限尺寸：Dmax、dmax最小极限尺寸：Dmin、dmin合格零件的实际尺寸应该是：第18页/共66页第十九页，共67页。偏差(piānchā)（limitsofdeviation）某尺寸与基本尺寸的代数差,其值可正、可负或零上偏差(piānchā):最大极限尺寸与基本尺寸之差下偏差(piānchā):最小极限尺寸与基本尺寸之差实际偏差(piānchā):实际尺寸与基本尺寸之差注意：标注和计算偏差时前面(qiánmian)必须加注“+”或“－”号（零除外）。第19页/共66页第二十页，共67页。尺寸公差（Tolerance）尺寸公差是指允许(yǔnxǔ)尺寸的变动量公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工的难易程度。偏差表示与基本尺寸远离程度，它表示公差带的位置，影响配合(pèihé)的松紧程度。孔：轴：公差与偏差(piānchā)的比较第20页/共66页第二十一页，共67页。尺寸公差带图：用尺寸公差带的高度和相互位置表示公差大小和配合性质。它由零线和公差带组成(zǔchénɡ)。1）零线确定偏差的基准线。2）公差带由代表上偏差和下偏差两条直线所限定的区域。配合的基本(jīběn)术语配合（fit）：基本尺寸相同，相互结合(jiéhé)的孔与轴公差带之间的关系。间隙配合过渡配合过盈配合三种关系第21页/共66页第二十二页，共67页。间隙配合(pèihé)（Clearancefit）具有间隙（含最小间隙等于零）的配合(pèihé)。孔的公差带位于轴的公差带之上，通常指孔大、轴小的配合(pèihé)。第22页/共66页第二十三页，共67页。过盈配合（Interferencefit）具有过盈（含最小过盈等于零）的配合。孔的公差(gōngchā)带位于轴公差(gōngchā)带之下，通常是指孔小、轴大的配合，第23页/共66页第二十四页，共67页。过渡配合（Transitionfit）可能产生间隙或过盈的配合。孔、轴公差(gōngchā)带相互交叠，是介于间隙配合与过盈配合之间的配合。特点：其间隙或过盈的数值都较小，一般来讲，过渡配合的工件(gōngjiàn)精度都较高第24页/共66页第二十五页，共67页。例求下列三种(sānzhǒnɡ)孔、轴配合的极限间隙或过盈、配合公差，并绘制公差带图第25页/共66页第二十六页，共67页。基准(jīzhǔn)制从前(cóngqián)所述3类配合可以知道，通过改变孔、轴公差带的相对位置可以实现各种不同性质的配合，为了设计和制造上的方便，以两个相配合的零件中的一个为基准件，并选定公差带，而改变另一个零件的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度，称为基准制。

国家标准中规定了两种有效的基准制：基孔制和基轴制。第26页/共66页第二十七页，共67页。第二节公差与配合(pèihé)的国家标准1.标准公差系列（1）标准公差及其分级标准公差，它是本标准极限(jíxiàn)与配合制中所规定的任一公差。在基本尺寸至500mm内规定了IT01、IT、ITl、…、ITl8共20个等级；在大于500～3150mm内规定了ITl-ITl8共18个标准公差等级。精度依次降低。同一公差等级、同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差数值是相同的。同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。第27页/共66页第二十八页，共67页。第28页/共66页第二十九页，共67页。2.基本偏差系列基本偏差代号及其特点：基本偏差是本标准极限与配合制中，用以确定公差带相对于零线位置的极限偏差(上偏差或下偏差)，一般指靠近(kàojìn)零线的那个极限偏差。国家标准(简称国标)中已将基本偏差标准化，规定了孔、轴各28种公差带位置。基本偏差系列中的H(h)其基本偏差为零，JS(js)与零线对称，上偏差ES(es)=＋1T/2，下偏差EI(ei)=－IT/2，上下偏差均可作为基本偏差。第29页/共66页第三十页，共67页。第30页/共66页第三十一页，共67页。3.公差(gōngchā)与配合的标注（GB/T4458.5－2003）零件图的标注标注时必须注出公差带的两要素:基本(jīběn)偏差代号（位置要素）与公差等级数字（大小要素），标注时要用同一字号的字体（即两个符号等高）第31页/共66页第三十二页，共67页。装配图的标注(biāozhù)在基本尺寸后标注配合(pèihé)代号。配合(pèihé)代号用分式表示，分子表示孔的公差带代号，分母表示轴的公差带代号。第32页/共66页第三十三页，共67页。第三节常用(chánɡyònɡ)公差与配合的选择选用原则：选用公差带时，应按优先、常用(chánɡyònɡ)、一般、任意公差带的顺序选用第33页/共66页第三十四页，共67页。基轴制有47种常用(chánɡyònɡ)配合，13种优先配合。第34页/共66页第三十五页，共67页。基孔制中有59种常用配合(pèihé)，13种优先配合(pèihé)。第35页/共66页第三十六页，共67页。基准制的选择选用基准制时，主要(zhǔyào)应从零件的结构、工艺、经济等方面来综合考虑。2.特殊(tèshū)场合选用基轴制配合3.与标准件配合(pèihé)4.需要时可选择混合制配合1.加工工艺2.技术测量

与滚动轴承内圈配合的轴应该选用基孔制；而与滚动轴承外圈配合的孔则宜选择基轴制为了满足某些配合的特殊需要1.一般优先选用基孔制配合

第36页/共66页第三十七页，共67页。公差等级的选用选择原则是：在满足使用要求(yāoqiú)的前提下，尽可能选择较低的公差等级。第37页/共66页第三十八页，共67页。第38页/共66页第三十九页，共67页。第四章形状和位置(wèizhi)公差第一节形状和位置(wèizhi)公差概述形位公差(gōngchā)的特征项目及符号第39页/共66页第四十页，共67页。形位公差(gōngchā)的标注1.公差框格的标注（1）在矩形(jǔxíng)方框中给出，方框由两格或多格组成。框格中的内容按从左到右或者从下到上的顺序填写，框格中内容由公差特征符号、公差值、基准（形状公差不标注基准）及指引线等组成。（2）公差值用线性值，如公差带是圆形或圆柱形的则在公差值前加注；如是球形的则加注“S"，当一个以上要素(yàosù)作为被测要素(yàosù)，如6个要素(yàosù)，应在框格上方标明。第40页/共66页第四十一页，共67页。（3）如要求在公差带内进一步限定(xiàndìng)被测要素的形状，则应在公差值后面加注下表中的特殊符号。(4)如对同一要素(yàosù)有一个以上的公差特征项目要求时，为方便起见可将一个框格放在另一个框格的下面。第41页/共66页第四十二页，共67页。2.指引线与被测要素的标注规定用带箭头的指引线将框格与被测要素相连，指引线可从框格的任一端引出，引出段必须(bìxū)垂直于框格；引向被测要素时允许弯折，但不得多于两次。当被测要素是轮廓线或表面时，将箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上(但必须(bìxū)与尺寸线明显地分开)，当指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上。如下图所示。第42页/共66页第四十三页，共67页。当公差涉及轴线、中心平面或由带尺寸要素确定(quèdìng)的点时，则带箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合，如下图所示。对几个表面有同一数值的公差(gōngchā)带要求，可按下图方法进行标注。第43页/共66页第四十四页，共67页。3.基准的标注相对于被测要素的基准，采用带圆圈的大写英文字母表示基准符号（字母E、I、J、M、O、P、L、R、F不采用），圆圈用细实线与粗的短横线相连，表示基准的字母也应注在相应的公差框格内。基准的几种(jǐzhǒnɡ)标注方法见下图：由两个(liǎnɡɡè)要素组成的公共基准，用由横线隔开的两个(liǎnɡɡè)大写字母表示；由两个(liǎnɡɡè)或三个要素组成的基准体系，如多基准组合，表示基准的大写字母应按基准的优先次序从左至右分别置于各格中。第44页/共66页第四十五页，共67页。当基准要素是轮廓线或表面时，带有基准字母(zìmǔ)的短横线应置放在要素的外轮廓上或在它的延长线上(但细实线应与尺寸线明显的错开)，基准符号还可置于用圆点指向实际表面的参考线上。当基准要素是轴线或中心平面或由带尺寸的要素确定的点时，则基准符号中的细实线与尺寸线对齐(duìqí)。如尺寸线处安排不下两个箭头，则另一箭头可用短横线代替。第45页/共66页第四十六页，共67页。第二节形位公差(gōngchā)形位公差是用来限制零件(línɡjiàn)本身的形位误差，是零件(línɡjiàn)上被测实际要素在形状、方向或位置上允许的变动量。分为形状公差、形状或位置公差、位置公差三类。形状公差形状公差有直线度、平面(píngmiàn)度、圆度、圆柱度4个项目。1.直线度直线度公差用于限制平面内或空间直线的形状误差，根据零件的功能要求可以分为给定平面内、给定方向和任意方向三种直线度公差。

1）给定平面内的直线度公差

公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域第46页/共66页第四十七页，共67页。（2）给定方向的直线度公差公差带是距离(jùlí)为公差值t的两平行平面之间的区域（3）任意方向的直线度公差应在公差值前加注Φ，公差带是直径(zhíjìng)为t的圆柱面内的区域。第47页/共66页第四十八页，共67页。2.平面度平面度公差用于限制被测实际平面的形状(xíngzhuàn)误差，同时可以限制被测表面的直线度误差。公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。3.圆度限制实际被测零件截面圆的形状变动的公差项目，圆度公差带是在同一正截面上，半径(bànjìng)差为公差值t的两同心圆之间的区域。第48页/共66页第四十九页，共67页。4.圆柱度限制实际被测圆柱面的形状变动的公差项目，可以综合控制(kòngzhì)圆柱体正截面和纵截面的形状误差，其公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。小结：形状公差4个项目都是对单一要素的形状提出的，不涉及基准，因此公差带没有方向(fāngxiàng)和位置的约束；而且这些项目对应的理想要素都不涉及尺寸问题，因此公差带的位置是浮动的，将跟随零件的实际形状的变化而变化。第49页/共66页第五十页，共67页。轮廓(lúnkuò)度公差轮廓度公差属于形状或位置(wèizhi)公差，分为线轮廓度和面轮廓度两项，当无基准要求时属于形状公差，有基准要求时属于位置(wèizhi)公差。1.线轮廓度限制平面曲线或者曲面的截面(jiémiàn)轮廓的形状变动。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。第50页/共66页第五十一页，共67页。2.面轮廓度限制曲面轮廓的形状变动(biàndòng)，其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，诸球的球心应位于具有理论正确几何形状（及理想位置）的面上。

第51页/共66页第五十二页，共67页。位置公差位置公差是关联实际要素对基准在方向(fāngxiàng)和（或）位置上所允许的变动全量。位置公差分为定向公差、定位公差、跳动公差三类。1.定向公差定向公差是关联实际(shíjì)要素对基准在方向上所允许的变动全量。定向公差包括平行度、垂直度、倾斜度三项；每个定向公差又分为线对线、线对面、面对面、面对线四种形式。（1）平行(píngxíng)度①线对线的平行度给定一个方向上线对线的平行度，公差带是距离为公差值t且平行于基准线、位于给定方向上的两平行平面之间的区域。

第52页/共66页第五十三页，共67页。给定两个方向上线对线的平行度，其公差带是两对互相垂直的距离(jùlí)分别为t1和t2且平行于基准线的两平行平面之间的区域（四棱柱）。任意方向上线对线的平行(píngxíng)度，公差带是直径为公差值t且平行(píngxíng)于基准线的圆柱面内的区域。

第53页/共66页第五十四页，共67页。②线对面的平行(píngxíng)度公差带是距离为公差值t且平行(píngxíng)于基准平面的两平行(píngxíng)平面之间的区域。

③面对(miànduì)线的平行度公差带是距离为公差值t且平行于基准线的两平行平面之间的区域。

④面对面的平行(píngxíng)度公差带是距离为公差值，且平行(píngxíng)基准面的两平行(píngxíng)平面之间的区域。

第54页/共66页第五十五页，共67页。（2）垂直度垂直度公差用于限制被测实际要素对基准在垂直方向上的变动，其公差带的形状有两平行面，相互(xiānghù)垂直的两组平行面（四棱柱）、圆柱面等几种情况。①线对线的垂直度——公差(gōngchā)带是距离为公差(gōngchā)值t且垂直于基准线的两平行平面之间的区域。

给定一个方向上线对面垂直(chuízhí)度——公差带是距离为公差值t且垂直(chuízhí)于基准面的两平行平面之间的区域。②线对面的垂直度：

第55页/共66页第五十六页，共67页。给定两个方向上线对面垂直(chuízhí)度——公差带是互相垂直(chuízhí)的距离分别为t1和t2且垂直(chuízhí)于基准面的两对平行平面之间的区域。

任意方向(fāngxiàng)上线对面垂直度——公差带是直径为公差值t且垂直于基准面的圆柱面内的区域。

第56页/共66页第五十七页，共67页。③面对(miànduì)线垂直度：面对线的垂直(chuízhí)度——公差带是距离为公差值t且垂直(chuízhí)于基准线的两平行平面之间的区域。

④面对面的垂直(chuízhí)度：面对面的垂直度——公差带是距离为公差值t且垂直于基准面的两平行平面之间的区域。

第57页/共66页第五十八页，共67页。（3）倾斜度倾斜度公差用于限制被测实际要素对基准在给定的倾斜方向上的变动，其公差带的形状(xíngzhuàn)同样有两平行面，相互垂直的两组平行面（四棱柱）、圆柱面等几种情况。面对面的倾斜度——公差带是距离为公差值t且与基准面成一给定角度的两平行(píngxíng)平面之间的区域。

面对线的倾斜度——公差带是距离为公差值t且与基准线成一给定(ɡěidìnɡ)角度的两平行平面之间的区域。

第58页/共66页第五十九页，共67页。2.定位公差定位公差是关联实际要素对基准在位置上所允许的变动全量。定位公差带是限制关联实际要素对基准在位置上的变动区域，因而公差带相对于基准有确定的位置。定向公差包括(bāokuò)同轴度、对称度、位置度三项。（1）同轴度同轴度公差(gōngchā)用于限制被测实际轴线对基准轴线是否在同一轴线上的位置误差，即要求被测轴线的理想位置应与基准同轴，其公差(gōngchā)带是公差(gōngchā)带是直径为公差(gōngchā)值t的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴。

第59页/共66页第六十页，共67页。（2）对称(duìchèn)度对称(duìchèn)度公差用于限制被测要素（中心面或中心线）对基准要素（中心面或中心线）是否共面的误差，即被测中心要素的理想位置应与基准中心要素共面。最常见的面对线对称(duìchèn)度和面对面对称(duìchèn)度。下图是面对面的对称度，其公差带是距离为公差值t且相对基准(jīzhǔn)的中心平面对称配置的两平行平面之间的区域，要求被测中心平面必须位于距离为公差值0.08且相对于基准(jīzhǔn)中心平面A对称配置的两平行平面之间。

上图是面对线的对称度公差，公差带是距离为公差值t且相对于基准轴线对称配置的两平行平面之间的区域。此时(cǐshí)键槽的中心平面应位于距离为0.1mm的两平行平面之间，该两平行平面对称配置在通过基准轴线的辅助平面两侧。

第60页/共66页第六十一页，共67页。（3）位置度位置度公差用于限制被测要素的实际位置对理想位置的变动量，理想位置由理论正确(zhèngquè)尺寸和基准共同确定。位置度的被测要素可以是点、线、面，公差带的形状有圆、球、圆柱、两平行直线、两平行平面、两组相互垂直的平行平面（四棱柱）等区域。

左图是线的位置度公差，其公差带是轴线位于理想(lǐxiǎng)位置的直径为公差值t的圆柱面内的区域，轴线的位置由三基面体系和理论正确尺寸确定。此时轴线应位于直径为0.08，且相对于C、B、A基准表面的理论正确位置所确定的理想(lǐxiǎng)位置为轴线的圆柱面内。第61页/共66页第六十二页，共67页。3.跳动公差跳动公差是根据检测方法来定义的公差项目，即当被测实际要素绕基准轴线回转(huízhuǎn)时，被测表面法线方向的跳动量的允许值。跳动量用指示表的最大读数与最小读数之差来表示。根据测量时指示表测头对被测表面是否作