互换性与测量技术基础课程-马惠萍- 全套教学课件

互换性与测量技术基础课程第1章绪论1.1课程性质、标准化和互换性主讲教师：马惠萍本节内容一.课程重要性二

.课程内容三.本课程学习思路四

.两个术语：互换性与标准化精度设计(设计零件尺寸、几何、表面微观轮廓精度)1.1.1课程重要性

(Why->What->How)工艺设计(确定加工工艺、装配工艺，设计有关的工艺装备等)系统设计(确定系统基本工作原理和方案， 又称运动设计)参数设计(确定系统中各个零部件结构和尺寸)机械设计精度设计是机械设计的基础

举例说明

形状和尺寸取决于参数设计精度设计必不可少2.常用典型零部件的精度设计：滚动轴承、螺纹、键、圆柱齿轮3.尺寸链的计算几何精度(形状、方向、位置和跳动公差)1.机械精度设计理论1.1.2课程内容

(Why->What->How)表面粗糙度尺寸精度1.1.3

本课程学习思路

(Why->What->How)(1)提出问题一为什么研究?(2)研究对象是什么?(3)用什么评

定?(4)如何标

注?如何选用或设计?(

5

)

对典型零部件:配合尺寸和几何参数?精度等级?与之相配件的精度?61.2.1互换性

(

interchangeability)1.定义同一规格的一批零件或部件中，任取一件，不需经过任何选择、修配或调整就能装配在整机上，并满足使用性能的要求2.实现方法：按给定的公差进行制造3.分类：完全互换互换程度

J不完全互换公差值T小，难加工适当增加公差值T加工后分组适合厂内1.2.1互换性

(

interchangeability)3.分类：完全互换只要符合设计要求，就具有完全互换互换程度不完全互换允许附加的选择、修配或调整组内可互换组间不行外圈内圈滚动体保持架滚动轴承(标准部件)1.2.1互换性

(

interchangeability)应用场合：(对标准件或机构)采用完全互换外互换内互换采用不完全互换功能互换性使用要求几何参数互换性功能互换物理—硬度，弹性等；机械—强度，刚度等；质量—可靠性，维修性，安全性等。1.2.1互换性

(

interchangeability)尺寸精度

(尺寸公差)几何精度(形状、方向、位置和跳动公差)微观轮廓

(表面粗糙度)本课程只研究几何参数的互换性，即机械精度设计。1.2.1互换性

(

interchangeability)功能互换性几何参数互换性几何参数互换使用要求1.2.2标准化

(Standardization)ISO?■

InternationalOrganizationforStandardization国际标准化组织121.2.2标准化

(

Standardization)1.标准化定义为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。是制订、修订、贯彻标准，促进国民经济全面发

展的全过程，是实现互换性的基础动态发展过程标准化是科学知识的积淀、技术活动的结晶、实践经验的总结，代表先进的生产力。2.标准分类按应用范围分中

华

人

民

共

和

国

国

家

标

准

目

录2004年度CATA1.0GLEDFNATIONALSTANDARDSorTHIEPEOPLE'SRE判IBLRCOFCHINAIN2004ISO:标准化组织IEC:电工委员会ITU:电信联盟GB,GB/T,GB/ZGJB(国军标)省市部标准：JB,FZ(专业标准)企业标准国际标准国家标准推荐性、指导性国标DETNoRSKEVERITASMANAGEMENTSYSTEMCCERTIFICATEcerecTrELs.me14本节小结(1)课程性质、学习内容和学习方法；(2)两个术语：互换性与标准化定义和分类；如何学习?互换性与测量技术基础课程第2章尺寸精度设计2.1尺寸精度设计基本术语、定义主讲教师：马惠萍第2章尺寸精度设计的学习内容1.问题的提出?(为什么对零件提出尺寸精度要求?)2.尺寸精度设计基本术语、定义3.在总装图和零件图上如何标注?4.如何设计或选用尺寸精度?whywhathowhow牛头刨床机构一.孔、轴结合的使用要求1.用作相对运动副2.1.1问题的提出

(what)2.1.1问题的提出

(what)一

.孔

、轴结合的使用要求1.用作相对运动副这类结合必须保证有一定的间隙(如导轨与滑块)2.用作固定连接这类结合必须保证有一定的过盈(如涡轮轮缘与轮毂结合)3.用作定位可拆连接这类结合必须保证间隙不大，过盈也不能大(减速器齿轮与轴)带轮

双圆螺母

齿轮

滚动轴承轴承盖轴端挡圈轴头轴肩轴颈轴头轴环轴颈2.1.1问题的提出

(what)一.孔、轴结合的使用要求1.用作相对运动副这类结合必须保证有一定的间隙(如导轨与滑块)2.用作固定连接这类结合必须保证有一定的过盈(如涡轮轮缘与轮毂结合)3.用作定位可拆连接这类结合必须保证间隙不大，过盈也不能大(减速器齿轮与轴)2.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义1.孔、轴定义外表面轴：具有被包容面(小写字母)轴d22.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义2.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义2.尺寸(1)公称尺寸

(D,d)孔Φ25+

.021(2)提取组成要素的局部尺寸

(Da,da)Φ25.02(3)极限尺寸(上极限尺寸和下极限尺寸)D

max

dmaxdmin002.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义3.偏差：允许偏离公称尺寸的多少偏差

=

(某一尺寸)-

(公称尺寸)上偏差ES,es极限偏差

ES=Dmax-D;es=dmax-d下偏差EI,eiEI=Dmin—D;Ea=D₄-Dei=dmin—d实际偏差ea=da-d2.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义4.公差：允许尺寸的变动范围-D+DTp=|DmxD.|=ES-EI|>0T₄=ldd=les-ei>0-d+d2.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义5.极限偏差的标注Φ25

+0.021

Φ25--

．.

3

Φ25±0.021φ25-+00.112200320000例题C1

公称尺寸上偏差数量：30Φ16

0下偏差极限尺寸dmx=φ16dmm=φ15.98240提取组成要素的局部尺寸15.98015.985

15.99015.99516.00016.005数量15

11931实际偏差-0.020-0.015

-0.010-0.0050+0.005不合格

不合格-0.018如何能在图上形象反映公称尺寸、极限尺寸、极限偏差和公差之间的关系呢?孔留

台轴比例不协调2.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义公称尺寸零线+0.021TD零线注意1:

单位问题-0.020Ta-0.0336.公差带图

孔

Φ25

①25--

..303200002.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义注意1:

单位问题注意2:

比例问题注意3:

严格区分孔轴公差带零线2.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义6.公差带图

孔

Φ25

Φ25--

．.30320000+21-20-33TDTa+0__6.公差带图注意3:

严格区分孔轴公差带2.1.2尺寸精度设计的基本术语和定义孔公差带ESEI零线轴公差带TDTaESEIESEI轴孔本节小结1.尺寸精度设计基本术语、定义(尺寸、偏差、公差、公差带图的画法)l8(习题2-1):已知D(d)=Φ25,Dmax=Φ25.021,Dmin=Φ25,dmax=Φ24.980,dmin=Φ24.967。求孔、轴的极限偏差和公差，画出尺寸公差带图。练习?19互换性与测量技术基础课程第2章尺寸精度设计2.1尺寸精度设计基本术语——配合主讲教师：马惠萍1.定义：(1)D=d,公称尺寸相同(2)相互结合的孔、轴2.间隙和过盈(孔的尺寸)-(轴的尺寸)2.1.3配合用公差带相互的位置关系来体现间隙X过盈Y≥0≤02.1.3配合2.间隙和过盈最大间隙：Xmax=Dmax4min=ES-ei间隙X:

最小间隙：Xmin=Dmi;n-dmax=EI-es平均间隙：Xa=1/2·(Xmax+Xmi)最大过盈：Ymax=Dmin-dmax=EI-es过盈Y:最小过盈：Ymin=Dmax-dmin=ES-ei平均过盈：Yav=1/2·(Ymax+Ymin)3.配合类别：(1)

间隙配合--

特点：孔总在轴之上

描述：Xmax和XminTDXminTa零线X≥0TnTa(2)过盈配合--

特点：孔总在轴之下描述：Ymax和YminTaY,minTD3.配合类别：零线Y≤0TaTD3.配合类别：(3)过渡配合：

特点：孔和轴交叠描述：Xmax和Y,TDY.零线4.配合公差：允许间隙或过盈的变动量T,=x(Y)-XYm)=I₀+T决定了配合质量(ES-ei)-(EI-es)2.1.3配合为了设计和制造上的方便，把其中孔或轴的公差带位置固定下来改变另一配合件的公差带位置，形成所需要的配合叫基准制基准孔的标准公差基孔制配合配合类别取决于——公差带大小和位置2.

1.3配合5.配合制(基准制)EI=0过渡配合或过盈配合过盈配合8过渡配合间隙配合间隙配合基轴制配合过渡配合或过盈配合过盈配合基准轴的标准公差es=0过渡配合0-基孔制和基轴制是两种平行等效的配合制度2.1.3配合5.配合制(基准制)用公差带解释配合制——基孔制和基轴制基孔制：TaTD零线

EI=0 Ta2.1.3配合基轴制：TD十零线

es=00TaTD用公差带解释配合制——基孔制和基轴制2.1.3配合ES=

D

max一D

;

es=

dmax

d

(1)EI=

Dmin

D;

ei=

dmin

d

(2)TD=|ES一EII;Ta=les—eil(3)Xmax(Ymin)=ES-ei(4)Xmin(Ymax

)=EI—es

(5)T₁=|Xmax(Ymin)一Xmin(Ymax)I=

Tp+Ta

(6)12复

习★★★(必须掌握的六个计算公式)★★★(习题2-2):已知：D(d)=Φ25,Xmax=+0.013,Ymax=—0.021,Ta=0.013,因结构需要采用基轴制(h)。求：ES、EI、es、ei、T₁,并画出尺寸公差带图。解：复习6个基本公式(1)求轴es、ei(因采用h) ∵h的上偏差为es=0又∵

Ta=0.013

∴

ei=es-Ta=

0.013(习题2-2):已知：D(d)=Φ25,Xmax=+0.013,Ymax=—0.021,Ta=0.013,因结构需要采用基轴制(h)。求：ES、EI、es、ei、T,,并画出尺寸公差带图。(2)求孔ES、EI∵Xmax=ESei=

ES一

(一0.013)=+0.013又∵

Y=EI-9-0.021 ∴EI=—0.021∴ES=0T₁=Tp+Ta=|ES一I|+les-eil(3)求T=0.021+0.013=0.034(4)公差带图(

习题2-2):已知：

D(d)=Φ25,Xmax=+0.013,Ymax=-0.021,Ta=0.013,因结构需要采用基轴制

(h)。求：ES、EI、es、ei、T₁,并画出尺寸公差带图。本节小结1.尺寸精度设计基本术语-配合(定义、配合类别、配合公差、配合制)16互换性与测量技术基础课程第2章尺寸精度设计2.2标准公差系列和基本偏差系列主讲教师：马惠萍TD公差带大小标准化Ta公差带位置标准化配合取决于——公差带大小和位置满足工程实际中孔轴不同配合性质要求标准公差系列配合制基本偏差系列基孔制基轴制极限与配合制配合公称尺寸mm..标准公差等级IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18大于至μmmm一30.81.2234610142540600.10.140.250.40.611.43611.52.545812183048750.120.180.30.480.51.21.861011.52.546915223658900.150.220.360.580.91.52.210181.2235811182743701100.180.270.430.71.11.82.718301.52.546913213352a841300.210.330.520.841.32.13.330501.52.54711162539621001600.250.390.6211.62.53.95080235813193046741201900.30.460.741.21.934.6801202.5461015223554871402200.350.540.871.42.23.55.41201803.558.12182540631001602500.40.6311.62.546.31802504.571014202946721151852900.460.721.151.852.94.67.225031568121623325281·1302103200.520.811.32.13.25.28.1315400791318253657891402303600.570.891.42.33.65.78.94005008101520274063971552504000.630.971.552.546.39.7注：公称尺寸小于或等于1mm时，无IT14至IT18。IT01、IT0、IT1~IT1820个等级

(D

(4)≤500)

IT1、IT2~IT1818个等级

(D(d)≤3150

(500-3150)标准公差值大小的决定因素—公差等级和公称尺寸)2.2.1标准公差系列——公差带大小的标准化表22标准公差数值

GB/T

1800

1-2009(摘自加工方法公差等级范围加工方法公差等级

范围研磨IT01～IT5刨、插IT10～IT11衍磨IT4～IT7滚压、挤压IT10～IT11金刚石车IT5～IT7粗车IT10～IT12金刚石镗IT5～IT7粗镗IT10～IT12圆磨IT5～IT8钻削IT10～IT13平磨IT5～IT8冲压IT10～IT14拉削IT5～IT8砂型铸造IT14～IT15精车精镗IT7～IT9金属型铸造IT14～IT15铰孔IT6～IT10锻造IT15～IT16铣IT8～IT11气割IT15～IT18表2-11常用加工方法可以达到的标准公差等级范围表2-12标准公差等级的应用范围公差等级范围应用IT01～IT1块规IT1～IT7量规IT2～IT5特别精密零件IT5~IT12配合尺寸IT8～IT14原材料IT12～IT18非配合尺寸规律一：公差带在零线上面，其基本偏差为下偏差规律二：公差带在零线下面，其基本偏差为上偏差ES(es)T尺寸EI(ei)ES(es)T尺寸EI(ei)2.2.2基本偏差系列——公差带位置的标准化D掉,

F,L,F,OG,,

S,

(Ai,l,Z,0B,q,Z,wC)

,

fg,js,za,zb,zc)

7个孔准孔轴1.基本偏差代号(28)皇零

线自公称尺寸公称尺寸基2.基本偏差规律(1)对孔(轴):A-H为EI;a-h为esJ-ZC为ES;j-zc为ei公称尺寸

公

称

寸基准子L自自黑具口孔轴2.基本偏差规律(2)对H(h):H为EI=0(h为es=0)县EI是CD基准孔es

自曾自白曾r自G

自

自

K

M

N口目口n孔 自首省首零首线ESpP公称尺-轴

寸自UU口具ei称尺寸瑛公孔零

线自自自留轴(3)JS(js)一对称公称尺寸公称尺寸些

准

孔目l0(4)J(j)一近似对称，将要由JS(js)代替对J仅保留J6、J7、J8;对j仅保留j5、j6、j7公称尺寸公称尺寸自自自自

轴自自孔基0轴FFFG基准子L皇零

线帽自自自指育基准子L智自目日部自基本偏差是确定公差带位置的唯一参数(5)除JS,js,K,k,M,N外基本偏差原则上与标准公差无关公称尺寸公称尺寸122.基本偏差规律(6)

各种基本偏差形成配合的特性

0161)A—H与h和a—h与H各形成11种间隙配合2)JS、J—N与h和js、j—n与H各形成5种过渡配合3)P—ZC与h和p—zc与H各形成12种过盈配合3.孔、轴的基本偏差规则(1)通用规则孔、轴的基本偏差数值——同一字母的孔轴

(查表2-4,2-5)EI=-esES=-eieih9ESH7f6F7h6t9H9EIT9es(2)特殊规则(考虑孔轴工艺等价性，以及基孔制和基轴制配合性质不变) Y,maxES=-ei+△△=ITn-IT(n-1)公称尺寸D>3mm,标准公差等级≤IT8的K、M、N标准公差等级≤IT7的P到ZC公称尺寸D>3~500mm,标准公差等级>IT8的N的基本偏差ES=0本节小结1.标准公差系列——公差带大小的标准化2.基本偏差系列——公差带位置的标准化(习题2-4):求Φ20--

．.

轴的公差带30030200(习题2-3):求孔Φ60J7的上、下偏差查标准公差表和基本偏差表练习?(例4)

:求

φ20--

.

轴的公差带Φ20f6练习?03302000(例3)

:求孔①60J7的上、下偏差Φ60J7=Φ60

-0.012查标准公差表和基本偏差表互换性与测量技术基础课程第2章尺寸精度设计2.3配合的选用主讲教师：马惠萍孔的基本偏差代号7,6代表公差等级轴的基本偏差代号2.3.0装配图和零件图的标注H7Φ16-g6表示了孔轴的配合关系装配图16轴零件图-0.006Φ16g6(-0.017Φ16g6孔零件图Φ16H7-+0Φ16H7①1687Φ16+0.018-0.006-0.017Φ162.3配合的选用

尺寸精度设计内容

公差等级

配合制

配合类别和种类基孔制H基轴制h16未注尺寸公差车削冷

拔0.0050.020.050.1mm公差值T(a)相对成本与公差的关系

(b)废品率与公差的关系D≤500mm时，IT≤8,孔轴差1级

6,7,8(孔)选用

个别8级同级，见表2-9,2-10

5,6,7(轴)

g6D>500或IT>8,同级配合相对成本高研磨磨削原则：满足使用要求，尽量选精度低的等级2.3.1标准公差等级选用废品率高(1)采用IT9~IT11的冷拉钢材直接作轴常常应用在农业、纺织机械中(2)直径小1mm光轧成型的精密轴常常应用在精密机械、仪器仪表、无线电工程中1.优先选用基孔制(钻头和铰刀)2.特殊情况选用基轴制(车刀或砂轮)2.3.2配合制选用2.3.2配合制选用2.特殊情况选用基轴制(3)结构上的需要

一轴与多孔配合

且配合性质不同(a)活塞连杆机构(c)基孔制活塞2活塞销

M7h6M7/h6(b)基轴制2.3.2配合制选用1.优先选用基孔制；2.特殊情况选用基轴制；3.与标准件配合，以标准件为基准件4.允许采用任一孔、轴公差带组

成配合；①62J7=Φ62

-

.Φ62h6=Φ620.019Φ62f9=Φ62-0.104Φ62

J7

h6J7f9.+28110000滚动轴承配合的基准制Φ62类别：间隙、过渡、过盈有：间隙配合过盈间隙过渡2.3.3配合类别选用1.配合表面有无相对运动2.是否传递扭矩MK是：3.能否拆卸：

能

，

经常拆卸使用要求：

同心度(相对运动)和传递扭矩工作条件：

冲击和温度经济性：

30多万对2.3.4配合种类选用根据一般的公差

带

(105)F6H1H2H3H4H5H6J6常用公差带(44)(13)JS4JS5R6D7E7F7G7H7J7JS7M7R7T7C8D8E8F8G8

H8J8JS8K8M8

N8P8R8S8T8U8D9E9F9JS9JS10N9P9A10B10C10D10A11B11D11E10H13JS11JS12JS13图2-20孔的公差带(GB/1801—2009)543种孔的公差带-162优先公差带U6V6X6Y6Z6JS1JS2JS3K4K5K6G5G6JS6S6图2-21

轴的公差带(GB/T1801--2009)基准孔轴abcdefghjskmnPr5tuVxyz间隙配合过渡配合过盈配合H6碧要碧碧H7罗器器聚罗H7x6H7z6H8磐H8h7H8聚盟H8r7H87娶H8e8H88H8h8H9留H10a8!8H11噩噩r噩噩噩H12噩H12h12注

；①

票

器在基本尺寸小于或等于3mm和粤在基本尺寸小于或等于100②标注☑的配合为优先配合。常用59H8mm时，为过渡配合。优先13.表2-9基孔制优先、常用配合

(摘自GB/T

1801—2009)js7基准轴孔ABCDEFGHJSKMNPRSTUVXYZ间隙配合过渡配合过盈配合h5焉5碧焉h6招品M6器器韶器器h7器黔Mh8璐翳h9h10DOh11篮蛊品器h12般 注：标注萝的配合为优先配合。常用47优先13.

基轴制优先、常用配合(摘自GB/T1801-2009)2.3.4i配合种类选用使用要求：

同心度(相对运动)和传递扭矩根

据

工作条件：

冲击和温度经

济

性

：30多万对计

算

法

：滑动轴承的间隙配合方法试验法：

重要的关键性配合，成本高类

比

法

：生产验证的，类似的机械、机构和零部件2.3.5

线性尺寸未注公差的标注公差等级：f一精密级(IT12)m一中等级(IT14)c一粗糙级(IT16)v一

最粗级(IT17)技术要求：未注尺寸公差按GB/T1804-fR37061公差等级尺寸分段0.5～3>3~6>6~30>30~120>120~400>400~1000>1000~2000>2000~4000f

(精密级)±0.05±0.05±0.1±0.15±0.2±0.3±0.5一m

(中等级)±0.1±0.1±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2c

(粗糙级)±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2±3±4V(

最粗级)一±0.5±1±1.5±2.5±4±6±8表2-16线性尺寸的未注极限偏差的数值(摘自GB/T1804-2000)mm2.3.5线性尺寸未注公差的标注(例题2-5):已知D(d)=Φ40,要求X=+20~+90μm,若采用基孔制。确定此配合的孔、轴公差带和配合代号，画出其尺寸公差带图。(1)确定标准公差Tp和TaITd=|Xmax-Xmml=70μm

40T=Tp+Ta≤70μm查表2-2,当公称尺寸为

40,IT5=11μm,IT6=16μm,IT7=25μm,IT8=39μm讨论：根据标准公差等级选用原则，选择Tp=IT8=39μm;Ta=IT7=25μm;(例题2-12):已知D(d)=Φ40,要求X=+20~+90μm,

若采用基孔制。确定此配合的孔、轴公差带和配合代号，画出其尺寸公差带图。(2)

基孔制H,EI=0,ES=39μm(3)确定轴的基本偏差es零

线具基准孔UU!U具县自自轴公称尺寸

公称尺寸孔(例题2-12):已知D(d)=Φ40,要求X=+20~+90μm,若采用基孔制。确定此配合的孔、轴公差带和配合代号，画出其尺寸公差带图。(2)基孔制H,EI=0,ES=39μm(3)确定轴的基本偏差esXmax=ES-ei≤[Xmaxl=90μmXmin=EI-es≥

[Xminl=20μmTa=es-ei=25μm-26≤es≤-20查表2-4,es=-25

μm,

基本偏差代号为f

(优先公差带)P32表2-9(例题2-12):已知D(d)=Φ40,要求X=+20~+90μm,

若采用基孔制。确定此配合的孔、轴公差带和配合代号，画出其尺寸公差带图。H8-25-50L+39f7本节小结1.尺寸精度在总装图和零件图的标注2.尺寸精度的设计(标准公差、基准制、基本偏差、未注尺寸公差)3.计算法设计尺寸公差(例题)互换性与测量技术基础课程第3章几何精度设计3.1几何公差研究对象和评定符号主讲教师：马惠萍第3章几何精度设计的学习内容1.

问题的提出?(为什么对零件提出几何精度要求?)

why2.

几何公差研究对象是什么?用什么评定?

what3.

在零件图上如何标注?4.公差原则是什么?(处理尺寸公差和几何公差关系的原则)5.

如何选用或设计几何公差?howhow3.1.1问题的提出

(why)一.几何误差产生原因加工的工艺系统的误差(机床、刀具、卡具等)加工过程中(振动、受力变形、磨损等)3.1.1问题的提出

(why)1.影响零件的功能要求机床导轨表面的直线度和平面度

(影响机床刀架的运动精度)2.影响零件的配合性质圆柱结合的间隙配合

(圆柱表面的形状误差会加快相对转动的磨损，降低寿命和运动精度)3.影响零件的自由装配性轴承盖上螺钉孔的位置不正确，用螺钉往机座紧固会影响其自由装配；5滚动轴承配合的基准制3.影响零件的自由装配性(影响其自由装配)3.1.2几何公差研究的对象—一几何要素球面圆锥面

平面

圆柱面球心轴线素线点几何要素：构成零件几何特征的点、线、面3.1.2几何公差研究的对象—一几何要素组成要素导出要素1.结构特征73.1.2几何公差研究的对象—一几何要素1.按结构特征分类(1)组成要素：指零件的表面或表面上的线(2)导

出

要

素：由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面球面圆锥面平面圆柱面球心轴线素

线

点1.结构特征2.检测关系组成要素导出要素被测要素基准要素3.1.2几何公差研究的对象—一几何要素单一要素关联要素功能关系9t₁φ50AA(a)Ra1.625L2.按检测关系分类(1)被测要素：

给出几何公差，研究和测量的要素(a)单一要素—提出形状公差要求的被测要素(b)关联要素—给出方向或位置公差要求的被测要素(2)基准要素：用来确定被测要素的方向和位置的要素1.结构特征2.检测关系组成要素导出要素被测要素基准要素3.1.2几何公差研究的对象—一几何要素单一要素关联要素功能关系11直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度形状公差形状或位置公差3.1.3几何公差特征项目和符号—如何评定平行度垂直度倾斜度定向公差3.1.3几何公差特征项目和符号位置度同心度(用于中心点)同轴度(用于轴线)对称度圆跳动全跳动跳动公差定位公差13说明符号说明符号被测要素最小实体要求自由状态条件(非刚性零件)全周(轮廓)基准要素包容要求⑤公共公差带CZ小径LD基准目标大径MD中径、节径PD理论正确尺寸线素LE延伸公差带不凸起NC最大实体要求M任意横截面ACS几何公差的附加符号(如表3-2所示)表4.2几何公差的附加符号

(摘自GB/T

1182—2008)注

1

:GB/T1182—1996中

规

定

的

基

准

符

号

为,此符

号

已

不再

使用。注2

:

如

需标注可逆要求

，

可采用符

号

®

见

GB/T16671。本节小结(1)几何公差研究的对象(几何要素)及其分类(2)几何公差特征项目和符号

(评定几何公差)复习分类和符号?第3章几何精度设计3.2几何公差的标注主讲教师：马惠萍互换性与测量技术基础课程第3章几何精度设计的学习内容1.

问题的提出?(为什么对零件提出几何精度要求?)why2.

几何公差研究对象是什么?用什么评定?what3.

在零件图上如何标注?解释几何公差带?4.公差原则是什么?(处理尺寸公差和几何公差关系的原则)5.

如何选用或设计几何公差?howhowhow一.标注内容——零件图辅助平面和要素框格公差框格,CBCa0.08

A

B

L

A相邻标注(优先选用上相邻的标注区域),Cb0.08ABAa相邻标注6×口0.2C应用于几个相同被测要素C指引箭头

相邻标注相邻标注(优先选用上相邻的标注区域)“区间”标注J-KKd)表示公差带为两个不等距曲面之间的区域0.08

BKI0.06A0.02同一被测要素给出几种公差特征项目要求(公差值依次递减)6×0.2b)

ACS”表

示任意横截面一.标注内容——零件图“一.标注内容——零件图公差框格指引箭头t₁Ra1.6025丄Φ50基准符号AA(a)表3-3几何公差带的16种主要形状P64形状说明形状说明两平行直线之间的区域一个圆柱内的区域两等距线之间的区域两同轴线圆柱面之间的区域两同心圆之间的区域两平行平面之间的区域一个圆内的区域两等距面之间的区域珠一个圆球面内的区域两个直径相同的平行圆之间的区域两个不等距曲面之间的区域在一个圆锥面上的两平行圆之间的区域两个不平行平面之间的区域两条不等距曲线之间的区域一个圆馆内的区域两条不平行直线之间的区域几何公差带限制实际被测要素变动的区域，有形状、大小、方向和位置四个要素1.公差框格的内容基准符号字母公差特征符号：19个公差值：mm0.1,

φ0.1,Sφ0.1口0.1//

0.1

A0.1ABSφ0.1ABCOφ0.1A—B1.公差框格的内容8//0.06B一0.01Sφ0.1ABCOφ0.1A—B同一被测要素给出几种公差特征项目要求(公差值依次递减)1.公差框格的内容表3-3几何公差带的16种主要形状P64形状说明形状说明两平行直线之间的区域一个圆柱内的区域两等距线之间的区域两同轴线圆柱面之间的区域两同心圆之间的区域两平行平面之间的区域一个圆内的区域两等距面之间的区域珠一个圆球面内的区域两个直径相同的平行圆之间的区域两个不等距曲面之间的区域在一个圆锥面上的两平行圆之间的区域两个不平行平面之间的区域两条不等距曲线之间的区域一个圆馆内的区域两条不平行直线之间的区域几何公差带限制实际被测要素变动的区域，有形状、大小、方向和位置四个要素2.辅助平面和要素框格(1)相交平面框格相交平面是用来标识线要素要求的方向，如平面上线要素的直线度、线轮廓度、要素的线素的方向，及在面要素上的线要素的“全周”规范。D表示被测要素是该要素上与基准C平行的所有线要素2.辅助平面和要素框格(1)相交平面框格相交平面是用来标识线要素要求的方向，如平面上线要素的直线度、线轮廓度、要素的线素的方向，及在面要素上的线要素的“全周”规范。图3-6相交平面框格平行、垂直、保持特定的角度、对称

(包含)D表示被测要素是该要素上与基准C平行的所有线要素2.辅助平面和要素框格(2)

定向平面框格

B

LB

L

B由工件的提取要素建立的平面，用于标识公差带的方向。2.辅助平面和要素框格(2)定向平面框格

1B由工件的提取要素建立的平面，用于标识公差带的方向。被测要素是中心线或中心点，且公差带的宽度是由两平行平面限定的基准平面B(2)定向平面框格由工件的提取要素建立的平面，用于标识公差带的方向。被测要素是中心线或中心点，且公差带的宽度是由两平行平面限定的2.辅助平面和要素框格基准轴线A平行度

Parallelism:公差带是距离公差值且平行于基准平面(线)一限制被测要素对基准要素相平行的误差2.辅助平面和要素框格(3)方向要素框格由工件的提取要素建立的理想要素，用于标识公差带宽度(局部偏差)的方向。0.2当方向定义为与被测要素的面要素垂直时，应使用跳动符号，并且被测要素(或其导出要素)应在方向要素框格中作为基准标注被测要素是组合要素，且公差带的宽度与规定的几何要素非法向关系；或对非圆柱体或球体的回转体表面使用圆度公差圆度

Circularity:公差带是在同一正截面上，半径为公差值z的两同心圆之间的区域。一限制回转面径向截面轮廓的形状误差2.辅助平面和要素框格(4)组合平面框格由工件的要素建立的平面，用于定义封闭的组合连续要素—标注全周符号时使用全周符号

独立公差带□0.2SZOⅢ4b)注：图样上所标注的要求作为单独要求适用于四个面要素a、b、c与d。全周符号不包括面要素e与f。一.标注内容——零件图3.基准符号1)大写的英文字母2)用角标满足多个3)字母必须水平书写基准符号用细实线与一个涂黑(或空白)的三角形相连而组成。A(a)(b)(c)(d)4.在零件图上的标注(1)被测要素为组成要素时a)二维b)三维4.在零件图上的标注(2)被测要素指向实际表面时a)二维

b)三维4.在零件图上的标注(3)被测要素为导出要素时(4)基准要素为组成要素(a)(b)(c)(5)基准要素为导出要素说明符号说明符号被测要素基准要素基准目标组合公差带cZ区间(在…之间)独立公差带SZ理论正确尺寸联合要素UF包容要求⑧小径LD最大实体要求大径MD最小实体要求①中径、节径PD可逆要求R任意横截面ACS延伸公差带相交平面框格W日自由状态(非刚性零件)定向平面框格ⅢB全周(轮廓)方向要素框格B全表面(轮廓)组合平面框格CⅢ国几何公差的附加符号(如表3-2所示P54)表3-2几何公差附加符号(摘自GB/T1182-2018)26二.附加规定的标注方法0.11.独立公差带SZ和组合公差带CZSZ:每个要素的公差要求是独立，互不干涉。可省略标注

图3-20多个单独要素的标注口0.1CZCZ:表示该标注适用于多个要素。

不但控制三个表面的形状，同时保证三个表面的相对位置。图3-21多个要素的组合公差带的标注二.附加规定的标注方法2.联合要素UF由连续的或不连续的组成要素组合而成的要素，并将其视为一个单一要素该要求适用于所有的面要素a、b

、c

、d

、e

、

图3-23

全表面符号f、g、h,

并将其视为一个联合要素3.全周和全表面符号

全周符号：并不包括整个工件的所有表面，

只包括由轮廓和公差标注所表示的各个表面相交平面框格a)注：图样上所标注的要求作为组合公差带，适用于在所有横截面中的线a、b、c与d。b组合平面框格eb)d注：图样上所标注的要求作为单独要求适用于四个面要素a、b、c与d。全周符号不包括面要素e与f图3-22

全周符号全表面符号：几何公差特征符号适用于工件的所有组成要素上使用“全周”或“全表面”符号时，应与SZ(独立公差带)、CZ(组合公差带)或UF(联合要素)组合使用。如果“全周”或“全表面”符号与SZ组合使用，公差要求是独立的及公差带之间互不相关UF0.3ba.g该要求适用于所有的面要素a、b、c、d、e、f、g、h,

并将其视为一个联合要素图3-23全表面符号以螺纹轴线为被测要素或基准要素时，默认为螺纹中径。用“MD”表示大径，用"LD”表示小径。齿轮：用“PD”表示节径，用“MD”表示大径(齿顶圆或齿根圆直径),用“LD”表示小径。4.螺纹和齿轮轴线的标注图3-14

(

a)大径轴线的标注相邻标注5.理论正确尺寸(理论正确角度)的标注对要素的位置度、轮廓度和倾斜度，其尺寸用不带公差的理论正确尺寸来确定其理论正确位置、轮廓和角度(TED),理论正确尺寸没有公差，并标注在一个方框中。通常用于轮廓度、位置度、倾斜度的公差标注中8×φ15H70.10.1图3-16(a)理论正确尺寸的标注

图3-16理论正确角度的标注6.限定性规定的标注图4.13(b)0.10.05/200一b)公差带延伸到工件实体之外，以保证能顺利装入延伸公差带用规范的附加符号

P

表示，并注出

其延伸的范围(延伸到螺纹孔位置进行控制)图3-19延伸公差带的标注

347.延伸公差带φ0.1P|B|A8×φ25H7图2-18滚动轴承配合的基准制轴承盖357.延伸公差带6.4延伸公差带一P当图64左示螺纹连接时，按常规方法标注，将出现干涉现象。延伸公差带就是为了解决此问题而产生的一种特殊标注方法。它的原理是把螺纹部分的公差带延伸至实体外(图64右)。Interferencearea-Matingpart一TolerancezoneisequaltolengthofthreadedholePositionaltolerancezoneTruepositionaxis—TrueAxisofclearanceholePositionaltolerancezonepositionaxis—AxisofclearanceholeMinimumtolerancezoneheightisequaltomaximumthicknessofmatingpart!AxisofthreadedholeAxisofthreadedhole涉MEANSTHISØ0.4positionalTruepositionaxis-Axisofthreadedhole35minimumpro-jectedtoleranceDatumzoneheightplaneATHISONTHEDRAWINGTHISONTHEDRAWING6XM20×2-6HØ0.25positionaltolerancezoneAxisofthreadedholeMEANSTHISTruepositionaxis-框内口后标延伸尺寸14minimumprojectedtolerancezoneheight加工靠机床精度保证，方法有两种：钻模加工和加工中心加工测量是用专用工具，带螺纹的圆柱体拧到被测件中再测量(功能量规)框外标延伸尺寸及符号GM标准标注延伸公差带的两种形式(图65)8.最大实体要求、最小实体要求和可逆要求R

φ0.04(

M

A

φ0.04

φ0.04

M

AM (a)

(b)(c)最大实体要求用规范的附加符号

M

表示。8.最大实体要求、最小实体要求和可逆要求最小实体要求用规范的附加符号

L

表示。申φ0.5①A图3-21

(a

)

图3-21

(b)φ0.5A

①φ0.5①A①图

3-21(c)⊥φ0.2Aφ0.4L(RA可逆要求用规范的附加符号

表示。图3-22(a)可逆要求用于最大实体要求图3-22(

b)可逆要求用于最小实体要求409.自由状态的标注2.8

①(a)滚动体滚动轴承的组成0.0250.3口保持架外图UFJ→KK注：长点画线勾勒出被测要素的轮廓(面要素a、b、c与10.区间——局部要素标注公差框格只适用于要素的一个已定义的局部区域，应标识出被测要素的起止点，并且用粗长点划线定义部分面要素或使用符号“一→”,称为“区间”d的下部不在规范的范围内)图3-34局部要素标注(被测要素是从线J开始到线K结束的上部面要素)本节小结(1)几何公差在零件图上的标注(2)几何公差附加标注方法互换性与测量技术基础课程第3章几何精度设计3.3几何公差带主讲教师：马惠萍形状说明形状说明两平行直线之间的区域一个圆柱内的区域两等距线之间的区域两同轴线圆柱面之间的区域两同心圆之间的区域两平行平面之间的区域一个圆内的区域两等距面之间的区域一个圆球面内的区域3.3.1几何公差带

几何公差带限制实际被测要素变动的区域，有形状、大小、方向和位置四个要素表3-3几何公差带的九种主要形状几何公差带形状公差

方向公差

位置公差

轮廓公差

跳动公差Straightness:在给定平面内，公差带是距离为公差值z的两平行直线之间的区域。-限制给定直线的形状误差直线度平面度

Flatness:公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域。-限制被测实际平面的形状误差口0.1NC平面度误差不允许凸起口0.08圆度

Circularity:公差带是在同一正截面上，半径为公差值的两同心圆之间的区域。一限制回转面径向截面轮廓的形状误差Cylindricity:公差带是半径为公差值的两同轴圆柱面之间的区域。一限制实际圆柱面的形状误差；圆柱度几何公差带形状公差

方向公差

位置公差

轮廓公差

跳动公差口0.03//0.05AA方向公差带能把同一被测要素的形状误差控制在方向公差带范围内。当对某一被测要素给出方向公差后，仅在对形状精度有进一步要求时，才另外给出形状公差，但形状公差值必须小于方向公对某一被测要素同时有方向公差和形状公差要求的示例差值平行度

Parallelism:公差带是距离公差值且平行于基准平面(线)一限制被测要素对基准要素相平行的误差//0.1D基准平面平行度

Parallelism:公差带是距离公差值且平行于基准平面

(线)一限制被测要素对基准要素相平行的误差A上

0.08A基准轴线垂直度Perpendicularity:公差带是距离公差值且垂直于基准线

(面)一限制被测要素对基准要素相垂直的误差L

φ0.01

A基准平面A垂直度Perpendicularity:公差带是距离公差值且垂直于基准线

(面)一限制被测要素对基准要素相垂直的误差倾斜度Angularity:公差带为间距等于公差值的两平行平面所限定的区域。该平行平面按给定角度倾斜于基准平面∠

0.08A-B60°B几何公差带形状公差

方向公差

位置公差

轮廓公差

跳动公差15只对同一被测要素同时给出形状、方向和位置公差位置公差带能把同一被测要素的形状误差和方向误差控制在位置公差带区域内。应遵守形状公差小于方向公差、方向公差小于位置公差的原则。0.010.030.05AA同心度

公差带是直径为公差值φt的圆周内的区域，该圆周的圆心

与基准点重合；内圆的实际中心应限定在直径等于0.1,以基准点A为圆心

的圆周内。A任意横截面ACSφ0.1A基准点同轴度Concentricity:公差带是直径为公差值φr的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴；圆柱的实际中心线应限定在直径等于0.1,以基准轴线A为轴g0.1A线的圆柱面内Symmetry:公差带为间距等于公差值t且对称于基准中心平面的两平行平面所限定的区域；对称度位置度

Position:公差带是直径为公差值SΦt的圆球面所限定的区域，该圆球面中心的理论正确位置由基准A、B、C和理论正确尺寸确定；几何公差带形状公差

方向公差

位置公差

轮廓公差

跳动公差2l线轮廓度

(无基准)Profileofaline:公差带为直径等于公差值

t、圆心位于具有理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线所限定的区域——实际轮廓线应限定在直径等于0.04,圆心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线之间；0.04

R1060任一距离线轮廓度

(有基准)公差带为直径等于公差值t、圆心位于由基准平面A和基准平面B确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线所限定的区域。面轮廓度

(无基准)Profileofasurface:公差带为直径等于公差值t、球心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两包络面所限定的区域。实际轮廓面应限定在直径等于0.02,球心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两等距包络面之间；面轮廓度

(有基准)公差带为直径等于公差值t、球心位于由基准平面A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两包络面所限定的区域。实际轮廓面应限定在直径等于0.1,球心位于由基准平面A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两等距包络面之间；几何公差带形状公差

方向公差

位置公差

轮廓公差

跳动公差26(1)圆跳动公差带圆跳动是指实际被测的轮廓要素绕基准轴线在无轴向移动的条件下转一转过程中，由固定的指示表在给定测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。圆跳动

公差带为半径差等于公差值t、圆心在基准轴线A上的两同心圆所限定的区域。径向圆跳动公差radialrunout圆跳动

Circularrunout:公差带为与基准轴线D同轴的任一圆柱截面上、实际提取圆应限定在轴向距离等于的两个等圆之间。0.1D轴向圆跳动公差圆跳动

公差带为与基准轴线C同轴的某圆锥截面上、实际提取线应限定在素线方向间距等于的两个不等圆之间。斜向圆跳动公差0.1C(2)全跳动公差带全跳动是指实际被测的轮廓要素绕基准轴线A在无轴向移动的条件

下连续旋转，并且指示表与实际被测要素作相对运动过程中，由指示表在给定的测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。t形状

<3ltotalrunout:公差带为半径差等于公差值t、与公共基准

轴线A-B同轴的两圆柱面所限定的区域。径向全跳动公差全跳动0.1全跳动

公差带为间距等于公差值t、垂直于基准轴线D的两平行平面所限定的区域。0.1DD轴向全跳动公差圆跳动和全跳动的区别：(1)径向跳动Af=fu=本节小结解释了几何公差带含义形状、方向、位置、跳动、轮廓公差带如何标注?(习题3-1):将下列要求标注在图上：(1)圆锥面的圆度公差为0.01mm,圆锥素线直线度公差为0.02mm;(2)φ35H7中心线对φ10H7中心线的同轴度公差为0.05mm;(3)φ35H7内孔表面圆柱度公差为0.005mm;(4)φ20h6圆柱面的圆度公差为0.006mm;(5)φ35H7内孔端面对φ10H7中心线的轴向圆跳动公差为0.05mm;(6)圆锥面对φ10H7中心线的斜向圆跳动公差为0.05mm;互换性与测量技术基础课程第3章几何精度设计3.4公差原则主讲教师：马惠萍3.4公差原则与公差要求公差原则—是指处理

t几何和

TR之间关系应遵循的原则Φ160.07一φ0.04无：独立原则包容要求t几何和

T尺之间关系：

最大实体要求有：最小实体要求可逆要求3.4.1独立原则图样上某要素的t几何与T尺各自独立，彼此无关，分别满足各自公差要求0.060.02GB/T4249-1996规定，独立原则是图样中应遵循的基本原则，机械图样上95%以上公差要求遵循独立原则。包容要求最大实体要求最小实体要求可逆要求t几何和T尺之间关系：有：无：独立原则3.4.2有关公差原则的一些术语和定义1.最大实体尺寸(MMS)2.最小实体尺寸(LMS)3.体外作用尺寸(EFS)4.体内作用尺寸(IFS)5.最大实体实效尺寸(MMVS)6.最小实体实效尺寸(LMVS)1.最大实体尺寸(MMS)-maximummaterialsize指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内，并具有实体最大

(

即材料最多，重量最重)的状态下的尺寸对孔

DM=Dmin

对轴

dy

=

dmax2.最小实体尺寸

(LMS)—Leastmaterialsize实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内，并具有实体最小(即材料最少，重量最轻)的状态下的尺寸对孔

DL=Dmax对轴

dL=dmin3.体外作用尺寸(EFS)-Externalfunctionsize孔

的