机械精度设计2011.ppt

1、1,机械精度设计基础,哈尔滨商业大学 徐克非,2,工业工程专业 早期开设学校：天津大学1993年 西安交通大学1993年 （五年制） 哈尔滨商业大学2001年 全国高校开设:128所(2004年)147所(2006年) 183所(2011年) 黑龙江 6所 授予管理学学士与工学学士的比例 6：4,3,1977年 储运机械 1978年 食品机械 1993年 机械设计及制造 1998年 机械设计制造及其自动化 2002年 2006年 省级重点专业 2007年 国家特色专业（第一类） 目前全国 机械设计制造及其自动化专业 432个,4,包装工程专业 早期开设学校：吉林大学（吉林工业大学） 江南大学（

2、无锡轻工学院） 株洲工学院 等 教育部批复：包装工程专业（试办）1985年 包装工程专业1993年 哈尔滨商业大学1993年开办 全国高校开设:71所(2009年统计) 黑龙江 5所,5,机械精度设计基础,第一章 绪论,1.1 机械精度设计的研究对象,机械方案设计 (运动设计),机械结构设计,机械精度设计,机械设计,6,互换性某一产品（零件、部件、构件）与另一产品 在尺寸、功能上能够彼此相互替换的性能,互换性要求：产品间的几何参数、机械性能、理化性 能及其他功能充分近似公差,机床刀具夹具工件；人工操作；环境影响等,误差系统误差、随机误差,尺寸误差 形状误差 位置误差 表面粗糙度,尺寸公差 形状

3、公差 位置公差 表面粗糙度,制造过程,精度设计,1.1 一、互换性,7,1.1 二、公 差,几何量的公差：几何量允许的变动量 公差是设计要求，由设计者提出，标注在图纸上 公差尺寸精度、形状和位置精度、表面精度,1.1 三、检 测,8,检验特点：,测量特点：,测量的结果能获得被测几何量的具体数值 例：卡尺、千分尺 测量轴径、孔径,检定特点：,评定计量器具的精度 （尺寸传递系统） 例：量块的检定,9,光滑极限量规,孔用塞规,轴用卡规,机械比较仪,通端,止端,10,1.2 标准化与优先数系 一、标准化与标准,标准化定义: (GB20000.12002),为在一定的范围内获得最佳秩序，对现实问题或潜在

4、问题制定共同的和重复使用的条款的活动。 注：上述活动主要包括编制、发布和实施标准的过程。,工业生产重要手段；专业化协作必要前提 科学管理组成部分；实现互换性主要基础,标准化是一个包括制订标准、贯彻标准、修订标准、贯彻标准，循环往复，不断提高的活动过程。,11,12,标准定义: (GB/T20000.1-2002),为在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件。(规则、导则或特性的文件ISO) 注：标准宜以科学、技术和经验综合成果为基础，以促进最佳的共同效益为目的。（以执行最新颁布的标准为准则）,本质属性：统一规定；对象：重复性事物,13,标

5、准(Standard)定义： 贸易技术壁垒协定（TBT）:经公认机构批准的、规定非强制执行的、供通用或重复使用的产品或相关工艺和生产方法的规则、指南或特性的文件。 该文件还可包括或专门关于适用于产品、工艺或生产方法的专门术语、符号、包装、标志或标签要求。 ISO / IEC GUIDE 2 ：为在一定范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的重复使用的规则、导则或特性的文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。 说明:“协商一致”并不意味着一致同意，它是指：总体同意，利益相关方的任何重要一方对重大问题没有坚持反对，整个过程寻求考虑所有相关方的意见，并且协调所有对立的争论。,14,各国

6、标准代号,15,行业标准名称,行业标准代号,16,1.2 二、优先数系及优先数,优先数系和优先数是为协调、简化、统一各种技术参数的数值而制订的一种科学的数值标准（十进制几何级数）,优先数和优先数系 GB/T321-2005 /ISO 3:1973 优先数和优先数系的应用指南 GB/T19764-2005,优先数系的代号： 数系无限定范围：R5；R10；R20；R40 数系有限定范围： R10（1.25） 下限1.25 R20（45） 上限45 R40（75300） 下限75上限300 R80（80）含有项值80并向两端无限延伸,17,被测对象：,长度（线性尺寸）、角度、形状、相对位置、表面粗糙

7、度及螺纹、齿轮等几何参数,计量单位：,长度基本单位：米（m） 常用单位: 毫米（mm）、微米（m） 角度单位：弧度（rad）、微弧度（rad） 度（）、分（）、秒（）,测量方法：,测量精度：,被测几何量的测量结果与其真值相一致的程度。,1.3 几何量测量基本知识 一、测量值,测量结果真值=测量误差,绝对/相对（比较）；直接/间接；接触/非接触；静态/动态；单项/综合；等精/不等,18,1.3 几何量测量基本知识 二、长度量值的传递及量块,米的由来：,1790年，以通过巴黎的地球子午线的四千万分之一 作为长度“米”的基准档案米尺 1880年，国际计量局X型铂铱合金国际米原器 （1875决定造18

8、883161889首届，确定） 1960年，第11届国际计量大会确定米的定义： 米的长度等于 原子的2P10 和5d5 能级 之间跃迁所对应的辐射在真空中的波长的 1650 763.73倍 1983年，第17届国际计量大会通过了米的新定义,19,米的定义：光在真空中于1/299792458秒的时间 间隔内所传播的距离。 我国用0.633m氦氖激光辐射波长复现 长度基准。,长度基准尺寸传递系统：,20,21,量块的精度,尺寸精度： 中心长度精度 平面平行精度：量块两侧面上任意点的垂 直距离对其中心长度之差的最大绝对值 研合性：通过分子吸引力的粘合能力,不确定度：在规定条件下测量时，由于测量误差的

9、 存在，对测量值不能肯定的程度。,* 量块按“等”使用修正了量块的制造偏差，因此比按“级”使用精度高,22,计量器具分类：,基准量具：用来校对或调整计量器具或作为标准尺寸进 行相对测量的量具。如：量块、角度量块、 多面棱体、标准线纹刻度尺。 通用量具：将被测量转换成直接观测的指示值或等效信 息的测量工具。包括：游标类、微动螺旋类、 机械比较仪、光学量仪、电动量仪、气动量 仪、微机化量仪。 极限量规：没有刻度值，检验被测量是否在极限偏差内 确定是否合格的量具。如：塞规、卡规。 检验夹具：与计量器具配套使用的专用检验工具。,1.3 三、计量器具的技术指标,23,5.灵敏度（k）：计量器具示数装置对

10、被测量变化的 反应能力，也成放大比。 k=a/i a分度值；i刻度间距 6.测量力：计量器具与被测表面之间的接触力。要求 稳定、防止变形。 7.示值误差：计量器具与被测量真值之间的差值。其 允许值可从使用说明书或检定规程中查得 8.示值变动性 9.回程误差 10.修正值 四、测量方法 见课件,24,研究对象：机械零部件的几何精度设计和检测原理。 目的任务：掌握互换性、标准化的基本概念及与零部 件几何精度设计有关的术语和定义； 基本掌握机械几何精度设计标准的主要内 容、特点和应用原则，熟练查阅各种标准 规定资料； 初步学会根据机器或零件使用要求，正确 设计几何量公差并正确地标注在图样上； 了解掌

11、握各种典型的几何量检测方法，初 步学会使用常用计量测试工具。 基本理论： 误差理论 理论研究方法：数理统计,25,教学参考书：机械精度设计基础 互换性与技术测量基础 公差与技术测量等,特点：术语定义多，符号代号多，标准规定多，经验解法 多，内容多，难记忆；从标准规定看,原则性强； 从工程应用看，灵活性大，初学者很难掌握。 主线：各部分都是围绕着以保证互换性为主的精度设计 问题，介绍各种典型零件几何精度的概念、分析 设计方法、论述检测规定等。 学习时应注意归纳总结，理顺其中的内在联系， 强调实践训练。,26,第一章 绪论,1.1 机械精度设计的研究对象,1.互换性 2.公差 3.检测,1.2 标

12、准化与优先数系 1.标准化、标准 2.优先数系、优先数,1.3 几何量测量基本知识 1.测量值 2.长度量值的传递、量块 按“等”使用比按“级”使用精度高 3.计量器具的技术指标 4项,检验 测量 检定,标准化：制订贯彻修订再贯彻 循环往复，不断提高的活动过程,27,第二章 尺寸精度,尺寸精度设计：主要研究线形尺寸（有配合要求的 孔与轴）的公差、极限与配合,配合：尺寸相同的圆柱结合（包括平行平面结合）的 使用要求 用作相对运动副转动或移动,准确、灵活间隙配合 用作固定连接形成一体，扭矩过盈配合 用作定位可拆卸连接同轴，扭矩?过渡配合,机械零件 几何精度,尺寸精度 形状和位置精度 表面精度(表面

13、粗糙度),28,GB/T1800.1-1997极限与配合 基础 第1部分：词汇 GB/T1800.2-1998极限与配合 基础 第2部分：公差、 偏差和配合的基本规定 GB/T1800.3-1998极限与配合 基础 第3部分：标准公 差和基本偏差数值表 GB/T1800.4-1999极限与配合 标准 第4部分：公差等 级和孔、轴的极限偏差表 GB/T1801-1999 极限与配合 公差带和配合的选择 GB/T1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度 尺寸的公差,29,2.1 基本术语及定义,一、孔和轴的定义： 二、有关尺寸的术语和定义 三、有关偏差和公差的术语及定义 四、有关配合的术

14、语及定义 五、基准制,GB/T1800；GB/T1801；GB/T1804,极限与配合标准国际公差制,等效采用ISO标准 如ISO286,（互换性、交流）,30,2.1 基本术语及定义,勘误：2.1 一、1.基本尺寸定义：用符号D表示 附表82： 623 26,4. 标准公差 GB/T1800.3-1998（附表2-2）P167 5. 基本偏差 GB/T1800.3-1998（附表2-3）P168 （附表2-4）P170 2.1 五、基准制 德国 DIN 基孔制 图2-7 基孔制配合 P13 基轴制 图2-8 基轴制配合 P14,注：2.1 三、2.尺寸公差 TD=Th=DmaxDmin=ES

15、EI Td=Ts=dmaxdmin=esei,31,尺寸公差带的绘制方法,50,+0.025,+ 0,0.009 0.025,基本尺寸：mm 偏差尺寸：mm,50mm,+25,9 25,基本尺寸：mm 偏差尺寸：m,+ 0,32,2.2 极限与配合国家标准的构成,一、标准公差系列 标准公差：是指大小已经标准化的公差值 （确定的公差带宽度）,Tf 加工+f 测量,公差计算表达式（试验统计）： T=ai=af(D) a公差等级系数（公差单位数） i标准公差因子（公差单位）,i=f(D)/(m) D基本尺寸的几何平均值(mm) 标准公差代号：IT (ISO Tolerance),33,更正：标准公差

16、计算公式 D500mm,当 D500mm 时 当 D在500 3150mm时,标准公差因子与零件尺寸的关系,加工误差 测量误差,34,2.2 二、基本偏差系列,2.2 二、2、基本偏差系列特征, 孔：JZC基本偏差为 ES （多为负值） 轴：j zc 基本偏差为 ei （多为正值）, 基本偏差是确定公差带位置的唯一参数， 除去JS、js、J、j、K、k、M、N、P以外, 原则上讲基本偏差与公差等级无关,35,2.2 二、2.孔基本偏差的确定,一般规则：同种配合中，孔与轴的基本偏差相对零线 完全对称，即两者基本偏差的绝对值相等， 符号相反。 EI=-es ； ES=-ei,特例：D3500mm的

17、基孔制或基轴制的配合中 标准公差等级IT8的K、M、N种的过渡配合 IT7的PZC种的过盈配合 （某一公差等级的孔与更精一级的轴配合） 孔的基本偏差应附加 =ITn-ITn-1 D3500mm，标准公差等级IT8的N种的 过盈配合, 孔的基本偏差 ES=0,36,图211孔、轴基本偏差换算的特殊规则 （P19）,要求具有同等的间隙或过盈,为保证孔与轴加工工艺的等价性，标准规定孔与精一级轴配合的换算原则：,Ymin基孔 = Ymin基轴 ； ES基轴=-ei基孔+ITn-IT(n-1)= -ei基孔+ =ES（计算值）+ ； = ITn- IT(n-1),37,一、标准公差系列 标准公差：是指大

18、小已经标准化的公差值 （确定的公差带宽度） 精度,二、基本偏差系列,（确定的公差带的位置）配合性质,基本偏差：靠近零线或位于零线的那个极限偏差,基本偏差系列：分类、性质、特征,2.2 极限与配合国家标准,2.1 基本术语及定义,第二章 尺寸精度,术语、代号、基准制、公差带 掌握极限、偏差、配合的定义、公式关系,设计 加工,38,三、尺寸公差、配合的代号、标注 配制配合件的标注： 四、极限偏差的确定 轴的极限偏差 等精度 一般性 孔的极限偏差 不等精度 特殊性,五、常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,1.孔、轴公差带：任意、一般、常用、优先 2.孔、轴配合种类、代号：常用、优先 选择原则：优先常用一

19、般任意,39,2.3 尺寸精度设计,计算法 实验法 类比法,用于对产品质量、性能影响较大的重要配合,费时、 费力、 费用高,常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,40,废品率与公差的关系,标准公差等级的选择,2.3 尺寸精度设计,41,2.4 光滑工件尺寸的检验,40,+0.004,-0.004,0,-0.0062,-0.058,-0.066,千分尺 分度值=0.01； 不确定度=0.004,A安全裕度,上验收极限A,下验收极限A,误收,误废,作业：26、7、8、9、10、14、15 思考题： 216、17 P4041,42,常用尺寸孔、轴公差与配合的选择,基准制选择：基孔制（优先）、基轴制、任意公

20、差带 标准公差等级的选择： 一般情况（检验、加工、使用）、3条 配合代号的选择： 相对运动；受载、扭矩；定心要求；拆装情况等,一般公差尺寸的极限偏差,（线性尺寸的未注公差）,精密级、中等级、粗糙级、最粗级GB/T18041996,2.3 尺寸精度设计,8级或7级高等 相配件结构或精度 配合性质及成本,P29、30,2.4 光滑工件尺寸的检验 安全裕度,43,44,由2-10式 ITD+ITd= XmaxXmin=64 (m ) GB/T1800.3 IT8D+IT7d =39+25=64 (m ) 基孔制 EI=0 由2-4式 es= EIXmin=025=25 (m ) 由2-2式 ei=

21、esIT7d=2525=50 ( m ) 由2-3式 ES= eiXmax=50+89=+39 ( m ),（1）D=40mm, Xmax=+89 m, Xmin=+25 m, 基孔制,GB/T1800.3,45,由2-12式 ITD+ITd= Xmax Ymax =34 (m ) GB/T1800.3-1998 IT7D+IT6d =21+13=34 (m ) 基轴制 es =0 由2-2式 ei=es IT6d=0 13 = 13 ( m ) 由2-3式 ES=Xmax ei=613 =7 ( m ) 由2-7式 EI = Ymax es=28 0= 28 (m ),（3）D=20mm,

22、Xmax=+6 m, Ymax =28 m, 基轴制,由GB/T1800.3-1998孔的基本偏差数值 查得：在1824尺寸段；N种、IT8： ES=15+=15+8=7；（IT7）=8,46,第三章 几何（形状和位置）精度,3.1 概述,一、形状和位置误差的产生及影响,影响零件使用： 功能要求 配合性质 正确装配,47,公称组成要素 公称导出要素 实际（组成）要素 提取组成要素 提取导出要素 拟合组成要素 拟合导出要素,设计范畴 工件范畴 检测范畴,理想轮廓要素 理想中心要素 实际要素 实际轮廓要素 实际中心要素 理想轮廓要素 理想中心要素,GB/T18780.12002 旧标准,P43 图

23、3-1,48,三、形位公差的特征及形位公差带,形位公差带：限制实际被测要素变动的区域（图示法）,形位公差带特征：,零件合格条件：被测实际要素在形位公差带变动的 区域内,49,3.2 形位公差的标注方法,形位公差的简化标注(补充)：,0.1 (),0.1 (),50,Equally Spaced EQS,GB/T 1182-2008 产品几何技术规范（GPS）几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注,GB/T 1182-2008中基准代号的标注：,P47,50,3.3 形位公差带,一、形状公差带和轮廓度公差带 形状公差 实际单一被测要素 无基准 形状公差只有形状和大小的要求; 而无方向和位置的要

24、求,直线度公差：用以限制给定平面内或 空间直线的形状误差 平面度公差：用以限制被测实际平面 的形状误差,3.2 形位公差的标注方法被测、基准要素,3.1 概述 产生及影响；特征14；要素概念,GB/T11821996 2008,51,圆度公差：用以限制回转表面（如：圆柱 面、圆锥面、球面等）的径向 截面轮廓的形状误差 圆柱度公差：用以限制被测实际圆柱面的 形状误差 线轮廓度公差：用以限制平面曲线（或曲 截面轮廓）的形状误差 面轮廓度公差：用以限制一般曲面的形状 误差 注：当有基准要求时，理论正确几何形状的 曲线或曲面是相对于基准(定向、定位)误差,52,二、方向（定向）公差带,定向公差：实际关

25、联要素的方向相对与基准 的理想方向的允许变动量 平行度公差：用以限制被测要素对基准要 素相平行的误差 4种情况：面对面、面对线、线对线、 线对面 （P50、51） 垂直度公差：用以限制被测要素对基准要 素相垂直的误差 倾斜度公差：用以限制被测要素对基准要素 有夹角（00 900）的误差 (线值),53,三、位置（定位）公差带,定位公差：被测要素由基准要素和理论尺寸确 定的理想位置上所允许的变动量 位置度公差：用以限制被测点、线（直线） 面（平面）的实际位置对其理 想位置的允许变动量 同轴度公差：用以限制被测要素的轴线（中心 （同心度） 点）对基准要素的轴线（中心点） 的同轴（同心）位置误差 对

26、称度公差：用以限制被测要素中心线（或 中心平面）对基准要素中心线 （或中心平面）的共线性（或共 面性）的误差,54,四、跳动公差带,跳动公差：是按特定的测量方法定义的位置 公差项目 被测要素 轮廓要素 基准要素 轴线 圆跳动：是指被测实际要素绕基准轴线作 无轴向移动回转一周时，由固定 指示表在给定方向上测得的最大 与最小读数之差 圆跳动公差：是指上述测量所允许的最大 跳动量,55,全跳动公差： 是指被测实际要素绕基准轴线作无 轴向移动连续多周回转，同时指示表作 平行或垂直于基准轴线的直线移动时， 在整个表面上所允许的最大跳动量。,3.4 公差原则,GB/T4249-1996 ISO 8015,

27、GB/T16671-1996 形状和位置公差 最大实体要求、 最小实体要求和可逆要求 ISO 2692:1996,56,3.4 公差原则,公差原则：处理尺寸公差与形位公差之间 关系的规定,零件的同一几何要素,尺寸公差要求 形位公差要求 表面粗糙度,独立原则 相关要求,包容要求 最大实体要求 最小实体要求,零形位公差 可逆要求,最大实体状态：孔或轴具有材料量为最多时的状态 最小实体状态：孔或轴具有材料量为最少时的状态,一、名词术语,57,58,边界：为了控制被测要素的实际尺寸和形位误差的 综合结果而规定的允许极限。 由设计给定的具有理想形状的极限包容面。 实际轴的极限包容面为具有理想形状的孔表面

28、 实际孔的极限包容面为具有理想形状的轴表面 边界尺寸：上述极限包容面的直径或距离 最大实体边界：边界尺寸为最大实体尺寸的边界 最大实体实效边界：边界尺寸为最大实体实效尺寸 的边界,59,注： da、 Da 轴、孔的实际尺寸 t形位公差； f形位误差,60,3.1 概述,一、形状和位置公差的产生及影响,二、形位公差的特征,3.2 形位公差的标注方法,严格按GB/T1182规定执行 (形位公差带形状),3.3 形位公差带,复 习,61,3.3 形位公差带,62,3.4 公差原则,二、独立原则 零部件的尺寸公差与形位公差无关（图样上无特殊标注） 设计中遵循的基本原则，其使用得最多。（一般用于尺 寸精

29、度与形位精度差别大，或定位精度要求高的场合）,一、名词术语:,63,3.4 三、相关要求 1.包容要求,适用于组成要素，如圆柱表面或两平行表面,64,孔和轴的极限尺寸判断原则（泰勒原则）：,包容要求常用于有比较重要的配合要求的场合，若配合的轴、孔均采用包容要求，则不会因为轴、孔的形状误差影响配合性质（T尺寸T形状Xmin 或Ymax ）,65,3.4 三、相关要求,1.包容要求：适用于单一要素。设计时用最大实体边 界来控制被测要素的实际尺寸和形状误 差的综合结果。 适用于配合公差较小的重要（精密）配合 合格条件：,作用：若配合的轴、孔均采用包容要求，则不 会因为轴、孔的形状误差影响配合性质 （

30、 Xmin 或Ymax ）。,66,合格条件:,2. 最大实体要求：,适用于导出要素，同时适用于被测要素和基准要素。应用最大实体实效边界来控制被测要素的实际尺寸和形位误差的综合结果。,da +fdmax +t；dmaxdadmin,DafDmint；DminDaDmax,3. 可逆要求： 当被测导出要素采用最大实体要求，而其形 位误差值给定形位公差值时，允许在遵守 最大实体实效边界和零件功能前提下，扩大 尺寸公差值，即实际尺寸超出最大实体尺寸。,67,da +fdmax+t；dmax+(tf)dadmin,轴：,DafDmint；Dmin（tf）DaDmax,孔：,4.零形位公差：,关联要素的

31、实际轮廓不得超出最大实体边界,DafDmin ；DaDmax,da +fdmax；dadmin,合格条件:,68,最大实体要求常用于只要求可装配性的零件；当实际被测要素或基准要素偏离最大实体状态时，可利用图样上给定的尺寸公差或形位公差得以补偿：,按最大实体要求又按可逆要求：,按最大实体要求：,作用：,保证可装配性，提高合格率，降低工艺成本，提高经济效益,69,3.3 形位公差带,形状公差：直线度 平面度 圆度 圆柱度 轮廓度：线轮廓度 面轮廓度,复 习,一、形状公差带：实际单一被测要素无基准形状和 大小,二、位置公差带： 1.定向公差带 实际导出（关联）要 素基准方向和形状,70,2.定位公差

32、带实际导出（关联）要素基准 位置、方向和形状,3.跳动公差带测量方法定义位置公差 被测要素轮廓要素；基准要素轴线,公差带形状被测要素、基准要素圆（柱、球）,71,3.4 公差原则,一、名词术语:,72,3.4 公差原则,复 习,二、独立原则：尺寸公差与形位公差无关（图样上无特 殊标注），设计中遵循的基本原则；一般用于尺寸 精度与形位精度差别大，或定位精度要求高的场合,三、相关要求：,73,最大实体要求：适用于导出要素，同时适用于被测要 素和基准要素。一般用于相配件要求 为可装配性（无配合性质要求）场合,可逆要求：与最大实体要求联合使用，扩大了被测要 素实际尺寸的范围，提高了经济效益。,合格条件

33、:,da +fdmax +t；dmaxdadmin,DafDmint；DminDaDmax,da +fdmax+t；dmax+(tf)dadmin,DafDmint；Dmin（tf）DaDmax,合格条件:,74,3.4 四、公差原则的选择,75,3.5 形状和位置精度设计,是否需要形位公差？；特征项目？；公差原则要求？；数值？；标注？；未注公差？功能、经济,一、形位公差特征项目及基准的选择,1.特征项目选择 零部件的几何特征 功能要求 检测的方便性 对于标准化典型零件：执行标准规定（零件手册） 如：轴承、齿轮、平键、螺纹联结、轴孔（箱体）类等 对于非典型零件：使用功能设计精度测量 经验类比、

34、分析合理、恰当形位公差特征项目,P180 F11-3,76,2.基准的选择（单一基准、公共基准、三基面基准） 基准：确定被测要素的方向、位置的理想要素。 基准部位的选择 选用零件在机器中定位的结合面作为基准部位。 如箱体的底平面和侧面、盘类零件的轴线、回转零件的支 承轴颈或支承孔等。 基准要素应具有足够的大小和刚度，以保证定位稳 定可靠。如用两条相距较远的轴线组合成公共基准轴线 比一条基准轴线要稳定。 选用加工比较精确的表面作为基准部位。 尽量采用基准统一原则，即设计、加工、检测、装 配均为同一基准。以消除因基准不统一而产生的误差， 也可以简化夹具、量具的设计与制造，测量方便。,77,二、形位

35、公差值的选择,（可靠、经济性）,12级（112级）,13级（012级）,Xmin=Dmindmax,螺栓：t=Xmin 螺钉：t=0.5Xmin,二、形位公差值的选择,（可靠、经济性）,基准数量的确定：通常应根据公差项目的定向、定位 几何功能要求来确定基准的数量。 定向公差：一个基准；定位公差：一个或多个基准 如：平行度、垂直度、同轴度，一般只用一个平面或一条轴线做基准要素；位置度，需要确定孔系的位置精度，就可能要用到两个或三个基准要素。,78,三、未注形位公差值的规定,GB/T1184- 1996规定： H、K、L, 基准：较长者基准要素；较短者被测要素,79,3.6 形状和位置精度的检测,

36、一、形位误差及其评定,1.形状误差及其评定,3.定位误差及其评定,2.定向误差及其评定,二、形位误差值的评定方法,1.直线度误差值的评定方法,最小包容区域法 两端点连线法,最小条件:两理想要素包容被测实际要素且其距离为最小,80,2.平面度误差值的评定方法 最小条件法 三角形准则 交叉准则,3.圆度误差值的评定方法,三点法 对角线法,作业：P69 35、6、8、9 、10 思考题：P69 3 7,（内外内外）,81,平面度误差值的评定方法,平面旋转坐标换算,分别以 行（P）、列（Q） 为转轴旋转,原始值旋转量 （相应的P 、Q值）,相对理想平面的坐标值,注：坐标换算，测量值变化，坐标值间相对关

37、系不变,82,例如：按最小条件法，确定仪器实测值的平面度误差,平面旋转的坐标换算图表,83,平面度误差,84,85,1.形位公差特征项目及基准的选择 2.形位公差值的选择可靠、经济性、13级（12级） 3.未注形位公差值的规定 GB/T1184- 1996,3.6 形状和位置精度的检测,1.形位误差及其评定 最小条件（最小包容区域） 两理想要素包容被测实际要素且其距离为最小 2.形位误差值的评定方法 直线度、平面度、圆度,3.5 形状和位置精度设计,86,第四章 表面微观轮廓精度,4.1 表面微观轮廓精度的基本概念 1.表面微观轮廓误差的界定,1mm R =110mm W 10mm,截面轮廓误

38、差 放大曲线,波距（间距）,形状误差,1,1,表面波纹度 W,GB/T1031- 2009 GB/T3505- 2009 GB/T131 - 2006,表面粗糙度 R,原是轮廓 P,87,88,2.对零件使用性能的影响,耐磨性： 表面粗糙、局部压力、摩擦阻力、磨损 光滑表面、磨损（脱落微粒、研磨剂）,89,4.2 表面微观轮廓精度的评定,一、取样长度与评定长度,2.轮廓最小二乘中线,lr 取样长度 ln 评定长度 ln=(1 5) l 均匀5l 非均匀5l,二、基准线 (轮廓中线),1.轮廓算术平均中线,GB/T1031-2009,90,三、评定参数 1.幅度参数(高度特征参数) （1）轮廓算

39、术平均偏差 Ra,（2）轮廓最大高度 Rz,GB/T3505、GB/T1031-2009 GB/T131-2006,新标准取消了旧标准的Rz项目，符号Ry Rz,91,2.间距参数（间距特征参数） 轮廓单元的平均宽度 Rsm在一个取样长度内 轮廓单元宽度XS的平均值,92,3.混合参数（形状特征参数）,轮廓支承长度率Rmr(c)：在给定水平位置C上轮 廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率,Ml(c)=b1+b2+bi+bn=,附加参数间距参数、混合参数,93,二、评定参数的选用,1.幅度参数 Ra: 常用值 （0.0256.3m） 轮廓仪 （0.028m） Rz：双管显微镜(Ra 6.3

40、m) 干涉显微镜(Ra 0.025m),4.3 表面微观轮廓精度的标注 4.4 表面微观轮廓精度设计,一、幅度参数值及应用,2.间距参数 Rsm : 常用于对涂漆性能，冲压时抗裂纹、 抗振、抗腐蚀、减少流动阻力有要求 3.混合参数 Rmr(c)：耐磨性、接触刚度,94,一、表面粗糙度极限值判断规则 完工零件的表面按检验规范测得轮廓参数值后，需与图样上给定的极限比较，以判定其是否合格。极限值判断规则有两种： 16%规则运用本规则时，当被检表面测得的全部参数值中，超过极限值的个数不多于总个数的16%时，该表面是合格的。 最大规则运用本规则时，被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定的极限值。

41、 16%规则是所有表面结构要求标注的默认规则。即当参数代号后未注写“max”字样时，均默认为应用16%规则(例如Ra0.8)。反之，则应用最大规则(例如Ramax0.8)。,4.5 表面粗糙度的检验,95,1.双管显微镜工作原理图 （光切法、Rz）,4.5 表面粗糙度的检验,比较法：表面粗糙度样块 光切法：双管显微镜（Rz） 干涉法：干涉显微镜（Rz） 感触法：电动轮廓仪（Ra）,二、表面粗糙度仪器,96,2.表面粗糙度检查仪工作原理图（感触法）,97,98,99,A, A,A,100,最小条件法：直线度= 5(格) = 5(m) 端点连线法：直线度= 6(格) = 6(m),P79 310,

42、+1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8,GB/T11336 -2004,仪器分度值（mm/m）;L桥板跨距（mm）,K=0.01*100=1(m),101,+8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 -4,P79 311,最小条件法：直线度 10.8 端点连线法：直线度 11.4,102,P79 311,103,第四章 表面微观轮廓精度,4.1 表面微观轮廓精度的基本概念,4.2 表面微观轮廓精度的评定,幅度参数（高度特征参数）：Ra；Rz（Ry）间距参数（间距特征参数）：RSm 混合参数（形状特征参数）：Rmr(c),4.3 表面微观轮廓精度的标注

43、 符号的含义；标注方法的规定新旧GB,104,105,第五章 滚动轴承及其相配件精度,GB/T307.1-1994 GB/T307.3-1996 -2005 GB/T275 -1993,滚动轴承精度等级： G、E、D、C、B （普通级、中级、高级、精密级、超精级） 向心轴承公差等级： 0、6、5、4、2 圆锥滚子轴承公差等级：0、6X、5、4推力轴承公差等级： 0、6、5、4,一、滚动轴承公差及特点,106,轴承代号表示方法与含义,107,轴承公差带：外圈基轴制、内圈基孔制ES=0 间隙配合 过渡配合 过盈配合,轴承精度等级选择的主要依据 1.旋转精度要求（径向跳动或轴向跳动） 2.旋转速度,

44、GB/T307.1-2005 规定了滚动轴承的制造精度标准,表53 各种公差等级滚动轴承的应用范围 P87,二、滚动轴承相配件公差及特点,GBT275-1993规定：相配轴17种；相配外壳孔16种,g5、g6、h5h8： js(j)5、js(j)6： k（m、n）5、k（m、n）5：,108,三、滚动轴承与轴径、外壳孔配合的选择,1.轴承承受的负荷类型 （合成径向负荷） 定向负荷、旋转负荷、摆动负荷,定向负荷：松配合间隙 旋转负荷：紧配合过盈 摆动负荷：两者之间,109,2.轴承承受负荷的大小,轴承内圈承受旋转负荷时，相配轴所需Ymin近似式：,P轴承最大径向负荷（kN） k轴承系列系数，轻系

45、列：2.8 中系列：2.3、重系列：2.0 b轴承内圈配合宽度, b=B-2r B轴承宽度;r轴承倒角,为防止套圈破裂，按不超许用强度计算Ymax,p轴承钢材料许用拉应力 d 轴承内圈直径（m）,Ymax Ymin 安全裕度较大 选择配合过紧,110,国标规定：相配轴17种；相配外壳孔16种 对轴承的旋转精度和运动平稳性无特殊要求 轴为实心或厚壁空心轴 轴和外壳孔的材料为钢或铸铁 轴承工作温度不超过100,一般情况,与0、6级轴承配合：轴取1T6 外壳孔取1T7,使用范围,6.轴承与外壳孔的结构与材料剖分式不过盈，薄壁紧 7.安装于拆卸方便。8.游动轴承的轴向位移孔,间隙,111,第五章 滚动

46、轴承及其相配件精度,滚动轴承精度等级：G、E、D、C、B 0、6、5、4、2 0、6X、5、4 0、6、5、4,相配件公差： 尺寸公差：GB/T 17（16） 形位公差：包容要求，GB/T 表面粗糙度：GB/T规定 标注,轴承公差带：间隙配合 过渡配合 过盈配合,作业：P79，55；56,112,第六章 键和花键联接精度,6.1 平键联接精度,键联接作用: 传递扭矩 导向,国标：GB/T1095-2003、 GB/T1096-2003 GB/T1144-2001、GB/T3478-1995,二、平键联接精度设计 平键标准件,平键联接精度：键宽尺寸公差、形位误差对称度 对称度（79级）：独立原则

47、、包容原则、最大实体要求,113,四、键和键槽的检测,对称度检测方法：V形铁与量表对称度量规 光学分度头,V形铁,测量表,量块,校准量块,2f,i量表两次读数差的1/2； d轴的直径；t1槽深,114,6.2 矩形花键联接精度,一、矩形花键联接主要尺寸和定心方式 特点：承载能力强定心精度高导向性好 径向结构紧凑 主要尺寸：键数N、小径d、大径D、键宽B、,二、矩形花键联接的精度设计,小径的尺寸公差与形状公差采用包容要求 键宽与定心表面轴线采用最大实体要求 位置度 对称度与等分度 平行度,四、矩形花键的检测,单件小批：单项检测，分度头或等分盘、通用量具 大批量：综合检测，花键塞规、环规（全形量规

48、）,115,第一章 绪论,互换性：产品间在尺寸、功能上能够彼此相互替换的性能,1.1,几何量的公差：几何量允许的变动量 公差尺寸精度、形状和位置精度、表面精度,检测：检验测量检定,1.2,标准化定义：（略) 是一个包括制订标准、贯彻标准、 修订标准，循环往复，不断提高的活动过程。,标准定义:,最佳秩序，经协商、批准，共同使用规范性文件种类、性质、代号,116,优先数系和优先数数值标准,1.3 几何量测量基本知识 测量值、长度量值的传递及量块、计量器具的技术指标,米、尺寸传递系统、量块的使用：“等”高于“级”,第二章 尺寸精度,2.2极限与配合国家标准,2.1基本术语及定义,2.3尺寸精度设计,术语、代号、基准制、公差带 有关的偏差、配合的定义、公式关系,117,一、标准公差系列 标准公差：是指大小已经标准化的公差值 （确定的公差带宽度）,二、基本偏差系列,（确定的公差带的位置）,基本偏差：靠近零线或位于零线的那个极限偏差,基本偏差系列：