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1、1 精密机械学基础课程电子教案精密机械学基础课程电子教案 精密机械学基础多媒体系列精密机械学基础多媒体系列CAI课件课件 授课教师：马惠萍授课教师：马惠萍 联系方式：联系方式：86413120 Email：mhp 哈工大电气工程及自动化学院哈工大电气工程及自动化学院 自动化测试与控制系自动化测试与控制系 2 第第9 9章章 零件的几何精度零件的几何精度 9.1 绪论绪论 一一. . 研究对象研究对象 机械设计机械设计 结构设计结构设计 二二. . 学习内容学习内容 1.1.精度设计理论精度设计理论 尺寸公差尺寸公差 形位公差形位公差 表面粗糙度表面粗糙度 2.2.典型零部件的精度设计典型零部件
2、的精度设计 键、销钉、螺纹和滚动轴承键、销钉、螺纹和滚动轴承 三三. . 举例说明：举例说明： 强度设计强度设计 传动设计传动设计 精度设计精度设计机械设计的基础机械设计的基础 3 9.2 互换性与标准化互换性与标准化 一一. . 互换性互换性 1.1.定义定义 2.2.实现方法实现方法: :按给定的公差进行制造按给定的公差进行制造 3.3.分类分类: : 互换程度互换程度 完全互换完全互换 不完全互换不完全互换 对标准件或机构来说对标准件或机构来说 同一规格的一批零件或部件中同一规格的一批零件或部件中, ,任取一件任取一件, ,不需经过任何选择、不需经过任何选择、 修配或调整修配或调整就能装
3、配在整机上，并就能装配在整机上，并满足使用性能满足使用性能的要求的要求 完全互换完全互换 不完全互换不完全互换 外互换外互换 内互换内互换 4 二二. . 标准化标准化 1.1.定义定义: : 在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重要事物和概念，通过在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重要事物和概念，通过 制订、发布和实施标准达到统一，以获得最佳秩序和社会效益；制订、发布和实施标准达到统一，以获得最佳秩序和社会效益； 是实现互换性的基础是实现互换性的基础; ; 2.2.体现形式体现形式 3.3.分类分类: : 一般习惯一般习惯 技术标准技术标准 管理标准管理标准 工作标准工作标准 地方
4、作用地方作用 基础标准基础标准 一般标准一般标准 法律属性法律属性 强制性标准强制性标准 推荐性标准推荐性标准 应用范围应用范围 国防标准国防标准: : ISO IEC ITU 国家标准国家标准: : GB GJB 专业标准专业标准: : JB QJ SJ 5 9.3 精度设计理论精度设计理论 一一. . 公差与配合公差与配合 ( (一一) )尺寸公差尺寸公差 2. 尺寸尺寸 基本基本尺寸尺寸 实际尺寸实际尺寸 极限尺寸极限尺寸 1.1.孔、轴定义孔、轴定义 6 3.3.偏差偏差: : 允许偏离基本尺寸的多少允许偏离基本尺寸的多少 偏差偏差= =（某一尺寸）（某一尺寸）- -（基本尺寸）（基本
5、尺寸） 极限偏差极限偏差 上偏差上偏差 下偏差下偏差 实际偏差实际偏差 Ea=Da-D ea=da- d 7 6. 6. 公差带图公差带图 + 0 - 基本尺寸基本尺寸 零线零线 TD 孔孔 Td轴轴 5.5.极限偏差的标注极限偏差的标注: : 021 . 0 0 25+ 020 . 0 033 . 0 25 021 . 0 25 4. 公差公差:允许尺寸的变动范围允许尺寸的变动范围 0 0 minmax minmax = = eiesddT EIESDDT d D 8 ( (二二) )配合配合 1.1.定义定义: : 之间的关系，用公差带相互的位置关系来体现之间的关系，用公差带相互的位置关系
6、来体现 (1)D= d , 基本尺寸相同基本尺寸相同 (2)相互配合的孔、轴相互配合的孔、轴 2.2.间隙和过盈间隙和过盈 ( (孔的尺寸孔的尺寸) )- -( (轴的尺寸轴的尺寸) ) 0间隙间隙X 0过盈过盈Y 间隙间隙: : 最大间隙最大间隙: Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最小间隙最小间隙: Xmin=Dmin-dmax=EI-es 平均间隙平均间隙: Xav=1/2(Xmax+Xmin) 过盈过盈: : 最大过盈最大过盈: Ymax=Dmin-dmax=EI-es 最小过盈最小过盈: Ymin=Dmax-dmin=ES-ei 平均过盈平均过盈: Y av=1/2(Ymax
7、+Ymin) 9 + 0 - 基本尺寸基本尺寸 零线零线 TD Td （1 1）间隙配合）间隙配合- TD TdXmin Xmax X 0 3.3.配合类别配合类别: : 特点：孔总在轴之特点：孔总在轴之上上 + 0 - 基本尺寸基本尺寸 零线零线 Td TD （2 2） 过盈配合过盈配合- Td TD Ymin Ymax Y 0 特点：孔总在轴之特点：孔总在轴之下下 10 + 0 - 基本尺寸基本尺寸 零线零线 TD （3 3） 过渡配合过渡配合 Xmax Td Ymax 特点：孔和轴特点：孔和轴交叠交叠 4.4.配合公差配合公差: :允许间隙或过盈的变动量允许间隙或过盈的变动量 dDf T
8、TYXYXT+=+=)()( maxminminmax 决定了配合质量决定了配合质量 11 基轴制配合基轴制配合 基孔制配合基孔制配合 为了设计和制造上的方便，为了设计和制造上的方便， 把其中孔或轴的公差带位把其中孔或轴的公差带位 置固定下来改变另一配合置固定下来改变另一配合 件的公差带位置，形成所件的公差带位置，形成所 需要的配合叫基准制需要的配合叫基准制 5.5.配合制配合制（基准制基准制） 12 ( (三三) ) 标准公差系列和基本偏差系列标准公差系列和基本偏差系列 1.1.标准公差系列标准公差系列公差带大小的标准化公差带大小的标准化 IT1IT18 18个等个等 级级(500) 315
9、0 20个等级个等级 (500-3150) 13 2.2.基本偏差系列基本偏差系列公差带位置的标准化公差带位置的标准化 ：数量：数量28个个(孔、轴孔、轴) 26个字母去掉个字母去掉I,L,O,Q,W5个个 (i,l,o,q,w) 填上填上:CD,EF,FG,JS,ZA,ZB,ZC (cd,ef,fg,js,za,zb,zc)7个个 14 ( (四四) ) 配合的选用配合的选用 1. 总装图和零件图上的标注总装图和零件图上的标注 6 7 16 g H 7,67,6代表公差等级代表公差等级 轴的基本偏差代号轴的基本偏差代号 表示了孔轴的配合关系表示了孔轴的配合关系 孔的基本偏差代号孔的基本偏差代
10、号 2. 解决问题解决问题: : 孔、轴公差等级孔、轴公差等级 孔、轴的基本偏差代号孔、轴的基本偏差代号 3. 选用选用: : （1）标准公差等级选用标准公差等级选用 原则原则: : 满足使用要求满足使用要求, ,考虑工艺考虑工艺 的可能性尽量选精度低的等级的可能性尽量选精度低的等级 6,7,8(孔孔) 5,6,7(轴轴) D500mm时：时： D500或或IT8 选用选用: : 15 （2) 2) 配合制选用配合制选用 优先选用优先选用基孔制；基孔制； 特殊情况选用特殊情况选用基轴制；基轴制； 与标准件配合与标准件配合, ,以以标准件标准件为基准件；为基准件； 允许采用任一孔、轴公差带组成配
11、合；允许采用任一孔、轴公差带组成配合； 16 (3(3）配合）配合类别类别选用：选用： 类别类别: :间隙、过渡、过盈间隙、过渡、过盈 能否拆卸：能否拆卸：能能 间隙间隙 过渡过渡 经常拆卸经常拆卸 配合表面有无相对运动配合表面有无相对运动 有：有： 无：无： 间隙配合间隙配合 过盈配合过盈配合 过渡配合过渡配合 是否传递扭矩是否传递扭矩MK 过盈过盈 过渡过渡 间隙间隙 （4 4）配合种类选用）配合种类选用 “种类种类”: :确定确定基准制基准制后后, ,根据使用要求根据使用要求, ,确定与基准件配合的确定与基准件配合的 孔或轴的孔或轴的基本偏差代号基本偏差代号. . 间隙配合间隙配合 否：
12、否： 是：是： 较松过盈：较松过盈：不经常拆卸不经常拆卸 17 (1) 优先选用优先配合优先选用优先配合常用配合常用配合 (2) 还可以从优先、常用、一般用途的公差表中选择孔、轴公差带组还可以从优先、常用、一般用途的公差表中选择孔、轴公差带组 成所要求的配合成所要求的配合 (3) 选择任一孔、轴公差带组成满足特殊要求的公差带选择任一孔、轴公差带组成满足特殊要求的公差带 根据根据: : 使用要求使用要求 工作条件工作条件 经济性经济性 方法方法： 计算法：用于滑动轴承的间隙配合计算法：用于滑动轴承的间隙配合 试验法：重要的，关键性配合试验法：重要的，关键性配合 类比法：生产验证的，类似的为样板类
13、比法：生产验证的，类似的为样板 18 ( (五五) )线性尺寸未注公差的标注线性尺寸未注公差的标注 GB/T 1804-2000(P258) 公差等级公差等级: : f 精密级精密级 (IT12) m中等级中等级 (IT14) c粗糙级粗糙级 (IT16) v最粗级最粗级 (IT17) 标注方法标注方法: : 技术要求技术要求: : 未注尺寸公差按未注尺寸公差按GB/T1804-f 19 ( (五五) )线性尺寸未注公差的标注线性尺寸未注公差的标注 表表2-14 线性尺寸的未注极限偏差的数值（摘自线性尺寸的未注极限偏差的数值（摘自GB/T1804-92）mm 公差等级公差等级 尺尺 寸寸 分分
14、 段段 0.5 3 3 6 6 30 30 120 120 400 400 1000 1000 2000 2000 4000 f(精密级精密级) 0.05 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3 0.5 m(中等级中等级) 0.1 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2 c(粗糙级粗糙级) 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2 3 4 v(最粗级最粗级) 0.5 1 1.5 2.5 4 6 8 20 （习题（习题9-1）有一批孔、轴配合，孔为有一批孔、轴配合，孔为， 轴为轴为。试计算。试计算(1)(1)孔、轴的孔、轴的极限偏差极限偏差、极限尺寸极限尺寸、尺寸尺寸 公差公差
15、；(2)(2)孔、轴配合的极限间隙孔、轴配合的极限间隙;(3);(3)画出尺寸公差带图画出尺寸公差带图。 （附加习题（附加习题2）：）：查表确定查表确定， 配合中孔、轴的极限偏差，画公差带图配合中孔、轴的极限偏差，画公差带图 。指出配合类型，挑任。指出配合类型，挑任 一组标注。一组标注。 7f 8 30 F8 30 h7 6p 7 25 （附加习题（附加习题3）：）：已知允许的已知允许的Xmax=+10 m ,Ymax= -40 m， D(d)= 60, 试确定配合类型。（优先选用基孔制）试确定配合类型。（优先选用基孔制） 0.025 0.050mm45 0.039 0 mm 45 21 公差与配合习题公差与配合习题2 2 （附加习题（附加习题5）：）：已知相互配合的孔、轴的基本尺寸已知相互配合的孔、轴的基本尺寸 D(d)= 40mm ，孔的极限尺寸为，孔的极限尺寸为Dmax= 40.025mm，Dmin= 40mm，轴的极限尺寸为，轴的极限尺寸为dmax= 39.975mm， dmin= 39.959mm， （1）分别求出孔、轴的极限偏差值；分别求出孔、轴的极限偏差值； （2）分别求孔、轴的公差值分别求孔、轴的公差值TD和和Td； （3）画出尺寸公差带图；画出尺寸公差带图； （4）经查表，若此配合的代号经查表，若此配合的代号为为
