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1、机电工程学院 v课程要求： 注意课后认真看书复习 考核要求 v课程性质 专业基础课，联系机械设计 课与机械制造工艺课程的纽 带，贯穿于机械设计、 编制工艺、加工、检测 和装配等几乎整个机械 生产过程。 v本门课主要内容： 1.几何精度、互换性、标准化的 基本概念 2. 几何精度评定项目、指标 3. 读图，标注。典型零件的精度 设计和检测方法 1.1 机械制造中的互换性 v互换性的含义：互换性即事物可 以相互替代的特性。 v机械制造中的互换性 按规定的几何、物理及其它质量 参数的极限范围或公差，来分别制造 机器的各组成部分，使其在装配或更 换时不需附助加工或修配，便能很好 的满足使用和生产上的要
2、求。 1.1.2 互换性的分类 1.按决定参数分 （1）几何参数互换性（即是狭义互 换性，也是本门课研究的主要内容 。） （2）功能互换性：通过规定功能参 数的极限范围所达到的互换性。 （1）完全互换性（绝对互换） 2.按方法及程度分 分组互换 修配互换 调整互换 （2） 不完全互换 3.按部位或范围分 （1）外互换性：部件或机构与其他相配 零件间的互换性。 从使用方便考虑，常用完全互换。 （2）内互换性：部件或机构内部组成零 件间的互换性。 从加工经济性考虑，常采用分组互换。 1.1.3互换性的作用 任何机械的生产，其设计过 程都是：整机部件零件， 其制造过程则是：零件部件 整机。无论是设计
3、过程还是 制造过程还是使用过程，都需 要把互换性原则贯彻始终。 1.1.4 互换性的发展 标准：对重复事务和概念做的统一 规定。以科学、技术和实践经验的 综合成果为基础，经有关方面协商 一致，由主管部门批准，以特定的 形式发布，作为共同遵守的准则和 依据。标准化涉及对象的重复性， 认知性。 制定标准需要协商，发布后要 有权威性。并具有强制性和法规性 1.2 标准化及优先数系 1.2.2 标准的分类 1. 按照标准对象的特征分 产品标准 方法标准 安全、卫生与环境保护标准 基础标准 2. 按照标准对象的性质分 工作标准 管理标准 技术标准 3. 按级别分 专业或部委标准 地方标准 企业标准 国家
4、标准 1.2.3 标准化 指在经济、技术、科学和管理 学社会实践中，对重复性的事物 和概念，通过制定(修订)、发布 和实施各项标准，以获得国民经 济最佳秩序和最佳社会效益的全 过程。 标准化的作用 （1）从技术上，是组织社会化大 生产的重要手段，实现专业化协 作生产的前提。 （2）从贸易上看，是提高市场竞 争力的技术保证。如企业标准。 1.2.4 技术参数数值系列的标准化 优先数系：是对各种技术参数的数值 进行协调、简化和统一的一种科学 的数值制度。 优先数系的本质是在十进数段内 按等比数列分档，并可跨越十进数 段而延伸。基本系列有R5、R10、 R20和R40。 优先数系的定义，概括了这样几
5、层含义： 其一，它是等比数列，(它区别于等差数列)，而且 是近似的，这更合乎实用 其二，一个系列有其确定的公比。如R5系列，其 公比为；不同的系列，它们的公比不相同，这说 明它们排列的疏密程度是不一样的。 其三，项值中含有10的整数幂。以110这个十进 制段为基础，每往后跨一个十进段，则每个项值 都乘以10，每向前跨一个十进段，则每个相应项 值除以10，这样可以使该系列向两端延伸。 优先数系中的任一个项值均为优先数。 优先数系的主要特征 1. 相对差不变 同一系列中，任意相邻两个 优先数常用值的相对差近似不变 。 例如R5系列：1、1.6、2.5、4 、6.3、10 相对差不变，这是等比数列最
6、本质 的特性。这样才能使数量分级相 对均匀合理，疏密适度，在很宽 的数值范围内，以较少的品种规 格最大限度地满足用户的需要。 2. 两端延伸性 vRr系列(基本系列、补充系列)中 的项值可按十进法向两端延伸。 v表(1-1)中提供了110这个十进 段内的各项值，若跨越十进段， 可用表中的各项值乘以10的整数 幂(如10，100，1000，或0.1 ，0.01，0.001，)求得。 3. 依次包含性 这一特性指的是R5、R10、R20、 R40、R80系列之间的关系。 其一，R5系列的全部项值全包括在 R10系列之中； v 其二，从R10系例中隔项取值，便 成为R5系列； v 其三，R5系列两项
7、之间插入中间项 值便成为R10系列。 v 这一特性说明数值分级，R5、 R10、R20、R40等依次地由疏 到密，这为新品种试制生产提供 了技术经济上的合理性。 4. 乘、除、乘方，仍为优先数 同系列中，任意两项的理论 值之乘积或商，任意一项理论值 之整数的乘方，仍为此系列中一 个优先数理论值。 46.325，40/1.6=25 44=16， 88=64 2 5. 优先数的对数为等差数列 同一系列中各优先数理论值 之对数值构成一个等差数列。 例： vlg40=1.600 lg251.400 lg16=1.200 v这为工程上绘制图表提供了简明 清晰的可能性，线条排列均匀。 6. 一些重要常数可
8、以处理为优先数 v 科学技术上一些重要的常数可以 近似地处理为优先数，这对于优 先数的传播性以及运算方面都带 来很大的好处。 v 3.14153.15 v 26.3 10 优先数系的优点 v经济合理的数值分级制度（相对差不 变） v简化协调统一的基础。 v具有广泛的适应性。（延伸性、包含 性） 第三章 圆柱体结合尺寸精度 的控制与评定 3.1 基本术语 圆柱体结合是机械制造中最广泛 的一种结合，为了便于研究，将其 简化为孔与轴的结合。极限与配合 制是最基本的互换性标准，必须依 据它对几何精度进行控制与评定。 首先了解有关的基本概念、术语及 定义。 1. 轴：通常指圆柱形外表面，也 指非圆柱形外
9、表面。 2. 孔：通常指圆柱形内表面， 也指非圆柱形内表面。 v键与键槽的结合中，键就是轴， 键槽就是孔。 v从装配关系讲，轴是被包容面， 孔是包容面。从加工过程看随着余 量的切除，孔的尺寸越来越大，轴 的尺寸越来越小。就测量而言，轴 用外卡尺，孔用内卡尺。 3. 尺寸：用特定单位表示线性尺 寸值的数字，本书中，若单位为 mm或m，则可不标单位。 4. 有关尺寸的定义 尺 寸 基本尺寸：设计时给定（应 按手册进行圆整）的尺寸， 孔用D表示，轴用d表示 极限尺寸：极限尺寸是允许 尺寸变动范围的两个界限尺 寸 实际尺寸：用两点法测得的 尺寸Da/da 最大极限尺寸： Dmax/dmax 最小极限尺
10、寸： Dmin/dmin 极限尺寸与实际尺寸可以用基本尺寸与偏差表示。 四、有关偏差、公差和公差带的定义 1. 尺寸偏差(简称偏差 Deviation) 尺寸偏差 ：某一尺 寸基本 尺寸 极限偏差: 极限尺寸基 本尺寸 实际偏差： 实际尺寸 基本尺寸 上偏差： 最大极限尺寸 基本尺寸 下偏差：最小 极限尺寸基 本尺寸 孔ES= Dmax-D 孔EI= Dmin-D 轴es= dmax-d 轴ei= dmin-d a=Da-D a=da-d 各种偏差可以为正、负或零 值。偏差值除零外，前面必须冠 以正负号。尺寸的实际偏差必须 介于上偏差与下偏差之间，该尺 寸才算合格。极限偏差用于控制 实际偏差。
11、 6. 尺寸公差 v尺寸公差是指尺寸的允许变动量。 v孔和轴的公差分别用Th和Ts表示。 公差与极限尺寸和极限偏差的关系 如下： v Th=Dmax-Dmin=ES-EI v Ts=dmax-dmin=es-ei v 公差值表示加工的精度，反应 加工的难易程度。永远大于零。 公差和偏差与基本尺寸和极限尺 寸之间的关系用公差带图表示。 7. 公差带 公差带是由代表上、下偏差或最 大最小极限尺寸的直线所确定 的一个允许尺寸变动的区域。 由图可以看出，基本尺寸是公差带 图的零线，是衡量公差带位置的起始点 。图中EI和es是决定孔、轴公差带位置 的极限偏差。EI和es的绝对值越大，孔 、轴公差带离零线
12、就越远；绝对值越小 ，则孔、轴公差带离零线就越近 国家标准把用以确定公差带相对 零线位置的上偏差或下偏差称为基本 偏差，它往往是离零线近的或位于零 线的那个偏差。 v公差的大小，即公差值的大小，它是 指沿垂直于零线方向度量的公差带宽 度。沿零线方向的宽度是画图时任意 确定的，不具有特定含义。 v在画公差带图时，基本尺寸以毫米 (mm)为单位标出，公差带的上、下偏 差用微米(m)为单位标出，也可以用 毫米(mm)。上、下偏差的数值前冠以“ ”或“”号，零线以上为正，以下为 负。与零线重合的偏差，其数值为零 ，不必标出。 8. 配合：基本尺寸相同的、相互 结合的孔和轴的公差带的关系。 这里根据公差
13、带位置关系的不 同，将配合类型分为三类。分别 为间隙配合、过渡配合和过盈配 合。 9. 间隙或者过盈 孔尺寸轴尺寸 （装配前） 为正：间隙,用X表示， 为负：过盈,用Y表示 10. 间隙配合 孔的公差带在轴的公差带之上的配 合。即保证有间隙的的配合。用最 大、最小间隙限制间隙大小的浮动 vXmax=Dmax-dmin=ES-ei vXmin=Dmin-dmax=EI-es 间隙主要用在孔轴间的活动连接，间 隙的作用在于储存润滑油、补偿变形和 制造和安装误差。 11. 过盈配合 孔的公差带在轴的公差带之下的配 合。即保证有过盈的的配合。用最 大、最小过盈限制过盈量大小的浮 动 Ymax=Dmin
14、-dmax=EI-es Ymin=Dmax-dmin=ES-ei 过盈配合主要用与孔轴间的紧固连接 ，不允许有相对运动，传递推力或扭 矩的场合。可用压入法或热胀冷缩法 装配。 12. 过渡配合 孔轴公差带相互交叠的配合。可能 有间隙也可能有过盈的配合。用最 大间隙和最大过盈来限制他们的允 许变动量。 Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Ymax=Dmin-dmax=EI-es 主要用于孔轴间的定位连接。标准中 规定的过渡配合的间隙或过盈量都很小 ，因此可以保证零件的对中性和同轴度 ，也便于安装与拆卸。 13. 配合公差 是指间隙或过盈量的允许变动量 ，为正值。与公差带相似，公差带 是由代
15、表最大、最小间隙量或最大 最小过盈量的直线所确定的一个允 许尺寸变动的区域。 所以： 对于间隙配合Tf=Xmax-Xmin 对于过盈配合Tf=Ymin-Ymax 对于过渡配合Tf=Xmax-Ymax Tf =Xmax-Xmin =(ES-ei)-(EI-es)=(ES-EI) + (es-ei) = Th+Ts 例1 计算孔 与轴 配合 的极限间隙和配合公差，并画出孔、 轴公差带和配合公差带图。 例2 计计算孔 与轴轴 的配合极 限过过盈、平均过过盈和配合公差，并画 出孔、轴轴公差带带和配合公差带图带图 。 例3 计算孔 与轴 配合的极限 间隙、极限过盈、平均间隙(或平均过盈)和 配合公差，并
16、画出孔、轴公差带图和配合 公差带图。 由以上三个例子可以看出，配合公差带的 位置越靠上，配合越松；位置越靠下，配合 越紧。所以配合公差带的位置决定了配合的 松紧。而大小决定了配合的精度和加工难易 程度。 14. 基孔制配合 以孔公差带位置为基准固定不变 ，改变轴公差带的位置，从而获得 不同性质配合的一种制度。 基孔制的孔称为基准孔，它的基本 偏差为下偏差(EI)，偏差值为零。 15. 基轴制配合 以轴的公差带位置为基准固定不变 ，改变孔公差带的位置，从而获得 不同性质配合的一种制度。 v基轴制的轴称为基准轴，它的基 本偏差为上偏差(es),偏差值为零。 3.2 常用尺寸孔轴极限与配合 ISO将形成公差带的要素标准化 ，即将“公差带的大小”与“公差带的 位置”这两个基本要素分别标准化， 形成标准公差系列和基本偏差系列 。 3.3.1 标准公差 1. 公差因子 对于基本尺寸相同的零件，
