机械精度设计

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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（无锡轻工学院） 株

2、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,尺寸公差形状公差位置公差表面粗糙度,制造过

3、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，对现实问题或潜在问题制定共同的和重复使用的条款的活动

4、。 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,标准(Standard)定义： 贸易技术

5、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,各国标准代号,15,行业标准名称,行业标准

6、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、表面粗糙度及螺纹、齿轮等几何参数,计量单位：,长

7、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18883161889首届，确定）1960年，第11

8、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 存在，对测量值不能肯定的程度。,* 量块按“等”使用修

9、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被测量变化的 反应能力，也成放大比。 k=a/i a分度值；i

10、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：

11、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

12、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(表面粗糙度),28,GB/T1800.1-1997极限与配合 基础 第1部分：词汇GB/T180

13、0.2-1998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）P1675. 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,