机械精度设计基础

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1、1,机械精度设计基础,哈尔滨商业大学 徐克非,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,机械结构设计,机械精度设计,机械设计,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 426个,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

2、,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,制造过程,精度设计,使用维修,1.1 一、互换性,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,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,光滑极限量规,孔用塞规,轴用卡规,机械比较仪,通端,止端,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

3、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。 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，循环往复，不断提高的活动过程。,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

4、物,标准(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。,各国

5、标准代号,行业标准名称,行业标准代号,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）,勘误：R10 ：q10=1.25（1.00；1.25；1.60；2.00；2.50 3.15；4.00；5.00；6.30；8.00；10.00）,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,被测对象：,长度（线性尺寸）、角度、形状、相对位置、表面

6、粗糙度及螺纹、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 测量结果真值=测量误差,1.3 几何量测量基本知识 一、测量值,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届国际计量大会确定米的定义： 米的长度等于 原

7、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,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。,尺寸传递系统：,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”使用修正了量块的制造偏差，因此比按“级”使用精度高,计量器具分类：,基准量具：

8、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，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,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

9、：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,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： 误差理论 理论研究方法：数理统计,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

10、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。,期末考试方式？口试操作、笔试(实践）,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

11、?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),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,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

12、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）,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,注：2.1 三、2.尺寸公差 TD=T

13、h=DmaxDmin=ESEI Td=Ts=dmaxdmin=esei,尺寸公差带的绘制方法,50,+0.025,+0,0.0090.025,基本尺寸：mm偏差尺寸：mm,50mm,+25,925,基本尺寸：mm偏差尺寸：m,+0,2.2 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),更正：标准公差计算公式 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,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）,