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1、互换性与测量技术基础课程电子教案,机械精度设计多媒体系列CAI课件,授课教师：马惠萍 联系方式：13796602979 Email：,哈工大电气工程及自动化学院 自动化测试与控制系,机械精度设计,尺寸精度,表面粗糙度,第3章 几何精度设计与检测,几何精度 （形状、方向、位置和跳动公差）,第3章 几何精度设计与检测,3.1 概 述,一. 误差产生原因,图4.1 零件的几何误差,1. 影响零件的功能要求 机床导轨表面的直线度和平面度（影响机床刀架的运动精度）,2. 影响零件的配合性质 圆柱结合的间隙配合（圆柱表面的形状误差会加快相对转动的磨损，降低寿命和运动精度）,3. 影响零件的自由装配性 轴承
2、盖上螺钉孔的位置不正确，用螺栓往机座紧固会影响其自由装配；,二. 几何公差研究的对象几何要素,二. 几何公差研究的对象几何要素,（1） 组成要素（轮廓要素）,组成要素是指零件的表面或表面上的线。,图4.2 零件的几何要素,（2）导出要素（中心要素）,导出要素是指由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面。,二. 几何公差研究的对象几何要素,图4.3 几何要素定义之间的相互关系,2. 按检测关系分,(1) 被测要素：,(a) 单一要素是指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。,(b) 关联要素是指相对基准要素有方向或（和）位置功能要求而给出方向或位置公差要求的被测要素。,(2) 基准要素：
3、,用来确定被测要素的方向和位置的要素,三、几何公差的几何特征符号,形状公差 (6项),方向公差 (5项),位置公差 (6项),跳动公差(2项),四类 (19项),三. 几何公差特征和符号,形状公差,三. 几何公差特征和符号,几何公差的附加符号（如表3-2所示）,3-2,一.标注:,内容:,提出什么要求 几何公差特征符号,公差值大小;,有无基准;,被测要素的性质;,3.2 几何公差的标注及其公差带,1. 公差框格的内容,公差特征符号:19个,公差值:mm,平面度误差不允许凸起,几何公差带限制实际被测要素变动的区域，有形状、大小、方向和位置四个要素。,3-3,2. 基准符号,1) 大写的英文字母,
4、不许用: E，I，J，M，O，P，L，R，F,2) 用角标满足多个,3) 字母必须水平书写,基准符号由一个标注在基准方框内的大写字母，用细实线与一个涂黑（或空白）的三角形相连而组成。,(1)被测要素为组成要素时,(2) 被测要素指向实际表面时,3. 在零件图上的标注,(3) 被测要素为导出要素时,3. 在零件图上的标注,图4.6 被测要素为中心（导出）要素,需要指明被测要素的形式（是线而不是面）时，应在公差框格附近用符号“LE”注明。,(4) 被测要素为线素的标注,图4.7 被测要素为线素,(5) 基准要素为组成（轮廓）要素,(6) 基准要素为导出（中心）要素,二. 附加规定的标注方法,1.
5、全周符号的标注,如果轮廓度特征适用横截面的整周轮廓或由该轮廓所示的整周表面时，应采用全周符号表示。,2. 螺纹、齿轮和花键轴线的标注,否则应加说明，例如用“MD”表示大径，用“LD”表示小径。,以螺纹轴线为被测要素或基准要素时，默认为螺纹中径。,图4.13 （a）大径轴线的标注,图4.13 （a）小径轴线的标注,以齿轮、花键轴线为被测要素或基准要素时，需说明所指的要素，例如用“PD”表示节径，用“MD”表示大径，用“LD”表示小径。,3. 限定性规定的标注,图4.13 （a）,4. 理论正确尺寸（理论正确角度）的标注,当给出一个或一组要素的位置、方向或轮廓度公差时，分别用来确定其理论正确位置、
6、方向或轮廓的尺寸（TED），理论正确尺寸没有公差，并标注在一个方框中。,图4.16（a）理论正确尺寸的标注,图4.16 理论正确角度的标注,5. 延伸公差带,延伸公差带是指将被测要素的公差带延伸到工件实体之外，以保证相配件与该零件配合时能顺利装入。,图 3-19 延伸公差带的标注,6. 简化标注,图3-25 公共公差带的标注,7. 自由状态的标注,8. 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求,图 4.22 （a）,图 4.22 （b）,图 4.22 （c）,图 3-21 （a）可逆要求用于最大实体要求,图 3-22 （b）可逆要求用于最小实体要求,几何公差带限制实际被测要素变动的区域，有形状、大
7、小、方向和位置四个要素。,三.几何公差带,1. 形状公差带,形状公差带是控制被测要素为线或面。,直 线 度 公 差,直线度,在给定平面内，公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域。-限制给定直线的形状误差,平面度,公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。 -限制被测实际平面的形状误差,圆度,公差带是在同一正截面上，半径为公差值t的两同心圆之间的区域。限制回转面径向截面轮廓的形状误差,圆柱度,公差带是半径为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。 限制实际圆柱面的形状误差；,方向公差带能把同一被测要素的形状误差控制在方向公差带范围内。因此，对某一被测要素给出方向公差后，仅在对形状精度有进一步
8、要求时，才另外给出形状公差，但形状公差值必须小于方向公差值,图4.25 对某一被测要素同时有方向 公差和形状公差要求的示例,2. 方向公差带,平行度,公差带是距离公差值t且平行于基准平面（线） 限制被测要素对基准要素相平行的误差,平行度,公差带是距离公差值t且平行于基准平面（线） 限制被测要素对基准要素相平行的误差,0.02,平行度,公差带是距离公差值t且平行于两基准的两平行平面所限定的区域,平行度,公差带为间距等于公差值t的两平行直线所限定的区域。该两平行直线平行于基准平面A，且处于平行于基准平面B的平面内。,垂直度,公差带是距离公差值t且垂直于基准线（面） 限制被测要素对基准要素相垂直的误
9、差,垂直度,公差带是距离公差值t且垂直于基准线（面） 限制被测要素对基准要素相垂直的误差,垂直度,公差带为间距为公差值t的两平行平面所限定的区域。该两平行平面垂直于基准平面A，且平行于基准平面B,倾斜度,公差带为间距等于公差值t的两平行平面所限定的区域。该平行平面按给定角度倾斜于基准平面,位置公差带能把同一被测要素的形状误差和方向误差控制在位置公差带区域内。仅在对形状精度或方向精度有进一步要求时，才另外给出形状公差或方向公差，但应遵守形状公差小于方向公差、方向公差小于位置公差的原则。,图4.26 对同一被测要素同时给出形状、方向和位置公差,3. 位置公差带,同心度,公差带是直径为公差值t的圆周
10、内的区域，该圆周的圆心与基准点重合； 内圆的实际中心应限定在直径等于0.1，以基准点A为圆心的圆周内。,同轴度,公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域，该圆柱面的轴线与基准轴线同轴； 圆柱的实际中心线应限定在直径等于0.1，以基准轴线A为轴线的圆柱面内,对称度,公差带为间距等于公差值t且对称于基准中心平面的两平行平面所限定的区域；,位置度,公差带是直径为公差值St的圆球面所限定的区域，该圆球面中心的理论正确位置由基准A、B 、C和理论正确尺寸确定；,点的位置度公差,位置度,公差带为间距等于公差值t，对称于线的理论正确位置的两平行平面所限定的区域。线的理论正确位置由基准平面A、B和理论正确尺寸确
11、定；,线的位置度公差,位置度,公差带为间距等于公差值t，且相对于被测面理论正确位置的两平行平面所限定的区域。面的理论正确位置由基准平面、基准轴线和理论正确尺寸确定；,轮廓平面的位置度公差,4. 轮廓度公差带,轮廓度公差带是控制被测要素为曲线或曲面。,线轮廓度（无基准）,公差带为直径等于公差值 t、圆心位于具有理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线所限定的区域 实际轮廓线应限定在直径等于0.04，圆心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线之间；,线轮廓度（有基准）,公差带为直径等于公差值 t、圆心位于由基准平面A和基准平面B确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线所限定的
12、区域。 实际轮廓线应限定在直径等于0.04，圆心位于由基准平面A和基准平面B确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两包络线之间；,面轮廓度（无基准）,公差带为直径等于公差值 t、球心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两包络面所限定的区域。 实际轮廓面应限定在直径等于0.02，球心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两等距包络面之间；,面轮廓度（有基准）,公差带为直径等于公差值 t、球心位于由基准平面A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两包络面所限定的区域。 实际轮廓面应限定在直径等于0.1，球心位于由基准平面A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两
13、等距包络面之间；,5. 跳动公差带,全 跳 动 公 差,（1）圆跳动公差带,圆跳动是指实际被测的轮廓要素绕基准轴线在无轴向移动的条件下转一转过程中，由固定的指示表在给定测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。,圆跳动,公差带为在任一垂直于基准轴线A的横截面内、半径差等于公差值 t、圆心在基准轴线A上的两同心圆所限定的区域。,径向圆跳动公差,圆跳动,公差带为与基准轴线D同轴的任一圆柱截面上、实际提取圆应限定在轴向距离等于t的两个等圆之间。,轴向圆跳动公差,圆跳动,公差带为与基准轴线同轴的某圆锥截面上、实际提取线应限定在素线方向间距等于t的两个不等圆之间。,斜向圆跳动公差,（2）全跳动公差
14、带,全跳动是指实际被测的轮廓要素绕基准轴线A在无轴向移动的条件下连续旋转，并且指示表与实际被测要素作相对运动过程中，由指示表在给定的测量方向上对该实际要素测得的最大与最小示值之差。,全跳动,公差带为半径差等于公差值 t、与基准轴线同轴的两圆柱面所限定的区域。,径向全跳动公差,全跳动,公差带为间距等于公差值 t、垂直于基准轴线的两平行平面所限定的区域。,轴向全跳动公差,（习题3-5）：改正图3-36的错误。,（习题3-7）：,（习题3-6）：说明图中a、b、c、d分别是什么要素（被测要素,单一要素,关联要素,基准要素,组成要素,导出要素） ？,作业题说明,图 3-37 作业题3-6图,（习题3-4 ）：将下列要求标注在图上：,（1）d2的圆柱度公差6m；,（2）端面A的平面度公差为10m；,（3）端面B对端面A的平行度公差为20m；,（4）圆锥面的圆度公差为10m；斜面对所在轴线的斜向圆跳动公差为50m；,（5）轴d2的键槽两个侧面的中心平面对所在轴的轴线对称度公差15m；,（6）d2轴线对端面A的垂直度公差为10m；,（7） d2圆柱面对两个d1的公共轴线的径向圆跳动公差15m；,83,标注：,
