机械精度设计基础

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 机械精度设计基础,机械精度设计是根据机械的功能要求，正确地对机械零件的尺寸精度、形状和位置精度以及表面精度按要求进行设计，并将它们正确地标注在零件图以及装配图上。,4.1.1,互换性的含义,1.互换性的基本概念,互换性是指某一产品（包括零件、部件）与另一产品在尺寸、功能上能够彼此互相替换的性能。,2.完全互换：,从同一规格的一批零件中任取一件，不经任何修配就能装到部件或机器上，而且能满足规定的性能要求。这种互换性称为完全互换。,3.不完全互换：,如果把一批两种互相配合的零件按尺寸大小分成若干组，在一个组内的零件才有互换性；或者虽不分组，但需做少量修配和调整工作，才具有互换性，这种互换性称不完全互换。,4.1.2,互换性的作用,1)有利于组织专业化生产；,2)产品设计标准化，缩短设计周期；,3)维修时易更换配件，减少修理时,间和费用，保证设备原有的性能。,4.1.3,误差和公差,1),误差与精度,零件加工后的,实际,几何参数与,理想,零件几何参数相符合的程度，称为,加工精度,（简称精度）。,它们中间的差值称为,误差,。,加工误差的大小反映了加工精度的高低，故精度可用误差来表示。,2),零件几何参数误差的种类,（1）尺寸误差：实际尺寸与理想尺寸之差；,（2）形状误差：实际形状与理想形状之差；,（3）位置误差：实际位置与理想位置之差。,公差：,是零件几何参数允许的变化范围，,公差是,产品设计时给定,的。,可分为：,(1)尺寸公差：零件尺寸允许的变动范围；,(2)形状公差：零件形状允许的变动范围；,(3)位置公差：零件位置允许的变动,范围。,3),公差,4.2.1、公差与配合的术语和定义,1.尺寸,1)、基本尺寸,设计时给定的尺寸称为基本尺寸。孔：D 轴：d,2)、实际尺寸,通过实际测量得到的尺寸。,4.2,尺寸公差与配合,3)极限尺寸,允许尺寸变动的两个界线值，以基本尺寸为基数来确定：,孔的最大极限尺寸：Dmax，最小极限尺寸：Dmin；,轴的最大极限尺寸：dmax，最小极限尺寸：dmin,2.,尺寸公差与偏差,1)尺寸偏差（简称偏差）,某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺寸偏差。,上偏差：,最大极限尺寸与其基本尺寸的代数差。,下偏差：,最小极限尺寸与其基本尺寸的代数差。,极限偏差：,上偏差和下偏差统称为极限偏差。,实际偏差：,实际尺寸与基本尺寸的代数差。,ES孔的上偏差；EI孔的下偏差；,ES=D,max,D；EI=D,min,D；,es 轴的上偏差；ei轴的下偏差；,es=d,max,d；ei=d,min,d；,2)尺寸公差（简称公差）,尺寸公差：,允许尺寸的变动量，即最大极限尺寸和最小极限尺寸的代数差的绝对值，也等于上偏差和下偏差的代数差的绝对值。,孔的公差：,轴的公差：,3）零线,与,与公差带,零线：,在公差与,配,配合图解,（,（简称公,差,差带图）,中,中，确定,偏,偏差的一,条,条基准直,线,线，称为,零,零线。,通常用零,线,线来表示,基,基本尺寸,。,。,公差带：,代表上下,偏,偏差的两,条,条直线所,限,限定的一,个,个区域，,称,称为尺寸,公,公差带或,公,公差带。,例一：,已知：孔,、,、轴基本,尺,尺寸为25mm,Dmax=25.021mm，Dmin=25.000mm，dmax=24.980mm，dmin=24.967mm。,求：孔与,轴,轴的极限,偏,偏差和公,差,差，并注,明,明孔与轴,的,的极限偏,差,差在图样,上,上如何标,注,注。,mm,mm,孔的上偏,差,差：,ES=D,max,D=25.021,25=+0.021mm,孔的下偏,差,差：,EI=D,min,D=25-25=0,轴的上偏,差,差：,es=d,max,d=24.980-25=-0.02mm,轴的下偏,差,差：,ei=d,min,d=24.967-25=-0.033 mm,孔的公差,：,：,轴的公差,：,：,解：,在图样上,的,的标注,+0.021,0,轴为25,-0.020,-0.033,孔为25,配合：,是指基本,尺,尺寸相同,、,、相互结,合,合的孔和,轴,轴公差带,之,之间的关,系,系。,间隙或过,盈,盈,：,就是孔的,尺,尺寸与轴,的,的尺寸代,数,数差，此,差,差值为正,时,时是间隙,；,；为负时,是,是过盈。,3 配,合,合,配合的种,类,类,分类：,间隙配合,、,、过盈配,合,合、过渡,配,配合,X,max,=D,max,d,min,=ES-ei,X,min,=D,min,d,max,=EI-es,1）间隙,配,配合,具有间隙,（,（包括最,小,小间隙等,于,于零）的,配,配合。它,的,的特点是,孔,孔的公差,带,带在轴的,公,公差带之,上,上。,Y,max,=D,min,d,max,=EI-es,Y,min,=D,max,d,min,=ES-ei,2）过盈,配,配合,具有过盈,（,（包括最,小,小过盈等,于,于零）的,配,配合。其,特,特点为孔,的,的公差带,在,在轴的公,差,差带之下,3）过渡,配,配合,过渡配合,：,：,可能具有,间,间隙或过,盈,盈的配合,。,。此时，,孔,孔的公差,带,带与轴的,公,公差带相,互,互交叠。,4）配合,公,公差,间隙或过,盈,盈允许的,变,变动量，,用,用T,f,表示。,间隙配合,过盈配合,过渡配合,配合公差,亦,亦等于孔,公,公差与轴,公,公差之和,，,，即,3 基本,偏,偏差,1）基本,偏,偏差的概,念,念,基本偏差,用,用于确定,公,公差带相,对,对零线位,置,置的上偏,差,差或下偏,差,差，一般,为,为靠近零,线,线的那个,偏,偏差。,公差等级6相同，,标,标准公差,相,相同,4.2.2 标准,公,公差与基,本,本偏差,基本偏差,的,的代,号用21,个,个字母和,7个双写,字,字母表,示，共28个代号,。,。,公差带在,零,零线上方,：,：,ES=EI+IT,；,；es=ei+IT,公差带在,零,零线下方,：,：,EI=ES-IT,；,；ei=es-IT,公差带中,另,另一极限,偏,偏差的确,定,定,1标准公差,标准公差,是,是指国际,的,的标准公,差,差数值中,所,所列的、,用,用以确定,公,公差带大,小,小的任一,公,公差值。,（,（表4.1）,1）公差,等,等级：,标准公差,分,分为20,个,个等级，IT01,、,、IT0,、,、IT1,、,、IT18。IT表示,标,标准公差,，,，其中IT01公,差,差等级最,高,高，IT18公差,等,等级最低,。,。公差等,级,级越低，,公,公差数值,越,越大。,公差等级,与,与基本尺,寸,寸段,2）基本,尺,尺寸段：,基本尺寸,分,分为若干,尺,尺寸段。,在,在每一个,尺,尺寸段内,，,，是按各,个,个尺寸的,几,几何平均,值,值来规定,公,公差的。,同一公差,等,等级在同,一,一尺寸段,内,内，不论,孔,孔或轴，,也,也不论何,种,种配合，,其,其标准公,差,差值仅有,一,一个。,基准制：,是以两个,相,相配零件,中,中的一个,零,零件为基,准,准件，并,选,选定标准,公,公差带，,然,然后按使,用,用要求的,最,最小间隙,（,（或最小,过,过盈）确,定,定非基准,件,件的公差,带,带位置，,从,从而形成,各,各种配合,的,的一个制,度,度。,国标,规,规定,了,了两,种,种基,准,准制,：,：,基孔,制,制和,基,基轴,制,制，,并,并规,定,定应,优,优先,选,选用,基,基孔,制,制。,2,基,基准,制,制,国标,规,规定,基,基,准,准孔,的,的公,差,差带,在,在零,线,线以,上,上，,下,下偏,差,差为0，,以,以“H”,为,为基,准,准孔,的,的代,号,号,是将,孔,孔的,公,公差,带,带位,置固,定,定不,变,变，,而,而变,动轴,的,的公,差,差带,位,位置,基孔,制,制,国标,规,规定,基,基,准,准轴,的,的公,差,差带,在,在零,线,线以,下,下，,上,上偏,差,差为0，,以,以“h”,为,为基,准,准轴,的,的代,号,号,是将,轴,轴的,公,公差,带,带位,置固,定,定不,变,变，,而,而变,动孔,的,的公,差,差带,位,位置,基轴,制,制,在下,列,列情,况,况下,选,选用,基,基轴,制,制是,有,有利,的,的：,1、,同,同一,基,基本,尺,尺寸,的,的某,一,一段,轴,轴，,必,必须,与,与几,个,个不,同,同配,合,合的,孔,孔结,合,合。,在下,列,列情,况,况下,选,选用,基,基轴,制,制是,有,有利,的,的：,2、,农,农业,机,机械,和,和纺,织,织机,械,械中,，,，用,于,于某,些,些等,直,直径,长,长轴,的,的配,合,合。,这,这类,轴,轴可,用,用冷,拉,拉钢,材,材不,经,经切,削,削直,接,接与,孔,孔配,合,合。,这,这时,采,采用,基,基轴,制,制有,明,明显,的,的经,济,济效,益,益。,3,、直,径,径小,于,于1mm,的,的轴,比,比同,级,级孔,加,加工,困,困难,，,，故,采,采用,基,基轴,制,制较,经,经济,。,。,4、,用,用于,某,某些,特,特殊,零,零、,部,部件,的,的配,合,合，,如,如滚,动,动轴,承,承的,外,外圈,与,与基,座,座孔,的,的配,合,合。,4.2.3,公,公差,与,与配,合,合在,图,图上,的,的标,注,注,4.2.4,公,公差,与,与配,合,合的,选,选用,1）,公差,等,等级,的,的选,用,用,2）,配合,的,的选,用,用,类比,法,法,分类,孔,摘要,H6,H7,H8,H11,间,隙,配,合,轴a,间隙很大一般极少用,轴b,轴c,c8,c9,c11,大间隙特别松的转动配合,轴d,d8,d8/d10,d11,松转动配合,轴e,e7,e8,e8/e9,易运转配合,轴f,f6,f7,f8,转动配合,轴g,g5,g6,g7,紧转动配合,轴h,h5,h6,h7/h8,h11,滑合,过,渡,配,合,轴j,j5,j6,j7,推合,轴k,k5,6k,k7,用木锤轻击连接,轴m,m5,m6,m7,用铜锤打入,轴n,n6,n7,用轻压力连接,p7,过盈,配合,轴p,p5,p6,轻压入,轴r,r5,r6,压入,轴s,s5,s6,s7,重压入,轴t,t5,t6,t7,轴u,u5,u6,u7,重压入或热装,轴v,过盈量依次增大，一般不推荐,轴x,轴y,轴z,例二,：,：,查表,确,确定,30H8/f7,和,和30F8/h7配,合,合中,孔,孔、,轴,轴的,极,极限,偏,偏差,，,，计,算,算两,对,对配,合,合的,极,极限,间,间隙,并,并绘,制,制公,差,差带,图,图。,0.033,0,30f7=,30,0.020,0.041,解：,（1）,查,查表确,定,定,30H8/f7配,合,合中孔,、,、轴,的极限,偏,偏差,基本尺,寸,寸30查表IT7=21,m,IT8=33m,对于基,准,准孔H8的EI=0,其ES为ES=EI+IT8=+33,对于f7得es=-20,m,其,其ei=es-IT7=-20-21=-41,m,由此可,得,得：30H8=,30,(2),查,查表确,定,定,30F8/h7配,合,合中孔,、,、轴的,极,极限偏,差,差对,于,于F8,的,的EI=+20 m,其ES为ES=EI+IT8=20+33=+53m,对,对于基,准,准轴h7得es=0,其ei=esIT7=-21 m,由,由此可,得,得30F8=30,30h7=,30,+0.053,+0.020,0,-0.021,(3),计,计算,30H8/f7和,30F8/h7配,合,合,极限间,隙,隙,对于30H8/f7,X