互換性與技術(shù)測(cè)量-實(shí)用.ppt

特點(diǎn) 專(zhuān)業(yè)技術(shù)課重要性 承上啟下性質(zhì) 互換性屬于標(biāo)準(zhǔn)化的范圍 而測(cè)量技術(shù)屬于計(jì)量學(xué) 本課程就是將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科 參考書(shū) 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 王伯平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 互換性與測(cè)量技術(shù) 陳于萍 高曉康編著 高等教育出版社 互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ) 胡風(fēng)蘭主編 機(jī)械工業(yè)出版社 第1章緒論第2章測(cè)量技術(shù)概論第3章圓柱公差與配合第4章形狀和位置公差及檢測(cè)第5章表面粗糙度及檢測(cè)第6章光滑極限量規(guī)第7章滾動(dòng)軸承的公差與配合第8章螺紋公差與配合第9章鍵和花鍵的公差與配合第10章圓錐的公差配合及檢測(cè)第11章漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪的傳動(dòng)的互換性 1 1互換性概述 1 定義 在制成的同一規(guī)格零件中 不需要作任何挑選或附加加工 如鉗工修配 或再調(diào)整就可裝上機(jī)器 或部件 上 而且達(dá)到原定使用性能要求 1 1 1什么是互換性 第1章緒論 2 分類(lèi)按照不同的分類(lèi)原則 互換性有不同的分類(lèi)形式1 按照互換的范圍分為幾何參數(shù)互換和功能互換幾何參數(shù)互換是指零部件的尺寸 形狀 位置及表面粗糙度等參數(shù)具有互換性 功能互換是指零部件的幾何參數(shù) 物理性能 化學(xué)性能以及力學(xué)性能等參數(shù)都具有互換性 本課程主要研究幾何參數(shù)的互換性 2 按照互換程度分為 完全互換 絕對(duì)互換 和不完全互換 有限互換 若零件 或部件 在裝配或更換時(shí) 不僅不需輔助加工與修配 而且不需選擇 則具有完全互換性 當(dāng)裝配精度要求很高時(shí) 采用完全互換將使零件尺寸公差很小 加工困難 成本高 甚至無(wú)法加工 這時(shí)對(duì)某些形狀誤差很小而生產(chǎn)批量較大的零件 可將其制造公差適當(dāng)?shù)姆糯?以便與加工 而在加工完畢后再用測(cè)量器具 計(jì)量器具 將零件按實(shí)際尺寸大小分為若干組 使同組零件間的差別減小 按組進(jìn)行裝配 這樣既可保證裝配精度與使用要求 又可解決加工困難 降低成本 此時(shí)僅組內(nèi)零件可以互換 組與組之間不可互換 故叫不完全互換 1 1 2互換性在機(jī)械制造中有什么作用 1 在設(shè)計(jì)方面 可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件 通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件 大大簡(jiǎn)化了繪圖和計(jì)算工作 縮短了設(shè)計(jì)周期 并有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的多樣化 2 在制造方面 有利于組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn) 便于采用先進(jìn)工藝和高效率的專(zhuān)用設(shè)備 有利于計(jì)算機(jī)輔助制造 及實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程和裝配過(guò)程機(jī)械化 自動(dòng)化 3 在使用 維修方面 減少了機(jī)器的使用和維修的時(shí)間和費(fèi)用 提高了機(jī)器的使用價(jià)值 軍工產(chǎn)品易損件 子彈 炮彈都具有互換性 給日常生活帶來(lái)極大方便 備胎 電子元件等等 1 1 3怎樣使零件具有互換性 作為機(jī)械行業(yè)人員 要牢牢掌握兩點(diǎn) 1 加工的產(chǎn)品要滿(mǎn)足使用性能 2 加工產(chǎn)品要有合理的經(jīng)濟(jì)性 為保證零件的使用性能和制造的經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計(jì)時(shí)要給出合理的公差值 把加工誤差限制在允許的范圍之內(nèi) 加工誤差的分類(lèi) 按照加工誤差產(chǎn)生的原因和對(duì)零件使用性能的影響 可以把誤差分為 1 尺寸誤差 按照同一規(guī)格加工的一批零件的實(shí)際尺寸對(duì)理想尺寸的偏移量 2 形狀誤差 指零件上幾何要素的實(shí)際形狀對(duì)理想形狀的偏移量 3 位置誤差 指零件上幾何要素的實(shí)際位置對(duì)理想位置的偏移量 4 表面粗糙度 零件表面微觀(guān)的高低不平 是微觀(guān)的形狀誤差 公差 某個(gè)幾何參數(shù)允許變化的范圍 用以限制誤差 保證使用性能 上述幾種誤差都有相應(yīng)公差 規(guī)定的原則和方法不同 要使零件具有互換性 就應(yīng)該按照一定的規(guī)格和公差制造 這就需要對(duì)數(shù)值系列 公差規(guī)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) 還要用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn) 因此 制定標(biāo)準(zhǔn) 貫徹標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)互換性的先決條件 1 2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化 1 公差 允許零件尺寸和幾何參數(shù)的變動(dòng)范圍稱(chēng)為 公差 2 檢測(cè) 檢測(cè)包含檢驗(yàn)與測(cè)量 3 實(shí)現(xiàn)互換性的條件 標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)互換性的前提 1 2 1標(biāo)準(zhǔn)的引入 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是規(guī)模大 協(xié)作單位多 互換性要求高 為了正確協(xié)調(diào)各生產(chǎn)部門(mén)和準(zhǔn)確銜接各生產(chǎn)環(huán)節(jié) 必須有一種協(xié)調(diào)手段 使分散的局部的生產(chǎn)部門(mén)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持必要的技術(shù)統(tǒng)一 成為一個(gè)有機(jī)的整體 以實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn) 標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化正是聯(lián)系這種關(guān)系的主要途徑和手段 是實(shí)現(xiàn)互換性的基礎(chǔ) 1 2 2標(biāo)準(zhǔn)的定義 標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)重復(fù)性事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定 它以科學(xué) 技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ) 經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致 由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn) 以特定形式發(fā)布 作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù) 1 2 3標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi) 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 如JB 地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 1 2 4國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 在國(guó)際上 為了促進(jìn)世界各國(guó)在技術(shù)上的統(tǒng)一 成立了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 簡(jiǎn)稱(chēng)ISO 和國(guó)際電工委員會(huì) 簡(jiǎn)稱(chēng)IEC 由這兩個(gè)組織負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)于1978年恢復(fù)參加ISO組織后 陸續(xù)修訂了自己的標(biāo)準(zhǔn) 修訂的原則是 在立足我國(guó)生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上向ISO靠攏 以利于加強(qiáng)我國(guó)在國(guó)際上的技術(shù)交流和產(chǎn)品互換 1 2 5標(biāo)準(zhǔn)化 1 定義 指標(biāo)準(zhǔn)的制訂 發(fā)布和貫徹實(shí)施的全部活動(dòng)過(guò)程 包括從調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象開(kāi)始 經(jīng)試驗(yàn) 分析和綜合歸納 進(jìn)而制訂和貫徹標(biāo)準(zhǔn) 以后還要修訂標(biāo)準(zhǔn)等等 標(biāo)準(zhǔn)化是以標(biāo)準(zhǔn)的形式體現(xiàn)的 也是一個(gè)不斷循環(huán) 不斷提高的過(guò)程 2 薏義 標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段 是實(shí)現(xiàn)互換性的必要前提 是國(guó)家現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一 它對(duì)人類(lèi)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用 1 3優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 1 3 1數(shù)系的傳播 優(yōu)先數(shù)就是一種對(duì)各種技術(shù)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化 協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的一種科學(xué)的數(shù)值制度 數(shù)系的優(yōu)化有個(gè)過(guò)程 標(biāo)準(zhǔn)化初期 最早人們采用算術(shù)級(jí)數(shù) 即等差級(jí)數(shù) 但是有很大缺點(diǎn) 后來(lái)采用了幾何級(jí)數(shù) 等比級(jí)數(shù) 1 3 2我國(guó)采用的優(yōu)先數(shù)系 GB T321 1980 公差等級(jí)IT5 IT18 采用R5系列IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12 7i10i16i25i40i64i100i160i 顯微鏡的物鏡放大倍數(shù)采用R5系列 1 6X 2 5X 4X 6 3X 10X 25X 40X 63X 100X 水泵流量采用R10 3派生系列 6 3 12 5 25 50 100 400 m3 h R10 3派生系列是在R10系列中每隔兩項(xiàng)取值得到的 水泵揚(yáng)程采用R10 2派生系列 8 12 5 20 32 50 80 125 m 類(lèi)似于R10 3派生系列 R10 2派生系列是每隔一項(xiàng)取值得到 1 4本課程的性質(zhì) 內(nèi)容和基本要求本課程是機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課它包含幾何量精度設(shè)計(jì)與誤差檢測(cè)兩方面的內(nèi)容 是聯(lián)系 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 等課程及其課程設(shè)計(jì)的紐帶 是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過(guò)渡到專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁 學(xué)生學(xué)完本課程以后 應(yīng)達(dá)到如下基本要求 1 掌握標(biāo)準(zhǔn)化和互換性的基本概念及有關(guān)的基本術(shù)語(yǔ)及定義 2 基本掌握幾何量公差標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 特點(diǎn)和應(yīng)用原則 3 初步學(xué)會(huì)根據(jù)機(jī)器和零件的功能要求 選用公差與配合 4 能夠查用本課程講授的公差表格和正確標(biāo)注圖樣 5 建立技術(shù)測(cè)量的基本概念 了解基本測(cè)量原理與方法和初步學(xué)會(huì)使用常用計(jì)量器具 知道分析測(cè)量誤差與處理測(cè)量結(jié)果 會(huì)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)圓柱形零件的量規(guī) 總之 本課程的任務(wù)在于使學(xué)生獲得機(jī)械工程技術(shù)人員所必須具備的幾何量公差與檢測(cè)方面的基本知識(shí)和技能 小結(jié) 1 互換性的概述互換性簡(jiǎn)單的說(shuō)就是同一規(guī)格的零件或部件具有能夠彼此互相替換的性能 零 部件在裝配前不挑 裝配時(shí)不調(diào)整或修配 裝配后能滿(mǎn)足使用要求的互換性稱(chēng)完全互換 零 部件在裝配時(shí)要采用分組裝配或調(diào)整等工藝措施 才能滿(mǎn)足裝配精度要求的互換性稱(chēng)不完全互換 如裝配時(shí) 還需要附加修配的零件 則不具有互換性 互換性原則是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則 是我們?cè)谠O(shè)計(jì) 制造中必須遵循的 既便是采用修配法保證裝配精度的單件或小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品 此時(shí)零 部件沒(méi)有互換性 也必須遵循互換性原則 2 實(shí)現(xiàn)互換性的前提標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)互換性的前提 只有按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造 并按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn) 互換性才能實(shí)現(xiàn) 3 優(yōu)先數(shù)系由一系列十進(jìn)制等比數(shù)列構(gòu)成 代號(hào)Rr 優(yōu)先數(shù)系中的每個(gè)數(shù)都是一個(gè)優(yōu)先數(shù) 每個(gè)優(yōu)先數(shù)系中 相隔r項(xiàng)的末項(xiàng)與首項(xiàng)相差10倍 每個(gè)十進(jìn)制區(qū)間中各有r個(gè)優(yōu)先數(shù) 第2章長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ) 2 1概述 1 定義 被測(cè)的量與作為單位或標(biāo)準(zhǔn)的量進(jìn)行比較 從而確定二者比值的試驗(yàn)過(guò)程 2 意義 若被測(cè)量為L(zhǎng) 標(biāo)準(zhǔn)量為E 那么測(cè)量就是確定L是E的多少倍 即確定比值q L E 最后獲得被測(cè)量L的量值 即L qE 2 1 1測(cè)量的基本概念 2 1 2尺寸傳遞 2 1 3量塊的基本知識(shí) 1 量塊的材料 形狀和尺寸 2 量塊精度 制造精度 按GB6093 2001規(guī)定5級(jí) 00 0 1 2 3和K六級(jí) 00級(jí)最高 3級(jí)最低 KK級(jí)為校準(zhǔn)級(jí) 檢定精度 有1 2 3 4 5 6共六等 3 量塊使用 總塊數(shù) 尺寸系列 mm 間隔 mm 塊數(shù) 0 511 0051 01 1 491 5 1 92 0 9 510 100 83 0 010 10 510 1114951610 量塊按 級(jí) 使用的時(shí)候 是以量塊的標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為工作尺寸 該尺寸包括了量塊的制造誤差 誤差將被引入測(cè)量結(jié)果中 不需要加修正值 使用比較方便 量塊按 等 使用的時(shí)候 不是再以標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為工作尺寸 而是用量塊經(jīng)檢定后所給的實(shí)測(cè)中心長(zhǎng)度做為工作尺寸 該尺寸排除了制造誤差 僅包含檢定時(shí)較小的測(cè)量誤差 例如 要組成33 625mm的尺寸 采用83塊一套的量塊 33 625 1 00532 62 1 0231 6 1 630 33 625 所需尺寸 1 005 第一塊量塊 32 62 1 02 第二塊量塊 31 6 1 6 第三塊量塊 30 第四塊量塊 量塊必須在使用有效期內(nèi) 否則應(yīng)及時(shí)送專(zhuān)業(yè)部門(mén)檢定 使用環(huán)境良好 防止各種腐蝕性物質(zhì)及灰塵對(duì)測(cè)量面的損傷 影響其粘合性 分清量塊的 級(jí) 與 等 注意使用規(guī)則 所選量塊應(yīng)用航空汽油清洗 潔凈軟布擦干 待量塊溫度與環(huán)境溫度相同后方可使用 輕拿 輕放量塊 杜絕磕碰 跌落等情況的發(fā)生 不得用手直接接觸量塊 以免造成汗液對(duì)量塊的腐蝕及手溫對(duì)測(cè)量精確度的影響 使用完畢 應(yīng)用航空汽油清洗所用量塊 并擦干后涂上防銹脂存于干燥處 4 量塊使用注意的問(wèn)題 2 2測(cè)量方法和計(jì)量器具 2 2 1測(cè)量方法的分類(lèi) 4 按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少分綜合測(cè)量和單項(xiàng)測(cè)量 5 按測(cè)量是否在工藝過(guò)程中進(jìn)行分在線(xiàn)測(cè)量和離線(xiàn)測(cè)量 6 按決定被測(cè)工件精度的因素是否改變分等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量 1 按實(shí)測(cè)量與被測(cè)量的關(guān)系分為直接測(cè)量和間接測(cè)量 2 按測(cè)量結(jié)果的讀數(shù)值不同分絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量 3 按被測(cè)件表面與測(cè)量器具測(cè)頭是否有機(jī)械接觸分接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量 2 2 2計(jì)量器具的分類(lèi) 一 按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為下列四類(lèi)1 量具 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 用來(lái)具體表示測(cè)量單位倍數(shù)或分?jǐn)?shù)的測(cè)量工具 量具是一種具有固定形態(tài) 用以復(fù)現(xiàn)或提供一個(gè)或多個(gè)已知量值的器具 可分為 單值量具 如量塊 和多值量具 如線(xiàn)紋尺 量具的特點(diǎn)是一般沒(méi)有放大裝置 2 量規(guī) 量規(guī)是沒(méi)有刻度的專(zhuān)用計(jì)量器具 用來(lái)檢驗(yàn)工件實(shí)際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果 量規(guī)只能判斷工件是否合格 而不能獲得被除數(shù)測(cè)幾何量的具體數(shù)值 如光滑極限量規(guī) 螺紋量規(guī)等 3 量?jī)x量?jī)x是指能將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成可直接觀(guān)測(cè)的指示值或等效信息的計(jì)量器具 其特點(diǎn)是一般都有指示 放大系統(tǒng) 根據(jù)所測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換原理和量?jī)x本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 量?jī)x可分為以分為以下幾種 1 卡尺類(lèi)量?jī)x如數(shù)顯卡尺 游標(biāo)卡尺等 2 微動(dòng)螺旋副類(lèi)量?jī)x如數(shù)顯等千分尺 普通千分尺等 3 機(jī)械類(lèi)量?jī)x如百分表 千分表等 4 光學(xué)類(lèi)量?jī)x如工具顯微鏡 測(cè)長(zhǎng)儀等 5 氣動(dòng)類(lèi)量?jī)x如壓力式量?jī)x 6 電學(xué)類(lèi)量?jī)x如電感比較儀 7 機(jī)電類(lèi)綜合類(lèi)量?jī)x如齒輪測(cè)量中心等 4 測(cè)量裝置指為確定被測(cè)量所必需的測(cè)量裝置和輔助設(shè)備的總體 二 按照用途分類(lèi)1 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具 是指測(cè)量時(shí)體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量的測(cè)量器具 通常用來(lái)校對(duì)和調(diào)整其它計(jì)量器具 或作為標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)幾何量進(jìn)行比較 如線(xiàn)紋尺 量塊 多面棱體等 2 通用計(jì)量器具 指通用性大可用來(lái)測(cè)量某一范圍內(nèi)各種尺寸 或其它幾何量 并能獲得具體數(shù)值的計(jì)量器具 如千分尺 千分表 測(cè)長(zhǎng)儀等 3 專(zhuān)用計(jì)量器具 是指用于專(zhuān)門(mén)測(cè)量某種或某個(gè)特定幾何量的計(jì)量器具 如量規(guī) 圓度儀 基節(jié)儀等 三 按照結(jié)構(gòu)和工作原理分1 機(jī)械式計(jì)量器具 是指通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的感受 傳遞和放大的計(jì)量器具 如機(jī)械式比較儀 百分表和扭簧比較儀等2 光學(xué)式計(jì)量器具 是指通過(guò)光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的轉(zhuǎn)換和放大的計(jì)量器具 如光學(xué)式比較儀 投影儀 自準(zhǔn)直儀和工具顯微鏡等 3 氣動(dòng)式計(jì)量器具 是指靠壓縮空氣通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的狀態(tài) 流量或壓力 變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的轉(zhuǎn)換的計(jì)量器具 如水柱式和浮標(biāo)式氣動(dòng)量?jī)x等 4 電動(dòng)式計(jì)量器具 是指將被測(cè)量通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?再經(jīng)變換而獲得讀數(shù)的計(jì)量器具 如電動(dòng)輪廓儀和電感測(cè)微儀等 5 光電式計(jì)量器具 是指利用光學(xué)方法放大或瞄準(zhǔn) 通過(guò)光電元件再轉(zhuǎn)換為電量進(jìn)行檢測(cè) 以實(shí)現(xiàn)幾何量的測(cè)量的計(jì)量器具 如光電顯微鏡 光電測(cè)長(zhǎng)儀等 2 2 3計(jì)量器具的度量指標(biāo) 刻度間距a 計(jì)量器具刻度尺上兩相臨刻線(xiàn)中心之間的距離圓或弧長(zhǎng)度 分度值i 計(jì)量器刻度尺上每一刻度間距所代表的被測(cè)量值 示值范圍 示值范圍是指計(jì)量器具刻度標(biāo)尺或刻度盤(pán)內(nèi)所能顯示或指示的被測(cè)幾何量起始到終止的范圍 測(cè)量范圍 測(cè)量范圍是指計(jì)量器具所能測(cè)量零件的最小值到最大值的范圍 示值誤差 示值誤差是指計(jì)量器具上的示值與被測(cè)量真值的代數(shù)差 可以用修正值進(jìn)行修正 測(cè)量的變動(dòng)性 在相同的測(cè)量條件下 對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量時(shí) 其測(cè)量結(jié)果之間的一致性 通常以測(cè)量重復(fù)性誤差的極限 正 負(fù)偏差 來(lái)表示 靈敏度K 靈敏度是指計(jì)量器具對(duì)被測(cè)量微小變化的響應(yīng)變化能力 若用DL表示被測(cè)觀(guān)察量的增量 用DX表示被測(cè)量值的增量 則K DL DX 若分子與分母具有相同量綱時(shí) 靈敏度又稱(chēng)放大比 它等于刻度間距a與分度值i之比 即K a i 一般地說(shuō) 分度值越小 靈敏度就越高 測(cè)量力 測(cè)量力是指在接觸測(cè)量過(guò)程中 量?jī)x的敏感元件與被測(cè)量工件表面之間的接觸壓力 測(cè)量力將引起測(cè)量器具和被測(cè)件的彈性變形 是精密測(cè)量中的一個(gè)重要的誤差源 計(jì)量器具的不確定度 測(cè)量不確定度是指由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值的真值不能肯定的程度 它是綜合指標(biāo) 不能修正 只能用來(lái)估計(jì)測(cè)量誤差的范圍 例如 分度值為0 01mm的千分尺在車(chē)間條件下 測(cè)量0 50mm的尺寸時(shí) 其不確定度為 0 004mm 說(shuō)明測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值之間的差值最大不會(huì)大于 0 004mm 最小不會(huì)小于 0 004mm 修正值 修正值是指為了消除系統(tǒng)誤差用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的值 其值與示值誤差的大小相等 符號(hào)相反 2 3常用長(zhǎng)度量具與量?jī)x 2 3 1游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺是一種應(yīng)用游標(biāo)原理所制成的量具 由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 使用方便 測(cè)量范圍較大 在生產(chǎn)中最為常用 游標(biāo)尺按所測(cè)位置的尺寸分為普通游標(biāo)卡尺 深度游標(biāo)卡尺和高度游標(biāo)卡尺 1 尺身 2 微動(dòng)螺母 3 尺框 4 內(nèi)尺寸測(cè)量爪 5 外尺寸測(cè)量爪 6 鎖緊螺釘普通游標(biāo)卡尺機(jī)構(gòu)圖 游標(biāo)量具的分度值有0 02mm 0 1mm和0 05mm三種 2 3 2千分尺千分尺是應(yīng)用螺旋傳動(dòng)原理制成的量具 分為外徑千分尺 內(nèi)徑千分尺與深度千分尺 1 結(jié)構(gòu)千分尺結(jié)構(gòu)如上圖所示 1 尺架 2 測(cè)砧 3 測(cè)微螺桿 4 螺紋軸套 5 固定套筒 6 微分筒 7 調(diào)節(jié)螺母 8 接頭 9 墊片 10 測(cè)力裝置 11 鎖緊機(jī)構(gòu) 12 絕熱板 13 鎖緊軸 測(cè)微螺桿與微分筒連為一體 緊壓入尺架內(nèi)的固定套筒的右端有一螺母 測(cè)微螺桿與刻度套筒一起邊旋轉(zhuǎn)邊做直線(xiàn)位移 設(shè)測(cè)微螺桿的螺距p為0 5mm 微分筒周共刻有50條等分刻度 當(dāng)測(cè)微螺桿與微分筒旋轉(zhuǎn)一周時(shí) 其軸向位移為0 5mm 而刻度套筒旋轉(zhuǎn)一格時(shí) 其軸向位移為0 5 50 0 01mm 2 3 3機(jī)械式量?jī)x1 百分表百分表是一種應(yīng)用最廣的機(jī)械量?jī)x 其外形如下圖所示 常用于生產(chǎn)中檢測(cè)長(zhǎng)度尺寸 形位誤差 調(diào)整設(shè)備或裝夾找正工件 以及用來(lái)作為各種檢測(cè)夾具及專(zhuān)用量?jī)x的讀數(shù)裝置等 2 杠桿齒輪比較儀杠桿齒輪比較儀是將測(cè)量桿的直線(xiàn)位移 通過(guò)杠桿齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樤诒肀P(pán)上的角位移 下圖 a 為儀器的外形圖 圖 b 為傳動(dòng)原理圖 3 扭簧比較儀 2 3測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理 2 3 1測(cè)量誤差的基本概念 1 測(cè)量誤差的定義 x x0 x0 x 2 研究測(cè)量誤差的目的 在一定的測(cè)量條件下 盡可能使測(cè)得值接近于真值 并對(duì)測(cè)得值的可靠性做科學(xué)合理的評(píng)價(jià) 3 測(cè)量誤差的表示方法 絕對(duì)誤差 x x0相對(duì)誤差 x0 x 2 3 2測(cè)量誤差的來(lái)源 1 基準(zhǔn)件誤差2 計(jì)量器具誤差3 測(cè)量方法誤差4 測(cè)量環(huán)境誤差5 人員誤差 2 3 3測(cè)量誤差的分類(lèi) 1 系統(tǒng)誤差 多次測(cè)量同一量值時(shí) 誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持不變 或按一定的規(guī)律變化的誤差 2 隨機(jī)誤差 多次測(cè)量同一量值 誤差的絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著 但誤差出現(xiàn)的整體是服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律的誤差 3 粗大誤差 是指超出在規(guī)定條件下預(yù)計(jì)的誤差 是由某種不正常的原因造成的 1 精密度 表示測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差大小的程度 2 正確度 表示測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度 3 精確度 指測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合影響的程度 2 3 4測(cè)量精度 2 3 5隨機(jī)誤差的特征及其評(píng)定 1 隨機(jī)誤差的分布及其特征 實(shí)際分布曲線(xiàn) ni N 對(duì)稱(chēng)性單峰性有界性低償性 2 隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo) 1 算術(shù)平均值 殘余誤差 2 標(biāo)準(zhǔn)偏差 第一組 12 005 11 996 12 003 11 994 12 002 第二組 11 90 12 10 11 95 12 05 12 00 測(cè)量列中任一測(cè)得值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值 相同條件下 對(duì)同一被測(cè)量 將測(cè)量列分為若干組 每組進(jìn)行n次的測(cè)量稱(chēng)為多次測(cè)量 標(biāo)準(zhǔn)偏差 代表一組測(cè)得值中任一測(cè)得值的精密程度 但在多次重復(fù)測(cè)量中是以算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果的 因此 更重要的是要知道算術(shù)平均值的精密程度 可用算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示 根據(jù)誤差理論 測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差用下式計(jì)算 測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 2 3 6測(cè)量列中各類(lèi)測(cè)量誤差的處理 1 系統(tǒng)誤差的處理 1 常值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn) 2 變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn) 2 隨機(jī)誤差的處理 1 計(jì)算測(cè)量列算術(shù)平均值 2 計(jì)算測(cè)量列中任一測(cè)得值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值 3 計(jì)算測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值 4 確定測(cè)量結(jié)果 3 粗大誤差的處理 拉依達(dá)準(zhǔn)則 2 3 7直接測(cè)量列的數(shù)據(jù)處理 1 判斷測(cè)量列中是否存在系統(tǒng)誤差 倘若存在 則應(yīng)設(shè)法加以剔除或減少 2 計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值 殘余誤差和標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值 3 判斷粗大誤差 若存在 則應(yīng)剔除并重新組成測(cè)量列 重復(fù)上述步驟2 直至無(wú)粗大誤差為止 4 計(jì)算測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值和測(cè)量極限偏差 5 確定測(cè)量結(jié)果 2 判斷系統(tǒng)誤差 根據(jù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的有關(guān)方法判斷 測(cè)量列中已無(wú)系統(tǒng)誤差 1 求算術(shù)平均值 殘余誤差 0 005 0 0084mm 4 判斷粗大誤差 3 求標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值 5 計(jì)算測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 6 計(jì)算測(cè)量列極限誤差 7 測(cè)量結(jié)果 小結(jié)本節(jié)課主要內(nèi)容包括測(cè)量的基本概念 量塊基本知識(shí) 隨機(jī)誤差的分布規(guī)律及其特性 測(cè)量列中隨機(jī)誤差的處理 測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理 第3章圓柱公差與配合 3 1圓柱結(jié)合的使用要求 1 相對(duì)運(yùn)動(dòng)副 機(jī)器工作時(shí) 要求相互結(jié)合的孔軸裝配后有一定的間隙 2 定心 可拆的連結(jié) 要求機(jī)器在工作時(shí) 起到定位作用 因此要有合適的過(guò)盈量 而且要拆裝方便 過(guò)盈量不能太大 3 緊固連結(jié) 用于固定機(jī)器零 部件的相對(duì)位置 為了克服扭矩或軸向力 這種連結(jié)必須有足夠的過(guò)盈量 完整的尺寸公差體系 尺寸的公差與配合制 測(cè)量與檢驗(yàn)制公差與配合標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)零件的尺寸精度 配合性質(zhì)及配合精度的標(biāo)準(zhǔn)化而制定的一項(xiàng)重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 公差用于協(xié)調(diào)機(jī)器零部件的使用要求與制造工藝和成本之間的矛盾 配合主要是體現(xiàn)組成機(jī)器零部件之間在功能上的相互關(guān)系 3 2公差與配合的基本術(shù)語(yǔ)及定義 3 2 1有關(guān)孔 軸及尺寸的術(shù)語(yǔ)和定義 1 孔和軸 1 孔 指圓柱形內(nèi)表面及其它內(nèi)表面中 由單一尺寸確定的部分 其尺寸由D表示 2 軸 指圓柱形的外表面及其它外表面中由單一尺寸確定的部分 其尺寸由d表示 3 區(qū)分 加工方面 孔越做越大 軸越做越小 裝配方面 孔是包容面 軸是被包容面 d1 D1 D2 2 尺寸術(shù)語(yǔ)1 尺寸 用特定單位表示長(zhǎng)度值的數(shù)字 2 基本尺寸 由設(shè)計(jì)給定的尺寸 一般要求符合標(biāo)準(zhǔn)的尺寸系列 3 實(shí)際尺寸 通過(guò)測(cè)量所得的尺寸 包含測(cè)量誤差 且同一表面不同部位的實(shí)際尺寸往往也不相同 用Da da表示 4 極限尺寸 允許尺寸變化的兩個(gè)界限值 兩者中大的稱(chēng)為最大極限尺寸 小的稱(chēng)為最小極限尺寸 孔和軸的最大 最小極限尺寸分別為Dmax dmax和Dmin dmin表示 3 極限尺寸的判斷原則 泰勒原則 工件除線(xiàn)性尺寸誤差外 還存在形狀誤差 為正確地判斷工件尺寸的合格性 規(guī)定了極限尺寸判斷原則 即泰勒原則 其內(nèi)容為 孔或軸的作用尺寸不超過(guò)最大實(shí)體尺寸 任何位置的實(shí)際尺寸不允許超過(guò)最小實(shí)體尺寸 Dm Dmin Da Dmaxdm dmax da dmin 3 2 2有關(guān)偏差 公差的基本術(shù)語(yǔ)及定義 1 偏差 某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差 包括實(shí)際偏差和極限偏差 極限偏差又分上偏差 ES es 和下偏差 EI ei ES Dmax Des dmax dEI Dmin Dei dmin d2 公差 允許尺寸的變動(dòng)量 等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數(shù)差的絕對(duì)值 孔 軸的公差分別用Th和Ts表示 Th Dmax Dmin ES EI Ts dmax dmin es ei 3 偏差與公差的區(qū)別 1 從數(shù)值上看 極限偏差是代數(shù)值 正 負(fù)或零值是有意義的 而公差是允許尺寸的變動(dòng)范圍 是沒(méi)有正負(fù)號(hào)的絕對(duì)值 也不能為零 零值意味著加工誤差不存在 是不可能的 實(shí)際計(jì)算時(shí)由于最大極限尺寸大于最小極限尺寸 故可省略絕對(duì)值符號(hào) 2 從作用上看 極限偏差用于控制實(shí)際偏差 是判斷完工零件是否合格的根據(jù) 而公差則控制一批零件實(shí)際尺寸的差異程度 3 從工藝上看 對(duì)某一具體零件 公差大小反映加工的難易程度 即加工精度的高低 它是制定加工工藝的主要依據(jù) 而極限偏差則是調(diào)整機(jī)床決定切削工具與工件相對(duì)位置的依據(jù) 4 偏差與公差的聯(lián)系 公差是上 下偏差之代數(shù)差的絕對(duì)值 所以確定了兩極限偏差也就確定了公差 5 公差帶圖1 零線(xiàn) 表示基本尺寸的一條直線(xiàn) 以其為基準(zhǔn)確定偏差和公差 零線(xiàn)以上為正 以下為負(fù) 2 尺寸公差帶 由代表上 下偏差的兩條直線(xiàn)所限定的一個(gè)區(qū)域 公差帶有兩個(gè)基本參數(shù) 即公差帶大小與位置 大小由標(biāo)準(zhǔn)公差確定 位置由基本偏差確定 3 基本偏差 標(biāo)準(zhǔn)中表列的 用以確定公差帶相對(duì)于零線(xiàn)位置的上偏差或下偏差 一般為靠近零線(xiàn)的那個(gè)極限偏差 4 標(biāo)準(zhǔn)公差 標(biāo)準(zhǔn)中表列的 用確定公差帶大小的任一公差 孔 軸 0 基本尺寸 ES EI es ei Th Ts 畫(huà)出基本尺寸為 50 最大極限尺寸為 50 025 最小極限尺寸為 50mm的孔與最大極限尺寸為 49 975 最小極限尺寸為 49 959mm的軸的公差帶圖 0 50 孔 軸 0 025 0 025 0 041 3 2 3有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)和定義 1 配合的概念 D d Dmax Dmin dmin dmax ES EI TD Td es ei 零線(xiàn) 孔 軸 基本尺寸相同 相互結(jié)合的孔 軸公差帶之間的關(guān)系 稱(chēng)為配合 2 間隙與過(guò)盈 孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差 差值為正時(shí) 稱(chēng)為間隙 用X表示 差值為負(fù)時(shí) 稱(chēng)為過(guò)盈 用Y表示 3 配合的種類(lèi) 1 間隙配合 具有間隙 包括最小間隙為零 的配合稱(chēng)為間隙配合 此時(shí) 孔的公差帶在軸的公差帶之上 其特征值是最大間隙Xmax和最小間隙Xmin 孔的最大極限尺寸減去軸的最小極限尺寸所得的代數(shù)差稱(chēng)為最大間隙 用Xmax表示 Xmax Dmax dmin ES ei孔的最小極限尺寸減去軸的最大極限尺寸所得的代數(shù)差稱(chēng)為最小間隙 用Xmin表示 Xmin Dmin dmax EI es實(shí)際生產(chǎn)中 平均間隙更能體現(xiàn)其配合性質(zhì) Xav Xmax Xmin 2 孔 Xmax Xmin 0 軸 2 過(guò)盈配合 具有過(guò)盈 包括最小過(guò)盈等于零 的配合稱(chēng)為過(guò)盈配合 此時(shí) 孔的公差帶在軸的公差帶之下 其特征值是最大過(guò)盈Ymax和最小過(guò)盈Ymin 孔的最小極限尺寸減去軸的最大極限尺寸所得的代數(shù)差稱(chēng)為最大過(guò)盈 用Ymax表示 Ymax Dmin dmax EI es孔的最大極限尺寸減去軸的最小極限尺寸所得的代數(shù)差稱(chēng)為最小過(guò)盈 用Ymin表示 Ymin Dmax dmin ES ei實(shí)際生產(chǎn)中 平均過(guò)盈更能體現(xiàn)其配合性質(zhì) Yav Ymax Ymin 2 軸 0 Ymax Ymin 孔 3 過(guò)渡配合 孔 軸 0 Xmax Ymax 可能具有間隙也可能具有過(guò)盈的配合稱(chēng)為過(guò)渡配合 此時(shí) 孔的公差帶與軸的公差帶相互重疊 其特征值是最大間隙Xmax和最大過(guò)盈Ymax 孔的最大極限尺寸減去軸的最小極限尺寸所得的代數(shù)差稱(chēng)為最大間隙 用Xmax表示 Xmax Dmax dmin ES ei孔的最小極限尺寸減去軸的最大極限尺寸所得的代數(shù)差稱(chēng)為最大過(guò)盈 用Ymax表示 Ymax Dmin dmax EI es實(shí)際生產(chǎn)中 其平均松緊程度可能表示為平均間隙 也可能表示為平均過(guò)盈 Xav 或Yav Xmax Ymax 2 4 配合公差 配合公差是指允許間隙或過(guò)盈的變動(dòng)量 它是設(shè)計(jì)人員根據(jù)機(jī)器配合部位使用性能的要求對(duì)配合松緊變動(dòng)的程度給定的允許值 它反映配合的松緊變化程度 表示配合精度 是評(píng)定配合質(zhì)量的一個(gè)重要的綜合指標(biāo) 在數(shù)值上 它是一個(gè)沒(méi)有正 負(fù)號(hào) 也不能為零的絕對(duì)值 它的數(shù)值用公式表示為 對(duì)于間隙配合Tf Xmax Xmin 對(duì)于過(guò)盈配合Tf Ymin Ymax 對(duì)于過(guò)渡配合Tf Xmax Ymax 將最大 最小間隙和過(guò)盈分別用孔 軸極限尺寸或極限偏差換算后代入上式 則得三類(lèi)配合的配合公差的共同公式為 Tf Th Ts 計(jì)算 孔mm與軸mm孔mm與軸mm孔mm與軸mm配合的極限間隙或極限過(guò)盈 配合公差并畫(huà)出公差帶圖 說(shuō)明配合類(lèi)別 解 1 最大間隙Xmax ES ei 0 025 0 041 0 066mm最小間隙Xmin EI es 0 0 025 0 025mm配合公差Tf Xmax Xmin 0 066 0 025 0 041mm 2 最大過(guò)盈Ymax EI es 0 0 059 0 059mm最小過(guò)盈Ymin ES ei 0 025 0 043 0 018mm配合公差Tf Ymin Ymax 0 018 0 059 0 041mm 3 最大間隙Xmax ES ei 0 025 0 002 0 023mm最大過(guò)盈Ymax EI es 0 0 018 0 018mm配合公差Tf Xmax Ymax 0 023 0 018 0 041mm 0 0 0 50 50 50 0 025 0 025 0 041 0 025 0 059 0 043 0 025 0 018 0 002 3 3公差與配合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 3 3 1標(biāo)準(zhǔn)公差系列 標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T ISOTolerance 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用以確定公差帶大小的任一公差值 它等于公差等級(jí)系數(shù)和公差單位的乘積 IT a i a f D 目的 實(shí)現(xiàn)公差帶大小的標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)公差值主要取決于基本尺寸和公差等級(jí) 1 公差單位i I i f D 1 尺寸 500mm 2 尺寸 500 3150mm 3 尺寸 3150mm 2 公差等級(jí) 1 確定尺寸精確程度的等級(jí) 2 IT a I3 IT01 IT0 IT1 IT2 IT3 IT184 高 公差等級(jí) 低小 公差數(shù)值 大難 加工程度 易 D 500mm各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算公式 D 500 3150mm各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算公式 3 基本尺寸分段 為了減少公差數(shù)目和簡(jiǎn)化公差值表 以便于實(shí)際應(yīng)用 對(duì)基本尺寸進(jìn)行分段 國(guó)際將3150mm以下的基本尺寸為21個(gè)主段 同一尺寸段的公差值是按尺寸段的計(jì)算值D計(jì)算 即 D D1 D2 1 2 例題 基本尺寸為20mm 求IT6 IT7的公差值 解 基本尺寸20mm 屬于18 30mm 則D 18 30 1 2 23 24mm 公差單位 1 31 查表1 4IT6 10iIT7 16i IT6 10 1 31 m 13 1 m 13 m IT7 16 1 31 m 20 96 m 21 m 4 標(biāo)準(zhǔn)公差的特點(diǎn) 1 IT6可讀作 標(biāo)準(zhǔn)公差6級(jí)或簡(jiǎn)稱(chēng)6級(jí)公差 2 同一基本尺寸的孔與軸 其標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值大小應(yīng)隨公差等級(jí)的高低而不同 公差等級(jí) 公差值 3 同一公差等級(jí)的孔與軸 隨著基本尺寸大小的不同應(yīng)規(guī)定不同的標(biāo)準(zhǔn)公差值 4 公差是加工誤差的允許值 同一等級(jí)的公差具有相同的加工難易程度 5 標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值 一與公差等級(jí)有關(guān) 二為基本尺寸的函數(shù) 3 3 2基本偏差系列 1 基本偏差及其代號(hào) 1 基本偏差 確定零件公差帶相對(duì)于零線(xiàn)位置的極限偏差 它是公差帶位置標(biāo)準(zhǔn)化的唯一指標(biāo) 除JS和js外 均指靠近零線(xiàn)的偏差 與公差等級(jí)無(wú)關(guān) 2 基本偏差代號(hào) 除去I L O Q W 再CD EF FG JS ZA ZB ZC 共有28個(gè)代號(hào) 3 公差帶的代號(hào)由基本偏差代號(hào)與公差等級(jí)代號(hào)組成 如H7 h6 M8 d9等等 在圖樣上標(biāo)注尺寸公差時(shí) 可以標(biāo)注極限偏差 例 也可以標(biāo)注尺寸公差帶代號(hào) 例如 50H7 50f6 或者兩者都標(biāo)注 50H7 50f6 0 025 0 0 025 0 041 2 軸的基本公差 是根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐的需要確定的 其計(jì)算公式見(jiàn)表1 9 其值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化列表1 10 例題 求 25e的基本偏差 解 根據(jù)表1 9可知 25e的基本偏差為上偏差 且 es 11D0 41 m查表1 7 即 25 18 30D 18 30 1 2 23 24mmes 11 23 24 0 41 40 mei es IT es ei IT 3 孔的基本公差 當(dāng)基本尺寸 500mm時(shí) 孔的基本偏差是從軸的基本偏差換算而來(lái)的 由于基孔制和基軸制是平行等效的配合制度 所以孔的基本偏差沒(méi)有必要另外編制一套計(jì)算公式 可以直接從軸的基本偏差換算得來(lái) 換算的前提是 在孔軸為同一公差等級(jí)或孔比軸低一級(jí)配合的條件下 當(dāng)基軸制配合中孔的基本偏差代號(hào)與基孔制配合中軸的基本偏差代號(hào)相當(dāng)時(shí) 例如孔的F對(duì)應(yīng)軸的f 其基本偏差的對(duì)應(yīng)關(guān)系 應(yīng)保證按基軸制形成的配合 如F6 h5 與按基孔制形成的配合 H6 f5 相同 即基孔制的配合換算為同名的基軸配合時(shí) 其配合性質(zhì)不變 1 通用規(guī)則 A 對(duì)于間隙配合 A H在下圖 左 基孔制中 最小間隙Xmin EI es es在下圖 右 基軸制中 最小間隙X min EI es EI根據(jù)換算前提有Xmin X min 因而EI es A H 0 ES EI es ei Xmin ES EI es ei X min 基孔制 基軸制 孔 軸 孔 軸 B 對(duì)于過(guò)盈配合 同級(jí)配合 孔 軸同級(jí) 在下圖基孔制中 最小過(guò)盈Y min ES ei ITn ei在下圖基軸制中 最小過(guò)盈Ymin ES ei ES ITn ES ITn根據(jù)換算前提有 Y min Ymin即 ES ei J ZC孔 軸同級(jí)配合 基本尺寸 0 基孔制 基軸制 Y min Ymin ITn ITn ES ES EI EI es ei 軸 孔 es ei 軸 孔 通過(guò)以上推算我們可以知道 用同一字母表示的孔 軸基本偏差的絕對(duì)值相等 符號(hào)相反 也就是說(shuō)孔的基本偏差是軸的基本偏差相對(duì)于零線(xiàn)的倒影 即 EI es A H ES ei J ZC孔 軸同級(jí)配合 適用范圍 包括A H和標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)低于IT8的K M N和標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)低于IT7的P ZC 但也有個(gè)別例外 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)低于IT8且基本尺寸大于3mm的N 其基本偏差ES 0 例求 25F5的基本偏差 解 F A H 基本偏差是下偏差EI EI es在表1 10中查同級(jí)同符號(hào)的 25f5的基本偏差 es 20 m 則 EI 20 m查表1 11校對(duì) 例求 40M9的基本偏差 解 M J ZC 基本偏差是上偏差ES 在表1 10中查同級(jí)同符號(hào)的 40m9的基本偏差 ei 9 m 則 ES 9 m查表1 11校對(duì) 2 特殊規(guī)則 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 在常用尺寸段內(nèi) 500mm 當(dāng)孔的標(biāo)準(zhǔn)公差低于IT8時(shí) 與同級(jí)基準(zhǔn)孔相配合 如 H9 h9 H10 d10 當(dāng)孔的標(biāo)準(zhǔn)公差高于IT8時(shí) 與高一級(jí)的基準(zhǔn)軸相配合 如 H7 m6 H6 k5 當(dāng)孔的標(biāo)準(zhǔn)公差等于IT8 可與同級(jí)配合也可與高一級(jí)軸配合 如 H8 m7 H8 h8 但不管怎么樣配 都要求二種基準(zhǔn)制形成的同名配合的配合性質(zhì)相同 即符合換算前提 適用范圍 在基本尺寸至500mm范圍內(nèi) 且標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)高于等于IT8的K M N和標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)高于等于IT7的P ZC 在基孔制中 左圖 最小過(guò)盈Y min ES ei ITn ei 在基軸制中 右圖 最小過(guò)盈Ymin ES ei ES ITn 1 ES ITn 1所以ES ei ITn ITn 1 ei 0 經(jīng)過(guò)推導(dǎo) 我們知道 是由于孔軸不同級(jí)造成的 這也就是圖1 9中K M N有階梯臺(tái)階的原因 0 基孔制 基軸制 Y min Ymin ITn ITn 1 ES ES EI EI es ei 軸 孔 es ei 軸 孔 基本尺寸 例將 25H7 p6換成基軸制后求孔的基本偏差和另一側(cè)極限偏差 并畫(huà)出公差帶圖 解 25H7 p6 25P7 h6 查表1 7 IT6 13 m IT7 21 m 查表1 10可知 p6的基本偏差ei 22 m 孔P7屬于特殊規(guī)則的適用范圍 P的基本偏差為上偏差ES 因而應(yīng)按特殊規(guī)則計(jì)算 IT7 IT6 21 13 8 m ES ei 22 8 14 m EI ES IT7 14 21 35 m 孔 基準(zhǔn)制概念 1 基孔制和基軸制 2 基孔制 基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差軸的公差帶形成各種配合的一種制度 基孔制中的孔為基準(zhǔn)孔 其下偏差為零 基本偏差代號(hào)為H 0 基本尺寸 孔 軸 軸 軸 軸 軸 軸 軸 間隙配合 過(guò)渡配合 過(guò)盈配合 過(guò)渡或過(guò)盈 軸 3 基軸制 基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差孔的公差帶形成各種配合的一種制度 基軸制中的軸為基準(zhǔn)軸 其上偏差為零 基本偏差代號(hào)為h 0 軸 孔 孔 孔 孔 孔 孔 孔 間隙配合 過(guò)渡配合 過(guò)盈配合 過(guò)渡或過(guò)盈 孔 3 4國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差帶與配合 標(biāo)準(zhǔn)公差系列中的任一公差與基本偏差系列中任一偏差組合 即可得到不同大小和位置的公差帶 在基本尺寸 500mm內(nèi)組成 種孔的公差帶和 種軸的公差帶 為了簡(jiǎn)化公差帶種類(lèi) 減少與之相適應(yīng)的定值刀 量具和工藝裝備的品種和規(guī)格 對(duì)基本尺寸至500mm的孔 軸規(guī)定了優(yōu)先 常用和一般用途公差帶 書(shū)中表2 10和表2 12分別是孔和軸的一般用途公差帶 軸116種 孔105種 其中方框內(nèi)為常用公差帶 軸59種 孔43種 帶圓圈的為優(yōu)先公差帶 軸孔各有13種 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先使優(yōu)先公差帶 其次才使用常用公差帶 再其次才考慮使用一般用途公差帶 表2 10一般 常用和優(yōu)先的孔的公差帶 尺寸 500mm 表2 12一般 常用和優(yōu)先的軸的公差帶 尺寸 500mm 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 配合代號(hào)由相互配合的孔和軸的公差帶以分?jǐn)?shù)的形式組成 孔的公差帶為分子 軸的公差帶為分母 例如 40H8 f7 80K7 h6 基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)軸與各種非基準(zhǔn)件配合時(shí) 得到各種不同性質(zhì)的配合 如 A H和a h與基準(zhǔn)件配合 形成間隙配合 J N和j n與基準(zhǔn)件配合 基本上形成過(guò)渡配合 P ZC和p zc與基準(zhǔn)件配合 基本上形成過(guò)盈配合 原則上 任意一對(duì)孔 軸公差帶都可以構(gòu)成配合 為了簡(jiǎn)化公差配合的種類(lèi) 減少定值刀 量具和工藝裝備的品種及規(guī)格 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在尺寸 500mm的范圍內(nèi) 規(guī)定了基孔制和基軸制的優(yōu)先 基孔制 基軸制各13種 和常用配合 基孔制59種 基軸制47種 表2 14基孔制常用 優(yōu)先配合 表2 15基軸制常用 優(yōu)先配合 其它尺寸段配合特點(diǎn) 大尺寸段 基本尺寸 500 3150mm 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了常用軸公差帶41種 孔公差帶31種 沒(méi)有推薦配合 規(guī)定一般采用基孔制的同級(jí)配合 根據(jù)零件制造特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際情況 可采用配制配合 先按互換性生產(chǎn)選取配合 再選取較難加工的那個(gè)零件作為先加工件 多數(shù)情況下是孔 給它一個(gè)容易達(dá)到的公差 最后再根據(jù)所選的配合公差確定配制件 多數(shù)情況下是軸 的公差 配制公差 的代號(hào)為MF 小尺寸段 尺寸至18mm 主要適用于儀器儀表和鐘表工業(yè) 國(guó)標(biāo)規(guī)定了163種軸公差帶和145種孔公差帶 標(biāo)準(zhǔn)未指明選用次序 也未推薦配合 由于小尺寸段軸比孔難加工 所以基軸制用的較多 配合公差等級(jí)也更為復(fù)雜 下列配合屬于哪種基準(zhǔn)制的哪種配合 確定其配合的極限間隙 過(guò)盈 和配合公差 并畫(huà)出其公差帶圖 50H8 f7 30K7 h6 30H7 p6 0 0 0 50 30 30 0 039 0 025 0 050 0 006 0 021 0 035 0 022 0 015 0 013 3 5公差與配合的選擇 3 5 1基準(zhǔn)制的選擇 1 國(guó)標(biāo)推薦優(yōu)先配用基孔制2 下列情況下 選用基軸制 1 采用冷拉鋼做軸 軸不再進(jìn)行加工 2 在同一尺寸的軸上要裝配幾個(gè)不同零件3 與標(biāo)準(zhǔn)件相配合的零件 以標(biāo)準(zhǔn)件為準(zhǔn)4 允許采用非基準(zhǔn)制配合 3 5 2公差等級(jí)的選擇 公差等級(jí)的選擇的實(shí)質(zhì)就是尺寸制造精度的確定 尺寸的精度與加工的難易程度 加工的成本和零件的工作質(zhì)量有關(guān) 公差等級(jí)越高 合格尺寸的大小越趨一致 配合精度就越高 但加工的成本也越高 公差與成本的關(guān)系如圖3 12所示 因此 公差等級(jí)選擇的基本原則是 在滿(mǎn)足使用性能的前提下 盡量選擇較低的精度等級(jí) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)各公差等級(jí)與加工方法的大致關(guān)系見(jiàn)表1 21 公差等級(jí)選擇的原則 1 對(duì)于基本尺寸 500mm的較高等級(jí)的配合 由于孔比軸加工困難 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)公差 IT8時(shí) 國(guó)標(biāo)推薦孔比軸低一級(jí)配合 但對(duì)標(biāo)準(zhǔn)公差 IT8或基本尺寸 500mm的配合 推薦孔 軸同級(jí)配合 2 選擇公差等級(jí) 既要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 也要考慮工藝的可行性與經(jīng)濟(jì)性 即 在滿(mǎn)足使用要求的前提下 盡量選擇較低的公差等級(jí) 3 5 3配合的選用 配合種類(lèi)的選擇主要就是根據(jù)零件的功能要求 確定配合的類(lèi)型及非配合制的基本偏差代號(hào) 選擇的基本方法還是類(lèi)比法 計(jì)算法和試驗(yàn)法三種 類(lèi)比法是選擇配合種類(lèi)的主要方法 應(yīng)用類(lèi)比法選擇時(shí) 要考慮以下因素 配合件的工作情況各種基本偏差形成配合的特點(diǎn)配合件的生產(chǎn)情況 1 配合件的工作情況 選擇配合的類(lèi)型時(shí) 應(yīng)考慮配合件間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng) 定心精度高低 配合件的受力情況 裝配情況等 配合類(lèi)型的選擇可依據(jù)下表來(lái)對(duì)比選擇 2 各種基本偏差形成配合的特點(diǎn) 1 間隙配合有A H a h 共十一種 其特點(diǎn)是利用間隙貯存潤(rùn)滑油及補(bǔ)償溫度變形 安裝誤差 彈性變形等所引起的誤差 生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛 不僅用于運(yùn)動(dòng)配合 加緊固件后也可用于傳遞力矩 不同基本偏差代號(hào)與基準(zhǔn)孔 或基準(zhǔn)軸 分別形成不同間隙的配合 主要依據(jù)變形 誤差需要補(bǔ)償間隙的大小 相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度 是否要求定心或拆卸來(lái)選定 2 過(guò)渡配合有JS N js n 四種基本偏差 其主要特點(diǎn)是定心精度高且可拆卸 也可加鍵 銷(xiāo)緊固件后用于傳遞力矩 主要根據(jù)機(jī)構(gòu)受力情況 定心精度和要求裝拆次數(shù)來(lái)考慮基本偏差的選擇 定心要求高 受沖擊負(fù)荷 不常拆卸的 可選較緊的基本偏差 如N n 反之應(yīng)選較松的配合 如 K k 或JS js 3 過(guò)盈配合有P ZC p zc 13種基本偏差 其特點(diǎn)是由于有過(guò)盈 裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小 產(chǎn)生彈性變形 在結(jié)合面上產(chǎn)生一定的正壓力和摩擦力 用以傳遞力矩和緊固零件 選擇過(guò)盈配合時(shí) 如不加鍵 銷(xiāo)等緊固件 則最小過(guò)盈應(yīng)能保證傳遞所需的力矩 最大過(guò)盈應(yīng)不使材料破壞 故配合公差不能太大 所以公差等級(jí)一般為IT5 IT7 基本偏差根據(jù)最小過(guò)盈量及結(jié)合件的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選取 4 軸的基本偏差在具體選用 可參考表3 23 并按表3 24所推薦的 盡量選用優(yōu)先配合 3 配合件的生產(chǎn)情況 按大批大量生產(chǎn)時(shí) 加工后所得的尺寸通常呈正態(tài)分布 而單件小批量生產(chǎn)時(shí) 加工所得的孔的尺寸多偏向最小極限尺寸 軸的尺寸多偏向最大極限尺寸 即呈偏態(tài)分布 所以 對(duì)于同一使用要求 單件小批生產(chǎn)時(shí)采用的配合應(yīng)比大批大量生產(chǎn)時(shí)要松一些 如大批量生產(chǎn)時(shí)的 50H7 js6的要求 在單件小批生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選擇 50H7 h6 同樣 受其它工作條件的影響 配合的間隙或過(guò)盈也應(yīng)隨之變化 如表1 22 3 6一般公差 線(xiàn)性尺寸的未注公差 圖樣上未曾注出的尺寸稱(chēng)為未注公差尺寸 在車(chē)間一般加工條件下 機(jī)床設(shè)備一般加工能力可保證的公差 它代表經(jīng)濟(jì)加工精度 主要用于較低精度的非配合尺寸 可不檢驗(yàn) 能簡(jiǎn)化制圖 節(jié)省圖樣設(shè)計(jì)時(shí)間 1804國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了線(xiàn)性尺寸一般公差 未注公差 的規(guī)范 線(xiàn)性尺寸的一般公差規(guī)定了四個(gè)公差等級(jí) 精密級(jí) f 中等級(jí) m 和粗糙級(jí) c 和最粗級(jí) v 線(xiàn)性尺寸的極限偏差數(shù)值 倒圓半徑和倒角高度尺寸的極限偏差數(shù)值見(jiàn)書(shū)中P30表3 25和3 26 在圖樣上標(biāo)注線(xiàn)性尺寸的一般公差 只需要在圖樣或技術(shù)文件中用國(guó)標(biāo)號(hào)和公差等級(jí)代號(hào)標(biāo)注即可 例如按產(chǎn)品精密程度和車(chē)間普通加工經(jīng)濟(jì)精度選用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的m 中等 級(jí)時(shí) 可表示為 GB T1804 m這表明圖樣上凡是未注公差的線(xiàn)性尺寸 包括倒圓半徑尺寸及倒角尺寸 均按m 中等 級(jí)加工 一 判斷題 正確的打 錯(cuò)誤的打X 1 公差可以說(shuō)是允許零件尺寸的最大偏差 2 基本尺寸不同的零件 只要它們的公差值相同 就可以說(shuō)明它們的精度要求相同 3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 孔只是指圓柱形的內(nèi)表面 4 圖樣標(biāo)注 2000 0 021mm的軸 加工得愈靠近基本尺寸就愈精確 5 孔的基本偏差即下偏差 軸的基本偏差即上偏差 6 某孔要求尺寸為 20 0 046 今測(cè)得其實(shí)際尺寸為 19 962mm 可以判斷該孔合格 7 未注公差尺寸即對(duì)該尺寸無(wú)公差要求 0 067 X X X X X X X 8 某一配合 其配合公差等于孔與軸的尺寸公差之和 9 最大實(shí)體尺寸是孔和軸的最大極限尺寸的總稱(chēng) 10 公差值可以是正的或負(fù)的 11 實(shí)際尺寸等于基本尺寸的零件必定合格 12 因?yàn)楣畹燃?jí)不同 所以 50H7與 50H8的基本偏差值不相等 13 尺寸公差大的一定比尺寸公差小的公差等級(jí)低 14 一光滑軸與多孔配合 其配合性質(zhì)不同時(shí) 應(yīng)當(dāng)選用基孔制配合 15 標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值與公差等級(jí)有關(guān) 而與基本偏差無(wú)關(guān) 16 只要零件不經(jīng)挑選或修配 便能裝配到機(jī)器上去 則該零件具有互換性 X X X X X X X 二 填空題1 50H10的孔和 50js10的軸 已知IT10 0 100mm 其ES mm EI mm es mm ei mm 2 常用尺寸段的標(biāo)準(zhǔn)公差的大小 隨基本尺寸的增大而 隨公差等級(jí)的提高而 3 孔的公差帶在軸的公差帶之上為 配合 孔的公差帶與軸的公差帶相互交迭 配合 孔的公差帶在軸的公差帶之下為 配合 4 公差帶的位置由 決定 公差帶的大小由 決定 5 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)公差規(guī)定了 級(jí) 最高級(jí)為 最低級(jí)為 6 標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值只與 和 有關(guān) 7 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔和軸各設(shè)置了 個(gè)基本偏差代號(hào) 對(duì)于軸 的基本偏差為 與基孔制構(gòu)成 配合 的基本偏差為 與基準(zhǔn)孔構(gòu)成 配合 作業(yè)講評(píng) P200 第2題 1 孔 軸解 Xmax 0 033 0 098 0 131mmXmin 0 0 065 0 065mm配合公差 0 131 0 065 0 066mm為間隙配合 孔 Xmax Xmin 0 軸 0 033 0 065