機械精度第一章課件

1、課程名稱課程名稱：機械精度設計基礎機械精度設計基礎吉林大學機械科學與工程學院吉林大學機械科學與工程學院閆振華閆振華課程性質課程性質：技術基礎課技術基礎課必修課！學分必修課！學分2.02.0課程設置：課程設置：1.1.課堂理論教學課堂理論教學2-162-16周，周，3030學時，閉卷考試學時，閉卷考試2.2.實驗教學實驗教學6 6學時，學時，4 4個實驗個實驗實驗項目實驗項目實驗學時實驗學時實驗地點實驗地點1. 1.尺寸誤差測量尺寸誤差測量4/34/3學時學時機械機械材料館材料館5385382. 2.表面粗糙度測量表面粗糙度測量2/32/3學時學時機械機械材料館材料館5385383. 3.形位誤

2、差測量形位誤差測量2 2學時學時工科基地工科基地1121124. 4.齒輪精度檢測齒輪精度檢測2 2學時學時機械機械材料館材料館543機械精度設計基礎學習指導（校內印刷）機械精度設計基礎學習指導（校內印刷）實驗指導書實驗指導書教材教材：1.1.陳曉華陳曉華 編編機械精度設計與檢測第二版機械精度設計與檢測第二版主要參考書：主要參考書：機械精度設計與檢測（機械精度設計與檢測（第二版第二版）參考文獻參考文獻 1 1、22 教師：教師：閆振華 電話：電話Email: Email: 考核成績考核成績卷面成績卷面成績70%70%平時成績平時成績30%30%課堂出勤考核課堂出勤考核

3、作業(yè)作業(yè)實驗出勤及實驗出勤及實驗報告實驗報告第一章第一章 緒緒 論論機械的運動設計機械的運動設計機械的結構設計機械的結構設計機械的精度設計機械的精度設計機機械械設設計計本課程主要研究本課程主要研究AEDCBF一一. .互換性互換性二二. .公公 差差三三. .檢檢 測測1-1 1-1 機械精度設計的研究對象機械精度設計的研究對象1.1.互換性定義：（廣義）互換性定義：（廣義） 互換性是指一種產品、過程或服務代替互換性是指一種產品、過程或服務代替另一種產品、過程或服務，能滿足同樣要求另一種產品、過程或服務，能滿足同樣要求的能力。的能力。 對于機械行業(yè)，通常是指同一規(guī)格的一對于機械行業(yè)，通常是指同

4、一規(guī)格的一批零（部）件，按規(guī)定的技術要求制造或裝批零（部）件，按規(guī)定的技術要求制造或裝配，彼此能夠互相替代使用，而且效果相同配，彼此能夠互相替代使用，而且效果相同的性能。的性能。如圖如圖 所示的圓柱齒輪減速器！所示的圓柱齒輪減速器！2.2.互換性的作用：互換性的作用：1 1） 在制造方面在制造方面，有利于專業(yè)化生產，有利，有利于專業(yè)化生產，有利于采用先進工藝和高效率的專用設備，從而于采用先進工藝和高效率的專用設備，從而提高產品質量，降低生產成本。提高產品質量，降低生產成本。2 2） 在設計方面在設計方面，可最大限度地采用標準件，可最大限度地采用標準件（如平鍵、螺栓、螺母、墊片）、標準部件（如平

5、鍵、螺栓、螺母、墊片）、標準部件（如滾動軸承），可大大簡化繪圖和計算工（如滾動軸承），可大大簡化繪圖和計算工作，縮短設計周期，有利于計算機輔助設計作，縮短設計周期，有利于計算機輔助設計（CAD)CAD)和產品品種多樣化。和產品品種多樣化。3 3）在使用和維修方面在使用和維修方面，零部件具有互換性，零部件具有互換性，能及時更換損壞了的零部件，提高機器的使能及時更換損壞了的零部件，提高機器的使用價值。用價值。 互換性原則作用多多！因此，已成為現互換性原則作用多多！因此，已成為現代機械制造業(yè)中一個普遍遵守的原則！代機械制造業(yè)中一個普遍遵守的原則！ 并不是所有情況下都要采用互換性原則，并不是所有情況下

6、都要采用互換性原則，在在單件、小批量生產單件、小批量生產中，有時采用中，有時采用單個配置單個配置經濟性更好！經濟性更好！這時這時，零件雖不能互換，但也，零件雖不能互換，但也有精度設計與檢測的要求。有精度設計與檢測的要求。但是！但是！3.3.互換性的分類：互換性的分類：完全互換性完全互換性不完全互換性不完全互換性互換性互換性完全互換性：完全互換性：不挑、不選、不修、不調！不挑、不選、不修、不調！不完全互換性：不完全互換性：附加挑選或調整零（部）件附加挑選或調整零（部）件! !不完全互換性種類：不完全互換性種類：分組裝配法分組裝配法調整裝配法調整裝配法修修 配配 法法大數互換法大數互換法D1D2D

7、3d1d2d3分組裝配法分組裝配法調整墊片調整墊片公差定義：公差定義： 幾何量允許的變動量叫做公差。幾何量允許的變動量叫做公差。 公差標注在圖紙上，用來控制公差標注在圖紙上，用來控制制造誤差制造誤差！公差公差尺寸公差尺寸公差幾何公差幾何公差表面粗糙度表面粗糙度公差公差是互換性生產是互換性生產的保證的保證！在滿足功能要求！在滿足功能要求的前提下，公差應盡量規(guī)定的大些！的前提下，公差應盡量規(guī)定的大些！經濟經濟！檢測定義：檢測定義： 檢測檢測是是檢驗檢驗與與測量測量的統稱。的統稱。 為了保證機械零件的幾何精度，零件加工為了保證機械零件的幾何精度，零件加工完后必須對其幾何量加以檢測，以保證零件完后必須

8、對其幾何量加以檢測，以保證零件符合設計要求！符合設計要求！ 檢驗的特點檢驗的特點：能確定幾何量是否合格，但：能確定幾何量是否合格，但得不到具體的數值。得不到具體的數值。 測量的特點測量的特點：能獲得幾何量的具體數值?。耗塬@得幾何量的具體數值！ 檢測檢測是實現互換性生產的是實現互換性生產的手段和措施手段和措施！1-2 1-2 標準化與優(yōu)先數系標準化與優(yōu)先數系一一. .標準與標準化標準與標準化二二. .優(yōu)先數系及優(yōu)先數優(yōu)先數系及優(yōu)先數1.1.標準的定義：標準的定義： 標準是標準是指在一定范圍內使用的統一規(guī)定，指在一定范圍內使用的統一規(guī)定，是是“為了在一定范圍內獲得最佳秩序，經協為了在一定范圍內獲得

9、最佳秩序，經協商一致制定，并由公認機構批準，共同使用商一致制定，并由公認機構批準，共同使用和重復使用的和重復使用的一種一種規(guī)范性規(guī)范性文件文件?！?標準標準是互換性生產的是互換性生產的基礎基礎，是人們活動的，是人們活動的依據！依據！ 機械行業(yè)主要采用的標準有國際標準機械行業(yè)主要采用的標準有國際標準（ISOISO) )、國家標準（、國家標準（GBGB、GB/TGB/T) )、地方標準、地方標準（DBDB) )、行業(yè)標準、行業(yè)標準( (JB/TJB/T) )、企業(yè)標準、企業(yè)標準( (Q/BB,Q/HSQ/BB,Q/HS) )等！等！2.2.標準化的定義：標準化的定義： 制定標準和貫徹執(zhí)行標準的制定

10、標準和貫徹執(zhí)行標準的全過程全過程，包，包括標準制定、宣傳貫徹、檢驗檢測、認證、括標準制定、宣傳貫徹、檢驗檢測、認證、監(jiān)督檢查標準等活動。監(jiān)督檢查標準等活動。 標準標準是在是在不斷更新不斷更新的，保證使用最新頒的，保證使用最新頒布的標準。布的標準。 標準里涉及很多標準里涉及很多數值數值！數值不能隨便選！數值不能隨便選！1.1.數值傳播規(guī)律：見圖數值傳播規(guī)律：見圖 螺栓公稱直徑一定螺栓公稱直徑一定箱蓋孔直徑箱蓋孔直徑箱底座螺紋孔直箱底座螺紋孔直徑徑加工孔的刀具尺加工孔的刀具尺寸寸測量工具的尺寸測量工具的尺寸附件的尺寸附件的尺寸墊片、螺母的尺墊片、螺母的尺寸寸2.2.優(yōu)先數系：優(yōu)先數系： GB/T

11、3212005 GB/T 3212005優(yōu)先數和優(yōu)先數系優(yōu)先數和優(yōu)先數系規(guī)定采用十進制等比數列作為優(yōu)先系列。規(guī)定采用十進制等比數列作為優(yōu)先系列。公比公比rr10q 規(guī)定了規(guī)定了5 5個系列：個系列：R5R5系列系列r=5r=5R10R10系列系列r=10r=10R20R20系列系列r=20r=20R40R40系列系列r=40r=40R80R80系列系列r=80r=80基本系列基本系列補充系列補充系列稱為稱為RrRr系列系列R5R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.0 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.0R10R10 1.00 1.25 1.60 2

12、.00 2.50 3.15 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00R20R20 1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 2.00 2.24 2.50 2.80 3.15 3.55 2.00 2.24 2.50 2.80 3.15 3.55 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 8.00 9.00 10.00 8.

13、00 9.00 10.00R40R40 1.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.401.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.12 2.24 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.12 2.24 2.36 2.50 2.65 2.80 3.00 3.15 3.35 3.55 2.36 2.50 2.65 2.80 3.00 3.15 3.35 3.55 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.30 5.60 3.75 4.00 4

14、.25 4.50 4.75 5.00 5.30 5.60 6.00 6.30 6.70 7.10 7.50 8.00 8.50 9.00 6.00 6.30 6.70 7.10 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 9.50 10.00 基本系列和補充系列具有如下基本系列和補充系列具有如下規(guī)律規(guī)律：1 1）延伸性）延伸性2 2）包容性與插入性）包容性與插入性3 3）相對差比值不變性）相對差比值不變性定定值值前前項項前前項項后后項項 有利于分級分檔，如有利于分級分檔，如R5R5系列：系列：6 . 0116 . 1 6 . 06 . 16 . 15 . 2 6 . 05 .

15、 25 . 24 派生系列：派生系列： 為了使優(yōu)先數系具有更大的為了使優(yōu)先數系具有更大的適應性適應性，可，可從從RrRr系列中，每逢系列中，每逢p p項取一個優(yōu)先數組成新的項取一個優(yōu)先數組成新的數列，稱之為派生系列，記為數列，稱之為派生系列，記為Rr/pRr/p。 如：如：R10/3R10/3是是R10R10 數列中，每逢數列中，每逢3 3項取一項取一個優(yōu)先數而形成，例如：個優(yōu)先數而形成，例如： 1.00 2.00 4.00 8.00 1.00 2.00 4.00 8.00 1.25 2.50 5.00 10.00 1.25 2.50 5.00 10.00 1.60 3.15 6.30 12.

16、5 1.60 3.15 6.30 12.5 首項取值不同首項取值不同，所得派生，所得派生系系列也列也不同不同！數系選擇原則：數系選擇原則： 先基本后補充，必要時先基本后補充，必要時用派生！用派生！ 由疏到密由疏到密，按照，按照R5R5、R10R10、R20R20、R40R40的順的順序選取，以免規(guī)格過多。序選取，以免規(guī)格過多。3.3.優(yōu)先數：優(yōu)先數： 優(yōu)先數系中的數值稱為優(yōu)先數。優(yōu)先數系中的數值稱為優(yōu)先數。 優(yōu)先數一般為優(yōu)先數一般為無理數無理數，根據精度要求，根據精度要求，有有3 3種種取法：取法：1 1）計算值：）計算值： 2 2）常用值：）常用值： 3 3）化整值：）化整值： 取取5 5位

17、有效數字，用于位有效數字，用于精確計算精確計算 取取3 3位有效數字，為位有效數字，為通常所用通常所用值值 取取2 2位有效數字，一般位有效數字，一般不宜選用不宜選用 化整值不可隨便化整，應遵循化整值不可隨便化整，應遵循GB/T GB/T 197642005197642005優(yōu)先數和優(yōu)先數化整值系列的優(yōu)先數和優(yōu)先數化整值系列的選用指南選用指南的規(guī)定。的規(guī)定。1-3 1-3 幾何量測量的基本知識幾何量測量的基本知識 幾何量的測量是為了確定被測幾何量的幾何量的測量是為了確定被測幾何量的量值而進行的量值而進行的實驗過程實驗過程。一一. .測量值測量值 任何幾何量的測量值任何幾何量的測量值x x，都可

18、由表征，都可由表征幾何量的數值幾何量的數值q q和該幾何量的計量單位和該幾何量的計量單位E E的乘的乘積來表示，即積來表示，即qEx q q數值數值，E E計量單位計量單位如如：用卡尺測得一直徑：用卡尺測得一直徑 mm3 .400則：則： x3 .400q mm1E 任一測量值都由兩部分組成：任一測量值都由兩部分組成：測量誤差真值x 一個完整的測量過程應包括一個完整的測量過程應包括4 4個要素：個要素：被測對象被測對象測量過程四要素測量過程四要素計量單位計量單位測量方法測量方法測量精度測量精度 實際的測量中，應該選擇實際的測量中，應該選擇適當的檢測儀適當的檢測儀器器，采用，采用正確的測量方法正

19、確的測量方法，盡量，盡量減小測量誤減小測量誤差差，以使測量值，以使測量值趨近于真值趨近于真值。二二. .長度量值的傳遞及量塊長度量值的傳遞及量塊量量值值長度量值長度量值角度量值角度量值 長度量值由國家基準波長開始，可通過長度量值由國家基準波長開始，可通過兩個平行系統（兩個平行系統（線紋量具線紋量具、端面量具端面量具）平行）平行向下傳遞。向下傳遞。 線紋量具線紋量具指的是指的是具有刻度具有刻度的量具。的量具。線紋線紋量具的特點量具的特點是是可知被測量的具體數值可知被測量的具體數值。線紋。線紋量具的精度分為量具的精度分為1 1、2 2、3 3等。等。1 1等精度最高等精度最高10月12、13日，下

20、午1點30晚上9點，三教第四網絡教室選實驗。 端面量具端面量具得不到具體測量值，只能判斷產得不到具體測量值，只能判斷產品是否合格。品是否合格。 線紋量具主要有線紋量具主要有卡尺卡尺、千分尺千分尺、高度尺高度尺。端面量具端面量具量塊量塊量規(guī)量規(guī) 國產成套量塊的規(guī)格有：國產成套量塊的規(guī)格有：9191塊、塊、8383塊、塊、4646塊、塊、3838塊等幾種規(guī)格。塊等幾種規(guī)格。量塊的量塊的分級分級： JJG 1462003 JJG 1462003將量塊按將量塊按制造精度制造精度分為分為5 5級：級： k（校準級）（校準級）、 0、 1、2、3級級，共共5個等級個等級。量塊的分量塊的分“級級”主要靠量塊

21、的極限偏差、平主要靠量塊的極限偏差、平面度、粗糙度及量塊的研合性等指標劃分面度、粗糙度及量塊的研合性等指標劃分。量塊的使用分級和分等：量塊的使用分級和分等：量塊的量塊的分等分等： JJG 1462003 JJG 1462003 將量塊按將量塊按檢定精度檢定精度由高由高到低分為到低分為1515共共5 5等。量塊的分等。量塊的分“等等”主要是主要是根據量塊長度的測量不確定度、長度變動量根據量塊長度的測量不確定度、長度變動量允許值、平面平行性允許偏差和研合性等指允許值、平面平行性允許偏差和研合性等指標分。標分。量塊組合成某一公稱尺寸：量塊組合成某一公稱尺寸： 不超過不超過4 4塊塊，采用，采用去尾數法去尾數法。 如采用如采用8383塊一套的量塊，組成塊一套的量塊，組成36.375mm36.375mm尺寸。（查教材尺寸。（查教材附表附表1313）0303043437