機(jī)械零件的幾何精度

機(jī)械零件的幾何精度第1頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本節(jié)內(nèi)容基本要求：了解互換性的意義、標(biāo)準(zhǔn)化的概念、機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本原則、主要方法。重點(diǎn)內(nèi)容：掌握互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的概念。難點(diǎn)內(nèi)容：機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本原則及主要方法。第2頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月互換性的概念概念：同一規(guī)格的一批零部件，任取其一，不經(jīng)任何挑選和修配就能裝在機(jī)器上，并能滿足其使用功能要求的特性叫做互換性。舉例：機(jī)器上的螺釘、燈泡，自行車(chē)、縫紉機(jī)、鐘表上的零部件。機(jī)械制造業(yè)中的互換性通常包括幾何參數(shù)和力學(xué)性能的互換性的互換，本課程僅討論幾何參數(shù)的互換性。第3頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月互換性的分類(lèi)分類(lèi)：互換性按其互換程度分為完全互換和不完全互換。定義：完全互換—裝配時(shí)不需挑選和修配。不完全互換—裝配時(shí)允許挑選、調(diào)整和修配。應(yīng)用：零部件廠際協(xié)作應(yīng)采用完全互換，部件或構(gòu)件在同一廠制造和裝配時(shí)，可采用不完全互換。第4頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月互換性的意義設(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。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。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。第5頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化的引入要使具有互換性的產(chǎn)品幾何參數(shù)完全一致，是不可能也是不必要的。在此情況下，要使同種產(chǎn)品具有互換性，只能使其幾何參數(shù)、功能參數(shù)充分近似。其近似程度可按產(chǎn)品質(zhì)量要求的不同而不同。允許零件幾何參數(shù)的近似程度（變動(dòng)量）稱為公差?，F(xiàn)代化生產(chǎn)的特點(diǎn)是品種多、規(guī)模大、分工細(xì)和協(xié)作多。為使社會(huì)生產(chǎn)有序地進(jìn)行，必須通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化使產(chǎn)品規(guī)格品種質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，使分散的、局部的生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。第6頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)的概念

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)。

標(biāo)準(zhǔn)的范圍極廣，種類(lèi)繁多，涉及到人類(lèi)生活的各個(gè)方面。第7頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)按不同的級(jí)別頒發(fā)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)需要在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，由國(guó)家制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，代號(hào)為GB，對(duì)沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國(guó)某個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)（JB）等；對(duì)沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而又需要在某個(gè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定地方標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它們的代號(hào)分別用DB、QB表示。第8頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基本特征：統(tǒng)一、簡(jiǎn)化。意義：

1)制造上可以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化大批量生產(chǎn)，既可提高產(chǎn)品質(zhì)量，又能降低成本；2)設(shè)計(jì)方面可減少設(shè)計(jì)工作量；3)管理維修方面可減少庫(kù)存量，便于更換損壞的零件。標(biāo)準(zhǔn)化是組織社會(huì)化大生產(chǎn)的重要手段，是實(shí)施科學(xué)管理的基礎(chǔ)，也是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求之一。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，以獲得最佳的社會(huì)經(jīng)濟(jì)成效。標(biāo)準(zhǔn)層次：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如JB）、地方標(biāo)準(zhǔn)（DB）、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）、推薦性標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）----鼓勵(lì)企業(yè)自愿采用。標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)（GB）----必須強(qiáng)制執(zhí)行；作為設(shè)計(jì)人員，要求必須熟悉現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會(huì)查詢和使用標(biāo)準(zhǔn)資料。無(wú)論設(shè)計(jì)何種產(chǎn)品，必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。第9頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(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ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（簡(jiǎn)稱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。

第10頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)化

定義：標(biāo)準(zhǔn)化是指標(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。意義：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。第11頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容：

1)產(chǎn)品品種規(guī)格的系列化將同一類(lèi)產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等依次分檔，制成系列化產(chǎn)品，以較少的規(guī)格品種滿足用戶的廣泛要求。2)零部件的通用化將用途、結(jié)構(gòu)相近的零部件（如軸承、螺栓等），經(jīng)過(guò)統(tǒng)一后實(shí)現(xiàn)互換；3)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要保證產(chǎn)品質(zhì)量合格和穩(wěn)定，就必須做好設(shè)計(jì)、加工工藝、裝配檢驗(yàn)、包裝儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化。第12頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的引入在機(jī)械設(shè)計(jì)中，常常需要確定很多參數(shù)，而這些參數(shù)往往不是孤立的，一旦選定，這個(gè)數(shù)值就會(huì)按照一定規(guī)律，向一切有關(guān)的參數(shù)傳播。例如，螺栓的尺寸一旦確定，將會(huì)影響螺母的尺寸、絲錐板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的鉆頭的尺寸等。由于數(shù)值如此不斷關(guān)聯(lián)、不斷傳播，所以，機(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意確定。為使產(chǎn)品的參數(shù)選擇能遵守統(tǒng)一的規(guī)律，使參數(shù)選擇一開(kāi)始就納入標(biāo)準(zhǔn)化軌道，必須對(duì)各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值作出統(tǒng)一規(guī)定。《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB321—80）就是其中最重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。

第13頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系是一個(gè)以公比為的十進(jìn)等比級(jí)數(shù)。GB321—80中規(guī)定以此為優(yōu)先數(shù)系，并規(guī)定了五個(gè)系列，它們分別用系列符號(hào)R5、

R10、

R20、

R40和R80表示，其中前四個(gè)系列作為基本系列，

R80為補(bǔ)充系列，僅用于分級(jí)很細(xì)的特殊場(chǎng)合。各系列的公比為；

R5的公比：

R10的公比：

R20的公比：

R40的公比：

R80的公比：

R5:q5=10≈1.6

5R10:q10=10≈1.25

10R20:q20=10≈1.12

20R40:q40=10≈1.0640R80:q80=10≈1.0380第14頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)先數(shù)系的基本系列

R51.001.602.504.006.3010.00

R101.001.251.602.002.503.154.005.006.308.0010.00

1.001.121.251.401.601.802.002.242.502.803.153.554.004.505.005.606.307.108.009.0010.00

1.001.061.121.181.251.321.401.501.601.701.801.902.002.122.242.362.502.652.803.003.153.353.553.754.004.254.504.755.005.305.606.006.306.707.107.508.008.509.009.5010.00R40R20

優(yōu)先數(shù)----表中任意一個(gè)數(shù)值。

大于10的優(yōu)先數(shù)，可將表數(shù)值分別乘以10、100、1000

。第15頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上統(tǒng)一的數(shù)值分級(jí)制度，是一種無(wú)量綱的分級(jí)系數(shù)，適用于各種量值的分級(jí)。在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，應(yīng)該最大限度采用。如產(chǎn)品的主要參數(shù)：型號(hào)、直徑、轉(zhuǎn)速、承載量和功率等按優(yōu)先數(shù)系形成系列，便于組織生產(chǎn)和降低成本，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。第16頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月幾何量的檢測(cè)*完工后的零件是否滿足公差要求，要通過(guò)檢測(cè)加以判斷。檢測(cè)包含檢驗(yàn)與測(cè)量。檢驗(yàn)是確定零件的幾何參數(shù)是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，并作出合格性判斷，而不必得出被測(cè)量的具體數(shù)值；測(cè)量是將被測(cè)量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定被測(cè)量的具體數(shù)值的過(guò)程。意義：檢測(cè)不僅用來(lái)評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量，而且用于分析產(chǎn)生不合格品的原因，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，監(jiān)督工藝過(guò)程，預(yù)防廢品產(chǎn)生。檢測(cè)是機(jī)械制造的“眼睛”。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計(jì)和加工精度的提高外，往往更有賴于檢測(cè)精度的提高。所以，合理地確定公差與正確進(jìn)行檢測(cè)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個(gè)必不可少的條件和手段。第17頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械精度設(shè)計(jì)概述一般來(lái)說(shuō)，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要進(jìn)行以下三方面的分析計(jì)算：（1）運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算。根據(jù)機(jī)器或機(jī)構(gòu)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，確定機(jī)器或機(jī)構(gòu)的合理的傳動(dòng)系統(tǒng)，選擇合適的機(jī)構(gòu)或元件，以保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作，滿足機(jī)器或機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方面的要求。（2）強(qiáng)度的分析與計(jì)算。根據(jù)強(qiáng)度、剛度等方面的要求，決定各個(gè)零件的合理的基本尺寸，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其在工作時(shí)能承受規(guī)定的負(fù)荷，達(dá)到強(qiáng)度和剛度方面的要求。（3）幾何精度的分析與計(jì)算。零件基本尺寸確定后，還需要進(jìn)行精度計(jì)算，以決定產(chǎn)品各個(gè)部件的裝配精度以及零件的幾何參數(shù)和公差。本書(shū)主要討論的是幾何精度的分析與計(jì)算。第18頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月精度設(shè)計(jì)原則互換性原則：機(jī)械零件幾何參數(shù)