電動(dòng)機(jī)械技師培訓(xùn)課件1

電動(dòng)機(jī)械司機(jī)、修理工技師、高級(jí)技師

培訓(xùn)班機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分內(nèi)容第一章形位公差知識(shí)第二章繪圖技術(shù)介紹第三章工程力學(xué)知識(shí)第四章材料力學(xué)基礎(chǔ)第一章形位公差知識(shí)

尺寸公差；對(duì)工件加工時(shí)的尺寸誤差作限制的技術(shù)指標(biāo)。但是，僅對(duì)被加工工件給定尺寸公差是不夠的，因?yàn)楣ぜ募庸べ|(zhì)量不僅取決于工件的尺寸精度，還取決于工件的幾何形狀和相互位置精度形狀和位置公差：是用來(lái)對(duì)被加工工件加工時(shí)的幾何形狀和相互位置誤差作限制的技術(shù)指標(biāo)。本章主要介紹形狀和位置公差的概念。第一節(jié)概述

形狀和位置公差是用來(lái)對(duì)被加工工件加工時(shí)的幾何形狀和相互位置誤差作限制的技術(shù)指標(biāo)。形狀和位置公差簡(jiǎn)稱(chēng)形位公差。形位公差主要有下列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即：GB／T1182—1996形狀和位置公差通則、定義、符號(hào)和圖樣表示法。GB／T1184—1996形狀和位置公差未注公差的規(guī)定。GB／T1958—1980形狀和位置公差檢測(cè)規(guī)定。下面將對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容加以介紹。一、形位誤差和形位公差：1.形狀誤差和形狀公差

（1）形狀誤差：指被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)其理想要素在形狀上的變動(dòng)量稱(chēng)為形狀誤差。圖1-1小軸的形狀誤差如圖1—1a中的小軸；要裝到孔中組成間隙配合。小軸加工完畢后的實(shí)際尺寸和實(shí)際形狀如圖1-1b所示。從尺寸公差角度看，它是合格的，但卻裝不進(jìn)孔內(nèi)。這是因?yàn)樾≥S的軸線(xiàn)彎曲太大，偏離其理想軸線(xiàn)0.04mm，由于在形狀上產(chǎn)生了誤差，所以成為（2）形狀公差：指單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量稱(chēng)為形狀公差。如圖1—1a中的小軸，為了保證零件的互換性和使用性能，在工件加工時(shí)，除了用尺寸公差限制尺寸誤差，同時(shí)還須對(duì)單一要素規(guī)定形狀公差限制其形狀誤差。如對(duì)小軸的軸線(xiàn)規(guī)定彎曲量最大不超0.006mm，就能保證了小軸裝進(jìn)孔并組成間隙配合。2．位置誤差和位置公差

（1）位置誤差：指關(guān)聯(lián)實(shí)際要素相對(duì)其理想要素的變動(dòng)量。如圖1-2a中的階梯軸要裝到階梯孔中組成間隙配合，階梯軸加工完畢后的實(shí)際尺寸和實(shí)際形狀如圖1-2b所示，從尺寸公差角度看，它是合格的，但卻裝不進(jìn)階梯孔內(nèi)，這是因?yàn)殡A梯軸兩軸線(xiàn)偏位了0.1mm，由于在位置上產(chǎn)生了誤差，所以成為廢品。（2）位置公差：這種關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對(duì)基準(zhǔn)所允許的變動(dòng)全量稱(chēng)為位置公差。圖1-2階梯軸的位置誤差如圖1-2a，為了保證零件的互換性和使用性能，對(duì)于關(guān)聯(lián)要素，除了規(guī)定尺寸公差和形狀公差加以限制外，還須規(guī)定位置公差和相應(yīng)的基準(zhǔn)以限制其位置誤差。如對(duì)階梯軸的大軸軸線(xiàn)相對(duì)于小軸軸線(xiàn)規(guī)定偏位最大不超過(guò)0.02mm，就能保證階梯軸裝進(jìn)階梯孔并組成間隙配合。形狀誤差、公差和位置誤差、公差如圖1-3所示。第二節(jié)形狀與位置公差

一、形位公差的項(xiàng)目和符號(hào)形位公差共有14個(gè)項(xiàng)目，其中形狀公差4項(xiàng)，形狀或位置公差2項(xiàng)，位置公差8項(xiàng)(其中定向公差3項(xiàng)，定位公差3項(xiàng)，跳動(dòng)公差2項(xiàng))。形狀公差4項(xiàng)，包括直線(xiàn)度、平面度、圓度、圓柱度。形狀和位置公差2項(xiàng)，包括線(xiàn)輪廓度和面輪廓度。位置公差8項(xiàng)，其中，定向公差3項(xiàng)，包括平行度、垂直度、傾斜度。定位公差3項(xiàng)，包括位置度、同軸度、對(duì)稱(chēng)度。跳動(dòng)公差2項(xiàng)，包括圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)。表1-1形位公差各項(xiàng)目的符號(hào)(GB／T1182—1996)二、形位公差的公差帶形位公差；是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的形狀和位置所允許的變動(dòng)全量；是用數(shù)值大小表達(dá)的形式。形位公差的公差帶(簡(jiǎn)稱(chēng)形位公差帶)；是限制被測(cè)實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域；是形位公差數(shù)值大小用圖形表達(dá)的形式。1、形狀公差的定義：形狀公差的6個(gè)項(xiàng)目（形狀公差4項(xiàng)，形狀或位置公差2項(xiàng)），可以分為兩種類(lèi)型。其中，直線(xiàn)度、平面度、圓度、圓柱度四個(gè)項(xiàng)目可歸納為一個(gè)類(lèi)型，它們的特點(diǎn)是公差帶不涉及基準(zhǔn)。線(xiàn)輪廓度和面輪廓度為另一類(lèi)型，其公差帶與基準(zhǔn)要素有關(guān)。2、位置公差帶的定義：位置公差是被測(cè)關(guān)聯(lián)要素的方向或位置對(duì)其理想要素的方向或位置的變動(dòng)全量。理想要素的方向或位置即為基準(zhǔn)，所以，位置公差帶和基準(zhǔn)有關(guān)?？傊?，形位公差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的形狀和位置所允許的變動(dòng)全量。尺寸公差帶是代表公差數(shù)值的上、下偏差所圍成的平面圖形的區(qū)域。它具有大小和位置兩個(gè)要素。形位公差也是一個(gè)絕對(duì)值。形位公差帶沒(méi)有上、下偏差的規(guī)定，它是由公差帶大小、形狀、方向和位置四個(gè)要素確定的。公差帶的形狀見(jiàn)表1-2。三、形位公差各項(xiàng)目的意義及其公差帶

形位公差的14個(gè)項(xiàng)目的意義如下：1．直線(xiàn)度直線(xiàn)度是評(píng)定圓柱或圓錐表面素線(xiàn)、軸線(xiàn)，平面上的直線(xiàn)，平面任意截面的截形線(xiàn)及兩平面的相交線(xiàn)等直線(xiàn)，偏離其各自理想直線(xiàn)的誤差的指標(biāo)。它有四個(gè)評(píng)定條件，即在給定平面內(nèi)、在給定一個(gè)方向；兩個(gè)方向和任意方向上。2．平面度平面度是評(píng)定平面偏離其理想平面的誤差的指標(biāo)。它又是評(píng)定平面任意截面截形線(xiàn)直線(xiàn)度誤差的綜合指標(biāo)。3．圓度圓度是評(píng)定平面上的圓、圓柱、圓錐或其他回轉(zhuǎn)體任一正截面上的圓及球體任意截面上的圓，偏離其各自理想圓的誤差的指標(biāo)。4．圓柱度圓柱度是評(píng)定圓柱表面偏離其理想圓柱表面的誤差的指標(biāo)。它又是評(píng)定圓柱體軸線(xiàn)、任一素線(xiàn)的直線(xiàn)度誤差、任一正截面上圓的圓度誤差和縱截面上兩條對(duì)應(yīng)素線(xiàn)的平行度誤差的綜合指標(biāo)。5．線(xiàn)輪廓度線(xiàn)輪廓度是評(píng)定平面上的曲線(xiàn)和曲面體規(guī)定截面上的曲線(xiàn)，偏離其理想曲線(xiàn)的誤差的指標(biāo)。6．面輪廓度面輪廓度是評(píng)定空間曲面偏離其理想曲面的誤差的指標(biāo)。它又是空間曲面任一規(guī)定截面上線(xiàn)輪廓度誤差的綜合指標(biāo)。7．平行度平行度是評(píng)定線(xiàn)或面相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)或面偏離平行要求的誤差的指標(biāo)。它有線(xiàn)對(duì)線(xiàn)、線(xiàn)對(duì)面、面對(duì)面和面對(duì)線(xiàn)四種情況，并有給定平面和給定方向等評(píng)定條件。8．垂直度垂直度是評(píng)定線(xiàn)或面相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)或面偏離垂直要求的誤差的指標(biāo)。它有線(xiàn)對(duì)線(xiàn)、線(xiàn)對(duì)面、面對(duì)面和面對(duì)線(xiàn)四種情況，并有給定平面和給定方向等評(píng)定條件。9．傾斜度傾斜度是評(píng)定線(xiàn)或面相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)或面偏離理論正確角度要求的誤差的指標(biāo)。它有線(xiàn)對(duì)線(xiàn)、線(xiàn)對(duì)面、面對(duì)面和面對(duì)線(xiàn)四種情況，并有給定平面和給定方向等評(píng)定條件。10．同軸度同軸度是評(píng)定軸線(xiàn)(或圓心)相對(duì)于基準(zhǔn)軸線(xiàn)(或圓心)偏離同軸(或同心)要求的誤差的指標(biāo)。11．對(duì)稱(chēng)度對(duì)稱(chēng)度是評(píng)定對(duì)稱(chēng)中心軸(直)線(xiàn)或?qū)ΨQ(chēng)中心平面相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)或面偏離重合要求的誤差的指標(biāo)。它有線(xiàn)對(duì)線(xiàn)、線(xiàn)對(duì)面、面對(duì)面和面對(duì)線(xiàn)四種情況，并有給定平面和給定方向等評(píng)定條件。12．位置度位置度是評(píng)定點(diǎn)、線(xiàn)、面相對(duì)于基準(zhǔn)(或基準(zhǔn)體系)偏離理想位置要求的誤差的指標(biāo)。它分為平面點(diǎn)、空間點(diǎn)的位置度，線(xiàn)的位置度和面的位置度。其中，點(diǎn)和線(xiàn)的位置度又可給定平面和給定方向等評(píng)定條件。13．圓跳動(dòng)圓跳動(dòng)是評(píng)定回轉(zhuǎn)體表面要素繞基準(zhǔn)軸線(xiàn)作無(wú)軸向移動(dòng)回轉(zhuǎn)一周(或連續(xù)回轉(zhuǎn))時(shí)。被測(cè)表面要素偏離其理想要素在指示器上測(cè)得的最大和最小分度值之差的指標(biāo)。它按給定指示器測(cè)量的方向，可分為徑向、端面和斜向圓跳動(dòng)三種。14．全跳動(dòng)全跳動(dòng)是評(píng)定回轉(zhuǎn)體表面要素繞基準(zhǔn)軸線(xiàn)作無(wú)軸向移動(dòng)的連續(xù)回轉(zhuǎn)，同時(shí)指示器沿理想要素作連續(xù)移動(dòng)(或被測(cè)要素每回轉(zhuǎn)一周，指示器沿理想要素作間斷移動(dòng))時(shí)，被測(cè)表面要素偏離其理想要素，由指示器在給定方向上測(cè)得的最大和最小分度值之差的指標(biāo)。它按給定指示器測(cè)量的方向，分為徑向和端面全跳動(dòng)兩種。

表1-2形位公差的公差帶形狀第三節(jié)形位公差的標(biāo)注

1．形位公差的代號(hào)

在圖樣上，形位公差代號(hào)是用框格和帶箭頭的指引線(xiàn)表示的。如圖1-4所示。從左到右各格的內(nèi)容是：第一格：形位公差的項(xiàng)目(公差特征)符號(hào)。圖1-4形位公差的代號(hào)第二格：形位公差的數(shù)值和與公差數(shù)值有關(guān)的符號(hào)，它包含公差帶形狀的意義。第三格和以后各格：表示基準(zhǔn)的代表字母和與基準(zhǔn)有關(guān)的符號(hào)，當(dāng)基準(zhǔn)代表字母占有多格時(shí)，第三格為第一基準(zhǔn)；第四格為第二基準(zhǔn)；第五格為第三基準(zhǔn)。指引線(xiàn)的箭頭指向是零件上的被測(cè)要素，指引線(xiàn)可以從框格兩邊的方便處引出，但必須與框格線(xiàn)垂直。其箭頭的指向還包含公差帶方向的意義。2．被測(cè)要素的標(biāo)注方法形位公差代號(hào)中指引線(xiàn)箭頭所指的零件要素就是被測(cè)要素。指引線(xiàn)箭頭應(yīng)指向公差帶的寬度或直徑。有關(guān)被測(cè)要素標(biāo)注的規(guī)定如下；圖1-5被測(cè)要素為平面時(shí)的標(biāo)注1）如圖1-5所示，其中圖1-5a的形位公差代號(hào)表示被測(cè)要素是上平面和階梯平面，其含義是：上平面的平面度公差為0.05mm；階梯平面的平面度公差為0.02mm；圖1-5b是這兩項(xiàng)形位公差的公差帶圖。由圖中可以看出，公差帶是相距0.05mm或0.02mm的兩平面之間的區(qū)域。又如圖1-6所示，其中圖1-6a的形位公差代號(hào)表示被測(cè)要素是圓柱面的素線(xiàn)，其含義是：圓柱面上素線(xiàn)的直線(xiàn)度公差為0.016mm，圖1-6b是該形位公差的公差帶圖。

圖1-6被測(cè)要素為素線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注圖1-6被測(cè)要素為素線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注2)當(dāng)被測(cè)要素為軸線(xiàn)、球心或中心平面時(shí)，指引線(xiàn)的箭頭應(yīng)與該要素的尺寸線(xiàn)對(duì)齊。

圖1-7被測(cè)要素為軸線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注如圖1-7a所示，由于指引線(xiàn)的箭頭與尺寸線(xiàn)對(duì)齊，因此被測(cè)要素是圓柱面的軸線(xiàn)。該形位公差代號(hào)的含義是：圓柱面軸線(xiàn)的直線(xiàn)度公差為φ0.012mm(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)公差帶為圓或圓柱時(shí)，應(yīng)在公差數(shù)值前面加注符號(hào)“φ”)圖1-7b是公差帶圖，可見(jiàn)公差帶是直徑為0.012mm的圓柱面內(nèi)區(qū)域。加工后，實(shí)際軸線(xiàn)必須位于這圓柱面公差帶區(qū)域內(nèi)，才算合格。3)當(dāng)被測(cè)要素為多個(gè)要素的公共軸線(xiàn)、公共中心平面時(shí)，指引線(xiàn)的箭頭不可以直接指在軸線(xiàn)或中心線(xiàn)上，而應(yīng)各自分別注出，必須與尺寸線(xiàn)對(duì)齊。圖1-8被測(cè)要素為公共軸線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注圖1-8表示整個(gè)零件各圓柱面公共軸線(xiàn)的直線(xiàn)度公差為φ0.02mm。也就是說(shuō)，整個(gè)零件的軸線(xiàn)必須位于直徑為0.02mm的圓柱面公差帶區(qū)內(nèi)。4)當(dāng)被測(cè)要素為圓錐體的軸線(xiàn)時(shí)，指引線(xiàn)箭頭應(yīng)與圓錐體大端或小端的直徑尺寸線(xiàn)對(duì)齊圖1-9被測(cè)要素為圓錐體軸線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注5)當(dāng)指引線(xiàn)的箭頭與尺寸線(xiàn)的箭頭重疊時(shí)，則指引線(xiàn)箭頭可以代替尺寸線(xiàn)箭頭。如圖1-10所示，此時(shí)形位公差指引線(xiàn)箭頭代替了尺寸φ50mm的一個(gè)箭頭。圖1-10指引線(xiàn)箭頭代替尺寸線(xiàn)箭頭時(shí)的標(biāo)注

6)當(dāng)被測(cè)要素為螺紋中徑的軸線(xiàn)時(shí)，指引線(xiàn)的箭頭應(yīng)與中徑尺寸線(xiàn)對(duì)齊(圖1-11a)。若圖樣上未畫(huà)出中徑時(shí)，指引線(xiàn)的箭頭可與螺紋尺寸線(xiàn)對(duì)齊(圖1-11a)，此時(shí)被測(cè)要素仍為中徑的軸線(xiàn)。當(dāng)被測(cè)要素不是螺紋中徑應(yīng)在框格下面另加說(shuō)明，如圖4-30c的被測(cè)要素是螺紋大徑的軸線(xiàn)。圖4-30被測(cè)要素為螺紋軸線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注(圖1-11被測(cè)要素為螺紋軸線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注7)當(dāng)同一個(gè)被測(cè)要素有多項(xiàng)形位公差要求，其標(biāo)注方法又是一致時(shí)，可以將這些框格重疊繪制，并引用一根指引線(xiàn)。圖1-12對(duì)圓柱面有兩項(xiàng)形位公差要求時(shí)的標(biāo)注如圖1-12a所示，該圖表示對(duì)圓柱面有兩項(xiàng)形位公差要求：一項(xiàng)是圓度公差為0.005mm；一項(xiàng)是素線(xiàn)的直線(xiàn)度公差為0.006mm。圖1-12b是圓度公差的公差帶圖。由圖中可以看出，公差帶是在同一正截面上半徑差為0.005mm的兩同心圓之間的區(qū)域。加工后，垂直于軸線(xiàn)的任一正截面所得的圓，必須位于這兩個(gè)同心圓之間的公差帶區(qū)域內(nèi)，才算合格。8)當(dāng)多個(gè)被測(cè)要素有相同的形位公差(單項(xiàng)或多項(xiàng))要求時(shí)，可以從框格引出的指引線(xiàn)上繪制多個(gè)指示箭頭并分別與各被測(cè)要素相連。圖1-13兩被測(cè)要素有相同要求時(shí)的標(biāo)注如圖1-13所示，該圖表示左右兩端小圓柱面的圓度公差都為0.02mm。也就是說(shuō)，在垂直于左右兩端小圓柱面軸線(xiàn)的任一正截面上，該圓必須位于半徑差為0.02mm的兩同心圓之間。9)為了說(shuō)明公差框格中所標(biāo)注的形位公差的其他附加要求，或?yàn)榱撕?jiǎn)化標(biāo)注方法，可以在公差框格的上方或下方附加文字說(shuō)明。屬于被測(cè)要素?cái)?shù)量的說(shuō)明應(yīng)寫(xiě)在框格的上方，屬于解釋性的說(shuō)明(包括對(duì)測(cè)量方法的要求)應(yīng)寫(xiě)在公差框格的圖1-14公差框格需附加文字說(shuō)明時(shí)的標(biāo)注

如圖1-14所示。其中，圖1-14位置度公差(φ10H8)和形位公差要求都相同。圖1-14b表示6條相同槽的對(duì)稱(chēng)度形位公差要求都相同。圖1-14c表示只在a、b范圍內(nèi)有該輪廓度形位公差要求。3．基準(zhǔn)要素的標(biāo)注方法標(biāo)注位置公差時(shí)，除了以上介紹的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)標(biāo)注出基準(zhǔn)符號(hào)。有關(guān)基準(zhǔn)符號(hào)標(biāo)注的規(guī)定如下：圖1-15基準(zhǔn)要素為平面時(shí)的標(biāo)注圖1-15a所示，該圖表示上平面相對(duì)于階梯平面的平行度公差為0.02mm。圖1-15b是公差帶圖。由圖中可以看出，公差帶是距離0.02mm、且平行于基準(zhǔn)平面(階梯平面)的兩平行平面之間的區(qū)域。2)當(dāng)基準(zhǔn)要素為軸線(xiàn)、球心或中心平面時(shí)，基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)與該要素的尺寸線(xiàn)對(duì)齊。圖4-35基準(zhǔn)要素為軸線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注A一基準(zhǔn)軸線(xiàn)B一輔助平面圖1-16基準(zhǔn)要素為軸線(xiàn)時(shí)的標(biāo)注A一基準(zhǔn)軸線(xiàn)B一輔助平面如圖1-16a所示，該圖表示Φ6mm小孔軸線(xiàn)相對(duì)于Φ30mm±0.016mm圓柱面軸線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)度公差為0.04mm。圖1-16b是公差帶圖。由圖中可以看出，公差帶是距離為0.04mm、且相對(duì)于通過(guò)基準(zhǔn)軸線(xiàn)A(圓柱面軸線(xiàn))的輔助平面B對(duì)稱(chēng)配置的兩平行平面之間的區(qū)域。小孔加工后，其軸線(xiàn)必須位于這兩個(gè)平行平面之間的公差帶區(qū)域內(nèi)