汽車機(jī)械基礎(chǔ)第五章極限配合與技術(shù)測量課件

學(xué)習(xí)支持知識目標(biāo)：

通過本章的學(xué)習(xí)具備極限，配合與技術(shù)測量方面的基本知識，為后面從事專業(yè)課程學(xué)習(xí)和工作打下一定的基礎(chǔ)。能力目標(biāo)：

通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)掌握尺寸、偏差和公差的基本概念；熟悉配合的基本概念；了解表面粗糙度的基本概念及對機(jī)械零件使用功能的影響；能正確理解圖樣上表面粗糙度代號的技術(shù)含義；能正確理解圖樣上形位公差符號的技術(shù)含義；掌握形位誤差的常用檢測方法。

第五章極限、配合與技術(shù)測量1第一節(jié)互換性與標(biāo)準(zhǔn)化概念一、互換性的基本概念（1）互換性及其意義所謂互換性的含義即指：同一規(guī)格的一批零部件，任取其一，不需任何挑選和修理就能裝在機(jī)器上，并能滿足其使用功能要求。（2）互換性的分類機(jī)器和儀器制造業(yè)中的互換性，通常包括幾何參數(shù)(如尺寸)和力學(xué)性能(如硬度、強(qiáng)度)的互換，本課程僅討論幾何參數(shù)的互換。所謂幾何參數(shù)互換，主要包括零部件的尺寸、幾何形狀、相互的位置關(guān)系以及表面粗糙度等參數(shù)的互換。二.加工誤差、公差及檢測

允許零件幾何參數(shù)的變動量稱為“公差”。工件的誤差在公差范圍內(nèi)，為合格件；超出了公差范圍，為不合格件。三.標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化所謂標(biāo)準(zhǔn)，就是指為了取得國民經(jīng)濟(jì)的最佳效果，對需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的具有重復(fù)特征的物品(如產(chǎn)品、零部件等)和概念(如術(shù)語、規(guī)則、方法、代號、量值等)，在總結(jié)科學(xué)試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，由有關(guān)方面協(xié)調(diào)制訂，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)后，在一定范圍內(nèi)作為活動的共同準(zhǔn)則和依據(jù)。所謂標(biāo)準(zhǔn)化，就是指標(biāo)準(zhǔn)的制訂、發(fā)布和貫徹實(shí)施的全部活動過程。2第二節(jié)極限與配合的基本概念一、孔和軸孔孔是指工件的圓柱形內(nèi)表面，也包括非圓柱形內(nèi)表面（由二平行平面或切面形成的包容面）?？椎闹睆匠叽缬肈表示。軸軸是指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面（由二平行平面或切面形成的被包容面）。軸的直徑尺寸用d表示。從裝配關(guān)系講，孔是包容面，軸是被包容面。從加工過程看，隨著余量的切除，孔的尺寸由小變大，軸的尺寸由大變小。如圖5-1所示。圖5-13二、有關(guān)尺寸的術(shù)語定義1.尺寸是指用特定單位表示線性尺寸值的數(shù)值。長度值包括：直徑、半徑、寬度、深度、高度和中心距等。單位:毫米（mm）2.基本尺寸（D,d）基本尺寸是由設(shè)計給定的，孔用D表示，軸用d表示。3.實(shí)際尺寸(Da,da)實(shí)際尺寸是通過測量所得的尺寸。孔的實(shí)際尺寸以Da表示，軸的實(shí)際尺寸以da表示。4.極限尺寸允許尺寸變化的兩個界限值稱為極限尺寸，如圖5-2所示。兩個界限值中較大的一個稱為最大極限尺寸；較小的一個稱為最小極限尺寸。孔和軸的最大，最小極限尺寸分別用Dmax，dmax和Dmin，dmin表示。

圖5-2極限尺寸

4三、有關(guān)尺寸偏差、公差的術(shù)語定義1.尺寸偏差某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為尺寸偏差（簡稱偏差）。偏差可能為正或負(fù)，也可為零。2.實(shí)際偏差實(shí)際尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為實(shí)際偏差。3.極限偏差極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。（1）上偏差最大極限尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為上偏差?？椎纳掀钣肊S表示；軸的上偏差用es表示。（2）下偏差最小極限尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為下偏差?？椎南缕钣肊I表示；軸的下偏差用ei表示。極限偏差可用下列公式表示：ES=Dmax-Des=dmax-d

EI=Dmin-Dei=dmin-d偏差值除零外，前面必須標(biāo)有正或負(fù)號。上偏差總是大于下偏差。標(biāo)注示例：505080303054.尺寸公差（Th，Ts）允許尺寸的變動量稱為公差。公差是用以限制誤差的，工件的誤差在公差范圍內(nèi)即為合格；反之，則不合格。公差等于最大極限尺寸減最小極限尺寸之差，或上偏差減下偏差之差?？坠钣肨h表示；軸公差用Ts表示。公差、極限尺寸和極限偏差的關(guān)系如下：孔公差Th=Dmax－Dmin=ES－EI

軸公差Ts=dmax－dmin=es－ei

公差值永遠(yuǎn)為正值。圖5-3公差與配合示意圖65.尺寸公差帶零件的尺寸相對其基本尺寸所允許變動的范圍，叫做尺寸公差帶。用圖所表示的公差帶稱為公差帶圖。零線為確定極限偏差的一條基準(zhǔn)線，是偏差的起始線，零線上方表示正偏差，零線下方表示負(fù)偏差。在畫公差帶圖時，注上相應(yīng)的符號“0”“＋”和“－”號，并在零線下方畫上帶單箭頭的尺寸線標(biāo)上基本尺寸值。上、下偏差之間的寬度表示公差帶的大小，即公差值。公差帶沿零線方向的長度可適當(dāng)選取。公差帶圖中，尺寸單位為毫米（mm），偏差及公差的單位也可以用微米（μm）表示，單位省略不寫。6.標(biāo)準(zhǔn)公差標(biāo)準(zhǔn)中表列的，用以確定公差帶大小的任一公差稱為標(biāo)準(zhǔn)公差。7.基本偏差用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差稱為基本偏差。一般為公差帶靠近零線的那個偏差。7四、有關(guān)配合的術(shù)語定義1.配合配合是指基本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。2.間隙（X）或過盈（Y）在軸與孔的配合中，孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差，當(dāng)差值為正時稱為間隙，用X表示；當(dāng)差值為負(fù)時稱為過盈，用Y表示。3.間隙配合具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合稱為間隙配合。在間隙配合中，孔的公差帶在軸的公差帶之上，如圖5-4所示。圖5-4間隙配合圖

最大間隙Xmax=Dmax－dmin=ES-ei

最小間隙Xmin=Dmin－dmax=EI-es間隙配合的平均松緊程度稱為平均間隙Xav。平均間隙Xav=（Xmax+Xmin）

（5-1）84.過盈配合具有過盈（包括最小過盈等于零）的配合稱為過盈配合。在過盈配合中，孔的公差帶在軸的公差帶之下，如圖5-5所示。圖5-5過盈配合圖

最大過盈Ymax=Dmin－dmax=EI-es最小過盈Ymin=Dmax－dmin=ES-ei平均過盈為最大過盈與最小過盈的平均值。平均過盈Yav=（Ymax+Ymin）95.過渡配合可能具有間隙或過盈的配合，此時孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，它是介于間隙配合與過盈配合之間的一種配合，但間隙和過盈量都不大。最大間隙Xmax=Dmax－dmin=ES-ei最大過盈Ymax=Dmin－dmax=EI-es圖5-6過渡配合圖

在過渡配合中，平均間隙或平均過盈為最大間隙與最大過盈的平均值，所得值為正，則為平均間隙；為負(fù)則為平均過盈。6.配合公差允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。它表明配合松緊程度的變化范圍。配合公差用Tf表示，是一個沒有符號的絕對值。10例5-1已知基本尺寸D=d=50mm，孔的極限尺寸Dmax=50.025mm，Dmin=50mm；軸的極限尺寸dmax=49.950mm，dmin=49.934mm?，F(xiàn)測得孔、軸的實(shí)際尺寸分別為Da=50.010mm，da=49.946mm。求孔、軸的極限偏差、實(shí)際偏差及公差。解：孔的極限偏差ES=Dmax－D=50.025－50=+0.025mmEI=Dmin－D=50－50=0軸的極限偏差es=dmax－d=49.950－50=－0.050mmei=dmin－d=49.934－50=－0.066mm孔的實(shí)際偏差Da－D=50.010－50=+0.010mm軸的實(shí)際偏差da－d=49.946－50=－0.054mm孔的公差TD=Dmax－Dmin=50.025－50=0.025mm軸的公差Td=dmax－dmin=49.950－49.934=0.016mm11五、極限與配合標(biāo)準(zhǔn)（一）基準(zhǔn)制1.基孔制基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。基孔制配合中的孔為基準(zhǔn)孔，是配合的基準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，基準(zhǔn)孔的基本偏差為下偏差EI，數(shù)值為零，即EI=0，上偏差為正值，其公差帶偏置在零線上側(cè)?；鶞?zhǔn)孔的代號為H。2.基軸制基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。圖5-8基本偏差系列圖12基軸制配合中的軸為基準(zhǔn)軸，是配合的基準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，基準(zhǔn)軸的基本偏差為上偏差es，數(shù)值為零，即es=0，下偏差為負(fù)值，其公差帶偏置在零線下側(cè)。基準(zhǔn)軸的代號為h。（二）標(biāo)準(zhǔn)公差1.標(biāo)準(zhǔn)公差因子（公差單位）標(biāo)準(zhǔn)公差因子是用以確定標(biāo)準(zhǔn)公差的基本單位，該因子是基本尺寸的函數(shù)，是制定標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值的基礎(chǔ)。式中D——基本尺寸分段的計算尺寸（mm）i——公差單位（μm）2.公差等級確定尺寸精確程度的等級稱為公差等級。不同零件和零件上不同部位的尺寸，對精確程度的要求往往不同，為了滿足生產(chǎn)的需要，國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了20個公差等級，各級標(biāo)準(zhǔn)公差的代號為IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18，IT01精度最高，其余依次降低，標(biāo)準(zhǔn)公差值依次增大。3.尺寸分段在計算標(biāo)準(zhǔn)公差時，公差單位算式中D取尺寸段首尾兩個尺寸的幾何平均值。13（三）基本偏差系列1.代號基本偏差代號用拉丁字母表示，孔用大寫字母表示，軸用小寫字母表示。28種基本偏差構(gòu)成了基本偏差系列。2.基本偏差系列圖及其特征上圖為基本偏差系列圖。圖中，基本偏差系列各公差帶只畫出一端，另一端未畫出，它取決于公差的大小。3.基本偏差數(shù)值（1）軸的基本偏差數(shù)值軸的基本偏差數(shù)值是以基孔制配合為基礎(chǔ)，按照各種配合要求，再根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計分析結(jié)果得出的一系列公式經(jīng)計算后圓整尾數(shù)而得出。軸的基本偏差可查表確定，另一個極限偏差可根據(jù)軸的基本偏差數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)公差值按下列關(guān)系式計算ei=es－ITes=ei+IT141.公差帶代號與配合代號孔、軸的公差帶代號由基本偏差代號和公差等級數(shù)字組成，例如H7、F7、K7、P6等為孔的公差帶代號；h7、g6、m6、r7等為軸的公差帶代號。當(dāng)孔和軸組成配合時，配合代號寫成分?jǐn)?shù)形式，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號。如或H7/g6。如指某基本尺寸的配合，則基本尺寸標(biāo)在配合代號之前，如φ30H7/g6（四）公差與配合在圖樣上的標(biāo)注圖5-9圖樣中尺寸公差帶的標(biāo)注2.圖樣中尺寸公差帶的標(biāo)注形式，如圖5-9所示。15六、表面粗糙度1．表面粗糙度的概念國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，表面粗糙度就是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，即表面微觀的不平度。2．表面粗糙度符號、代號及注法（1）表面粗糙度符號表面粗糙度的符號及說明見表5-1。16（2）表面粗糙度符號、代號及注法在表面粗糙度符號的基礎(chǔ)上，注出表面粗糙度數(shù)值及其有關(guān)的規(guī)定項(xiàng)目后就形成了表面粗糙度代號。常見的標(biāo)注及意義如表5-2所示。3．表面粗糙度的選用17第三節(jié)測量技術(shù)基礎(chǔ)一、長度計量單位當(dāng)前國際上通常使用的長度單位有米制和英制兩種。目前，我國采用的長度單位制是國際單位制（表5-3）二、測量器具與測量方法的分類1．測量器具的分類測量器具包括量具與量儀兩大類。量具———使用時，以固定形式復(fù)現(xiàn)一給定量的一個或多個已知值的一種測量器具。量儀———將被測的或有關(guān)的量轉(zhuǎn)換成批示值或等效信息的一種測量器具。182．測量方法的分類測量方法的分類，按不同的方式進(jìn)行分類有多種分類。按是否直接測量被測參數(shù)，可分為直接測量與間接測量；按量具與量儀的讀數(shù)值是否直接表示被測尺寸的數(shù)值，可分為絕對測量與相對測量；按被測表面與量具量儀的測量頭是否接觸，分為接觸測量與非接觸測量；按一次測量參數(shù)的多少，分為單項(xiàng)測量和綜合測量。三、常用測量器具的使用方法1．游標(biāo)類量具的使用方法（如圖5-10所示）圖5-10游標(biāo)類量具如圖5-11所示是0.1mm游標(biāo)量具的讀尺寸方法示例。圖5-110.1mm游標(biāo)量具的讀尺寸方法示例192．螺旋測微類量具的使用方法現(xiàn)以外徑千分尺為例說明其測量方法，其結(jié)構(gòu)如圖5-12所示。圖5-12千分尺的結(jié)構(gòu)20圖5-13所示為千分尺的讀尺寸方法。圖5-13千分尺的讀尺寸方法213．指示量具的使用方法（1）百分表百分表的結(jié)構(gòu)如圖5-14所示。圖5-14百分表的結(jié)構(gòu)22（2）內(nèi)徑百分表其結(jié)構(gòu)如圖5-15所示，由百分表和表架等組成。圖5-15內(nèi)徑百分表內(nèi)徑百分表的使用方法：第一步：確定要測量內(nèi)孔的大小范圍，正確選擇合適的測量頭。第二步：將對零正確的外徑千分尺調(diào)整到所需測量尺寸的名義值。第三步：用內(nèi)徑百分表對外徑千分尺進(jìn)行測量，使百分表量桿略有壓縮（即大指針有轉(zhuǎn)動）。第四步：轉(zhuǎn)動表圈“對零”。第五步：如圖5-16所示對所需測量內(nèi)孔進(jìn)行測量．測量時應(yīng)放正。圖5-16內(nèi)徑百分表的使用方法23第四節(jié)形位公差與測量一、形位誤差和形位公差術(shù)語1．形狀誤差和公差1）形狀誤差形狀誤差是指被測實(shí)際要素對其理想要素的變動。2）形狀公差形狀公差就是單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動全量。2．位置誤差和公差

位置誤差是指被測實(shí)際要素的位置對其理想要素的位置變動量。位置公差就是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測要素的位置，對于基準(zhǔn)所允許的變動全量。各個公差項(xiàng)目的名稱和符號見表5-4所示。

表5-4形位公差特征項(xiàng)目符號24二、形位公差帶1.形位公差帶的含義形位公差帶是限制零件上被測要素的實(shí)際形狀和實(shí)際位置變動的區(qū)域。如圖5-17所示。圖5-17形位公差帶的含義252．形位公差帶的組成形位公差帶由形狀、大小、方向和位置四個部分組成。三、形位誤差的檢測1.形狀誤差的檢測形狀誤差是指被測實(shí)際要素的形狀對其理想要素的變動量。僅以直線度的檢測為例，其檢測方法有：（1）用刀口形直尺檢測（圖5-18）（2）用水平儀、自準(zhǔn)直儀檢測

圖5-18用刀口形直尺檢測

262．位置誤差的檢測

（1）定向位置誤差的檢測僅以打表法為例講述平行度誤差的檢測。（圖5-19所示為用打表法測量面對面平行度誤差的示例）圖5-19測量面對面平行度誤差27（2）定位誤差的檢測以傾斜度誤差的檢測為例。如圖5-20所示。圖5-20用角度塊測量傾斜度28一、選擇題1．設(shè)計零件圖紙時，圖紙上標(biāo)注的尺寸是（）。

A、尺寸B、基本尺寸C、實(shí)際尺寸D、極限尺寸2．極限偏差是指（）減其（）所得的代數(shù)差。

A、基本尺寸B、實(shí)際尺寸C、極限尺寸D、尺寸3．實(shí)際偏差是指（）減其（）所得的代數(shù)差。

A、基本尺寸B、實(shí)際尺寸C、極限尺寸D、尺寸4．通常零線表示（）。

A、基本尺寸B、實(shí)際尺寸C、極限尺寸D、尺寸5．間隙是孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸為（）。

A、>0

B、≥0

C、=0

D、≤06．孔的尺寸總是（）軸的尺寸，則這批孔與這批軸的配合為過盈配合。

A、>

B、≥C、=

D、≤7．表面粗糙度就是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，即表面微觀的不平度。其在（）。

A、1mm

B、1～10ram之間C、10mm以上第五章習(xí)題8．同軸（同心）度是確定零件幾何要素位置（）。

A、輪廓B、定向C、定位D、跳動299．平行度是確定零件幾何要素位置（）。

A、輪廓B、定向C、定位D、跳動10、下列因素中可能引起系統(tǒng)誤差的有（）。A、游標(biāo)卡尺測軸徑時所產(chǎn)生的阿貝誤差。B、光學(xué)比較儀的示值誤差。C、測量過程中環(huán)境溫度的隨時波動。D、千分尺測微螺桿的螺距誤差。二、填空題1．互換性按其程度和范圍的不同可分為__________和__________。2．實(shí)際偏差是指__________減其__________所得的代數(shù)差。3．尺寸φ25-0.007的基本尺寸是__________，最大極限尺寸是__________，最小極限尺寸是__________，上偏差是__________，下偏差是__________，公差是__________。4．配合的種類有__________、__________和__________三種。5．工程上常用的單位__________，在圖紙上標(biāo)注時，通常只標(biāo)注數(shù)值而不標(biāo)注單位。6．測量器具包括__________與__________兩大類。7．位置公差中確定零件其幾何要素位置定向的公差有：__________、__________和__________。8．位置公差就是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測要素的位置，對于__________所允許的變動全量。30三、判斷題1．互換性是指同規(guī)格一批產(chǎn)品（包括零件．部件．構(gòu)件）在尺寸．功能上能夠彼此互相替換的功能。（）2．允許尺寸的變動量稱為尺寸公差（簡稱公差），又等于上偏差與下偏差的代數(shù)差的絕對值。（）3．實(shí)際偏差當(dāng)處于上、下偏差之間時，說明該尺寸是合格的。（）4．在公差帶圖中，由代表最大、最小極