公差配合與測量技術(shù)教學(xué)課件

公差配合與測量技術(shù)精密制造離不開公差管控和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y量技術(shù)。這門課程將深入探討零件設(shè)計(jì)中的公差要求、測量工具的使用以及測量結(jié)果的分析與應(yīng)用。課程概述課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠深入了解公差配合的基本概念、分類、表示方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。測量技術(shù)學(xué)習(xí)課程還將重點(diǎn)介紹各種測量工具的使用方法和測量誤差的分析，培養(yǎng)學(xué)生的精密測量能力。設(shè)計(jì)實(shí)踐通過案例分析和實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)踐，學(xué)生將掌握公差配合的設(shè)計(jì)原則及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。公差配合概述公差配合是機(jī)械設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的概念。它描述了零件之間如何匹配和協(xié)調(diào),以確保整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的正常運(yùn)行。合理的公差配合設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命,同時(shí)也為制造、裝配和檢測提供了依據(jù)。本課程將全面介紹公差配合的基本概念、分類、符號(hào)表示方法,以及在各種機(jī)械零件中的應(yīng)用。同時(shí)還將討論公差配合的測量技術(shù)和方法,幫助學(xué)生掌握公差配合的關(guān)鍵知識(shí)和實(shí)踐技能。公差配合的基本概念尺寸公差尺寸公差指零件尺寸允許的偏差范圍。正確設(shè)置公差可確保零件之間能夠可靠地配合。配合配合是指兩個(gè)零件之間的相互位置關(guān)系,用于實(shí)現(xiàn)某種功能。良好的配合可提高產(chǎn)品性能。公差傳遞公差傳遞指一個(gè)裝配體中零件公差的疊加,影響最終產(chǎn)品的使用精度。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理分配公差。公差配合的分類按照公差帶的方向公差配合可分為徑向公差配合和軸向公差配合。前者應(yīng)用于圓柱面零件的配合,后者應(yīng)用于平面零件的配合。按照尺寸精度公差配合可分為普通公差配合和基本公差配合。前者適用于一般的機(jī)械零件,后者適用于精密機(jī)械零件。按照配合的要求公差配合可分為運(yùn)動(dòng)配合、固定配合和傾斜配合。不同類型的配合有不同的尺寸公差要求。按照配合的方式公差配合可分為滑動(dòng)配合、干涉配合和過渡配合。不同配合方式有不同的尺寸公差要求。公差配合的符號(hào)表示公差配合的符號(hào)表示可分為兩類:數(shù)字符號(hào)和字母符號(hào)。數(shù)字符號(hào)用于表示公差或配合尺寸,如+0.01/-0.02。字母符號(hào)則表示公差等級(jí),如H7、h6等。這些符號(hào)有標(biāo)準(zhǔn)的含義與規(guī)則,能清晰地傳達(dá)零件的公差與配合要求。公差配合的幾何符號(hào)表示在工程圖紙上,幾何尺寸公差使用特定的幾何符號(hào)表示不同的公差要求。這些符號(hào)包括位置公差、形狀公差、方向公差、斷面公差等,有助于準(zhǔn)確傳達(dá)零件制造和裝配的技術(shù)要求。通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的幾何公差符號(hào),設(shè)計(jì)人員可以清晰地定義產(chǎn)品的幾何形狀、尺寸、位置和方向,以確保零件之間能夠正確裝配并滿足功能要求。普通公差配合基本參考基準(zhǔn)普通公差配合以工件的基本尺寸為參考基準(zhǔn),其成本較低且應(yīng)用廣泛。適用于非精密要求的通用工件。公差范圍靈活可根據(jù)工件的功能和使用環(huán)境,自由選擇合適的公差等級(jí),靈活性強(qiáng)。制造生產(chǎn)簡單工藝要求相對(duì)簡單,加工精度要求不高,適合大批量生產(chǎn)。基本公差配合基本公差基本公差是確定零件尺寸允許偏差的基準(zhǔn)規(guī)定。這是制造和裝配零件時(shí)的主要參考依據(jù)?；究着浜匣究着浜贤ǔＳ糜趯?shí)現(xiàn)零件的可靠裝配。它具有精確的尺寸控制和良好的運(yùn)行性能?；据S配合基本軸配合為運(yùn)動(dòng)件提供了精確的軸向限位和徑向支撐。常見于軸承、軸等關(guān)鍵零件。配合的分類基本配合根據(jù)零件基本尺寸的不同可分為過渡配合、滯漲配合和過盈配合。這些配合適用于大多數(shù)機(jī)械零件的裝配。公差等級(jí)根據(jù)零件尺寸公差的大小分為粗公差和精公差。粗公差適用于一般機(jī)械零件，而精公差通常用于精密機(jī)械。幾何公差除了尺寸公差外，還需考慮零件的形狀、位置、方向、跳動(dòng)等幾何公差要求。這有助于確保裝配質(zhì)量。配合優(yōu)選原則最小差原則在滿足功能要求的前提下,應(yīng)盡量選擇公差差小的配合,以降低加工成本。公差均勻分配原則在設(shè)計(jì)配合時(shí),應(yīng)合理分配公差,兼顧各個(gè)零件的制造難易程度。最大可靠性原則優(yōu)選能提高裝配可靠性、延長使用壽命的配合方式,確保產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性原則在滿足功能要求的前提下,選擇制造成本較低、加工難度較小的配合。零件公差設(shè)計(jì)原則功能要求根據(jù)零件的使用條件和作用來確定其公差要求,滿足產(chǎn)品的使用功能。生產(chǎn)能力考慮生產(chǎn)工藝和制造水平,設(shè)計(jì)出適于生產(chǎn)的公差范圍。經(jīng)濟(jì)因素公差越嚴(yán)格,零件制造成本越高,因此需要在功能和成本之間找到平衡。裝配要求設(shè)計(jì)公差時(shí)要考慮零件之間的相互配合,確保順利完成裝配。零件公差的確定方法1分析零件功能充分了解零件的結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境,確定其關(guān)鍵尺寸和表面質(zhì)量要求。2選擇合適的公差等級(jí)根據(jù)零件的重要程度和精度要求,從標(biāo)準(zhǔn)公差表中選擇適當(dāng)?shù)墓畹燃?jí)。3進(jìn)行公差配合設(shè)計(jì)針對(duì)零件配合,設(shè)計(jì)合適的公差配合方案,滿足性能和裝配要求。凸輪輪廓及其公差配合凸輪是機(jī)械常見的一種非圓形輪輪廓,其用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其輪廓形狀和尺寸公差直接影響傳動(dòng)的精度和穩(wěn)定性。合理設(shè)計(jì)凸輪公差配合,可確保裝配的可靠性,提高產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)零件的功能要求,需要確定凸輪輪廓的主要尺寸、公差以及相對(duì)位置的公差,并選用合適的公差配合方式。凸輪輪廓的公差配合需要考慮材料性能、加工工藝等因素,確保長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。螺紋及其公差配合螺紋作為一種重要的機(jī)械連接件,其尺寸公差關(guān)系到零件的裝配性和使用壽命。螺紋公差配合的確定需要考慮螺紋材質(zhì)、工作環(huán)境等因素,并依據(jù)相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃。通常情況下,螺紋公差采用基本公差配合。內(nèi)外螺紋之間應(yīng)嚴(yán)格把控公差范圍,以確保順暢的嚙合與拆裝。同時(shí)還應(yīng)注意螺紋表面粗糙度的控制,以減少磨損。鍵及其公差配合鍵的分類與用途機(jī)械鍵用于將軸與輪轂或殼體等固定連接,承擔(dān)扭矩傳遞和定位定向的作用。它們種類繁多,包括平鍵、銷鍵、滾柱鍵等,應(yīng)用廣泛。鍵的公差配合鍵與槽孔之間需要有適當(dāng)?shù)墓钆浜?既要保證傳力可靠,又要便于安裝拆卸。公差等級(jí)的選擇需要考慮工作環(huán)境、載荷大小等因素。鍵配合的測量與檢查鍵的安裝尺寸、間隙等可通過游標(biāo)卡尺、千分尺等測量工具檢查,確保滿足設(shè)計(jì)要求。此外還需要檢查鍵的形狀、表面質(zhì)量等指標(biāo)。液壓零件的公差配合液壓系統(tǒng)中的零件,如缸筒、活塞和活塞桿等,需要精密的公差配合才能確保系統(tǒng)的可靠性和密封性。這些公差配合必須能夠承受各種工作條件下的壓力、摩擦和變形,同時(shí)還需保證零件的裝配和拆卸。液壓零件的公差配合需要根據(jù)零件的功能和工作條件進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì),并采用合適的測量方法進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)證。只有公差配合設(shè)計(jì)得當(dāng),才能確保液壓系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。電氣零件的公差配合電氣零件如開關(guān)、繼電器、接插件等需要精密的公差配合。良好的公差配合可確保零件之間的可靠連接和穩(wěn)定運(yùn)行。這需要根據(jù)使用環(huán)境、工作條件等因素合理設(shè)計(jì)公差范圍。同時(shí)還需要選擇合適的測量方法和量具進(jìn)行檢測。公差配合的測量方法精密測量使用感應(yīng)表、三坐標(biāo)測量機(jī)等精密測量設(shè)備可以快速準(zhǔn)確測量零件的尺寸和公差。幾何公差測量利用測量儀器和專用量具可以測量零件的幾何公差,如平面度、直線度等。表面粗糙度測量利用粗糙度儀可以快速測量零件表面的粗糙度指標(biāo),確保零件達(dá)到設(shè)計(jì)要求。量具的種類及選擇1卡尺最常用的量具之一,可測量內(nèi)徑、外徑和深度等尺寸。選擇時(shí)要注意精度、量程和使用方法。2千分尺可精確測量小尺寸的零件,精度高達(dá)0.01mm。使用時(shí)需掌握正確的操作技巧。3測微計(jì)可測量外徑、內(nèi)徑、深度等尺寸,精度更高,適用于精密零件的測量。4其他量具還有塞尺、游標(biāo)卡尺、量塊等多種類型,根據(jù)測量需求選擇合適的量具。倒角尺的使用方法1.選擇合適的倒角尺根據(jù)工件尺寸和精度要求選擇合適的倒角尺，如卡尺式、測頭式等。2.正確定位工件將工件放在平坦的測量臺(tái)面上，并用定位塊固定穩(wěn)定。3.測量倒角尺寸將倒角尺沿工件邊緣移動(dòng)，并記錄讀數(shù)。多次測量確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。4.記錄測量結(jié)果將測量結(jié)果記錄下來，并檢查是否符合公差要求。卡尺的使用方法11.識(shí)別卡尺類型確認(rèn)是內(nèi)徑卡尺、外徑卡尺或深度卡尺等不同類型。22.調(diào)整滑塊位置根據(jù)測量對(duì)象的大小調(diào)整卡尺滑塊的位置。33.讀取測量值注意卡尺的讀數(shù)方向和刻度單位,準(zhǔn)確讀取測量結(jié)果。44.校準(zhǔn)零位必要時(shí)對(duì)卡尺進(jìn)行零位校準(zhǔn),確保精度?？ǔ呤菧y量工程中最常用的量具之一,正確使用卡尺對(duì)于獲得可靠的測量結(jié)果至關(guān)重要。使用時(shí)需仔細(xì)識(shí)別卡尺類型,調(diào)整滑塊位置,并根據(jù)刻度準(zhǔn)確讀取測量數(shù)值。同時(shí)還要定期對(duì)卡尺進(jìn)行零位校準(zhǔn),確保測量精度。千分尺的使用方法1讀數(shù)讀取千分尺上的刻度數(shù)值2測量將被測物品放在千分尺夾爪之間3調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺上的旋鈕來調(diào)整夾爪間距千分尺是一種精密測量儀器,可以測量物品的尺寸精度達(dá)到0.01毫米。使用時(shí)首先要讀取刻度顯示的數(shù)值,然后將被測物品夾在千分尺的二爪之間,并轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕來調(diào)整夾爪間距,直到剛好與物品接觸。最后再次讀取刻度數(shù)值即可獲得測量結(jié)果。測量誤差及其分析1系統(tǒng)誤差由于測量儀器或方法的固有缺陷而產(chǎn)生的誤差?？赏ㄟ^校準(zhǔn)和選用更精密的儀器來減小。2隨機(jī)誤差由于測量環(huán)境的不確定因素而產(chǎn)生的誤差。可通過增加測量次數(shù)和采用統(tǒng)計(jì)分析來減小。3粗大誤差由于操作失誤或儀器故障而產(chǎn)生的大幅偏差。需要剔除這類明顯的錯(cuò)誤值。4測量不確定度分析評(píng)估測量結(jié)果的可靠性和精度,有助于優(yōu)化測量過程。測量結(jié)果的表述精確表達(dá)測量結(jié)果應(yīng)該以清晰、簡明的方式表述，包括測量數(shù)值、單位、量具的名稱、以及測量方法等。合理有效測量結(jié)果的表述應(yīng)該合理、有效地傳達(dá)信息,避免可能產(chǎn)生歧義或誤解的表達(dá)。符合標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果的表述應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)慣例,使其易于理解和比較。體現(xiàn)精度測量結(jié)果的表述應(yīng)該恰當(dāng)?shù)胤从吵鰷y量的精度,提高數(shù)據(jù)的可靠性。精密測量儀器的校準(zhǔn)1設(shè)備檢查定期檢查測量儀器的機(jī)械部件和電氣元件,確保它們處于良好的工作狀態(tài)。2校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)采用可溯源的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn),確保測量結(jié)果可靠準(zhǔn)確。3環(huán)境控制控制溫度、濕度等環(huán)境因素,保證校準(zhǔn)過程中的穩(wěn)定性。幾何公差及其測量形狀公差包括圓度、直線度、平面度等,定義零件的幾何形狀誤差。定位公差定義零件在空間位置和姿態(tài)上的允許偏差。如平行度、垂直度等。測量方法采用專用測量儀器,如三坐標(biāo)測量機(jī)、輪廓儀等,能精確測量幾何公差。公差檢測通過幾何公差的測量,可以評(píng)估零件是否符合設(shè)計(jì)要求。表面粗糙度的測量定義表面粗糙度是指零件表面的起伏程度,是產(chǎn)品質(zhì)量和性能的重要指標(biāo)之一。測量方法使用各種粗糙度測量儀,如觸針式粗糙度儀、光學(xué)干涉式粗糙度儀等進(jìn)行測量。參數(shù)指標(biāo)常見的表面粗糙度參數(shù)有Ra、Rz、Rq等,分別用于描述不同特性。公差配合設(shè)計(jì)案例分析汽車齒輪軸的公差配合設(shè)計(jì)汽車齒輪軸傳動(dòng)系統(tǒng)中,精確的公差配合是確保穩(wěn)定高效傳動(dòng)的關(guān)鍵。我們需要綜合考慮材料強(qiáng)度、載荷、溫度等因素,設(shè)計(jì)出恰當(dāng)?shù)墓罘秶?。電機(jī)軸承裝配的公差配合電機(jī)軸承裝配中,內(nèi)外圈公差配合直接影響軸承壽命。合理選擇公差等級(jí),保證軸承裝配精度和穩(wěn)定性非常重要。液壓缸活塞桿的公差配合