机械精度设计与检测重点,考点

1、设计中对 零件的几何参数 提出要求包括以下方面 1尺寸精度2形状精度3位置精度4表面粗 糙度5其它一一对特殊零件提出的要求互换性定义：同一规格的零部件按规定的技术要求制造能够彼此相互替换使用效果相同的性能。机械精度设计的原则：互换性；经济性；标准化；最优化；符合工程实际。机械精度设计的方法 一一类比法、试验法、计算法 按技术参数类型一一几何参数互换性与功能互换性按互换程度不同一完全互换与不完全互换完全互换一装配或更换时不需任何挑选、修配、调整或者加工（如同规格的滚动轴承间的更换）不完全互换（分组互换，修配，调整，概率）一需要用于精度要求高的组件（如滚动轴承各零件的装配按互换范围不同 一外互换（

2、一般采用完全互换）与内互换 互换性的作用制造上一有效地提高生产率，保证质量，降低成本。设计上一使用标准化零部件，简化设计， 缩短产品设计时间。 使用上一缩短修理时间，节约修理费用，提高修理质量标准一是指对需要协调统一的重复性事物（如产品、零部件）和概念（如术语、规则代号）所做的统一规 定。标准化一为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题制定共同的和重复使用规则的活动标准的分类 按作用范围 分 国际标准、区域标准、国家标准、地方标准、企业标准 等，按对象分；基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、卫生标准、环境保护标准等优 先数系：十进几何级数 优先数由公比分别为10的r（5<1.0

3、0,1.60,2.50,4.00,6.30> 、101，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3、20、40、80）次方根，且项值中含有10 的整数1 公七匕 即？I O I ."林y 绎I .If! t U t ¥阿I . 丁白甘 I . W舍 fit 窃d 弓“甘1.132 O 1.12 it Ht 廿曷I » 71 I . g幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列，：，-前四个是基础数系，R80是补充数系， Rr/p为派生数系，公比为基础数系公比的p （间距，每 几个取一个）次方，约等于1 0人（r/p）测量一个完整的测量过程应包含 ：

4、测量对象、计量单位、测量方法、测量精度四个要素，公式测量值q=x （被测量）/E（测量单位）检验：确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产 品合格性的过程定性检验：只得到被检验对象合格与否的结论，而不能得到其具体的量值定量检验：又称为测量检验。它是将被检验对象与单位量（或标准量）相比较并确定其量值，再与设计规定的要求相比较，从而判定其合格性的方法，简称为“检测”。量块：一种无刻度的标准端面量具特殊合金钢形状：长方六面体结构或圆柱体量块长度（ Li）:从量块一个测量面上任意一点（距边缘 0.5mm区域除外）到与另一个测量面相研合的平晶表面的 垂直距离，中心长度（L）：从量块一个测量面中心点到与这

5、个量块另一个测量面相研合的 面的垂直距离。 标称长度：量块上标出的数字。尺寸<6mm长度标记刻在测量面上，尺寸> 6mm长度标记刻在非测量面上量块精度按照不同的测量精度要求，分“级”和“等”，）“级”：按制造精度 分为00, 0, K ,1 , 2, 3级。00级最高，3级最低，K级为校准级。（忽 略了制造误差）,“等”：按检定精度 从高到低分为1, 2, 3, 4, 5, 6六等。（忽略了检验误 差）按等使用”比按级使用”精度高测量分绝对测量与相对测量，直接测量与间接测量，接触测量与非接触测量，单 项测量与综合测量，主动测量与被动测量 测量器具的种类：分为基准量具、通 用测量器具

6、、极限类规具，检验夹具 基本度量指标：刻度间距C（方便人观察的 相邻二条刻度线的距离12.5mm）,分度值i （每一刻度代表的量值），示值范围（标尺上显示的起始值到终止值的范围），测量范围（器具能测量的最大到最小 的范围），灵敏度或放大比（测量器具对被测变化的反应能力）k=c/i,，灵敏限或 迟钝度（引起测量器具示值可察觉变化的被测量的最小变化量），示值误差（测量器具示值与被测真值的差值），校正值（为消除系统误差用代数法加在测量结 果上的值）示值变动性（相同测量条件下，多次测量器具所指示的最大值与最小 的差），回程误差（相同条件，测量器具沿正反行程在同一测量点上得到到测量差的绝对值），测量力（

7、测量头与被测工件表面接触时产生的力），不确定度（在 规定条件下测量，由于误差的存在，对测量值不能肯定的程度）绝对误差:测量结果与被测量的真值之差 G = x被测结果 -x0被测真值），相对误 差（& =Q /x）*100% ）评定不同被测量的测量精度，产生误差的原因：测量器具 的误差，测量方法误差，环境误差，人为误差误差按性质分：系统（相同测量条件下，多次测量同一量值时，大小和符号均保持不变的测量误差（定值系统误差），或者在测量条件改变时，按某一规律变化的误差（变值系统误差），随机特性：单峰，对称，有界，抵偿性，粗大误差。误差的合成：1直接测量法 测量误差主要来源 于仪器误差、测量方法

8、误差、基准件误差，这些误差都称为测量总 误差的分量，对于定值系统误差按代数和法合成；对于符合正态分布、彼此独立的随 机误差，按方根法合成 标准公差系列：由不同公差等级和不同基本尺寸的标准公差值构成的，标准公差IT :是国标规定的，用以确定公差带大小的任一公差值，国家标准规定的公差等级共 20个，代号为：IT01高、IT0、IT1、IT2、IT18低 基本偏差：孔、轴基本偏差各有 28种，用英文字母表示。 孔用大写字母，轴用小写字母 （去掉：I, L, O, Q, W增加：CD, EF, FG, JS, ZA, ZB, ZC）,大小 js公差带对称于零线，基本偏差可以为上偏差（+IT/2 ），下

9、（-IT/2），公差等级为711且公差值为奇数时上下偏差为±（ IT-1） /2,Jj近似对称，国际中，孔保留 J6,7,8,轴保留j5,6,7,8， 且Jjs逐渐代替Jj，故在一起ah间隙配合（abc为大间隙或热动配合， 采用与直径成正比； def用于旋转运动，最小间隙应按直径的平方根关系或近似；g用于滑动和半液体摩擦配合或定位配合），jn用于过渡配合，pzc用于过盈配合。配合值的选用：基孔制和基轴制属于平行配合制，配合制的选择与功能要求无关，主要考虑加工的经济性和结构的合理性。选择原则：优先选用基孔制（可减少孔用定值刀具和光滑极限塞规的规格和数量），与标准件配合时，应以标准件作基

10、准，特殊情况用基轴制（同一轴与基本尺寸相同的几个孔配合， 加工尺寸小于1mm的精密轴比加工同级孔的工艺性差，精度要求不高的配合，冷拉钢材做 轴等） 公差等级的选择：基本要求：协调使用要求与制造工艺、加工成本之间的关系；选择原则：在满足使用要求的前提下，尽量选取低的等级（工艺等价原则（当公差等级在IT8以上时， 孔比轴低一级，当公差等级在IT8以下时， 孔与轴同级），与相配合的零件精度相适应；与配合性质相适应；当要求不高时，为降低成本，允许零件相差23级）；配合性质的一致性由配合的孔轴公差带大小即配合公差的大小决定，配合的松紧程度由基本偏差决定。方法：类比法（考虑因素：配合件的工作情况；各种基本

11、偏差形成配合的特点；配合件的生产情况），计算法（间隙配合计算一注要用于滑动轴承；过盈配合计算一根据连接强度 和材料应力计算），实验法（实验得出最大间隙或过盈，结果可靠但时间长，费用高，工作 量大）。线性尺寸：精密度f，中等级m，粗糙级c，最粗级v。线性尺寸的未注公 差：在车 间普遍工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。简单地说未注公差就是只标注基本尺寸，不用标注公差，即通常所说的“自由尺寸要素的分类：按 结构特征（几何特征）分：组成（轮廓）要素、导出（中心）要素；按 存在 状态分：公称（理想）要素、提取（实际）要素；按所处地位分：被测要素、基准要素；按功能（位置）关系 分：单一要素、关

12、联要素；公差框格的标注：第一格形位公差特征的符号。第二格形位公差数值和有关符号。第三格和 以后各格 基准字母和有关符号。规定不得采用E、F、I、J、L、M、0、P和R.形状误差一般是对单一要素而言的，仅考虑被测要素本身的形状的误差。形状误差评定 时，理想要素的位置应符合最小条件。所谓 最小条件是指被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最 小。评定方法：评定形状误差时，形状误差值的大小可用最小包容区域（简称最小区域）的 宽度或直径表示。所谓最小区域，是指包容被测实际要素时，具有最小宽度或直径的包容区。方向误差 ：是被测实际要素对一具有确定方向的理想要素的变动量， 该理想要素的方向由基 准确定。

13、评定方法 ：定向误差值用定向最小包容区域（简称定向最小区域） 的宽度或直径表 示。位置误差 ：是被测实际要素对一具有确定位置的理想要素的变动量， 该理想要素的位置 由基准和理论正确尺寸来确定。 评定方法 ：定位最小区域是指以理想要素定位来包容被测实 际要素时，具有最小宽度或直径的包容区域。 跳动分类 ：圆跳动 ：是指被测实际表面绕基准 轴线作无轴向移动的回转时， 在指定方向上指示器测得的最大读数差。 全跳动 ：是指被测实 际表面绕基准轴线作无轴向移动的回转， 同时指示器作平行或垂直于基准轴线的移动， 在整 个过程中指示器测得的最大读数差。 跳动是某些几何误差的综合反映 。 形状公差 ：被测要

14、素：为直线、平面、圆和圆柱面、曲线和曲面。 特点 ：不涉及基准，它的方向和位置均是浮 动的，只能控制被测要素形状误差的大小， 项目 ：直线度、平面度、圆度和圆柱度、线轮廓 度和面轮廓度， 直线度公差 用于控制直线和轴线的形状误差， 根据零件的功能要求， 直线度 可以分为在给定平面内， 在给定方向上和在任意方向上三种情况。 平面度公差带 是距离为公 差值 t 的两平行平面之间的区域。 圆度公差带是垂直于轴线的任一正截面上半径差为公差值 t 的两同心圆之间的区域。 圆柱度公差带 是半径差为公差值 t 的两同轴圆柱面之间的区域。 线轮廓度公差带 是包络一系列直径为公差值 t 的圆的两包络线之间的区域

15、， 诸圆圆心应位于 理想轮廓线上。 理论正确尺寸 是用以确定被测要素的理想形状、 方向、 位置的尺寸。 它 仅表达设计时对被测要素的理想要求， 故该尺寸不附带公差， 标注时应围以框格， 而该要素 的形状、 方向和位置误差则由给定的形位公差来控制。 方向公差 ：关联被测要素对基准要素 在规定方向上允许的变动量。 特点 ：方向公差相对于基准有确定的方向， 公差带的位置可以 浮动；定向公差具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。 种类：平行度、 垂直度和倾斜 度。平行度公差带 是距离为公差值t，且平行于基准平面（或直线或轴线）的两平行平面之 间的区域。垂直度公差带 是距离为公差值t，且垂直于基准平面

16、（或直径、轴线）的两平行 平面之间的区域。 垂直度公差带是两对互相垂直的距离分别为 t1和t2，且垂直于基准直线 的两平行平面之间的区域。当 两要素在 0°90°之间的某一角度时，用倾斜度要求时，倾斜度公差带是距离为公差值 t，且与基准平面（或直线、轴线）成理论正确角度的两平行平面 之间的区域，当给定 任意方向时，倾斜度公差带是直径为公差值t,且与基准平面成理论正确角度的圆柱面内的区域。 位置公差：关联实际要素对基准在位置上所允许的变动量。 特点 ： 位置公差带具有确定的位置, 相对于基准的尺寸为理论正确尺寸； 定位公差带具有综合控制 被测要素位置、方向和形状的 功能。种类

17、 ：位置度、同轴度和对称度。 同轴度 是限制被测轴 线偏离基准轴线的程度, 对称度 是限制被测中心要素偏离基准中心要素的程度。 位置度是限 制被测点线面的实际位置对其理想位置变动量, 跳动公差 用来控制跳动, 是以特定的检测方 式为依据的公差项目。 跳动公差 包括 圆跳动公差和全跳动公差, 是关联实际要素绕基准轴线 回转一周或几周时所允许的最大跳动量, 圆跳动 ：径向圆跳动公差带 ：公差带是在垂直 于基准轴线的任一测量平面内，半径为公差值t，且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。 端面圆跳动公差带 ：公差带是在与基准轴线同轴的任一半径位置的测 量圆柱面上沿母线方向距离为公差值t的两圆之间的

18、区域。斜向圆跳动 公差带定：公差带是在与基准轴线同轴,且母线垂直于被测表面的任一测量圆锥面上,沿母线方向 距离为公差值 t 的两圆之间的区域, 除特殊规定外, 其测量方向是被测面的法线方向。 全跳动 ： 径向全跳动 ：公差带与圆柱度公差带的形状是相同的,但前者的轴线与基准轴线 同轴,后者的轴线是浮动的, 随圆柱度误差形状而定。 轴向全跳动 ：公差带与端面对轴线的 垂直度公差带是相同的, 因此两者控制位置误差的效果也是一样的。 公差原则： 机械零件的 同一被测要素既有尺寸公差要求, 又有形位公差要求, 处理两者之间关系的原则, 分为独立 原则 IP（ 定义 ：是指图样上给定的每一个尺寸和形状、位

19、置公差均是独立的,应分别 满足要求。 尺寸误差和行为误差分别测量 ）与相关要求 （定义 ：图样上给定的形位公差与尺寸公差相互有关的公差要求。 包容要求 ER 定义： 包容要求是要求实际要素应遵守其最大实 体边界 (MMB) ，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸的一种公差要求,仅用于形状公差；最大实体要求 (MMR) ： 是要求被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界(MMVB) ，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时， 允许其形位误差值超出在最大实体状态下给出的公差值 的一种公差要求。 特点 ：被测要素遵守最大实体实效边界， 即被测要素的体外作用尺寸不超 过最大实体实效尺寸； 当被测要素的局部实际

20、尺寸处处均为最大实体尺寸时， 允许的形位误 差为图样上给定的形位公差值； 当被测要素的实际尺寸偏离最大实体尺寸后， 其偏离量可补 偿给形位公差， 允许的形位误差为图样上给定的形位公差值与偏离量之和； 实际尺寸必须在 最大实体尺寸和最小实体尺寸之间变化)。体外作用尺寸 (dfe、Dfe) 在被测要素的给定长度上，与实际外表面体外相接的最小理想面或与实际内表面体外相接的最大理想面的直径或宽 度。对于关联要素， 该理想面的轴线或中心平面必须与基准保持图样给定的几何关系， 极限 尺寸判断原则 泰勒原则 ：孔或轴的(体外)作用尺寸不允许超过 MMS ；任何部位的实 际尺寸不允许超过 LMS。有配合要求的

21、零件 尺寸合格条件 Dmin Dfe Daw Dmax dmin w da dfew dmax。体内作用尺寸(dfi、Dfi):在被测要素的给定长度上，与实际外表面体内 相接的最大理想面或与实际内表面体内相接的最小理想面的直径或宽度。对于关联要素， 该理想面的轴线或中心平面必须保持图样给定的几何关系。最大(小)实体实效状态 (MMVC)在给定长度上， 实际要素处于最大 (小)实体状态且其中心要素的形状或位置误差等于给出 的形位公差值时的综合极限状态。 最大(小)实体实效尺寸 (DMV 、 dMV) 最大(小)实体 实效状态下的体外作用尺寸， 作用尺寸 是由实际尺寸和形位误差综合形成的， 一批零

22、件中各 不相同， 是一个变量， 但就每个实际的轴或孔而言，作用尺寸却是唯一的； 实效尺寸 是由实 体尺寸和形位公差综合形成的， 对一批零件而言是一定量。 实效尺寸可以视为作用尺寸的允 许极限值。 边界 :由设计给定的具有理想形状的极限包容面。 最大实体边界 (MMB) 尺寸为 最大实体尺寸的边界 最小实体边界 (LMB) 尺寸为最小实体尺寸的边界。 最大实体实效边界 (MMVB) 尺寸为最大实体实效尺寸的边界。 最小实体实效边界 (LMVB) 尺寸为最小实体实 效尺寸的边界。形位公差:总原则: 在保证零件功能要求的前提下，应尽量使形位公差项目减少， 检测方法简便， 以获得较好的经济效益。 特征

23、项目选择要点: 标注形位公差的 必要性，零件的几何特征；零件的功能要求，检测的方便性；参照有关专业标准。确定形位公差值方法：类比，计算 注意问题：一般T形状T位置T尺寸,考虑配合要求2零件的结 构刚性 2表面粗糙度。检测原则: 与理想要素比较原则；测量坐标原则 2特征参数原则 2跳动原则，控制实效边界原则表面粗糙度 ：指机械加工的零件表面上，总会存在着具有的较小间距和峰谷的微观几何形状误差 原因： 切削后遗留的刀痕， 切削过程中切屑分离时 的塑性变形，工艺系统的高频振动。粗糙度(波长波高比小于50,波距1mm)波纹度(501000,1入10)形状误差(1000,10 ).影响：配合性质，摩擦磨

24、损，腐蚀性，疲劳 强度,密封性,美观。 评定术语：表面轮廓 ：由理想平面与实际表面相交所得的轮廓； 取样 长度 lr ：测量表面粗糙度时, 规定的一段足够短的长度上, 以限制或减弱波纹度对测量的影 响。至少包含5个微峰和5个微谷，评定长度In最小的测量长度。连续的几个取样长度。 目的是为了更可靠地反映表面粗糙度轮廓的特性,ln=nlr 越均匀 n 越小, 5 为中间界限, 中线：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线, 有二种： 若中线与轮廓所包围的面积上下相等, 则称为 算术平均中线 ,它是唯一的；在取样长度 Ir 内,使轮廓线上各点至该线的距离平方 和为最小的最小二乘中线，它是唯一的。评定参数：轮廓的算术平均偏差 Ra (在取样长度Ir 范围内,轮廓上各点至中线的纵坐标值 Z(x ) 的绝对值的算术平均值) 轮廓的最大高度 Rz 在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓的最大轮廓峰高Zp与最大轮廓谷深 Zv之和的高度，轮廓单元的平均宽度 Rms,轮廓支承长度率 Rmr量规用途分类：工作量规：工件制