第章機械零件的幾何精度

第二章機械零件的幾何精度§2-1互換性及標(biāo)準(zhǔn)化的基本含義本節(jié)內(nèi)容基本要求：了解互換性的意義、標(biāo)準(zhǔn)化的概念、機械精度設(shè)計的基本原則、主要方法。重點內(nèi)容：掌握互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的概念。難點內(nèi)容：機械精度設(shè)計的基本原則及主要方法?；Q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器上，并能滿足其使用功能要求的特性叫做互換性。舉例：機器上的螺釘、燈泡，自行車、縫紉機、鐘表上的零部件。機械制造業(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?；Q性的分類分類：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—裝配時不需挑選和修配。不完全互換—裝配時允許挑選、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，可采用不完全互換?；Q性的意義設(shè)計方面：可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡化了繪圖和計算工作，縮短了設(shè)計周期，并有利于計算機輔助設(shè)計和產(chǎn)品的多樣化。制造方面：有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進工藝和高效率的專用設(shè)備，有利于計算機輔助制造，及實現(xiàn)加工過程和裝配過程機械化、自動化。使用維修方面：減少了機器的使用和維修的時間和費用，提高了機器的使用價值。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（變動量）稱為公差?，F(xiàn)代化生產(chǎn)的特點是品種多、規(guī)模大、分工細(xì)和協(xié)作多。為使社會生產(chǎn)有序地進行，必須通過標(biāo)準(zhǔn)化使產(chǎn)品規(guī)格品種質(zhì)量進行統(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。標(biāo)準(zhǔn)的概念

標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(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，種類繁多，涉及到人類生活的各個方面。標(biāo)準(zhǔn)的分類標(biāo)準(zhǔn)按不同的級別頒發(fā)。我國標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對需要在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，由國家制定國家標(biāo)準(zhǔn)，代號為GB，對沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國某個行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，可制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如機械標(biāo)準(zhǔn)（JB）等；對沒有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而又需要在某個范圍內(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)，它們的代號分別用DB、QB表示?；咎卣鳎航y(tǒng)一、簡化。意義：

1)制造上可以實現(xiàn)專業(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)計方面可減少設(shè)計工作量；3)管理維修方面可減少庫存量，便于更換損壞的零件。標(biāo)準(zhǔn)化是組織社會化大生產(chǎn)的重要手段，是實施科學(xué)管理的基礎(chǔ)，也是對產(chǎn)品設(shè)計的基本要求之一。通過標(biāo)準(zhǔn)化的實施，以獲得最佳的社會經(jīng)濟成效。標(biāo)準(zhǔn)層次：國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、國際標(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）----鼓勵企業(yè)自愿采用。標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)強制標(biāo)準(zhǔn)（GB）----必須強制執(zhí)行；作為設(shè)計人員，要求必須熟悉現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會查詢和使用標(biāo)準(zhǔn)資料。無論設(shè)計何種產(chǎn)品，必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在國際上，為了促進世界各國在技術(shù)上的統(tǒng)一，成立了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（簡稱ISO）和國際電工委員會（簡稱IEC），由這兩個組織負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)國際標(biāo)準(zhǔn)。我國于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，在立足我國生產(chǎn)實際的基礎(chǔ)上向ISO靠攏，以利于加強我國在國際上的技術(shù)交流和產(chǎn)品互換。

標(biāo)準(zhǔn)化

定義：標(biāo)準(zhǔn)化是指標(biāo)準(zhǔn)的制訂、發(fā)布和貫徹實施的全部活動過程，包括從調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)化對象開始，經(jīng)試驗、分析和綜合歸納，進而制訂和貫徹標(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，也是一個不斷循環(huán)、不斷提高的過程。意義：標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段，是實現(xiàn)互換性的必要前提，是國家現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。它對人類進步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展起著巨大的推動作用。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)過統(tǒng)一后實現(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、加工工藝、裝配檢驗、包裝儲運等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化。優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的引入在機械設(shè)計中，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，這個數(shù)值就會按照一定規(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)選擇一開始就納入標(biāo)準(zhǔn)化軌道，必須對各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值作出統(tǒng)一規(guī)定?！秲?yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》國家標(biāo)準(zhǔn)（GB321—80）就是其中最重要的一個標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。

優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系是一個以公比為的十進等比級數(shù)。GB321—80中規(guī)定以此為優(yōu)先數(shù)系，并規(guī)定了五個系列，它們分別用系列符號R5、R10、R20、R40和R80表示，其中前四個系列作為基本系列，

R80為補充系列，僅用于分級很細(xì)的特殊場合。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

。優(yōu)先夾數(shù)系戚是國坡際上圣統(tǒng)一暈的數(shù)迷值分蛋級制想度，厘是一滿種無際量綱害的分亡級系很數(shù)，跪適用招于各臨種量鋼值的悶分級蠻。在漸確定灘產(chǎn)品災(zāi)的參更數(shù)或單參數(shù)棗系列賣時，員應(yīng)該等最大杠限度磨采用程。如產(chǎn)宿品的貨主要羞參數(shù)宜：型浴號、寒直徑慨、轉(zhuǎn)音速、炊承載世量和丙功率綿等按偉優(yōu)先伍數(shù)系源形成棵系列北，便面于組提織生觸產(chǎn)和峽降低態(tài)成本賽，以勻?qū)崿F(xiàn)秀產(chǎn)品敏的標(biāo)濱準(zhǔn)化扛和系級列化淹。幾何囑量的集檢測*完工漿后的番零件香是否勝滿足使公差燙要求答，要環(huán)通過網(wǎng)檢測屆加以掃判斷祝。檢湯測包縱含檢黃驗與舊測量桐。檢驗是確位定零科件的蹦幾何忠參數(shù)綠是否踐在規(guī)法定的掠極限駁范圍料內(nèi)，都并作隙出合判格性尊判斷縮慧，而巾不必界得出們被測辛量的邀具體棕數(shù)值挎；測量是將悲被測很量與槐作為終計量峰單位扛的標(biāo)盯準(zhǔn)量較進行壇比較股，以尼確定厲被測鼓量的愈具體御數(shù)值等的過各程。意義膜：檢測痕不僅剪用來拌評定壁產(chǎn)品圓質(zhì)量脾，而駱且用翻于分做析產(chǎn)腫生不擱合格米品的懷原因雖，及閉時調(diào)擾整生欣產(chǎn)，統(tǒng)監(jiān)督冊工藝尺過程壞，預(yù)蛛防廢笨品產(chǎn)娘生。頂檢測顛是機恭械制廣造的慕“眼迷睛”批。產(chǎn)狐品質(zhì)煉量的按提高壤，除砍設(shè)計損和加崖工精培度的潮提高買外，氧往往涂更有屢賴于勿檢測菜精度警的提縫高。滲所以添，合智理地挑確定勤公差盼與正煩確進豪行檢不測，煙是保賓證產(chǎn)留品質(zhì)足量、既實現(xiàn)帥互換農(nóng)性生名產(chǎn)的貪兩個潤必不竄可少哪的條做件和癥手段。機械必精度上設(shè)計惜概述一般六來說惰，在溜機械級產(chǎn)品鳳的設(shè)延計過證程中嚇，需士要進筑行以暈下三承方面兵的分道析計括算：（1療）運策動分蓄析與梁計算挨。根賺據(jù)機拖器或可機構(gòu)格應(yīng)實濟現(xiàn)的炎運動比，由截運動沃學(xué)原訓(xùn)理，用確定捕機器向或機攜構(gòu)的液合理壺的傳死動系親統(tǒng)，潮選擇捷合適贈的機不構(gòu)或騙元件挺，以獎保證浮實現(xiàn)秧預(yù)定賴的動脹作，暗滿足謹(jǐn)機器欣或機廊構(gòu)的犯運動老方面軌的要炎求。（2竿）強塊度的冤分析揉與計刮算。昂根據(jù)燃強度鞏、剛刻度等跟方面皂的要下求，誓決定盈各個復(fù)零件距的合夕理的拴基本及尺寸械，進懇行合險理的華結(jié)構(gòu)史設(shè)計殿，使局其在嫂工作泄時能借承受攔規(guī)定預(yù)的負(fù)唇荷，村達(dá)到似強度捉和剛獄度方滴面的盲要求苗。（3政）幾會何精胳度的巷分析具與計爛算。皂零件衫基本效尺寸塔確定熱后，悟還需革要進撕行精讓度計牲算，殿以決布定產(chǎn)挨品各交個部彎件的紐奉裝配曬精度化以及婚零件航的幾捧何參臭數(shù)和頁公差允。本書姜主要成討論偵的是悟幾何重精度若的分強析與冒計算顏。精度膚設(shè)計伸原則互換翁性原浮則：機械權(quán)零件廣幾何釘參數(shù)勵的互盈換性治是指狡同種例零件剃在幾薪何參伶數(shù)方執(zhí)面能磚夠彼貢此互側(cè)相替區(qū)換的規(guī)性能物。經(jīng)濟謠性原何則：工藝勉性、合理套的精寇度要亦求、顧合理似選材權(quán)、合獅理的辟調(diào)整瘡環(huán)節(jié)薪、提憐高壽議命。匹配億性原盒則：根據(jù)撇機器紹或位吩置中石各