互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)-

互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)課次：4授課課題：形位誤差和形位公差課題內(nèi)容：形位誤差的評定與檢測；形位公差帶定義、特點(diǎn)本次重點(diǎn)：形位誤差的評定、檢測形位公差精度分析本次難點(diǎn)：形位公差精度分析作業(yè)：4-2參照資料：<<互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)>>何鏡民主編<<公差配合與測量技術(shù)>>忻良昌主編課題四形位誤差和形位公差φA實(shí)例引入，承上啟下AA形狀誤差和形狀公差形狀誤差：被測實(shí)際要素對理想要素的變動量。解釋概念，形狀公差：單一實(shí)際要素的形狀所同意的變動全量。明確內(nèi)容位置誤差和位置公差位置誤差：關(guān)聯(lián)被測實(shí)際要素對其理想要素的變動量。位置公差：關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對基準(zhǔn)所同意的變動全量。位置公差按幾何特征分：*定向公差：具有確定方向的功能，即確定被測實(shí)際要素相對基準(zhǔn)要素的方向精度。*定位公差：具有確定位置功能，即確定被測實(shí)際要素相對基準(zhǔn)要素的位置精度。*跳動公差：具有綜合控制的能力，即確定被測實(shí)際要素的形狀和位置兩方面的綜合精度。零件的形位究竟是多少，該如何評定呢？提出問題，三、形位誤差的評定引導(dǎo)思索形位誤差是指被測要素對其理想要素的變動量。形位誤差值小于或等于相應(yīng)的形位公差值，則認(rèn)為合格。形狀誤差的評定形狀誤差的評定準(zhǔn)則——最小條件所謂最小條件，是指被測實(shí)際要素相關(guān)于理想要素的最大變動量為最小，此時，對被測實(shí)際要素評定的誤差值為最小。形狀誤差值的評定評定形狀誤差時，形狀誤差數(shù)值的大小可用最小包容區(qū)域〔簡稱最小包容區(qū)域〕的寬度或直徑表示。3個區(qū)域比較，引出最小條件、最小區(qū)域的概念，用以評定形狀誤差。

位置誤差的評定*定向誤差是被測實(shí)際要素對一具有確定方向的理想要素的變動量，該理想要素的方向由基準(zhǔn)確定。定向誤差值用定向最小包容區(qū)域〔簡稱定向最小區(qū)域〕的寬度或直徑表示。定向最小區(qū)域是指按理想要素的方向包容被測實(shí)際要素時，具有最小寬度或直徑的包容區(qū)域。通過定向誤差的評定分析，比較定向最小區(qū)域與最小區(qū)域的差別。*定位誤差是被測實(shí)際要素對一具有確定位置的理想要素的變動量。該理想要素的位置由基準(zhǔn)和理論正確尺寸確定。定位誤差用定位最小包容區(qū)域〔簡稱定位最小區(qū)域〕的寬度或直徑表示。定位最小區(qū)域是指以理想要素定位來包容被測實(shí)際要素時，具有最小寬度或直徑的包容區(qū)域。明確定位最小區(qū)域，引出基準(zhǔn)的概念*跳動是當(dāng)被測要素繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)時，以指示器測量被測實(shí)際要素表面來反映其幾何誤差，它與測量方法有關(guān)，是被測要素形狀誤差和位置誤差的綜合反映。跳動的大小由指示器示值的變化確定，例如圓跳動即被測實(shí)際要素繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動回轉(zhuǎn)一周時，由位置固定的指示器在給定方向上測得的最大與最小示值之差。跳動先給出概念，在跳動公差中再具體介紹*基準(zhǔn)基準(zhǔn)是具有正確形狀的理想要素，在實(shí)際運(yùn)用時，則由基準(zhǔn)實(shí)際要素來確定。由于實(shí)際要素存在形位誤差，因此，由實(shí)際要素建立基準(zhǔn)時，應(yīng)以該基準(zhǔn)實(shí)際要素的理想要素為基準(zhǔn)，理想要素的位置應(yīng)符合最小條件。*三基面體系：確定被測要素在空間的理想位置所采納的基準(zhǔn)由三個互相垂直的基準(zhǔn)平面組成，這三個互相垂直的基準(zhǔn)平面組成的基準(zhǔn)體系稱為三基面體系。第一基準(zhǔn)平面三基面體系〔含三個基準(zhǔn)平面〕：第二基準(zhǔn)平面第三基準(zhǔn)平面零件的基準(zhǔn)數(shù)量和順序確實(shí)定：依據(jù)零件的功能要求來確定，一般零件上面積大、定位穩(wěn)的表面作為第一基準(zhǔn)；面積較小的表面作為第二基準(zhǔn)；面積最小的表面作為第三基準(zhǔn)。注意：在加工或檢測時，制按時所確定的基準(zhǔn)表面和順序不可隨意更改，以確保制按時提出的功能要求。３、形狀誤差的檢測、評定舉例：典型分析，一般自學(xué)，直線度誤差的檢測：操作實(shí)驗(yàn)，掌握技能。按最小條件求直線度誤差按兩端點(diǎn)連線法求直線度誤差：f’’=f1+f2形狀和位置公差帶形位公差帶定義：用以限制實(shí)際要素變動的區(qū)域。有形狀、大小、方向、位置。提出四因素，形位公差帶的主要形狀：〔十種〕便于分析形位公差帶大小用以體現(xiàn)形位精度的凹凸，是由給定的形位公差t所確定。一般指形位公差帶的寬度或直徑，且為全值。形狀公差帶特點(diǎn)對比，特點(diǎn)：只對要素有形狀要求，無方向、位置約束。分類討論直線度：用以限制被測實(shí)際直線對其理想直線變動量的一項(xiàng)指標(biāo)。被限制的直線有平面內(nèi)的直線，回轉(zhuǎn)體的素線，平面與平面交線和軸線等。在給定平面內(nèi)的直線度在任意方向上的直線度平面度：用以限制實(shí)際表面對其理想平面變動量的一項(xiàng)指標(biāo)。公差帶：是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。圓度：用以限制實(shí)際圓對其理想圓變動量的一項(xiàng)指標(biāo)。職能：它是對圓柱面〔圓錐面〕的正截面和球體上通過球心的任一截面上提出的形狀精度要求。公差帶：是指在同一正截面上，半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區(qū)域。注意：標(biāo)注圓度時指引線箭頭應(yīng)顯然地與尺寸線箭頭錯開；標(biāo)注圓錐面的圓度時，指引線箭頭應(yīng)與軸線垂直，而不該指向圓錐輪廓線的垂直方向。提出難點(diǎn)，進(jìn)行剖析圓柱度：限制實(shí)際圓柱面對其理想圓柱面變動量的一項(xiàng)指標(biāo)。它是對圓柱面所有正截面和縱向截面方向提出的綜合性形狀精度要求。職能：圓柱度公差可以同時控制圓度、素線直線度和兩素線平行度等項(xiàng)目的誤差。公差帶：是指半徑為t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。授課教案課次：6授課課題：幾何量精度公差原則〔一〕目的要求：掌握有關(guān)作用尺寸、最大實(shí)體尺寸、最大實(shí)體尺寸邊界、最大實(shí)體實(shí)效尺寸、最大實(shí)體實(shí)效邊界等概念；獨(dú)立原則、包容要求的基本概念，并會分析應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：包容要求的應(yīng)用分析作業(yè)：4-4公差原則*要素的實(shí)際狀態(tài)是由要素的尺寸和形位誤差綜合作用的結(jié)果，因此在制定和檢測時需要明確形位公差與尺寸公差之間的關(guān)系。*公差原則：處理形狀公差或位置公差與尺寸公差之間關(guān)系而確立的原則。*公差原則有獨(dú)立原則；相關(guān)原則有關(guān)公差原則的基本概念作用尺寸和關(guān)聯(lián)作用尺寸作用尺寸：單一要素的作用尺寸簡稱作用尺寸MS。是實(shí)際尺寸和形狀誤差的綜合結(jié)果。在被測要素的給定長度上，與實(shí)際內(nèi)表面〔孔〕體外相接的最大理想面，或與實(shí)際外表面〔軸〕體外相接的最小理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體外作用尺寸，即通常所稱作用尺寸。關(guān)于單一被測要素，內(nèi)表面〔孔〕的〔單一〕體外作用尺寸以Dfe’表示；外表面〔軸〕的〔單一〕體外作用尺寸以dfe表示。在被測要素的給定長度上，與實(shí)際內(nèi)表面〔孔〕體內(nèi)相接的最小理想面，或與實(shí)際外表面〔軸〕體內(nèi)相接的最大理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體內(nèi)作用尺寸。 關(guān)于單一被測要素，內(nèi)表面〔孔〕的〔單一〕體內(nèi)作用尺寸以Dfi表示，外表面〔軸〕的〔單一〕體內(nèi)作用尺寸以dfi表示，如圖2-31所示。關(guān)聯(lián)作用尺寸：關(guān)聯(lián)要素的作用尺寸簡稱關(guān)聯(lián)作用尺寸，是實(shí)際尺寸和位置誤差的綜合結(jié)果。它是指假想在結(jié)合面的全長上與實(shí)際孔內(nèi)接〔或與實(shí)際軸外接的最大〔或最小〕理想軸〔或理想孔〕的尺寸，且該理想軸〔或理想孔〕必需與基準(zhǔn)A堅持圖樣上給定的幾何關(guān)系。最大、最小實(shí)體狀態(tài)和最大、最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)〔1〕最大和最小實(shí)體狀態(tài)MMC：含有材料量最多的狀態(tài)?？诪樽钚O限尺寸；軸為最大極限尺寸。LMC：含有材料量最小的狀態(tài)?？诪樽畲髽O限尺寸；軸為最小極限尺寸。MMS=Dmin；dmaxLMS=Dmax；dmin〔2〕最大、最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)MMVC：是指實(shí)際尺寸達(dá)到最大實(shí)體尺寸且形位誤差達(dá)到給定形位公差值時的極限狀態(tài)。最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVS：在最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)時的邊界尺寸。單一要素的最大實(shí)體實(shí)效尺寸是最大實(shí)體尺寸與形狀公差的代數(shù)和。關(guān)于孔：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSh=最小極限尺寸—形狀公差關(guān)于軸：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSs=最大極限尺寸+形狀公差關(guān)聯(lián)要素的最大實(shí)體實(shí)效尺寸是最大實(shí)體尺與位置公差的代數(shù)和。關(guān)于孔：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSh=最小極限尺寸—位置公差關(guān)于軸：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSs=最大極限尺寸+位置公差在給定長度上，實(shí)際尺寸要素處于最小實(shí)體狀態(tài)，且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài)，稱為最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)。關(guān)于給出定向公差的關(guān)聯(lián)要素，稱為定向最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)；關(guān)于給出定位公差的關(guān)聯(lián)要素，稱為定位最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)。最小實(shí)體實(shí)效狀態(tài)下的體內(nèi)作用尺寸，稱為最小實(shí)體實(shí)效尺寸。內(nèi)表面〔孔〕的最小實(shí)體實(shí)效尺寸以DLV表示，外表面〔軸〕的最小實(shí)體實(shí)效尺寸以ｄLV表示，有：關(guān)于內(nèi)表面〔孔〕DLV=DL+tL=Dmax+tL關(guān)于外表面〔軸〕dLV=dL-tL=dmin-tL 理想邊界理想邊界是制按時給定的，具有理想形狀的極限邊界。最大實(shí)體邊界〔MMC邊界〕當(dāng)理想邊界的尺寸等于最大實(shí)體尺寸時，該理想邊界稱為最大實(shí)體邊界。最大實(shí)體實(shí)效邊界〔MMVC邊界〕當(dāng)理想邊界尺寸等于最大實(shí)體實(shí)效尺寸時，該理想邊界稱為最大實(shí)體實(shí)效邊界。單一要素的實(shí)效邊界沒有方向或位置的約束；關(guān)聯(lián)要素的實(shí)效邊界應(yīng)與圖樣上給定的基準(zhǔn)堅持正確幾何關(guān)系。獨(dú)立原則定義：圖樣上的形位公差與尺寸公差不僅分別給定且互相無關(guān)，被測要素應(yīng)分別滿足各自公差要求。應(yīng)用獨(dú)立原則時，形位誤差的數(shù)值用通用量具測量。相關(guān)原則定義：指圖樣上給定的形位公差與尺寸公差互相有關(guān)的公差原則。依據(jù)要素實(shí)際狀態(tài)所應(yīng)遵守的邊界不同，相關(guān)原則分：包容要求；最大實(shí)體要求；最小實(shí)體要求包容要求〔遵守MMC邊界〕定義：要求被測實(shí)際要素的任意一點(diǎn)，都必需在具有理想形狀的包容面內(nèi)，該理想形狀的尺寸為最大實(shí)體尺寸。即當(dāng)被測要素的局部實(shí)際尺寸到處加工到最大實(shí)體尺寸時，形位誤差為零，具有理想形狀。包容要求的特點(diǎn)要素的作用尺寸不得超越最大實(shí)體尺寸MMS。實(shí)際尺寸不得超越最小實(shí)體尺寸LMS。按包容原則要求，圖樣上只給出尺寸公差，但這種公差具有雙重職能，即綜合控制被測要素的實(shí)際尺寸變動量和形狀誤差的職能。形狀誤差點(diǎn)用尺寸公差的百分比小一些，則同意實(shí)際尺寸的變動范圍大一些。假設(shè)實(shí)際尺寸到處皆為MMS，則形狀誤差必需是零，即被測要素應(yīng)為理想形狀。因此，采納包容原則時的尺寸公差，總是一部分被實(shí)際尺寸占用，余下部分可被形狀誤差占用。包容要求用于單一要素包容原則用于單一要素時，在圖樣上于極限偏差后或公差帶代號后必需加注符號E。被測要素必需遵守MMC邊界。φ100-0。2E〔a〕〔a〕圖中：當(dāng)被測要素處于最大實(shí)體尺寸φ10時，該軸形狀誤差為零。當(dāng)被測要素為LMS=φ9.98時，同意的形狀誤差為最大，可達(dá)0.02mm。φ100-0。2E0．1〔b〕〔b〕圖與〔a〕圖區(qū)別是對要素規(guī)定了最大的直線度要求0.1mm。即當(dāng)銷軸直徑從φ10mm減小到φ9.9mm時，直線度誤差可從0增加到0.1mm，但當(dāng)銷軸直徑從φφ9.8mm時,直線度誤差仍只能為0.1mm。課次：7授課課題：幾何量精度公差原則〔二〕目的要求：進(jìn)一步理解最大實(shí)體實(shí)效尺寸、最大實(shí)體實(shí)效邊界的概念；掌握最大、最小實(shí)體要求的基本概念，并會分析應(yīng)用。難點(diǎn)：最大、最小實(shí)體要求的分析應(yīng)用重點(diǎn)：最大實(shí)體要求的應(yīng)用分析作業(yè)：4-6三、最大實(shí)體要求定義：是被測要素或基準(zhǔn)要素偏離最大實(shí)體狀態(tài)，而其形狀、定向、定位公差獲得補(bǔ)償?shù)囊环N公差原則。特點(diǎn)：*遵守實(shí)效邊界*要求被測要素的作用尺寸或關(guān)聯(lián)作用尺寸不得超越實(shí)效尺寸，實(shí)際尺寸不得超越極限尺寸。*公差框格中形位公差值后加注符號。應(yīng)用解釋：最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時，被測要素的實(shí)際輪廓應(yīng)遵守其最大實(shí)體實(shí)效邊界，即在給定長度上到處不得超出最大實(shí)體實(shí)效邊界。也就是說，其體外作用尺寸不得超出最大實(shí)體實(shí)效尺寸。而且，其局部實(shí)際尺寸不得超出最大和最小實(shí)體尺寸。關(guān)于內(nèi)表面〔孔〕Dfe≥DMV且DM=Dmin≤Da≤DL=Dmax關(guān)于外表面〔軸〕dfe≤dMV且dm=dmax≥da≥dL=dmin最大實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時，被測要素的形位公差值是在該要素處于最大實(shí)體狀態(tài)時給出的。當(dāng)被測要素的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時，形位誤差值可以超出在最大實(shí)體狀態(tài)下給出的形位公差值，即此時的形位公差值可以增大。最大實(shí)體要求用于被測要素*被測要素采納最大實(shí)體原則時，表示圖樣上給出的形位公差值是在被測要素處于最大實(shí)體狀態(tài)時給定的。當(dāng)被測要素偏離最大實(shí)體狀態(tài)時，同意增大形位公差值。*形狀公差值能夠增大多少，取決于被測要素偏離最大實(shí)體狀態(tài)的程度。*形狀公差值的最大值為圖樣上給定的形狀公差值+尺寸公差值。最大實(shí)體要求用于基準(zhǔn)要素當(dāng)最大實(shí)體原則用于基準(zhǔn)要素，而基準(zhǔn)要素遵守包容原則時，則被測要素的位置公差是在該要素用基準(zhǔn)要素皆處于最大實(shí)體狀態(tài)時給定的。其標(biāo)注為：公差框格中基準(zhǔn)字母的后面標(biāo)有符號“M〞，基準(zhǔn)要素的尺寸公差值或公差帶代號后標(biāo)有“M〞。示例1軸線垂直度公差采納最大實(shí)體要求。圖a表示Φ50+00。13孔的軸線對基準(zhǔn)面A的垂直度公差采納最大實(shí)體要求〔Φ0.08M〕。最大實(shí)體要求的應(yīng)用實(shí)例①當(dāng)該孔處于最大實(shí)體狀態(tài)時，其軸線對基準(zhǔn)面A的垂直度公差為Φ0.08mm，如圖b所示。假設(shè)孔的實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸，即大于最大實(shí)體尺寸Φ50mm則其軸線對基準(zhǔn)平面A的垂直度誤差可以超出圖樣給出的公差值Φ0.08mm，但必需確保其定向體外作用尺寸Dfe′不超出孔的定向最大實(shí)體實(shí)效尺寸DMV′。②圖c表示孔的實(shí)際尺寸到處為Φ50.07mm時，其軸線對基準(zhǔn)平面A的垂直度公差t=Φ(0.08+0.07)mm=Φ0.15mm。③圖d表示孔的實(shí)際尺寸到處為最小實(shí)體尺寸Φ50.13mm時，其軸線對基準(zhǔn)平面A的垂直度公差可達(dá)最大值，且等于其尺寸公差與給出的垂直度公差之和，即t=Φ(0.13+0.08)mm=Φ0.21mm。④圖e為其動態(tài)公差圖。圖中虛線代表圖2-47c所示的狀況。由圖可見，孔的實(shí)際尺寸與軸線垂直度公差的關(guān)系是一條與橫坐標(biāo)成45°夾角的斜直線。這條粗斜直線上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)值與縱坐標(biāo)值之差等于孔的定向最大實(shí)體實(shí)效尺寸Φ49.92mm。因此，落在由兩極限尺寸〔Φ50mm和Φ50.13mm〕及定向最大實(shí)效尺寸〔Φ49.92mm〕的粗斜直線所限定的陰影線區(qū)域之內(nèi)的，孔的尺寸與軸線對基準(zhǔn)平面A的垂直度誤差的綜合結(jié)果是合格的。圖a所示孔的尺寸與軸線對基準(zhǔn)平面A的任意方向垂直度的合格條件是：DL=DMAX=Φ≥Da≥DM=Dmin=Φ50mm且Dfe′≥DMV′=DM-tM=Φ(50-0.08)mm=Φ49.92mm〔3〕最大實(shí)體要求的兩種特別應(yīng)用①零形位公差零形位公差的意義是：當(dāng)被測要素處于最大實(shí)體狀態(tài)時，其中心要素對基準(zhǔn)的形位公差為零，即不同意有形位誤差。只有當(dāng)被測要素的實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時，才同意其中心要素對基準(zhǔn)有形位誤差。它為最大實(shí)體要求的一種特別狀況，即其形位公差框格第二格值為零。例：圖a表示ΦΦ0M。①當(dāng)該孔處于最大實(shí)體狀態(tài)時，其軸線對基準(zhǔn)平面A的垂直度公差為零，即不同意有垂直度誤差，或軸線必需具有理想形狀且垂直于基準(zhǔn)平面A，如圖b所示。只有當(dāng)孔的實(shí)際尺寸方向偏離最大實(shí)體尺寸，即大于最大實(shí)體尺寸ф49.92mm時，才同意其軸線對基準(zhǔn)平A有垂直度誤差，但必需確保其定向體外作用尺寸Dfe′不超出〔不小于〕孔的定向最大實(shí)體實(shí)效尺寸〔即最大實(shí)體尺寸〕DMV′。②圖c表示孔的實(shí)際尺寸到處為Φ50.02mm時，其軸線對基準(zhǔn)平面A的垂直度公差t=0+Φ0.10=Φ0.10mm。③圖d表示孔的實(shí)際尺寸到處為最小實(shí)體尺寸Φ50.13mm，即處于最小實(shí)體狀態(tài)時，其軸線對基準(zhǔn)平面A的垂直度公差可達(dá)最大值，即孔的尺寸公差，t=Φ0.21mm。④圖e是該孔的動態(tài)公差圖。圖中虛線代表圖2-48c所示的狀況。圖a所示孔的尺寸與軸線對基準(zhǔn)平面A的任意方向垂直度合格條件是：Da≤DL=Dmax=Φ且Dfe′≥DMV′=DM—tM=Φ—0=Φ49.92mm②可逆要求可逆要求〔RR〕是當(dāng)中心要素的形位誤差值小于給出的形位公差值時，同意在滿足零件功能要求的前提出下擴(kuò)展尺寸公差?？赡嬉笥糜谧畲髮?shí)體要求時，被測要素的實(shí)際輪廓應(yīng)遵守其最大實(shí)體實(shí)效邊界。當(dāng)其實(shí)際尺寸向最小實(shí)體尺寸方向偏離最大實(shí)體尺寸時，同意其形位誤差值超出在最大實(shí)體狀態(tài)下給出的形位公差值，即形位公差值可以增大。當(dāng)其形位誤差值小于給出的形位公差值時，也同意其實(shí)際尺寸超出最大實(shí)體尺寸，即尺寸公差值可以增大的一種要求。因此，也可以稱為“可逆的最大實(shí)體要求〞。采納可逆的最大實(shí)體要求，應(yīng)在被測要素的形位公差框格中的公差值后加注符號“R〞。四、最小實(shí)體要求〔LMR〕這是與最大實(shí)體要求相對應(yīng)的另一種相關(guān)要求。它既可以應(yīng)用于被測要素，也可以應(yīng)用于基準(zhǔn)中心要素。最小實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時，應(yīng)在被測要素形位公差框格中的公差值后標(biāo)注符號“L〞；最小實(shí)體要求應(yīng)用于基準(zhǔn)中心要素時，應(yīng)在被測要素的形位公差框格內(nèi)相應(yīng)的基準(zhǔn)字母代號后標(biāo)注符號“L〞。最小實(shí)體要求的標(biāo)注1〕最小實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素最小實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時，被測要素的實(shí)際輪廓應(yīng)遵守其最小實(shí)體實(shí)效邊界，即在給定長度上到處不得超出最小實(shí)體實(shí)效邊界。也就是說，其體內(nèi)作用尺寸不得超出最小實(shí)體實(shí)效尺寸。而且，其局部實(shí)際尺寸不得超出最大和最小實(shí)體尺寸。關(guān)于內(nèi)表面〔孔〕Dfi≤DLV且DＭ=Dmin≤Da≤DL=Dmax關(guān)于外表面〔軸〕dfi≥dLv且dm=dmax≥da≥dL=dmin最小實(shí)體要求應(yīng)用于被測要素時，被測要素的形位公差值是在該要素處于最小實(shí)體狀態(tài)時給出的。當(dāng)被測要素的實(shí)際輪廓偏離其最小實(shí)體狀態(tài)，即其實(shí)際尺寸偏離最小實(shí)體尺寸時，形位誤差值可以超出最小實(shí)體狀態(tài)下給出的形位公差值，即此時的形位公差值可以增大。假設(shè)被測要素采納最小實(shí)體要求時，其給出的形位公差值為零，則稱為最小實(shí)體要求的零形位公差，并以“0L〞表示。課次：9授課課題：形位公差習(xí)題課目的要求：熟悉形位公差的項(xiàng)目及有關(guān)基本概念掌握形位公差的標(biāo)注及公差原則的分析應(yīng)用難點(diǎn)：公差原則的分析應(yīng)用重點(diǎn)：形位公差的標(biāo)注及公差原則的分析應(yīng)用作業(yè)：4-10一、基本內(nèi)容：形位公差的標(biāo)注：被測要素、公差框格、指引線〔垂直于框格引出，指向公差帶寬度方向〕、基準(zhǔn)〔分清輪廓要素和中心要素，字母放正，單一基準(zhǔn)和組合基準(zhǔn)〕公差帶的特點(diǎn)〔四要素〕大小、方向、形狀、位置公差原則基本概念作用尺寸：單一要素的作用尺寸簡稱作用尺寸MS。是實(shí)際尺寸和形狀誤差的綜合結(jié)果。作用尺寸：Dms=Da—誤差dms=da+誤差最大、最小實(shí)體狀態(tài)和實(shí)效狀態(tài)：〔1〕最大和最小實(shí)體狀態(tài)MMC：含有材料量最多的狀態(tài)?？诪樽钚O限尺寸；軸為最大極限尺寸。LMC：含有材料量最小的狀態(tài)。孔為最大極限尺寸；軸為最小極限尺寸。MMS=Dmin；dmaxLMS=Dmax；dmin〔2〕最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)最大實(shí)體實(shí)效狀態(tài)MMVC：是指實(shí)際尺寸達(dá)到最大實(shí)體尺寸且形位誤差達(dá)到給定形位公差值時的極限狀態(tài)。最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVS：在實(shí)效狀態(tài)時的邊界尺寸。單一要素的實(shí)效尺寸是最大實(shí)體尺寸與形狀公差的代數(shù)和。關(guān)于孔：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSh=最小極限尺寸—形狀公差關(guān)于軸：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSs=最大極限尺寸+形狀公差關(guān)聯(lián)要素的實(shí)效尺寸是最大實(shí)體尺與位置公差的代數(shù)和。關(guān)于孔：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSh=最小極限尺寸—位置公差關(guān)于軸：最大實(shí)體實(shí)效尺寸MMVSs=最大極限尺寸+位置公差理想邊界理想邊界是制按時給定的，具有理想形狀的極限邊界。最大實(shí)體邊界〔MMC邊界〕當(dāng)理想邊界的尺寸等于最大實(shí)體尺寸時，該理想邊界稱為最大實(shí)體邊界。最大實(shí)體實(shí)效邊界〔MMVC邊界〕當(dāng)理想邊界尺寸等于實(shí)效尺寸時，該理想邊界稱為實(shí)效邊界。包容原則〔遵守MMC邊界〕E定義：要求被測實(shí)際要素的任意一點(diǎn)，都必需在具有理想形狀的包容面內(nèi)，該理想形狀的尺寸為最大實(shí)體尺寸。即當(dāng)被測要素的局部實(shí)際尺寸到處加工到最大實(shí)體尺寸時，形位誤差為零，具有理想形狀。包容原則的特點(diǎn)要素的作用尺寸不得超越最大實(shí)體尺寸MMS。實(shí)際尺寸不得超越最小實(shí)體尺寸LMS。按包容原則要求，圖樣上只給出尺寸公差，但這種公差具有雙重職能，即綜合控制被測要素的實(shí)際尺寸變動量和形狀誤差的職能。形狀誤差占尺寸公差的百分比小一些，則同意實(shí)際尺寸的變動范圍大一些。假設(shè)實(shí)際尺寸到處皆為MMS，則形狀誤差必需是零，即被測要素應(yīng)為理想形狀。因此，采納包容原則時的尺寸公差，總是一部分被實(shí)際尺寸占用，余下部分可被形狀誤差占用。最大實(shí)體要求〔遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界〕定義：是被測要素或基準(zhǔn)要素偏離最大實(shí)體狀態(tài)，而形狀、定向、定位公差獲得補(bǔ)償?shù)囊环N公差原則。特點(diǎn)：*遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界*要求被測要素的作用尺寸不得超越最大實(shí)體實(shí)效尺寸，實(shí)際尺寸不得超越極限尺寸。*公差框格中形位公差值后加注符號M。二、學(xué)習(xí)1．改正圖2-7中各項(xiàng)形位公差標(biāo)注上的錯誤〔不得改變形位公差項(xiàng)目〕。改正：2．試將以下技術(shù)要求標(biāo)注在圖2-17上。〔1〕φd圓柱面的尺寸為φ300-0.025mm，采納包容要求，φD圓柱面的尺寸為φ500-0.039mm，采納獨(dú)立原則?！?〕φd表面粗糙度的最大同意值為Raμm，φD表面粗糙度的最大同意值為Ra=2μm?！?〕鍵槽側(cè)面對φD軸線的對稱度公差為0．02mm?！?〕φD圓柱面對φd軸線的徑向圓跳動量不超過0．03mm，軸肩端平面對φd軸線的端面圓跳動不超過0．05mm。3．如圖2-32所示，被測要素采納的公差原則是＿＿，最大實(shí)體尺寸是＿＿mm，最小實(shí)體尺寸是＿＿mm，實(shí)效尺寸是＿＿mm，當(dāng)該軸實(shí)際尺寸到處加工到20mm時，垂直度誤差同意值是＿＿mm，當(dāng)該軸實(shí)際尺寸到處加工到φ19.98mm時，垂直度誤差同意值是＿＿mm。答：包容要求φ20φ19.98φ20.010φ4．如圖2-34所示，要求：〔1〕指出被測要素遵守的公差原則?！?〕求出單一要素的最大實(shí)體實(shí)效尺寸，關(guān)聯(lián)要素的最大實(shí)體實(shí)效尺寸。〔3〕求被測要素的形狀、位置公差的給定值，最大同意值的大小?！?〕假設(shè)被測要素實(shí)際尺寸到處為φ19.97mm，軸線對基準(zhǔn)A的垂直度誤差為φ0.09mm，推斷其垂直度的合格性，并說明理由。解：〔1〕被測要素遵守最大實(shí)體要求。〔2〕單一要素的實(shí)效尺寸=φ20.02mm要素的實(shí)效尺寸=φ〔3〕直線度公差的給定值為φ0.02mm，垂直度公差的給定值為φ0.05mm。直線度誤差的最大同意值為φ0.12mm，垂直度誤差的最大同意值為φ0.15mm?！?〕此時同意的垂直度誤差為：0.03+0.05=0.08<0.09，故不合格。課次：10授課課題：幾何量精度表面粗糙度目的要求：了解表面粗糙度、取樣長度、評定長度、基準(zhǔn)線的概念掌握表面粗糙度的高度特征參數(shù)及標(biāo)注難點(diǎn)：高度特征參數(shù)的選用重點(diǎn)：表面粗糙度的高度特征參數(shù)及標(biāo)注作業(yè)：5-1參照資料：《公差配合與測量技術(shù)》表面粗糙度一、表面粗糙度的實(shí)質(zhì)機(jī)械零件表面精度所研究和描述的對象是零件的表面形貌特性。零件的表面形貌可以分為三種成分，如圖2-45所示。(1)表面粗糙度是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長和波高之比一般小于50。(2)表面波紋度零件表面中峰谷的波長和波高之比等于50～1000的不平程度稱為波紋度。(3)形狀誤差零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。擴(kuò)展的實(shí)際表面輪廓表面粗糙度成分波紋度成分形狀誤差成分表面形貌表面粗糙度對機(jī)器零件的摩擦磨損、配合性質(zhì)、耐腐蝕性、疲憊強(qiáng)度及結(jié)合密封性等都有很大的影響。二、表面粗糙度對零件使用性能的影響影響零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大，而結(jié)合面的磨損越快。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性對間隙配合來說，表面越粗糙，越易磨損，使工作邊程中間隙增大。影響零件的強(qiáng)度影響零件的抗腐蝕性能三、表面粗糙度的評定標(biāo)準(zhǔn)評定表面粗糙度的基本規(guī)定1、實(shí)際輪廓 實(shí)際輪廓是平面與實(shí)際表面垂直相交所得的輪廓線〔如圖〕。按照所取截面方向的不同，又可分為橫向?qū)嶋H輪廓和縱向?qū)嶋H輪廓。在評定或測量表面粗糙度時，除非特別指明，通常是指橫向?qū)嶋H輪廓，即與加工紋理方向垂直的截面上的輪廓樣長度l：評定表面粗糙度時所取的一段基準(zhǔn)線長度。目的：在于限制和減弱其他幾何形狀誤差，特別是表面波紋度對測量結(jié)果的影響。表面越粗糙，取樣長度越大，因?yàn)楸砻嬖酱植?，波距也越大，較大的取樣長度才干反映一定數(shù)量的微量凹凸不平的痕跡。3、評定長度Ln：評定表面輪廓所必需的一段長度。評定長度包括一個或幾個取樣長度，由于零件表面各部分的表面粗糙不一定很均勻，在一個取樣長度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取幾個取樣長度來評定表面粗糙度。4、基準(zhǔn)線：評定表面粗糙度參數(shù)值大小的一條參照線?；鶞?zhǔn)線有以下兩種：輪廓最小二乘中線、輪廓算術(shù)平均中線?！?〕輪廓最小二乘中線m：輪廓的最小二乘中線是在取樣長度范圍內(nèi)，實(shí)際被測輪廓線上的各點(diǎn)至該線的距離平方和為最小〔見圖〕，即：〔2〕輪廓算術(shù)平均中線輪廓的算術(shù)平均中線是在取樣長度范圍內(nèi)，將實(shí)際輪廓劃分上下兩部分，且使上下面積相等的直線〔見圖2-50〕，即F1＋F2＋…+Fn=G1+G2+…+Gm輪廓算術(shù)平均中線往往不是唯一的，在一簇算術(shù)平均中線只有一條與最小二乘中線重合。在實(shí)際評定和測量表面粗糙度時，使用圖解法時可用算術(shù)平均中線代替最小二乘中線。輪廓算術(shù)平均中線表面粗糙度的評定參數(shù)輪廓算術(shù)平均偏差Ra在取樣長度l內(nèi)，被測實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對值的平均值，即Ra能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，但因受計量器具功能的限制，不用作過于粗糙或太平滑的表面的評定參數(shù)。微觀不平度十點(diǎn)平均高度Rz在取樣長度內(nèi)５個最大的輪廓峰高ypi平均值與5個最大輪廓谷深yvi平均值之和〔見圖2-51〕即Rz只能反映輪廓的峰高，不能反映峰頂?shù)募怃J或平鈍的幾何特性，同時假設(shè)取點(diǎn)不同，則所得Rz值不同，因此受測量者的主觀影響較大。輪廓最大高度Ry在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離〔見圖2-51〕。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)Ry=︱ypmax︱+︱yvmax︱Ry值是微觀不平度十點(diǎn)中最高點(diǎn)和最低點(diǎn)至中線的垂直距離之和，因此它不如Rz值反映的幾何特性準(zhǔn)確，它對某些表面上不同意出現(xiàn)較深的加工痕跡和小零件的表面質(zhì)量有有用意義?？傊捍_定表面粗糙度時，可在三項(xiàng)高度特性方面的參數(shù)中Ra、Rz、Ry選取，只有當(dāng)用高度參數(shù)不能滿足表面功能要求時，才選取附加參數(shù)。四、表面粗糙度的標(biāo)注(引導(dǎo)自學(xué))五、表面粗糙度的選用*確定零件表面粗糙度時，既要滿足零件表面的功能要求，又要合計經(jīng)濟(jì)性。*表面粗糙度選擇包括參數(shù)選擇和參數(shù)值的選擇。參數(shù)選取的原則確定表面粗糙度時，可在三項(xiàng)高度特性方面的參數(shù)〔Ra、Rz、Ry〕中選取，只有當(dāng)高度參數(shù)不能滿足表面的功能要求時，才選取附加參數(shù)作為附加項(xiàng)目。高度參數(shù)值選擇原則在滿足零件表面使用功能前提下，應(yīng)盡量選用大的參數(shù)值。具體選擇參數(shù)值時應(yīng)注意：同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面。摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面。運(yùn)動速度高、單位面積壓力大，以及受交變應(yīng)力作用的鋼質(zhì)零件圓角、溝槽處、應(yīng)有較小的粗糙度。配合性質(zhì)要求高的配合表面，如小間隙的配合表面，受重載荷作用的過盈配合表面，都應(yīng)有較小的表面粗糙度。尺寸精度要求高時，參數(shù)值應(yīng)相應(yīng)地取得小。六、表面粗糙度的檢測表面粗糙度的檢測方法主要有：比較法、光切法、光波干涉法和感觸法?！步Y(jié)合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)〕課次：11授課課題：幾何量精度習(xí)題課目的要求：熟悉幾何量精度的有關(guān)基本概念掌握公差和表面精度的基本應(yīng)用形位公差的標(biāo)注及公差原則的分析應(yīng)用難點(diǎn)：公差原則的分析應(yīng)用重點(diǎn)：形位公差的標(biāo)注及公差原則的分析應(yīng)用作業(yè)：4-9課題二幾何量精度習(xí)題課一、基本內(nèi)容框圖二、重點(diǎn)內(nèi)容框圖幾何量精度重點(diǎn)內(nèi)容框圖三、舉例及學(xué)習(xí)1、舉例(基本概念)φ50H10的孔和φ50js10的軸，已知，其ES=＿＿mm，EI=＿＿mm，es=＿＿mm，ei=＿＿mm。已知基本尺寸為φ50mm的軸，其最小極限尺寸為φ，公差為mm，則它的上偏差是＿＿mm，下偏差是＿＿mm。常用尺寸段的標(biāo)準(zhǔn)公差的大小，隨基本尺寸的增大而＿＿，隨公差等級的提升而＿＿。mm孔的基本偏差數(shù)值為＿＿，mm軸的基本偏差數(shù)值為＿＿mm。表面粗糙度是指＿＿。評定長度是指＿＿，它可以包涵幾個＿＿。測量表面粗糙度時，規(guī)定取樣長度的目的在于＿＿。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定表面粗糙度的主要評定參數(shù)有＿＿、＿＿、＿＿三項(xiàng)。2、填空圓柱度和徑向全跳動公差帶相同點(diǎn)是＿＿，不同點(diǎn)是＿＿。在形狀公差中，當(dāng)被測要素是一空間直線，假設(shè)給定一個方向時，其公差帶是＿＿之間的區(qū)域。假設(shè)給定任意方向時，其公差帶是＿＿區(qū)域。圓度的公差帶形狀是＿＿，圓柱度的公差帶形狀是＿＿。當(dāng)給定一個方向時，對稱度的公差帶形狀是＿＿。由于＿＿包括了圓柱度誤差和同軸度誤差，當(dāng)＿＿不大于給定的圓柱度公差值時，可以肯定圓柱度誤差不會超差。當(dāng)零件端面制成＿＿時，端面圓跳動可能為零。但卻存在垂直度誤差。徑向圓跳動公差帶與圓度公差帶在形狀方面＿＿，但前者公差帶圓心的位置是＿＿而后者公差帶圓心的位置是＿＿。3、標(biāo)注φ30K7和φ50M7采納包容原則。底面F的平面度公差為0.02mm；φ30K7孔和φ50M7孔的內(nèi)端面對它們的公共軸線的圓跳動公差為0.04mm。φ30K7孔和φ50M7孔對它們的公共軸線的同軸度公差為0.03mm。6-φ11H10對φ50M7孔的軸線和F面的位置度公差為0.05mm，基準(zhǔn)要素的尺寸和被測要素的位置度公差應(yīng)用最大實(shí)體要求。4、標(biāo)注改錯舉例5、公差原則舉例試對圖2-29所示的A1=A2=…軸套，應(yīng)用相關(guān)原則，填出表2-8中所列各值。實(shí)際零件如圖4-28b所示，推斷該零件是否合格？最大實(shí)體尺寸MMS最小實(shí)體尺寸LMSMMC時的軸線直線度公差LMC時的軸線直線度公差實(shí)體尺寸VS作用尺寸MS6、公差原則舉例如圖所示，被測要素采納的公差原則是＿＿，最大實(shí)體尺寸是＿＿mm，最小實(shí)體尺寸是＿＿mm，實(shí)效尺寸是＿＿mm。，垂直度公差給定值是＿＿mm，垂直度公差最大補(bǔ)償值是＿＿mm。設(shè)孔的橫截面形狀正確，當(dāng)孔實(shí)際尺寸到處都為φ60mm時，垂直度公差同意值是＿＿mm，當(dāng)孔實(shí)際尺寸到處都為φ60．10mm時，垂直度公差同意值是＿＿mm。課次：13授課課題：典型結(jié)合的精度制定：平滑圓柱結(jié)合的精度制定基本內(nèi)容：了解圓柱結(jié)合的精度制定掌握基準(zhǔn)制、公差等級、配合種類的選擇原則。重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握基準(zhǔn)制、公差等級、配合種類的選擇原則。作業(yè)：2—4參照資料：《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》何鏡民主編平滑圓柱結(jié)合的精度制定平滑圓柱結(jié)合是機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的一種結(jié)合，其結(jié)合精度的制定就是基準(zhǔn)制、公差等級和配合的選擇。基準(zhǔn)制的選擇從制造加工方面合計：兩種基準(zhǔn)制適用的場合不同。從加工工藝的角度來看，對應(yīng)用最廣泛的中小直徑尺寸的孔，通常采納定尺寸刀具〔如鉆頭、鉸刀、拉刀等〕加工和定尺寸量具〔如塞規(guī)、心軸等〕檢驗(yàn)。而一種規(guī)格的定尺寸刀具和量具，只能滿足一種孔公差帶的需要。關(guān)于軸的加工和檢驗(yàn)，一種通用的外尺寸量具，也能方便地對多種軸的公差帶進(jìn)行檢驗(yàn)。由此可見：關(guān)于中小尺寸的配合，應(yīng)盡量采納基孔制配合。當(dāng)孔的尺寸增大到一定的程度，采納定尺寸的刀具和量具來制造，將逐漸變得不方便也不經(jīng)濟(jì)。這時如都用通用工具制造孔和軸，則選擇哪種基準(zhǔn)制都一樣。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：應(yīng)優(yōu)先選用基孔制。以下特別狀況采納基軸制截取冷拉軸作軸時冷拉圓型材，其尺寸公差可達(dá)IT7～I(xiàn)T9，這對某些軸類零件的軸頸精度，已能滿足性能要求，在這種狀況下采納基軸制，可免去軸的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性質(zhì)的配合。一軸配多孔，且配合性質(zhì)要求不同時。采納標(biāo)準(zhǔn)件時，基準(zhǔn)制不能隨便采納，要按規(guī)定選取用。例：滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，它的內(nèi)圈與軸頸配合無疑應(yīng)是基孔制，而外圈與外殼孔的配合應(yīng)是基軸制。公差等級的選擇公差等級越高，合格尺寸的大小越趨一致，即尺寸的一致性好，配合的一致性好，配合精度高。各級公差的應(yīng)用范圍可參照有關(guān)資料。注意：對相配合的孔和軸，兩者公差等級之間的關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)推舉如下：〔1〕基本尺寸至500mm的配合公差等級高于或等于IT8〔≤IT8〕時，孔的公差比軸的公差低一級。標(biāo)準(zhǔn)也推舉少量8級公差的孔與8級公差的軸組成孔、軸同級的配合。公差等級低于IT8〔>IT8〕時，孔、軸同級配合。〔2〕基本尺寸>500mm時，標(biāo)準(zhǔn)推舉孔、軸同級配合。盡量確?？?、軸加工難易程度相同。公差等級與加工方法之間的關(guān)系見表。公差等級與生產(chǎn)成本關(guān)系見有關(guān)圖表。在選擇公差等級時，應(yīng)全面合計使用性能、加工方法和經(jīng)濟(jì)效果等多方面因素的影響。要防止精度越高越好的片面思想，在確保使用性能要求前提下應(yīng)選取最低的公差等級。配合的選擇選擇的任務(wù)：對基孔制選擇軸的基本偏差；對基軸制選擇孔的基本偏差；必需選取用上述兩種基準(zhǔn)制以外的配合時，要同時選定孔和軸的基本偏差。配合選擇的方法計算法：依據(jù)配合部位使用性能的要求，在理論分析指導(dǎo)下，通過一定的公式計算出極限間隙或極限過盈量。然后從標(biāo)準(zhǔn)中選定合適的孔和軸的公差帶。重要的配合部位才采納。類比法：經(jīng)過施行考驗(yàn)認(rèn)為選擇得恰當(dāng)?shù)哪撤N類似配合相比較，然后選取定其配合種類。一般的配合部位采納。試驗(yàn)法：在新產(chǎn)品制定過程中，對某些特別重要部位的配合，為了防止計算或類比不準(zhǔn)確而影響產(chǎn)品的使用性能，可通過幾種配合的實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果，從中找出最正確的配合方案。用于特別重要的關(guān)鍵性配合。配合種類的選擇間隙配合a～ｈ〔或Ａ～Ｈ〕11種基本偏差與基準(zhǔn)孔〔或基準(zhǔn)軸〕形成間隙配合。間隙大→小應(yīng)用場合：有相對運(yùn)動，有活動結(jié)合的部位，要求常常拆卸，某些需要方便裝卸的靜止連接中〔要加緊固件〕，也可采納間隙配合。過渡配合js、j、k、m、n〔或JS、K、J、M、N〕5種基本偏差與基準(zhǔn)孔〔基準(zhǔn)軸〕形成過渡配合。形成的配合松緊程度由大→小應(yīng)用場合：相配件對中性要求高，而又需要常常拆卸的靜止結(jié)合部位。過盈配合p～ｚｃ〔或Ｐ～ＺＣ〕12種基本偏差與基準(zhǔn)孔〔或基準(zhǔn)軸〕形成過盈配合。過盈由小→大應(yīng)用場合：無相對運(yùn)動，無輔助連接件〔如螺釘、鍵等〕靠過盈傳遞扭矩，或是雖有輔助連接件，但扭矩大或是有沖擊負(fù)載時采納過盈配合。例題：設(shè)孔、軸配合的基本尺寸為Ф30mm，要求間隙在+0.020～+0.055mm之間,試確定孔和軸的精度等級和配合種類。解：1〕選擇基準(zhǔn)制。本例無特別要求，選用基孔制。EI=02〕選擇公差等級由使用要求得Tf=Xmax-Xmin=Th+Ts=+55-〔+20〕=35μmμm從附表查得：孔和軸公差等級介于IT6和IT7之間?！逫T6和IT7屬于高的公差等級∴孔和軸應(yīng)選取不同的公差等級孔為IT7，Th=21μm，軸IT6，Ts=13μm∴得出孔的公差帶為H7選取孔和軸的配合公差為Tf’=Th’+Ts’=21+13=34μm<Tf=35μm，故滿足使用要求3〕選擇配合種類：依據(jù)使用要求，本例為間隙配合∵Xmin=EI-es而EI=0∴es=-Xmin=-20μm，故ei=es-IT=-20-13=-33μm∴es=-20μm為基本偏差，從附表中查得軸的基本偏差為f，軸的公差帶為f64〕驗(yàn)算制定結(jié)果Ф30H7/f6的Xmax=+54μm，Xmin=+20μm，它們分別小于要求的最大間隙〔+55μm〕和等于要求的最小間隙〔+20μm〕，因此制定結(jié)果滿足使用要求，本例確定的配合為Ф30H7/f6課次：14授課課題：典型結(jié)合和傳動的精度制定〔習(xí)題課〕基本要求：理解有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)公差、基本偏差系列、配合制的意義，會查表并應(yīng)用掌握圓柱結(jié)合的精度制定重點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)公差、基本偏差系列、配合制的意義及查表應(yīng)用難點(diǎn)：掌握圓柱結(jié)合的精度設(shè)作業(yè)：2-6參照資料：《公差配合與測量技術(shù)》一、基本內(nèi)容：基本概念：基準(zhǔn)制；標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差系列；公差帶及優(yōu)先常用公差帶；配合代號；優(yōu)先和常用配合；工藝等價；同名配合；配制配合；基本技能：基準(zhǔn)制、公差等級及配合的合理選擇基本操作：孔徑、軸徑的測量；二、學(xué)習(xí)：一．推斷題〔正確的打√，錯誤的打×〕l．單件小批生產(chǎn)的配合零件，可以執(zhí)行〞配作〞，雖沒有互換性，但仍是同意的。〔〕2．圖樣標(biāo)注φ30+0.0330mm的孔，可以推斷該孔為基孔制的基準(zhǔn)孔?！病?．過渡配合可能具有間隙，也可能具有過盈，因此，過渡配合可能是間隙配合，也可能是過盈配合?！病?．配合公差的數(shù)值愈小，則互相配合的孔、軸的公差等級愈高?！病?．孔、軸配合為φ40H9／n9，可以推斷是過渡配合。〔〕6．配合H7/g6比H7/s6要緊。〔〕7．孔、軸公差帶的相對位置反映加工的難易程度。〔〕8．最小間隙為零的配合與最小過盈等于零的配合，二者實(shí)質(zhì)相同?！病?．基軸制過渡配合的孔，其下偏差必小于零?！病?0．從制造角度講，基孔制的特點(diǎn)就是先加工孔，基軸制的特點(diǎn)就是先加工軸?！病扯x擇題〔將以下題目中所有正確的論述選擇出來〕1．以下各組配合中，配合性質(zhì)相同的有＿＿。A．φ30H7／f6和φ30H8／p7B．φ30P8／h7和φ30H8／p7C．φ30M8／h7和φ30H8／m7D．φ30H8／m7和φ30H7／f6E．φ30H7／f6和30F7／h6。2．以下配合代號標(biāo)注正確的有＿＿。A．φ60H7/r6B．φ60H8／k7C．φ60h7／D8D．φ60H9／f9E．φ60H8／f73．以下孔軸配合中選用不當(dāng)?shù)挠校撸?。A．H8／u8B．H6／g5C．G6／h7D．H5／a5E．H5／u54．決定配合公差帶大小和位置的有＿＿。A．標(biāo)準(zhǔn)公差B．基本偏差C．配合公差D．孔軸公差之和E，極限間隙或極限過盈5．以下配合中，配合公差最小的是＿＿。A．φ30H7／g6B．φ30H8／g7C．φ30H7／u6D．φ100H7／g6E．φ100H8／g7三．填空題1．φ30+0.0210mm的孔與φ的軸配合，屬于＿＿制＿＿配合。2．φ的孔與φ的軸配合，屬于＿＿制＿＿配合。3．配合代號為φ50H10／js10的孔軸，已知IT10=0．100mm，其配合的極限間隙〔或過盈〕分別為＿＿mm、＿＿mm。4．已知某基準(zhǔn)孔的公差為0．013，則它的下偏差為＿＿mm，上偏差為＿＿mm。5．選擇基準(zhǔn)制時，應(yīng)優(yōu)先選用＿＿原因是＿＿。6．配合公差是指＿＿，它表示＿＿的凹凸。四、假設(shè)已知某孔軸配合的基本尺寸為φ30，最大間隙Xmax=+23μm，最大過盈Ymax=-10μm，孔的尺寸公差Th=20μm，軸的上偏差es=0，試確定孔、軸的尺寸。五、某孔、軸配合，已知軸的尺寸為φ10h8，Xmax，Ymax，試計算孔的尺寸，并說明該配合是什么基準(zhǔn)制，什么配合類別。六、如圖：快換鉆套用襯套和鉆模板的配合為Ф22H7/n6，快換鉆套的外徑和襯套的配合選用Ф15F7/k6，快換鉆套引導(dǎo)鉆頭的內(nèi)孔選用Ф10F7，試分析其合理性。解：1〕快換鉆套用襯套是鉆模的重要部位，有較嚴(yán)的定心，定位要求，配合精度要求高，工作時與相配件均不要求有相對運(yùn)動，均選用7級孔和6級軸的過盈配合。合計快換鉆套的襯套工作時幾乎不受負(fù)荷，應(yīng)選用H7/n6。2〕Ф10鉆頭本身直徑公差帶相當(dāng)于基準(zhǔn)軸，可視基準(zhǔn)件?？鞊Q鉆套工作時是引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)著鉆頭進(jìn)給的，既要確保一定的導(dǎo)向精度，又要防止間隙過小而被卡住，故內(nèi)孔選用F73〕快換鉆套由于常常改換，所以它的外徑和襯套的配合既有準(zhǔn)確定心的要求，又需一定間隙確保改換迅速，選用H7/n6類配合是合適的。GB2263-80〔夾具標(biāo)準(zhǔn)〕合計到統(tǒng)一鉆套和襯套內(nèi)孔公差帶，均選用F7公差帶以便制造。所以在襯套內(nèi)孔公差帶為F7的前提下選用相當(dāng)于H7/g6類配合的F7/k6非基準(zhǔn)制配合。兩者極限間隙基本相同。課次：15授課課題：典型結(jié)合和傳動的精度制定〔續(xù)〕基本要求：了解滾動軸承內(nèi)外徑公差、公差帶、負(fù)荷類型等基本概念掌握滾動軸承的精度制定的基本方法重點(diǎn)難點(diǎn)：滾動軸承的精度制定作業(yè)：7-3參照資料：《公差配合與測量技術(shù)》滾動軸承的精度制定滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)化部件，一般由外圈、內(nèi)圈、滾動體〔滾子或鋼球〕和堅持架組成。滾動軸承的類型：向心滾子軸承、向心推力球軸承、推力球軸承、推力向心滾子軸承滾動軸承的外徑D、內(nèi)徑d是配合尺寸，分別與外殼和軸頸相配合。滾動軸承與外殼孔及軸頸的配合屬于平滑圓柱體配合，其互換性為完全互換；而內(nèi)、外圈滾道與滾動體的裝配一般采納分組裝配，其互換性為不完全互換。滾動軸承具有摩擦系數(shù)小，潤滑簡便、易于改換等許多優(yōu)點(diǎn)，因而，在機(jī)械制造中作為轉(zhuǎn)動支承得到廣泛應(yīng)用。滾動軸承的精度等級依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，向心滾動軸承按其尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五個公差等級，用0，6，5，4，2表示。精度依次提升，0級公差軸承精度最低，2級公差精度最高，其公差帶如圖所示。向心或向心推力軸承內(nèi)圈和外圈都是薄壁件，在制造過程中或在自由狀態(tài)下都容易變形；而當(dāng)軸承內(nèi)圈與軸、外圈與外殼孔裝配后，又容易使這種變形得到改正。依據(jù)這種特點(diǎn)，滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了兩種尺寸公差帶，還規(guī)定了兩種形狀公差。其目的是控制軸承的變形程度、軸承與軸和殼體孔配合的尺寸精度。兩種尺寸公差是：①軸承的單一內(nèi)徑〔ds〕與外徑〔Ds〕的極限偏差〔△ds、△Ds〕；②單一平面的平均內(nèi)徑〔dmp〕與外徑〔Dmp〕的極限偏差〔△dmp、△Dmp〕。兩種形狀公差是：①軸承單一徑向平面內(nèi)，內(nèi)徑〔ds〕與外徑〔Ds〕的變動量〔Vdp、VDp〕；②軸承平均內(nèi)徑與外徑的變動量〔Vdmp、VDmp〕。凡合格的滾動軸承，應(yīng)同時滿足所規(guī)定的兩種公差的要求。計算滾動軸承與孔、軸結(jié)合的間隙或過盈時，應(yīng)以平均尺寸為準(zhǔn)。向心滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度包括：軸承內(nèi)、外圈的徑向跳動；軸承內(nèi)、外圈端面對滾道的跳動；內(nèi)圈基準(zhǔn)端面對內(nèi)孔的跳動；外徑表面母線對基準(zhǔn)端面的傾斜度變動量等。0級軸承常稱為一般級軸承，在機(jī)械中應(yīng)用最廣。它主要用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的機(jī)構(gòu)。例如，一般機(jī)床中的變速箱和進(jìn)給箱，汽車、拖拉機(jī)的變速箱，一般電機(jī)、水泵、壓縮機(jī)和汽輪機(jī)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。6，5，4級軸承應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高和旋轉(zhuǎn)精度也要求較高的機(jī)械，如機(jī)床主軸、精密儀器和機(jī)械中使用的軸承。2級軸承用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速很高的機(jī)械，如坐標(biāo)鏜床主軸、高精度儀器和各種高精度磨床主軸所用的軸承。滾動軸承的內(nèi)、外徑公差公差數(shù)值：參見有關(guān)資料公差帶位置：滾動軸承外圈和外殼孔的配合，采納基軸制；內(nèi)圈與軸頸的配合采納基孔制。軸承內(nèi)圈通常與軸一起旋轉(zhuǎn)。為防止內(nèi)圈和軸頸的配合相對滑動而產(chǎn)生磨損，影響軸承的工作性能，要求配合面間具有一定的過盈，但過盈量不能太大。因此國標(biāo)規(guī)定：內(nèi)圈基準(zhǔn)孔公差帶位于以公稱內(nèi)徑d為零線的下方。即上偏差為零，下偏差為負(fù)值。軸承外圈安裝在外殼孔中，通常不旋轉(zhuǎn)，合計到工作時溫度升高會使軸膨脹，兩端軸承中有一端應(yīng)是游動支承，可把外圈與外殼孔的配合稍松一點(diǎn)，使之能補(bǔ)償軸的熱脹伸長量，不然軸彎曲，軸承內(nèi)部就有可能卡死。因此國標(biāo)規(guī)定：軸承外圈的公差帶位于公稱尺寸D為零線的下方。它與具有基本偏差h的公差帶相類似，但公差值不同。滾動軸承的配合的選擇徑向負(fù)荷的性質(zhì)作用在軸承上的徑向負(fù)荷，一般是由定向負(fù)荷〔如皮帶的拉力或齒輪的作用力〕和旋轉(zhuǎn)負(fù)荷〔如機(jī)件的離心力〕合成的。按照作用方向與套圈的相對運(yùn)動關(guān)系，徑向負(fù)荷可以分為：軸承承受負(fù)荷的類型〔l〕局部負(fù)荷與套圈相對靜止的徑向負(fù)荷稱為局部負(fù)荷。作用在靜止套圈上的方向不變的徑向負(fù)荷Fr即為局部負(fù)荷，如圖〔a〕中的外圈和圖〔b〕中的內(nèi)圈所承受的負(fù)荷?！?〕循環(huán)負(fù)荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)的徑向負(fù)荷稱為循環(huán)負(fù)荷。作用在旋轉(zhuǎn)套圈上的方向不變的徑向負(fù)荷Fr，即為循環(huán)負(fù)荷，如圖〔a〕中的內(nèi)圈和圖〔b〕中的外圈所承受的負(fù)荷。〔3〕擺動負(fù)荷局部負(fù)荷與較小的循環(huán)負(fù)荷的合成稱為擺動負(fù)荷。承受擺動負(fù)荷的套圈，其合成的徑向負(fù)荷相關(guān)于套圈在有限范圍內(nèi)擺動，因此，只有套圈的一部分受到負(fù)荷的作用。例如在圖〔C〕和圖〔d〕所示，當(dāng)定向負(fù)荷Fr大于旋轉(zhuǎn)負(fù)荷Fc時，二者的合成負(fù)荷的大小將周期性的變化，且在一定區(qū)域內(nèi)擺動如圖所示。此時靜止的套圈承受擺動負(fù)荷，而旋轉(zhuǎn)套圈則仍承受循環(huán)負(fù)荷。承受局部負(fù)荷的套圈應(yīng)選較松的過渡配合或較緊的間隙配合，以便使套圈滾道間的摩擦力矩帶動套圈轉(zhuǎn)位，使套圈受力均勻，延長軸承的使用壽命。承受循環(huán)負(fù)荷的套圈應(yīng)選過盈配合或較緊的過渡配合，其過盈量的大小以不使套圈與軸頸或外殼孔配合表面產(chǎn)生爬行現(xiàn)象為原則。承受擺動負(fù)荷的套圈，其配合可與循環(huán)負(fù)荷相同或稍松。2、徑向負(fù)荷的大小向心軸承負(fù)荷的大小用徑向當(dāng)量動負(fù)荷Pr與徑向額定動負(fù)荷Cr的比值區(qū)分，如表3－12。承受重負(fù)荷或沖擊負(fù)荷的套圈，容易產(chǎn)生變形，使配合面受力不均勻，引起配合松動，應(yīng)選較緊的配合；承受較輕的負(fù)荷，可選較松的配合。3、其它因素負(fù)荷大小Pr/Cr輕負(fù)荷正常負(fù)荷重負(fù)荷≤＞～＞表負(fù)荷大小區(qū)分軸承工作時，由于摩擦發(fā)熱和其他熱源的影響，套圈的溫度高于與其配合零件的溫度。因此，軸承內(nèi)圈與軸的配合可能變松；外圈與外殼孔的配合可能變緊，從而影響軸承的軸向游隙，所以軸承的工作溫度較高時，應(yīng)對選用的配合進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。為軸承的安裝與拆卸方便，對重型機(jī)械用的大型或特大型的軸承，宜采納較松的配合；隨著軸承尺寸的增大，過盈配合的過盈應(yīng)隨之增大，間隙配合的間隙應(yīng)隨之增大；當(dāng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度較高，又在沖擊振動負(fù)荷下工作時，軸承與軸和外殼孔的配合最好都選過盈配合。軸頸和外殼孔的公差等級隨軸承的公差等級、旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動平穩(wěn)性的提升而應(yīng)相應(yīng)提升。與0、6兩公差等級的軸承相配合的軸頸和外殼孔的公差等級，一般分別為IT6和IT7。綜上所述，影響滾動軸承配合選用的因素很多，通常難以用計算法確定，所以在實(shí)際制按時常采納類比法。課本中表分別列出安裝向心軸承和角接觸軸承的軸頸和外殼孔的公差帶的選擇，可供制按時參照。四、軸頸和外殼孔的形位公差和表面粗糙度軸頸或外殼孔的形位誤差，會使軸承安裝后套圈變形和產(chǎn)生歪斜，因此為確保軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與軸頸及殼體的公差等級外，應(yīng)對其配合面的配合表面的表面粗糙度評定參數(shù)值、圓柱度公差以及端面的圓跳動公差提出合理的要求。書中表3-15、表3-16分別列出了配合表面的粗糙度軸和外殼孔的形位公差。可供制按時選用。五、滾動軸承的標(biāo)注在裝配圖上標(biāo)注滾動軸承與軸和外殼孔的配合時，只需標(biāo)注軸和外殼孔的公差帶代號。以下圖即為滾動軸承與軸、外殼孔在裝配圖上的標(biāo)注，以及軸頸、外殼孔零件圖的標(biāo)注示例。與軸承結(jié)合件的標(biāo)注課次：16授課課題：典型結(jié)合和傳動的精度制定〔續(xù)〕圓錐結(jié)合基本要求：了解圓錐結(jié)合的種類、特點(diǎn)、基本參數(shù)及代號掌握圓錐公差的給定方法及標(biāo)注了解圓錐結(jié)合的精度制定重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握圓錐公差的給定方法作業(yè)：9-1、9－2參照資料：《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》王伯平圓錐結(jié)合的精度制定圓錐結(jié)合是各類機(jī)器廣泛采納的典型結(jié)構(gòu)，其結(jié)合要素為內(nèi)、外圓錐表面。圓錐結(jié)合與圓柱結(jié)合相比較，雖然都是由包容面與被包容面所構(gòu)成的結(jié)合關(guān)系，但是由于圓錐是由直徑、長度、錐度〔或錐角〕構(gòu)成的多尺寸要素，所以在配合性質(zhì)確實(shí)定和配合精度制定方面，比圓柱結(jié)合要復(fù)雜得多。一、圓錐結(jié)合的特點(diǎn)及基本參數(shù)1〕圓錐結(jié)合的特點(diǎn)〔1〕可以通過改變內(nèi)、外軸承的相對位置，滿足不同性質(zhì)的配合；〔2〕能通過消除間隙，以獲得優(yōu)良的對中定心精度，假設(shè)對內(nèi)、外圓錐經(jīng)過精細(xì)的研磨加工，還能確保具有優(yōu)良的密封性；〔3〕圓錐結(jié)合還具有自鎖性，可通過小過盈量傳遞大扭矩，甚至可以取代鍵或花鍵，使傳動裝置的結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，并易于實(shí)現(xiàn)快速裝拆。〔4〕圓錐結(jié)合的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工和檢測也較困難，也不適用于孔與軸軸向相對位置要求較高的場合，故不如圓柱結(jié)合應(yīng)用廣泛。2〕基本參數(shù)及代號一條與軸線相交的直線段〔母線〕繞該軸線旋轉(zhuǎn)一周所形成的旋轉(zhuǎn)體稱為圓錐。圓錐結(jié)合的基本參數(shù)如圖。其主要基本參數(shù)有：〔1〕圓錐角〔α〕在通過圓錐軸線的截面內(nèi)，兩條素線間的夾角?！?〕圓錐直徑〔D，d〕圓錐在垂直軸線截面上的直徑。常用的圓錐直徑有：最大圓錐直徑D，最小圓錐直徑d和給定截上的圓錐直徑dx。〔3〕圓錐長度〔L〕最大圓錐直徑與最小圓錐直徑之間的軸向距離?！?〕錐度〔C〕兩個垂直于圓錐軸線截面的圓錐直徑差與該兩截面間的軸向距離之比。即C=〔D—d〕／L錐度C與圓錐角α的關(guān)系可表示為圓錐結(jié)合的基本參數(shù)錐度關(guān)系式反映了圓錐直徑、圓錐長度和圓錐角之間的互相關(guān)系，是圓錐的基本公式。錐度一般用比例或分?jǐn)?shù)形式表示。除上述基本參數(shù)外，還有兩個與圓錐結(jié)合有關(guān)的參數(shù)?！?〕基面距〔a〕指互相結(jié)合的內(nèi)、外圓錐基準(zhǔn)面之間的距離?！?〕軸向位移Ea指互相結(jié)合的內(nèi)、外圓錐從實(shí)際初始位置到終止位置移動的距離。用軸向位移可實(shí)現(xiàn)圓錐的各種不同配合。圓錐的基面距軸向位移Ea二、圓錐結(jié)合的種類1〕圓錐結(jié)合的種類像圓柱零件配合一樣，圓錐配合也可分為間隙配合、過渡配合和過盈配合三類。間隙配合是指內(nèi)、外圓錐結(jié)合時，在直徑方向上具有一定的間隙，間隙量的大、小可以調(diào)整。這種配合多用于圓錐滑動軸承中，如車床主軸圓錐軸頸與圓錐滑動軸承襯套的結(jié)合。過盈配合是指內(nèi)、外圓錐結(jié)合時，具有一定的過盈，其大小可通過圓錐的軸向移動來調(diào)節(jié)。這種配合可用在軸向力的作用下以較小的過盈量獲得較大的摩擦力來傳遞扭矩，廣泛用于錐柄刀具，如絞刀、鉆頭等的錐柄與機(jī)床主軸的結(jié)合。過渡配合則是指內(nèi)、外圓錐結(jié)合時，其間隙等于零或小于零。主要用在有定心精度要求，要確保密封性的圓錐結(jié)合件中，如內(nèi)燃機(jī)中汽閥與閥座的結(jié)合。2〕圓錐結(jié)合形成的方式圓錐結(jié)合的特征是通過改變內(nèi)、外圓錐的軸向相對位置而得到的，按確定相結(jié)合的軸向位置的不同方法，其形成的方式主要有以下兩種?！瞝〕結(jié)構(gòu)型圓錐結(jié)合由內(nèi)、外圓錐的結(jié)構(gòu)或基面距來確定裝配后的最終軸向位置，以得到所需的配合要求的結(jié)合。如圖〔a〕通過外圓錐的軸肩1與內(nèi)圓錐的端面2相接觸，使兩者軸向位置確定，形成所需的間隙配合；如圖〔b〕是通過控制基面距Ea來確定兩者的軸向位置，形成所需的過盈配合。結(jié)構(gòu)型圓錐配合的形成取決于內(nèi)、外圓錐的直徑公差帶，即利用內(nèi)、外圓錐直徑公差的變化來確定其軸向相對位置，從而得到不同性質(zhì)的配合。內(nèi)、外圓錐極限間隙或過盈的計算以及配合公差的計算與平滑圓柱配合的計算相同。結(jié)構(gòu)型圓錐結(jié)合〔a〕由結(jié)構(gòu)形成圓錐間隙配合〔b〕由基面距形成圓錐過盈配合l—外圓錐軸肩2—內(nèi)圓錐端面l—外圓錐基準(zhǔn)平面2—內(nèi)圓錐基準(zhǔn)平面〔2〕位移型圓錐結(jié)合位移型圓錐結(jié)合是通過規(guī)定內(nèi)、外圓錐的軸向相對位移來確定內(nèi)、外圓錐的軸向位置，以得到所需的配合。如圖，在圓錐結(jié)合中由初始實(shí)際位置Pa開始，對內(nèi)圓錐作一定的軸向位移Ea〔或?qū)?nèi)圓錐施加一定的軸向力Fa〕，使其產(chǎn)生軸向位移直至終止位置Pf，即可獲得預(yù)定的間隙量〔或過盈量〕。位移型圓錐一般不用于形成過渡配合。三、圓錐參數(shù)誤差對圓錐結(jié)合的影響〔1〕在圓錐結(jié)合的范圍內(nèi)，確保內(nèi)、外圓錐面的接觸均勻。影響接觸均勻性的主要因素是：內(nèi)、外錐的錐角偏差，母線的直線度誤差，圓度誤差。位移型圓錐結(jié)合〔2〕確?；婢嘣谝欢ǚ秶鷥?nèi)變動?；婢噙^大，會減小結(jié)合長度；基面距過小，又會使補(bǔ)償磨損的軸向調(diào)節(jié)范圍減小，從而影響圓錐結(jié)合的使用性能。影響基面距的主要因素是內(nèi)、外圓錐的直徑偏差和圓錐斜角偏差。四、圓錐公差及給定方法1〕圓錐公差為滿足圓錐使用的功能要求，標(biāo)準(zhǔn)給出了圓錐直徑公差、圓錐角公差、給定截面圓錐直徑公差和圓錐形狀公差四個公差項(xiàng)目?！瞝〕圓錐直徑公差TD圓錐直徑公差是指圓錐直徑的同意變動量，它以基本圓錐直徑〔通常取大端直徑D〕作為基本尺寸來規(guī)定公差，合適于圓錐長度內(nèi)任一直徑。數(shù)值為同意的最大極限圓錐和最小極限圓錐直徑之差。用公式表示為TD=Dmax—Dmin=dmax—dmin圓錐直徑公差數(shù)值未另行規(guī)定，其數(shù)值按GB1800—97確定。〔2〕圓錐角公差A(yù)T圓錐角公差是指同意的圓錐角變動量。其數(shù)值為同意的最大與最小圓錐角之差，用公式表示為ATa＝αmax-αmin圓錐角公差共分12級，用AT1，AT2，…，AT12表示。其中AT1精度最高，其余依次降低。為加工和檢驗(yàn)方便，圓錐角公差有兩種表示形式：①ATa——以角度單位微弧度〔μrad〕或度、分、秒表示；②ATD——以長度單位微弧度〔μm〕表示，它是用與圓錐軸線垂直且距離為L的兩端直徑變動量之差來表示的。ATD與ATa的換算關(guān)系為ATD=ATa×L×10-3其中ATD、ATa和L的單位分別為μm，μrad和mm?？刹楸?-17摘錄的圓錐角公差?！?〕給定截面內(nèi)的圓錐直徑公差TDS在垂直圓錐軸線的給定截面內(nèi)，圓錐直徑的同意變動量。該公差項(xiàng)目以給定截面上圓錐直徑dx為基本尺寸來規(guī)定尺寸公差，它僅適用于該截面。其數(shù)值按GB1800—97確定?！?〕圓錐的形狀公差TF圓錐的形狀公差包括素線的直線度公差和截面的圓度公差。其數(shù)值從GB1184—96中選取。2〕圓錐公差的給定方法關(guān)于一個具體給定的圓錐，并不需要將所規(guī)定的四項(xiàng)公差全部給出，而應(yīng)依據(jù)零件的功能要求給出所需的公差項(xiàng)目?！?〕給定圓錐直徑公差TD和圓錐角α〔或錐度C〕此時由TD確定了兩個極限圓錐，圓錐角誤差、圓錐直徑誤差和形狀誤差都應(yīng)控制在此兩極限圓錐所限定的區(qū)域內(nèi)——即圓錐直徑公差帶內(nèi)。其實(shí)質(zhì)是包容要求，標(biāo)注時應(yīng)在直徑公差值后加注T，如圖。當(dāng)對圓錐角公差和圓錐形狀公差有更高要求時，可再加注圓錐角公差A(yù)T和圓錐形狀公差TF，但ATa和TF只能占TD的一部分。這種給定方法是制定中常用的一種方法，適用于有配合要求的內(nèi)、外圓錐。圓錐公差標(biāo)注〔包容要求〕〔2〕給定圓錐角公差A(yù)T和給定截面內(nèi)的圓錐直徑公差TDS此時，AT只用來控制截面的實(shí)際直徑，AT只用來控制圓錐角誤差，它們各自分別滿足要求，其關(guān)系相當(dāng)于獨(dú)立原則。當(dāng)對圓錐形狀精度有較高要求時，再單獨(dú)給出形狀公差TF。這種給定方法的標(biāo)注見圖，它適用于對圓錐的某給定截面有較高要求的狀況。圖3-29圓錐公差標(biāo)注〔獨(dú)立要求〕五、圓錐公差的選用圓錐結(jié)合的精度制定，一般是在給出圓錐的基本參數(shù)后，依據(jù)圓錐結(jié)合的功能要求，通過計算、類比，選擇確定直徑公差帶，再確定兩個極限圓錐。通常取基本圓錐的最大圓錐直徑為基本尺寸，查取直徑公差TD的公差數(shù)值。1、直徑公差的選用〔1〕結(jié)構(gòu)型圓錐其直徑誤差主要影響實(shí)際配合間隙或過盈。選用時，依據(jù)配合公差TDP來確定內(nèi)、外圓錐的直徑公差TDi、TDe?！?〕位移型圓錐主要依據(jù)對終止位置基面距的要求和對接觸精度的要求來選取直徑公差。如對基面有要求，公差等級一般在IT8～I(xiàn)T12之間選取，必要時，應(yīng)通過計算來選取和校核內(nèi)、外圓錐的公差帶，假設(shè)對基面距無嚴(yán)格要求要求，可選較低的直徑公差等級；如對接觸精度要求較高，可用給出圓錐角公差的辦法來滿足。為了計算和加工方便，GB12360—90推舉位移型圓錐的基本偏差用H、h或JS、js的組合。2、圓錐角公差的選用按國標(biāo)規(guī)定的給出圓錐角α〔或錐度C〕和圓錐直徑公差TD的方法，圓錐角誤差限制在兩個極限圓錐范圍內(nèi)，可不另給圓錐公差。TD限制了最大圓錐角誤差。如對圓錐角有更高的要求，可另給出圓錐公差。關(guān)于國標(biāo)規(guī)定的圓錐公差的12個等級，其適用范圍大致為：AT1～AT5用于高精度的圓錐量規(guī)、角度樣板等；AT6～AT8用于工具圓錐、傳遞大力矩的摩擦錐體、錐銷等；AT8～AT10用于中等精度錐體或角度零件；AT11～AT12用于低精度零件。從加工角度合計，角度公差的等級要與相應(yīng)的IT公差等級有相當(dāng)?shù)募庸るy度。當(dāng)AT與IT的公差等級相同時，表示它們加工的難易程度大體相當(dāng)。圓錐角極限偏差可按單向〔α+AT或α-AT〕或雙向選取，雙向選取時，其數(shù)值可以對稱〔α±AT/2〕，也可以不對稱。課次：17授課課題：典型結(jié)合和傳動的精度制定〔續(xù)〕螺紋結(jié)合基本要求：了解螺紋結(jié)合的種類、基本牙型及主要幾何參數(shù)，螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響掌握作用尺寸中徑、及螺紋中徑公差的合格性條件學(xué)會螺紋結(jié)合的標(biāo)注及精度制定重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握作用尺寸中徑、及螺紋中徑合格性判定作業(yè)：10-2參照資料：《公差配合與技術(shù)測量》薛彥成螺紋結(jié)合的精度制定螺紋的種類和用途螺紋的應(yīng)用十分廣泛，屬典型的具有互換性的連接結(jié)構(gòu)，按其結(jié)合的性質(zhì)和使用在求分為如下三類：緊固螺紋：主要用于連接或緊固零件。如：公制一般螺紋。主要要求可旋合性和連接的可靠性。傳動螺紋：用于傳遞準(zhǔn)確的位移、運(yùn)動或動力。主要要求傳動比恒定，傳遞動力可靠。緊密螺紋：用于要求具有氣密性和水密性。主要要求具有優(yōu)良的旋合性及密封性。一般螺紋的基本牙型及主要幾何參數(shù)大徑〔D、d〕：與外螺紋的牙頂或內(nèi)螺紋的牙底相重合的假想圓柱的直徑。國標(biāo)規(guī)定一般螺紋的大徑為螺紋的公稱直徑。小徑〔D1、d1〕：與外螺紋的牙底或內(nèi)螺紋的牙頂相重合的假想圓柱的直徑。頂徑：外螺紋大徑或內(nèi)螺紋小徑?！睤、d1〕底徑：外螺紋小徑或內(nèi)螺紋大徑。〔D1、d〕中徑〔D2、d2〕：一假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過螺紋牙型上的溝槽和凸起寬度相等的地方。螺紋基本牙型中徑和單一中徑單一中徑：一假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過螺紋牙型上的溝槽寬度等于二分之一基本螺距的地方。螺距P：相鄰兩牙中徑線上對應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程L：同一螺旋線上相鄰兩牙中徑線上對應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。單線螺紋，L=P，多線螺紋，L=nPn—螺紋線數(shù)牙型角a和牙型半角a/2：原始三角形高度和牙型高度：螺紋接觸高度he：兩相配合螺絲紋牙型上，互相重合部分在垂直于螺紋軸線方向上的距離。螺紋旋合長度Le：兩相配合螺紋，沿螺紋軸線方向互相旋合部分的長度。螺紋幾何參數(shù)對互換性的影響影響螺紋互換性的參數(shù)有：大徑、中徑、小徑、螺距和牙型半角等五個參數(shù)。其中主要參數(shù)是：螺紋中徑螺距誤差對互換性的影響螺距誤差包括局部誤差和累積誤差，前者與旋合長度無關(guān)，后者與旋合長度有關(guān)。是主要影響因素。顯然，具有理想牙型的內(nèi)螺紋與具有螺距誤差的外螺紋將發(fā)生干涉而無法旋合，實(shí)際生產(chǎn)中，為確保旋合性，把外螺紋的中徑減去一數(shù)值fp，此fp值稱為中徑補(bǔ)償值。fp∣△P∑∣假設(shè)內(nèi)螺紋具有螺距誤差，為確保旋合性，應(yīng)把內(nèi)螺紋的中徑加上一數(shù)值fp。牙型半角誤差對互換性的影響牙型半角誤差也會影響螺紋的可旋合性與連接強(qiáng)度。同樣，可將牙型半角誤差轉(zhuǎn)變成中徑當(dāng)量fа/2，為確保旋合性，把具有牙型半角誤差的外螺紋的中徑減去一數(shù)值fа/2，把具有牙型半角誤差的內(nèi)螺紋的中徑加上一數(shù)值fа/2。中徑偏差對互換性的影響內(nèi)、外螺紋互相作用集中在牙型側(cè)面，內(nèi)、外螺紋中徑的差異直接影響著牙型側(cè)面的接觸狀態(tài)。所以，中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的主要參數(shù)。假設(shè)外螺紋的中徑小于內(nèi)螺紋的中徑，就能確保內(nèi)、外螺紋的旋合性，假設(shè)外螺紋的中徑大于內(nèi)螺紋的中徑，就會產(chǎn)生干涉，而難以旋合。但是，如果外螺紋的中徑過小，內(nèi)螺紋中徑過大，則會削弱其連接強(qiáng)度。為此，加工螺紋牙型時，應(yīng)當(dāng)控制實(shí)際中徑對其基本尺寸的偏差。螺紋中徑合格性判定原則1、作用中徑的概念實(shí)際生產(chǎn)中，螺距誤差、牙型半角誤差和中徑誤差總是同時存在，前兩項(xiàng)誤差檢測不便，也沒有單獨(dú)規(guī)定它們的公差，故可將前兩項(xiàng)折算成中徑補(bǔ)償值，再來推斷其合格性。關(guān)于外螺紋，當(dāng)有了螺距誤差、牙型半角誤差，就只能和一個中徑增大了的內(nèi)螺紋旋合，其效果相當(dāng)于外螺紋的中徑增大了，這個增大了的假想中徑稱為作用中徑，其值為：d2作用=d2實(shí)際+fp+fа/2關(guān)于內(nèi)螺紋，當(dāng)有了螺距誤差、牙型半角誤差，就只能和一個中徑減小了的外螺紋旋合，其效果相當(dāng)于內(nèi)螺紋的中徑減小了，這個減小了的假想中徑稱為作用中徑，其值為：D2作用=D2實(shí)際—〔fp+fа/2〕2、螺紋中徑合格性判定原則泰勒原則：關(guān)于外螺紋：d2作用≤d2max，d2單一≥d2min，關(guān)于內(nèi)螺紋：D2作用≥D2min，D2單一≤D2max，舉例說明。例3-5有一螺栓M24×2—6H，測得其單一中徑d2S，螺距誤差△P=+35μm，牙型半角誤差△α/2〔左〕=-30′，△α/2〔右〕=+65′，試推斷其合格性。解：1〕查附表3-1～3-3，得：中徑基本尺寸d2mm，中徑上偏差es=0中徑公差Td2=170μm，經(jīng)計算可得外螺紋中徑極限尺寸d2maxmm，d2minmm，2〕計算螺距累積偏差和牙型半角誤差的中徑當(dāng)量及作用中徑為fP×35μfa/2×2×〔3×︱-30︱+2×65〕μm=0.032mm3〕推斷合格性d2m＜d2maxmm，d2S＜d2minmm，故該螺紋中徑不合格。課次：20授課課題：典型結(jié)合的精度制定〔續(xù)〕齒輪結(jié)合基本要求：掌握齒輪傳動的使用要求；齒輪評定指標(biāo)；齒輪精度；了解齒輪公差組；齒輪檢驗(yàn)組。作業(yè)：12-1參照資料：機(jī)械精度制定蔣莊德圓柱齒輪傳動的精度制定一、傳動齒輪的使用要求齒輪是機(jī)器和儀器的重要零件，齒輪的精度在一定程度上影響著整臺機(jī)器或儀器的質(zhì)量。由于齒形比較復(fù)雜，參數(shù)比較多，所以齒輪精度的評定比較復(fù)雜?，F(xiàn)代工業(yè)對齒輪傳動提出的要求，歸納起來有以下四項(xiàng)：要求一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)傳動比的變化盡量小，以確保傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確?！策\(yùn)動準(zhǔn)確〕要求瞬時傳動比的變化盡量小，以確保傳動平穩(wěn)，沖擊及振動小，噪聲低。〔工作平穩(wěn)〕要求在受載下工作齒面能夠優(yōu)良接觸，以確保足夠的承載能力和使用壽命?！步佑|精度〕要求齒