機械零部件的精度分析課件

機械零部件的精度分析第一節(jié)機械零部件的精度分析概述第二節(jié)典型零部件的精度分析第一節(jié)機械零部件的精度分析概述一、尺寸精度二、形狀和位置精度三、表面精度一、尺寸精度（1）基本尺寸此尺寸為設(shè)計時給定的尺寸。（一）有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義極限與配合的示意圖（2）實際尺寸此尺寸為零件完工后實際測量所得的尺寸。（3）極限尺寸此尺寸為允許尺寸變化的兩個界限值。極限與配合的示意圖（4）尺寸偏差（簡稱偏差）極限尺寸（或?qū)嶋H尺寸）減去基本尺寸所得的代數(shù)差，稱為極限偏差（或?qū)嶋H偏差）。上偏差（軸es，孔ES）=最大極限尺寸—基本尺寸下偏差（軸ei，孔EI）=最小極限尺寸—基本尺寸極限與配合的示意圖（5）尺寸公差（簡稱公差）公差為允許尺寸的變動量。公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸

=上偏差—下偏差公差恒為正值。極限與配合的示意圖（6）零線表示基本尺寸的一條直線，是用以確定正、負偏差的基準線。（7）尺寸公差帶（簡稱公差帶）由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域。極限與配合的示意圖公差帶圖（二）公差等級的選用1．標準公差

國標將尺寸公差等級分為20級，從TI01，TI0，IT1~IT18。其尺寸精度從IT01~IT18依次降低；公差等級越高，公差數(shù)值越小，尺寸精度越高。2．基本偏差

國標規(guī)定的用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，即指靠近零線的那個偏差?？缀洼S各有28個基本偏差?；酒钕盗惺疽鈭D

規(guī)定孔的基本偏差用大寫字母表示；軸的基本偏差用小寫字母表示。當公差帶在零線上方時，基本偏差為下偏差；當公差帶在零線下方時，基本偏差為上偏差。基本偏差系列示意圖3．公差等級的選用

孔比同級軸加工較困難，當公差等級≤IT8時，國標推薦孔比軸低一級相配合。標準公差>IT8級時，采用同級的孔和軸配合。

公差等級的選擇，在滿足使用要求的前提下盡量選用較低的公差，以便降低成本。4．線性尺寸的未注公差

零件在圖樣上表達的所有部位都有一定的公差要求。（三）配合種類的選用1．配合的種類

基本尺寸相同且相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系，稱為配合。配合分間隙配合、過盈配合和過渡配合三種：配合的種類2．配合種類的選用（1）基準制國家標準規(guī)定了兩種配合制度，即基孔制配合和基軸制配合。

一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制，只在特殊情況下或與標準件配合時，才選用基軸制?；字苹S制（2）配合代號國標規(guī)定，配合代號用孔和軸公差帶代號寫成分數(shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號。（3）孔、軸公差帶的選擇（公差帶系列）

根據(jù)使用的要求，選用優(yōu)先配合和常用配合，其次可選一般用途的孔、軸公差帶相配合。（4）配合種類的選擇

選擇配合主要是確定一對孔和軸在工作時應(yīng)該具有什么樣的相互關(guān)系。根據(jù)使用要求，結(jié)合配合特性選擇。二、形狀和位置精度

（1）實際要素指零件上實際存在的要素。實際要素的狀態(tài)通常只能由測量得到。1．幾何要素（3）基準要素指用來確定被測要素方向或（和）位置的要素。理想基準要素簡稱基準。（一）基本概念（2）被測要素指在圖樣上給出形狀或（和）位置公差要求的檢測對象的要素。2．形狀位置公差帶的特點和形式（1）公差帶的形狀取決于被測要素的特征和設(shè)計要求，及給定的控制方向等。在某些情況下，被測要素的特征就確定了公差帶形狀。（2）公差帶的大小是指給出的公差數(shù)值，按上述公差帶的形狀不同可以是指公差帶的寬度或直徑，標注時在直徑尺寸公差值前加符號Ф；寬度尺寸不加。（3）公差帶的方向在評定形位誤差時，形狀公差帶和位置公差帶的放置方向直接影響到誤差評定的正確性。3．形狀公差帶定義及標注解釋

形位公差標注形式的不同，則表達的公差要求不同，具體表現(xiàn)在控制何處（被測要素）、測量什么項目、公差值多大及公差帶形狀如何等。（4）公差帶的位置對于形狀公差帶，沒有位置可言；對于定向位置公差，由于是方向的控制問題，公差帶的位置可作定方向浮動。（二）形位精度的選用1．形位公差等級的選用

形位公差精度的高低用公差等級數(shù)字的大小來表示。2．形位公差值的選擇

形位公差值與形位公差等級和零件有關(guān)要素的基本尺寸有關(guān)。這個基本尺寸稱為主參數(shù)。3．未注形位公差的規(guī)定

對圖樣上沒有具體注明形位公差要求的要素，標準對未注直線度、平行度、垂直度、對稱度和圓跳動公差各規(guī)定了高級（H）、中級（K）、低級（L）三個公差等級。（三）尺寸精度與形位精度的關(guān)系

機械零件幾何參數(shù)的精度由尺寸公差和形位公差同時決定。1．獨立原則

獨立原則是指被測要素在圖樣上給定的尺寸公差與形位公差相互獨立，彼此無關(guān)，應(yīng)分別滿足要求的公差原則。2．相關(guān)要求

相關(guān)要求是指被測要素在圖樣上給定的尺寸公差與形位公差相互有關(guān)的公差原則。相關(guān)要求具體可分為：包容要求(E)、最大實體要求(M)、最小實體要求（L）可逆要求（R）。三、表面精度

表面粗糙度是零件表面在切削或非切削（如鑄、鍛）加工時所產(chǎn)生的微觀的不平，它直接影響配合性質(zhì)、耐磨性、抗腐蝕性等，易引起應(yīng)力集中，降低承載能力、壽命等使用性能。返回2．表面粗糙度值的選用

表面粗糙度參數(shù)值的選用在滿足使用性能的前提下盡量選大值。1．零件表面粗糙度的評定參數(shù)（2）微觀不平度十點高度Rz

（1）輪廓算術(shù)平均偏差Ra

（3）輪廓最大高度Ry

上述三個參數(shù)中若數(shù)值越大則表面會越粗糙，Ra充分反映表面微觀幾何形狀特性，應(yīng)用最廣泛。第二節(jié)典型零部件的精度分析

一、滾動軸承的精度分析二、平鍵聯(lián)接的精度分析四、齒輪的精度分析三、軸的精度分析五、軸承端蓋的精度分析一、滾動軸承的精度分析

國標規(guī)定了《滾動軸承通用技術(shù)規(guī)則》（GB/T307.3一1996）：滾動軸承按基本尺寸與旋轉(zhuǎn)精度分級。1．滾動軸承的精度等級2．滾動軸承配合的精度選用（1）滾動軸承精度等級的選擇（2）滾動軸承與軸和外殼配合的選用（3）相配軸和外殼孔的其它公差要求3．實例分析與結(jié)果

實例軸承受軸向力，故選用一對正安裝的圓錐滾子軸承。軸承是軸和箱體的連接件，工作時要保證軸承外圈和箱體一樣固定不動，軸承內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動，因此要確定它們的配合公差。（1）軸承精度等級的確定（2）與軸承配合的軸的公差帶確定（3）與軸承配合的孔的公差帶確定（4）形位公差和表面粗糙度值的確定二、平鍵聯(lián)接的精度分析

國家對于平鍵（GB/T1095-9）、圓鍵（GB/T1098-9）、楔鍵GB/T1563-9）的公差與配合分別制定標準。2．實例分析與結(jié)果1．鍵聯(lián)接的公差與配合選用（1）鍵的尺寸的確定（2）齒輪和軸與鍵配合尺寸的確定三、軸的精度分析

1．軸的各項精度選用（1）軸與軸上零件的配合選用查教材附表12-8。（2）軸的表面粗糙度數(shù)值查教材表12-9。（3）軸的形位公差選用查教材表12-10。（4）與軸配合的典型零部件的形位公差值選用查教材表12-11~14。2.實例分析與結(jié)果（1）與軸配合的零部件形位公差的確定見教材表12-18（2）與軸配合零部件尺寸的確定，配合尺寸的計算結(jié)果見教材表12-19。軸的工作圖如教材圖12-8所示。軸工作圖四、齒輪的精度分析

（一）齒輪精度標準與適用范圍

齒輪標準在GB/T10095—2001之前有GB10095—1988標準，由于現(xiàn)在是標準使用過渡階段，本節(jié)重點介紹新標準，舊標準使用請查有關(guān)資料，新標準的構(gòu)成見教材表12-20。（二）齒輪偏差的名稱及代號齒輪各項偏差的名稱及代號見教材表12-21。（三）齒輪精度等級及其選擇1．精度等級（1）標準規(guī)定漸開線圓柱齒輪分13個精度等級，按0~12數(shù)序由高到低順序排列，其中0級精度最高，12級精度最低。（2）標準規(guī)定漸開線圓柱齒輪的徑向綜合偏差（F”i、f”i）分4~12共9個精度等級，其中4級精度最高，12級精度最低。其中6~8級稱為中等精度等級，9~12級稱為低精度等級。2．精度等級的選擇（1）一般情況下按要求的齒輪精度，齒距偏差、齒廓偏差、螺旋線偏差（或徑向綜合偏差、徑向跳動）的公差精度等級。（2）徑向綜合偏差可與標準中的偏差項目選用不同的精度等級。（3）選擇齒輪精度時要根據(jù)工作條件等來確定（見教材附表12-15）。（四）檢驗項目的確定

標準沒有規(guī)定齒輪的公差組和檢驗組。其中一種檢驗形式綜合檢驗，另一種是單項檢驗，兩種檢驗形式不能同時采用。1．單齒檢驗項目（1）綜合檢驗（2）單項檢驗2．齒輪副的檢驗項目（1）軸中心距（2）軸線平行度（3）側(cè)隙（五）齒輪坯精度

齒輪坯的尺寸偏差和形狀位置偏差都直接影響齒輪的加工和檢驗，影響輪齒接觸和運行，GB/Z18620.3對齒輪坯推薦了相關(guān)數(shù)值和要求。1．齒輪坯術(shù)語和定義有關(guān)齒輪坯的術(shù)語和定義見教材表12-22。2．基準軸線的確定

一個零件的基準軸線是用基準面來確定。有三種基本方法見表12-23，也可利用中心孔來確定。必須注意中心孔60°接觸角內(nèi)應(yīng)對準成一直線。3．基準面的形狀公差

基準面的形位公差與軸線基準面有關(guān)，教材附表12-24；附表12-25列出了基準、安裝面的形位公差數(shù)值。4．工作軸線的跳動公差跳動公差應(yīng)不大于教材附表12-25中規(guī)定的數(shù)值。（六）表面結(jié)構(gòu)

表面結(jié)構(gòu)是表面粗糙度、表面波紋度、表面缺陷、表面幾何形狀的總稱。表面粗糙度對齒輪的工作性能和使用壽命有重要影響，因此重點考慮此因素。（七）圖樣標注1．關(guān)于齒輪精度等級在圖樣上的標注2．工作圖的標注內(nèi)容（八）實例分析與結(jié)果1．單個齒輪的精度分析與結(jié)果

實例為普通減速箱低速度軸齒輪，對精度沒有高的特殊要求。（1）精度等級檢驗項目的確定（2）各項公差值的確定2．齒輪副的精度分析與結(jié)果（1）中心距公差的確定（2）平行度公差的確定（3）齒輪側(cè)隙的確定3．齒坯精度分析與結(jié)果（1）基準面的形狀公差確