機(jī)械精度第一章

1、課程名稱課程名稱：機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院閆振華閆振華課程性質(zhì)課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課必修課！學(xué)分必修課！學(xué)分2.02.0課程設(shè)置：課程設(shè)置：1.1.課堂理論教學(xué)課堂理論教學(xué)2-162-16周，周，3030學(xué)時(shí)，閉卷考試學(xué)時(shí)，閉卷考試2.2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)6 6學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)，4 4個(gè)實(shí)驗(yàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)1. 1.尺寸誤差測(cè)量尺寸誤差測(cè)量4/34/3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)機(jī)械機(jī)械材料館材料館5385382. 2.表面粗糙度測(cè)量表面粗糙度測(cè)量2/32/3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)機(jī)械機(jī)械材料館材料館5385383. 3.形位誤

2、差測(cè)量形位誤差測(cè)量2 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)工科基地工科基地1121124. 4.齒輪精度檢測(cè)齒輪精度檢測(cè)2 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)機(jī)械機(jī)械材料館材料館543機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)（校內(nèi)印刷）機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)（校內(nèi)印刷）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書教材教材：1.1.陳曉華陳曉華 編編機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)第二版機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)第二版主要參考書：主要參考書：機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)（機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)（第二版第二版）參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 1、22 教師：教師：閆振華 電話：電話Email: Email: 考核成績(jī)考核成績(jī)卷面成績(jī)卷面成績(jī)70%70%平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī)30%30%課堂出勤考核課堂出勤考核

3、作業(yè)作業(yè)實(shí)驗(yàn)出勤及實(shí)驗(yàn)出勤及實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告第一章第一章 緒緒 論論機(jī)械的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械的精度設(shè)計(jì)機(jī)械的精度設(shè)計(jì)機(jī)機(jī)械械設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)本課程主要研究本課程主要研究AEDCBF一一. .互換性互換性二二. .公公 差差三三. .檢檢 測(cè)測(cè)1-1 1-1 機(jī)械精度設(shè)計(jì)的研究對(duì)象機(jī)械精度設(shè)計(jì)的研究對(duì)象1.1.互換性定義：（廣義）互換性定義：（廣義） 互換性是指一種產(chǎn)品、過程或服務(wù)代替互換性是指一種產(chǎn)品、過程或服務(wù)代替另一種產(chǎn)品、過程或服務(wù)，能滿足同樣要求另一種產(chǎn)品、過程或服務(wù)，能滿足同樣要求的能力。的能力。 對(duì)于機(jī)械行業(yè)，通常是指同一規(guī)格的一對(duì)于機(jī)械行業(yè)，通常是指同

4、一規(guī)格的一批零（部）件，按規(guī)定的技術(shù)要求制造或裝批零（部）件，按規(guī)定的技術(shù)要求制造或裝配，彼此能夠互相替代使用，而且效果相同配，彼此能夠互相替代使用，而且效果相同的性能。的性能。如圖如圖 所示的圓柱齒輪減速器！所示的圓柱齒輪減速器！2.2.互換性的作用：互換性的作用：1 1） 在制造方面在制造方面，有利于專業(yè)化生產(chǎn)，有利，有利于專業(yè)化生產(chǎn)，有利于采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，從而于采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。2 2） 在設(shè)計(jì)方面在設(shè)計(jì)方面，可最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件，可最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件（如平鍵、螺栓、螺母、墊片）、標(biāo)準(zhǔn)部件（如平

5、鍵、螺栓、螺母、墊片）、標(biāo)準(zhǔn)部件（如滾動(dòng)軸承），可大大簡(jiǎn)化繪圖和計(jì)算工（如滾動(dòng)軸承），可大大簡(jiǎn)化繪圖和計(jì)算工作，縮短設(shè)計(jì)周期，有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作，縮短設(shè)計(jì)周期，有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD)CAD)和產(chǎn)品品種多樣化。和產(chǎn)品品種多樣化。3 3）在使用和維修方面在使用和維修方面，零部件具有互換性，零部件具有互換性，能及時(shí)更換損壞了的零部件，提高機(jī)器的使能及時(shí)更換損壞了的零部件，提高機(jī)器的使用價(jià)值。用價(jià)值。 互換性原則作用多多！因此，已成為現(xiàn)互換性原則作用多多！因此，已成為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一個(gè)普遍遵守的原則！代機(jī)械制造業(yè)中一個(gè)普遍遵守的原則！ 并不是所有情況下都要采用互換性原則，并不是所有情況下

6、都要采用互換性原則，在在單件、小批量生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn)中，有時(shí)采用中，有時(shí)采用單個(gè)配置單個(gè)配置經(jīng)濟(jì)性更好！經(jīng)濟(jì)性更好！這時(shí)這時(shí)，零件雖不能互換，但也，零件雖不能互換，但也有精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)的要求。有精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)的要求。但是！但是！3.3.互換性的分類：互換性的分類：完全互換性完全互換性不完全互換性不完全互換性互換性互換性完全互換性：完全互換性：不挑、不選、不修、不調(diào)！不挑、不選、不修、不調(diào)！不完全互換性：不完全互換性：附加挑選或調(diào)整零（部）件附加挑選或調(diào)整零（部）件! !不完全互換性種類：不完全互換性種類：分組裝配法分組裝配法調(diào)整裝配法調(diào)整裝配法修修 配配 法法大數(shù)互換法大數(shù)互換法D1D2D

7、3d1d2d3分組裝配法分組裝配法調(diào)整墊片調(diào)整墊片公差定義：公差定義： 幾何量允許的變動(dòng)量叫做公差。幾何量允許的變動(dòng)量叫做公差。 公差標(biāo)注在圖紙上，用來控制公差標(biāo)注在圖紙上，用來控制制造誤差制造誤差！公差公差尺寸公差尺寸公差幾何公差幾何公差表面粗糙度表面粗糙度公差公差是互換性生產(chǎn)是互換性生產(chǎn)的保證的保證！在滿足功能要求！在滿足功能要求的前提下，公差應(yīng)盡量規(guī)定的大些！的前提下，公差應(yīng)盡量規(guī)定的大些！經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)！檢測(cè)定義：檢測(cè)定義： 檢測(cè)檢測(cè)是是檢驗(yàn)檢驗(yàn)與與測(cè)量測(cè)量的統(tǒng)稱。的統(tǒng)稱。 為了保證機(jī)械零件的幾何精度，零件加工為了保證機(jī)械零件的幾何精度，零件加工完后必須對(duì)其幾何量加以檢測(cè)，以保證零件完后必須

8、對(duì)其幾何量加以檢測(cè)，以保證零件符合設(shè)計(jì)要求！符合設(shè)計(jì)要求！ 檢驗(yàn)的特點(diǎn)檢驗(yàn)的特點(diǎn)：能確定幾何量是否合格，但：能確定幾何量是否合格，但得不到具體的數(shù)值。得不到具體的數(shù)值。 測(cè)量的特點(diǎn)測(cè)量的特點(diǎn)：能獲得幾何量的具體數(shù)值！：能獲得幾何量的具體數(shù)值！ 檢測(cè)檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的是實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的手段和措施手段和措施！1-2 1-2 標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系一一. .標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化二二. .優(yōu)先數(shù)系及優(yōu)先數(shù)優(yōu)先數(shù)系及優(yōu)先數(shù)1.1.標(biāo)準(zhǔn)的定義：標(biāo)準(zhǔn)的定義： 標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)是指在一定范圍內(nèi)使用的統(tǒng)一規(guī)定，指在一定范圍內(nèi)使用的統(tǒng)一規(guī)定，是是“為了在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)為了在一定范圍內(nèi)獲得

9、最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致制定，并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用商一致制定，并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用和重復(fù)使用的和重復(fù)使用的一種一種規(guī)范性規(guī)范性文件文件?！?標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是互換性生產(chǎn)的是互換性生產(chǎn)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，是人們活動(dòng)的，是人們活動(dòng)的依據(jù)！依據(jù)！ 機(jī)械行業(yè)主要采用的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械行業(yè)主要采用的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISOISO) )、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GBGB、GB/TGB/T) )、地方標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)（DBDB) )、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( (JB/TJB/T) )、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( (Q/BB,Q/HSQ/BB,Q/HS) )等！等！2.2.標(biāo)準(zhǔn)化的定義：標(biāo)準(zhǔn)化的定義： 制定標(biāo)準(zhǔn)和貫徹執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的制定

10、標(biāo)準(zhǔn)和貫徹執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的全過程全過程，包，包括標(biāo)準(zhǔn)制定、宣傳貫徹、檢驗(yàn)檢測(cè)、認(rèn)證、括標(biāo)準(zhǔn)制定、宣傳貫徹、檢驗(yàn)檢測(cè)、認(rèn)證、監(jiān)督檢查標(biāo)準(zhǔn)等活動(dòng)。監(jiān)督檢查標(biāo)準(zhǔn)等活動(dòng)。 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是在是在不斷更新不斷更新的，保證使用最新頒的，保證使用最新頒布的標(biāo)準(zhǔn)。布的標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)里涉及很多標(biāo)準(zhǔn)里涉及很多數(shù)值數(shù)值！數(shù)值不能隨便選！數(shù)值不能隨便選！1.1.數(shù)值傳播規(guī)律：見圖數(shù)值傳播規(guī)律：見圖 螺栓公稱直徑一定螺栓公稱直徑一定箱蓋孔直徑箱蓋孔直徑箱底座螺紋孔直箱底座螺紋孔直徑徑加工孔的刀具尺加工孔的刀具尺寸寸測(cè)量工具的尺寸測(cè)量工具的尺寸附件的尺寸附件的尺寸墊片、螺母的尺墊片、螺母的尺寸寸2.2.優(yōu)先數(shù)系：優(yōu)先數(shù)系： GB/T

11、3212005 GB/T 3212005優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系規(guī)定采用十進(jìn)制等比數(shù)列作為優(yōu)先系列。規(guī)定采用十進(jìn)制等比數(shù)列作為優(yōu)先系列。公比公比rr10q 規(guī)定了規(guī)定了5 5個(gè)系列：個(gè)系列：R5R5系列系列r=5r=5R10R10系列系列r=10r=10R20R20系列系列r=20r=20R40R40系列系列r=40r=40R80R80系列系列r=80r=80基本系列基本系列補(bǔ)充系列補(bǔ)充系列稱為稱為RrRr系列系列R5R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.0 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.0R10R10 1.00 1.25 1.60 2

12、.00 2.50 3.15 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00R20R20 1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 2.00 2.24 2.50 2.80 3.15 3.55 2.00 2.24 2.50 2.80 3.15 3.55 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 8.00 9.00 10.00 8.

13、00 9.00 10.00R40R40 1.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.401.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.12 2.24 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.12 2.24 2.36 2.50 2.65 2.80 3.00 3.15 3.35 3.55 2.36 2.50 2.65 2.80 3.00 3.15 3.35 3.55 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.30 5.60 3.75 4.00 4

14、.25 4.50 4.75 5.00 5.30 5.60 6.00 6.30 6.70 7.10 7.50 8.00 8.50 9.00 6.00 6.30 6.70 7.10 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 9.50 10.00 基本系列和補(bǔ)充系列具有如下基本系列和補(bǔ)充系列具有如下規(guī)律規(guī)律：1 1）延伸性）延伸性2 2）包容性與插入性）包容性與插入性3 3）相對(duì)差比值不變性）相對(duì)差比值不變性定定值值前前項(xiàng)項(xiàng)前前項(xiàng)項(xiàng)后后項(xiàng)項(xiàng) 有利于分級(jí)分檔，如有利于分級(jí)分檔，如R5R5系列：系列：6 . 0116 . 1 6 . 06 . 16 . 15 . 2 6 . 05 .

15、 25 . 24 派生系列：派生系列： 為了使優(yōu)先數(shù)系具有更大的為了使優(yōu)先數(shù)系具有更大的適應(yīng)性適應(yīng)性，可，可從從RrRr系列中，每逢系列中，每逢p p項(xiàng)取一個(gè)優(yōu)先數(shù)組成新的項(xiàng)取一個(gè)優(yōu)先數(shù)組成新的數(shù)列，稱之為派生系列，記為數(shù)列，稱之為派生系列，記為Rr/pRr/p。 如：如：R10/3R10/3是是R10R10 數(shù)列中，每逢數(shù)列中，每逢3 3項(xiàng)取一項(xiàng)取一個(gè)優(yōu)先數(shù)而形成，例如：個(gè)優(yōu)先數(shù)而形成，例如： 1.00 2.00 4.00 8.00 1.00 2.00 4.00 8.00 1.25 2.50 5.00 10.00 1.25 2.50 5.00 10.00 1.60 3.15 6.30 12.

16、5 1.60 3.15 6.30 12.5 首項(xiàng)取值不同首項(xiàng)取值不同，所得派生，所得派生系系列也列也不同不同！數(shù)系選擇原則：數(shù)系選擇原則： 先基本后補(bǔ)充，必要時(shí)先基本后補(bǔ)充，必要時(shí)用派生！用派生！ 由疏到密由疏到密，按照，按照R5R5、R10R10、R20R20、R40R40的順的順序選取，以免規(guī)格過多。序選取，以免規(guī)格過多。3.3.優(yōu)先數(shù)：優(yōu)先數(shù)： 優(yōu)先數(shù)系中的數(shù)值稱為優(yōu)先數(shù)。優(yōu)先數(shù)系中的數(shù)值稱為優(yōu)先數(shù)。 優(yōu)先數(shù)一般為優(yōu)先數(shù)一般為無理數(shù)無理數(shù)，根據(jù)精度要求，根據(jù)精度要求，有有3 3種種取法：取法：1 1）計(jì)算值：）計(jì)算值： 2 2）常用值：）常用值： 3 3）化整值：）化整值： 取取5 5位

17、有效數(shù)字，用于位有效數(shù)字，用于精確計(jì)算精確計(jì)算 取取3 3位有效數(shù)字，為位有效數(shù)字，為通常所用通常所用值值 取取2 2位有效數(shù)字，一般位有效數(shù)字，一般不宜選用不宜選用 化整值不可隨便化整，應(yīng)遵循化整值不可隨便化整，應(yīng)遵循GB/T GB/T 197642005197642005優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)化整值系列的優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)化整值系列的選用指南選用指南的規(guī)定。的規(guī)定。1-3 1-3 幾何量測(cè)量的基本知識(shí)幾何量測(cè)量的基本知識(shí) 幾何量的測(cè)量是為了確定被測(cè)幾何量的幾何量的測(cè)量是為了確定被測(cè)幾何量的量值而進(jìn)行的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程。一一. .測(cè)量值測(cè)量值 任何幾何量的測(cè)量值任何幾何量的測(cè)量值x x，都可

18、由表征，都可由表征幾何量的數(shù)值幾何量的數(shù)值q q和該幾何量的計(jì)量單位和該幾何量的計(jì)量單位E E的乘的乘積來表示，即積來表示，即qEx q q數(shù)值數(shù)值，E E計(jì)量單位計(jì)量單位如如：用卡尺測(cè)得一直徑：用卡尺測(cè)得一直徑 mm3 .400則：則： x3 .400q mm1E 任一測(cè)量值都由兩部分組成：任一測(cè)量值都由兩部分組成：測(cè)量誤差真值x 一個(gè)完整的測(cè)量過程應(yīng)包括一個(gè)完整的測(cè)量過程應(yīng)包括4 4個(gè)要素：個(gè)要素：被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象測(cè)量過程四要素測(cè)量過程四要素計(jì)量單位計(jì)量單位測(cè)量方法測(cè)量方法測(cè)量精度測(cè)量精度 實(shí)際的測(cè)量中，應(yīng)該選擇實(shí)際的測(cè)量中，應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)儀適當(dāng)?shù)臋z測(cè)儀器器，采用，采用正確的測(cè)量方法正

19、確的測(cè)量方法，盡量，盡量減小測(cè)量誤減小測(cè)量誤差差，以使測(cè)量值，以使測(cè)量值趨近于真值趨近于真值。二二. .長(zhǎng)度量值的傳遞及量塊長(zhǎng)度量值的傳遞及量塊量量值值長(zhǎng)度量值長(zhǎng)度量值角度量值角度量值 長(zhǎng)度量值由國(guó)家基準(zhǔn)波長(zhǎng)開始，可通過長(zhǎng)度量值由國(guó)家基準(zhǔn)波長(zhǎng)開始，可通過兩個(gè)平行系統(tǒng)（兩個(gè)平行系統(tǒng)（線紋量具線紋量具、端面量具端面量具）平行）平行向下傳遞。向下傳遞。 線紋量具線紋量具指的是指的是具有刻度具有刻度的量具。的量具。線紋線紋量具的特點(diǎn)量具的特點(diǎn)是是可知被測(cè)量的具體數(shù)值可知被測(cè)量的具體數(shù)值。線紋。線紋量具的精度分為量具的精度分為1 1、2 2、3 3等。等。1 1等精度最高等精度最高10月12、13日，下

20、午1點(diǎn)30晚上9點(diǎn)，三教第四網(wǎng)絡(luò)教室選實(shí)驗(yàn)。 端面量具端面量具得不到具體測(cè)量值，只能判斷產(chǎn)得不到具體測(cè)量值，只能判斷產(chǎn)品是否合格。品是否合格。 線紋量具主要有線紋量具主要有卡尺卡尺、千分尺千分尺、高度尺高度尺。端面量具端面量具量塊量塊量規(guī)量規(guī) 國(guó)產(chǎn)成套量塊的規(guī)格有：國(guó)產(chǎn)成套量塊的規(guī)格有：9191塊、塊、8383塊、塊、4646塊、塊、3838塊等幾種規(guī)格。塊等幾種規(guī)格。量塊的量塊的分級(jí)分級(jí)： JJG 1462003 JJG 1462003將量塊按將量塊按制造精度制造精度分為分為5 5級(jí)：級(jí)： k（校準(zhǔn)級(jí)）（校準(zhǔn)級(jí)）、 0、 1、2、3級(jí)級(jí)，共共5個(gè)等級(jí)個(gè)等級(jí)。量塊的分量塊的分“級(jí)級(jí)”主要靠量塊

21、的極限偏差、平主要靠量塊的極限偏差、平面度、粗糙度及量塊的研合性等指標(biāo)劃分面度、粗糙度及量塊的研合性等指標(biāo)劃分。量塊的使用分級(jí)和分等：量塊的使用分級(jí)和分等：量塊的量塊的分等分等： JJG 1462003 JJG 1462003 將量塊按將量塊按檢定精度檢定精度由高由高到低分為到低分為1515共共5 5等。量塊的分等。量塊的分“等等”主要是主要是根據(jù)量塊長(zhǎng)度的測(cè)量不確定度、長(zhǎng)度變動(dòng)量根據(jù)量塊長(zhǎng)度的測(cè)量不確定度、長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值、平面平行性允許偏差和研合性等指允許值、平面平行性允許偏差和研合性等指標(biāo)分。標(biāo)分。量塊組合成某一公稱尺寸：量塊組合成某一公稱尺寸： 不超過不超過4 4塊塊，采用，采用去尾數(shù)法去尾數(shù)法。 如采用如采用8383塊一套的量塊，組成塊一套的量塊，組成36.375mm36.375mm尺寸。（查教材尺寸。（查教材附表附表1313）0303043437