機(jī)械零部件的精度分析課件

機(jī)械零部件的精度分析第一節(jié)機(jī)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(jī)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(jì)時(shí)給定的尺寸。（一）有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)及定義極限與配合的示意圖（2）實(shí)際尺寸此尺寸為零件完工后實(shí)際測(cè)量所得的尺寸。（3）極限尺寸此尺寸為允許尺寸變化的兩個(gè)界限值。極限與配合的示意圖（4）尺寸偏差（簡(jiǎn)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(jiǎn)稱公差）公差為允許尺寸的變動(dòng)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(fù)偏差的基準(zhǔn)線。（7）尺寸公差帶（簡(jiǎn)稱公差帶）由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個(gè)區(qū)域。極限與配合的示意圖公差帶圖（二）公差等級(jí)的選用1．標(biāo)準(zhǔn)公差

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

國(guó)標(biāo)規(guī)定的用以確定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或下偏差，即指靠近零線的那個(gè)偏差?？缀洼S各有28個(gè)基本偏差。基本偏差系列示意圖

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(dāng)公差帶在零線上方時(shí)，基本偏差為下偏差；當(dāng)公差帶在零線下方時(shí)，基本偏差為上偏差?；酒钕盗惺疽鈭D3．公差等級(jí)的選用

孔比同級(jí)軸加工較困難，當(dāng)公差等級(jí)≤IT8時(shí)，國(guó)標(biāo)推薦孔比軸低一級(jí)相配合。標(biāo)準(zhǔn)公差>IT8級(jí)時(shí)，采用同級(jí)的孔和軸配合。

公差等級(jí)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(dá)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(guò)盈配合和過(guò)渡配合三種：配合的種類2．配合種類的選用（1）基準(zhǔn)制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)件配合時(shí)，才選用基軸制?；字苹S制（2）配合代號(hào)國(guó)標(biāo)規(guī)定，配合代號(hào)用孔和軸公差帶代號(hào)寫成分?jǐn)?shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號(hào)，分母為軸的公差帶代號(hào)。（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(duì)孔和軸在工作時(shí)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(shí)際要素指零件上實(shí)際存在的要素。實(shí)際要素的狀態(tài)通常只能由測(cè)量得到。1．幾何要素（3）基準(zhǔn)要素指用來(lái)確定被測(cè)要素方向或（和）位置的要素。理想基準(zhǔn)要素簡(jiǎn)稱基準(zhǔn)。（一）基本概念（2）被測(cè)要素指在圖樣上給出形狀或（和）位置公差要求的檢測(cè)對(duì)象的要素。2．形狀位置公差帶的特點(diǎn)和形式（1）公差帶的形狀取決于被測(cè)要素的特征和設(shè)計(jì)要求，及給定的控制方向等。在某些情況下，被測(cè)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(biāo)注時(shí)在直徑尺寸公差值前加符號(hào)Ф；寬度尺寸不加。（3）公差帶的方向在評(píng)定形位誤差時(shí)，形狀公差帶和位置公差帶的放置方向直接影響到誤差評(píng)定的正確性。3．形狀公差帶定義及標(biāo)注解釋

形位公差標(biāo)注形式的不同，則表達(dá)的公差要求不同，具體表現(xiàn)在控制何處（被測(cè)要素）、測(cè)量什么項(xiàng)目、公差值多大及公差帶形狀如何等。（4）公差帶的位置對(duì)于形狀公差帶，沒(méi)有位置可言；對(duì)于定向位置公差，由于是方向的控制問(wèn)題，公差帶的位置可作定方向浮動(dòng)。（二）形位精度的選用1．形位公差等級(jí)的選用

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

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

對(duì)圖樣上沒(méi)有具體注明形位公差要求的要素，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)未注直線度、平行度、垂直度、對(duì)稱度和圓跳動(dòng)公差各規(guī)定了高級(jí)（H）、中級(jí)（K）、低級(jí)（L）三個(gè)公差等級(jí)。（三）尺寸精度與形位精度的關(guān)系

機(jī)械零件幾何參數(shù)的精度由尺寸公差和形位公差同時(shí)決定。1．獨(dú)立原則

獨(dú)立原則是指被測(cè)要素在圖樣上給定的尺寸公差與形位公差相互獨(dú)立，彼此無(wú)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(cè)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(shí)體要求(M)、最小實(shí)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(shí)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(píng)定參數(shù)（2）微觀不平度十點(diǎn)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(gè)參數(shù)中若數(shù)值越大則表面會(huì)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(dòng)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(dòng)軸承的精度分析

國(guó)標(biāo)規(guī)定了《滾動(dòng)軸承通用技術(shù)規(guī)則》（GB/T307.3一1996）：滾動(dòng)軸承按基本尺寸與旋轉(zhuǎn)精度分級(jí)。1．滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)2．滾動(dòng)軸承配合的精度選用（1）滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇（2）滾動(dòng)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(shí)例分析與結(jié)果

實(shí)例軸承受軸向力，故選用一對(duì)正安裝的圓錐滾子軸承。軸承是軸和箱體的連接件，工作時(shí)要保證軸承外圈和箱體一樣固定不動(dòng)，軸承內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因此要確定它們的配合公差。（1）軸承精度等級(jí)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(guó)家對(duì)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(biāo)準(zhǔn)。2．實(shí)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(xiàng)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(shí)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)與適用范圍

齒輪標(biāo)準(zhǔn)在GB/T10095—2001之前有GB10095—1988標(biāo)準(zhǔn)，由于現(xiàn)在是標(biāo)準(zhǔn)使用過(guò)渡階段，本節(jié)重點(diǎn)介紹新標(biāo)準(zhǔn)，舊標(biāo)準(zhǔn)使用請(qǐng)查有關(guān)資料，新標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成見教材表12-20。（二）齒輪偏差的名稱及代號(hào)齒輪各項(xiàng)偏差的名稱及代號(hào)見教材表12-21。（三）齒輪精度等級(jí)及其選擇1．精度等級(jí)（1）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定漸開線圓柱齒輪分13個(gè)精度等級(jí)，按0~12數(shù)序由高到低順序排列，其中0級(jí)精度最高，12級(jí)精度最低。（2）標(biāo)準(zhǔn)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(gè)精度等級(jí)，其中4級(jí)精度最高，12級(jí)精度最低。其中6~8級(jí)稱為中等精度等級(jí)，9~12級(jí)稱為低精度等級(jí)。2．精度等級(jí)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(dòng)）的公差精度等級(jí)。（2）徑向綜合偏差可與標(biāo)準(zhǔn)中的偏差項(xiàng)目選用不同的精度等級(jí)。（3）選擇齒輪精度時(shí)要根據(jù)工作條件等來(lái)確定（見教材附表12-15）。（四）檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定

標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定齒輪的公差組和檢驗(yàn)組。其中一種檢驗(yàn)形式綜合檢驗(yàn)，另一種是單項(xiàng)檢驗(yàn)，兩種檢驗(yàn)形式不能同時(shí)采用。1．單齒檢驗(yàn)項(xiàng)目（1）綜合檢驗(yàn)（2）單項(xiàng)檢驗(yàn)2．齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)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(yàn)，影響輪齒接觸和運(yùn)行，GB/Z18620.3對(duì)齒輪坯推薦了相關(guān)數(shù)值和要求。1．齒輪坯術(shù)語(yǔ)和定義有關(guān)齒輪坯的術(shù)語(yǔ)和定義見教材表12-22。2．基準(zhǔn)軸線的確定

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

基準(zhǔn)面的形位公差與軸線基準(zhǔn)面有關(guān)，教材附表12-24；附表12-25列出了基準(zhǔn)、安裝面的形位公差數(shù)值。4．工作軸線的跳動(dòng)公差跳動(dòng)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(duì)齒輪的工作性能和使用壽命有重要影響，因此重點(diǎn)考慮此因素。（七）圖樣標(biāo)注1．關(guān)于齒輪精度等級(jí)在圖樣上的標(biāo)注2．工作圖的標(biāo)注內(nèi)容（八）實(shí)例分析與結(jié)果1．單個(gè)齒輪的精度分析與結(jié)果

實(shí)例為普通減速箱低速度軸齒輪，對(duì)精度沒(méi)有高的特殊要求。（1）精度等級(jí)檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定（2）各項(xiàng)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(zhǔn)面的形狀公差確