机械零部件精度设计

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1、杨铁牛设计工程研究所实践教学课程组机械设计综合实践第5.4节机械零部件精度设计1互换性生产基本概念2公差与配合的基本术语和定义3公差与配合的选用4形位公差5表面粗糙度课程内容互换性生产基本概念互换性是指同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性。零件几何参数的互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。符合上述互换性定义，在装配时不需挑选和修配，即完全互换；否则在装配时允许挑选、调整和修配，则称为不完全互换。根据不同需要，零部件厂际协作应采用完全互换，部件或零件在同一厂制造和装配时，可

2、采用不完全互换。1.互换性生产互换性生产经历了由完全没有互换性的配对制作方式，到具有互换性的样板（标准量规）检验合格与否的制造模式。后来，标准量规进一步演变发展为极限量规，分别用于控制被加工零件的最大、最小两个极限尺寸，从而引出了公差的概念。公差和极限量规的出现，促使互换性生产更加蓬勃地发展。互换性生产基本概念2.标准化：实行标准化是互换性生产的基础。标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。标准化是指标准的制订、发布和

3、贯彻实施的全部活动过程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等等。标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不断提高的过程。为了实现互换性，必须对公差值进行标准化，不能各行其是。互换性生产基本概念3.优先数和优先数系在互换性生产中，为了采用较少的参数系列，覆盖尽量多的实际应用，产品的参数选择必须遵守一定的规律。在标准化过程规定了一项重要的相关标准来约束参数的选择，这就是《优先数和优先数系》国家标准（GB321—80）。国家标准GB/T321—1980《优先数和优先数系》规定十进等比数

4、列为优先数系，并规定了5个系列，按照优先顺序分别用系列符号R5、R10、R20、R40和R80表示，称为Rr系列。互换性生产基本概念互换性生产基本概念国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性。选用基本系列时，应遵守先疏后密的规则，即按R5、R10、R20、R40的顺序选用。常见的量值，如长度、直径、转速及功率等分级，基本上都是按一定的优先数系进行的。例如尺寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，基本上都采用了优先数系。为使优先数系具有更宽广的适应性，可以依据基本系列根据一定规则衍生出若干系列。互换性生产基本概念公差与配

5、合的基本术语和定义国家标准对零件标准公差、基本偏差、极限偏差的数值、选取原则、检验和验收等进行标准化而形成的制度，即公差与配合国家标准。主要由基准制、标准公差系列和基本偏差系列组成。极限与配合制是基本的互换性标准，实现零部件的互换性，必须以该标准为依据，对几何精度进行控制与评定。为了正确应用标准，首先应该正确理解有关的基本概念、术语及定义。1.尺寸公差与配合的基本术语和定义2.公差与标准公差允许尺寸的变动量称为尺寸公差，等于最大极限尺寸减最小极限尺寸，尺寸公差是没有正、负号的绝对值，不允许为零。国际上对孔、轴公差的规定代号为：TH表示孔

6、的公差；TS表示轴的公差。国家标准表格中规定的每一个公差数值即为标准公差。公差与配合的基本术语和定义3.偏差与极限偏差某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上极限偏差(ES,es)，最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下极限偏差(EI,ei)，上极限偏差与下极限偏差统称为极限偏差,如图5.2。公差与配合的基本术语和定义实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差(Ea)。合格工件条件也常用偏差的关系表示如下：对于孔：EI≤Ea≤ES对于轴：ei≤ea≤es例题：已知孔的基本尺寸Ｄ与轴的

7、基本尺寸d均为50mm,孔的最大极限尺寸，Dmax=50.025mm，孔的最小极限尺寸Dmin=50.000mm，轴的最大极限尺寸dmax=50.025mm，轴的最小极限尺寸dmin=50.009mm，求孔与轴的极限偏差及公差。公差与配合的基本术语和定义解：孔的上极限偏差ES=Ｄmax－Ｄ=(50.025—50)mm=+0.025mm孔的下极限偏差EI=Ｄmin－Ｄ=(50.000－50)mm=0mm轴的上极限偏差es=dmax－d=(50.025—50)mm=+0.025mm轴的下极限偏差ei=dmin－Ｄ=(50.009—50)mm

8、=+0.009mm孔公差TH=Ｄmax－Ｄmin=(50.025－50.000)mm=0025mm轴公差TS=dmax－dmin=(50.025—50.009)mm=0.016mm或孔公差TH=ES—EI=