模块6： 机械零件的精度设计1
《机械制造技术基础》教学大纲
《机械制造技术基础》教学大纲习惯专业：机械类各专业课程性质：必修课总学时：108总学分：6一、课程性质、目的与任务《机械制造技术基础》是模具设计与制造专业必修的一门专业基础课。
是一门集“教、学、做”一体化的课程。
该课程是以“典型零件机械加工工作过程”为主线，惯穿工艺规程制定与实施，有机融合了金属切削加工的基本知识及常用机床夹具的基本知识，而建设的一门综合性课程。
课程讲授了常用刀具的结构与选择、机械加工工艺规程、典型零件的加工工艺的编制、机械加工的质量分析、机械装配工艺、常用夹具的设计方法等内容。
并对各类刀具的特点，金属切削过程及其有关规律，工艺规程的制定，机械加工质量的概念，机械加工精度及其影响因素、装配工艺及其与机械加工工艺的关系，保证装配精度的方法，装配尺寸链的建立，进行了简要的介绍。
本课程在内容方面侧重于基础知识、基础理论与基本分析方法的讲授，在培养实践能力方面着重机械加工技能的基本训练。
使学生能正确地选择刀具与夹具，培养学生“机械加工工艺规程的制定与实施”的能力。
二、教学基本要求（一）知识教学目标1、掌握金属切削的基本原理、刀具几何参数的表示、切削用量的选择原则，熟悉各类刀具的特点，认识金属切削过程及其有关规律。
2、熟悉机床的要紧类型、性能特点及其工艺范围，具有合理选用机床的基本知识。
3、熟悉生产过程的基本概念；掌握工艺路线拟订的原则与步骤及零件加工工艺规程编制的通常方法；4、掌握“六点定位原则”及机械加工中零件的定位基准的选择；5、掌握“工艺尺寸链原理”及加工余量的确定与工艺尺寸链的计算，熟悉机械加工生产率与经济性，并能够进行工艺文件的初步规划。
6、掌握工件在夹具中定位与夹紧的基本原理及方法，掌握各类机床夹具的设计要点。
7、熟悉机械加工质量的概念，机械加工精度及其影响因素、机械加工表面质量及其影响因素。
8、熟悉装配工艺及其与机械加工工艺的关系，掌握保证装配精度的方法，熟悉装配尺寸链的建立，初步掌握装配工艺规程的制订。
机械制造技术基础课程设计指南课程设计
机械制造技术基础课程设计指南1. 课程设计的目的与意义本课程设计是为了帮助学生能够更好地掌握机械制造技术的基础知识，提高学生的实践能力，为学生未来的工作和研究打下坚实的基础。
通过完成此课程设计，学生将掌握以下技能：•能够综合应用机械制造技术的基本理论知识，进行设计与分析；•能够运用 CAD、CAM 等软件进行机械零件与总成的设计及制造工艺的规划；•掌握机械加工的基本操作与高精度机床的应用；•掌握知名机床厂商的各种机床、工具、刀具等制造商的产品，并能有效评估其适用性与可行性等。
2. 课程设计的实施步骤模块一：机械零件的设计1.学习机械零件设计的基本原理，熟悉常用的机械零件设计标准和参数。
2.运用 AutoCAD 和 SolidWorks 等 CAD 软件，绘制出具有一定难度的机械零件。
课程设计过程可以得到一定辅导，以帮助学生能够解决实际设计中的实践问题。
3.进一步优化零件图案，并选择合适的材料进行零件加工模拟。
模块二：总成的设计1.进一步学习零件设计与组装原理，熟悉组装标准与规范的基本要求。
2.运用 Pro/E 和 SolidWorks 等软件，绘制含有多个零件的总成零件，从原理、结构、装配、性能等方面进行分析与评价。
3.基于模拟，进行总成零件的设计优化和性能测试，包括机械运动和热力学性能等。
模块三：机床的实际操作1.熟悉常见的机床的各个部件的基本原理和结构特点。
2.理解机床的加工工艺，熟悉加工工艺的基本要求。
3.熟悉操作各种机床（如车床、铣床、磨床等），并通过实操来加深对工艺流程与安全操作的认知。
模块四：机床的保养和维护1.理解机床保养和维护的必要性，学习机床保养和维护的基本方法。
2.掌握机床日常保养以及部分关键机床部件的检修和维护方法，如主轴、导轨、负载轮等。
3.学习机床的常见故障和排除方法，培养基本的机床故障评价和维修能力。
3. 课程设计的考核方式本课程设计的考核方式为三步走。
第一步，通过提交课程设计报告来考核学生的理论水平和实践能力。
2021年潍坊市职业院校技能大赛-零部件测绘与CAD成图技术赛项试题
2021年潍坊市职业院校中职学生技能大赛《零部件测绘与CAD成图技术》试题任务书2021年9月赛位号：竞赛注意事项1、参赛选手为2人，1名选手为组长，另1名选手为队员，每人一台计算机，每人独立完成参赛项目。
2、参赛选手在竞赛过程中应遵守相关的规章制度和安全守则，若有违反，则按照相关规定在竞赛的总成绩中扣除相应分值。
3、每个参赛队的2名队员均需单独完成参赛项目4、参赛选手必须遵从裁判，不得出现扰乱赛场秩序、对工作人员或裁判做出过激甚至人身威胁等行为，现场裁判可对情节严重的参赛选手直接取消参赛资格，并在大赛点评阶段给予公开通报批评，特别严重的应上报所在教育行政主管部门严肃处理。
5、参赛选手饮水、上洗手间等均计在比赛时间之内。
离开赛位的申请必须举手向裁判示意，经裁判允许后方可离开。
6、竞赛过程中，参赛选手因违规操作，造成设备、工具损坏者，经裁判裁定，视情节轻重，做扣分直至终止比赛的处理。
裁定终止比赛必须报裁判长批准后执行。
终止比赛的选手应离开赛位至指定区域等待比赛结束后统一离场。
7、竞赛任务书当场启封、当场有效，每人分发1份。
参赛选手手绘的图纸作为评分依据与竞赛任务书、现场工具等均在竞赛结束后上交，不许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理，成绩无效。
8、参赛选手在桌面上以“赛位号”建立一个文件夹，并在该文件夹下建立3个子文件夹。
其中，子文件夹1存放“零件”的Z3文件、子文件夹2存放“二维零件图+装配图”的DWG与PDF文件、子文件夹3存放“典型零部件测绘和工程图审核与结构优化”文件。
9、参赛选手仔细阅读竞赛任务书的内容和要求，如有异议，可向现场裁判反映。
比赛过程中，如遇问题必须举手向裁判提问，一切与比赛无关的活动均需示意裁判，经裁判允许后方可进行。
10、参赛选手应按照竞赛任务书要求保存并提交竞赛结果，所有电子文件和手绘图纸上均不可留有竞赛内容无关的标记，一经发现整场比赛作零分处理。
机械精度设计基础
机械精度设计基础机械精度设计基础机械精度是指产品或部件的尺寸、形状、位置、互相关系、表面性质和运动特性等方面满足用户要求的程度。
机械精度设计是机械领域中重要的一部分，需要掌握一定的基础知识与技能。
本文将在机械精度设计基础的主题下，对机械设计中常用的一些概念和方法进行介绍。
一、机械精度概念1.尺寸精度：产品或部件尺寸与设计尺寸的偏差。
2.形状精度：产品或部件的形状与设计形状的偏差。
3.位置精度：两个或多个相邻部件之间位置误差的程度。
4.互相关系精度：各部分之间的相互关系的精度。
5.表面精度：产品或部件表面质量的指标。
6.运动特性：产品或部件在运动过程中的性能。
机械精度的评定标准是根据国际标准或用户需求，如果不同厂家产品在同样的标准下可以有不同的机械精度指标。
二、机械精度控制方法1.公差控制法公差是产品零件加工、组装中的误差限度，例如在铣削、钻孔、切削、折弯等加工过程中，由于操作错误或机器本身的限制，导致偏差产生。
通常，需要对各个部件的偏差进行控制，也就是通过制定公差限制偏差范围的大小，来保证产品的机械精度。
公差控制方法的优点在于能够使制造成本降低，缺点是需要对零部件的生产加工过程进行大量检测和测试。
2.基准控制法基准控制法是根据国际或国内标准，通过对特定零件进行设计制定的精度标准。
在机械设计中，有时候需要对某个特定的零件进行衡量其机械精度的标准，即基准。
以此为基础可以对整个芯片芯片构件系统进行设计。
通过基准控制法对零件机械精度进行管理和控制，可以有效控制零部件之间的误差，使得整体机械精度提高，增加产品的质量和可靠性。
三、常用的机械精度设计工具1.零件分析法零件分析法是一种通过对加工零件零件生成的误差范围和影响因素进行分析的方法。
通过这种方法，可以确定零件的加工要素，检查机床、刀具等生产设备及其使用技能程度。
在精度高的产品生产过程中，采用零件分析法进行检测和调整可以得到比较准确且合理的产品精度。
2.设计分析法设计分析法是一种针对机械设计中的误差和偏差进行分析、优化和纠正的方法。
基于职业导向的创新人才培养的现代测量技术课程体系改革
基于职业导向的创新人才培养的现代测量技术课程体系改革作者：蔡池兰刘唯白跃伟王小刚刘凯李学磊来源：《科技创新导报》 2014年第14期蔡池兰刘唯白跃伟王小刚刘凯李学磊（上海第二工业大学机电工程学院上海 201209）摘要：随着本科教育的发展，目前的“现代测量技术”课程结构已不适合于上海第二工业大学职业导向的创新应用型人才培养的目标定位，因此，必须针对新的需求对其进行改革。
该文在对原课程结构进行分析的基础上，阐述了新的以职业为导向的培养创新人才为目标的“现代测量技术”课程结构，并通过2年的教学实践验证该课程结构的可行性和有效性。
关键词：职业导向创新人才测量课程结构改革中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)05(b)-0200-04“现代测量技术”是机械类各专业本科学生从事机械产品设计、制造的必备基础，是一门实践性很强的专业课[1]。
通过本门课程的学习和实践，机械类专业的学生将掌握和巩固互换性、标准化及机械零部件几何精度设计的基本知识及检测知识[2]；掌握现代测量技术基本概念及基本测量方法，掌握长度检测、尺寸公差和几何公差检测、表面检测等基本技术，了解常用量具和测量仪器的使用方法及测量数据的处理方法[3-4]；掌握激光测量、三坐标测量、气动测量等现代企业常用的先进测量技术的基本原理及应用，以满足我国企业转型时期对复合型人才的迫切需求，也为今后从事机械产品的设计、制造工作打下坚实的基础。
在以往的教学中，各个高校对于本门课程大多采取理论课程加实验课程的形式来进行教学，而且教学内容无法紧抓制造型企业的实际测量技术需求。
上海第二工业大学是一所以职业导向的知识型高技能创新人才培养为办学定位的学校。
为了贯彻本校的办学理念，体现课程特色，根据我校在本门课程上拥有的较好的计量实验室条件和师资队伍条件，2010年我们通过调研，结合企业对应用型机械工程技术人员提出的基本测量技能要求，开始对课程进行改革，开设了以理论教学、实际实验和仿真实验三者综合的教学方式进行的“现代测量技术”课程。
《精度设计与质量控制基础》课程教学大纲
《精度设计与质量控制基础》课程教学大纲课程编号:012003课程名称（中／英文）：精度设计与质量控制基础/Tolerance Design and Quality ControlBasis课程类型:模块课（平台课、模块课、课程群）总学时：40 讲课学时：30 实验学时：10学分：2.5适用对象:机械工程及相关专业先修课程：机械制图，机械设计，机械原理后续课程：机械制造工艺学、误差理论及数据处理开课单位：机械工程学院一、课程性质和教学目标《精度设计与质量控制基础》课程涉及几何量公差与技术测量两个范畴，是机械类各专业的一门极其重要的专业技术基础课程。
它在机械类整个教学计划中起到承上启下的作用，它是联系机械设计课程与机械制造课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。
本课程的教学目标为：1.理解几何量精度参数与零件功能要求、工艺系统之间的内在联系，掌握基本术语、定义及规范，并能根据功能要求进行几何量精度设计，具备分析和解决工程实践问题的创新意识和创新设计能力；2.理解几何量精度项目的内涵及其与零件功能要求的本质联系，能根据特定的功能要求选择、设计相应的几何量精度项目，并能将设计结果正确地标注在图样上，逐步具有准确呈现方案设计/开发结果的表达能力；3.理解几何量精度参数与测量系统之间的关联联系，掌握几何量精度项目的测量及检验方法，获得实验设计和实验技能的基本训练，并逐步具有选择、应用先进测试工具解决工程实际问题的能力。
本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为：本课程教学的基本要求是：使学生建立互换性、标准化、计量学及质量工程的基本概念，掌握基本几何精度（尺寸、形状和位置、表面结构）设计的基本原则与方法，掌握产品几何参数测量的基本原理、基本方法和数据评定方法，掌握产品几何参数的测量四要素构成和测量误差的处理方法；了解互换性与测量技术学科的现状和发展，具有继续自学并结合工作实践应用、扩展的能力。
知识目标:目标1：理解互换性、误差、公差、技术测量及精度设计等概念，理解互换性与产品设计、制造、维修以及生产管理等方面的关系。
机械制造基础第三版电子课件模块六尺寸公差与配合
（四）标准公差系列 标准公差是指在国家标准中用表格列出的用以确定公差带大小的任一公差。
标准公差大小与标准公 差等级和公称尺寸段两个 因素有关。
确定尺寸精确程度的等 级为公差等级。
标准规定：同一公差等 级对所有公称尺寸的公差 被认为具有同等精确程度。
国家标准共设立了20 个公差等级，即IT01、IT0、IT1 ～ IT18，其中IT01 精 度最高，IT18 精度最低。公称尺寸相同时，公差等级高，零件的精度高，则公差 值小，加工难度大，生产成本高；反之，公差等级低，零件精度低，则公差值大， 加工难度小，生产成本低。
孔的上极限偏差是+0.025 mm，下极限偏差是0；而轴φ（56±0.009）mm 的上极限偏差是+0.009 mm，下极限偏差是-0.009 mm。
3．求极限尺寸 极限尺寸是指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端，它包括上极限尺寸和下极限 尺寸。 4．求公差 尺寸公差（简称公差）是指允许尺寸的变动量。公差的数值等于上极限尺寸与 下极限尺寸之差，也等于上极限偏差与下极限偏差之差。 5．零件尺寸是否合格的判别
（二）分析及解决问题 1．判断配合性质 （3）过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。此时孔的尺寸可能大于轴的尺寸， 也可能小于或等于轴的尺寸。其公差带关系为：孔的公差带与轴的公差带相互交 叠，如图6-6 所示为组成过渡配合的孔、轴公差带图。
2．极限间隙和极限过盈的计算 （1）间隙配合 1）最大间隙Xmax。最大间隙等于孔的上极限尺寸与轴的下极限尺寸之差，也 等于孔的上极限偏差减去轴的下极限偏差，它一定大于零。
标准公差数值的大小还与公称尺寸分段有关，即精度等级相同时，公称尺寸段 的尺寸大，则标准公差的数值也大。
（五）一般公差
机械精度设计课程设计
机械精度设计课程设计一、课程设计背景机械精度是机械加工工艺的核心之一，也是机械工程师必须掌握的重要技能。
机械精度不仅包括零件加工的精度要求，还包括机械结构的精度要求。
因此，本课程设计旨在通过实践演示，帮助学生更好地掌握机械精度设计原理和方法。
二、课程设计目标本课程设计的目标是让学生掌握以下技能：•熟悉机械精度设计的基本原理和方法；•掌握机械结构的设计和优化；•了解机床加工工艺过程和要求；•熟悉三维建模软件，可以进行建模和分析；•能够进行机械结构的仿真分析。
三、课程设计内容1.课程设计背景介绍（10分钟）。
2.机械精度设计的基本原理和方法（30分钟）：–精度设计的基本概念；–精度设计的要求；–精度设计的方法。
3.机械结构的设计和优化（50分钟）：–机械结构的设计和优化方法；–结构设计的注意事项；–结构优化的原理和方法。
4.机床加工工艺过程和要求（30分钟）：–机床加工的工艺过程；–机床加工的工艺要求。
5.三维建模软件的应用（60分钟）：–三维建模软件的基本操作；–三维建模的要求；–三维建模实例教学。
6.机械结构的仿真分析（60分钟）：–机械结构的仿真分析原理；–机械结构的仿真分析软件概述；–机械结构的仿真分析实例教学。
7.课程总结和答疑（20分钟）。
四、课程设计步骤1.围绕课程设计目标进行课程准备。
2.介绍机械精度设计的基本原理和方法，包括精度要求和设计方法。
3.设计机械结构并进行优化，要求学生遵循相关设计原则和方法。
4.介绍机床加工工艺过程和要求，让学生了解机床加工的过程和注意事项。
5.介绍三维建模软件的应用，让学生掌握三维建模软件的操作。
6.进行机械结构的仿真分析实验，让学生通过模拟实验掌握机械结构的仿真分析方法。
7.总结本课程的学习内容并进行答疑。
五、教学方法与评价1.教学方法：讲授、实践、讨论交流。
2.评价方法：作业、实验、考试等评价手段。
3.评价标准：根据学生课堂表现、作业、实验和考试成绩等综合评价学生的学习水平，充分考虑学生的学习兴趣和实际能力。
几何量公差与检测习题
几何量公差与检测习题选择题：1.保证互换性生产的基础是（）。
2.优先数系中R40/5系列是（）。
3.形位公差带的形状决定于（）.d. 被测要素的理想形状、形位公差特征项目和标注形式4.在图样上标注形位公差要求，当形位公差值前面加注时，则被测要素的公差带形状为（）.a.两同心圆b.两同轴线圆柱面c.圆形、圆柱形或球形d. 圆形或圆柱形5.定向公差带具有综合控制被测要素（）的职能.6.径向全跳动公差带的形状和（）公差带的形状相同.a.圆度b.圆柱度c.同轴度d.位置度7.某实际被测轴线相对于基准轴线的最近点距离为0.04mm，最远点距离为0.08mm，则该实际被测轴线对基准轴线的同轴度误差为（）。
a.0.04mmb.0.08mmc.0.12d.0.168.公差原则是指（）。
a. 确定公差值大小的原则b. 制定公差与配合标准的原则 c .形状公差与位置公差的关系 d. 尺寸公差与形位公差的关系9.如果某轴一横截面实际轮廓由直径分别为和的两个同心圆包容而形成最小包容区域，则该轴横截面的圆度误差为（）。
a.0.02mmb. 0.04mmc.0.01mmd.0.015mm10.粗糙度轮廓的符号∇用于（）。
a. 需要去除材料的表面b.不需要去除材料的表面c. 用任何方法获得的表面d.特殊加工的表面11.车间生产中评定粗糙度轮廓参数最常用的方法是（）。
a.光切法b.干涉法c. 针描法d. 比较法12.电动轮廓仪是根据（）原理制成的。
值与值的关系为（）。
a. b. c.14.某滚动轴承的内圈转动、外圈固定，则当它受方向固定的径向负荷作用时，外圈所受的是（）。
15.拖拉机车辆中的滚动轴承外圈随车轮一起转动，此时外圈所承受的负荷为（）。
a.定向负荷轴颈形成的配合与配合的松紧程度相比较，结论是（）。
17.标准对平键的键宽尺寸b规定有（）公差带。
18.平键的（）是配合尺寸。
19.矩形花键联结采用的基准制为（）。
20.为了保证内、外矩形花键小径定心表面的配合性质，小径表面的形状公差与尺寸公差的关系采用（）。
机械精度设计与检测
机械精度设计与检测机械精度设计与检测是机械工程领域的重要部分。
在各种机械设备和零部件的制造过程中，精度设计和检测是确保产品质量和性能的关键环节。
机械精度设计涉及到对机械结构、尺寸、装配等方面进行优化，以达到预期的精度要求。
而机械精度检测则是通过测量和评估，验证产品是否满足设计要求。
机械精度设计与检测是机械工程领域的重要部分。
在各种机械设备和零部件的制造过程中，精度设计和检测是确保产品质量和性能的关键环节。
机械精度设计涉及到对机械结构、尺寸、装配等方面进行优化，以达到预期的精度要求。
而机械精度检测则是通过测量和评估，验证产品是否满足设计要求。
机械精度设计与检测的背景是由于现代工业对产品质量和精度要求的不断提高。
在许多行业，如航空航天、汽车制造、电子设备制造等，机械精度的要求越来越高。
而机械精度设计和检测的科学方法和技术的发展，为满足这些要求提供了有效手段。
机械精度设计与检测的重要性在于它直接影响到产品的性能和可靠性。
一个精度优良的机械设备能够提高工作效率、减少能源消耗、降低故障率，从而带来巨大的经济效益。
而机械精度设计与检测的技术进步，也在很大程度上推动了机械工程领域的发展。
综上所述，了解机械精度设计与检测的背景对于深入理解和应用相关技术具有重要意义。
在日常的机械工程实践中，我们需要关注和掌握机械精度设计与检测的原理和方法，以为产品的设计和制造提供有力支持。
机械精度设计涉及到机械系统的设计原理和方法，以确保机械产品的精度达到所需的要求。
在机械精度设计中，需要考虑各种因素，如材料选择、尺寸控制、加工工艺等，以达到设计的精度要求。
设计原理机械精度设计的原理在于充分理解机械系统的工作原理和机械件之间的相互作用。
通过合理设计机械系统的结构和机械件的配合精度，可以降低摩擦、减小传动误差和振动，从而提高机械产品的精度。
设计方法在机械精度设计中，有多种方法可以用于提高机械产品的精度。
以下是一些常用的设计方法：合理选择材料：选择适合的材料可以降低因材料本身引起的误差，如热膨胀系数、硬度等。
机械基础 第三版 教案 模块三 机械零件的精度
6.跳动公差与跳动公差带、跳动公差带的特点：
1）跳动公差是关联被测实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。跳动分为圆跳动和全跳动。
2）跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置，跳动公差带可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。
2,尺寸分段的意义、基本偏差的主要特点。
3.查表法确定基本偏差值的方法。
学习通作业
讲授
六、教学效果与反思
课号
7
授课班级
授课时间
授课时数
2
授课单元名称
单元二标注几何公差
一、教学目标
素质目标
1.培养学生认识几何公差对零件的影响
知识目标
1.了解方向公差、形状公差与形状误差的概念。
2.掌握几何公差的项目与符号。
三、重点难点
教学重点
1.几何公差、形状公差与形状误差的概念。
教学难点
1.形状公差项目标注与解读。
四、思政元素
几何公差的大小与工件的精度有密切的关系，要让学生意识到几何公差的重要性，培养学生细致严谨的工作态度。
五、教学设计教学过程教学方法与手段环节1：课前准备
1.学生课前PPT预习
2•学习通预习习题的发布
9.定向公差与定向误差、定向公差带的特点：
10.定位公差与定位误差、定位公差带的特点：
11.跳动公差与跳动公差带、跳动公差带的特点：
环节4：总结与作业
1.形位误差对零件自由装配性、配合性质、功能要求的影响。
2.形位公差特征符号、几何要素及其分类。
3.形状公差与公差带、轮廓度公差与公差带。
4.基准的建立与体现，基准的种类。
机械精度设计与检测课后习题部分
解析：设计过程中需要考虑零件的尺寸和形状选择合适的加工方法并进行精度检测以确保达到精 度要求。
习题二答案与解析
题目：设计一个机械零件要求其精度达到0.01mm并给出检测方法。
答案：设计一个圆柱形零件采用高精度数控机床加工使用三坐标测量机进行检测。
案例三：某液压系统的精度设计与检测
液压系统的组成：泵、阀、油缸、管路等 精度要求：压力、流量、速度、位置等 设计方法：采用计算机辅助设计（CD）进行三维建模和仿真 检测方法：采用压力传感器、流量计、速度传感器等设备进行在线检测 结果分析：根据检测结果对液压系统进行优化和改进 应用领域：广泛应用于工程机械、汽车制造、航空航天等领域
实际应用案例分析
案例一：某机械零件的精度设计与检测
零件名称：某机械零件 设计要求：精度高稳定性好 检测方法：采用高精度测量仪器进行测量 检测结果：符合设计要求满足使用需求
案例二：某传动系统的精度设计与检测
传动系统类型：齿轮传动、链条传动、皮带传动等 精度要求：尺寸精度、位置精度、运动精度等 设计方法：CD建模、有限元分析、仿真模拟等 检测方法：光学测量、激光测量、超声波测量等 实际应用效果：提高传动效率、降低噪音、延长使用寿命等
机械精度：指 机械零件、部 件或整机在尺 寸、形状、位 置等方面的精
确程度
重要性：机械 精度直接影响 产品的性能、 寿命、可靠性
和安全性
设计原则：根 据使用要求、 制造工艺和成 本等因素合理 选择机械精度
检测方法：采 用测量仪器和 检测手段对机 械精度进行检
测和评估
机械精度设计的基本原则
《测控仪器设计》(第4章)《测控仪器设计(第3版)》精选全文
（3）滚动轴承导轨
– 摩擦力矩小 – 运动灵活 – 承载能力大 – 调整方便 – 用于大型仪器（如万工显、三座标、测长机等）
（二）滚动摩擦导轨的组合应用
（1）滚动与滑动摩擦导轨 的组合应用
– 滚动轴承导轨摩擦力 小 ，运动灵活 ，用做
导向
滚动轴承和滑动导轨的组合 1—平面滑动导轨 2—滚动轴承导轨
导轨的几何精度包括导轨在垂直平面内与水平面内的直线度，导轨面间 的平行度和导轨间的垂直度
（2）导轨的接触精度
垂直面内的直线度
水平面内的直线度
导轨面间的平行度
（二）导轨运动的平稳性
爬行现象：在其低速运动时，导轨运动的驱动指令是均匀的
而与动导轨相连的工作台却出现一慢一快，一跳一停的现象 产生爬行现象的主要原因有： ①导轨间的静、动摩擦系数差值较大； ②动摩擦系数随速度变化； ③系统刚度差
高
液体静压
高
导轨
空气静压
高
导轨
较好 较好
好 好
大 较低 较大 较低
差 较好
好
要求不 高
要求较 高
要求高
好 要求高
成本
低 较高
高 高
（二）标准导轨的选用
b） a）
直线球滑座系列导轨 a）直线球滑座导轨 b）球滑座LSP型结构示意图
• 1．滚珠导轨
▪ （1）双V形滚珠导轨
▪ 运动灵敏度较高，能承受 不大的倾复力矩
▪ (2)双圆弧滚珠导轨
▪ 计量光学仪器中（如小型 工具显微镜、投影仪等） 使用
▪ 接触面积较大，接触点 应力较小，变形也较小， 承载能力强、寿命长。
V形滚珠导轨 a）常用双V形滚珠导轨 b）V形小圆弧导轨
c）双圆弧导轨
机械零件精度设计与实例
第12章 机械零件精度设计与实例教学提示：通过轴、齿轮和箱体等典型零件的精度设计实例，开拓视野，为实际应用奠定基础。
教学要求：了解精度设计的方法，从总体掌握精度设计的内容，为零件的精度设计奠定基础。
12.1 机械精度设计概述机器精度的设计尽管需要从多方面进行分析与计算，但总是要根据给定的整机精度，确定出各个组成零件的精度。
因此，零件的精度设计是整机精度设计的基础。
影响零件精度的最基本因素是零件的尺寸、形状、方向和位置以及表面粗糙度，因而，精度设计的主要内容包括尺寸公差、形位公差、表面质量等几个方面的选择与设计。
几何精度设计的方法主要有：类比法、计算法和试验法三种。
12.1.1 类比法类比法就是与经过实际使用证明合理的类似产品上的相应要素相比较，确定所设计零件几何要素的精度。
采用类比法进行精度设计时，必须正确选择类比产品，分析它与所设计产品在使用条件和功能要求等方面的异同，并考虑到实际生产条件、制造技术的发展、市场供求信息等多种因素。
采用类比法进行精度设计的基础是资料的收集、分析与整理。
类比法是大多数零件要素精度设计采用的方法。
类比法亦称经验法。
12.1.2 计算法计算法就是根据由某种理论建立起来的功能要求与几何要素公差之间的定量关系，计算确定零件要素的精度。
例如：根据液体润滑理论计算确定滑动轴承的最小间隙；根据弹性变形理论计算确定圆柱结合的过盈；根据机构精度理论和概率设计方法计算确定传动系统中各传动件的精度等。
目前，用计算法确定零件几何要素的精度，只适用于某些特定的场合。
而且，用计算法得到的公差，往往还需要根据多种因素进行调整。
12.1.3 试验法试验法就是先根据一定条件，初步确定零件要素的精度，并按此进行试制。
再将试制产品在规定的使用条件下运转，同时，对其各项技术性能指标进行监测，并与预定的功能要求相比较，根据比较结果再对原设计进行确认或修改。
经过反复试验和修改，就可以最终确定满足功能要求的合理设计。
机械零件技术中几何精度设计的探讨
机械零件技术中几何精度设计的探讨摘要一台机器性能的优势，首先取决于其零件的设计与制造精度。
要保证机械零件的精度，必须对其提出几何精度要求。
该文就机械零件设计过程中几何精度设计的一般原则和方法作了一些探讨。
着重指出形位公差与尺寸公差、表面粗糙度之间的关系，通过其间关系可以比较正确、合理地进行零件的几何精度设计。
关键词几何精度设计；尺寸公差；形位公差；表面粗糙度前言几何精度就是零、部件答应的几何误差，也称为几何公差，简称公差。
几何精度是根据产品的使用功能要求和加工工艺确定的。
几何精度设计知识根据产品的使用功能要求和制造条件确定机械零部件几何要素答应的加工和装配误差。
一般来说，零件上任何一个几何要素的误差都会以不同的方式影响其功能。
例如，曲柄-连杆-滑块机构中的连杆长度尺寸L的误差，将导致滑块的位置和位移误差，从而影响使用功能。
由此可见，对零件每个要素的各类误差都应给出精度要求。
正确合理地给出零件几何要素的公差是工程技术人员的重要任务。
几何精度设计在机械产品的设计过程中具有十分重要的意义。
下面就其中主要问题进行探讨。
零件的几何精度包括：1）零件的尺寸精度；2）外形和位置精度；3）表面精度等。
几何精度数值选择得是否合理，直接关系到零件的使用要求和加工成本。
几何精度设计的方法主要有：类比法、计算法和试验法三种。
类比法（亦称经验法）就是与经过实际使用证实合理的类似产品上的相应要素相比较，确定所设计零件几何要素的精度。
采用类比法进行精度设计时，必须正确选择类比产品，分析它与所设计产品在使用条件和功能要求等方面的异同，并考虑到实际生产条件、制造技术的发展、市场供给信息等诸多因素。
采用类比法进行精度设计的基础是资料的收集、分析与整理。
类比法是大多数零件要素精度设计所采用的方法。
计算法就是根据由某种理论建立起来的功能要求与几何要素精度之间的定量关系，计算确定零件要素的精度。
例如，根据液体润滑理论计算确定滑动轴承的最小间隙、根据弹性变形理论计算确定圆柱结合的过盈、根据机构精度理论和概率设计方法计算确定传动系统中各传动件的精度等等。
机械精度设计知识点汇总
机械精度设计知识点汇总在机械设计中，精度是一个非常重要的概念，它直接影响着产品的质量和性能。
合理的机械精度设计可以保证产品的准确性和可靠性。
下面将从不同的角度总结机械精度设计的知识点，以帮助读者更好地理解和应用于实际工作中。
1. 尺寸链：尺寸链是指由相对的尺寸所组成的尺寸体系，可分为最小尺寸链和最大尺寸链。
在设计中，应根据机械零件的功能和使用要求，选择合适的尺寸链，并合理确定公差限值，以确保产品的精度。
2. 公差设计：公差是指零件在加工过程中存在的误差范围。
公差设计旨在确定零件之间的相对位置和尺寸关系，以确保装配和功能的合理性。
在公差设计中，常用的方法有最大材料条件法、最小材料条件法和中间材料条件法。
3. 轴向公差链：轴向公差链是指连接在一起的轴或孔的尺寸和公差之间的关系。
在设计中，应根据零件的装配要求和工作环境，合理选择和控制轴向公差链，以保证装配和运动的正常。
4. 平行度和垂直度：平行度和垂直度是描述零件表面、轴线或平面之间相互关系的重要指标。
合理设计和控制平行度和垂直度，可以保证零件的相对位置和功能的准确性。
5. 圆度和圆柱度：圆度和圆柱度是描述圆形零件表面曲率和公差的重要指标。
在机械设计中，合理设计和控制圆度和圆柱度，可以保证零件的几何形状和运动的稳定性。
6. 表面粗糙度：表面粗糙度是描述零件表面质量的重要指标。
在机械设计中，通过合理设计和控制表面粗糙度，可以提高零件的摩擦性能、耐磨性和密封性。
7. 温度效应：温度对机械零件和装配体的影响是不可忽视的。
温度变化会导致零件的尺寸和形状发生变化，从而影响产品的精度和性能。
因此，在机械设计中，应考虑材料的热膨胀系数和热变形等因素，合理选择和控制零件的尺寸和公差。
8. 增量传递误差：增量传递误差是指在机械传动系统中，由于齿轮、链条、皮带等零件的制造误差和装配误差，导致传动精度降低的问题。
在设计中，应合理选择和控制传动比和清晰度，减小增量传递误差，提高机械系统的传动精度。
NO6模块六机械零件材料及毛坯的选择机械制造基础教案
教学目标知识目标：掌握机械零件常见的失效形式、失效原因及各种毛坯生产方法的特点；熟悉零件材料选择的原则、方法和步骤，毛坯成形方法的选择原则。
能力目标：根据齿轮、轴类零件的使用条件，选择合适的材料并安排工艺路线；对不同的轴杆类、盘套类、箱体类零件进行毛坯成形方法的选择。
素质目标：教学重点毛坯成形方法的选择教学难点毛坯生产方法的特点教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时6教学内容与教学过程设计注释模块六机械零件材料及毛坯的选择〖任务描述〗车床主轴是指机床上带动工件或刀具旋转的轴，它是决定机床的加工质量和切削效率的重要部件。
下面以图6-1所示的C616型车床主轴为例来分析其选材及热处理方法。
图6-1 C616型车床主轴〖任务分析〗该车床主轴受交变弯曲和扭转复合应力作用，载荷不大，转速中等，冲击载荷也不大，所以具有一般综合力学性能即可满足要求。
但大的内锥孔、外锥体与卡盘、顶尖之间有摩擦，花键处与齿轮有相对滑动。
为防止划伤和磨损，这些部位要求有较高的硬度和耐磨性。
轴颈与滚动轴承配合硬度要求不高。
C616型车床主轴选用45钢。
热处理技术条件为整体硬度220～250 HBW；内锥孔和外锥体45～50 HRC；花键部分48～53 HRC。
其加工工艺路线为锻造—正火—粗加工—调质—半精加工—淬火、低温回火—粗磨(外圆、锥孔、外锥体)—铣花键—花键淬火、回火—精磨。
〖相关知识〗学习情境一零部件的失效一、零部件失效的概念及形式一般机器零件常见的失效形式有过量变形、断裂和表面损伤三种。
1.过量变形（1）过量弹性变形。
机械零件在使用过程中只要受力必然会发生弹性变形，但是弹性变形量过大会使零件失效。
引起弹性变形失效的原因主要是零部件的刚度不足。
要预防过量弹性变形，则应选用弹性模量大的材料。
（2）过量塑性变形。
零部件承受的静载荷超过材料的屈服强度时，将产生塑性变形。
过明确任务，在任务的驱动下学习。
掌握零部件失效的概念。
机械加工精度设计举例
M27
Φ30 K5 E Φ35
Φ40
Φ30K5 E
(2) Φ35（与齿轮基准孔的配合）轴颈的尺寸公差带
齿轮精度等级为7级，则内孔尺寸公差为IT7 ，与其配合的轴 为IT6。此处属于小间隙的滑动配合且对定位精度要求高。
根据优先配合 ，选轴的基本偏差代号为g,则轴的公差带代号为Φ35g6
E
其配合代号为 Φ35H7/g6
6×26h5×32a11×6h8
Page 6
M27
Φ30 Φ35
Φ40
Φ30
(4) 为保证Φ30,Φ35, Φ28和M27轴线与A－B同轴，应规定它们的径向圆跳
动公差 齿轮精度为7级， tr= 0.3FP=0.3×0.038=0.011 按尺大小类比法，Φ35的径向圆跳动公差tr= 0.012， Φ30的径向圆
Page 1
1. 确定尺寸精度 （1） Φ30（与6级滚动轴承6306内圈配合）轴颈尺寸公差
该轴承的当量径向负荷P 1804 额定动负荷C 26700 0.067 0.07
属于轻负荷。
轴承工作时承受定向负荷作用。内圈与轴一起转 动，故内圈承受旋转负荷。查表得两轴颈的公差带代号为Φ30k6
E
Page 2
Φ30 Φ35
Φ40
Φ30
2. 确定几何公差
（1）与轴承内圈、齿轮内孔、花键毂配合轴颈表面采用包容要求 ；
（2） 与轴承内圈配合表面要求圆柱度公差，按6级轴承查 表, 得圆柱度 公差值为0.003。
（3）Φ40轴肩两端面对Φ30k6 两轴线的公共基准 A－B轴向圆跳
动公差，由表6.6查得0.006。
跳动公差tr= 0.011， Φ28的径向圆跳动公差tr= 0.010， M27的径向圆跳 动公差tr= 0.009.
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配合的选用-公差等级选用
计算法选择公差等级的依据是： =TD＋ 计算法选择公差等级的依据是：Tf =TD＋Td 选择公差等级的依据是 TD、Td分配按工艺等价原则来考虑 分配按工艺等价原则来考虑： TD、Td分配按工艺等价原则来考虑： 孔和轴的工艺等价： 孔和轴的工艺等价：指孔和轴加工难易程度相同
齿轮的作用
传递运动传递运动-传动齿轮 传递动力--动力齿轮 传递动力--动力齿轮 -精密分度精密分度-分度齿轮
齿轮传动的使用要求
传递运动准确性 传动的平稳性 载荷分布的均匀性 齿侧间隙的合理性
圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计-评定齿轮精度的偏差项目及其允许值
评定项目
评定齿 轮精度 的必检 项目
（GB/ T10095-2008 ）
距的最大变动量。 距的最大变动量。
∆F " i =amax--amin ≤ F "
i
表(10.3) P192
圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计-评定齿轮精度的偏差项目及其允许值
评定项目
评定齿 轮精度 的可选 用偏差 项目
（GB/ T10095-2008 ）
传递运动准确性→ 传递运动准确性→切向综合总偏差 ∆F´i（ F´i ） ´ ´ 径向综合总偏差 ∆F ˝ i （F ˝i ） 径向跳动∆Fr （ Fr ） 径向跳动
6级
7级 8级
9 10 级级
11级 精度较低，适用于基本上没有什么配合要求的埸合。如：机床上法兰盘与止口； 12级 滑块与滑移齿轮；加工中工序间尺寸；冲压加工的配合件等。
配合的选用-非基准件的基本偏差代号
配合的选用 配合的选择就是根据所选部位松紧程度的要求， 配合的选择就是根据所选部位松紧程度的要求，确定 非基准件的基本偏差代号，尽可能地选用优先配合， 非基准件的基本偏差代号，尽可能地选用优先配合，其 次考虑常用配合，然后是一般配合 。 次考虑常用配合， 计算法、试验法、 配合选用的方法 计算法、试验法、类比法
配合的选用-非基准件的基本偏差代号
间隙配合种类的选择： 间隙配合种类的选择： 种类的选择
基本偏差 间隙 a～b A ～B 特大 C(C) 很大 d (D) 大 e (E) 中等 f (F) 小 g (G) 较小 h (H) 很小（Xmin=0） 有一定定心功能
定心要求 无对中、定心要求 相对速度 慢速 高速转动
不需要传递转矩 有相对 运动 只有移动 转动或转动与移动复合运动
①指非基准件的基本偏差代号；② 紧固件指键、销、和螺钉等。
配合的选用-非基准件的基本偏差代号
基准制 基孔制 （H） ） 配合类别 间隙配合 过渡配合 过盈配合 基轴制 （h ） 间隙配合 过渡配合 过盈配合 配合种类 a～h ～ Js,j,k,m,n p ～zc A ～H JSJ,K,M,N P ～ZC 基本偏差 es ei ei EI ES ES
定心要求 无对中、定心要求 相对速度 慢速 高速转动
要求不高的定心 中速
低速或移动
齿轮轴套与轴的配合
凸轮机构中导杆与衬套的配合
顶尖套筒和尾座体的配合
配合的选用-非基准件的基本偏差代号
过渡配合种类的选择： 过渡配合种类的选择： 种类的选择
基本偏差 间隙或过盈 定心要求 装拆性能 Js(JS) 平均间隙，过 盈很小 定心较好 木锤装配，拆 卸方便 K(k) 平均隙盈为零， 过盈中等 定心精度较高 木锤装配，拆卸 比较方便 m (M) n (N) 平均过盈较小， 平均过盈较大， 过盈较大 过盈大 精密定心 需要压入，可 以拆卸 更精密定心 压力机压入， 拆卸较困难
配合的选用配合的选用-常用公差等级应用示例
公差 等级
应
用
5级
主要用在配合精度，形位精度要求较高的地方，一般在机床、发动机、仪表等重 要部位应用。如：与4级滚动轴承配合的箱体孔；与5级滚动轴承配合的机床主轴， 机床尾架与套筒，精密机械及高速机械中的轴径，精密丝杆轴径等。 用于配合性质均匀性要求较高的地方。如：与5级滚动轴承配合的孔、轴颈；与 齿轮、蜗轮、联轴器、带轮、凸轮等连接的轴径，机床丝杠轴径；摇臂钻立柱； 机床夹具中导向件外径尺寸；6级精度齿轮的基准孔，7、8级精度齿轮的基准轴 径。 在一般机械制造中应用较为普遍。如：联轴器、带轮、凸轮等孔径；机床夹盘 座孔；夹具中固定钻套、可换钻套；7、8级齿轮基准孔，9、10级齿轮基准轴。 在机器制造中属于中等精度。如：轴承座衬套沿宽度方向尺寸，低精度齿轮基 准孔与基准轴；通用机械中与滑动轴承配合的轴颈；也用于重型机械或农业机械 中某些较重要的零件。 精度要求一般。如机械制造中轴套外径与孔；操作件与轴；键与键槽等零件。
刚性联轴器的配合
蜗轮青铜轮缘与铸铁轮心 带轮与轴的配合 齿轮与轴配合
配合的选用-非基准件的基本偏差代号
过盈配合种类的选择： 过盈配合种类的选择： 种类的选择
基本偏差 p、r(P、R) 过盈 较小、小过盈 s、t(S、T) 中等、大过盈 不加紧固件传递 较小扭矩和轴向 力，属于中型过 盈配合 u、v (U、V) 很大过盈 不加紧固件传 递较大扭矩和 动载荷，属于 重型过盈配合 x、y、z (X、Y 、Z ) 特大过盈 传递特大扭矩和动载 荷，属于特重型过盈 配合
配合类别 间隙配合 过渡配合 孔公差等级 ≤IT8 > IT8 ≤IT7 > IT7 轴应选的公差等级 轴比孔高一级 轴、孔同级 轴比孔高一级 轴、孔同级 实例
H7 f6
H9 d9
H7 p6
过盈配合
H8 s8
配合的选用-公差等级选用
类比法是参考从生产实践中总结出来的经验资料， 类比法是参考从生产实践中总结出来的经验资料，进行 是参考从生产实践中总结出来的经验资料 比较选用 过渡配合 过盈配合 间隙配合 孔 轴 间隙小 间隙大 ≤IT8 ≤IT7 ≤IT8 >IT8
配合的选用
配合制、公差等级、配合种类
配合制的选用 一般情况下优先选用基孔制，特殊情况采用基轴制。 一般情况下优先选用基孔制，特殊情况采用基轴制。 公差等级的选用 公差等级选用的基本原则：在满足使用要求的前提下， 公差等级选用的基本原则：在满足使用要求的前提下， 尽量选用较低的公差等级。（计算法、类比法） 。（计算法 尽量选用较低的公差等级。（计算法、类比法）
∆Fr指齿轮在一转范围内测头与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮 指齿轮在一转范围内测头与齿高中部双面接触， 指齿轮在一转范围内测头与齿高中部双面接触 轴线的最大变动量。 轴线的最大变动量。
∆Fr≤Fr 表(10.1) P191
圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计-评定齿轮精度的偏差项目及其允许值
评定项目
尺寸公差 几何（形状和位置）公差 几何（形状和位置） 表面粗糙度参数值
机械零件的精度设计-概述 概述
机械零件的精度设计-概述 概述
精度设计的内容： 精度设计的内容： 1、尺寸公差（零件图、装配图） 、尺寸公差（零件图、装配图） 2、形位公差（零件图） 、形位公差（零件图） 3、表面粗糙度（零件图） 、表面粗糙度（零件图） 减速器输出轴的配合部分： 减速器输出轴的配合部分： 轴与轴承内圈（Φ55） 轴与轴承内圈（ ） 箱体孔与轴承外圈（ 箱体孔与轴承外圈（Φ100） ） 轴与齿轮（ 轴与齿轮（Φ58） ） 轴与轴向挡圈（ 轴与轴向挡圈（Φ55） ） 箱体孔与轴承盖 孔与轴承盖（ 箱体孔与轴承盖（Φ100） ） 轴与皮带轮或联轴器（ 轴与皮带轮或联轴器（Φ45） ） 键与轴槽 键与齿轮（皮带轮或联轴器） 键与齿轮（皮带轮或联轴器） 螺纹配合（ 螺纹配合（M30×1.5） × ）
机械零件的精度设计-概述 概述
机械零件的精度设计-概述 概述
机械零件的精度设计-概述 概述
机械零件的精度设计-概述 概述
机械零件的精度设计主要内容
孔、轴精度设计（配合的选用） 轴精度设计（配合的选用） 齿轮精度设计 平键结合的精度设计 滚动轴承与孔、 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计 普通螺纹结合的精度设计
传递扭矩 加紧固件传递 一定扭矩和轴 向力，不加紧 固件用于准确 定心，需轴向 定位 装拆性能 压力机压入， 较少拆卸
很少拆卸
不拆卸
不拆卸
蜗轮轮缘与轮毂的配合
火车轮缘与轮毂配合
圆柱齿轮精度设计圆柱齿轮精度设计-概述
（GB/T 10095.1～.2－2008和GB/Z18620.1～.4－2008） ～ － 和 ～ － ）
配合类别的选择、配合种类的选择） 配合选择的步骤 （配合类别的选择、配合种类的选择）
无相对 运动 要传 递转 矩 要精 确同 轴 永久结合 可拆结合 过盈配合 过渡配合或基本偏差为H（h）①的间隙配合 加紧固件② 过渡配合或轻的过盈配合 基本偏差为H（h）、G（g）①的间隙配合 基本偏差为A～F（a～f）①的间隙配合
评定齿 轮精度 的可选 用偏差 项目
（GB/ T10095-2008 ）
传递运动准确性→ 传递运动准确性→切向综合总偏差 ∆F´i（ F´i ） ´ ´ 径向综合总偏差 ∆F ˝ i （F ˝i ） 径向跳动∆Fr （ Fr ） 径向跳动 公法线长度变动量∆Fw （ Fw ） 公法线长度变动量 传动平稳性→一齿切向综合总偏差、 传动平稳性 一齿切向综合总偏差、一齿径向综合总偏差 一齿切向综合总偏差 ∆f ´i ( f ´i) 、 ∆f "i (f "i)
传递运动准确性（长周期误差） 传递运动准确性（长周期误差）→齿距累积偏差 ∆Fp ≤ Fp（表10.1 P191） （ ） -Fpk ≤ ∆Fpk ≤ + Fpk 短周期误差） 单个齿距偏差、 传动平稳性 （短周期误差） →单个齿距偏差、齿廓总偏差 ∆fpt （ ± fpt ）、 ∆Fα（ Fα ） α α 载荷分布均匀性→ 载荷分布均匀性→螺旋线总偏差∆Fβ （ Fβ） ） 齿轮侧隙 →齿厚偏差、公法线长度偏差 齿厚偏差、 Esni ≤ ∆Esn ≤ Esns Ebni ≤ ∆Ebn ≤ Ebns