第一章机械零件的精度
机械零件的几何精度
机械零件的形状误差是指零件在制造过程中出现的形状偏差。这些误差可能 会影响零件的安装、运动和相互作用。
机械零件的位置误差
机械零件的位置误差是指零件在装配和使用过程中相对于参考位置的偏差。 这会影响到零件的功能和性能。
机械零件的尺寸误差
机械零件的尺寸误差是指零件实际尺寸与设计尺寸之间的差异。尺寸误差可 能导致装配不良或者零件功能受限。
测量和评估机械零件的几何精度
测量和评估机械零件的几何精度是确保零件符合设计要求的重要步骤。我们将介绍一些常用的测量方法 和评估准则。
提高机械零件的几何精度的方 法
为了提高机械零件的几何精度，我们可以采用一些优化方法，包括改进制造 工艺、优化设计和选择更高质量的材料。
结论和要点
• 几何精度是机械零件设计和制造中的重要考虑因素。 • 形状误差、位置误差和尺寸误差可能导致零件功能和性能受到影响。 • 测量和评估几何精度的方法对于确保零件质量至关重要。 • 通过优化制造工艺和设计，我们可以提高机械零件的几何精度。
机械零件的几何精度
欢迎来参加我们的机械零件的几何精度演示！在这个演示中，我们将介绍几 何精度的定义和重要性，以及机械零件的形状误差、位置误差、尺寸误差等 方面的知识。
几何精度的定义和重要性
几何精度是指机械零件在设计和制造过程中所需达到的精确度。它对于机械系统的性能和
中职《机械基础》(多学时)教案
中职《机械基础》（多学时）教案绪论0.1机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力[课程名称]机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力[教材版本]栾学钢主编。
机械基础（多学时）。
北京：高等教育出版社，2010栾学钢主编。
机械基础（少学时）。
北京：高等教育出版社，2010[教学目标与要求]一、知识目标1、了解机械的组成2、了解机械零件的材料、结构和承载能力二、能力目标通过了解机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力，掌握机械的组成特点，以及满足使用条件下机械零件的材料、结构、尺寸和形状。
三、素质目标提高学生对机器基本知识的了解，保证设备正常运行，延长使用寿命。
三、教学要求1、了解组成、机械零件的材料、结构和承载能力，掌握机械的组成特点2、了解机械的基本知识，使设备能正常运行，延长使用寿命。
[教学重点]磨擦分类中的边界磨擦与混合磨擦的形成。
磨损种类中的疲劳磨损的形成机理和本科程的学习任务和要求。
[难点分析]机械的材料，失效、的强度定义[教学方法]讲授法、教师与学生互动法。
[学生分析]学生对机械了解得很少，讲课时要注意联系学生所见到的实用机械，分析机器的组成和结构，引起学生的兴趣和爱好，使学生爱上本课程，是讲好本课程的根本目的。
所以，善于理论联系实际，从学生的认知规律出发，是讲好本课程的关键。
【教学资源】1、机械基础网络课程。
北京：高等教育出版社，20102、吴联兴主编。
机械基础练习册。
北京：高等教育出版社，2010[教学安排]教学方法：以讲授为主，穿插互动、提问与设问，最后小结。
2学时（90分钟）[教学过程]一、导入新课以教材中图0－1或洗衣机为例来讲机械的组成。
二、讲授新课（一）机器的组成1．机器的组成如图0－1所示或洗衣机为例来讲机械的组成。
得出无论是哪一种机械，都是由4个组成的，即动力部分、传动部分、执行部分和控制部分。
2．机器的结构零件制造的最小单元。
构件运动的最小单元。
构件可以是一个零件，但更多的是多个零件的组合。
管理资料机械零件的几何精度汇编
A
EI +
0- 寸
尺 本 基
B
CCD D E EF F FG
零线
ES G
H
J JS
K
M
N
P
R
S
UV T
X Y Z ZA ZB
0
ZC
zc
0
+
-
es
b
m
c
cd
d
e
ef
f
fg
g
h
j js
k
n
p
rs
t
uv
x
y
z zazb
寸 尺 本 基
ei 零线 0
a
A~H（a~h）的基本偏差用于间隙配合；P~ZC（p~zc）用 于过盈配合；J（j）~N（n）用于过渡配合。
盈 过
径
径
孔
轴
盈
轴公差带 过
小
盈
最
过
大
最
孔公差带
孔的公差
带在轴公差
带之下。
最小过盈为零 轴公差带
盈 过 大 最 孔公差带
? 过渡配合：可能具有间隙或过盈的配合为过渡配合。
隙 间 大
最
盈
径 孔
过
径
大
轴
最
轴和孔 的公差 带相互 交叠。
盈
隙
盈 过 大 最
盈
过
隙 间
大 最
隙过 间大 大最 最
间 大 最
大
最
§第2三—节3 配配合合精精度度
? 间隙配合：孔与轴配合时，具有间隙（包括最小间隙等于
零）的配合。
+0.053 +0.020
机械精度设计与测量 相学
机械精度设计与测量相学一、机械精度设计1.1 机械精度的定义机械精度是指机械零件的尺寸、形状、位置和表面质量等几何特征与设计要求之间的差异程度。
它是反映机械零件质量优劣程度的重要指标。
1.2 机械精度设计的意义机械精度设计是保证产品质量的重要手段，它可以确保产品符合设计要求，达到预期目标。
同时，它还可以降低生产成本，提高生产效率和产品竞争力。
1.3 机械精度设计的方法（1）确定设计要求：根据产品使用环境和功能需求确定零件尺寸、形状、位置和表面质量等几何特征的设计要求。
（2）选择合适材料：根据零件使用环境和功能需求选择合适的材料，并考虑材料加工性能和成本等因素。
（3）制定加工工艺：根据零件几何特征和材料性能制定合适的加工工艺，包括加工方法、设备选择、刀具选择等。
（4）控制加工误差：通过采用合适的加工方法、设备和工艺控制加工误差，包括定位误差、形状误差、尺寸误差和表面质量误差等。
（5）检验零件精度：通过采用合适的测量方法和设备检验零件精度，包括形状精度、位置精度、尺寸精度和表面质量等。
二、机械精度测量2.1 机械精度测量的意义机械精度测量是保证产品质量的重要手段，它可以检验零件是否符合设计要求，发现加工误差并及时纠正，提高产品质量和生产效率。
2.2 机械精度测量的方法（1）选择合适的测量方法：根据不同几何特征和要求选择合适的测量方法，包括直接测量法、间接测量法、光学测量法等。
（2）选择合适的测量设备：根据不同几何特征和要求选择合适的测量设备，包括千分尺、游标卡尺、衡器等。
（3）掌握正确的操作技能：掌握正确的操作技能是保证机械精度测量准确性的关键，包括正确放置测量设备、正确读数、正确调整等。
（4）控制环境条件：机械精度测量受环境条件影响较大，应控制温度、湿度、光线等因素对测量结果的影响。
（5）分析和处理测量数据：通过采用合适的数据处理方法对测量数据进行分析和处理，得出准确的结论和判断。
三、相学3.1 相学的定义相学是研究材料中不同晶体或非晶体间关系的科学，主要研究材料中不同相之间的组成、结构和性质等。
云天课件-中职《机械基础》第一章 机械零件的精度(栾学钢、赵玉奇、陈少斌)
例：Ф18，IT6级，查表： IT = 11μm = 0.011mm
第一节 极限与配合 二、 尺寸精度
（四）极限制
表1-1 标准公差的数值表
P.16
第一节 极限与配合 二、 尺寸精度
例：求轴 30－ －00..000270 mm的公差。 解：Ts es ei 0.007 (0.020)
0.013 mm
P.15
第一节 极限与配合 二、 尺寸精度
P.15
（三）偏差、公差和公差带
3. 公差带、公差带图和基本偏差
零线：表示基本尺寸的一条直线，用来作为计算偏差的基准。
基本偏差：最靠近零线的那个极限偏差。即基本偏差是上、下 极限偏差当中的一个，用以确定公差带的位置。
例：
30－0.007 －0.020
的基本偏差是上偏差－0.027 mm。
第一节 极限与配合 二、 尺寸精度
P.16
（四）极限制 国标规定：尺寸公差带由标准公差系列和基本偏差系列决定。
这样：公差带有两个基本参数，即公差带的大小与位置。公差带的大小由 标准公差系列决定，公差带的位置由基本偏差系列决定。
第一节 极限与配合 一、 互换性与标准化
P.13
1. 完全互换和不完全互换
互换性：是指从一批相同的零件中任取一件，不经修配就能装配到机器或部 件中，并满足产品的性能要求。
1）同一规格的一批零件或部件中； 2）不需做任何挑选、调整或辅助加工； 3）装配后满足机械产品的使用性能要求。
第一节 极限与配合 一、 互换性与标准化
尺寸公差带：用两平行直线表示的尺寸两极限偏差或两极限尺寸所限定的
一个区域。
公差带图：尺寸公差带的图解方式。
例：
30－0.007 －0.020
机械加工精度
正反加卸载变形曲线
• 先在正方向加载，得加载变形曲线，然后 卸载，得到卸载变形曲线。可见两条曲线 不重合，产生类似“磁滞”现象，
• 这主要是由于接触面上的塑性变形，零件 位移时的摩擦力消耗以及间隙的影响。
• 同理在反方向加载和卸载，又可得到加载 变形曲线和卸载变形曲线．两者也不重合。
①变形曲线是非线性的，有凸形和凹形两种。 可根据曲线求瞬时刚度和平均刚度。
②加载变形曲线与卸载变形曲线不重合，且 不回到起始点。
③多次重复加卸载变形曲线不重合，随着重 复次数的增加，变形曲线逐渐接近。
④单件零件的变形曲线与一个机器或部件的 变形曲线相差很大。
影响工艺系统刚度的因素
（1）接触面的表面质量 接触面间的变形与零件的表面粗糙度、
2)几何形状精度 限制加工表面宏观几何形状 误差，如圆度、圆柱度、平面度、直线度 等；
3)相互位置精度 限制加工表面与其基准面的 相互位置误差，如平行度、垂直度、同轴 度、位置度等。
几何形状精度和尺寸精度有关系吗？
零件公差必须大于形状位置误差
注：如果没有特殊要求，圆度、圆柱度等不 需要特别标注
接触刚度
机床是由多个零件组成的。一台机床或 部件的受力变形，除了零件本身的变形以 外，还有零件之间接触面的变形。
加载变形曲线
刚度曲线
（1）接触变形影响 （2）刚度很差零件存在
• 这种变形曲线又可以分为两类，
1 是凹形曲线 2 是凸形曲线
• 凹形曲线的特点是开始变形很大，逐渐刚 度变好；
• 而凸形曲线的特点是开始刚度较好，随着 载荷的加大，刚度愈来愈差。
转子受热膨胀，对转子间隙的影响 压差可以计算，转子受力变形可以知道 刀具的变化磨损，热伸长都是变值误差
偏差与公差(精品 值得参考)
TS=lmax-lmin=es-ei
3.与偏差的区别:
①公差不能为“-”和“0”，而偏差可以为“+”、“-” 和“0。 ②公差值的大小反映零件精度的高低和加工的难易 程度，而偏差仅表示偏离基本尺寸的多少。
极限尺寸 - 基本尺寸 = 极限偏差 最大极限尺寸 - 基本尺寸 = 上偏差 轴 l max l = es 孔 Lmax L = ES
最小极限尺寸 - 基本尺寸 = 轴 l min l = 下偏差
孔
Lmin
-
L
=
ei EI
偏差
注：1.偏差是代数值，故偏差为零以外，偏差前必须冠以
“+”或“-”。 2.尺寸合格条件：实际偏差介于上、下偏差之间。
③仅用公差不能判断尺寸是否合格，但可用以限制 尺寸误差，而两个极限偏差是判断孔和轴尺寸合格 与否的依据。
尺寸公差
例：给出孔和轴的尺寸要求 为 和 ，求 该孔和轴的公差。
综合例题
例：设某孔的尺寸为 寸、极限偏差和公差。 ，试计算孔的极限尺
解: 孔的基本尺寸 D=30mm 孔的极限偏差 ES=+0.021mm EI =0 孔的极限尺寸 Dmax =D+ES=30.021mm Dmin =D+EI=30mm 孔的公差 TD= │ES－ EI│=0.021mm
第一章
第一节
机械零件的精度
极限和配合
偏差、公差
复习
1.公称尺寸： L、l 2.实际尺寸： La、la
3.极限尺寸： Lmax、lmax、Lmin、lmin
机械零件的加工精度检测与控制
机械零件的加工精度检测与控制随着工业化和现代化的发展，机械零件在各行各业中的应用越来越广泛。
无论是汽车、航空航天，还是电子设备，机械零件的精度都是至关重要的。
因此，对于机械零件的加工精度进行检测与控制变得非常重要。
一、加工精度的概念与重要性机械零件的加工精度简而言之，就是指零件的尺寸、形状、位置、表面质量等参数与设计要求的偏差。
加工精度越高，说明零件与设计要求越接近，表明零件的性能和品质更可靠。
而加工精度不合格，就会导致零件的功能失效甚至设备的故障。
二、加工精度检测方法在机械零件加工过程中，常用的加工精度检测方法有三种：工序检测、最终检测和过程控制。
1. 工序检测工序检测是在零件加工的每个环节中进行的，它旨在及时发现并纠正加工过程中存在的问题。
常见的工序检测方法包括光学投影仪、三坐标测量仪、形状测量仪等。
通过这些工具，操作人员可以及时发现尺寸、形状等方面的问题，并作出相应的调整，保证下一步加工的准确性。
2. 最终检测最终检测是指在机械零件全部加工完成后的一次检测。
通过采用高精度的测量仪器和设备，例如CMM（Coordinate Measuring Machine，三坐标测量仪）等，对零件的尺寸、形状、位置、表面质量等进行全面检测。
如果检测结果不符合要求，相关人员需要返工或者筛选出不合格的零件，以保证产品的质量。
3. 过程控制在机械零件加工的整个过程中，通过控制加工设备的参数和监测加工过程中的数据，可以实现对加工精度的控制。
例如，通过对切削力、切削转速、进给速度等参数的实时监测和控制，可以及时调整加工过程中的问题，提高零件的加工精度。
三、加工精度控制的现状与挑战虽然加工精度检测与控制在现代工业中已经得到广泛应用，但仍面临一些挑战。
1. 多种零件加工不同的机械零件具有不同的形状、材料和制造要求，因此对于不同的零件，需要采用不同的加工精度检测与控制方法。
如何在不同的加工环境中选择合适的检测与控制方法，是一个需要技术人员深入研究的问题。
机械零部件位置精度
技术信息机床加工精度机床的生产率和精度是重要的竞争方面。
然而，机床操作条件的快速变化使得提高生产率和精度变得困难。
在零件制造中，越来越小批量的生产必须经济且准确。
在航空航天工业中，粗加工过程需要最大的切削能力，而随后的精加工过程必须以最大的精度执行。
对于铣削高质量模具，粗加工时需要较高的材料去除率，精加工后必须获得优良的表面质量。
同时，为了在可接受的加工时间内实现所需的路径之间的最小距离，需要最大轮廓进给率。
考虑到制造过程中剧烈变化的操作条件，机床的热精度变得越来越重要。
特别是对于需要不断变化加工任务的小批量生产，无法达到热稳定状态。
同时，第一个工件的精度对于生产订单的盈利能力变得非常重要。
钻孔、粗加工和精加工操作之间的不断变化会导致机床热状态的波动。
在粗加工过程中，铣削速率增加到 80% 以上的值，而在精加工过程中达到低于 10% 的值。
越来越高的加速度和进给速率会导致直线进给驱动中的循环滚珠丝杠发热。
机床的热稳定性对于机床制造行业来说，避免工件受热引起的尺寸偏差的解决方案比以往任何时候都更加重要。
主动冷却、对称设计的机器结构和温度测量已经成为普遍做法。
热漂移主要由基于循环滚珠丝杠的进给轴引起。
滚珠丝杠上的温度分布会因进给速率和移动力而迅速变化。
在不带线性编码器的机床上，由此产生的长度变化（通常：20 分钟内 100 µm/m）会导致工件出现严重缺陷。
图1在平均进给速率为 10 m/min 的多道次铣削过程中加热循环滚珠丝杠。
此热成像快照显示温度为 25 °C 至 40 °C。
商羊进给驱动器的位置测量NC 进给轴的位置原则上可以通过滚珠丝杠与旋转编码器的组合来测量，也可以通过线性编码器来 测量。
如果滑块位置由进给丝杠的螺距和旋转编码器（图 2，顶部）确定，则滚珠丝杠必须执行两项任务：作为驱动系统，它必须传递大的力，但作为测量装置，它需要提供高精度值并重现螺距。
但是，位置控制回路仅包括旋转编码器。
第一章精密机械设计的基础知识
，球 H max
1
p2 3
Ｃ）同样的p1、p2下，内接触时ρΣ较小， σHmax较小，约 为外接触时的48%，∴重载情况下，采用内接触，有
利于提高承载能力或降低接触副的尺寸。 (3) 失效形式
静应力: 表面压碎 ——脆性材料, 表面塑性变形——塑性材料
变应力：疲劳点蚀——齿轮、滚动轴承的常见失效形式。
E1、E2——两圆柱体材料的弹性模量；
μ1、μ2——两圆柱体材料的泊松比， 当μ1=μ1=μ时，δH可简化为 ：
H
Fµ E
2(1µ2）
当两钢制圆拄在力F作用下相压时，最大接触应力δH为：
120.3,E 1E2E,Hmax0.41F b 8 E
Hmax Hmax
(2)两球接触
F
1
H max
1
3
新产品开发设计，从提出任务到投放市场的全部程序
要经过如下四个阶段：
1．调查决策阶段：
了解市场（用户）需求，收集有关的技术资料及新 技术、新工艺、新材料的应用情况。拟定新产品开发 计划书。方案多样，反复分析优化。决策是非常关键 的一不，直接影响设计工作和产品开发成本
2．研究设计阶段：在决策后进行。
1）第一步主要为功能设计研究——称前期开发，任务是 解决技术中的关键问题。需要对新产品进行实验研究和 技术分析，验证原理的可靠性和发现存在的问题。并写 出总结报告和、总布局图和外形图等等
精密机械机器设计的一般程序市场调研可行性研究研究原理方案设计设计技术设计试制试验小批生产试销投产设计任务书定出最佳方案装配图零件图技术文件样机评价改进考核工艺性收集用户意见产品销售1建立零件的受力模型确定零件的计算载荷2选择零件的类型与结构pkpad三机械零件设计的一般步骤3选择零件的材料3选择零件的材料4按可能的失效形式确定零件的计算准则并确定零件的基本尺寸并加于标准化和圆整5零件的结构设计6绘制零件的工作图并编写计算说明书12机械零件的工作能力及其计算准则12机械零件的工作能力及其计算准则一机械零件的工作能力工作能力零件不发生失效时的安全工作限度
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。
第一章—极限与公差配合(新)
孔：La 轴：la
孔：Ea=La-L 轴：ea=la-l
第一章 §1－1极限与配合 想一想：
轴的尺寸只能在32.026mm—32.042mm之间 变化才能称为合格件，那么这个合格件的尺 寸变动范围是多大呢？你是怎么算的？
第一章 §1－1极限与配合
6.合格件： 实际尺寸
Lmax≧La≧Lmi lmax≧la≧lmi
2.轴在孔之上
3.相互交叠
第一章 §1－1极限与配合 2.配合
(1)定义：公称尺寸L/l相同的相互结合的孔和轴公差带之 间的关系。
(2)分类：间隙配合—孔的公差带在轴之上（最小间隙为零）。 过盈配合—轴的公差带在孔之上（最小过盈为零）。 过渡配合—公差带相互交叠。
第一章 §1－1极限与配合 间隙配合
孔L 轴l
ES EI es ei
解释：公称尺寸为φ32mm 上极限偏差为+0.042mm 下极限偏差为+0.026mm
第一章 §1－1极限与配合 (1)上极限偏差——上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。 孔： ES=Dmax － D 轴： es=dmax －d (2)下极限偏差——下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。
第一章 §1－2几何精度 一、几何精度 在零件加工过程中，由于各种因素的影响，零件的 几何要素不仅会产生尺寸误差还存在几何误差，几何误 差越大，零件几何精度越低。 简称要素，是指 构成零件几何特 征的点、线、面
第一章 §1－2几何精度 1.几何公差
(1)形位公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度 面轮廓度 (2)方向公差：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度
(3)位置公差：同心度、同轴度、对称度、位置度、线轮廓度、 面轮廓度 (4)方向公差：圆跳动、全跳动
孔与轴的尺寸1
机械零件的精度
பைடு நூலகம்
机械零件的精度是机械类专业一门很重要的实用 课程。 包含极限与配合、形位公差、表面轮廓粗糙度及 技术测量和实训等四个方面内的内容。 需要掌握必要的理论知识，更需要有较强的动手 能力，能够准确地对机械零件进行技术测量。 学习时要注意理论联系，考核时实践测量能力占 有相当高的比重。
§1－1极限与配合
2、互换性影响
互换性不仅保证了机械设备能正常的运转，减少维 护的时间，提高了生产率，而且降低了成本。 适用于大批量的生产，也是标准化生产的基础。互 换性是工业生产中的重要原则。 如果机械零件没有互换性，许多机器将因为其中某 个零件的失效，而不能得到及时的维护导致不能正 常工作。
所以非圆柱的内表面，只要是包容面就称之为孔。
§1－1极限与配合 2、轴
轴通常指工件圆柱形外表面，也包括非圆柱形外 表面。
特点：装配后轴是被包容面；加工过程中，零件 的实体材料变少，而轴的尺寸由大变小。
§1－1极限与配合
3、尺寸
尺寸：以特定单位表示线性尺 寸的数值。以毫米为单位，不 必标注。 公称尺寸：图中Ø20为孔和轴 的公称尺寸，一般取整数或整 齐的小数，如20.5。 L--表示孔的公称尺寸； l-- 表示轴的公称尺寸。 实际尺寸：由测量工具实测工 件后得到的尺寸。 La--表示孔的实际尺寸； la--表示轴的实际尺寸。
§1－1极限与配合 3、标准化
标准 标准是从事设计、制造和检测工作的技术依据。 标准化 标准化是指制定、发布标准和贯彻执行技术标准为 主要内容的全部活动过程。 技术标准分类 基础标准、产品标准、方法标准和安全与维护保护 标准。 现行标准分类 国家标准、行业标准、地方标准和企业标准
§1－1极限与配合
机械零件的几何精度(尺寸精度)
b ）画法：
1)零线。
2)确定公差带大小、位置。
3)孔 、轴
(或
) 或在公差带里写孔、轴。
4)作图比例基本一致，单位 µm 、mm均可。
5)基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。
c)公差带特性：
两个要素 公差带大小 T 公差带相对零线位置
标准公差 基本偏差
例：画尺寸公差带图：
轴Ø25
0.020 0.033
dmin = d +ei = 30 -0.041=29.959mm
查表1-4得：M的基本偏差（上偏差） ES =-8+Δ=-8+12=+4μm=+0.004 mm M8的下偏差 EI=ES-IT=+0.004-0.033=-0.029 mm 孔ø30 M8的极限尺寸 Dma= D + ES = 30+0.004= 30.004 mm Dmin=D + EI = 30-0.029= 29.971 mm
或 Ts =│es- ei │=│+0.015 -（-0.013）│=0.028 mm
可标注为孔
40
0.03，8 轴
0.07
40 0.015 0.013
**公差与偏差的区别：
公差是一个没有正、负符号的绝对值，不能为零 （１）从数值看
偏差是代数量，可能正、负或零
公差表示制造精度要求，反映加工难易程度， 限制误差，对单个零件无公差可言
4．极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个 极端。实际尺寸应位于其中，也可达到极限 尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限 尺寸；孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限
尺寸 。
孔和轴的最大极限尺寸分别用Lmax和lmax表示， 最小极限尺寸分别用Lmin和lmin表示。
机械基础机械零件的精度
表面粗糙度还会影响零件的耐 腐蚀性。表面粗糙度越小，耐 腐蚀性越好。
05
典型机械零件的精度要求
轴类零件的精度要求
直径公差
轴的直径尺寸精度要求，包括轴径和配合轴 径的精度。
圆度公差
轴的形状精度要求，限制轴截面内圆的实际 轮廓与理想轮廓的差异。
圆柱度公差
限制实际轴线与理想轴线的差异，使其在全 长上呈无波动的直线。
机械基础-机械零件的精度
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目 录
• 机械零件精度概述 • 零件尺寸精度 • 零件形状与位置精度 • 零件表面粗糙度 • 典型机械零件的精度要求 • 机械零件精度的检测与质量控制
01
机械零件精度概述
零件精度的概念
零件精度是指零件在加工过程中所达 到的几何参数和性能指标符合技术要 求的程度。
形位公差的确定方法
根据加工经济精度确定
根据经济精度确定形位公差，以保证零件的 制造和使用经济性。
根据使用要求确定
根据零件的使用性能要求，确定形状和位置 公差。
根据经验确定
根据相似零件的实际制造和使用情况，确定 形位公差。
04
零件表面粗糙度
表面粗糙度的概念
01
表面粗糙度是指零件表面由于 加工或自然因素所形成的微观 不平度。
VS
零件精度包括形状精度、尺寸精度、 位置精度和表面粗糙度等多个方面。
零件精度的分类
根据精度要求的不同，可以将零件精度分为高、中、低三个等级。
高精度要求零件的各项参数和性能指标符合很高的技术要求，如精密机床的主轴轴承、高精度齿轮等；中精度要求零件的各 项参数和性能指标符合比较高的技术要求，如一般机床的主轴轴承、中精度齿轮等；低精度要求零件的各项参数和性能指标 符合基本的技术要求，如普通机床的导轨、轴承座等。
机械精度设计与检测学习指导
第一篇机械精度设计与检测学习指导第一章绪论1.1 内容1.1.1 基本内容本章的学习目的：了解机械精度设计与检测课程的研究对象、内容、学习方法和特点。
掌握相关名词术语的定义、分类和概念，例如互换性、公差、检测和标准，以及相互之间的关系。
基本内容：机械产品的互换性、公差、检测、标准化、标准和优先数系的定义，适用范围及相关标准规定；检测的基本概念。
1.1.2 学习重点1. 机械精度设计的研究对象（1）互换性互换性是产品所具有的一种能力，国家标准GB/T 20000.1-2002《标准化工作指南第1部分：标准化和相关活动的通用词汇》给出互换性的定义是“广义地说，互换性是指一种产品、过程或服务代替另一种产品、过程或服务，能满足同样要求的能力。
”产品我们将之分成硬件产品和软件产品。
硬件产品是指看得见，摸得到的实物，机械产品即属于这一范畴。
软件产品是指过程或服务，属于思维、管理范畴，例如：商店、宾馆等的服务；软件程序；法律和法规等能够感知到，但用手接触不到。
机械产品的互换性具体是指“同一规格的零部件，按相同的技术要求制造，彼此能够相互替代使用，而且效果相同的性能”。
互换性的作用在制造、设计和使用与维修方面都具有很多优点和长处。
所以，互换性是机械产品现代化生产所遵循的加工原则。
互换性分为：完全互换性，即零部件在装配或更换时，不挑、不选、不修、不调既能达到的性能要求；不完全互换性，是指零部件按一定条件进行装配或更换，主要方法有分组装配法、调整装配法等。
（2）公差公差是指几何量的允许变动量。
机械零件的公差主要包括：尺寸公差、几何公差和表面粗糙度。
公差是机械精度设计的重要指标，是零件加工后产品是否合格的重要评价标准。
公差设计时，要全面考虑到产品的装配精度、加工工艺与定位、加工精度和检测方法等。
公差要求应正确地在图纸上表达。
公差是机械产品互换性的保证。
公差设计的原则是在满足产品的性能要求下，取大不取小，以获得最大的经济利益。
机械零件的几何精度与公差分析
机械零件的几何精度与公差分析在机械制造领域，几何精度与公差是非常重要的概念。
几何精度是指零件在制造过程中所要求达到的几何形状和相对位置的精度，而公差则是指零件所允许的最大偏差范围。
本文将通过几个案例和分析，探讨几何精度与公差的关系，以及其在机械设计和制造中的应用。
在机械制造中，几何精度和公差是相辅相成的概念。
几何精度的高低直接影响着零件的质量和性能，而公差则是制定零件和装配尺寸的重要依据。
几何精度包括平面度、圆度、直线度、圆柱度等，而公差包括零件尺寸公差、形位公差、位置公差等。
以一个简单的轴加工为例，几何精度与公差的分析可以让我们更好地理解其应用。
假设我们有一个要求直径为50mm的轴零件，根据设计图纸的要求，我们可以设定公差为±0.01mm。
这意味着我们在制造过程中可以允许零件直径在49.99mm 到50.01mm之间波动。
在实际的制造过程中，我们可以采取不同的加工方法和工艺控制来满足几何精度和公差的要求。
例如，我们可以使用精密磨床来加工零件的外径，以保证直径的精确度。
同时，我们还需要控制加工过程中的温度、刀具磨损等因素，以确保零件的公差在允许范围内。
除了机械制造过程中的加工控制外，几何精度和公差的分析还可以应用于零件的装配过程。
在装配过程中，我们需要考虑不同零件之间的配合关系，以及零件的相对位置和定位要求。
通过对几何精度和公差的分析，我们可以确定零件的最佳配合方式，以确保装配后的整体性能和可靠性。
几何精度和公差的分析还可以帮助我们优化机械设计。
在设计过程中，我们需要考虑零件的功能和使用要求，并结合几何精度和公差的要求进行设计。
例如，在设计一台精密仪器时，我们可能需要采用更严格的几何精度和公差要求，以确保仪器的测量精度和稳定性。
此外，几何精度和公差的分析也可以用于机械故障的排查和分析。
当机械设备出现故障时，我们可以通过对几何精度和公差的分析来确定可能的故障原因，并采取相应的维修和保养措施。
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偏差值可正可负。
§1－1极限与配合
上偏差：最大极限尺寸减去基本尺寸所得代数差。 Es ―表示孔的上偏差；ES＝Lmax－L es―表示轴的上偏差。es＝lmax－l
下偏差 ：最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。 Ei―表示孔的下偏差；EI＝Lmin－L ei―表示轴的下偏差；ei＝lmin－l
§1－1极限与配合
尺寸公差带：零件尺寸相对 公称尺寸所允许的变动范围。
零线：表示尺寸的位置。
注意公称尺寸的零件为基准 线，零线上方的偏差为正； 零线下方的偏差为负。
上、下极限偏差之间的宽度 为公差值，画图时注意上下 比例，其长度大小可随意选 取，上极限偏差用右斜剖面 线表示，下极限偏差用左斜 剖面线表示。
第一章 机械零件的精度
机械零件的精度是机械类专业一门很重要的实用 课程。
包含极限与配合、形位公差、表面轮廓粗糙度及 技术测量和实训等四个方面内的内容。
需要掌握必要的理论知识，更需要有较强的动手 能力，能够准确地对机械零件进行技术测量。
学习时要注意理论联系，考核时实践测量能力占 有相当高的比重。
（三）、公差 1、 尺寸公差
尺寸公差：上极限尺寸与下极限尺寸之差，也是上极限偏差与下极限偏差之差。 是工件尺寸允许的变动范围。
Th―表示孔的公差；Th＝Lmax－Lmin＝ES－EI Ts―表示轴的公差；Ts＝lmax－lmin＝es－ei 练习计算右图孔和轴的尺寸公差 孔的公差0.021；轴的公差0.013
公称尺寸：图中Ø20为孔和轴 的公称尺寸，一般取整数或整 齐的小数，如20.5。 L--表示孔的公称尺寸； l-- 表示轴的公称尺寸。
实际尺寸：由测量工具实测工 件后得到的尺寸。 La--表示孔的实际尺寸； la--表示轴的实际尺寸。
§1－1极限与配合
极限尺寸：孔或轴所允许的两个 界限值。 图示孔的上极限尺寸为 20.021mm，下极限尺寸为20。 Lmax，Lmin --表示孔的上 与下极限尺寸。 lmax，lmin，--表示轴的上 与下极限尺寸。
§1－1极限与配合
一、互换性与标准化
1、互换性
互换性概念
互换性是指制成的同一批零件中不需要作任何挑选或附 加加工就可以直接使用，组装成部件或整机，并能达到设计 要求。
互换性分类 完全互换性
完全互换性是指零部件在装配时不需要作任何选择或附 加加工。
不完全互换性
不完全互换性是指零部ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ在装配时允许进行附加加工、 选择和调整，以提高装配的精度和解决加工困难。
§1－1极限与配合
3、标准化
标准 标准是从事设计、制造和检测工作的技术依据。
标准化 标准化是指制定、发布标准和贯彻执行技术标准为
主要内容的全部活动过程。 技术标准分类
基础标准、产品标准、方法标准和安全与维护保护 标准。 现行标准分类
国家标准、行业标准、地方标准和企业标准
§1－1极限与配合
§1－1极限与配合
实际偏差： 实际尺寸减去公称尺寸所
得的代数差。 图样中一般标注公称尺寸和上
下极限偏差。 练习：右图孔和轴的公称尺寸、
上下极限偏差、极限尺寸。 孔：公称尺寸20，上极限
偏差0.021，下极限偏差0。
轴：公称尺寸20，上极限 偏差-0.007，下极限偏差0.020。
§1－1极限与配合
合格零件的实际尺寸应当在上与 下极限尺寸之间。 图示零件实际尺寸在20.021 与20之间的任何值都视为合格 尺寸。
§1－1极限与配合
（二）、偏差
如基本尺寸为20，实际尺寸为20.03 尺寸偏差为20.03－20＝0.03 如果实际尺寸为19.98 尺寸偏差：实际尺寸或上、下极限尺寸与公称尺 寸之差值。
标准公差数值大。 标准公差的数值，既与标准公差等级有关；又与基本尺
寸段有关。
§1－1极限与配合
（2）标准公差数值表
基本尺寸一定时，公差等级越高，其公差值越小；反之，公 差值越大。
公差等级一定时，随着基本尺寸增大，其公差值也应当相应 增大。
标准公差不仅与精度有关，还与基本尺寸有关。 基本尺寸进行分段，把常用的小于500mm的轴与孔分成13
§1－1极限与配合
（1）标准公差等级
标准公差分为20个等级，用IT表示，分别为IT01，IT0, IT1， IT2 ……IT18。
公差等级从左向右为由高到低。 常用的精度为6～10级，01和0级精度在工业上很少应
用。 常用机械加工所能达到的精度等级见表2-2所示。 标准公差等级高，标准公差数值小；标准公差等级低，
体材料变小，而孔的尺寸由小变大。
所以非圆柱的内表面，只要是包容面就称之为孔。
§1－1极限与配合 2、轴
轴通常指工件圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表 面。
特点：装配后轴是被包容面；加工过程中，零件的 实体材料变少，而轴的尺寸由大变小。
§1－1极限与配合
3、尺寸
尺寸：以特定单位表示线性尺 寸的数值。以毫米为单位，不 必标注。
下图是机器中最广泛采用的一种圆柱体结合形式。 孔和轴的形状非要是圆形的吗？ 为了使加工后的孔 与轴能满足互换性要求，必须在设计时采用极限与配 合标准。本次课程讲授孔和轴的定义与极限与配合术 语等相关内容？
§1－1极限与配合
二、尺寸精度 （一）孔与轴的尺寸 1、孔
孔通常是指工件的圆柱形内表面。 特点：装配后孔是包容面或者加工过程中零件的实
§1－1极限与配合
2、公差带
公差带是由公差的大小和位置来决定的。大小由标准公 差来确定，位置由基本偏差来确定。目前国家规定的 《极限与配合》已经对标准公差和基本偏差标准化。今 天我们来学习标准公差系列。
§1－1极限与配合
3、标准公差
标准公差是国标规定用以确定公差带大小的任一 公差。
标准公差用IT表示。 国标规定标准公差数值见19页表2-1。
§1－1极限与配合
2、互换性影响
互换性不仅保证了机械设备能正常的运转，减少维 护的时间，提高了生产率，而且降低了成本。
适用于大批量的生产，也是标准化生产的基础。互 换性是工业生产中的重要原则。
如果机械零件没有互换性，许多机器将因为其中某 个零件的失效，而不能得到及时的维护导致不能正 常工作。