机械精度设计与检测技术基础 第2版 教学课件 ppt 作者 杨沿平 新第一章：绪论
机械精度设计与检测1——概论.pptx
1.7 测量技术的发展
1． 极限与配合标准的发展概况 2． 测量技术的发展概况。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.2.921.2.9Tuesday, February 09, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。06:12:4406:12:4406:122/9/2021 6:12:44 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.2.906:12:4406:12Feb-219-Feb-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。06:12:4406:12:4406:12Tuesday, February 09, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。21.2.921.2.906:12:4406:12:44February 9, 2021
本课程的性质、任务与要求
一． 课程性质：
二． 任务： 1． 学习本课程应掌握：
1） 机械制图中有关标注的含义——尺寸公差、形位公差、表 面粗糙度等 ；
2 ） 能 对 机 器 中 的 典 型 零 部 件 提 出 几 何 参 数 要 求 —— 对 简 单 的零部件进行几何精度设计；
3） 对几何量进行检测； 4） 熟悉有关标准
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年2月9日星期二6时12分44秒06:12:449 February 2021
•
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。上午6时12分44秒上午6时12分06:12:4421.2.9
如同规格的滚动轴承间的更换 不完全互换——
机械精度设计与检测技术基础 第2版 教学课件 ppt 作者 杨沿平 新第五章：表面粗糙度
lr
lr
lr
lr
lr
ln
取样长度和评定长度
6．评定长度ln（evaluation length） 用于判别评定轮廓的x轴方向上的长度。 评定长度应包括一个或几个取样长度 。
一般取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较 均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。
为充分合理地反映整个表面的粗糙度特性，必须 在多个取样长度上分别进行测量，并取各测得值的 算术平均值。
第五节 表面粗糙度的测量
比较法：比较样块 光切法：光切（双管）显微镜 干涉法：干涉显微镜 针描法：电动轮廓仪 印模法：以上四种均可
5.1 表面粗糙度的测量
1.与表面粗糙度样板比较测量
表面粗糙度比较样块是用比较法检查零件表面粗糙度的一种 量具，应用广泛。
用此法虽不能精确地得出被测表面的粗糙度值，但因器具 简单，使用方便，能满足一般的生产需要，适宜在生产车间中
Rmr(c)的数值(%)
标准推荐的Rmr（c）数值序列
10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90
lr和ln
Ra(µm) ≥0.008~0.02 >0.02~0.10 >0.10~2.0 >2.0~10.0 >10.0~80
Rz,Ry (µm) ≥0.025~0.10 >0.10~0.50 >0.50~10.0 >10.0~50.0 >50.0~320
首先应考虑对零件使用功能的要求,其次应考虑检测的 方便性及仪器设备条件等因素。
在高度评定参数中，Ra参数最常用，因为它反映轮廓信息最多，
能较完整、全面地表达零件表面微观几何特征。国家标准推荐：
在常用数值（Ra0.025～6.3μm，Rz0.1～25μm）内，应优先选用 Ra参数。Ra参数通常采用电动轮廓仪用针描法测量。
机械精度设计概论
是衡量企业负债水平及其风险程度的重要指标。 债权人来分析 投资者角度来分析
比较保守的观点认为一般不应高于50% 通常认为资产负债率达60%时比较适当。
《机械精度设计与检测技术》多媒体课件 第1章 机械精度设计概论
【例3-11】资产负债率的计算与分析
几何误差
本课程研究机械产品的精度设计问题，机 械产品是固态产品，主要是由具有一定几何形 状的零、部件安装组成。
固态产品的特点是具有特定的几何外形，而 且几何外形的特性对其使用功能具有直接的影 响。
几何误差就是指制成产品的实际几何参数 （表面结构、几何尺寸、几何形状和相互位置） 与设计给定的理想几何参数之间偏离的程度。
《机械精度设计与检测技术》多媒体课件 第1章 机械精度设计概论 工艺系统的几何误差：主轴和尾座的顶尖连线与机床导轨不平行 薄壁件在三爪卡盘夹紧下变形
《机械精度设计与检测技术》多媒体课件
2.速动比率
Байду номын сангаас
第1章 机械精度设计概论
速动比率是企业一定时期的速动资产同流 动负债的比率。
速动比率＝（速动资产÷流动负债）×100%
要求财务人员提出更为可靠的分析指标。
期末速动比率= （50 075＋38 394＋89 124＋11 889＋1 794）÷156 740＝1.22
期初速动比率= （32 819＋17 966＋74 736＋10 066＋1 972）÷178 190＝0.77
影响速动比率可靠性的一个重要因素是应收账款的变 现能力。
《机械精度设计与检测技术》多媒体课件 第1章 机械精度设计概论
第1章 机械精度设计概论
本章主要内容
一．几何误差的基础知识 二．几何精度的基础知识 三．几何精度规范 四．课程的性质、任务及要求
机械精度设计与检测技术实验PPT课件
实验一：尺寸偏差测量 实验仪器简介
3. 电子数显卡尺
4.
（用于测量床头箱孔1与孔2的中心
距）
（1）电子数显卡尺的组成（见图3）：
1 内尺寸测量爪（2个） 2 液晶显示屏 3 锁紧旋钮 4 纽扣电池
5 主尺
图3：电子数显卡尺
9 mm/inch转换按钮 8 显示屏清零按钮 7 on/off 转换按钮 6 外尺寸测量爪（2个）
实验一：尺寸偏差测量 实验仪器简介
（2）电子数显卡尺的使用： 第一步：清零。按下on/off 转换按钮（接通电子数显卡尺电源），松开锁
紧旋钮，移动滑尺使测量爪完全闭合，按下清零按钮。 第二步：测量。测量内（外）尺寸用内（外）尺寸测量爪，测量时应确保
测量爪位置正确，以减少册人为误差。 第三步：读数。直接从显示屏上读取数据（注意：以mm为单位）。 第四步：关闭电源。为了节省电池，请在测量完毕后按下 on/off 转换按钮
关闭电源。
（3）电子数显卡尺的精度： 被测尺寸范围为10~50mm时：测量极限误差为 ± 40µm
实验一：尺寸偏差测量 待测工件
待测工件：1 主轴（见图4）；2 床头箱（见图5） 孔1：ф26H7
孔2：ф20H7
中心距：53.75±0.1
ф26g6
图5：床头箱图4：主轴 Nhomakorabea实验二：直线度误差测量 实验内容简介
实验目的：1）了解平直度测量仪，电感测微仪，千分表和水平仪的功能，测量精度
及使用方法。能够根据被测零件的技术要求合理的选择量具。
2）能够正确处理测量数据并给出测量结果。
3）加深学生对教材《机械精度设计与检测技术》第四章重点内容的理解。
实验项目：1）用平直度测量仪或水平仪测量床身导轨给定方向的直线度误差。
机械精度设计与检测基础第1章：绪论
① 偏差——是代数量，有（+、0、-）符号。
标注单位 偏差在图上标注应注意： 标注方法
公差——是绝对值，不带符号（尺寸公差不
能为零）。
② 偏差有基准 ——以公称尺寸为基准，公差无基准 。
③ 偏差影响配合松紧。 公差影响配合精度。
④ 实际偏差是对单件零件的判断： ei ea es
误差是对一批零件的判断：
(4)代号：
42
系列无限定范围时:
Rr 如 R10、R20….
Rr/p 如R10/3… 系列有限定范围时，应注明界限值: 如 R 10(…40)， 如 R10(16…)，
R10(16…40)， R10/3(16…) …。
下面举例说明什么是派生系列。
例如R10/3，公比为 q10/3=103/10≈ 2，
1
1
即q101010q52 5 102
40
2005)
由表可见：R5中间插入一个数→R10······
（2）优先数系的种类
41
基本系列:basic series R5、R10、R20、R40
补充系列:complementary series R80
变形系列(deformation series例) 如派生系列 Rr/p等
EI Ea ES
f T
（3）尺寸公差带(tolerance zone)及公差带图
28
尺寸公差带（见图3-3）
是指由代表上偏差和下偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的
两条直线所限定的一个区域。
公称尺寸
尺寸公差带图（见图3-4）
29
公称尺寸
零线—— ① 基本尺寸 ② 极限偏差数值或符号 公差带————
0
+0.005
机械精度设计与测量技术课件：尺寸链的精度设计基础-
⑵ 中間計算問題 該類計算的特點是已知封閉環及某些組成環的基本尺寸和極限偏差，
求某一組成環的基本尺寸和極限偏差，此類問題多屬於工藝方面的問題， 如制訂工序公差等。 ⑶ 反計算問題
該類計算的特點是已知封閉環的基本尺寸和極限偏差及各組成環的基
本尺寸，求各組成環的公差和極限偏差。解這方面問題的目的是根據總的 技術要求來確定各組成環的上、下偏差，解決設計時公差的分配問題，也 叫做設計計算。
它是考慮各組成環尺寸的分佈情況，按統計公差公式進行計算的。應
用此方法裝配時絕大多數產品的組成環不需挑選或改變其大小和位置，裝 入後即能達到封閉環的公差要求。大數互換法是以一定置信概率為依據， 本章規定各環都趨向正態分佈，置信概率為99.73%。採用此法應有適當的 工藝措施，排除個別產品超出公差範圍或極限偏差。
一、完全互換法解尺寸鏈的基本步驟和公式 1. 步驟
用完全互換法進行尺寸鏈計算的基本步驟是：
(1)畫尺寸鏈圖； (2)確定封閉環； (3)確定增環和減環； (4)根據有關數學公式，進行封閉環或組成環量值的計算； (5)校驗計算結果。
2. 基本公式
用完全互換法進行尺寸鏈計算的基本公式是：
封閉環的基本尺寸
思考題
1. 什麼是尺寸鏈？它的基本特徵是什麼？ 2. 如何確定尺寸鏈的封閉環？如何判斷增環和減環？ 3. 為什麼封閉環公差比任何一個組成環的公差都大？設計時遵循什麼原則？ 4. 尺寸鏈的計算有哪幾種類型？他們的目的分別是什麼？
此外在某些情況下，當裝配精度要求很高，應用上述方法生產條件無
法滿足或者為了降低成本，還經常採用分組互換性、修配法和調整法。
第二節 用完全互換法解尺寸鏈
用完全互換法解尺寸鏈能夠保證完全互換性，它是從尺寸鏈各環的極限 值出發進行計算的，它可以讓增環極大值與減環極小值同時出現，增環極 小值與減環極大值同時出現，而不考慮各環實際尺寸的分佈情況，也是尺 寸鏈計算中的最基本的方法。
机械精度设计与检测基础(PPT86页)
)。
① 负值 ② 上偏差 ③ 下偏差 ④ 正值
10. 一齿径向综合偏差fi″用来评定齿轮的 (
)。
① 传动准确性 ② 传动平稳性 ③ 齿侧间隙合理性
二、性填空题 (每空1分，共27分）
④ 载荷分布均匀
1. 不完全互换性可以用
法、
法或其他方法实现 。
2. 优先数系 R20系列的公比为
。
3. 计量器具的分度值越大表示计量器具的测量精度越
。
4. 尺寸公差带的大小由
确定，位置由
确定。
5. 配合是指
相同，且相互结合的孔和轴公差带之间的关
系6. 用。标准化的孔、轴公差带组成各种配合的制度称为
。
7. 线性尺寸的未注公差要求写在零件图的
中。
8. 对于配合种类的选择，若孔、轴之间有相对运动要求，则必须选择 配9. 通合常。，对于中、小批量生产的零件尺寸精度使用
质的场合。 6. ( )测量表面粗糙度时,同一被测件,在各取样长度内,它们的轮廓中线
方向是相同的。 7. ( )普通螺纹公差标准中，除了规定中径和顶径的公差之外，还规定
Байду номын сангаас了螺距和牙侧角的公差。 8. ( ) 为了减少加工花键孔时所用刀具的规格数量，故矩形花键联结
采用基孔制。 9. ( ) 滚动轴承内圈是基准孔，所以其上偏差为正、下偏差为零。
进行测
11
10. 圆柱齿轮同侧齿面必检精度指标为
、
、
、及
。
11. 若没有齿向测量仪时，可用齿轮副的精度指标
为
；要求Ｒz≤1.6m时，按16%规则，其在图样上的标注为
。
６．表面粗糙度高度特性的评定参数（符号）有
。对同一个零件，配合表面
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第一章 绪论第一节 精度设计与互换性第二节 标准化与优先数系第三节 测量技术概述第四节 本课程的性质及任务第一节 精度设计与互换性一、几何精度设计概述二、互换性概述一、几何精度设计概述1.机械设计过程三阶段：系统设计、参数设计和精度设计（1）.系统设计（运动设计）：确定机械的基本工作原理和总体布局，以保证总体方案的合理性与先进性。
主要是传动系统、位移、速度、加速度等运动学的设计。
（2）.参数设计（结构设计）：确定机构各零件几何要素的公称值，主要依据是保证系统的能量转换和工作寿命。
必须按照静力学与动力学的原理，采用优化、有限元等方法进行计算，并按摩擦学和概率理论，进行可靠性设计。
（3）.精度设计（公差设计）：确定机械各零件几何要素的允许误差。
⏹误差影响功能要求的满足，误差的大小与生产的经济性和产品的使用寿命密切相关。
⏹误差大，即精度低，导致机械产品不能实现预定的功能要求;⏹误差小，即精度高，导致成本高，可能造成浪费。
⏹机械产品报废的原因主要是丧失几何精度，机械产品的周期性检修实质上是其精度的检定和修复。
⏹没有足够的几何精度，机械产品就失去使用价值。
⏹几何精度已经逐渐形成一门独立的技术学科，并越来越受到工程科学与技术界的高度重视。
2.精度设计的基本原则与方法：（1）精度设计的基本原则：尽可能经济地满足产品的功能要求。
⏹机械精度设计首先必须满足产品的功能要求。
功能要求主要依赖于组成该产品的各零件的几何精度。
⏹需要对零件的功能要求进行分析，然后对不同的要求给出不同的几何精度。
⏹给出的几何精度越高，允许的误差越小，也即公差愈小（允许的误差称为公差） ，加工难度愈大，制造成本愈高，经济性愈差；精度设计就是正确处理好零件功能要求与经济性之间的矛盾。
试验法用“实践”来“检验真理”，但因设计周期较长、试制费用高，目前仅用于新产品开发中个别特别重要的精度设计。
随着虚拟制造、虚拟设计、虚拟现实的出现，试验法的使用有不断扩大使用的趋势。
“虚拟试验法” ：可显著降低设计周期和试验成本，能在一定程度上取代传统的试验法。
⏹计算机科学的兴起与发展为机械精度设计提供了先进的手段和工具。
⏹计算机辅助设计(CAD)的领域中，计算机辅助公差(CAT)的研究也已愈来愈受到重视。
二、互换性概述⏹互换性是在特定的生产和使用条件下对精度设计的要求。
⏹只有重复生产的零件才可能有互换性的要求。
因此，一般首先要进行合理的精度设计，然后再根据具体条件确定是否需满足互换性的要求。
1.互换性的含义：⏹指同一规格的一批零件或部件中，任取一件，不经任何选择、修配或调整，就能装在机器或仪器上，并满足原定使用功能要求的特性。
⏹零部件具有互换性应同时满足如下两个要求：⏹①不需任何选择、修配或调整便能进行装配或维修更换；⏹②装配或更换后能满足原定的使用性能要求。
2.互换性的分类：⏹1）按互换的程度或范围：分为完全互换与不完全互换。
⏹完全互换(绝对互换) ： 规格相同就能进行互换。
⏹不完全互换（有限互换或分组互换） ：需对同规格零件进行分组，然后大孔配大轴，小孔配小轴，即同组内的零件才可以互换。
如：2）按使用要求：可分为几何参数互换与功能互换。
几何参数互换：通过规定几何参数的公差来实现的互换，称为狭义互换性。
功能互换：通过规定功能参数的公差（如材料机械性能参数、化学、光学、电学、流体力学等参数）来实现的互换。
3. 互换性的重要意义与作用：⏹（1）从使用方面看：可以更加方便和快捷⏹（2）从制造方面看：有利于专业化协作生产。
如汽车制造。
⏹（3）从装配方面看：有利于采用流水线或自动线装配。
⏹（4）从设计方面看：有利于简化设计程序，缩短设计周期。
综上所述，零部件的互换性在机械工业生产过程中具有重要的技术与经济意义，但实现互换性必须满足两个条件：条件1：零件必须按一定的公差进行设计制造（即按标准进行精度设计，并按设计进行制造）；条件2：必须按一定的标准进行检验，且检验合格。
4 .互换性生产的发展概况⏹互换性生产始于19世纪的兵器工业．以后用于机械制造行业并逐渐扩大到其他各种行业。
先由单参数(尺寸)的配合互换性发展到功能互换性。
⏹在零件的检验方面，首先用极限量规控制尺寸，然后用功能量规控制零件的形状和各尺寸间相互位置精度。
现代机械工业的发展趋势是由单一品种的大批量生产向多品种的柔性生产系统(FMS)方向转变。
FMS主要特点是：根据市场需求，及时改变生产线上的产品型号和规格。
⏹例如，目前比较先进的汽车装配生产线均是采用可根据用户需求随时更换车型的柔性生产系统。
当前互换性的原则在各个行业被普遍地、广泛地采用，并已成为现代化生产的一项重要的技术经济原则。
在当前全球化大生产的条件下，按照专业化协作的原则进行互换性生产，已是提高产品质量、降低生产成本和提高经济效益的必由之路。
⏹工业生产↑→互换性生产水平↑→工业生产发展↑↑第二节 标准化与优先数系一、标准与标准化二 、优先数系与优先数一、标准与标准化⏹为了保证机器零件几何参数的互换性，必须制订和执行统一的互换性公差标准。
⏹我国互换性公差标准包括：极限与配合、形状和位置公差、表面粗糙度以及各种典型的联接件和传动件的精度标准。
1.标准即技术法规：为了取得国民经济最佳效果，在总结实践经验和充分协商的基础上，有计划地对人类生活和生产活动中具有多样性和重复性的事物，在一定范围内做出统一规定，并经一定的批准程序，以特定的形式颁发的技术法规。
2.标准的分类：按一般习惯分：技术标准、管理标准和工作标准；按作用范围分：国际标准、区域标准、国家标准、专业标准、地方标准和企业标准；按在标准系统中的地位与作用分：基础标准、一般标准；按法律属性分：强制性标准和推荐性标准。
⏹强制性标准颁布后，凡从事科研、生产、经营的单位和个人，都必须严格执行。
⏹推荐性标准不具有法律的约束力、但一经被采用，或在合同中被引用，就应该严格执行、受合同法或有关经济法的约束。
我国实行强制性和推荐性两种标准。
已制订了一万多项国家标准。
其中有关几何精度的推荐性国家标准都是等同或等效采用了相应的国际标准(ISO)。
他们都与相应的国际标准基本统一，从而有利于国际合作与交流。
本课程主要涉及到三十多个基础国家标准，自九十年代以后多为推荐性标准，用代号“GB/T”表示。
3.标准化：标准化——是制定和贯彻技术标准，以促进全面经济发展的全过程。
它是实现互换性生产的前提，是提高产品质量的重要保证，也是扩大国际贸易和提高产品竞争能力的必要条件。
标准化过程包括循环往复地制订、贯彻、修订标准。
贯彻标推是核心环节，标准化在发展的深度上是没有止境的，它将随着生产的发展和社会的进步向更深的层次不断发展、不断提高和完善。
二、优先数系与优先数在工业生产中，当选定一个数值作为某种产品的参数指标后，这个数值就会按照一定的规律向一切相关的制品、材料等的有关参数指标传播扩散。
由于工程上的技术参数具有传播特性，例如：造纸机械的规格→印刷机械→书刊和报纸→复印机、打印机→文件柜、书架等，所以，在工程上的技术参数应采用优先数系。
国家标准GB32l一80规定的优先数系有：R 5、R10、R20和R40四个基本系列和R80补充系列，见表1－1。
各系列的公比q如下：R5:q5＝≈1. 60R10：q10＝≈1.25R20:q 20＝≈1.12R40:q 40＝≈1.06R80：q 80＝≈1.03优先数系在公差标准中得到广泛应用，现己被国际标准化组织采纳为统一的标准数值制。
若取基本系列中每二、三或四项之值所得到的是派生系列，用基本系列代号之后加一斜线和表示项数的数字(2、3、4)来表示。
例如：R5／2： 1、2.5、6.3、16、40、100……R10／3：1、2、4、8、l 6、31. 5、63……第三节 测量技术概述⏹测量是判别产品合格与否、质量优劣的基本方法，是实现互换性的重要保证。
⏹测量技术与制造技术密切相关、互相促进，测量技术的发展对制造技术的发展有不可替代的重要作用，所以说“没有测量就没有科学”。
20世纪特别是第二次世界大战以后，制造技术和测量技术迅猛发展。
如：德国Zeiss厂1926年生产了小型工具显微镜、1927年年生产了大型工具显微镜，从此测量精确度由0.01mm提高到0.001mm→0.1μm→0.01μm；测量范围由两维空间（工具显微镜）发展到三维空间（三坐标测量机）；测量尺寸范围从集成元件上的线条宽度到飞机的机架；测量的自动化程度从人工对准刻度尺读数到自动对准、计算机处理数据、自动打印或显示结果。
80年代中期由Bining和Rohrer研制成功隧道显微镜，1986年获诺贝尔奖,该仪器的分辨率达到0.01纳米，可测原子或分子的尺寸或形貌，为微尺寸的测量掀开了新篇章。
我国研制成功的激光丝杆动态检查仪、光栅式齿轮全误差测量仪等均已进入了世界先进行业。
近年来我国又相继开发出了隧道显微镜和原子力显微镜，在纳米测量技术方面紧跟世界先进水平。
第四节 本课程的性质及任务一、本课程的性质及研究对象二、本课程的任务与要求三、本课程的特点与学习方法一、本课程的性质及研究对象1.课程的性质：是一门综合性应用技术基础学科,是高校机械类各专业的一门重要技术基础课，也是有关工程技术人员必须掌握的一门实用技术。
2.研究对象：机械或仪器零部件几何参数的精度设计及其检测原理。
二、本课程的任务与要求1.任务：获得机械工程师必备的几何量精度设计与检测基本知识和技能。
2.要求：●掌握互换性、标准化的概念及机械零部件精度设计的基本原则和方法；●熟悉有关互换性标准的基本术语和定义、基本掌握标准的主要内容、特点和应用原则；●会查用本课程介绍的各种公差表格，并能正确地进行图样标注；●掌握尺寸、形状和位置、表面粗糙度的标准规定、初步学会根据实际零件的功能要求进行几何参数的精度设计；●通过实验初步学会用计量器具进行精密测量，并掌握几种典型的检测方法。
三、本课程的特点与学习方法1.特点：●名称代号、术语定义多，标准表格、经验公式多，涉及的知识面广，而相应的理论推导和定量计算则较少。
●标准的规定和选用原则性强，而在实际工程应用中则灵活性大。
●内容比较繁杂、散乱，各章节的相互联系不够紧密，初学者感到不太习惯。
●课程教学时数少、内容多，基本概念容易混淆、必须勤学多练，不可能轻松。
2.特色：●课程内容经常在实践中会碰到、对机械类或近机械类专业的工程技术人员作用大；●主干技术基础课，对后续课程的影响大,我校也将该课程列为考试课程。
●在实际中才能真正用好、用活本课程的知识，除完成教学大纲所规定的要求外，还必须具有较丰富的生产实践经验。
4．几点要求：●上课认真听讲、积极思考，不许打搅他人；●作业按时、独立完成，不许拖欠和抄袭（凡拖欠、抄袭概不批阅）；●认真做好每个实验，重视实践动手操作能力培养，实验不及格不参加总评；●形成互相讨论、互相学习的良好风气，随时反馈教学意见与要求，及时解决疑难问题；●提出有独到见解证明钻研本课程达到一定深度者，可视情况加分。