機械零件的幾何精度

關于機械零件的幾何精度第1頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三一、互換性同一批零件，不經(jīng)挑選和輔助加工，任取一個就可順利地裝到機器上去，并滿足機器的性能要求。

保證零件具有互換性的措施：由設計者確定合理的配合要求和尺寸公差大小。二、標準化標準化是對重復性的事物進行科學的簡化、選優(yōu)、協(xié)調和統(tǒng)一所采取的一項重要的技術措施。標準化是廣泛實現(xiàn)互換性生產(chǎn)的前提§2—1概述第2頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三§2—2尺寸精度一、孔和軸通常將工件的圓形內表面和圓形外表面稱為孔和軸。如圖2-1所示圖中由D1，D2，D3，和D4各尺寸確定的包容面均稱為孔圖中由d1,d2,d3和d4各尺寸確定的包容面均稱為軸第3頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

基本尺寸：它是設計給定的尺寸；(L,l)

極限尺寸：允許尺寸變化的兩個極限值，它是以基本尺寸為基數(shù)來確定的。

(Lmax,Lmin),(lmax,lmin)

實際尺寸：通過實際測量獲得的某一孔、軸的尺寸（La,la）

尺寸偏差（簡稱偏差）：某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差，分別稱為上偏差和下偏差。2、基本術語例：一根軸的直徑為500.008基本尺寸：最大極限尺寸：最小極限尺寸：5050.00849.992第4頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

上偏差=最大極限尺寸–基本尺寸代號：孔為ES，軸為es。下偏差=最不極限尺寸–基本尺寸代號：孔為EI，軸為ei。

尺寸公差（簡稱公差）：允許尺寸的變動量。公差=最大極限尺寸–最小極限尺寸

=上偏差–下偏差例：一根軸的直徑為500.008公差=50.008-49.992=0.016或=0.008-(-0.008)=0.016上偏差=50.008-50=0.008下偏差=49.992–50=-0.008第5頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

零線：在公差帶圖（公差與配合圖解）中確定偏差的一條基準直線，即零偏差線。通常以零線表示基本尺寸。

尺寸公差帶（簡稱公差帶）：在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的區(qū)域。

3、配合 基本尺寸相同的、相互結合的孔和軸公差帶之間的關系，稱為配合。

根據(jù)使用的要求不同，孔和軸之間的配合有松有緊，因而國標規(guī)定配合分三類：即間隙配合、過盈配合和過渡配合。第6頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三尺寸公差的一些名詞第7頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三4、標準公差與基本偏差

公差帶由“公差帶大小”和“公差帶位置”這兩個要素組成。標準公差確定公差帶大小，基本偏差確定公差帶位置。標準公差標準公差是標準所列的，用以確定公差帶的大小的任一公差。標準公差分為20個等級，即：IT01、IT0、IT1至于IT18。IT表示公差，數(shù)字表示公差等級，從IT01至IT18依次降低?；酒罨酒钍菢藴仕械?，用以確定公差帶相對零位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個偏差。當公差帶在零線的上方時，基本偏差為下偏差；反之則為為上偏差。第8頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三基本偏差基本偏差標準公差標準公差基本尺寸+-00

軸與孔的基本偏差代號用拉丁字母表示，大寫為孔，小寫為軸，各有28個。其中H（h）的基本偏差為零，常作為基準孔或基準軸的偏差代號。第9頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三RSTPCDEFFGCDEHYABGJSKMNUVXZZAZBZCF基本尺寸零線0+-J0EIEIES+rafgdefcdbhjsjkmnpstuxzzazbzcgecfvy基本尺寸零線0-0eseiA~H（a~h）的基本偏差用于間隙配合；P~ZC（p~zc）用于過盈配合；J（j）~N（n）用于過渡配合。第10頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三φ30+0.053+0.020φ30-0.020+0.041間隙孔公差帶軸公差帶最大間隙最小間隙孔公差帶軸公差帶最大間隙最小間隙為零

孔的公差帶在軸的公差帶之上。

間隙配合：孔與軸配合時，具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。第三節(jié)配合精度§2—3配合精度第11頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

過盈配合：孔和軸配合時，孔的尺寸減去相配合軸的尺寸，其代數(shù)差為負值為過盈。具有過盈的配合稱為過盈配合。軸徑孔徑過盈軸公差帶孔公差帶最大過盈最小過盈軸公差帶孔公差帶最大過盈最小過盈為零

孔的公差帶在軸公差帶之下。第12頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

過渡配合：可能具有間隙或過盈的配合為過渡配合。最大間隙最大過盈軸徑孔徑最大間隙最大過盈最大過盈最大過盈最大間隙最大間隙軸和孔的公差帶相互交疊。第13頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三第14頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

5、配合制度1）、基孔制基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。間隙配合過渡配合過盈配合0過渡配合基準孔0基準孔的基本偏差代號為“H”。公差帶圖第15頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三間隙配合過渡配合過盈配合2）、基軸制基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。0過渡配合基準軸公差帶圖0基準軸的基本偏差代號為“h”。第16頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三二、公差與配合的標注及查表方法1、公差與配合在圖樣中的標注1）、零件圖中的標注形式Φ50-0.025-0.050Φ500+0.039

注基本尺寸及上、下偏差值（常用方法）

數(shù)值直觀，適應單件或小批量生產(chǎn)。零件尺寸使用通用的量具進行測量。必須注出偏差數(shù)值。第17頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三Φ50H8()0+0.039Φ50f7()-0.025-0.050

既注公差帶代號又注上、下偏差上下偏差加注括號既明確配合精度又有公差數(shù)值。第18頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三Φ50f7Φ50H8

注公差帶代號

此注法能和專用量具檢驗零件尺寸統(tǒng)一起來，適應大批量生產(chǎn)。零件圖上不必標注尺寸偏差數(shù)值。第19頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2、在裝配圖中配合尺寸的標注基孔制的標注形式：

基本尺寸基準孔的基本偏差代號（H）公差等級代號配合軸基本偏差代號公差等級代號例：φ50H8f7

表示基本尺寸為50，基孔制，8級基準孔與公差等級為7級、基本偏差代號為f的軸的間隙配合。標注形式也可寫成：φ50H8/f7第20頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三基軸制的標注形式：基本尺寸配合孔基本偏差代號公差等級代號基準軸的基本偏差代號（h）公差等級代號φ50p7h6例：

表示基本尺寸為50，基軸制，6級基準軸與公差等級為7級，基本偏差代號為P的孔的過盈配合。標注形式也可寫成：φ50P7/h6第21頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三4、軸、孔極限偏差的查表

若已知基本尺寸和公差帶代號，則尺寸的上下偏差值，可從極限偏差表中查得。查表的步驟一般是：先查出軸和孔的標準公差，然后查出軸和孔的基本偏差（配合件只列出一個偏差）；最后由配合件的標準公差和基本偏差的關系，算出另一個偏差。優(yōu)先及常用配合的極限偏差可直接由表查得，也可按上述步驟進行。3、優(yōu)先、常用配合國家標準根據(jù)機械工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)使用的需要，制訂優(yōu)先及常用配合，應盡量選用優(yōu)先配合和常用配合。如下表所示。第22頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三H6H7H9H10H11H12H8

基孔制優(yōu)先、常用配合H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7H7Js6k6m6n6p6r6s6t6u6v6x6y6z6基準孔軸abcdefghjskmnprstuvxyz間隙配合過渡配合過盈配合紅色為優(yōu)先配合。其中常用：59種優(yōu)先：13種H6H6H6H6H6js5k5m5n5p5H8H8H8H8H8H8H8H8H8Js7k7m7n7p7r7s7t7u7H6H6H6r5s5t5第23頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三h5h6h7h8h9h10h11h12BCDEFGHJSKMNPRSTUVXYZ基準孔孔A間隙配合過渡配合過盈配合紅色字為優(yōu)先配合。其中常用：47種優(yōu)先：13種

基軸制優(yōu)先、常駐用配合F7h6H8h7E8h7B12h12第24頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三-0.016034.018-φ例1

查表寫出φ18的極限偏差數(shù)值。解：

從配合表可知，是基孔制的優(yōu)先配合，其中H8是基準孔的公差代號；f7是配合軸的公差代號。027.00+φ18H8027.0018+φ（1）φ18H8基準孔的極限偏差，可由附錄附表中查出。在表中由基本尺寸從大于14至18的行和公差帶H8的列相交處查得這就是基準孔的上、下偏差，所以可寫成（2）φ18f7配合軸的極限偏差，可由附錄表中查得。在表中由基本尺寸從大于14至18的行和代號f7的列相交處查得，就是配合軸的上偏差（es）和下偏差（ei），所以Φ18f7可寫成第25頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三例2查表寫出Φ80R7/h6的極限偏差值。解：從配合表可知Φ80R7/h6是基軸制常用過盈配合。(2)Φ80R7配合孔的極限偏差，則由附錄表的基本尺寸大于50至80的行與公差等級IT7的列相交處查得Φ80R7的標準公差是30μm。由附表的基本尺寸大于65至80的行與基本偏差代號為R的列相交處查得Φ80R7的上偏差(ES)為-43μm。從而由計算公式EI=ES-IT可得到下偏差為(EI)=-43-30=-73μm，所以可寫成0019.080-φ(1)Φ80h6基準軸的極限偏差，可由附表查得。在表中由基本尺寸大于50至80的行與公差等級IT6的列相交處查得Φ80h6的標準公差是19μm因為基準軸的上偏差為零，所以Φ80h6可寫成-0.043-0.073Φ80第26頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

形狀公差和位置公差簡稱形位公差，是指零件的實際形狀和實際位置對理想形狀和理想位置的允許變動量。對一般零件來說，它的形狀和位置公差，可由尺寸公差、加工機床的精度等加以保證。而對精度較高的零件，則根據(jù)設計要求，需在零件圖上注出有關的形狀和位置公差。1、形位公差的名稱和符號如下表所示?！?—4形狀公差和位置公差第27頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

幾何要素理想要素:理想要素是指具有幾何意義的要素，即不存在形位和其它誤差的要素。實際要素:零件上存在的要素，在測量時由測得的要素代替實際要素輪廓要素:

是指構成零件輪廓的點、線和面的要素。中心要素:

輪廓要素對稱中心點、線、面或軸線的要素被測要素:是指圖樣上給出了形狀和位置公差要求的要素，也就是需要研究和測量的要素?；鶞室?是指圖樣上規(guī)定用來確定被測要素的方向和位置的要素。理想的基準要素稱為基準。單一要素:是指對要素本身提出形狀公差要求的被測要素。關聯(lián)要素:關聯(lián)要素是指相對基準要素有方向或位置功能要求而給出位置公差要求的被測要素。第28頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三面輪廓度線輪廓度圓柱度圓度平面度直線度形狀公差符號名稱分類全跳動圓跳動跳動位置度對稱度同軸度定位傾斜度垂直度平行度定向位置公差符號名稱分類分類一、形位公差代號、基準代號第29頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2、形位公差代號、基準代號

公差框格公差要求在矩形框格中給出，必須按標準標注。形位公差代號基準代號字母形位公差數(shù)值公差帶的形狀形位公差符號指引線φ0.05A框格高度為框格中字體高度的2倍第30頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

相對于被測要素的基準

基準代號5~10等于框格高度≈2b二、形位公差標注示例0.02指引線的箭頭要指向被測要素的輪廓線或其延長線上φd表示φd圓柱表面的任意素線的直線度公差為0.02第31頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三φdφ0.02表示φd圓柱體軸線的直線度公差為φ0.02

被測要素是軸線時，指引線的箭頭應與該要素尺寸線的箭頭對齊φd0.05表示被測左端面對于φd軸線的垂直度公差為0.05基準要素為軸線時，基準符號應與該要素的尺寸線對齊第32頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三φd0.03AA表示φd孔的軸線對于底面的平行度公差為0.03

當基準符號不便直接與公差框格連接時，應用基準代號。此時公差框格應增加第三格，并寫與基準符號圓圈內相同的字母代號。第33頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三三、形位公差的識讀方法例1、識讀齒輪圖上標注的形位公差并解釋含義。2532Φ88h9()-0.08700.08B0.006A0.05B0.08A0.02BBφ0.018P9Φ24H7()0+0.021Φ88圓柱面的圓度公差為0.006mmΦ88h9圓柱的外圓表面對Φ24H7圓孔的軸心線的全跳動度公差為0.08mm槽寬為8P9的鍵槽對稱中心面Φ24H7圓柱孔的對稱中心面對稱度公差為0.02mmΦ24H7圓孔軸心線的直線度公差為φ0.01mm圓柱的右端面對該機件的左端面平行度公差為0.08mm;右端面φ24H7圓孔的軸心線垂直度公差為0.05mm第34頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三60οCM10Φ0.01BC0.050.01Aφ18-0.001+0.003φ22A0.0460ο例2、識讀階梯軸所注的形位公差的含義。直徑為φ22圓錐的大、小兩端面對該段軸的軸心線跳動度公差為0.01mm兩端面圓錐體任一截面的圓度公差為0.04mmφ18圓柱面的圓柱度公差為0.05mmM10外螺紋的軸心線對兩端中心孔軸心線的同軸度公差為φ0.01mm第35頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

§9--1表面粗糙度

零件圖中除了視圖和尺寸之外，還應具備加工和檢驗零件的技術要求。技術要求主要有：

零件的表面粗糙度。尺寸公差、形狀公差和位置公差。對零件的材料、熱處理和表面修飾的說明。對于特殊加工和檢驗的說明。一、表面粗糙度的基本概念

表示零件表面具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，稱為表面粗糙度。第36頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

表面粗糙度對零件的配合性質、耐磨性、強度、抗腐性密封性、外觀要求等影響很大，因此，零件表面的粗糙度的要求也有不同。一般說來，凡零件上有配合要求或有相對運動的表面，表面粗糙度參數(shù)值要小。二、評定表面粗糙度的參數(shù)★

輪廓算術平均偏差——Ra★

微觀不平度十點高度——Rz★

輪廓最大高度——Ry優(yōu)先選用輪廓算術平均偏差Ra第37頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

在零件表面一段取樣長度L（用于判斷表面粗糙度特征的段中線長度）內，輪廓的偏距y是輪廓線上的點到中線的距離中線以上，y為正值；反之y為負值。Ra是輪廓偏差絕對值，用公式表示為：i=1nRa=1/n∑|yi|或：l輪廓谷底線輪廓峰頂線中線yyRyYvRa第38頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三a1、a2——粗糙度高度參數(shù)代號及其數(shù)值（μm）；b——加工要求、鍍覆、表面處理或其它說明等；c——樣長度（mm）或波紋度（μm）；d——加工紋理方向符號；e——加工余量（mm）f——粗糙度間距參數(shù)值（mm）或輪廓支承長度率。a1a2edbc（f）1、表面粗糙度的符號三、表面粗糙度的代號（符）號及其標注第39頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三符號

意義及說明

基本符號，表示表面可用任何方法獲得。當不加注粗糙度參數(shù)值或有關說明時，僅適用于簡化代號標注。

基本符號加一短劃，表示表面是用去除材料的方法獲得。如車、銑、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等。

基本符號加一小圓，表示表面是用不去除材料方法獲得。如鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、冷軋、粉未冶金等，或者是用于保持原供應狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）。

在上述三個符號的長邊上均可加一橫線；用于標注有關參數(shù)和說明。

在上述三個符號上均可加一小圓，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求。第40頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2、表面粗糙度參數(shù):表面粗糙度參數(shù)的單位是m。

注寫Ra時，只寫數(shù)值;注寫Rz、Ry時，應同時注出Rz、Ry和數(shù)值。例如：3.2

用任何方法獲得的表面,Ra的上限值為3.2m。

只注一個值時，表示為上限值；注兩個值時，表示為上限值和下限值。3.21.6用去除材料的方法獲得的表面,Ra的上限值為3.2m，下限值為1.6m。Ry3.2用任何方法獲得的表面,Ry的上限值為3.2m。第41頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

說明：2）、當標注上限值或上限值與下限值時，允許實測值中有16%