互换性与技术测量知识点文档格式.docx
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根本尺寸不相同用
〔1〕绝对误差Δ——测得值与被测量真值之差。
(2)相对误差ε——测量的绝对误差的绝对值与被测量真值之比。
(3)极限误差——测量的绝对误差的变化范围。
或
随机误差——不可消除,只能减小
按误差性质可分系统误差——可消除
粗大误差——剔除
控制几何参数的技术规定就称“公差〞,实际参数允许的最大变动量。
误差在加工过程中产生
区别
公差由设计人员确定
联系:
公差是误差的最大允许值。
第3章孔、轴结合尺寸精度设计与检测
标准规定,图样上的尺寸以毫米为单位时,不需标注单位的名称或符号。
〔1〕公称尺寸—是指设计给定的尺寸(孔:
D、轴:
d)。
〔2〕实际尺寸—是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸〔
〕。
〔3〕极限尺寸—是指允许尺寸变化的两个极端值。
其中允许的最大尺寸为上极限尺寸〔最大极限尺寸〕〔
〕;
允许的最小尺寸为下极限尺寸〔最小极限尺寸〕〔
公称尺寸D,d和极限尺寸
,
;
,是设计给定的。
实际尺寸
,是通过测量得到的。
实际尺寸合格条件为:
(4)尺寸偏差〔简称偏差〕—是指某一尺寸(极限尺寸、实际尺寸等)减其公称尺寸所得的代数差。
尺寸偏差分为极限偏差和实际偏差。
〔注标时除“0〞外必须带符号〕
对极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差为极限偏差。
上极限偏差〔简称上偏差〕〔ES、es〕
下极限偏差〔简称下偏差〕(EI、ei)
孔:
上偏差
轴:
下偏差
孔、轴实际偏差
实际偏差合格条件为
(5)尺寸公差〔简称公差〕—是指允许尺寸的变动量。
孔:
TD=|Dmax–Dmin|=|(Dmax-D)–(Dmin-D|=|ES–EI|
轴:
Td=|dmax–dmin|=|es–ei|
偏差与公差区别:
①偏差是代数值,有正负符号;
而公差那么是绝对值,不带符号〔尺寸公差不能为零〕。
②偏差有基准——公称尺寸为基,公差无基准。
③偏差影响配合松紧,公差影响配合精度。
④实际偏差是对单个零件的判断,公差是对一批零件的判断。
公差带图由零线和公差带两局部组成。
(6)标准公差是指国家标准所规定的任一公差值。
根本偏差是指国家标准所规定的上极限偏差或下极限偏差,它一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。
配合是指公称尺寸相同的,相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上的配合。
配合的分类过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下的配合。
过渡配合可能具有间隙或过盈的配合,即公差带重叠。
(7)配合公差是指允许间隙或过盈的变动量,它等于配合的孔与轴的公差之和。
用符号
表示。
配合制〔基准制〕是指同一极限制的孔和轴组成的一种配合制度。
配合制分基孔制和基轴制。
基孔制配合的孔为基准孔,其代号为H基准孔的根本偏差为EI=0
基轴制配合的轴为基准轴,其代号为h基准轴的根本偏差为es=0
必须掌握的六个计算公式
ES=Dmax-D;
es=dmax-d〔1〕
EI=Dmin-D;
ei=dmin-d〔2〕
TD=|ES-EI|;
Td=|es-ei|〔3〕
Xmax〔Ymin〕=ES-ei;
〔4〕
Xmin〔Ymax〕=EI-es〔5〕
Tf=|Xmax〔Ymin〕-Xmin〔Ymax〕|=TD+Td(6)
标准公差系列决定孔、轴公差带大小。
标准公差系列是由不同的公差等级和不同的孔、轴公称尺寸的标准公差值构成的。
公差等级共20个等级,等级依次降低,公差数值依次增大,精度越低。
根本偏差系列决定孔、轴公差带位置。
根本偏差是确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差,一般为靠近零线或位于零线的那个偏差。
孔和轴各有28种根本偏差。
各种根本偏差形成配合的特性
(1)A—H与h和a—h与H各形成11种间隙配合。
(2)JS、J—N与h和js、j—n与H各形成5种过渡配合。
(3)P—ZC与h和p—zc与H各形成12种过盈配合。
公差带用根本偏差的字母和公差等级数字表示,如H7,f6等。
配合用相同公称尺寸与孔、轴公差带表示。
孔、轴公差带写成分数形式,分子为孔的公差带,分母为轴的公差带。
(1)零件图上:
在公称尺寸后注出公差带代号或注出上、下偏差值,或者同时注出公差带代号和上、下偏差值。
(2)装配图上:
在公称尺寸后注出孔、轴配合代号,或者同时注出孔、轴配合代号和孔、轴的极限偏差。
〔1〕一般情况下应优先选用基孔制
〔2〕轴与公称尺寸相同的多孔配合,且配合性质要求不同的情况,此时采用基轴制
标准公差等级的选用原那么:
在充分满足使用条件下,考虑工艺的可能性,应尽量选用精度较低的公差等级。
孔的公差等级比轴的公差等级低一级。
假设孔选IT7,那么轴选IT6。
配合种类的选用通常有计算法、试验法和类比法。
类比法是确定机械和仪器配合种类最常用的方法。
第4章几何精度设计与检测
几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和相互位置的差异。
在形状上的差异称形状误差,在方向上的差异称方向误差,在相互位置上的差异称位置误差。
几何误差对零件使用性能的影响:
①影响零件的功能要求
②影响零件的配合性质
③影响零件的自由装配
几何误差的研究对象——几何要素
构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素。
几何要素分类:
1.按结构特征分:
〔1〕组成要素〔轮廓要素〕
〔2〕导出要素〔中心要素〕
2.按检测关系分:
(1)被测要素〔①单一要素②关联要素〕
〔2〕基准要素
基准-理想的基准要素。
1.
几何公差的类型、几何特征及其符号如表4.1所示。
几何公差分为形状公差(6项)、方向公差〔5项〕、位置公差〔6项〕和跳动公差〔2项〕共四类〔19项〕。
其中形状公差是对单一要素提出的几何特征,因此,无基准要求。
方向公差、位置公差和跳动公差是对关联要素提出的几何特征,因此,在大多数情况下都有基准要求。
2.
单一基准
基准种类公共基准〔组合基准〕
三基面体系
几何公差带有形状、大小、方向和位置四个要素。
几何公差带位置有浮动和固定两种形式。
1.形状公差带
形状公差带是控制被测要素为线或面。
形状公差有直线度、平面度、圆度和圆柱度等主要几何特征工程。
形状公差带的特点:
不涉及基准,它的方向和位置均是浮动的,只能控制被测要素形状误差大小。
2.方向公差带
方向公差带是控制被测要素为线或面。
方向公差有平行度、垂直度和倾斜度等主要几何特征。
方向公差是指实际关联要素相对基准要素的理想方向的允许变动量。
因此,方向公差有基准。
①被测要素为面对基准面
面②被测要素为线对基准面
基准
线③被测要素为面对基准线
④被测要素为线对基准线
3.位置公差带
位置公差带是控制被测要素为点、线或面。
位置公差主要有同心度、同轴度、对称度和位置度等几何特征。
位置公差是指实际关联要素相对基准要素或基准和理论正确尺寸所确定的理想位置的允许变动量。
位置公差带的位置是固定的。
4.轮廓度公差带
轮廓度公差带是控制被测要素为曲线或曲面。
轮廓度公差分线轮廓度和面轮廓度公差两种几何特征。
无基准要求的轮廓度公差为形状公差,有基准要求的轮廓度公差为方向公差或位置公差。
5.跳动公差带
跳动公差是按特定测量方法定义的综合的几何公差。
跳动公差带是控制被测要素为圆柱体的圆柱面、圆柱端面,圆锥体的圆锥面和曲面等组成要素。
跳动公差的基准为圆柱体或圆锥体的轴线。
跳动公差分圆跳动和全跳动。
圆跳动分为径向圆跳动公差带、轴向圆跳动公差带和斜向圆跳动公差带。
全跳动公差分为径向全跳动和轴向全跳动公差带。
跳动公差带能综合控制同一被测要素的形状误差、方向误差和位置误差。
例如径向圆跳动公差带可以同时控制同轴度误差和圆度误差;
径向全跳动公差带可以同时控制同轴度误差和圆柱度误差;
轴向全跳动公差带可以同时控制端面对基准轴线的垂直度误差和平面度误差。
对某一被测要素给出跳动公差后,假设不能满足功能要素时,那么另行给出形状、方向和位置公差,其公差值应遵守形状公差小于方向公差,方向公差小于位置公差,位置公差小于跳动公差的原那么。
公差原那么是指处理几何公差和尺寸公差之间关系应遵循的原那么。
公差原那么分为独立原那么和相关原那么。
无:
独立原那么
包容要求
t几何和T尺之间的关系最大实体要求
有:
最小实体要求
可逆要求
1.体外作用尺寸〔EFS〕
孔的体外作用尺寸用符号Dfe表示
2.体内作用尺寸(IFS)
孔的体外作用尺寸用符号Dfi表示
3.最大实体状态〔MMC〕和最大实体尺寸〔MMS〕
(1)最大实体状态〔MMC〕—是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内,并具有实体最大〔即材料最多,重量最重〕的状态。
(2)最大实体尺寸〔MMS〕是指在MMC状态下的极限尺寸。
内、外外表〔孔、轴〕的最大实体尺寸为
4.最小实体状态〔LMC〕和最小实体尺寸〔LMS〕
(1)最小实体尺寸〔LMC〕—是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内,并具有实体最小〔即材料最少,重量最轻〕的状态。
(2)最小实体尺寸〔LMS〕是指在LMC状态下的极限尺寸。
5.最大实体实效状态(MMVC)和最大实体实效尺寸(MMVS)
(1)MMVC是指实际要素在给定长度上处于最大实体状态MMC,且其中心要素的f几何=t几何时综合极限状态。
(2)MMVS是指在最大实体实效状态〔MMVC〕下的体外作用尺寸。
内、外外表〔孔、轴〕的最大实体实效尺寸为
6.最小实体实效状态(LMVC)和最小实体实效尺寸(LMVS)
(1)LMVC是指实际要素在给定长度上处于最小实体状态LMC且其中心要素的f几何=t几何时综合极限状态。
(2)LMVS—是指在最小实体实效状态LMVC下体内作用尺寸。
内、外外表〔孔、轴〕的最小实体实效尺寸为
单一要素的边界没有方向和位置的约束。
关联要素的边界应与基准保持图样上给定的方向或位置关系。
边界尺寸〔BS〕—是指理想形状的极限包容面的直径或宽度。
按边界尺寸可分:
最大实体边界〔MMB〕、最大实体实效边界〔MMVB〕、最小实体边界〔LMB〕和最小实体实效边界〔LMVB〕四种。
独立原那么是确定尺寸公差和几何公差相互关系应遵循的根本原那么。
图样上给定的尺寸公差与几何公差要求均是独立的,应分别满足要求。
包容要求〔ER〕
包容要求用于单一要素的一种相关要求。
图样上应在其极限偏差或尺寸公差带代号后加注符号。
包容要求的实际要素应遵守最大实体边界〔MMB〕,即其作用尺寸应不超出最大实体尺寸〔MMS〕,其实际尺寸不超出最小实体尺寸〔LMS〕
对轴、孔有包容要求时,其合格条件由以下公式给出:
最大实体要求〔MMR〕
最大实体要求适用于中心要素有几何公差要求的情况。
它是控制实际被测要素处于其最大实体实效边界之内的一种相关公差要求。
当实际尺寸偏离最大实体尺寸时,允许其中心要素的的几何误差值超出给定几何公差值,即只允许尺寸公差尺寸公差补偿给几何公差。
可逆要求〔RR〕用于最大实体要求〔MMR〕可逆要求不能单独使用,只能与最大实体要求和最小实体要求一起使用,也没有自己的边界。
最小实体要求〔LMR〕
最小实体要求适用于中心要素有几何公差要求的情况。
它是控制实际被测要素处于其最小实体实效边界之内的一种相关公差要求。
当实际尺寸偏离最小实体尺寸时,允许其中心要素的的几何误差值超出给定几何公差值,即只允许尺寸公差尺寸公差补偿给几何公差。
特征工程分为三大类,14个工程,〔一〕形状公差4项:
直线度平面度圆度圆柱度〔二〕形状或位置公差2项:
线轮廓度面轮廓度〔三〕位置公差8项:
平行度垂直度倾斜度位置度同轴度对称度圆跳动全跳动
1.对于有特殊功能要求的要素,一般采用独立原那么;
2.有配合性质要求的要素,一般采用包容要求〔ER〕;
3.对于保证可装配性、无配合性质要求的要素,一般采用最大实体要求〔MMR〕;
4.对于保证临界值的设计,以控制最小壁厚,保证最低强度要求的要素,一般采用最小实体要求〔LMR〕。
在确定被测要素的方向、位置和跳动公差时,同时要确定基准要素。
基准的选用应遵循设计、工艺、测量和工作等基准统一的原那么。
直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差,标准规定:
①H、K、L三级,其中H级最高,L级最低。
②未注几何公差的
公差数值
第5章外表粗糙度设计与检测
外表粗糙度轮廓是指加工后零件外表的微小峰谷上下〔Z〕程度和间距〔S〕状况〔微观形状〕。
一般按S分:
S<1mm为外表粗糙度轮廓;
1≤S≤10mm为外表波纹度轮廓;
S>10mm为f形状.〔宏观形状〕。
外表粗糙度轮廓的产生原因:
(1)切削后遗留的刀痕;
(2)切削过程中切屑别离时的塑性变形;
(3)以及机床等工装系统的振动等。
外表粗糙度轮廓对零件使用性能的影响
1.对摩擦和磨损的影响
零件越粗糙,阻力越大,磨损也越快,但外表不是越光滑越好。
2.对配合性质的影响
3.对抗疲劳强度的影响
4.对抗腐蚀性的影响
提高外表粗糙的质量,可以增强其抗腐蚀能力。
外表粗糙度轮廓的评定
1.取样长度lr—测量或评定外表粗糙度轮廓时规定的一段基准线长度。
规定取样长度的目的:
①为了限制或减弱外表波纹度轮廓的影响。
②排除形状误差等对外表粗糙度轮廓测量的影响。
一般外表越粗糙,取样长度lr就越大。
2.评定长度ln—测量或评定外表粗糙度轮廓时规定的一段最小的测量长度。
规定评定长度的目的:
因为外表的峰谷和间距的不均匀性,为了可靠地反映外表粗糙度轮廓的特性。
3.中线—中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线
(1)轮廓最小二乘中线(m)—在lr内,使轮廓上各点至该线的距离Zi平方和为最小。
(2)轮廓算术平均中线—在取样长度lr内,划分实际轮廓为上、下两局部,且使上、下两局部面积相等的线。
从幅度、间距和形状三个方面规定了相应的评定参数。
1.幅度参数〔高度参数〕
(1)轮廓的算术平均偏差—Ra
(2)轮廓的最大高度Rz
轮廓最大高度Rz是指在取样长度lr内,最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和。
2.间距参数
3.混合参数〔形状参数〕
外表粗糙度轮廓评定参数共4个:
根本参数Ra—轮廓算术平均偏差
2个Rz—轮廓最大高度
附加参数Rsm—轮廓单元平均宽度
(辅助参数)Rmr(c)—轮廓支承长度率
2个
外表粗糙度轮廓参数的选用
1.评定参数的选用
〔1〕幅度参数〔高度参数〕的选用—即根本参数的选用
一般情况下从幅度参数的轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz中任选一个。
但一般优先选用轮廓算术平均偏差Ra,因为它反映外表粗糙度特性的信息量大和用轮廓仪测量容易。
μμm〕,一般用双管显微镜测量。
它用于处理部位小,峰谷小或有疲劳强度要求的的零件外表的评定
(2)间距参数和混合参数的选用—即附加参数的选用
2.参数值的选用
(1)同一零件上,工作外表的幅度参数〔高度参数〕轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值小于非工作外表;
(2)摩擦外表的轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值小于非摩擦外表;
(3)一般情况过盈配合外表的轮廓算术平均偏差Ra〔或轮廓最大高度Rz〕值小于间隙配合的外表;
(4)配合性质要求高的配合外表〔如间隙小的配合外表〕、受重载荷作用的过盈配合外表轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值都应较小;
(5)运动速度高、单位面积压力大,以及受交变应力作用的重要零件的圆角沟槽外表的轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值都应较小;
(6)在确定Ra(或Rz)值时,应注意与尺寸公差〔T〕和几何公差〔t〕的协调。
外表粗糙度轮廓技术要求在图形中标注的内容注写的位置
a—外表粗糙度轮廓的单一要求,即幅度参数Ra、Rz〔μm〕;
b—第二个外表粗糙度轮廓要求,即附加参数如Rsm(mm);
c—加工方法;
d—外表纹理和纹理方向;
e—加工余量〔mm〕。
2.外表粗糙度轮廓要求在图形中注法
位置a处—注写外表粗糙度的单一要求,即幅度参数及极限值该要求不能省略
①上限或下限的标注:
表示双向极限时应标注上限符号“U〞和下限符号“L〞。
如果同一参数具有双向极限要求,在不引起歧义时,可省略“U〞和“L〞的标注。
假设为单向下限值,那么必需加注“L〞。
②传输带和取样长度的标注:
传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波长范围。
长波滤波器的截止波长值就是取样长度lr。
传输带的标注时,短波在前,长波在后,并用连字号“—〞隔开。
在某些情况下,传输带的标注中,只标一个滤波器,也应保存连字号“—〞,来区别是短波还是长波。
③参数代号的标注:
参数代号标注在传输带或取样长度后,它们之间用“/〞隔开。
④评定长度的标注:
如果默认的评定长度(5lr)时,可省略标注。
如果不等于5lr时,那么应注出取样长度的个数。
⑤“16%规那么〞,下限为“最大规那么〞。
为了防止误解,在参数代号和极限值之间插入一个空格。
外表粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法
〔1〕对零件的每一外表一般只标注一次,并尽可能标注在相应尺寸及其极限偏差的同一视图上。
〔2〕除非另有说明,所标注的外表粗糙度轮廓要求是对完工零件外表。
〔3〕粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的注写和读取方向一致。
〔4〕粗糙度的符号的尖端必须从材料外指向并接触零件外表。
下面以外表粗糙度轮廓的幅度参数为例说明在零件图上的标注方法,其他技术要求为默认采用标准化值。
外表粗糙度轮廓的检测方法主要有:
1.比拟法2.光切法3.针描法4.干预法5.激光反射法
第6章滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
滚动轴承的作用:
支撑轴系
滚动轴承的组成及种类:
1.组成:
内圈、外圈滚动体和保持架
2.种类
按滚动体球轴承
形状分滚子圆柱轴承
轴承圆锥轴承
按负荷向心轴承—径向力
方向分推力轴承—轴向力
向心推力轴承—径向力、轴向力
滚动轴承的公差等级是根据其外形尺寸精度和旋转精度确定。
标准部件:
是配合的基准件。
即轴承内圈内径为基准孔外圈外径为基准轴。
轴承内、外圈与轴颈、外壳孔配合采用单一径向平面平均直径。
负荷类型
①旋转负荷②定向负荷③摆动负荷
第8章键、花键结合的精度设计与检测
键的作用:
〔1〕传递转矩
(2)传递运动〔3〕导向
平键:
普通平键和导向平键
花键:
矩形花键和渐开线花键
普通平键联结的配合种类:
松联结、正常联结和紧密联结
定心精度高
花键联结的特点导向性好
承载能力强
理论上花键有小径d、大径D和键侧面B三种定心方式。
矩形花键装配型式分为:
①固定联结②紧滑动联结③滑动联结
矩形花键结合的极限与配合选用是指确定联结精度和装配型式。
矩形花键联结精度的选用主要根据定心精度和传递扭矩大小。
几何公差
(1)为了保证内、外花键小径定心外表的配合性质,故小径采用包容要求;
(2)一般规定位置度公差,并采用最大实体要求,位置度公差用于控制对称度和等分度误差;
(3)对单件和小批量生产规定对称度,并采用独立原那么。
第9章螺纹结合的精度设计与检测
螺纹五要素:
牙型、直径、线数、导程和旋向。
螺纹种类:
紧密螺纹、普通螺纹(紧固螺纹)和传动螺纹
普通螺纹分粗牙和细牙两种。
内螺纹小径D1、外螺纹大径d又称螺纹顶径。
内螺纹大径D、外螺纹小径d1又称螺纹底径。
中径是指一个假想的圆柱的直径,该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
影响螺纹结合精度的几何参数:
中径和螺距。
公差带代号是由公差等级和根本偏差代号组成
国标规定了普通螺纹的旋合长度为短旋合长度〔S)、中等旋合长度(N)和长旋合长度(L)三组。
普通螺纹公差精度由螺纹公差带和螺纹旋合长度形成了精密级、中等级和粗糙级三个等级。
普通螺纹的标注:
1.特征代号:
普通螺纹“M〞
〔1〕公称直径〔d、D〕〔2〕导程〔Ph〕螺距〔P〕
2.尺寸代号:
公称直径、导程和螺距代号
单线粗牙:
如M16
螺纹细牙:
如M16×
多线螺纹:
如16×
3.公差带代号:
中径、顶径公差带代号
中径和顶径公差带相同标1个,如M10×
1—6g
中径和顶常用的中等精度不标公差带代号,如M16×
2
径公差带配合代号:
内、外螺纹公差带间用斜线分开,
例如M20×
2—7H/7g6g
中径公差带代号在前,顶径公差带在后,与尺寸代号间用半字线“—〞分开。
4.旋合长度代号:
短旋合S,中等旋合N,长旋合L
对短旋合和长旋合要求在公差带代号后分别标注“N〞或“L〞。
与公差带代号代号间用半字线“—〞分开。
中等旋合长度“N〞不标。
5.旋向代号:
对于左旋螺纹,要在旋合长度代号后
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