机械精度设计与检测基础第1章:绪论.ppt
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1、机械精度设计与检测基础机械精度设计与检测基础任课教师:王冬生任课教师:王冬生联系方式:联系方式:1356317451013563174510 5687275 5687275 答疑地点:研究楼答疑地点:研究楼北北2322322021/9/231机械精度设计与检测基础机械精度设计与检测基础Mechanical precision design and verification basic也称机械精度设计与检测技术基础也称机械精度设计与检测技术基础Design of mechanical precision and foundation of geometrical capacity survey本
2、课程也称互换性原理:本课程也称互换性原理:principle of interchangeability本课程也称公差课程:本课程也称公差课程:course(curriculum)of tolerance2021/9/232第第1章章 绪绪 论论(chapter1 introduction)首先介绍本课程的首先介绍本课程的 性质性质(property):技术基础课技术基础课 特点特点(characteristic):多、强、大多、强、大 学习方法学习方法(means of leaning):理论联系实际,灵活运用理论联系实际,灵活运用本课程的的任务本课程的的任务(task of the cou
3、rse):主要内容主要内容(main contentof the course)2021/9/233 1.本课程的性质本课程的性质 本课程为机械设计方面的本课程为机械设计方面的技术基础课技术基础课;精度设计精度设计(几何量精度设计)(几何量精度设计)机械设计机械设计内容内容强度设计强度设计design of strength 传动设计传动设计design of transmission结构设计结构设计design of structure技技术基础课术基础课本课程只研究精度设计本课程只研究精度设计2021/9/2342.本课程特点(本课程特点(实践性强涉及国家标准多)实践性强涉及国家标准多)多
4、、强、大多、强、大 定义、符号、公式、标准规定和经验解法多。定义、符号、公式、标准规定和经验解法多。原则性强,因为必须按国标有关规定进行设计。原则性强,因为必须按国标有关规定进行设计。实际应用中灵活性大。实际应用中灵活性大。多多:强强:大大:3.学习方法:学习方法:理论联系实际理论联系实际2021/9/235 (3)初步学会根据使用要求,正确设计几何初步学会根据使用要求,正确设计几何量公差并正确地标注在图样上;量公差并正确地标注在图样上;机械精度设计机械精度设计 尺寸、几何尺寸、几何(形状、方向、(形状、方向、位置和跳动)和位置和跳动)和微观轮廓微观轮廓。(1)掌握标准化、互换性的基本概念及精
5、度掌握标准化、互换性的基本概念及精度设计有关的基本术设计有关的基本术 语和定义;语和定义;(2)基本掌握精度设计标准的主要内容、特基本掌握精度设计标准的主要内容、特点和应用原则;点和应用原则;4.本课程的任务本课程的任务 学完本课程后应达到下列要求:学完本课程后应达到下列要求:2021/9/236 (4)了解各种典型几何量的检测方法和初步了解各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具。学会使用常用的计量器具。总之,总之,本课程的任务是使学生获得机械工程本课程的任务是使学生获得机械工程师必须掌握的精度设计师必须掌握的精度设计和和检测方法的基本知识和检测方法的基本知识和基本技能。基本技能
6、。2021/9/2375.本课程的主要内容本课程的主要内容第第第第1 1章章章章 绪绪绪绪 论论论论第第第第2 2章章章章 测量技术基础测量技术基础测量技术基础测量技术基础第第第第3 3章章章章 孔、轴结合尺寸精度设计与检测孔、轴结合尺寸精度设计与检测孔、轴结合尺寸精度设计与检测孔、轴结合尺寸精度设计与检测第第第第4 4章章章章 几何精度设计与检测几何精度设计与检测几何精度设计与检测几何精度设计与检测第第第第5 5章章章章 表面粗糙度设计与检测表面粗糙度设计与检测表面粗糙度设计与检测表面粗糙度设计与检测第第第第6 6章章章章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计滚动轴承与孔、轴结合的精度设计滚动轴承
7、与孔、轴结合的精度设计滚动轴承与孔、轴结合的精度设计第第第第7 7章章章章 圆锥结合的精度设计与检测圆锥结合的精度设计与检测圆锥结合的精度设计与检测圆锥结合的精度设计与检测第第第第8 8章章章章 键和花键结合的精度设计与检测键和花键结合的精度设计与检测键和花键结合的精度设计与检测键和花键结合的精度设计与检测第第第第9 9章章章章 螺纹结合的精度设计与检测螺纹结合的精度设计与检测螺纹结合的精度设计与检测螺纹结合的精度设计与检测第第第第1010章章章章 圆柱齿轮精度设计与检测圆柱齿轮精度设计与检测圆柱齿轮精度设计与检测圆柱齿轮精度设计与检测第第第第1111章章章章 尺寸链的精度设计基础尺寸链的精度
8、设计基础尺寸链的精度设计基础尺寸链的精度设计基础第第第第1212章章章章 机械零件的精度设计机械零件的精度设计机械零件的精度设计机械零件的精度设计2021/9/238 内内 容容 提提 要要:第第1章章 绪绪 论论 1.互换性的含义互换性的含义,以及在设计、制造和使用中所以及在设计、制造和使用中所 起的作用;起的作用;2.互换性的分类;互换性的分类;3.标准化在工业生产中的作用;标准化在工业生产中的作用;4.优先数系的形成和作用;优先数系的形成和作用;5.检测技术发展的概况;检测技术发展的概况;6.本课程的基本内容、特点和任务本课程的基本内容、特点和任务(前面已讲前面已讲)。2021/9/23
9、9第第1章章 绪绪 论论 1.1 互换性的概念互换性的概念 concept of interchangeability 1.1.1互换性的含义互换性的含义 meaning of interchangeability从定义可见,广义互换性可分为:1.互换性互换性的定义definition of interchangeability 互互换换性性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件,在装装配配 时时 不 需 经 过 任 何 选选 择择(choosing)、修修 配配(repairing)或 调调 整整(modifying/adjustment),就能装配在整机上。并并 能能 满满 足足 使使 用
10、用 性性 能能 要要 求求 的的 特特 性性。(meet to technical requirement and use performances)(2)功能互换性功能互换性:interchangeability of function。(1)几何参数互换性几何参数互换性:interchangeability of geometrical parameters判断题:不经过选择与修配,就能互相替换装配的零件,就是具有互换判断题:不经过选择与修配,就能互相替换装配的零件,就是具有互换性的零件!(性的零件!()2021/9/2310本课程本课程只研究几何参数的互换性只研究几何参数的互换性,即机械
11、精,即机械精度设计。度设计。功能互换:功能互换:机械机械 强度,刚度等;强度,刚度等;质量质量 可靠性,维修性,可靠性,维修性,安全性等。安全性等。几何参数几何参数 互换互换微微 观观 轮轮 廓(表面粗糙度)廓(表面粗糙度)尺尺 寸寸 精精 度(尺寸公差)度(尺寸公差)物理物理 硬度,弹性等;硬度,弹性等;几几 何何 精精 度(形状、方向、度(形状、方向、位置和跳动公差)位置和跳动公差)2021/9/2311d(1)尺寸精度)尺寸精度(size precision)几何参数设计内容为(即几何参数设计内容为(即机械精度设计内容机械精度设计内容):):2021/9/2312(2)几何精度几何精度(
12、geometrical precision)e形状精度形状精度(profile/sharp precision)位置精度位置精度(position precision)f基准表面f方向精度方向精度(orientation precision)基准轴线跳跳 动动 精精 度度(run-out precision)2021/9/2313(3)微观轮廓精度微观轮廓精度(precision of micro-profile)R2021/9/23142.公差的含义:(meaning of tolerance)公差(tolerance)是指允许几何量变化的范围允许几何量变化的范围。怎样保证几何参数有互换性?
13、怎样保证几何参数有互换性?补充孔轴的概念及尺寸术语!(见第三章!)补充孔轴的概念及尺寸术语!(见第三章!)2021/9/23153.1.3 极限与配合的基本术语和定义极限与配合的基本术语和定义 通通常常是是指指圆圆柱柱形形的的内内表表面面,也也包包括括非非圆圆柱柱形形的的内内表表面面由由二二平行平面或切平面形成的平行平面或切平面形成的包容面包容面。1.有关孔、轴的定义有关孔、轴的定义孔孔 hole内表面内表面无法判断是孔还是轴无法判断是孔还是轴2021/9/2316 通通常常是是指指圆圆柱柱形形的的外外表表面面,也也包包括括非非圆圆柱柱形形的的外外表面表面由二平行平面或切平面形成的由二平行平面
14、或切平面形成的被包容面被包容面。轴轴 shaft外表面外表面?无法判断是孔还是轴无法判断是孔还是轴2021/9/2317 孔孔(轴轴)通通常常是是指指圆圆柱柱形形的的内内(外外)表表面面,也也包包括括非非圆圆柱柱形形的的内内(外外)表表面面由由二二平平行行平平面面或或切切平平面面形形成成的的包包容容面面(被包容面被包容面)。即即孔孔(轴)(轴)由由单一尺寸单一尺寸确定的确定的包容面包容面 (被包容面)(被包容面)被包容面被包容面外尺寸外尺寸尺寸由大尺寸由大小小轴包容面包容面内尺寸内尺寸尺寸由小尺寸由小大大孔配合时配合时测量时测量时加工时加工时2021/9/2318 2.有关尺寸的术语和定义有关
15、尺寸的术语和定义(1)尺寸尺寸 size(2)公称尺寸公称尺寸nominal size (以前称为基本尺寸以前称为基本尺寸basic size)是指零件加工后通过是指零件加工后通过测量测量获得的某一尺寸。获得的某一尺寸。它并非实际尺它并非实际尺寸的真值!寸的真值!其代号为:其代号为:以特定单位表示线性尺寸值的数值。以特定单位表示线性尺寸值的数值。是指是指设计设计给定的尺寸。给定的尺寸。(3)实际尺寸实际尺寸actual size (孔:孔:D、轴:、轴:d)。标准规定,图样上的尺寸标准规定,图样上的尺寸以毫米为单位时,不需标注单位的名以毫米为单位时,不需标注单位的名称或符号。称或符号。2021
16、/9/2319是指允许尺寸变化的两个极端。是指允许尺寸变化的两个极端。(4)极限尺寸极限尺寸(limits of size)2.有关尺寸的术语和定义有关尺寸的术语和定义 其中允许的最大尺寸为其中允许的最大尺寸为上极限尺寸上极限尺寸(最大极限尺寸)(最大极限尺寸)(maximum limits of size);允许的最小尺寸为允许的最小尺寸为下极限尺寸下极限尺寸(最小极限尺寸)(最小极限尺寸)(minimum limits of size)。与之相对应的还有最大实体尺寸与之相对应的还有最大实体尺寸MMS(dM,DM)(maximum material size)和最小实体尺寸和最小实体尺寸LM
17、S(dL,DL)(least material size),其对应关系是:,其对应关系是:2021/9/2320是是设计给定的设计给定的。实际尺寸合格条件为实际尺寸合格条件为:是加工后通过是加工后通过测量得到的。测量得到的。2021/9/23213.尺寸偏差和尺寸公差的术语和定义尺寸偏差和尺寸公差的术语和定义 是指某一尺寸是指某一尺寸(极限尺寸、实际尺寸等极限尺寸、实际尺寸等)减其减其公称公称尺寸尺寸所得的所得的代数差。代数差。(1)尺寸偏差(简称尺寸偏差(简称偏差偏差)deviation 对对极限尺寸极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差为极限偏减其公称尺寸所得的代数差为极限偏差。差。可分为上偏差
18、和下偏差!实际偏差不分上可分为上偏差和下偏差!实际偏差不分上/下偏差!下偏差!(注标时除(注标时除“0”外必须带符号)外必须带符号)。上极限偏差上极限偏差(upper deviation)(简称上偏差简称上偏差)是指上极限尺寸减是指上极限尺寸减其其 公称尺寸所得的代数差(公称尺寸所得的代数差(ES、es)。下极限偏差下极限偏差(lower deviation)(简称下偏差简称下偏差)是指下极限尺寸减是指下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差其公称尺寸所得的代数差(EI、ei)。包括极限偏差和实际偏差!包括极限偏差和实际偏差!2021/9/2322 孔孔 :上偏差上偏差 轴:轴:下偏差下偏差上偏差上
19、偏差和下偏差统称极限偏差下偏差统称极限偏差。(limitdeviation)用公式表示上、下极限偏差为用公式表示上、下极限偏差为上偏差上偏差2021/9/2323 对对实际尺寸实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差减其基本尺寸所得的代数差,实际偏差合格条件为实际偏差合格条件为为为实际偏差实际偏差(actual deviation)。2021/9/2324实际尺寸实际尺寸15.98015.98515.99015.99516.00016.005实际实际尺寸尺寸数量数量数量数量151193130实际偏差实际偏差-0.020-0.015-0.010-0.0050+0.005数量:30公称尺寸公称尺寸上偏差上
20、偏差下偏差下偏差例题例题极限极限尺寸尺寸2021/9/2325是指允许尺寸的是指允许尺寸的变动量变动量。(2)尺寸公差(简称公差)尺寸公差(简称公差)(tolerance)孔:孔:轴:轴:Td=|dmax dmin|=|esei|TD=|DmaxDmin|=|ES EI|=|(Dmax-D)(Dmin-D|2021/9/2326(3)偏差与公差区别偏差与公差区别:偏差偏差是是代数量,代数量,有(有(+、0、-)符号。)符号。公差公差是是绝对值绝对值,不带符号(尺寸公差不,不带符号(尺寸公差不 能为零)。能为零)。偏差在图上标注应注意:偏差在图上标注应注意:偏差偏差有基准有基准 以公称尺寸为基准
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