1、課次：1授課課題：課題：緒論目的要求：了解機械的組成、了解互換性概念，有關標準化、優先數、技術測量的術語及定義。了解機械精度設計的基本理論及方法參考資料：互換性與技術測量技術 黃鎮昌編著機械工程基礎實驗指導書課題：緒論發動機動畫開始任何一臺機器的設計，除了運動分析、結構設計、強度、剛度計算外，還要進行精度設 計。研究機器的精度時，要處理好機器的使用要求與制造工藝的才盾。解決的方法是規定合 理的公差，并用檢測手段保證其貫徹實施。由此可見，“公差”在生產中是非常重要的。機械工程基礎實驗是一門專業基礎課，要求：提出本課程的要求（1）知道機械的組成，了解機械設計的過程。（2）掌握有關公差、測最的基木概

2、念、基木理論、術語、定義，培養公羌設計及精度檢測 的基本能力；（3）學會查工具書，如于冊、標準等。一、互換性概述了解互換性的概念1、什么叫互換性舉例：組成現代技術裝置和口用機電產品的各種零件，如電燈泡、自行車、手表、縫 紉機上的零件、一-批規格為m10-6h的螺母與ml0-69螺栓的h由旋合。在現代化生產小，一 般應遵守互換性原則。（1）定義：在制成的同一規格零件中，不需耍作任何挑選或附加加工（如鉗工修配）或 再調整就可裝上機器（或部件）上，而h達到原定使用性能要求。（2）互換性包括：兒何參數、機械性能和理化性能方而的互換性。兒何量誤差（尺寸、形狀、位置、表而微觀形狀誤差）（3）互換性分類：a

3、、完全互換性特點：不限定互換范i韋i，以零部件裝配或更換時不需要挑選或修配為條件。如口常生活屮 所用電燈泡。b、不完全互換性特點：因特殊原因，只允許零件在一定范圍內互換。如機器上某部位精度愈鬲，相配零件 精度要求就愈高，加工困難，制造成木高，為此，生產中往往把零件的精度適當降低，以便 于制造，然后再根據實測尺寸的人小，將制成的相配零件分成若干組，使每組內的尺寸差別 比較小，最后，再把相應的零件進行裝配。除此分組互換法外，還有修配法、調整法。主要 適用于小批量和血件生產。2、怎樣才能使零件具有互換性若制成的一批零件實際尺寸數值二理論值。即這些零件完全相同，雖具有互換性，但 在生產上不可能，且沒有

4、必要。而只要求制成零件的實際參數值變動不大，保證零件充分近 似即可。要使零件具有互換性，就應按“公差”制造。公差：實際參數允許的最大變動量。3、互換性在機械制造中有什么作用（1）在設計方面，有利于最人限度采用標準件、通用件和標準件，人人簡化繪圖和計 算工作，縮短設計周期。便于計算機輔助設計cad。（2）在制造方而，有利于組織專業化*產，采用先進工藝和高效率的專用設備，提髙綸 產效率。（3）在使用、維修方面，可以減少機器的維修時間和費用，保證機器能連續持久的運轉。 提高了機器的使用壽命。二、公差標準和兒何量的測量（公差標準化）現代化工業生產的特點是規模大，協作單位多，互換性要求髙，為了正確協調各

5、生產部 門和準確銜接各生產壞節，必須有一種協調手段，使分散的局部的生產部門和生產環節保持 必要的技術統一。成為一個冇機的整體，以實現互換性生產。標準制定的必要性標準與標準化正是聯系這種關系的主要途徑和手段，是實現互換性的基礎。1、公差標準a技術標準：對產站和工程建設質量、規格及檢驗方而所作的技術規定。我國的技術標準分三級：國家標準（gb）、部門標準（專業標準，如jb）、企業標準。r公差標準：對零件的公差和相互配合所制訂的標準。2、加工謀差和公羌（1）加工誤差：加工過程中產牛的尺寸、兒何形狀和相互位直謀差。（2）公差：由設計人員給定的允許零件的最大誤差。3、優先數和優先數系（1）數值標準化數值標

6、準化的必要性制定公旁標準以及設計零件的結構參數時，都需要通過數值表示。任何產品的參數值不 僅與h身的技術特性有關，還直接、間接地彩響與其配套系列產品的參數值。如：螺母直徑 數俏，影響并決定螺釘直徑數值以及絲錐、螺紋塞規、鉆頭等系列產站的直徑數值。山于參 數值間的關聯產綸的擴散稱為“數值擴散”。為滿足不同的需求，產品必然出現不同的規格，形成系列產品。產品數值的雜亂無章會給組 織生產、協作配套、使用維修帶來困難。故需對數值進行標準化。（2）優先數系優先數系是一種十進制的兒何級數。我國標準gb321-80與國際標準iso推薦r5、r10、r20、 r40、r80系列，前四項為基本系列，r80為補充系

7、列。其公比為:r5系列qol. 6r10 系列ql01.25r20系列q20l. 12r40 系列q401.06r80系列q801. 034、幾何量的測量有了先進的公差標準，述必須有相應的技術測量措施。技術測量研究的問題：（1）統一計量單位：用什么單位計量；量值的傳遞。（2）研究測試理論：制定計最標準、設計計最器具、培訓計量人員。三、機械精度設計概述一般地，在機械產站的設計過程中，需要進行以下三方而的分析計算：（1）運動分析與計算。根據機器或機構應實現的運動，由運動學原理，確定機器或機構 的合理的傳動系統，選擇合適的機構或元件，以保證實現預定的動作，滿足機器或機構的運 動方面的要求。（2）強度

8、的分析與計算。根據強度、剛度等方面的要求，決定各個零件的合理的基本尺 寸，進行合理的結構設計，使其在工作時能承受規定的負荷，達到強度和剛度方而的要求。（3）幾何粘度的分析與計算。零件基本尺寸確定后，述需耍進行精度計算，以決定產品 各個部件的裝配精度以及零件的幾何參數和公差。需要指出的是，以上三個方面，在設計過程中，是缺一不可的。本書主要討論的是機械 精度的分析與計算。機器精度的分析與計算是多方而的，但歸結起來，設計人員總是要根據給定的整機梢度, 最終確定出各個組成零件的精度，如尺寸公差，形狀和位置公差，以及表而粗糙度參數值。 但是，根據上述設計精度制造出的零件，裝配成機器或機構后，還不一定能達

9、到給定的精度 要求。因為機器在運動過程屮，其所處的環境條件（如電壓、氣溫、濕度、振動等等）及所 受的負荷都可能發牛變化，造成相關零件的尺寸發生變化；或者相對運動的零件耦合后，其 兒何粹度在運動過程中也能發工改變。為此，除分析計算機辭靜態的梢度問題之外，還必須 分析在運動情況下，零件及機器的粘:度問題。而且山于現代機械產站正朝著機光電一體化的 方向發展，這樣的產品，其精度問題己不再是單純的尺寸誤差、形狀和位置誤差等幾何量精 度問題，而是還包括光學最、電學量等及其謀差在內的多最綱精度問題，其分析與計算與傳 統的兒何量精度分析更為復雜和困難。四、兒何粕度設計的主要方法幾何精度設計的方法主要有：類比法

10、、計算法和試驗法三種。1）類比法類比法就是與經過實際使用證明合理的類似產品上的相應要素相比較，確定所設計零件幾 何要素的精度。采用類比法進行粹度設計時，必須正確選擇類比產站，分析它與所設計產站在使用條件和 功能耍求等方而的界同，并考慮到實際生產條件、制造技術的發展、市場供求信息等多種因 素。采用類比法進行精度設計的基礎是資料的收集、分析與整理。類比法是人多數零件要素精度設計采用的方法。類比法亦稱經驗法。2）計算法計算法就是根據由某種理論建立起來的功能耍求與幾何要素公差z間的定量關系，計算 確定零件要素的精度。例如：根據液體潤滑理論計算確定滑動軸承的最小間隙；根據彈性變形理論計算確定圓 柱結合的

11、過盈；根據機構精度理論和概率設計方法計算確定傳動系統小各傳動件的精度等。目詢，用計算法確定零件兒何要素的粕度，只適用于某些特定的場合。而j1,用計算法 得到的公差，往往述盅要根據多種因素進行調整。3）試驗法試驗法就是先根據一定條件，初步確定零件要素的精度，并按此進行試制。再將試制產 品在規定的使用條件下運轉，同時，對其各項技術性能指標進行監測，并與預定的功能要求 相比較，根據比較結果再對原設計進行確認或修改。經過反復試驗和修改，就可以最終確定 滿足功能要求的合理設計。試驗法的設計周期較長冃費用鮫高，因此主要用于新產品設計中個別重要要素的精度設 計。迄今為止，兒何精度設計仍處于以經驗設計為主的階

12、段。大多數要索的兒何精度都是采 用類比的方法憑實際工作經驗確定的。計算機科學的興起與發展為機械設計提供了先進的手段和工具。但是，在計算機輔助 設計（cad）的領域中，計算機輔助公差設計（cat）的研究述剛剛開始。其中，不僅需耍建 立和完善精度設計的理論與精確設計的方法，而且要建立具有實用價值和先進水平的數據庫 以及相應的軟件系統。只有這樣才可能使計算機輔助公差設計進入實用化的階段。課題：幾何量精度內容一、基本內容框圖寸寸寸寸 尺尺尺尺 本際用限 基實作極二、重點內容框圖基本概念 畫公差帶圖 有差偏差、 公差的計算查表計算標淮公差標注公差帶選用形位公差標注 公差帶的分析 形位精度選擇高度特征參數

13、標注選用ggg幾何量精度重點內容框圖課次:2授課課題：尺寸公差與配合目的要求：掌握有關尺寸、偏差及配合的基本概念掌握配合的類別，會畫尺寸公差帶圖。重點難點：配合的類別及畫尺寸公差帶圖參考資料：互換性與技術測量技術黃鎮昌編著課題：尺寸公差與配合一、有關尺寸的定義1、尺寸：用特定單位表示長度的數字。如20mm, 40ym2、基本尺寸（孔d；軸d）：設計時給定的尺寸。3、實際尺寸（孔ix；軸通過測量所得尺寸。注意：實際尺寸是具體零件上某一位置的尺寸的測量值。本教材實際尺寸指的是零件制成后的實際尺寸。4、極限尺寸（孔d啖、孔dm；軸dm din）：允許尺寸變化的兩個界限值，統稱為極限尺 寸。注意：極限

14、尺寸是以基本尺寸為基數來確定的，極限尺寸用于控制實際尺寸。基本尺寸、極限尺寸為設計時給定。二、冇關尺寸偏差，公差的術語及定義1、尺寸偏并：某一尺寸減其基本尺寸所得的代數差稱尺寸偏差簡稱偏差。（1）極限偏差：極限尺寸一基本尺寸所得代數差孑l：上偏差es=dmilxd卜偏差 ei=dmind軸：上偏差es=dmaxd下偏差ei=dmind注意：由于滿足孔與軸配合的不同松緊要求，極限尺寸可能人于、小于或等于其基本尺寸。 因此，極限偏差的數值可能是正值、負值或零值。故在偏差值的詢而除零值外，應標上相應 的“ + ”號或“一”號。偏差的標注：上偏差標在基木尺寸右上角；下偏差標在棊本尺寸右下角。例：25囂

15、表示基木尺寸為25,上偏差為一0. 020mm,下偏差為一0. 033mm0（2）實際偏差實際偏差=實際尺寸一基本尺寸注意：由于零件同一表面上不同位置的實際尺寸往往不同。綜上所述：偏差是以基本尺寸為棊數，從偏離棊本尺寸的角度來表述冇關尺寸的術語。二、公差、公旁帶圖及有關術語1、公差（t）：允許尺寸的變動量。粹度要求f ,給定'17 ,制造愈難。t= |最大極限尺寸一最小極限尺寸丨注意:公差值無正負含義。它表示尺寸變動范圍的大小。不應出現“ + ”“一”號。加工誤差不可避免thoth=dmaxdmin, tsdmax-dmin可推導：th二esei； ts二esei2、公差帶圖及有關術語

16、定義(1) 零線：在公差帶圖中，確定偏差的一條基準線(即0偏差線)稱為零線。通常表示基 木尺寸線。公差帶圖作法：th二es-ei二0.21-0 05=0. 16軸 es=29. 90-30=-0. 10 ei=29. 75-30=-0. 25301鹽ts二es-ei二0. 15特點：孔公差帶在軸公差帶之下。最大過盈y*ax=dmin-九x=et-es表過盈配合中最緊狀態。最小過盈ybin=d-dnti=es-ei表過盈配合中最松狀態。yain=0時標準規定仍屬過盈配合注意：y喰、丫詼表示過盈配合中過盈變動的兩個界限值。ymin=o、xraln=o兩者概念不同。x=0二n-clfo最緊狀態，孔公

17、差帶在軸z上；y二0二廠二0最松狀態，軸公差在孔之上。（3）過渡配合：可能具有問隙或過盈的配合。特點：孔公差帶與軸的公差帶相互交程。最大間隙xmax二d羽廠dmin二es-e i表過渡配合中最松的狀態。最大過盈y=d.in-d,x=et-es表過渡配合中最緊的狀態。注意：x” y神表過渡配合屮允許間隙和過盈變動的兩個界限值；在過渡配合屮，發住間隙或過盈例：求下列三種配合的基本尺寸，上下偏差，公差，最大、最小極限尺寸，最大、最小間 隙或過盈，屬何種配合。并畫出配合公差帶圖。1）孔d> 25*2-021與軸<1）25穢需相配合2）孔e 25：曲與軸4）25：駕相配合3）孔4）25：何與

18、軸4> 25：霊相配合4-+21（4）配合公差（tf） 定義：標準將允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。它是設計人員根據機器配合部位使 用性能的要求對配合松緊變動的程度給定的允許值。 特點：對于一具體的配合tf t，間隙或過盈可能出現的差別t ,其松緊差別的程度t配 合精度!,反z亦然；在數最方血，標準以處于最松狀態的極限間隙或極限過盈與處于最緊狀態的極限間隙或 過盈的代數差的絕對值為配合公差值；配合公差沒有正負含義。（1）各類配合的配合公差數值間隙配合 tf= xmaxxmi n | =xmax xmin二th 卜ts過渡配合 t仁 xmax-ymax | =xmax-ymax=th+

19、ts過盈配合 tf= i ymax-ymin | =ymax-ymin=th+ts注意：對于各類配合，其配合公差等于相互配合的孔公差和軸公差之和；tf二th+ts說明了配合精度的高低是由相互配合的孔和軸精度所決定。配合公差反映配合精度，配合種類反映配合性質。（2）配合公差帶圖定義：配合公差的特性也可用配合公差帶來表示。配合公差帶的圖示方法，稱為配合公差 帶圖。特點：零線以上的縱坐標為正值，代表間隙；零線以下的縱坐標為負值，代表過盈； 符號ii代表配合公差帶。當配合公差帶ii完全處在零線上方時，是間隙配合；當 配合公差帶ii完全處在零線下方時，是過盈配合；當配合公差帶ii完全跨在零線上時，是過

20、渡配合。 配合公差帶的上下兩端的縱坐標值，代表孔、軸配合的極限間隙或極限過盈值。 配合公差帶圖能直觀反映配合的特性。注意：配合公差帶圖與公秀帶圖不同！例題：計算孔50瀘與軸50；嘗配合、孔0>50（：025與軸50：眾;配合、孔50嘗與 軸50：幾配合的極限間隙，配合公差并畫出配合公差帶圖。解：（1） xmax=es-ei=+0. 066 xmin=ei-es=+0. 025 tf二0.041（2）ymax=et-es=-0. 059 ymin=es-ei=- 0. 018 tf=0.041(3) xmax=es-ei=+0. 023 ymax=ei-es=-0. 018 tf=0.04

21、1+60u m間隙配合+25+230 過渡配臺耳8-50u m過盈配介i-59課次：3授課課題：幾何量精度表面粗糙度目的要求：了解表面粗糙度、取樣長度、評定長度、基準線的概念掌握表面粗糙度的高度特征參數及標注難點：高度特征參數的選用重點：表面粗糙度的高度特征參數及標注參考資料：互換性與技術測量技術黃鎮昌編著課題：表面粗糙度一、表面粗糙度的實質機械零件表面精度所研究和描述的對象是零件的表面形貌特性。 零件的表面形貌口j以分為三種成分，如圖2-45所示。(1) 表面粗糙度是零件表而所具冇的微小峰谷的不平程度，其波長和波高z比一般小于50o(2) 表面波紋度零件表面屮峰谷的波長和波高之比等于5010

22、00的不平程度稱為波紋度。(3) 形狀誤差零件表面中峰谷的波長和波高z比大于1000的不平程度屈于形狀課差。波紋度成分形狀誤差成分表面形貌表面粗糙度對機器零件的摩擦磨損、配合性質、耐腐蝕性、疲勞強度及結合 密封性等都有很大的影響。二、表面粗糙度對零件使用性能的影響(1) 影響零件的耐濟性表面越粗糙，摩擦系數就越大，而結合面的磨損越快。(2) 影響配合性質的穩定性對間隙配合來說，表面越粗糙，越易磨損，使工作邊程中間隙壇大。(3) 影響零件的強度(4) 影響零件的抗腐蝕性能三、表面粗糙度的評定標準(-)評定表面粗糙度的基本規定1、實際輪廓實際輪綁是平面與實際表面垂直相交所得的輪廓 線(如圖)。按照

23、所取截面方向的不同，又可分為橫向實際輪廓和縱向實際輪廓。在評定或測量表面粗糙度時，除非特別指明，通常是指橫向實際輪廓，即與加工紋理方向垂直的截面上的輪廓2、樣長度i評定表而粗糙度時所取的一段基準線長度。目的：在于限制和減弱其他兒何形狀誤差，特別是表面波紋度對測量結果的 影響。表而越粗糙，取樣長度越大，因為表而越粗糙，波距也越大，較大的取樣長 度才能反映一定數量的微量高低不平的痕跡。3、評定長度lm評定表面輪廓所必需的一段長度。評定長度包括一個或幾個取樣長度，由于零件表面各部分的表面粗糙不一定 很均勻，在一個取樣長度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表 而上取幾個取樣長度來評定表而粗

24、糙度。4、基準線：評定表面粗糙度參數值大小的一條參考線。 基準線有下列兩種：輪廓最小二乘中線、輪廓算術平均中線。（1 ）輪廓最小二乘中線m：輪廓的最小 二乘屮線是在取樣長度范圍內，實際被測輪 廓線上的各點至該線的距離平方和為最小（見圖），即：| y2dx = min（2）輪廓算術平均中線輪廓的算術平均中線是在取樣長度范圍內，將實際輪廓劃分上下兩部分，且使上下面積 相等的直線（見圖2-50）,即f1 + f2+ fn 二 g1+ g? + gin輪廓算術平均中線往往不是唯-的，在一簇算術平均中線只有一條與最小二乘中線重合。 在實際評定和測雖表面粗糙度時，使用圖解法時可用算術平均中線代替蝕小二乘中

25、線。（二）表面粗糙度的評定參數1、輪廓算術平均偏弟ra在取樣長度1內，被測實際輪廓上各點至輪廓中線距離絕對值的平均值，即 心*卜| dxra能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，但因受計量器具功能的 限制，不用作過于粗糙或太光滑的表面的評定參數。2、微觀不平度十點平均高度rz在収樣長度內5個最大的輪廓峰高平均值與5個最大輪廓谷深g平均值之和（見圖2-51）即r:rz只能反映輪丿郭的峰高，不能反映峰頂的尖銳或平鈍的幾何特性，同吋若 取點不同，則所得rz值不同，因此受測量者的主觀影響較大。3、輪廓最大高度ry在取樣長度內，輪廓的峰頂線和谷底線z間的距離（見圖2-51）。峰頂線和谷底線平行 于中

26、線r分別通過輪廓最高點和最低點ry = i ypmax i + i yvmax irv值是微觀不平度十點中最高點和最低點至中線的垂直距離之和，因此它 不如rz值反映的幾何特性準確，它對某些表面上不允許出現較深的加工痕跡和 小零件的表而質量冇實用意義。總之：確定表面粗糙度吋，可在三項高度特性方面的參數屮ra、rz、ry選 取，只有當用高度參數不能滿足表面功能要求時，才選取附加參數。四、表面粗糙度的標注（引導自學）五、表面粗糙度的選用*確定零件表面粗糙度時，既要滿足零件表面的功能要求，又要考慮經濟性。 *表面粗糙度選擇包括參數選擇和參數值的選擇。1、參數選取的原則確定表面粗糙度時，可在三項高度特性

27、方面的參數（ra、rz、ry）中選取， 只有當高度參數不能滿足表面的功能要求吋，才選取附加參數作為附加項口。2、高度參數值選擇原則在滿足零件表面使用功能而提f,應盡量選用大的參數值。貝體選擇參數值 時應注意：（1）同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面。（2）摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面。（3）運動速度高、單位面積壓力大，以及受交變應力作用的鋼質零件圓角、溝 槽處、應有較小的粗糙度。（4）配合性質要求高的配合表而，如小間隙的配合表而，受重載荷作用的過盈 配合表面，都應有較小的表面粗糙度。（5）尺寸精度要求高吋，參數值應相應地取得小。六、表面粗糙度的檢測表面粗糙度的檢測方法主要有：比較法、

28、光切法、光波干涉法和感觸法。（結合實驗學習）課次:4授課課題：形狀和位置公差及檢測（一）目的要求：了解形位公差的基木概念掌握形位公差的標注重點難點：形位公差的標注參考資料：公差配合與測量技術課題形狀和位置公差（一）一、概述（-）形狀和位置公差在機器制造屮的作用零件在加工過程中會產生或大或小的形狀謀弟和位置謀弟（簡稱形位誤差）, 它們會影響機器、儀器、儀表、刀具、量具等各種機械產品的工作精度、聯結強 度、運動平穩性、密封性、耐磨性和使用壽命等，甚至還與機器在工作吋的噪聲 大小有關。因此，為了保證機械產品的質量，保證零部件的互換性，應給定形狀 公差和位置公差，以限制形位誤差。（-）形狀和位置公弟標

29、準gb1182-80-gb1184-80 及 gb1958-80 四個國家標準二、形位公差的符號及代號1、形位公差項目符號（見有關資料）2、形位公差的代號標準規定，在圖樣上形位公差應采用代號標注。當無法采用代號標注時，允 許在技術要求中用文字說明。3、基準代號對于有位置公差要求的零件，在圖樣上必須標明基準。三、零件的幾何要素各種零件盡管幾何特征不同，但都是由稱為幾何要素的點、線、面所組成。形位公差的研究對象是構成零件幾何特征的點、線、面等幾何要索。零件的幾何要素可按不同的方式來分類：1、按存在的狀態分（1）理想要素：具冇幾何意義上的要素。（2）實際要素：零件上實際存在的要素。2、按在形位公差中

30、所處的地位分（1）被測要素：標準將給出形狀或（和）位置公差的要素。單一要素：僅對補測要素本身給出形狀公差要求。關聯要素：與零件上其它要素冇功能關系的要素。（2）基準要素：用來確定被測要素方向或（和）位置的要素。理想基準要素簡 稱為基準。3、按幾何特征分（1）輪廓要素：構成零件外廓能為人們直接感覺到的要素。（2）中心要素：輪廓要素對稱中心所示的點、線、面各要素。四、形位公差的標注方法（舉例說明）1、被測要素的標注方法采用框格標注。框格可水平或垂直放置，從左到右或從下到上依次為公差項 口符號、公差值、基準。指引線引出時必須與框格垂直，指向被測要素吋必須注 恐：1）區分被測要素是輪廓要素還是屮心要素

31、；2）區分指引線箭頭指向公弟帶的寬度方向還是直徑方向。2、基準要索的標注方法注意區分基準要索是輪那要索還是屮心要索。若為屮心要素，基準符號的連線應 與該要素的尺寸線對齊。3、形位公差的簡化標注 見圖4-7> 4-8o4、形位公茅有附加要求時的標注見表42、4-3o0. 008（）0. 05a丄0. 05a二、公茅框格在圖樣上的標注用帶箭頭的指引線將框格與被測要索相連，按以下方法標注。1）當公差涉及輪廓線或表面時，將箭頭置于要素的輪廓線或輪廓線的延長線, 但必須與尺寸線明顯地分開，如圖所示。2）當指向實際表而時，箭頭可置丁帶點的參考線上，該點指在實際表而上，如 圖所示。3）當公差涉及軸線、

32、中心平而時，則箭頭的指引線應與尺寸線的延長線重合,如圖所示。4）當對同一要素有一個以上的公差特征項目要求時，為方便起見可將一個框格 放在另一個框格的下方，如圖所示。0.010.06b5）當一個以上的要索作為被測要索，如6個要素，應在框格上方標明，如“6x”、“6槽”、如圖所示006）如果耍求在公羌帶內進一步限定被測耍素的形狀，則應在公差值后面加注符號,見表4-2 o表42公蓬值后面的要素影狀符號含義!符號舉例|含義符號舉例只杵中間向材料內凹f<-)h心1只許從&至右堿小(>)燈 | ”(a)只杵中閭向材料外凸起 4(+ )可心）一丨只許從右至左減小-«)何*vqo

33、03xao 0.17）對幾個表而冇同一數值的公差帶要求，其表示方法如圖所示。8）用同一公差帶控制幾個被測要素時，應在公差框格上注明“共而”或“共線”, 如圖4一24、圖4一25中所示。g面嚴險3心共面9）局部限制的規定a. 如對同一要索的公差值在全部被測ij要索內的 任一部分有進一步限制吋，該限制部分（長 度或面積）的公差值要求應放在公差值的后 而，用斜線相隔、這種限制耍求可以盲接放0.10,05/200在表示全部被測耍素公羞耍求的框格下面，如圖所示。b. 如僅要求要索某一部分的公差值，則用粗點劃線表示其范圍，并加注尺寸,如圖所示。c. 如僅要求要素的某一部分作為基準，則該部分應用粗點劃線表示

34、并加注尺寸, 如圖所示。10）理論正確尺寸的標注。對于耍素的位置度、輪廓度和傾斜度，其尺寸由不帶 公弟的理論止確位置、輪廓或角度確定，這種尺寸稱“理論止確尺寸”。理論正確尺寸應圍以框格，零件實際尺寸僅是由在公差框格中位置度、輪廓度或傾斜度公差來限定，如圖所示。）牟課次：5授課課題：形位誤差和形位公差（二）課題內容：形位誤差的評定與檢測；形位公差帶定義、特點本次重點：形位誤差的評定、檢測形位公差精度分析本次難點：形位公差精度分析何鏡民主編忻良昌主編參考資料：互換性與測量技術基礎>>公差配合與測量技術>>課題： 形位誤差和形位公差（二）0. 0084)0. 05a實例引入,

35、 承上啟下丄0. 05a一、形狀誤差和形狀公差1、形狀誤差：被測實際要素對理想要素的變動量。解釋概念，2、形狀公差：單一實際要素的形狀所允許的變動全量。明確內容二、位置誤差和位置公差1、位置w：關聯被測實際要素對其理想要素的變動量。2、位置公差：關聯實際要索的位置對基準所允許的變動全量。位置公差按幾何特征分：*定向公差：具有確定方向的功能，即確定被測實際要素相對基準要素的方向精 度。水定位公茅：具有確定位置功能，即確定被測實際要素相對基準要素的位置精度。 *跳動公差：具冇綜合控制的能力，即確定被測實際要索的形狀和位置兩方面的 綜合精度。零件的形位究竟是多少，該如何評定呢？提出問題，三、形位誤差

36、的評定引導思考形位謀茅是指被測要素對其理想要素的變動量。形位誤差值小于或等于相應的形位公差值，則認為合格。1、形狀誤差的評定（1）形狀誤差的評定準則一一最小條件所謂最小條件，是指被測實際要素相對于理想要素的最大變動量為最小，此時, 對被測實際要素評定的謀茅值為最小。（2）形狀誤茅值的評定評定形狀誤差時，形狀誤差數值的大小可用最小包容區域（簡稱最小包容區域）的寬度或直徑表示。3個區域比較，引出最小條 件、最小區域的概念，用以評 定形狀謀差。2、位置誤差的評定*定向誤差是被測實際要素對一具有確定方向的理想要素的變動量，該理想耍素 的方向由基準確定。通過定向謀差的評 定分析，比較定向 最小區域與最小

37、區 域的差別。定向誤差值用定向最小包容區域（簡稱定向最小區域）的寬度或直徑表示。定 向最小區域是指按理想要素的方向包容被測實際要素吋，具有最小寬度或直徑的 包容區域。*定位誤差是被測實際要素對一具有確定位置的理想要素的變動量。該理想要素 的位置由基準和理論正確尺寸確定。定位誤差用定位最小包容區域（簡稱定位最小區域）的寬度或直徑表示。定位 最小區域是指以理想要素定位來包容被測實際要素時，貝有最小寬度或直徑的包 容區域。定位謀差明確泄位最小區域，引出基準的概念*跳動是當被測要素繞基準軸線旋轉時，以指示器測量被測實際耍素表面來反映 其幾何誤差，它與測量方法冇關，是被測要索形狀誤差和位置誤差的綜合反映

38、。跳動的大小由指示器示值的變化確定，例如圓跳動即被測實際要素繞基準軸線 作無軸向移動冋轉一周時，由位置固定的指示器在給定方向上測得的最大與最小 示值z差。跳動先給出概念，在跳動公差中再詳細介紹*基準基準是具有正確形狀的理想要素，在實際運用時，則由基準實際要素來確定。由 于實際要素存在形位誤差，因此，由實際要素建立基準時，應以該基準實際要素 的理想要素為基準，理想要素的位置應符合最小條件。水三基面體系：確定被測耍素在空間的理想位置所采用的基準由三個互相垂 直的基準平面組成，這三個互相垂直的基準平面組成的基準體系稱為三基面體 系。第一基準平面三基而體系（含三個基準平而）：第二基準平而第三基準平面零

39、件的基準數量和順序的確定：根據零件的功能要求來確定，一般零件上面積人、 定位穩的表面作為第一基準；面積較小的表面作為第二基準；面積最小的表面作 為第三基準。注意：在加工或檢測時，設計時所確定的基準表而和順序不可隨意更改，以保證 設計時提出的功能要求。3、形狀誤差的檢測、評定舉例：典型分析，一般自學，直線度誤差的檢測：操作實驗，掌握技能。1）按授小條件求直線度誤差f=7.5um2）按兩端點連線法求直線度誤差：廣=f|+f2=9.5um形狀和位置公差帶形位公弟帶定義：用以限制實際要素變動的區域。有形狀、大小、方向、位置。提出四因索,形位公差帶的主要形狀:（十種）便于分析形位公差帶大小用以體現形位精

40、度的高低，是由給定的形位公差t所確定。一般 指形位公差帶的寬度或宜徑，月.為金值。（一）形狀公差帶特點對比，特點：只對要索有形狀要求，無方向、位置約束。分類討論1、直線度：用以限制被測實際直線對其理想直線變動量的一項指標。被限制的直線有平面內的直線，冋轉體的素線，平面與平面交線和軸線等。（1）在給定平而內的直線度2、平面度：用以限制實際表面對具理想平面變動量的一項指標。 公差帶：是距離為公差值t的兩平行平面之間的區域。3、i員i度：用以限制實際i員i對其理想i員i變動量的一項指標。職能：它是對圓柱面（圓錐面）的正截面和球體上通過球心的任一截面上提 出的形狀精度要求。公差帶：是指在同一正截面上，

41、半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區域。 注意：標注圓度時指引線箭頭應明顯地與尺寸線箭頭錯開；標注圓錐而的圓 度時，指引線箭頭應與軸線垂直，而不該指向圓錐輪廓線的垂直方向。 提出難點，進行剖析4、圓柱度：限制實際圓柱面対其理想圓柱面變動量的一項指標。它是對圓柱面 所有正截面和縱向截面方向提岀的綜合性形狀精度要求。職能：圓柱度公差可以同時控制圓度、素線直線度和兩素線平行度等項目的 誤差。公羞帶：是指半徑為t的兩同軸i員i柱面z間的區域。1/1_°051（-）形狀或位置公茅形狀或位置公差的特點是它可能冇基準，也可能沒冇基準，當它冇基準時, 它呈現形狀公差的特性，其公差帶無方向位置限制；當它

42、有基準時，它呈現位置 誤差特性，其公差帶位置受基準和理論正確尺寸限制。5、線輪廓度：限制實際曲線對其理想曲線變動量的一項指標。公斧帶：包絡一系列直徑為公斧值t的i員i的兩包絡線z間的區域，諸i員ii員i心應位于理想輪廓線上。注意：理論正確尺寸一確定被測要素的理想形狀、方向、位置的理想尺寸。理想要素需由基準和理論正確尺寸確定。6、面輪廓度：限制實際曲面對其理想曲面變動量的一項指標。公差帶：包絡一系列直徑為公差值t的球的兩包絡面之間的區域，諸球球心1、定向公差：關聯實際要索對基準在方向上允許的變動全量。 特丿t a：定向公差帶相對于基準有確定的方向。b：定向公差帶具有綜合控制被測要素的方向和形狀的

43、能力。抓住特點，分析肌型（1）平行度：限制實際要素對基準在平行方向上變動量的一項指標。（2）垂直度：限制實際要素對基準在垂直方向上變動量的一項指標。（3）傾斜度：限制實際要索對基準在傾斜方向上變動量的一項指標。2、定位公差：是關聯實際要素對基準在位置上允許的變動全量。特點：a：定位公差帶具有確定的位置b：定位公差帶具冇綜合控制被測要素位置、方向和形狀的能力。關聯要素相對基準的理想位置由理論止確尺寸確定。（1）同軸度：限制被測軸線偏離基準軸線的一項指標。公差帶是直徑為公差值t且與基準軸線同軸的圓柱面內區域。（2）對稱度：限制被測線、面偏離基準直線、平面的一項指標。（3）位置度：限制被測要素實際位

44、置對其理想位置變動量的一項指標。 被測要素的理想位置由理論止確尺寸和基準所確定。3、跳動公差：關聯實際要索繞基準軸線回轉一周或連續回轉時所允許的最人跳 動公差。特點：是以檢測方式定出的公差項目，具有綜合控制形狀誤差和位置誤差的 功能。（1）圓跳動公茅：關聯實際要素繞基準軸線回轉一周時，為圓跳動公弟。 跳動量是指示器在繞著基準軸線回轉的被測表面上測得的。按跳動的檢測方向與基準軸線之間的位置關系不同圓跳動可分為三種類型。a、徑向圓跳動：檢測方向垂直于基準軸線。公差帶是垂直于基準軸線的任一測量平而內，半徑差為公差值t且圓心在基 準軸線上的兩個同心i員i之間的區域。b、端面圓跳動：檢測方向平行于基準軸

45、線。公差帶是在與基準軸線同軸的任一宜徑位置的測量圓柱而上，沿母線方向寬度為t的i員i柱面區域。c、斜向圓跳動：檢測方向暨不平行也不垂直于基準軸線，但般應為被測表面 的法線方向。公差帶是在與基準軸線同軸的任一測量圓錐而上，沿母線方向寬度為t的圓 錐面區域。(2)金跳動公差a、徑向全跳動：運動方向與基準軸線平行。公差帶：半徑為公差值t且與基準軸線同軸的兩圓柱面之間的區域。注意：徑向全跳動公差帶與圓柱度公差帶的界同。突破難點，引出形位精度設計思想相同點：形狀相同。不同點：前者公差帶軸線的位置固定，后者公差帶軸線的位置是浮動的；徑向全 跳動包括了 i員i柱度謀茅和同軸度wo圖樣上應優先標注徑向全跳動公

46、羌，而盡量不標注圓柱度項目。b、端面全跳動：運動方向與基準軸線垂直。公差帶：是距離為公差值t且與基準軸線垂直的兩平行平面之間的區域。£/005卜注意：端面全跳動公差帶與端面對軸線垂直度公差帶之間的開同。相同點：形狀相同，均為垂直于基準軸線的平行平而，用該兩項目控制被測耍 素的結杲也完全相同。在滿足功能要求的前提卜，應優先選用端面全跳動公茅。綜合論述：綜述內容，強調三基形位公差帶內容要求掌握的基本概念、基本知識和基本技能如下:基本概念：最小條件，基準，公差帶。基木知識：形位謀弟的評定，形位公弟的精度分析。基本技能：形位誤差的檢測，形位公差的精度設計。布置作業：形位誤差檢測實驗強調實驗，

47、提高技能課次:6授課課題：公差原則（一）目的要求：掌握有關作用尺寸、最大實體尺寸、最大實體尺寸邊界、最大實體實 效尺寸、最大實體實效邊界等概念；獨立原則、包容要求的基本概念, 并會分析應用。重點難點：包容要求的應用分析課題公差原則（一）*要素的實際狀態是由要素的尺寸和形位誤差綜合作用的結果，因此在設計 和檢測吋需要明確形位公差與尺寸公差之間的關系。*公差原則：處理形狀公差或位置公差與尺寸公差之間關系而確立的原則。*公斧原則有獨立原則；相關原則一、有關公差原則的基本概念1、作用尺寸和關聯作用尺寸（1）作用尺寸：單一要素的作用尺寸簡稱作用尺寸mso是實際尺寸和形狀誤 差的綜合結果。在被測要索的給定

48、長度上，與實際內表面（孔）體外相接的最大理想面，或與實際外表 面（軸）體外相接的最小理想面的直徑或寬度，稱為體外作用尺寸，即通常所稱作用尺寸。 對于單一被測要素，內表面（孔）的（單一）體外作用尺寸以d“表示；外表面（軸）的（單 一）體外作用尺寸以心表示。在被測要素的給定長度上，與實際內表而（孔）體內相接的最小理想而，或與實際外表 面（軸）體內相接的最大理想面的直徑或寬度，稱為體內作用尺寸。對于單一被測要素，內表面（孔）的（單一）體內作用尺寸以。仃表示，外表面（軸）的（單一）體內作用尺寸以論表不，如圖（2）關聯作川尺寸：關聯要索的作卅尺寸簡稱關聯作卅尺寸，是實際尺寸和位置誤差的綜 合結果。它是指

49、假想在結合面的全長上與實際孔內接（或與實際軸外接的最大（或最小）理想軸 （或理想孔）的尺寸，且該理想軸（或理想孔）必須與基準a保持圖樣上給定的幾何關系。2、最大、最小實體狀態和最大、最小實體實效狀態（1）最大和最小實體狀態mmc：含有材料量最多的狀態。孔為最小極限尺寸；軸為最人極限尺寸。lmc：含冇材料量最小的狀態。孔為最大極限尺寸；軸為最小極限尺寸。mms 二 dmin； duaxlms=dmax； d31in0d圖樣標注b)（2）最人、最小實體實效狀態最人實體實效狀態mmvc：是指實際尺寸達到最人實體尺寸且形位誤差達到給定形位公差 值時的極限狀態。授大實體實效尺寸mmvs：在最大實體實效狀

50、態時的邊界尺寸。a）單一要索的最人實體實效尺寸是最大實體尺寸與形狀公差的代數和。對于孔：最大實體實效尺寸mmvsf最小極限尺寸一形狀公差對于軸：最大實體實效尺寸mmvs尸最大極限尺寸+形狀公差b）關聯要素的最大實體實效尺寸是最人實體尺與位置公差的代數和。對于孔：最大實體實效尺寸mmvsf最小極限尺寸一位置公差對于軸：最大實體實效尺寸mmvs二最人極限尺寸+位置公差在給定長度上，實際尺寸要素處于最小實體狀態，且其中心要索的形狀或位置誤差等于 給出公差值時的綜合極限狀態，稱為最小實體實效狀態。對于給出定向公差的關聯要素，稱 為定向最小實體實效狀態；對于給出定位公差的關聯要素，稱為定位最小實體實效狀

51、態。最小實體實效狀態下的體內作用尺寸，稱為最小實體實效尺寸。內表而（孔）的最小實體實效尺寸以dia表示，外表面（軸）的最小實體實效尺寸以d lv表示,有:對于內表面（孔）di尸di.+t© =dniilx+tc）對于外表面（軸）dlv=dl-t （& =d,nin-tc）3、理想邊界理想邊界是設計時給定的，具有理想形狀的極限邊界。（1）最人實體邊界（mmc邊界）當理想邊界的尺寸等于敲大實體尺寸時，該理想邊界稱為最大實體邊界。（2）最大實體實效邊界（mmvc邊界）當理想邊界尺寸等于最大實體實效尺寸時，該理想邊界稱為最大實體實效邊界。單一要素的實效邊界沒有方向或位證的約束;關聯要

52、索的實效邊界應與圖樣上給定的基 準保持正確兒何關系。二、獨立原則定義：圖樣上的形位公差與尺寸公差不僅分別給定且相互無關，被測要素應分別滿足各自公 差要求。m用獨立原則時，形位課差的數值用通用量具測量o三、相關原則定義：指圖樣上給定的形位公差與尺寸公差和互有關的公差原則。根據耍素實際狀態所應遵守的邊界不同，相關原則分：包容要求；最大實體要求；最小實體 要求1、包容要求(遵守mmc邊界)(1) 定義：要求被測實際耍素的任意一點，都必須在具有理想形狀的包容面內，該理想形 狀的尺寸為最大實體尺寸。即當被測要索的局部實際尺寸處處加工到最大實體尺寸時，形位誤差為零，具冇理想 形狀。(2) 包容要求的特點a

53、、要索的作川尺寸不得超越最大實體尺寸mms。b、實際尺寸不得超越最小實體尺寸lms o按包容原則要求，圖樣上只給出尺寸公差，但這種公差具冇雙璽職能，即綜合控制被測要素 的實際尺寸變動最和形狀謀差的職能。形狀誤差點用尺寸公差的百分比小一些，則允許實際 尺寸的變動范圍大一些。若實際尺寸處處皆為他s,則形狀誤差必須是零，即被測要素應為 理想形狀。因此，采用包容原則時的尺寸公差，總是一部分被實際尺寸占用，余下部分可被 形狀謀差占用。(3) 包容耍求用于單一要素包容原則用于單一要素吋，在圖樣上于極限偏差后或公差帶代號后必須加注符號0 o被測 耍素必須遵守mmc邊界。(a)圖中：當被測要素處于最大實體尺寸

54、(1)10時，該軸形狀誤差為零。當被測要素為lms二 <t>9. 98時，允許的形狀誤差為最大,可達0.02mm。（）10 2©0. 1vr(b)(b)圖與(a)圖區別是對要素規定了最大的直線度要求0. lnimo即當銷軸直徑從4> 10mm 減小到4)9. 9 mm時，直線度誤差可從0增加到0. 1 mm,但當銷軸直徑從4)9. 9mm減小到 9. 8mm時,直線度誤差仍只能為0. 1 mm。課次：7授課課題： 公差原則（二）目的要求:進一步理解最大實體實效尺寸、最大實體實效邊界的概念;掌握最大、最小實體要求的基本概念，并會分析應用。難點：最大、最小實體要求的分析應用重點：最大實體要求的應用分析三、最大實體要求定義：是被測要素或基準要素偏離最大實體狀態，而其形狀、定向、定位公差獲得補償 的一種公差原則。特點：*遵守實效邊界*要求被測要素的作用尺寸或關聯作用尺寸不得超越實效尺寸，實際尺寸不得超 越極限尺寸。*公差框格中形位公差值后加注符號。應用解釋：最人實體要求應用于被測要索時，被測要素的實際輪廓應遵守其最人實體實效邊界， 即在給定長度上處處不得超出最人實體實效邊界。也就是說，其體外作用尺寸不得超出最人 實體實效尺寸。而其局部實際尺寸不得超出最大和