公差與配合知識(shí)培訓(xùn)課件

1、公差與配合知識(shí)培訓(xùn),,引 言,孔與軸的配合是機(jī)器中應(yīng)用最廣泛的基本結(jié)合形式。為了滿足互換性的要求，必須制訂出孔、軸的尺寸公差及配合松緊程度的配合標(biāo)準(zhǔn)。,目 錄,,第1章 基本術(shù)語(yǔ)及定義,1.1 尺寸1.2 偏差1.3 公差及公差帶1.4 配合,1.1 尺寸,1.1.1 基本尺寸 基本尺寸是設(shè)計(jì)給定的尺寸。孔的基本尺寸以D表示，軸的尺寸以d表示。 基本尺寸是在設(shè)計(jì)中，根據(jù)強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)、工藝等多種因素確定的

2、，然后再標(biāo)準(zhǔn)化。 基本尺寸是計(jì)算偏差、極限尺寸的起始尺寸。它只表示尺寸的基本大小，并不是在實(shí)際加工中得到的尺寸。,1.1 尺寸,1.1.2 實(shí)際尺寸 實(shí)際尺寸是通過(guò)測(cè)量得到的尺寸。孔的實(shí)際尺寸以Da表示，軸的實(shí)際尺寸以da表示。 實(shí)際尺寸不是孔或軸的真實(shí)尺寸，因?yàn)樵跍y(cè)量時(shí)存在測(cè)量?jī)x器本身的誤差、測(cè)量方法產(chǎn)生的誤差、溫差產(chǎn)生的誤差等。同時(shí)由于形狀誤差的影響，零件同一表面各個(gè)部位的實(shí)際尺寸也是不完全相同的，可通過(guò)多處測(cè)量

3、確定實(shí)際尺寸。,1.1 尺寸,1.1.3 作用尺寸 孔的作用尺寸：在配合面的全長(zhǎng)上，與實(shí)際孔內(nèi)接的最大理想軸的尺寸，以Dm表示。 軸的作用尺寸：在配合面的全長(zhǎng)上，與實(shí)際軸外接的最大理想孔的尺寸，以dm表示。,1.1 尺寸,1.1.3 作用尺寸 作用尺寸是根據(jù)孔、軸的實(shí)際形狀定義的理想?yún)?shù)。 同一批各個(gè)零件的孔、軸的作用尺寸是不同的，因?yàn)楦鱾€(gè)孔、軸的實(shí)際形狀是不同的。但是某一個(gè)孔、軸的作用尺

4、寸是由孔、軸的實(shí)際形狀確定的，因此作用尺寸也是唯一的。 當(dāng)被測(cè)孔、軸存在形狀誤差時(shí)，孔的作用尺寸總是小于實(shí)際尺寸（Dm＜Da）;軸的作用尺寸總是大于實(shí)際尺寸（dm＞da）。只有在孔的作用尺寸大于軸的作用尺寸（Dm＞dm）時(shí)，兩者才能自由裝配。,1.1 尺寸,1.1.4 極限尺寸 極限尺寸是允許尺寸變化的界限值。一般規(guī)定兩個(gè)界限值，其中較大的稱為最大極限尺寸，較小的稱為最小極限尺寸。它是根據(jù)使用要求確定，它

5、可能大于、等于或小于基本尺寸。 孔的最大極限尺寸以Dmax表示，最小極限尺寸以Dmin表示；軸的最大極限尺寸以dmax表示，最小極限尺寸以dmin表示。 對(duì)于孔，其作用尺寸應(yīng)不小于最小極限尺寸，其實(shí)際尺寸不應(yīng)大于最大極限尺寸，即Dm≥Dmin，Da≤Dmax。 對(duì)于軸，其作用尺寸應(yīng)不大于最大極限尺寸，其實(shí)際尺寸不應(yīng)小于最小極限尺寸，即dm≤dmax，da≥dmin。 由此可知，只有作用尺寸和實(shí)際尺

6、寸都在極限尺寸范圍內(nèi)，零件才是合格的，才能保證互換性要求。,1.2 偏差,偏差是某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。偏差為代數(shù)差，可以為正值、負(fù)值或零，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須帶有正、負(fù)號(hào)。,1.2 偏差,1.2.1 實(shí)際偏差 實(shí)際偏差是實(shí)際尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。 孔的實(shí)際偏差以Ea表示，Ea=Da-D； 軸的實(shí)際偏差以ea表示，ea=da-d。,1.2 偏差,1.2.2 極限偏差 極限偏差

7、分為上偏差和下偏差。 上偏差是最大極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。 孔的上偏差以ES表示，ES=Dmax-D； 軸的上偏差以es表示，es=dmax-d。 下偏差是最小極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。 孔的下偏差以EI表示，EI=Dmin-D； 軸的下偏差以ei表示，ei=dmin-d。 極限偏差是設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際需要確定的。,1.3 公差及公差帶,1.3.1 公差

8、 公差是允許尺寸的變動(dòng)量。 公差表示一批零件尺寸允許變動(dòng)的范圍，這個(gè)范圍大小的數(shù)量值就是公差，所以它是絕對(duì)值，不是代數(shù)值，零公差，負(fù)公差的說(shuō)法都是錯(cuò)誤的。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數(shù)差的絕對(duì)值，可以用公式表示為： 孔的公差以TD表示，TD=∣Dmax-Dmin∣=∣ES-EI∣； 軸的公差以Td表示，Td=∣dmax-dmin∣=∣es-ei∣。,1.3 公差及公差帶,1.3.1 公差

9、公差的大小表示對(duì)零件加工精度高低的要求，并不能根據(jù)公差的大小去判定零件尺寸是否合格。上、下偏差表示每個(gè)零件實(shí)際偏差大小變動(dòng)的界限，是代數(shù)值，是判斷零件尺寸是否合格的依據(jù)，與零件加工精度的要求無(wú)關(guān)，但是，上下偏差之差的絕對(duì)值（公差）是與精度有關(guān)。公差是誤差的允許值，是由設(shè)計(jì)確定的，不能通過(guò)實(shí)際測(cè)量得到。,1.3 公差及公差帶,1.3.2 公差帶 公差帶是由代表兩極限偏差或兩極限尺寸的平行直線所限定的區(qū)域。取基本尺寸為

10、零線（零偏差線），用適當(dāng)?shù)谋壤嫵鲆詢蓸O限偏差表示的公差帶，稱為公差帶圖，如圖所示。在公差帶圖中，零線水平放置，取零線以上為正偏差，零線以下為負(fù)偏差。偏差以微米（μm）為單位。公差帶的大小取決于公差的大小。公差帶相對(duì)于零線的位置取決于某一極限偏差。公差和極限偏差的大小都是根據(jù)使用性能和設(shè)計(jì)決定的。,1.4 配合,基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系，稱為配合。在孔與軸的配合中，孔的尺寸減去軸的尺寸所得之代數(shù)差，差值為正時(shí)是間

11、隙，以X表示，為負(fù)時(shí)是過(guò)盈，以Y表示。 根據(jù)相互結(jié)合的配合孔、軸公差帶的不同相對(duì)位置關(guān)系，可把配合分為間隙配合、過(guò)盈配合、過(guò)渡配合三種。,1.4 配合,1.4.1 間隙配合 間隙配合是具有間隙（包括最小間隙等于零）的配合。孔的公差帶必定在軸的公差帶之上，如圖所示。 一批相互配合的孔、軸的實(shí)際尺寸是不同的，裝配后間隙也是不同的。當(dāng)孔為最大極限尺寸、軸為最小極限尺寸時(shí)，裝配后會(huì)有

12、最大間隙，以Xmax表示；當(dāng)孔為最小極限尺寸、軸為最大極限尺寸時(shí)，裝配后會(huì)有最小間隙，以Xmin表示。二者可用下列公式表示： Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax=EI-es,1.4 配合,1.4.2 過(guò)盈配合 過(guò)盈配合是具有過(guò)盈（包括最小過(guò)盈等于零）的配合?？椎墓顜П囟ㄔ谳S的公差帶之下。同樣，一批相互配合的孔、軸的實(shí)際

13、尺寸是變化的，每一批裝配后的過(guò)盈也是變化的。當(dāng)孔為最大極限尺寸、軸為最小極限尺寸時(shí)，裝配后會(huì)有最小過(guò)盈，用Ymin表示；當(dāng)孔為最小極限尺寸、軸為最大極限尺寸時(shí)，裝配后會(huì)有最大過(guò)盈，用Ymax表示。 綜合以上兩種配合可得： Dmax-dmin=ES-ei （代數(shù)差為正時(shí)是Xmax，為負(fù)時(shí)是Ymin） Dmin-dmax=EI-es （代數(shù)差為正時(shí)是Xmin，為負(fù)時(shí)

14、是Ymax）,1.4 配合,1.4.3 過(guò)渡配合 過(guò)渡配合是可能具有間隙和過(guò)盈的配合。孔與軸的公差帶相互交疊。過(guò)渡配合介于間隙配合與過(guò)盈配合之間，如圖所示。某對(duì)孔、軸裝配后，不是有間隙，就是有過(guò)盈，絕不會(huì)又有間隙又有過(guò)盈。過(guò)渡配合的計(jì)算同過(guò)盈配合。,目 錄,,第2章 公差與配合的應(yīng)用,2.1 基準(zhǔn)制的選擇2.2 標(biāo)準(zhǔn)公差系列2.3 公差等級(jí)的選擇2.4 基本偏差系列2.5 基本偏差的選擇

15、,2.1 基準(zhǔn)制的選擇,基準(zhǔn)制是一種零件的基本偏差（公差帶位置）不變，而只改變另一種零件的基本偏差（公差位置），以獲得不同的配合性質(zhì)?；鶞?zhǔn)制分為基孔制和基軸制兩種。 基孔制：基本偏差固定不變的孔的公差帶，與不同基本偏差軸的公差帶形成的各種配合。對(duì)于該基準(zhǔn)制，是孔的最小極限尺寸與基本尺寸相等，孔的下偏差為零的一種配合制度，基本偏差為H。 基軸制：基本偏差固定不變的軸的公差帶，與不同基本偏差孔的公差帶形成的各種配合。對(duì)于該基

16、準(zhǔn)制，是軸的最大極限尺寸與基本尺寸相等，軸的上偏差為零的一種配合制度，基本偏差為h。,2.1 基準(zhǔn)制的選擇,基準(zhǔn)制的選擇與使用要求無(wú)關(guān)，不管選擇基孔制還是基軸制，都可以達(dá)到預(yù)期的目的，實(shí)現(xiàn)配合性質(zhì)。但從工藝的經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的合理性考慮問題，對(duì)中、小尺寸應(yīng)優(yōu)先考慮基孔制。因?yàn)榛鶞?zhǔn)孔的極限偏差是一定的，可用較少數(shù)量的刀具和量具（鉆頭、鉸刀、拉刀、塞規(guī)等）；配合軸的極限偏差雖然多，但可用一把車刀和砂輪加工，比較經(jīng)濟(jì)。反之若選用基軸制，就需要配備

17、很大數(shù)量?jī)r(jià)值昂貴的鉆頭、鉸刀、拉刀、塞規(guī)等刀具和量具，所以選用基孔制可取得明顯的經(jīng)濟(jì)效果。如滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，而滾動(dòng)軸承外圈與孔的配合采用基軸制。,2.2 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,2.2.1 公差等級(jí) 確定尺寸精確程度的等級(jí)稱為公差等級(jí)。 不同零件和零件上不同部位的尺寸，對(duì)精確程度的要求往往不同，為了滿足生產(chǎn)的需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了20個(gè)公差等級(jí)，各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差的代號(hào)為IT01，IT0,IT1,IT

18、2，…，IT18。IT01精度最高，其余依次降低，標(biāo)準(zhǔn)公差值依次增大。,2.2 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,2.2.2 尺寸分段 由標(biāo)準(zhǔn)公差的計(jì)算式可知，對(duì)應(yīng)每一個(gè)基本尺寸和公差等級(jí)可以計(jì)算出一個(gè)相應(yīng)的公差值，但這樣編制的公差表格會(huì)非常龐大，給生產(chǎn)、設(shè)計(jì)帶來(lái)麻煩，同時(shí)也不利于公差值的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。為了減少標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)目、統(tǒng)一公差值、簡(jiǎn)化公差表格，以便于實(shí)際應(yīng)用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)基本尺寸進(jìn)行了分段，對(duì)同一尺寸段內(nèi)所有的基本尺寸，在

19、相同公差等級(jí)情況下，規(guī)定相同的標(biāo)準(zhǔn)公差，標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值見下表。,2.2 標(biāo)準(zhǔn)公差系列,2.2.2 尺寸分段 （摘自GB/T1800.3-1998）,2.3 公差等級(jí)的選擇,確定公差等級(jí)應(yīng)綜合考慮各種因素，如果選擇公差等級(jí)過(guò)高，當(dāng)然可以滿足使用要求，但加工難度大，成本高。選擇公差等級(jí)過(guò)低，加工容易，成本低，未必能保證使用要求。所以公差等級(jí)的選擇應(yīng)在滿足使用要求的前提下，盡量

20、選用較低的公差等級(jí)。保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足使用要求是選擇時(shí)應(yīng)首先考慮的因素，然后再考慮如何能更經(jīng)濟(jì)，選擇比較合適的、盡量低的公差等級(jí)。一般情況采用類比法選擇公差等級(jí)。,2.4 基本偏差系列,基本偏差是指零件公差帶靠近零線位置的上偏差或下偏差。當(dāng)公差帶位置在零線以上時(shí)，其基本偏差為下偏差；當(dāng)公差帶位置在零線以下時(shí)，其基本偏差為上偏差。 基本偏差代號(hào)用拉丁字母表示，小寫字母代表軸，大寫字母代表孔。以軸為例，其排列順序基本

21、上從a依次到z，在拉丁字母中，除去與其他代號(hào)易混淆的5個(gè)字母i、l、o、p、q、我，增加了7個(gè)雙字母代號(hào)cd、ef、fg、js、za、zb、zc，共組成28個(gè)基本偏差代號(hào)。其排列順序見圖所示?？椎?8個(gè)基本偏差代號(hào)，與軸完全相同，用大寫字母表示。,2.4 基本偏差系列,在圖中，表示基本尺寸相同的28種軸、孔基本偏差相對(duì)零線的位置，圖中基本偏差是“開口”的公差帶，這是因?yàn)榛酒钪皇潜硎竟顜У奈恢?，而不表示公差帶的大小，其另一端開口的位

22、置將由公差等級(jí)來(lái)決定。,2.5 基本偏差的選擇,基本偏差的選擇，實(shí)質(zhì)上是確定孔、軸配合應(yīng)具有一定的間隙或過(guò)盈，滿足使用要求，保證機(jī)器正常工作。當(dāng)基準(zhǔn)制、公差等級(jí)確定后，基準(zhǔn)孔或基準(zhǔn)軸的公差帶就確定了，關(guān)鍵就是選擇配合件公差帶的位置，即選擇配合件的基本偏差代號(hào)。 選擇配合件的基本偏差代號(hào)一般采用類比法，根據(jù)使用要求、工作條件，首先確定配合的類別。對(duì)于工作時(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或雖無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)卻要求裝拆方便的孔、軸，應(yīng)該選用間隙配合；對(duì)

23、于主要靠過(guò)盈保持相對(duì)靜止或傳遞載荷的孔、軸，應(yīng)該選用過(guò)盈配合；對(duì)于既要求對(duì)中性高，又要求裝拆方便的孔、軸，應(yīng)該選用過(guò)渡配合。,2.5 基本偏差的選擇,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1800.3-1998對(duì)基本尺寸≤500規(guī)定了20個(gè)公差等級(jí)和28種基本偏差，國(guó)標(biāo)規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先孔用公差帶共105種，如圖所示，圖中方框內(nèi)的44種為常用公差帶，圓圈內(nèi)的13種為優(yōu)先公差帶。選擇配合件基本偏差時(shí)應(yīng)注意按優(yōu)先、常用、一般的順序選取。,2.5 基本偏差的選

24、擇,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先軸用公差帶共116種，如圖所示。圖中方框內(nèi)的59種為常用公差，圓圈內(nèi)的13種為優(yōu)先公差帶。,目 錄,,第3章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ),3.1 測(cè)量與檢驗(yàn)的概念3.2 計(jì)量器具和計(jì)量方法的分類3.3 測(cè)量誤差,3.1 測(cè)量與檢驗(yàn)的概念,要實(shí)現(xiàn)互換性，除了合理地規(guī)定公差外，還需要在加工過(guò)程中進(jìn)行正確的測(cè)量或檢驗(yàn)，只有測(cè)量或檢驗(yàn)合格的零件，才具有互換性。 測(cè)量是指確定被測(cè)量對(duì)象量值為目的的全

25、部操作。實(shí)質(zhì)上是將被測(cè)幾何量與作為計(jì)算單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)幾何量是計(jì)量單位的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)的過(guò)程。一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程應(yīng)包括被測(cè)對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法（指測(cè)量時(shí)采用的方法、計(jì)量器具和測(cè)量條件的綜合）和測(cè)量精度等四個(gè)方面。 檢驗(yàn)是指為確定被測(cè)幾何量是否在規(guī)定的極限范圍之內(nèi)，從而判定是否合格，不一定得出具體的量值。 測(cè)量技術(shù)包括測(cè)量和檢驗(yàn)。對(duì)測(cè)量技術(shù)的基本要求是：合理地選用計(jì)量器具與測(cè)量方法，保

26、證一定的測(cè)量精度，具有高的測(cè)量效率，低的測(cè)量成本，通過(guò)測(cè)量分析零件的加工工藝，積極采取預(yù)防措施，避免廢品的產(chǎn)生。,3.2 計(jì)量器具和計(jì)量方法的分類,3.2.1 計(jì)量器具的分類 計(jì)量器具按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為量具、量規(guī)、量?jī)x和計(jì)量裝置等四類。 1. 量具 量具是指以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具，有單值量具和多值量具兩種。單值量具是指復(fù)現(xiàn)幾何量的單個(gè)量值的量具，如量塊、直角尺等。多值量具是指復(fù)現(xiàn)一定

27、范圍內(nèi)的一系列不同量值的量具。 2. 量規(guī) 量規(guī)是指沒有刻度的專用計(jì)量器具，用以檢驗(yàn)零件要素實(shí)際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。檢驗(yàn)結(jié)果只能判斷被測(cè)幾何量合格與否，而不能獲得被測(cè)幾何量的具體數(shù)值。如用光滑極限量規(guī)、位置量規(guī)和螺紋量規(guī)等檢驗(yàn)工件。,3.2 計(jì)量器具和計(jì)量方法的分類,3.2.1 計(jì)量器具的分類 3. 量?jī)x 量?jī)x是指能將被測(cè)幾何量的量值轉(zhuǎn)換成為直接觀測(cè)的指示值（示值）或等效信息的計(jì)

28、量器具。按信號(hào)轉(zhuǎn)換原理，量?jī)x分為機(jī)械式量?jī)x、光學(xué)式量?jī)x、電動(dòng)式量?jī)x和氣動(dòng)式量?jī)x等幾種。 4. 計(jì)量裝置 計(jì)量裝置是指為確定被測(cè)幾何量量值所必需的計(jì)量器具和輔助設(shè)備的總體。它能夠測(cè)量較多的幾何量和較復(fù)雜的零件，有助于實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化和半自動(dòng)化。如連桿、滾動(dòng)軸承的零件可用計(jì)量裝置來(lái)測(cè)量。,3.2 計(jì)量器具和計(jì)量方法的分類,3.2.2 測(cè)量方法的分類1. 按所測(cè)的幾何量是否為欲測(cè)的幾何量分類 直接測(cè)量

29、 不必測(cè)量與被測(cè)量有函數(shù)關(guān)系的其它量，而能直接得到被測(cè)量的量值。 間接測(cè)量 通過(guò)測(cè)量與被測(cè)量有函數(shù)關(guān)系的其它量，才能得到被測(cè)量值的測(cè)量方法。如圖所示，對(duì)于孔心Y的測(cè)量，是測(cè)出X1值和X2值，然后按照公式Y(jié)=（X1+X2）/2求出Y值。為了減少測(cè)量誤差，一般都采用直接測(cè)量，必要時(shí)可采用間接測(cè)量。,3.2 計(jì)量器具和計(jì)量方法的分類,3.2.2 測(cè)量方法的分類2. 按示值是否為被測(cè)幾何量的整個(gè)量

30、值分類 絕對(duì)測(cè)量 計(jì)量器具顯示或指示的示值是被測(cè)幾何量的整個(gè)量值。 微差測(cè)量（比較測(cè)量） 將被測(cè)量與同它只有微小差別的已知同種量相比較，通過(guò)測(cè)量這兩個(gè)量值間的差值以確定被測(cè)量值的測(cè)量方法。3. 按測(cè)量時(shí)被測(cè)表面與計(jì)量器具的測(cè)頭是否接觸分類 接觸測(cè)量 測(cè)量時(shí)計(jì)量器具的測(cè)頭與被測(cè)表面接觸，并有機(jī)械作用測(cè)量力。 非接觸測(cè)量 測(cè)量時(shí)計(jì)量器具的測(cè)頭不與被測(cè)表面接觸。 接觸測(cè)量會(huì)

31、引起被測(cè)表面和計(jì)量器具有關(guān)部分產(chǎn)生彈性變形，因而影響測(cè)量精度。非接觸測(cè)量則無(wú)此影響。,3.2 計(jì)量器具和計(jì)量方法的分類,3.2.2 測(cè)量方法的分類4. 按工件上同時(shí)測(cè)量被測(cè)幾何量的多少分類 單項(xiàng)測(cè)量 對(duì)工件上每一幾何量分別進(jìn)行測(cè)量。 綜合測(cè)量（綜合檢驗(yàn)） 同時(shí)測(cè)量工件上幾個(gè)有關(guān)幾何量的綜合結(jié)果，以判斷綜合結(jié)果是否合格，而不要求知道有關(guān)單項(xiàng)值。5. 按測(cè)量在加工過(guò)程中所起的作用分類 主動(dòng)測(cè)量 在加

32、工工件的同時(shí)，對(duì)被測(cè)幾何量進(jìn)行測(cè)量。其測(cè)量結(jié)果可直接用以控制加工過(guò)程，及時(shí)防止廢品的產(chǎn)生。 被動(dòng)測(cè)量 在工件加工完畢后對(duì)被測(cè)幾何量進(jìn)行測(cè)量。其測(cè)量結(jié)果僅限于通過(guò)合格品和發(fā)現(xiàn)并剔除不合格品。6. 靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量 靜態(tài)測(cè)量 是指在測(cè)量過(guò)程中，計(jì)量器具的測(cè)頭與被測(cè)零件處于靜止?fàn)顟B(tài)，被測(cè)量的量值是固定的。 動(dòng)態(tài)測(cè)量 是指在測(cè)量過(guò)程中，計(jì)量器具的測(cè)頭與被測(cè)零件處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，被測(cè)量的量值是變化的。

33、,3.3 測(cè)量誤差,3.3.1 什么是誤差 所謂誤差就是實(shí)際測(cè)得值與被測(cè)量的真值之間的差。若對(duì)某量的測(cè)得值為a，該量的真值為x，則誤差為 δ=a-x 測(cè)量過(guò)程中，誤差的發(fā)生和存在是絕對(duì)的，客觀的，沒有誤差則是相對(duì)的。絕對(duì)的準(zhǔn)確是沒有的，不存在的。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，任何量的真值都是不可知的。因此，真值x通常用高一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具所測(cè)得的量值或

34、用一系列等精度測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值L來(lái)代替，從而 δ=a-L,3.3 測(cè)量誤差,3.3.2 測(cè)量誤差的種類 測(cè)量誤差按性質(zhì)可分為：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。1. 系統(tǒng)誤差 在同一條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，數(shù)值和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，它的存在歪曲了測(cè)量結(jié)果的真面

35、目，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行修正或予以消除。2. 隨機(jī)誤差（偶然誤差） 在同一條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，數(shù)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差，稱為隨機(jī)誤差。也就是說(shuō)，這類誤差數(shù)值的大小和符號(hào)的正負(fù)，具有偶然性，不能事先知道，所以也稱偶然誤差。隨機(jī)誤差就某一次來(lái)說(shuō)是不可捉摸得，可大可小，可正可負(fù)，但經(jīng)過(guò)多次重復(fù)測(cè)量，就可找到它的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布。它影響測(cè)量結(jié)果的精密度。隨機(jī)誤差是不能從測(cè)量過(guò)程中把它消除

36、的。,3.3 測(cè)量誤差,3.3.2 測(cè)量誤差的種類3. 粗大誤差 超出在規(guī)定條件下預(yù)計(jì)的誤差為粗大誤差。它是由操作者疏忽大意或客觀條件突然劇變?cè)斐傻摹Ｈ缱x錯(cuò)、寫錯(cuò)，小數(shù)點(diǎn)點(diǎn)錯(cuò)，或突然的振動(dòng)等造成的測(cè)量誤差。粗大誤差也稱疏忽誤差，它嚴(yán)重歪曲測(cè)量結(jié)果，在測(cè)量中是不允許存在的。,3.3 測(cè)量誤差,3.3.2 測(cè)量誤差的種類 測(cè)量誤差按本身因次可分為：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差。1. 絕對(duì)誤差

37、 測(cè)量結(jié)果和被測(cè)量真值之間的差為絕對(duì)誤差。絕對(duì)誤差是指以被測(cè)量的因次（單位）表示的誤差。2. 相對(duì)誤差 相對(duì)誤差是測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比。即相對(duì)誤差是一個(gè)比值，它沒有單位。,目 錄,,第4章 形狀和位置公差,4.1 形狀公差的基本概念4.2 形狀公差及公差帶4.3 位置公差及公差帶4.4 形位公差的選用4.5 形位公差的標(biāo)注,4.1 形狀公差的基本概念,4.1.1 幾何要素

38、 幾何要素指構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面，是形位公差和位置公差的研究對(duì)象。如圖所示，零件的球面、圓錐面、平面、圓柱面、球心、軸線、素線、頂尖點(diǎn)等都為該零件的幾何要素。可以從不同的角度對(duì)要素進(jìn)行分類。,4.1 形狀公差的基本概念,4.1.1 幾何要素1. 按結(jié)構(gòu)特征分類：Ⅰ）輪廓要素 構(gòu)成零件外形的、能直接為人們所感覺到的點(diǎn)、線、面要素稱為輪廓要素。如上圖中的球面、圓錐面、圓柱面、端平面、圓柱面素線

39、、圓錐面素線、錐頂?shù)?。Ⅱ）中心要?對(duì)稱要素的中心點(diǎn)、線、面或回轉(zhuǎn)表面的軸線稱為中心要素。中心要素雖然也是客觀存在的要素，但不能為人們直接所感覺，必須通過(guò)分析后才能說(shuō)明它的存在，如圓心、軸線、球心等。,4.1 形狀公差的基本概念,4.1.1 幾何要素2． 按在形狀和位置公差中所處的地位分類：Ⅰ）被測(cè)要素 圖樣上給出了形狀或（和）位置公差的要素稱為被測(cè)要素，它是檢測(cè)的對(duì)象。被測(cè)要素又可分為單一要素和

40、關(guān)聯(lián)要素。 （a）單一要素 它是僅對(duì)其本身給出形狀公差要求的要素。 （b）關(guān)聯(lián)要素 它是與其它要素有功能關(guān)系的要素，即給出位 置公差的要素。,Ⅱ）基準(zhǔn)要素 它是用來(lái)確定被測(cè)要素的方向或（和） 位置的要素。如圖所示：Фd1的軸線應(yīng)與Фd2的軸線同軸，Фd2的臺(tái)肩應(yīng)與Фd2的軸線垂直，Фd2的軸線為基準(zhǔn)要素。,4.1 形狀公差的基本概念

41、,4.1.2 形位公差的項(xiàng)目和符號(hào) 形位公差是被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其它理想要素允許的最大變動(dòng)量。 形位公差分為形狀公差和位置公差兩大類。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1182-1996規(guī)定了形位特征項(xiàng)目符號(hào)14項(xiàng)，如表所示。,圓柱表面上任一素線的直線度公差為0.02mm，其公差帶是在通過(guò)軸線的任一平面內(nèi)，距離為公差值t=0.02mm的兩平行直線之間的區(qū)域,在給定平面內(nèi)，公差帶是距離為公差值t的兩平行直線之間的區(qū)域,4.

42、2 形狀公差及公差帶,形狀公差是單一實(shí)際被測(cè)要素對(duì)其理想要素的允許變動(dòng)量。 形狀公差包括直線度、平面度、圓度、線輪廓度、面輪廓度六個(gè)項(xiàng)目，除了有基準(zhǔn)要求的線輪廓度、面輪廓度外，其它均是單一要素的要求。形狀公差帶是限制單一實(shí)際被測(cè)要素變動(dòng)的區(qū)域。形狀公差帶及其定義、標(biāo)注和解釋如表所示。,,,直線度,公差帶說(shuō)明,標(biāo)注及解釋,公差項(xiàng)目,,,,,,,,,,4.2 形狀公差及公差帶,,,,,4.2 形狀公差及公差帶,

43、,,,,4.2 形狀公差及公差帶,,,,,4.2 形狀公差及公差帶,,,,,4.2 形狀公差及公差帶,,,,,4.3 位置公差及公差帶,位置公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素對(duì)其具有確定方向或位置的理想要素的允許變動(dòng)量。根據(jù)關(guān)聯(lián)要素對(duì)基準(zhǔn)的功能要求的不同，位置公差分可分為定向公差、定位公差和跳動(dòng)公差。,4.3 位置公差及公差帶,4.3.1 基準(zhǔn)及分類 基準(zhǔn)是用來(lái)確定被測(cè)要素的理想方向或位置的，直接關(guān)系到位置誤差的大小

44、，所以基準(zhǔn)在位置公差中是十分重要的。1. 基準(zhǔn)和基準(zhǔn)實(shí)際要素 基準(zhǔn) 是理想的要素，它是確定要素間幾何關(guān)系的依據(jù)。根據(jù)幾何 特征有基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)直線、基準(zhǔn)平面。 基準(zhǔn)實(shí)際要素 是指零件上起基準(zhǔn)作用的實(shí)際存在的要素，例如零件上的某一平表面、孔表面等。 圖樣上所標(biāo)注的基準(zhǔn)都是理想的要素，是設(shè)計(jì)給定的，該要素不應(yīng)有任何形狀誤差。然而加工出來(lái)的基準(zhǔn)實(shí)際要素都有形狀誤差，不能直接作為基準(zhǔn)使用，可通

45、過(guò)某一種方法根據(jù)基準(zhǔn)實(shí)際要素來(lái)確定基準(zhǔn)。,4.3 位置公差及公差帶,4.3.1 基準(zhǔn)及分類2. 基準(zhǔn)的三種類型 單一基準(zhǔn) 是僅由一個(gè)要素構(gòu)成的基準(zhǔn)。如圖所示由一個(gè) 中心要素建立的基準(zhǔn)。,4.3 位置公差及公差帶,4.3.1 基準(zhǔn)及分類 組合基準(zhǔn) 是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素構(gòu)成而作為單一基準(zhǔn)使用的

46、 一組要素。如圖所示，中軸線的同軸度示例，兩段軸線 A、B建立起公共基準(zhǔn)A—B。,4.3 位置公差及公差帶,4.3.1 基準(zhǔn)及分類基準(zhǔn)體系 在位置公差中，為了確定被測(cè)要素在空間的方向和位置，有時(shí)僅指定一個(gè)基準(zhǔn)是不夠的，而要使用兩個(gè)或三個(gè)基準(zhǔn)組成的基準(zhǔn)體系，由兩個(gè)或三個(gè)相互間具有確定關(guān)系的基準(zhǔn)共同確定，這種基準(zhǔn)稱為基準(zhǔn)體系。如圖所示，三個(gè)基準(zhǔn)平面按標(biāo)注順序分別稱為基準(zhǔn)A，第一基準(zhǔn)平面

47、；基準(zhǔn)B，第二基準(zhǔn)平面；基準(zhǔn)C，第三基準(zhǔn)平面。,4.3 位置公差及公差帶,4.3.2 定向公差 定向公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素對(duì)其具有確定方向的理想要素的允許變動(dòng)量。理想要素的方向由基準(zhǔn)及理論正確尺寸（角度）確定。定向公差包括平行度、垂直度和傾斜度。定向公差帶其定義、標(biāo)注和解釋如表所示。 定向公差的三個(gè)項(xiàng)目的被測(cè)要素和基準(zhǔn)要素有直線和平面之分，因此有被測(cè)直線相對(duì)于基準(zhǔn)直線（線對(duì)線）、被測(cè)

48、直線相對(duì)于基準(zhǔn)平面（線對(duì)面）、被測(cè)平面相對(duì)于基準(zhǔn)直線（面對(duì)線）和被測(cè)平面相對(duì)于基準(zhǔn)平面（面對(duì)面）等四種形式。,4.3 位置公差及公差帶,,,4.3 位置公差及公差帶,,,4.3 位置公差及公差帶,,,4.3 位置公差及公差帶,,,4.3.3 定位公差 定位公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素對(duì)其具有確定位置的理想要素的允許變動(dòng)量，理想要素的位置有基準(zhǔn)及理論正確尺寸確定。定位公差包括同軸度、對(duì)稱度和位置度。定位公差帶其定義

49、、標(biāo)注和解釋如表所示。 定位公差項(xiàng)目中的同軸度只涉及軸線；對(duì)稱度涉及的有直線和平面；位置度涉及要素包括點(diǎn)、線、面。,4.3 位置公差及公差帶,,,4.3 位置公差及公差帶,定位公差帶有以下特點(diǎn)： 1）定位公差帶具有確定的位置，相對(duì)于基準(zhǔn)的尺寸為理論正確尺寸。同軸度、對(duì)稱度公差帶的特點(diǎn)為被測(cè)要素與基準(zhǔn)要素重合，公差帶相對(duì)于基準(zhǔn)位置的理論正確尺寸為零。2)定位公差帶具有綜合控制被測(cè)要素位置、方向和形狀的職能。

50、 所以，在保證功能要求的前提下，對(duì)被測(cè)要素給定了定位公差，一般不必再給出定向和形狀公差。,4.3 位置公差及公差帶,,,4.3.3 跳動(dòng)公差 跳動(dòng)公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測(cè)要素繞基準(zhǔn)軸回轉(zhuǎn)一周或連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)所允許的最大跳動(dòng)量。跳動(dòng)公差分為圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)。跳動(dòng)公差帶其定義、標(biāo)注和解釋如表所示。,4.3 位置公差及公差帶,,,4.3 位置公差及公差帶,,,4.4 形位公差的選用,形位公差有一般要求的不必在圖樣上注出

51、形位公差值；凡是用一般機(jī)械加工方法能保證的形位公差要求，形位公差值也可不在圖樣上注明，成為未注公差，即形位公差標(biāo)準(zhǔn)中公差等級(jí)為9～12級(jí)者，雖可不在圖樣上注出，但還是有形位公差要求的，其形位公差可按GB1184-80未注形位公差的規(guī)定來(lái)確定。要求在圖樣上給定形位公差時(shí)，則應(yīng)選擇和確定形位公差的項(xiàng)目、基準(zhǔn)、公差數(shù)值等。,4.4 形位公差的選用,4.4.1 公差項(xiàng)目的選擇 對(duì)形位公差登記要求比較高的1～8級(jí)，應(yīng)注明形

52、位公差值。具體選擇時(shí)，可從以下幾個(gè)方面考慮：a. 零件的幾何特征 例如圓柱零件會(huì)產(chǎn)生圓柱度誤差；加工后有平面的零件將存在平面度誤差；凸輪類的零件會(huì)有輪廓度誤差；階梯孔、軸會(huì)有同軸度誤差等。b.零件的功能要求 影響回轉(zhuǎn)精度和工作精度的要控制圓柱度和同軸度；齒輪箱兩軸孔的中心線不平行，將影響齒輪嚙合，降低承載能力。c.形位公差的特點(diǎn) 圓柱度可控制圓度誤差；定向公差可控制與其有關(guān)的形狀誤差；定位公差可控制與其有關(guān)的定向誤差；跳

53、動(dòng)可控制與其有關(guān)的形狀誤差、定向誤差、定位誤差等。有特殊要求時(shí)應(yīng)分別滿足。,4.4 形位公差的選用,4.4.2 基準(zhǔn)的確定 在確定位置公差時(shí)，必須給出基準(zhǔn)。基準(zhǔn)可分為單一基準(zhǔn)、組合基準(zhǔn)或多基準(zhǔn)。確定基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)零件在機(jī)器中的位置、作用、結(jié)果特點(diǎn)，以及對(duì)它們的加工、檢測(cè)的要求統(tǒng)一考慮。a. 單一基準(zhǔn) 一般用于定向或定位要求上比較單一的零件，可采用一個(gè)平面、一條軸線做為基準(zhǔn)要素。如平行度、垂直度、傾斜度、對(duì)稱度

54、公差等。b.組合基準(zhǔn) 一般用于以兩孔或兩軸頸作為支承的圓柱零件上，并要求給定同軸度、跳動(dòng)公差的時(shí)候。c.多基準(zhǔn) 一般用于確定位置度公差時(shí)，以確定其理想位置。 基準(zhǔn)的確定應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，力求使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)三者統(tǒng)一，以消除由于基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。同時(shí)，為了簡(jiǎn)化工、夾、量具的設(shè)計(jì)和制造及測(cè)量方面的方便，在同一零件上的各項(xiàng)位置公差應(yīng)盡量采用同一基準(zhǔn)。,4.4 形位公差的選用,4.

55、4.3 形位公差值的確定 形位公差分為12個(gè)公差等級(jí)。位置度只規(guī)定了數(shù)系，并將直線度、平面度、同軸度、對(duì)稱度中的9、10、11、12級(jí)規(guī)定為未注公差值的A、B、C、D級(jí)。在圖樣上不注公差等級(jí)，只注形位公差數(shù)值。確定形位公差值的方法有類比法和計(jì)算法，一般采用類比法，就是將所設(shè)計(jì)零件與同樣功能要求的類似零件進(jìn)行比較，經(jīng)分析后從相應(yīng)表中查出形位公差數(shù)值。在確定形位公差值時(shí)，應(yīng)考慮以下情況：a. 形狀公差（t形）、位置公

56、差（t位）、尺寸公差（T）數(shù)值之間的量值關(guān)系一般應(yīng)滿足：T＞t位＞t形。例如，同一被測(cè)平面，其平面度公差值小于平行度公差值；同一被測(cè)圓柱面，其圓度公差值小于其徑向圓跳動(dòng)公差值；平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)距離的尺寸公差值。b.零件的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性較差或表面尺寸較大的一些零件，如細(xì)長(zhǎng)軸，形位公差值可適當(dāng)降低1～2即。,4.4 形位公差的選用,4.4.3 形位公差值的確定c.主參數(shù)的確定 當(dāng)公差等級(jí)確定之后，為從表中查出形

57、位公差值，需確定主參數(shù)。 1)一般是以被測(cè)要素的直徑d（D）或?qū)嶓w長(zhǎng)度L作為主參數(shù)。 2)當(dāng)椎體表面為被測(cè)要素時(shí)，則以椎體最大、最小直徑的平均數(shù)作為主參數(shù)d（D）。 3)圓柱體零件既有直徑d又有長(zhǎng)度L時(shí)，應(yīng)以直接d作為主參數(shù)。,4.5 形位公差的標(biāo)注,在技術(shù)圖樣中，用形位公差代號(hào)標(biāo)注零件的形位公差要求，能更好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，使工藝、檢測(cè)有統(tǒng)一的理解，從而更好地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 形

58、位公差代號(hào)由兩格或多格的矩形方框組成，且在從左至右的格中依次填寫形位公差特征項(xiàng)目符號(hào)、形位公差值、基準(zhǔn)符號(hào)和其他附加符號(hào)等，如圖所示。,4.5 形位公差的標(biāo)注,形位公差方框只有第一、二格，分別填寫公差特性符號(hào)、公差值及有關(guān)符號(hào)（如公差帶是圓形或圓柱形的直徑時(shí)公差值前加注φ；如為球形公差帶則加注s）。位置公差方框根據(jù)功能要求可增至三到五格，用來(lái)填寫表示基準(zhǔn)或基準(zhǔn)體系的字母和有關(guān)符號(hào)。當(dāng)一個(gè)以上要素作為被測(cè)要素，如6個(gè)要素，應(yīng)在框格上方標(biāo)

59、明，如“6×”、“6槽”。另外對(duì)同一要素有一個(gè)以上的公差項(xiàng)目要求時(shí)，可將一個(gè)框格放在另一個(gè)框格的下面。,4.5 形位公差的標(biāo)注,4.5.1 被測(cè)要素的標(biāo)注 被測(cè)要素由指引線與形位公差代號(hào)相連.指引線用細(xì)實(shí)線，可用折線，彎折不能超過(guò)二次。其一端接方框，并垂直于框線，另一端畫上箭頭，當(dāng)箭頭正對(duì)尺寸線時(shí)，被測(cè)要素是中心要素，否則為輪廓要素，如上圖（b）所示。 當(dāng)多個(gè)被測(cè)要素有相同

60、的形位公差（單項(xiàng)或多項(xiàng)）要求時(shí)，可以在從框格引出的指引線上繪制多個(gè)指示箭頭，并分別與被測(cè)要素相連，如下圖（a）所示。用同一公差帶控制幾個(gè)被測(cè)要素時(shí)，應(yīng)在公差框格上注明“共面”或“共線”，如下圖（b）所示",4.5 形位公差的標(biāo)注,4.5.1 被測(cè)要素的標(biāo)注 當(dāng)同一個(gè)被測(cè)要素有多項(xiàng)形位公差要求時(shí)，其標(biāo)注方法又是一致時(shí)，可將這些框格繪制在一起!并引用一根指引線，如圖所示。,4.5 形位公差的標(biāo)注,4

61、.5.2 基準(zhǔn)要素的標(biāo)注 基準(zhǔn)是用來(lái)確定被測(cè)要素的理想方向或位置的，直接關(guān)系到位置誤差的大小，所以基準(zhǔn)在位置公差中是十分重要的。零件若有位置公差要求，在圖樣上必須表明基準(zhǔn)代號(hào)，并在方框中注出基準(zhǔn)代號(hào)的字母。如圖所示，基準(zhǔn)代號(hào)由粗短橫線（基準(zhǔn)符號(hào)）、連線和帶大寫字母的圓圈組成。,4.5 形位公差的標(biāo)注,4.5.2 基準(zhǔn)要素的標(biāo)注 無(wú)論基準(zhǔn)代號(hào)的方向如何，其字母必須水平填寫，不得采用字母E