全套电子课件:机械基础.ppt
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1、公差配合与技术测量公差配合与技术测量工程构件的力学分析工程构件的力学分析常用机构常用机构连接与轴系零部件连接与轴系零部件常用传动常用传动模块三模块三 模块五模块五 模块四模块四 模块二模块二 模块一模块一 课题一课题一 公差配合及尺寸测量公差配合及尺寸测量课题二课题二 几何公差及检测几何公差及检测 课题三课题三 表面结构要求及检测表面结构要求及检测1.理解互换性以及尺寸、公差、偏差等有关术语的概念;2.掌握尺寸公差的基本计算方法以及公差带图的画法;3.掌握公差带的组成与选用;4.会查阅标准公差数值表、基本偏差表和极限偏差数值表。课题一课题一 公差配合及尺寸测量公差配合及尺寸测量任务任务1 识读
2、台阶轴的尺寸公差识读台阶轴的尺寸公差任务任务1 识读台阶轴的尺寸公差识读台阶轴的尺寸公差任务引入任务引入 如图1-1-1所示为台阶轴,在零件图中标注了尺寸公差等技术要求,试说明图1-1-1 a上所标注尺寸 mm与 mm的意义。零件加工后若测得右端圆柱面的实际尺寸为69.930mm,该尺寸是否合格?如图1-1-1b所示的标注形式中,80h8及70f7又表示什么意义呢?0-0.04680-0.030-0.06070图1-1-1.台阶轴图1-1-1使用了零件尺寸公差的两种常见标注形式。图1-1-1a标注的是公称尺寸与极限偏差,由其可求得零件的极限尺寸(可据此判断零件是否合格)、公差值,画出公差带图;
3、图1-1-1b标注的是公称尺寸与公差带代号,由其可查表确定零件的极限偏差。任务任务1 识读台阶轴的尺寸公差识读台阶轴的尺寸公差 任务分析任务分析图1-1-1.台阶轴一、孔和轴一、孔和轴1.孔:孔:通常指零件的圆柱内表面,也包括非圆柱内表面,如槽、方孔等。2.2.轴轴:通常指零件的圆柱外表面,也包括非圆柱外表面,如键的外表面、圆柱的端面等。任务任务1 识读台阶轴的尺寸公差识读台阶轴的尺寸公差 相关知识相关知识二、尺寸的术语及其定义二、尺寸的术语及其定义1.尺寸尺寸 以特定单位表示线性尺寸大小的数值称为尺寸。2.公称尺寸公称尺寸 是指设计时给定的尺寸。孔的公称尺寸用D表示,轴的公称尺寸用d表示。3
4、.极限尺寸极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸。允许的最大尺寸称为上极限尺寸Dmax(孔),dmax(轴)允许的最小尺寸称为下极限尺寸Dmin (孔),dmin(轴)4.实际尺寸实际尺寸Da(孔孔),da(轴轴)通过测量获得的尺寸称为实际尺寸。孔和轴实际尺寸的合格条件如下:Dmin Da Dmax dmin da dmax 三、偏差与公差的术语及其定义三、偏差与公差的术语及其定义1.偏差偏差 某一尺寸(实际尺寸或极限尺寸)减去其公称尺寸所得 的代数差称为尺寸偏差,简称偏差。(1)极限偏差:上极限偏差和下极限偏差;(2)实际偏差。2.公差公差 即尺寸公差,指允许尺寸的变动量。EIESD
5、DThminmax孔:maxminSTddesei轴:3.极限尺寸极限尺寸 指孔或轴允许尺寸变化的两个界限值,它包括上极限尺寸和下极限尺寸。4.公差带图公差带图四、规定公差的目的和互换性四、规定公差的目的和互换性 在机械工业中,互换性是指制成同一规格的一批零件或部件,不需任何挑选、调整或辅助加工就能装配在机器上,并能满足机械产品的使用性能要求的一种特性。它应包括几何参数、力学性能等方面的互换。(1)完全互换性;(2)不完全互换性,又称为有限互换性。规定公差的目的就是为了实现产品的互换性。规定公差的目的就是为了实现产品的互换性。在国家标准中,公差带的大小由“标准公差”来确定,公差带的位置由“基本
6、偏差”来确定。1.标准公差标准公差 共分20个等级:IT01,IT0,IT1,IT17,IT18,其中IT01精度最高,IT18精度最低。2.基本偏差基本偏差 国家标准极限与配合规定的,用以确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差称为基本偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。国家标准对孔和轴各设立了28个基本偏差。五、极限标准的基本规定五、极限标准的基本规定064.0025.050064.0025.0850F五、极限标准的基本规定五、极限标准的基本规定3.公差带公差带 孔、轴公差带代号由基本偏差代号与公差等级数字组成。4.孔、轴极限偏差数值的确定孔、轴极限偏差数值的确定(1)基本偏差的数
7、值。(2)另一极限偏差的确定。对于孔 ES=EI+IT 或 EI=ES-IT;对于轴 es=ei+IT 或 ei=es-IT。(3)查极限偏差表。1.分析尺寸与偏差分析尺寸与偏差(1)分析尺寸标注,见图1-1-1a。(2)计算公差。(3)求极限尺寸。任务任务1 识读台阶轴的尺寸公差识读台阶轴的尺寸公差任务实施任务实施2.检测尺寸检测尺寸 在本任务中,零件加工后测得右端圆柱面的实际尺寸为69.930mm,比轴的下极限尺寸69.940mm小,不符合dmin da dmax的条件,故该尺寸不合格。3.分析公差带代号分析公差带代号(1)确定公差值。(2)确定基本偏差。(3)计算另一极限偏差。一、一般公
8、差一、一般公差线性尺寸的未注公差线性尺寸的未注公差线性尺寸的一般公差是指在车间通常加工条件下可保证的公差。国家标准规定,采用一般公差时,在图样上不单独注出公差,而是在图样上、技术文件或技术标准中作出总的说明。一般公差规定了四个等级,即精密f、中等m、粗糙c和最粗v。任务任务1 识读台阶轴的尺寸公差识读台阶轴的尺寸公差知识链接知识链接二、技术测量的一般概念二、技术测量的一般概念 “测量”就是将被测的几何量与一个作为测量单位的标准量进行比较的试验过程。任务任务1 识读台阶轴的尺寸公差识读台阶轴的尺寸公差知识链接知识链接 “检验”是与测量相似的一个概念,通常只确定被测几何量是否在规定的极限范围之内,
9、从而判定零件是否合格,而不需要确定量值。1.明确配合、间隙配合、过渡配合和过盈配合的概念;2.掌握配合性质的判断方法,能熟练计算极限间隙、极限过盈和配合公差并画出孔、轴配合公差带图;3.掌握配合制、基孔制配合、基轴制配合和混合配合的概念。任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系在机械传动中,经常需要把齿轮装配到轴上,如图1-1-5所示,齿轮、衬套、轴套和轴装配成一体。工作时,要求齿轮与衬套间相对固定,衬套和轴套间为滑动摩擦,而轴套和轴之间应相对固定。任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系任务引入任务引入要符合以上工作要求,各零件之间应选择什么样
10、的配合关系呢?试根据图中标注的具体尺寸,判断各零件间分别基于哪种配合制度,并求出极限间隙或极限过盈以及配合公差。两配合零件间的相对运动关系(是相对固定,还是滑动摩擦)决定了它们之间的配合关系。任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系 任务分析任务分析一、配合的相关概念及性质一、配合的相关概念及性质1.配合配合2.间隙与过盈间隙与过盈公称尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系称为配合。孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为正时是间隙,一般用X 表示,其数值前应标“+”号;孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为负时是过盈,一般用Y 表示,其数值前应标“-”号。任务任务2 分析齿轮轴套
11、和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系 相关知识相关知识一、配合的相关概念及性质一、配合的相关概念及性质3.配合的性质配合的性质(1)间隙配合。具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合称为间隙配合。此时孔的尺寸大于或等于轴的尺寸。任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系(2)过盈配合。具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合称为过盈配合。此时孔的尺寸小于或等于轴的尺寸。(3)过渡配合。可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。此时孔的尺寸可能大于也可能小于或等于轴的尺寸。一、配合的相关概念及性质一、配合的相关概念及性质4.配合性质的判别配合性质的判别(1)由极限尺寸判定,
12、当 Dmindmax 时,为间隙配合;当 Dmaxdmin 时,为过盈配合;当 Dmaxdmin 且dmax Dmin 时,为过渡配合。(2)由极限偏差判定,当 EIes 时,为间隙配合;当 ESei时,为过盈配合;当 ESei 且 esEI 时,为过渡配合。(3)由孔、轴公差带的位置判定。任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系二、极限间隙或极限过盈的计算二、极限间隙或极限过盈的计算1.间隙配合间隙配合 (1)最大间隙 Xmax Xmax=Dmax-dmin=ES-ei0 (2)最小间隙 Xmin Xmin=Dmin-dmax=EI-es0任务任务2 分析齿轮轴套和轴
13、的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系2.过盈配合过盈配合 (1)最大过盈 Ymax Ymax=Dmin-dmax=EI-es0 (2)最小过盈 Ymin Ymin=Dmax-dmin=ES-ei03.过渡配合过渡配合(1)最大间隙 Xmax Xmax=Dmax-dmin=ES-ei0(2)最大过盈 Ymax Ymax=Dmin-dmax=EI-es0三、配合公差的计算三、配合公差的计算 配合公差是允许间隙或过盈的变动量,用 Tf表示。间隙配合任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系配合公差与尺寸公差具有相同的特性,同样以绝对值定义,没有正负,也不可能为零。过盈配合过渡配
14、合minmaxXXTfminmaxYYTfmaxmaxYXTf配合公差等于组成配合的孔与轴的公差之和,即:Tf=Th+Ts。四、配合标准的基本规定四、配合标准的基本规定1.配合制:指同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度。任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系(1)基孔制配合(2)基轴制配合(3)混合配合2.配合代号国家标准规定,配合代号用孔、轴公差带代号的组合表示,写成分数形式,分子为孔的公差带代号,分母为轴的公差带代号。在图样上标注时,配合代号标注在公称尺寸之后。1.分析各配合代号的含义分析各配合代号的含义(1)32H7/p6表示公称尺寸为32mm,公差带代号为H7
15、的齿轮内孔与公差带代号为p6的衬套外径的配合。(2)28H7/f6表示公称尺寸为28mm,公差带代号为H7的衬套内孔与公差带代号为f6的轴套外径的配合。(3)22H7/js6表示公称尺寸为22mm,公差带代号为H7的轴套内孔与公差带代号为js6的轴颈的配合。任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系任务实施任务实施2.判别配合关系及配合制度,计算极限间隙或极限过盈及配判别配合关系及配合制度,计算极限间隙或极限过盈及配合公差合公差(1)32H7/p6。查表得:32H7 ES=+25m=+0.025mm EI=032p6 es=+42m=+0.042mm ei=+26m=+0
16、.026mm由ESei可知,齿轮内孔与衬套外径的配合为基孔制过盈配合。最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.042)=-0.042mm最小过盈 Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.026)=-0.001mm配合公差 Tf=Ymax-Ymin=-0.042-(-0.001)=0.041mm任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系任务实施任务实施2.判别配合关系及配合制度,计算极限间隙或极限过盈及配判别配合关系及配合制度,计算极限间隙或极限过盈及配合公差合公差(2)28H7/f6。查表得:28H7 ES=+21m=+0.021mm EI=028f6 es=-2
17、0m=-0.020mm ei=-33m=-0.033mm由EIes可知,衬套内孔与轴套外径的配合为基孔制间隙配合。最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.021-(-0.033)=+0.054mm最小间隙 Xmin=EI-es=0-(-0.020)=+0.020mm配合公差 Tf=Xmax-Xmin=+0.054-(+0.020)=0.034mm任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系任务实施任务实施2.判别配合关系及配合制度判别配合关系及配合制度,计算极限间隙或极限过盈及配计算极限间隙或极限过盈及配合公差合公差(3)28H7/js6。查表得:22H7 ES=+21m=+
18、0.021mm EI=022js6 es=+6.5m=+0.0065mm ei=-6.5m=-0.0065mm由ESei且esEI可知,轴套内孔与轴颈的配合为基孔制过渡配合。最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.021-(-0.0065)=+0.0275mm最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.0065)=-0.0065mm配合公差 Tf=Xmax-Ymax=+0.0275-(0.0065)=0.034mm任务任务2 分析齿轮轴套和轴的配合关系分析齿轮轴套和轴的配合关系任务实施任务实施1.明确公差等级的选用原则;任务任务3 确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合
19、关系配合关系 2.了解优先、常用和一般用途公差带;3.明确配合制的选用原则;4.明确不同配合种类的应用;5.能够采用类比法选用公差等级和配合种类。如图1-1-9所示为滑动轴承装配图。已知轴承座的内径尺寸为38H7,图1-1-9b和图1-1-9c中轴的外径尺寸为18h6。轴的转速一般,润滑要求一般。试根据工作要求确定轴瓦、轴的公差带,并说明轴承座孔、轴瓦、轴之间的装配关系。任务任务3 确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系 任务引入任务引入图1-1-9所示为滑动轴承的三种不同设计结构,图1-1-9a所示没有装轴瓦,图1-1-9b和图1-1-9c都装有轴瓦。在
20、轴瓦的固定方式上,图1-1-9b依靠轴瓦与轴承座孔之间的过盈配合连接,图1-1-9c采用骑缝螺钉固定。从使用要求上来看,图1-1-9b与图1-1-9c的共同点是:轴瓦与轴承座不能产生相对转动,否则会堵塞加油孔,影响润滑。任务任务3 确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系配合关系 任务分析任务分析一、公差带的选用一、公差带的选用 任务任务3 确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系1.公差等级的选用 总的选择原则是:在满足使用要求的前提下,尽量选取低的公差等级。2.公差带的选用 在使用中的选择顺序是:先选择优先公差带,再选择常用公
21、差带,最后选择一般公差带。相关知识相关知识二、配合的选用二、配合的选用 任务任务3 确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系1.配合制的选用原则(1)一般情况下,应优先选用基孔制。(2)与标准件配合时,配合制的选择通常依标准件而定。(3)为满足特殊需要,允许采用混合配合。二、配合的选用二、配合的选用 任务任务3 确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系2.配合种类的选用 方法有计算法、类比法和试验法3种。一般采用类比法,然后确定其配合种类。采用类比法确定配合的种类,具体步骤如下:(1)根据使用要求,确定配合的类别,即确定是
22、间隙配合、过盈配合,还是过渡配合。(2)根据工作条件,运用类比法确定选用哪一种配合。配合的选用顺序是:先选择优先配合,再选择常用配合,最后选择一般配合。(3)当实际工作条件与典型配合的应用场合有所不同时,应对配合的松紧做适当的调整,最后确定选用哪种配合。依据要求,首先确定配合制,其次确定公差等级,最后确定配合性质。任务任务3 确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的确定轴承座孔、轴颈、轴瓦之间的配合关系配合关系1.确定图1-1-9a中的配合 选用配合代号 H7/f6。2.确定图1-1-9b中的配合 选用配合代号 F7/h6。3.确定图1-1-9c中的配合 选用配合代号 H7/p6。4.将配合代号填入装配
23、图。任务实施任务实施课题一课题一 公差配合及尺寸测量公差配合及尺寸测量课题二课题二 几何公差及检测几何公差及检测 课题三课题三 表面结构要求及检测表面结构要求及检测课题二课题二 几何公差及检测几何公差及检测 任务任务 识读轴套的几何公差识读轴套的几何公差1.明确几何要素、理想要素和实际要素的概念,明确单一要素和关联要素的概念,明确组成要素和导出要素的概念;2.明确几何公差的项目及符号;3.掌握几何公差的标注方法,能正确识读几何公差;4.理解几何公差带的含义,能正确描述几何公差带。任务任务 识读轴套的几何公差识读轴套的几何公差加工后的零件不仅会产生尺寸误差,还会产生形状、方向、位置和跳动等几何误
24、差。零件的几何误差同样会影响零件的使用性能和互换性。因此,零件图样上除了规定尺寸公差来限制尺寸误差外,还规定了形状、方向、位置和跳动公差来限制几何误差。几何公差示例如图1-2-1所示,试解释图样中各几何公差代号的含义及公差带的形状。任务引入任务引入国家标准规定,对零件的几何公差要求在图样上用代号标注。其中涉及被测要素和基准要素(又分单一要素和关联要素以及组成要素和导出要素等)、公差项目、公差值等内容。任务分析任务分析任务任务 识读轴套的几何公差识读轴套的几何公差一、零件的几何要素一、零件的几何要素零件的几何要素(简称要素)是指构成零例件形体 的 点、线、面。1、按存在状态分为理想要素和实际要素
25、;2、按所处地位分为被测要素和基准要素;3、按几何特征分为组成要素和导出要素。相关知识相关知识任务任务 识读轴套的几何公差识读轴套的几何公差二、几何公差的项目及符号二、几何公差的项目及符号 几何公差可分为形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差四类。几何公差的项目及符号,见下表121。任务任务 识读轴套的几何公差识读轴套的几何公差三、几何公差的标注三、几何公差的标注 1.几何公差代号 包括几何公差框格和指引线、几何特征符号、几何公差数值和其他有关符号、基准字母和其他有关符号等。2.基准符号 由涂黑(或空白)的三角形、细实线和带大写字母的方框组成。任务任务 识读轴套的几何公差识读轴套的几何公差三、
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