課題一公差配合及尺寸測量課題二幾何公差及檢測

課題三表面結構要求及檢測1.理解互換性以及尺寸、公差、偏差等有關術語的概念；2.掌握尺寸公差的基本計算方法以及公差帶圖的畫法；3.掌握公差帶的組成與選用；4.會查閱標準公差數值表、基本偏差表和極限偏差數值表。課題一公差配合及尺寸測量任務1

識讀臺階軸的尺寸公差任務1識讀臺階軸的尺寸公差任務引入

如圖1-1-1所示為臺階軸，在零件圖中標注了尺寸公差等技術要求，試說明圖1-1-1a上所標注尺寸mm與mm的意義。零件加工后若測得右端圓柱面的實際尺寸為φ69.930mm，該尺寸是否合格?如圖1-1-1b所示的標注形式中，φ80h8及φ70f7又表示什么意義呢？圖1-1-1.臺階軸圖1-1-1使用了零件尺寸公差的兩種常見標注形式。圖1-1-1a標注的是公稱尺寸與極限偏差,由其可求得零件的極限尺寸(可據此判斷零件是否合格)、公差值，畫出公差帶圖；圖1-1-1b標注的是公稱尺寸與公差帶代號，由其可查表確定零件的極限偏差。任務1識讀臺階軸的尺寸公差

任務分析圖1-1-1.臺階軸一、孔和軸孔：通常指零件的圓柱內表面，也包括非圓柱內表面，如槽、方孔等。軸：通常指零件的圓柱外表面，也包括非圓柱外表面，如鍵的外表面、圓柱的端面等。任務1識讀臺階軸的尺寸公差相關知識二、尺寸的術語及其定義1.尺寸以特定單位表示線性尺寸大小的數值稱為尺寸。2.公稱尺寸

是指設計時給定的尺寸。

孔的公稱尺寸用D表示，軸的公稱尺寸用d表示。3.極限尺寸允許尺寸變化的兩個界限值稱為極限尺寸。允許的最大尺寸稱為上極限尺寸Dmax(孔)，dmax(軸)

允許的最小尺寸稱為下極限尺寸Dmin

(孔)，dmin

(軸)4.實際尺寸[Da(孔),da(軸)]

通過測量獲得的尺寸稱為實際尺寸。

孔和軸實際尺寸的合格條件如下：Dmin≤Da≤Dmax

dmin≤da≤

dmax

三、偏差與公差的術語及其定義1.偏差某一尺寸(實際尺寸或極限尺寸)減去其公稱尺寸所得的代數差稱為尺寸偏差，簡稱偏差。(1)極限偏差：上極限偏差和下極限偏差；(2)實際偏差。2.公差即尺寸公差，指允許尺寸的變動量。孔：軸：3.極限尺寸指孔或軸允許尺寸變化的兩個界限值，它包括上極限尺寸和下極限尺寸。4.公差帶圖四、規定公差的目的和互換性在機械工業中，互換性是指制成同一規格的一批零件或部件，不需任何挑選、調整或輔助加工就能裝配在機器上，并能滿足機械產品的使用性能要求的一種特性。它應包括幾何參數、力學性能等方面的互換。（1）完全互換性；（2）不完全互換性，又稱為有限互換性。

規定公差的目的就是為了實現產品的互換性。在國家標準中，公差帶的大小由“標準公差”來確定，公差帶的位置由“基本偏差”來確定。1.標準公差共分20個等級：IT01，IT0，IT1，…，IT17，IT18，其中IT01精度最高，IT18精度最低。2.基本偏差國家標準《極限與配合》規定的，用以確定公差帶相對于零線位置的上極限偏差或下極限偏差稱為基本偏差。一般為靠近零線的那個極限偏差。國家標準對孔和軸各設立了28個基本偏差。五、極限標準的基本規定五、極限標準的基本規定3.公差帶孔、軸公差帶代號由基本偏差代號與公差等級數字組成。4.孔、軸極限偏差數值的確定(1)基本偏差的數值。(2)另一極限偏差的確定。對于孔ES=EI+IT或EI=ES-IT；對于軸es=ei+IT或ei=es-IT。(3)查極限偏差表。1.分析尺寸與偏差(1)分析尺寸標注，見圖1-1-1a。(2)計算公差。(3)求極限尺寸。任務1識讀臺階軸的尺寸公差任務實施2.檢測尺寸在本任務中，零件加工后測得右端圓柱面的實際尺寸為φ69.930mm，比軸的下極限尺寸69.940mm小，不符合dmin≤da≤dmax的條件，故該尺寸不合格。3.分析公差帶代號(1)確定公差值。(2)確定基本偏差。(3)計算另一極限偏差。一、一般公差——線性尺寸的未注公差線性尺寸的一般公差是指在車間通常加工條件下可保證的公差。國家標準規定，采用一般公差時，在圖樣上不單獨注出公差，而是在圖樣上、技術文件或技術標準中作出總的說明。一般公差規定了四個等級，即精密f、中等m、粗糙c和最粗v。任務1識讀臺階軸的尺寸公差知識鏈接二、技術測量的一般概念“測量”就是將被測的幾何量與一個作為測量單位的標準量進行比較的試驗過程。任務1識讀臺階軸的尺寸公差知識鏈接“檢驗”是與測量相似的一個概念，通常只確定被測幾何量是否在規定的極限范圍之內，從而判定零件是否合格，而不需要確定量值。1.明確配合、間隙配合、過渡配合和過盈配合的概念；2.掌握配合性質的判斷方法，能熟練計算極限間隙、極限過盈和配合公差并畫出孔、軸配合公差帶圖；3.掌握配合制、基孔制配合、基軸制配合和混合配合的概念。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系在機械傳動中,經常需要把齒輪裝配到軸上，如圖1-1-5所示，齒輪、襯套、軸套和軸裝配成一體。工作時，要求齒輪與襯套間相對固定，襯套和軸套間為滑動摩擦，而軸套和軸之間應相對固定。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系任務引入要符合以上工作要求，各零件之間應選擇什么樣的配合關系呢？試根據圖中標注的具體尺寸，判斷各零件間分別基于哪種配合制度，并求出極限間隙或極限過盈以及配合公差。兩配合零件間的相對運動關系(是相對固定，還是滑動摩擦)決定了它們之間的配合關系。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系任務分析一、配合的相關概念及性質1.配合2.間隙與過盈公稱尺寸相同的相互結合的孔和軸的公差帶之間的關系稱為配合。孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸為正時是間隙，一般用X

表示，其數值前應標“+”號；孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸為負時是過盈，一般用Y

表示，其數值前應標“-”號。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系相關知識一、配合的相關概念及性質3.配合的性質(1)間隙配合。具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合稱為間隙配合。此時孔的尺寸大于或等于軸的尺寸。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系(2)過盈配合。具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合稱為過盈配合。此時孔的尺寸小于或等于軸的尺寸。(3)過渡配合。可能具有間隙也可能具有過盈的配合稱為過渡配合。此時孔的尺寸可能大于也可能小于或等于軸的尺寸。一、配合的相關概念及性質4.配合性質的判別(1)由極限尺寸判定，當Dmin≥dmax

時，為間隙配合；當Dmax≤dmin時，為過盈配合；當Dmax≥dmin且dmax≥Dmin

時，為過渡配合。(2)由極限偏差判定，當EI≥es

時，為間隙配合；當ES≤ei時，為過盈配合；當ES>ei且es>EI

時，為過渡配合。(3)由孔、軸公差帶的位置判定。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系二、極限間隙或極限過盈的計算1.間隙配合(1)最大間隙Xmax

Xmax=Dmax-dmin=ES-ei＞0

(2)最小間隙Xmin

Xmin=Dmin-dmax=EI-es≥0任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系2.過盈配合(1)最大過盈Ymax

Ymax=Dmin-dmax=EI-es＜0

(2)最小過盈Ymin

Ymin=Dmax-dmin=ES-ei≤03.過渡配合(1)最大間隙Xmax

Xmax=Dmax-dmin=ES-ei＞0(2)最大過盈Ymax

Ymax=Dmin-dmax=EI-es＜0三、配合公差的計算

配合公差是允許間隙或過盈的變動量，用Tf表示。間隙配合任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系配合公差與尺寸公差具有相同的特性，同樣以絕對值定義，沒有正負，也不可能為零。過盈配合過渡配合配合公差等于組成配合的孔與軸的公差之和，即：Tf=Th+Ts。四、配合標準的基本規定1.配合制：指同一極限制的孔和軸組成配合的一種制度。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系（1）基孔制配合（2）基軸制配合（3）混合配合2.配合代號國家標準規定，配合代號用孔、軸公差帶代號的組合表示，寫成分數形式，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號。在圖樣上標注時，配合代號標注在公稱尺寸之后。1.分析各配合代號的含義(1)φ32H7/p6表示公稱尺寸為φ32mm，公差帶代號為H7的齒輪內孔與公差帶代號為p6的襯套外徑的配合。(2)φ28H7/f6表示公稱尺寸為φ28mm，公差帶代號為H7的襯套內孔與公差帶代號為f6的軸套外徑的配合。(3)φ22H7/js6表示公稱尺寸為φ22mm，公差帶代號為H7的軸套內孔與公差帶代號為js6的軸頸的配合。任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系任務實施2.判別配合關系及配合制度，計算極限間隙或極限過盈及配合公差(1)φ32H7/p6。查表得：φ32H7ES=+25μm=+0.025mmEI=0φ32p6es=+42μm=+0.042mmei=+26μm=+0.026mm由ES≤ei可知，齒輪內孔與襯套外徑的配合為基孔制過盈配合。最大過盈Ymax=EI-es=0-(+0.042)=-0.042mm最小過盈Ymin=ES-ei=+0.025-(+0.026)=-0.001mm配合公差Tf=∣Ymax-Ymin∣=∣-0.042-(-0.001)∣=0.041mm任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系任務實施2.判別配合關系及配合制度，計算極限間隙或極限過盈及配合公差(2)φ28H7/f6。查表得:φ28H7ES=+21μm=+0.021mmEI=0φ28f6es=-20μm=-0.020mmei=-33μm=-0.033mm由EI≥es可知，襯套內孔與軸套外徑的配合為基孔制間隙配合。最大間隙Xmax=ES-ei=+0.021-(-0.033)=+0.054mm最小間隙Xmin=EI-es=0-(-0.020)=+0.020mm配合公差Tf=∣Xmax-Xmin∣=∣+0.054-(+0.020)∣=0.034mm任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系任務實施2.判別配合關系及配合制度,計算極限間隙或極限過盈及配合公差(3)φ28H7/js6。查表得：φ22H7ES=+21μm=+0.021mmEI=0φ22js6es=+6.5μm=+0.0065mmei=-6.5μm=-0.0065mm由ES>ei且es>EI可知，軸套內孔與軸頸的配合為基孔制過渡配合。最大間隙Xmax=ES-ei=+0.021-(-0.0065)=+0.0275mm最大過盈Ymax=EI-es=0-(+0.0065)=-0.0065mm配合公差Tf=∣Xmax-Ymax∣=∣+0.0275-(0.0065)∣=0.034mm任務2分析齒輪軸套和軸的配合關系任務實施1.明確公差等級的選用原則；任務3確定軸承座孔、軸頸、軸瓦之間的配合關系2.了解優先、常用和一般用途公差帶；3.明確配合制的選用原則；4.明確不同配合種類的應用；5.能夠采用類比法選用公差等級和配合種類。如圖1-1-9所示為滑動軸承裝配圖。已知軸承座的內徑尺寸為φ38H7，圖1-1-9b和圖1-1-9c中軸的外徑尺寸為φ18h6。軸的轉速一般，潤滑要求一般。試根據工作要求確定軸瓦、軸的公差帶,并說明軸承座孔、軸瓦、軸之間的裝配關系。任務3確定軸承座孔、軸頸、軸瓦之間的配合關系任務引入圖1-1-9所示為滑動軸承的三種不同設計結構，圖1-1-9a所示沒有裝軸瓦，圖1-1-9b和圖1-1-9c都裝有軸瓦。在軸瓦的固定方式上，圖1-1-9b依靠軸瓦與軸承座孔之間的過盈配合連接，圖1-1-9c采用騎縫螺釘固定。從使用要求上來看，圖1-1-9b與圖1-1-9c的共同點是：軸瓦與軸承座不能產生相對轉動，否則會堵塞加油孔，影響潤滑。任務3確定軸承座孔、軸頸、軸瓦之間的配合關系任務分析一、公差帶的選用任務3確定軸承座孔、軸頸、軸瓦之間的配合關系1.公差等級的選用總的選擇原則是：在滿足使用要求的前提下，盡量選取低的公差等級。2.公差帶的選用在使用中的選擇順序是：先選擇優先公差帶,再選擇常用公差帶，最后選擇一般公差帶。相關知識二、配合的選用任務3確定軸承座孔、軸頸、軸瓦之間的配合關系1.配合制的選用原則（1）一般情況下，應優先選用基孔制。（2）與標準件配合時，配合制的選擇通常依標準件而定。（3）為滿足特殊需要，允許采用混合配合。二、配合的選用任務3確定軸承座孔、軸頸、軸瓦之間的配合關系2.配合種類的選用方法有計算法、類比法和試驗法3種。一般采用類比法，然后確定其配合種類。采用類比法確定配合的種類，具體步驟如下：（1）根據使用要求，確定配合的類別，即確定是間隙配合、過盈配合，還是過渡配合。（2）根據工作條件，運用類比法確定選用哪一種配合。配合的選用順序是：先選擇優先配合，再選擇常用配合，最后選擇一般配合。（3）當實際工作條件與典型配合的應用場合有所不同時，應對配合的松緊做適當的調整，最后確定選用哪種配合。依據要求，首先確定配合制，其次確定公差等級，最后確定配合性質。任務3確定軸承座孔、軸頸、軸瓦之間的配合關系1.確定圖1-1-9a中的配合選用配合代號H7/f6。2.確定圖1-1-9b中的配合選用配合代號F7/h6。3.確定圖1-1-9c中的配合選用配合代號H7/p6。4.將配合代號填入裝配圖。任務實施課題一公差配合及尺寸測量課題二幾何公差及檢測

課題三表面結構要求及檢測課題二幾何公差及檢測

任務

識讀軸套的幾何公差1.明確幾何要素、理想要素和實際要素的概念，明確單一要素和關聯要素的概念，明確組成要素和導出要素的概念；2.明確幾何公差的項目及符號；3.掌握幾何公差的標注方法，能正確識讀幾何公差；4.理解幾何公差帶的含義，能正確描述幾何公差帶。任務

識讀軸套的幾何公差加工后的零件不僅會產生尺寸誤差，還會產生形狀、方向、位置和跳動等幾何誤差。零件的幾何誤差同樣會影響零件的使用性能和互換性。因此，零件圖樣上除了規定尺寸公差來限制尺寸誤差外，還規定了形狀、方向、位置和跳動公差來限制幾何誤差。幾何公差示例如圖1-2-1所示，試解釋圖樣中各幾何公差代號的含義及公差帶的形狀。任務引入國家標準規定,對零件的幾何公差要求在圖樣上用代號標注。其中涉及被測要素和基準要素(又分單一要素和關聯要素以及組成要素和導出要素等)、公差項目、公差值等內容。任務分析任務

識讀軸套的幾何公差一、零件的幾何要素零件的幾何要素(簡稱要素)是指構成零例件形體的點、線、面。1、按存在狀態分為理想要素和實際要素；

2、按所處地位分為被測要素和基準要素；3、按幾何特征分為組成要素和導出要素。相關知識任務

識讀軸套的幾何公差二、幾何公差的項目及符號

幾何公差可分為形狀公差、方向公差、位置公差和跳動公差四類。幾何公差的項目及符號，見下表1—2—1。任務

識讀軸套的幾何公差三、幾何公差的標注

1.幾何公差代號包括幾何公差框格和指引線、幾何特征符號、幾何公差數值和其他有關符號、基準字母和其他有關符號等。2.基準符號由涂黑（或空白）的三角形、細實線和帶大寫字母的方框組成。任務

識讀軸套的幾何公差三、幾何公差的標注

(1)被測要素是組成要素時,指引線的箭頭應指在該要素的輪廓線或其延長線上,并應明顯地與尺寸線錯開。(2)被測要素是導出要素時,指引線的箭頭與相應的尺寸線對齊。(3)當同一被測要素有多項幾何公差要求時,可將這些框格繪制在一起,并共用一根指引線。3.被測要素的標注方法任務

識讀軸套的幾何公差三、幾何公差的標注

(4)當若干個分離要素具有相同幾何特征和公差值時，可在從框格引出的指引線上繪制多個指示箭頭并分別與各被測要素相連。當若干個分離要素給出單一公差帶時,應在公差框格內公差值的后面加注公共公差帶的符號CZ，如圖1—2—7b所示。3.被測要素的標注方法任務

識讀軸套的幾何公差三、幾何公差的標注

4.基準要素的標注方法基準要素采用基準符號標注。（1）基準要素是輪廓線或輪廓面時，基準三角形放置在該要素的輪廓線或其延長線上（與尺寸線明顯錯開）。（2）基準要素是尺寸確定的軸線、中心平面或中心點時，基準三角形應放置在該尺寸線的延長線上。任務

識讀軸套的幾何公差三、幾何公差的標注

4.基準要素的標注方法（3）基準要素為公共軸線時的標注方法如圖1—2—8所示。任務

識讀軸套的幾何公差三、幾何公差的標注

4.基準要素的標注方法當軸類零件以兩端中心孔工作錐面的公共軸線作為基準時，可采用如圖1-2-9所示的標注方法。任務

識讀軸套的幾何公差四、幾何公差的公差帶

幾何公差的公差帶是限制實際要素形狀、方向與位置變動的區域。若實際要素位于這一區域內，則為合格；否則為不合格。公差帶的四個要素:（1）公差帶的形狀；（2）公差帶的大小；（3）公差帶的方向；（4）公差帶的位置。任務

識讀軸套的幾何公差被測要素為φ40mm的圓柱面，公差項目為圓跳動，公差值為0.025mm，基準要素是φ10mm圓柱面的軸線。其公差帶是垂直于φ10mm圓柱面軸線的任一橫截面內、半徑差為公差值0.025mm且圓心在φ10mm圓柱面軸線上的兩同心圓所限定的區域。任務實施1.任務

識讀軸套的幾何公差被測要素為φ40mm圓柱左端面，公差項目為平行度,公差值為0.025mm，基準要素是零件右端面。其公差帶是間距等于公差值0.025mm且平行于基準平面(零件右端面)的兩平行平面所限定的區域。任務實施2.任務

識讀軸套的幾何公差被測要素為φ20mm圓柱面的中心線，公差項目為同軸度，公差值為φ0.05mm，基準要素是φ10mm圓柱面的軸線。其公差帶是直徑為公差值φ0.05mm且軸線與φ10mm圓柱面的軸線重合的圓柱面所限定的區域。任務實施3.任務

識讀軸套的幾何公差被測要素為零件右端面,有兩項幾何公差要求:(1)公差項目為平面度，公差值為0.02mm。其公差帶是間距為公差值0.02mm的兩平行平面所限定的區域。(2)公差項目為垂直度，公差值為0.04mm，基準要素是φ10mm圓柱面的軸線。其公差帶是間距等于公差值0.04mm，且垂直于φ10mm圓柱面的軸線的兩平行平面所限定的區域。任務實施4.任務

識讀軸套的幾何公差一、限定被測要素或基準要素范圍的標注方法知識拓展如需對要素的某一部分給定幾何公差要求或以要素的某一部分作為基準時，則應用粗點畫線表示其范圍并加注尺寸。任務

識讀軸套的幾何公差知識拓展二、用數字表示附加要求的標注方法如果需要給出被測要素任一固定長度上(或范圍內)的公差值時，可用數字表示附加要求。任務

識讀軸套的幾何公差知識拓展三、用符號表示附加要求的標注方法任務

識讀軸套的幾何公差知識拓展四、用全周符號的標注方法幾何公差特征項目(如輪廓度公差)適用于橫截面內的整個外輪廓線或外輪廓面時，應標注全周符號，即在公差框格指引線的彎折處畫一個細實線小圓圈。任務

識讀軸套的幾何公差課題一公差配合及尺寸測量課題二幾何公差及檢測

課題三表面結構要求及檢測1.了解表面結構要求的評定參數；2.明確表面粗糙度的概念；3.掌握表面結構要求的標注方法；4.能正確識讀表面結構要求；課題三表面結構要求及檢測任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求5.明確表面粗糙度的檢測程序；6.了解檢測表面粗糙度的常用方法。如圖1—3—1所示，在輸出軸表面上除了尺寸公差要求外，還標注有表面結構符號。為什么要對零件表面提出表面結構要求？零件圖上標注的表面結構符號又表示什么意義？采用何種檢測儀器和檢測方法進行檢測？任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求任務引入零件的表面質量與機械零件的使用性能有著密切的關系，影響著機器的工作可靠性和使用壽命。機械制造中表面結構要求一般用符號標注在零件圖上。檢測表面結構要求時，必須根據被測部位的形狀、所要求的檢測精度以及檢測設備或者現場條件等情況，合理地選用檢測儀器或量具。任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求任務分析一、表面結構要求任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求表面結構要求是對零件表面輪廓的要求。

表面輪廓是由一個指定平面與實際平面相交所得的輪廓。它由粗糙度輪廓、波紋度輪廓和形狀輪廓(原始輪廓)構成。相關知識一、表面結構要求任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求表面結構參數包括粗糙度參數(R參數)、波紋度參數(W參數)和原始輪廓參數(P參數)。本書主要介紹最常用的粗糙度參數。表面粗糙度是表述零件表面峰谷高低程度和間距狀況的微觀幾何形狀特性的術語。表面粗糙度的主要評定參數包括輪廓算術平均偏差Ra和輪廓最大高度Rz。二、表面結構要求的表示方法

任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求1.表面結構符號二、表面結構要求的表示方法

任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求2.表面結構完整圖形符號的組成為了明確表面結構要求，除了標注表面結構參數和數值外，必要時應標注補充要求，補充要求包括加工工藝、表面紋理及方向、加工余量等，其注寫位置，如圖1-3-5所示。二、表面結構要求的表示方法

任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求3.表面結構參數的標注（1）當圖樣上標注參數的最大值（max）或（和）最小值（min）時，表示參數中所有的實測值均不得超過規定值—最大規則。當圖樣上采用參數的上限值或（和）下限值時（不標注max與min），表示參數的實測值中允許少于總數的16%的實測值超過規定值—16%規則（默認）。二、表面結構要求的表示方法

任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求3.表面結構參數的標注（2）在符號中表示雙向極限時應標注極限代號，分別用“U”和“L”表示上限值和下限值。當只有單向上限值要求時，不加注“U”；當只有單向下限值要求時，應加注“L”。如果同一參數有雙向極限要求，在不至于引起歧義的情況下，可以不加注“U”“L”。三、表面結構符號在圖樣上的標注任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求1.標注位置與方向在圖樣上，表面結構符號一般標注在可見輪廓線、尺寸界線、尺寸線或其延長線上，也可以標注在引出線上；符號的尖端應從材料外指向并接觸零件表面，符號中數字及字母的注寫方向應與尺寸數字方向一致。三、表面結構符號在圖樣上的標注任務

識讀并檢測輸出軸的表面結構要求2.有相同表面結構要求的表面結構符號的簡化注法如果在工件的多數（包括全部）表面有相同的表面結構要求，則其表面結構要求可統一標注在圖樣的標題欄附近。表面結構符號后面應包括：在圓括號內給出無任何其他標注的基本符號；在圓括號內給出不同的表面結構要求。四、表面粗糙度參數的檢測程序任務

識讀并