机械精度设计与测量 相学
机械设计 尺寸精度设计与检测
TD＝IT6＝19 ， Td＝IT5＝13（μm）
（3）确定孔的基本偏差代号
28
Ymin ＝ES－ei≤「 Ymin 」＝－20 （1）
Ymax ＝EI－es≥「 Ymax 」＝－55 （2）
TD＝ES－EI＝IT6 = 19
（3）
由式（1）得 ES≤－33 ， (为什么计算上偏差？)
Xmin = EI - es ≥ [Xmin] = +20 （2）
Td = es-ei = 25
（3）
由式（2）得 es ≤ EI－｜Xmin｜=0 - 20
算得 es ≤ -20 为什么不计算ei?
由式（3）得
ei = es - Td代入式（1） 解得 es≥ES＋ Td －｜Xmax｜
= 39 + 25 – 90 = -26
也可能将公差带外 的不合格品判为合格 品，即“误收”。
37
图3.23
2. 验收原则、安全裕度和验收极限
38
（1）验收原则：
原则上只接受公差带内的工件，即只允许误
废，不允许有误收(见右图）。
(2) 安全裕度A
A f u1,u2 u12 u22
(u1 0.9A,u2 0.45 A)
式中 u1—计量器具的不确定度； u2—测量条件的不确定度。
但对符合包容要
求的尺寸，其MMS 的一边按方法1验收
TD
Td
(见右图)。
③ 对偏态分布的
尺寸，对尺寸偏向的
一边按方法1验收。
④ 对非配合的尺寸和一般的尺寸，按方
法2验收。
3.计量器具的选择
42
计量器具选择步骤：
电子教案与课件：《机械精度设计与检测技术》 第13章 量规设计
下极限偏差＝es–Z2–T2／2＝–0.0198mm 磨损极限＝es＝– 0.016。 故通规工作部分的极限尺寸为 mm。 止规（Z）：上极限偏差＝ei+T2= – 0.032mm 下极限偏差＝ei= – 0.034mm 故止规工作部分的极限尺寸为 mm。
13.2.2 光滑极限量规的公差带和公差值
工作止规的最大实体尺寸等于被检验工件的最小实体尺寸，工作通 规的磨损极限尺寸等于被检验工件的最大实体尺寸。
轴用工作量规的三种校对量规中，“校—通”和“校—止”分别模 拟通规和止规的最大实体尺寸，防止工作量规使用时因变形而使尺寸过 小。工作通规和止规应该分别被“校—通”和“校—止”所通过。所的校对 通规。“校—损”控制工作通规的磨损，防止工作通规使用时因磨损而 使尺寸过大，不能被“校—损”所通过的工作量规可以继续使用。
机械精度设计与检测技术
第13章 量规设计
13.2光滑极限量规
13.2.1 光滑极限量规的设计原理
泰勒原则是指工件的体外作用尺寸不允许超过最大实体 尺寸；任何部位的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸，可表 示为：
量规形状背离泰勒原则对测量结果的影响
机械精度设计与检测技术
第13章 量规设计
13.2光滑极限量规
H8
下极限偏差＝es–Tp＝– 0.017mm。
“校止—通”止规（ZT）：
＋
０
上极限偏差＝ei+Tp＝– 0.033mm； －
φ18
下极限偏差＝ei= – 0.034mm mm。 －16
机械精度设计与测量 自我概念
机械精度设计与测量自我概念机械精度设计与测量机械精度设计与测量是指在机械制造过程中，通过科学的方法和技术手段，对机械零件的尺寸、形状、位置等进行精确控制和测量的过程。
机械精度设计与测量是现代工业制造中不可或缺的一环，它直接关系到产品质量和效率。
一、机械精度设计1.1 概念机械精度设计是指在产品设计阶段，根据产品使用要求和工艺条件，合理确定零件尺寸、公差、形状等参数，并制定相应的加工工艺和检验方法，以确保产品能够满足使用要求。
1.2 设计原则（1）合理确定公差：公差是指零件允许偏离其理论尺寸范围内的最大值和最小值。
在确定公差时，应根据零件功能、加工工艺、材料性能等因素综合考虑。
（2）优化零件结构：通过优化零件结构来降低加工难度和成本，并提高产品整体性能。
（3）选择合适材料：材料的选择应根据产品使用环境、负荷条件、加工性能等因素综合考虑，以确保产品具有良好的机械性能和耐久性。
1.3 设计方法（1）基本尺寸法：根据零件功能和使用要求，确定最大公差和最小公差，再根据实际情况确定公差分配。
（2）极限尺寸法：将零件的理论尺寸与公差分别加上最大值和最小值，得到最大极限尺寸和最小极限尺寸。
（3）统计学方法：通过对实验数据进行统计分析，确定零件的公差范围。
二、机械精度测量2.1 概念机械精度测量是指通过使用各种测量仪器和设备，对机械零件的尺寸、形状、位置等进行精确测量的过程。
机械精度测量是保证产品质量的重要手段之一。
2.2 测量原则（1）正确选择测量仪器：根据被测对象的形状、大小、精度要求等因素选择合适的测量仪器。
（2）正确操作测量仪器：在进行测量时应严格按照测量仪器的使用说明进行操作，避免误差的产生。
（3）正确处理测量结果：对测量结果进行统计分析，排除异常值和误差，得出准确的测量结果。
2.3 常用测量方法（1）直接测量法：通过使用卡尺、游标卡尺、外径微米卡尺等直接对零件尺寸进行测量。
（2）间接测量法：通过使用高度规、深度规、坐标测量机等间接对零件尺寸进行测量。
(第7章 典型结合件的精度设计及其检测)机械精度设计与检测
表7－20 平键的公称尺寸和槽深的尺寸 及极限偏差(P156) 表7－21 平键、键及键槽剖面尺寸及公 差(P157)
7.2 键结合的互换性
二、花键配合
1、花键按键齿形分类
花的优点：定心精度高；导向性好；承载能力强 矩形花键联结应用最广泛
7.2 键结合的互换性
2、矩形花键的基本尺寸及定心方式
/P0 轴承外径Dmp的公差带
/P5
D
/P6
/P5
/P4 /P2
+ 0 － + 0 －
d
/P0
/P6
/P4 /P2
轴承公差带的特点是：
轴承内径dmp的公差带
1、所有公差带是单向负偏差，上偏差为0 ； 2、上下偏差所限制的是平均直径的实际偏差。 注意：内径用d表示，外径用D表示，与前面的孔轴规 定的表示方法不一致
机械精度设计与检测
中南大学出版社
第七章
典型结合件的精度设计及其检测
本章主要内容
一、滚动轴承配合的精度设计 二、键结合的互换性 三、螺纹结合的互换性 四、圆锥结合的互换性
重点要求
抓住每种零部件的公差特点； 掌握各结合的配合的选择及应用； 掌握各结合公差带及配合的图样标注方法。
7.1 滚动轴承配合的精度设计
6 28g 5 32a11 7 f 7 H6 H 10 H9 6 28 32 7 g5 a11 f7
花键副：
7.2 键结合的互换性
矩形花键连接的图样标注
表示方法为：
N×d×D×B＝6×23×26×6
本节结束
7.3 螺纹结合的互换性
一、螺纹结合的特点
根据螺纹的用途，可将其分为以下三类：
牙型角α、牙侧角α1、α2 旋合长度
机械精度设计与检测
机械精度设计与检测简介机械精度设计与检测是现代工程中非常重要的一个领域。
机械精度设计是指在机械结构设计中考虑到各种因素，以确保机械结构的准确性和稳定性。
而机械精度检测则是通过一系列的测量和分析技术，对机械结构的精度进行评估和验证。
本文将介绍机械精度设计与检测的基本原理、常用方法以及其在实际应用中的重要性。
机械精度设计原理机械精度设计的核心原理是要在设计阶段充分考虑到所有可能影响机械结构精度的因素，并在设计中采取相应的措施来降低这些影响。
常见的影响机械精度的因素包括材料的热胀冷缩、机械结构的变形、装配误差等。
在机械精度设计中，设计师需要根据具体的应用需求和工作环境，选择合适的材料、加工工艺以及结构形式，以尽可能地减小这些影响因素。
在机械精度设计中，常用的设计原理包括：1. 材料选择和热处理材料的选择对机械结构的精度有着重要的影响。
不同的材料具有不同的热胀冷缩系数和机械性能。
在设计中，设计师需要根据工作条件选择合适的材料，并对材料进行热处理，以降低材料的热胀冷缩对机械结构精度的影响。
2. 结构形式和装配方式机械结构的结构形式和装配方式对其精度有着直接的影响。
合理的结构设计可以减小外界因素对机械结构精度的影响。
在设计中，设计师需要充分考虑结构的稳定性和刚度，并选择合适的装配方式，以提高机械结构的精度。
3. 加工工艺和精度控制机械精度的控制还需要依靠合理的加工工艺和精度控制手段。
加工工艺的选择和控制对机械结构的精度有着直接的影响。
在设计中，设计师需要根据具体的加工要求选择合适的加工工艺，并采取相应的精度控制措施，以确保机械结构的精度。
机械精度检测方法机械精度检测是通过一系列的测量和分析技术，对机械结构的精度进行评估和验证。
常用的机械精度检测方法包括：1. 平面度检测平面度检测是对机械结构表面平面度的测量和评估。
常用的平面度检测手段包括投影仪测量、激光光栅测量等。
2. 直线度检测直线度检测是对机械结构直线度的测量和评估。
机械精度设计与测量 生长点
机械精度设计与测量生长点一、机械精度设计1.1 机械精度的定义机械精度是指机械零件在加工、装配和使用过程中所具有的尺寸、形状、位置和表面质量等方面的准确性和稳定性，它是衡量机械零件质量的重要指标。
1.2 影响机械精度的因素影响机械精度的因素主要有以下几个方面：（1）材料：材料的质量对机械精度有很大影响，如硬度、韧性等。
（2）加工工艺：加工工艺对于零件尺寸、形状和表面质量等方面都有很大影响。
（3）检测方法：检测方法决定了测试结果的准确度，从而影响了零件的精度。
（4）装配方式：装配方式对于整个系统的稳定性和精度都有很大影响。
1.3 提高机械精度的方法提高机械精度需要从多个方面入手，主要包括以下几个方面：（1）选择合适材料：选择合适材料是提高机械精度最基本也是最重要的一步。
（2）优化加工工艺：通过优化加工工艺，减小误差和偏差，提高零件的精度。
（3）采用先进的检测方法：采用先进的检测方法可以提高测试结果的准确度，从而提高零件的精度。
（4）合理设计装配方式：合理设计装配方式可以保证整个系统的稳定性和精度。
二、机械测量2.1 机械测量的定义机械测量是指利用各种机械设备和仪器对物体尺寸、形状、位置等参数进行测量和检验的过程。
2.2 常见机械测量仪器常见的机械测量仪器包括以下几种：（1）千分尺：千分尺是一种常用于精密测量的仪器，它可以实现毫米级别以下的精确度。
（2）游标卡尺：游标卡尺是一种常用于长度、宽度等线性尺寸测量的仪器，它可以实现毫米级别以下的精确度。
（3）衡器：衡器是一种常用于质量或重力测量的仪器，它可以实现克级别以下的精确度。
（4）角度尺：角度尺是一种常用于角度测量的仪器，它可以实现角度刻度的读取和测量。
2.3 机械测量的误差机械测量中常见的误差有以下几种：（1）系统误差：系统误差是由于仪器本身设计或制造上存在问题而引起的误差。
（2）随机误差：随机误差是由于人为操作或环境因素等原因引起的偶然性误差。
（3）人为误差：人为误差是由于操作者对仪器使用不当或操作不规范等原因引起的误差。
机械精度设计与检测
机械精度设计与检测
•§2.1 测量技术的基本知识
计量单位
计量：实现单位统一，量值准确、可靠的活动。
我国法定计量单位对长度和角度单位做了规定：
长度：基本单位 米（m） 常用单位 毫米（mm）（10-3m，工厂习惯上叫做
“米厘”或“公厘”）
微米（μm）（10-6m）
纳米（nm） （10-9m）
工厂常用的计量单位还有忽米，即10-2mm，亦称“丝”或“道”
❖ 测量误差（measuring error ) ：测得值与被测量的真值之差。
➢ 绝对误差(absolute error ) :测量结果与被测量的真值之差
= χ – χ0
•用多次测量的算 •术平均值代替
•绝对误差
•测量结果
•被测量的真值
➢ 相对误差(relative error ) :评定不同被测量的测量精度
差
结论：修正值＝－示值误
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差
机械精度设计与检测
•§2.1 测量技术的基本知识
(6) 回程误差
在相同条件下，被测量值不变，测量器具
沿正向和反向两次测量时，两示值之差的绝对值，
称为回程误差，又称滞后误差或空回。
回程误差是由测量器具中测量系统的间隙、
变形和摩擦等原因引起的。为了减少回程误差的
例如 量块标出的量块尺寸、仪器的刻线尺寸、 角度量块的角度值等。
示值：由测量器具所指示的被测量值。
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•§2.1 测量技术的基本知识
• （2）标尺间距与分度值
• 标尺间距（a）：计量器具 标尺或分度盘上相邻两刻线中 心之间的距离或弧长 。 • 为适于人眼观察， 一般为 1～2.5mm （光学比较仪0.96mm）
机械设计中的精度控制与测量技术
机械设计中的精度控制与测量技术机械设计中的精度控制与测量技术是确保机械产品质量和性能的重要环节。
精度控制与测量技术的应用可以保证机械产品符合预期的精度要求，提高产品的可靠性和稳定性。
一、精度控制技术精度控制技术是在机械设计过程中对不同部件和结构进行合理设计和调整，以满足整体产品精度要求的控制手段。
在机械设计中，通常采用的精度控制技术包括以下几个方面：1. 材料选择与加工控制：材料的选择对机械产品的精度有着重要影响。
合理选择材料，控制加工工艺，可以降低材料的变形和缩水率，提高产品的精度。
2. 结构设计与优化：在机械设计中，合理的结构设计和优化是保证产品精度的关键。
通过改进结构，减少零部件的数量和弯曲变形，消除机械系统的杂散噪声，可以提高整体产品的精度。
3. 装配与矫正：在机械产品的装配过程中，通过精确的矫正和调整，可以消除装配误差和松动，提高产品的装配精度。
4. 润滑与减振：在机械系统的运行过程中，合理的润滑和减振措施可以降低摩擦和振动带来的精度损失，提高产品的运行平稳性和精度稳定性。
二、测量技术测量技术是机械设计中用于检测机械产品精度的重要手段。
通过精确的测量技术，可以实时监测产品的精度特性，并采取相应的措施进行调整和改进。
常用的测量技术包括以下几个方面：1. 三坐标测量技术：三坐标测量技术是一种高精度的测量手段，可以对机械产品的尺寸、形状、位置等进行全面的三维测量和分析。
2. 光学测量技术：光学测量技术是利用光与物体的相互作用进行测量的方法，如激光测距、光干涉等技术可以测量机械产品的形状、表面平整度等参数。
3. 惯性测量技术：惯性测量技术是利用惯性传感器对机械产品的加速度、速度、位移等参数进行测量的方法，可以实现对机械产品运动性能的实时监测。
4. 温度与湿度测量技术：温度和湿度对机械产品的精度有着重要的影响，通过合理的温湿度测量技术，可以及时掌握机械产品在不同环境条件下的精度变化情况。
通过精度控制和测量技术的应用，可以有效提高机械产品的制造质量和性能。
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机械精度设计与测量相学
一、机械精度设计
1.1 机械精度的定义
机械精度是指机械零件的尺寸、形状、位置和表面质量等几何特征与设计要求之间的差异程度。
它是反映机械零件质量优劣程度的重要指标。
1.2 机械精度设计的意义
机械精度设计是保证产品质量的重要手段，它可以确保产品符合设计要求，达到预期目标。
同时，它还可以降低生产成本，提高生产效率和产品竞争力。
1.3 机械精度设计的方法
（1）确定设计要求：根据产品使用环境和功能需求确定零件尺寸、形状、位置和表面质量等几何特征的设计要求。
（2）选择合适材料：根据零件使用环境和功能需求选择合适的材料，并考虑材料加工性能和成本等因素。
（3）制定加工工艺：根据零件几何特征和材料性能制定合适的加工工艺，包括加工方法、设备选择、刀具选择等。
（4）控制加工误差：通过采用合适的加工方法、设备和工艺控制加工误差，包括定位误差、形状误差、尺寸误差和表面质量误差等。
（5）检验零件精度：通过采用合适的测量方法和设备检验零件精度，包括形状精度、位置精度、尺寸精度和表面质量等。
二、机械精度测量
2.1 机械精度测量的意义
机械精度测量是保证产品质量的重要手段，它可以检验零件是否符合
设计要求，发现加工误差并及时纠正，提高产品质量和生产效率。
2.2 机械精度测量的方法
（1）选择合适的测量方法：根据不同几何特征和要求选择合适的测量方法，包括直接测量法、间接测量法、光学测量法等。
（2）选择合适的测量设备：根据不同几何特征和要求选择合适的测量设备，包括千分尺、游标卡尺、衡器等。
（3）掌握正确的操作技能：掌握正确的操作技能是保证机械精度测量准确性的关键，包括正确放置测量设备、正确读数、正确调整等。
（4）控制环境条件：机械精度测量受环境条件影响较大，应控制温度、湿度、光线等因素对测量结果的影响。
（5）分析和处理测量数据：通过采用合适的数据处理方法对测量数据进行分析和处理，得出准确的结论和判断。
三、相学
3.1 相学的定义
相学是研究材料中不同晶体或非晶体间关系的科学，主要研究材料中
不同相之间的组成、结构和性质等。
3.2 相学的意义
相学对于材料科学和工程应用具有重要意义，它可以帮助我们深入了
解材料组成和结构，并为材料设计和制备提供理论基础。
同时，它还
可以指导我们选择合适的加工工艺和改善材料性能。
3.3 相学的研究内容
（1）相变规律：研究不同物质在不同温度下发生相变时所遵循的规律。
（2）相图研究：研究不同物质在不同温度和压力下的相图，揭示不同相之间的关系和变化规律。
（3）晶体缺陷研究：研究晶体内部的缺陷类型、分布和对材料性能的影响。
（4）非晶态材料研究：研究非晶态材料的结构、性质和制备技术等。
（5）相变动力学研究：研究相变过程中动力学变化规律，包括相界移动、析出等现象。
四、机械精度设计与相学的关系
机械精度设计与相学密切相关，它们都是保证产品质量的重要手段。
机械精度设计需要考虑材料组成和结构对零件加工误差和性能的影响，而相学可以为我们提供深入了解材料组成和结构的理论基础。
同时，
机械精度测量也需要考虑材料组成和结构对测量结果的影响，因此需
要掌握一定的相学知识。
综上所述，机械精度设计与相学密切相关，并且互为支撑、互为促进。