機(jī)械精度設(shè)計基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

本書為高等工科院校機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課教材。全書共10章。第1～5章闡述互換性基本概念、尺寸精度、形狀和位置精度、表面粗糙度及測量技術(shù)基礎(chǔ)等機(jī)械零件的精度設(shè)計基礎(chǔ)知識；第6、7章闡述軸承、鍵、螺紋、圓錐、導(dǎo)軌和齒輪等典型零件的精度設(shè)計基礎(chǔ)知識；第8章闡述長度尺寸鏈的基本概念及計算；第9章簡單介紹計算機(jī)輔助精度設(shè)計基礎(chǔ)知識；第10章給出了幾何參數(shù)精度設(shè)計實(shí)例。
本書內(nèi)容全部按照截至2012年最新國家標(biāo)準(zhǔn)編寫，并遵循國家標(biāo)準(zhǔn)給出了各種術(shù)語和定義的相應(yīng)英文。各章后附有習(xí)題。
本書適用于高等工科院校及職工大學(xué)機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)“機(jī)械精度設(shè)計基礎(chǔ)（互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)）”課程教學(xué)，也可供各類工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

孟兆新、馬惠萍

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 概述1.2 機(jī)械零件幾何精度設(shè)計原則——互換性原則1.3 標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系1.4 GPS標(biāo)準(zhǔn)體系基本術(shù)語簡介習(xí)題1第2章 尺寸精度設(shè)計2.1 有關(guān)尺寸精度設(shè)計的基本術(shù)語和定義2.2 尺寸的極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)簡介2.3 尺寸精度設(shè)計的基本原則和方法2.4 一般公差(線性尺寸的未注公差)習(xí)題2第3章 幾何精度設(shè)計3.1 幾何誤差3.2 幾何公差3.3 幾何誤差的評定3.4 幾何公差與尺寸公差的關(guān)系3.5 幾何公差的選用習(xí)題3第4章 表面粗糙度4.1 基本概念4.2 表面粗糙度的評定4.3 表面粗糙度的選用4.4 表面粗糙度符號、代號及其注法習(xí)題4第5章 幾何參數(shù)檢測技術(shù)基礎(chǔ)5.1 測量5.2 長度和角度計量單位與量值傳遞5.3 測量方法和計量器具的分類5.4 計量器具的度量指標(biāo)5.5 測量誤差與數(shù)據(jù)處理5.6 測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理習(xí)題5第6章 常用典型零件精度設(shè)計6.1 滾動軸承結(jié)合的精度設(shè)計6.2 平鍵、矩形花鍵結(jié)合的精度設(shè)計6.3 螺紋聯(lián)結(jié)的精度設(shè)計6.4 圓錐配合的精度設(shè)計6.5 導(dǎo)軌副的精度分析與設(shè)計習(xí)題6第7章 漸開線圓柱齒輪傳動的精度設(shè)計7.1 齒輪傳動的使用要求7.2 影響漸開線圓柱齒輪精度的因素7.3 漸開線圓柱齒輪精度的評定參數(shù)7.4 漸開線圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)7.5 漸開線圓柱齒輪精度設(shè)計習(xí)題7第8章 尺寸鏈的計算8.1 尺寸鏈的基本概念8.2 用完全互換法解尺寸鏈8.3 大數(shù)互換法解尺寸鏈8.4 用其他方法解裝配尺寸鏈習(xí)題8第9章 計算機(jī)輔助精度設(shè)計9.1 計算機(jī)輔助精度設(shè)計概述9.2 公差數(shù)據(jù)的處理9.3 計算機(jī)輔助精度設(shè)計實(shí)例習(xí)題9第10章 幾何參數(shù)精度設(shè)計實(shí)例10.1 配合尺寸的精度設(shè)計10.2 套筒的幾何精度設(shè)計參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章 緒論1.1 概述機(jī)械精度設(shè)計涉及機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造工藝、機(jī)械制造計量測試、質(zhì)量管理與質(zhì)量控制等許多學(xué)科，與機(jī)械工業(yè)發(fā)展密切相關(guān)，與CAD/CAM/CAPP相輔相成，與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密相連，是一門綜合性應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科。任何機(jī)械產(chǎn)品都是由零部件組成的，因此，機(jī)械零部件幾何參數(shù)的精度（尺寸精度、形狀及相互位置精度、表面粗糙度等）會直接影響現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，包括工作精度、耐用性、可靠性、效率等。也就是說，在合理設(shè)計結(jié)構(gòu)和正確選用材料的前提下，機(jī)械零部件幾何參數(shù)的精度設(shè)計是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，是機(jī)械設(shè)備、儀器儀表設(shè)計的基礎(chǔ)。機(jī)械零部件幾何精度設(shè)計的任務(wù)，就是根據(jù)使用要求，對于經(jīng)過參數(shù)設(shè)計階段確定的機(jī)械零件的幾何參數(shù)合理地給出尺寸、形狀位置和表面粗糙度公差值，用以控制加工誤差，從而保證產(chǎn)品的各項(xiàng)性能要求。本課程是各類機(jī)械、儀器儀表設(shè)計與制造專業(yè)本科學(xué)生必修的一門主干專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其目的就是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械零部件幾何精度設(shè)計的能力，兼顧培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械精度要求和檢測的理解能力，為學(xué)生進(jìn)行機(jī)械設(shè)計奠定基礎(chǔ)。1.2 機(jī)械零件幾何精度設(shè)計原則――互換性原則在進(jìn)行機(jī)械零件幾何精度設(shè)計過程中，應(yīng)遵循互換性原則和經(jīng)濟(jì)性原則。1.2.1暢互換性互換性（interchangeability）是指零部件在幾何、功能等參數(shù)上能夠彼此相互替換的性能，即同一規(guī)格的零部件，不需要任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝配（或更換）到機(jī)器上，并且符合使用性能要求。由此可見，要使零部件滿足互換性，不僅要求幾何參數(shù)，而且要求機(jī)械性能、理化性能以及其他功能參數(shù)都能互相替換。所以，零件的互換性涉及兩大方面：一方面是幾何參數(shù)的互換性，另一方面是功能互換性。下文所涉及的互換性均指零部件幾何參數(shù)的互換性。零部件在實(shí)際制造過程中，由于加工設(shè)備、工具不可避免地存在誤差，要使同一規(guī)格的一批零件或部件幾何參數(shù)的實(shí)際值完全相同是不可能的，它們之間或多或少地存在著差異。因此，要保證其具有互換性，只能使其幾何參數(shù)的實(shí)際值充分接近。其接近程度取決于產(chǎn)品的質(zhì)量要求。為保證產(chǎn)品幾何參數(shù)的實(shí)際值對其理論值充分接近，就必須將其實(shí)際值的變動量限定在一定范圍內(nèi)，這個范圍就是公差。1.2.2 互換性的分類按同一規(guī)格一批零部件互換的程度可以將互換性分為完全互換性（絕對互換性）與不完全互換性（有限互換）。完全互換性是一批規(guī)格相同的零部件在加工好以后，不需要任何挑選、調(diào)整或修配，在幾何參數(shù)上具有互相替換的性能。概率互換（大數(shù)互換性）屬于完全互換性，這種互換性是以一定置信水平為依據(jù)，如置信水平為95%、99%等，使加工好的規(guī)格相同的大多數(shù)零部件不需任何挑選、調(diào)整、修配等輔助處理，在幾何參數(shù)上就具有彼此互相替換的性能。不完全互換性是指規(guī)格相同的零部件加工完以后，在裝配（或更換）前需要挑選、調(diào)整或修配等輔助處理，在幾何參數(shù)上才具有互相替換的性能。當(dāng)裝配精度要求較高時，采用完全互換性將使零件制造精度要求很高，難于加工，成本增高。這時，可以根據(jù)生產(chǎn)批量、精度要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等具體條件，或者采用分組互換法，或者采用調(diào)整互換法，或者采用修配互換法，這樣做既可保證裝配精度和使用要求，又能適當(dāng)?shù)胤艑捈庸す睿瑴p小零件加工難度，降低成本。對于標(biāo)準(zhǔn)化部件或機(jī)構(gòu)來說，互換性又可分為內(nèi)互換性與外互換性。內(nèi)互換性是指組成機(jī)構(gòu)或部件的內(nèi)部零件幾何參數(shù)的互換性。例如滾動軸承內(nèi)圈滾道直徑、外圈滾道直徑、保持架或滾動體等，都具有內(nèi)互換性，一般采用分組互換。外互換性是指同規(guī)格部件或機(jī)構(gòu)的外形尺寸的互換性。例如滾動軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑、外圈的外徑均應(yīng)具有外互換性。1.2.3 互換性的作用互換性對現(xiàn)代化機(jī)械制造業(yè)具有非常重要的意義。只有機(jī)械零部件具有互換性，才有可能將一臺復(fù)雜的機(jī)器中成千上萬的零部件分散到不同的工廠、車間進(jìn)行高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，然后再集中到總裝廠或總裝車間進(jìn)行裝配。因此，互換性是現(xiàn)代化機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)的前提條件，不僅能促進(jìn)自動化生產(chǎn)的發(fā)展，也有利于降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。從設(shè)計看，按互換性進(jìn)行設(shè)計，就可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，如滾動軸承、螺釘、銷釘、鍵等，大大減少計算、繪圖等工作量，使設(shè)計簡便，縮短設(shè)計周期，?2?有利于產(chǎn)品品種的多樣化和計算機(jī)輔助設(shè)計，有利于開發(fā)系列產(chǎn)品，不斷地改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品性能。從制造看，互換性有利于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，有利于采用先進(jìn)工藝設(shè)備和高效率的專用設(shè)備，有利于進(jìn)行計算機(jī)輔助制造，有利于實(shí)現(xiàn)加工和裝配過程的機(jī)械化、自動化，從而減輕勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。從使用看，零部件具有互換性，可以及時更換那些已經(jīng)磨損或損壞了的零部件，因此，減少了機(jī)器的維修時間和費(fèi)用，增加了機(jī)器的平均無故障的工作時間，保證機(jī)器能夠連續(xù)而持久地運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了設(shè)備的利用率。在諸如航天、航空、核工業(yè)、能源、國防等特殊領(lǐng)域或行業(yè)，零部件的互換性所起的作用是難以用具體價值來衡量的，其意義更為重大。1.3 標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)化國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20000.1―2002中規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)化（standardization）是指為了在一定范圍內(nèi)獲得最佳社會秩序，對現(xiàn)實(shí)問題或潛在問題制定共同使用和重復(fù)使用的條款的活動。上述活動主要包括編制、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的過程。標(biāo)準(zhǔn)化的主要作用在于，為了其預(yù)期目的改進(jìn)產(chǎn)品、過程或服務(wù)的適用性，防止貿(mào)易壁壘，并促進(jìn)技術(shù)合作。在國際上，為了加強(qiáng)世界各國之間的交流、促進(jìn)各國之間在技術(shù)上的統(tǒng)一，先后成立了國際電工委員會（IEC）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO），并由這兩個組織負(fù)責(zé)起草、制定和頒布國際標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過許多年的發(fā)展和完善，目前，標(biāo)準(zhǔn)化正處于新的歷史時期。為了增進(jìn)國際間的合作，使產(chǎn)品走向國際市場，我國于1978年恢復(fù)參加ISO組織后，陸續(xù)修訂了原有的國家標(biāo)準(zhǔn)。修訂的原則是：在立足我國生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上向ISO靠攏，以利于加強(qiáng)我國在國際上的技術(shù)交流與合作。近年來，越來越多新修訂的標(biāo)準(zhǔn)等同地采用了ISO標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化的主要體現(xiàn)形式是標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致制定并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。標(biāo)準(zhǔn)涉及的范圍極其廣泛，種類也十分繁多，涉及人類活動的各個方面。按標(biāo)準(zhǔn)化對象的特性劃分，有基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、過程標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、安全和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和接口標(biāo)準(zhǔn)等。按標(biāo)準(zhǔn)的級別劃分，有國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。我國于1988年發(fā)布了《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》，其中規(guī)定國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)又分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)兩大類。涉及人身安全、健康、衛(wèi)生及環(huán)境保?3?護(hù)等的標(biāo)準(zhǔn)屬于強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的代號為GB。對于這些標(biāo)準(zhǔn)，國家通過法律、行政和經(jīng)濟(jì)等各種手段及措施來維護(hù)并加以實(shí)施。其余的標(biāo)準(zhǔn)屬于推薦性標(biāo)準(zhǔn)。推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)的代號為GB/T。由于標(biāo)準(zhǔn)是人類科學(xué)知識的沉淀、技術(shù)活動的結(jié)晶、多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，代表著先進(jìn)的生產(chǎn)力，對生產(chǎn)具有普遍的指導(dǎo)意義，能夠促進(jìn)技術(shù)交流與合作，有利于產(chǎn)品的市場化，因此，在生產(chǎn)活動中，推薦性標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)積極采用?？傊?，標(biāo)準(zhǔn)化可以方便產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、存放、運(yùn)輸和管理。標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)的重要手段，是實(shí)現(xiàn)互換性的必要前提，是一個國家現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。它對人類進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展起著巨大的推動作用。1.3.2 優(yōu)先數(shù)系和優(yōu)先數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化要求各種參數(shù)系列化和簡化，需將參數(shù)值（如零件的幾何參數(shù)值、公差值等）合理地分級分檔，使其有恰當(dāng)?shù)拈g隔，便于管理和應(yīng)用。因此，簡化、協(xié)調(diào)和統(tǒng)一工程和產(chǎn)品的各種技術(shù)參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化的重要內(nèi)容。1.優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系（seriesofpreferrednumbers）是國際統(tǒng)一的數(shù)值制度，是技術(shù)經(jīng)濟(jì)工作中統(tǒng)一、簡化和協(xié)調(diào)產(chǎn)品參數(shù)的基礎(chǔ)。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中，需要確定零件的各種幾何參數(shù)。其中，許多參數(shù)涉及加工、測量、儲存、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，這些參數(shù)一旦確定，就會按照一定規(guī)律向與其有配套關(guān)系的一系列產(chǎn)品的有關(guān)的參數(shù)傳播、擴(kuò)散。在生產(chǎn)實(shí)際中，這種現(xiàn)象是極為普遍的。所以，設(shè)計時，不能隨意確定機(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)，以免出現(xiàn)規(guī)格品種惡性膨脹的混亂局面，便于組織生產(chǎn)、協(xié)調(diào)配套以及使用維護(hù)。因此，必須對各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值做出統(tǒng)一規(guī)定。國家標(biāo)準(zhǔn)GB321―2005《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》就是其中最重要的一個標(biāo)準(zhǔn)，確定工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)時，應(yīng)盡可能采用該標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)值。國家標(biāo)準(zhǔn)GB321―2005規(guī)定：優(yōu)先數(shù)系是由公比為10、10、10、10和8010，且項(xiàng)值中含有10的整數(shù)冪的理論等比數(shù)列導(dǎo)出的一組近似等比的數(shù)列。各數(shù)列分別用符號R5、R10、R20、R40和R80表示，稱為R5系列、R10系列、R20系列、R40系列和R80系列。2.優(yōu)先數(shù)系的種類和代號（1）基本系列（basicseries）優(yōu)先數(shù)系中的常用系列，稱為基本系列。有R5、R10、R20和R40四個系列，表1?1所示為基本系列的各項(xiàng)數(shù)值。?4?基本系列的代號：系列無限定范圍時，用R5、R10、R20、R40表示；系列有限定范圍時，應(yīng)注明界限值。例如：R10（1.25.）表示以1.25為下限的R10系列；R20（.45）表示以45為上限的R20系列；R40（75.300）表示以75為下限，300為上限的R40系列?；鞠盗械墓确謩e為1.4 GPS標(biāo)準(zhǔn)體系基本術(shù)語簡介隨著CAD/CAM對產(chǎn)品幾何描述、測量技術(shù)如三坐標(biāo)測量等對產(chǎn)品幾何辨識的需求，原有的公差標(biāo)準(zhǔn)存在很多缺點(diǎn)，已不適合現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展需求。為了統(tǒng)一產(chǎn)品設(shè)計、制造、驗(yàn)收、使用等過程的幾何參數(shù)，規(guī)范產(chǎn)品生命周期中產(chǎn)品精度參數(shù)傳遞方式，ISO/TC213出臺了新一代標(biāo)準(zhǔn)體系產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（geometricalproductspecificationandverification，GPS）。它是針對所有幾何產(chǎn)品建立的一個幾何技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，覆蓋了從宏觀到微觀的產(chǎn)品幾何特征，包括尺寸公差、形位公差和表面特征等需要在技術(shù)圖樣上表示的各種幾何精度設(shè)計要求、標(biāo)注方法、測量原理、驗(yàn)收規(guī)則，以及計量器具的校準(zhǔn)，測量不確定度評定等，涉及產(chǎn)品生命周期的全過程。GPS系列標(biāo)準(zhǔn)是國際標(biāo)準(zhǔn)中影響最廣的重要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一，是所有高新技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，其應(yīng)用涉及國民經(jīng)濟(jì)的各個部門和學(xué)科，是所有機(jī)電產(chǎn)品“標(biāo)準(zhǔn)與計量”規(guī)范的基礎(chǔ)，也是制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)。產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）系列國家標(biāo)準(zhǔn)不僅是產(chǎn)品信息傳遞與交換的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，也是產(chǎn)品市場流通領(lǐng)域中合格評定的依據(jù)，是工程領(lǐng)域必須依據(jù)的技術(shù)規(guī)范和交流溝通的重要工具。主要包括：尺寸和形位公差、表面特征等幾何精度規(guī)范，相關(guān)的檢驗(yàn)原則、測量器具要求和校準(zhǔn)規(guī)范，基本表達(dá)和圖樣標(biāo)注的解釋，不確定度的評定和控制等。GB/T18780.1―2002《產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范（GPS）幾何要素 第1部分：基本術(shù)語和定義》中對要素之術(shù)語和定義規(guī)定如下。1.幾何要素（geometricalfeature）點(diǎn)、線或面。2.組成要素（integralfeature）面或面上的線。3.導(dǎo)出要素（derivedfeature）由一個或幾個組成要素得到的中心點(diǎn)、中心線或中心面。例如：球心是由球面得到的導(dǎo)出要素，該球面為組成要素；圓柱的中心線是由圓柱面得到的導(dǎo)出要素，該圓柱面為組成要素。在GB/T1182―2008《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標(biāo)注》中將“輪廓要素”改為“組成要素”，“中心要素”改為“導(dǎo)出要素”。……

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    機(jī)械精度設(shè)計基礎(chǔ) PDF格式下載

---