機(jī)械精度設(shè)計(jì)與測(cè)量技術(shù)

前言

　　機(jī)械是人類生產(chǎn)和生活的基本工具要素之一，是人類物質(zhì)文明最重要的一個(gè)組成部分。機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著向國民經(jīng)濟(jì)各部門，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會(huì)生活各個(gè)方面提供各種性能先進(jìn)、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國家現(xiàn)代化建設(shè)中占有舉足輕重的地位。20世紀(jì)80年代以來，以微電子、信息、新材料、系統(tǒng)科學(xué)等為代表的新一代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其在機(jī)械工程領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，極大地拓展了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造活動(dòng)的深度和廣度，改變了現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工藝和設(shè)備以及生產(chǎn)組織模式，產(chǎn)生了一大批新的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法和制造系統(tǒng)。這些機(jī)械方面的新方法和系統(tǒng)的主要技術(shù)特征表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：　　（1）信息技術(shù)在機(jī)械行業(yè)的廣泛滲透和應(yīng)用，使得現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品已不再是單純的機(jī)械構(gòu)件，而是由機(jī)械、電子、信息、計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制等集成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其功能不僅限于加強(qiáng)、延伸或取代人的體力勞動(dòng)，而且擴(kuò)大到加強(qiáng)、延伸或取代人的某些感官功能與大腦功能?！　。?）隨著設(shè)計(jì)手段的計(jì)算機(jī)化和數(shù)字化，CAD／CAM／CAE／PDM集成技術(shù)和軟件系統(tǒng)得到廣泛使用，促進(jìn)了產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、快速設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、反求設(shè)計(jì)、廣義優(yōu)化設(shè)計(jì)、綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)、面向全壽命周期設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和技術(shù)方法的不斷發(fā)展。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不只是單純追求某項(xiàng)性能指標(biāo)的先進(jìn)和高低，而是注重綜合考慮質(zhì)量、市場(chǎng)、價(jià)格、安全、美學(xué)、資源、環(huán)境等方面的影響?！　。?）傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)在不斷吸收電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面成果的基礎(chǔ)上形成了先進(jìn)制造技術(shù)，并將其綜合應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的機(jī)械產(chǎn)品制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力?！　。?）機(jī)械產(chǎn)品加工制造的精密化、快速化，制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化得到很大的發(fā)展，涌現(xiàn)出CIMS、并行工程、敏捷制造、綠色制造、網(wǎng)絡(luò)制造、虛擬制造、智能制造、大規(guī)模定制等先進(jìn)生產(chǎn)模式，制造裝備和制造系統(tǒng)的柔性與可重組已成為21世紀(jì)制造技術(shù)的顯著特征。

內(nèi)容概要

本書是高等工科院校機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，內(nèi)容包括：互換性、標(biāo)準(zhǔn)化等的基本概念，尺寸精度設(shè)計(jì)，形狀和位置精度設(shè)計(jì)，表面粗糙度，幾何參數(shù)檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)，常用典型件的精度設(shè)計(jì)，漸開線圓柱齒輪的精度設(shè)計(jì)和尺寸鏈的精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。    本書內(nèi)容全部根據(jù)最新國家標(biāo)準(zhǔn)編寫，所涉及的公式、數(shù)據(jù)、圖表準(zhǔn)確可靠，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。    本書可供高等工科院校機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)的學(xué)生使用，也可供從事機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論  1.1 概述  1.2 機(jī)械零件的幾何精度設(shè)計(jì)原則    1.2.1 互換性的定義    1.2.2 互換性的分類    1.2.3 互換性在機(jī)械行業(yè)中的作用    1.2.4 互換性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)    1.3 加工誤差和公差  1.4 標(biāo)準(zhǔn)化和優(yōu)先數(shù)系    1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化    1.4.2 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系  1.5 本課程的研究對(duì)象及任務(wù)    小結(jié)    習(xí)題與思考題第2章 尺寸精度設(shè)計(jì)  2.1 概述  2.2 極限與配合的基本術(shù)語及定義    2.2.1 孔和軸    2.2.2 有關(guān)尺寸、偏差和公差的術(shù)語和定義    2.2.3 有關(guān)配合的術(shù)語和定義  2.3 尺寸的極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介    2.3.1 配合制（fit system）    2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)公差（standard tolerance）系列    2.3.3 基本偏差（fundamental deviation）系列    2.3.4 公差帶與配合的標(biāo)準(zhǔn)化  2.4 尺寸公差與配合的選擇    2.4.1 配合制的選用    2.4.2 公差等級(jí)的選用    2.4.3 配合種類的選用  2.5 一般公差線性尺寸的未注公差    2.5.1 線性尺寸一般公差的概念    2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定    2.5.3 線性尺寸的一般公差的應(yīng)用  2.6 尺寸精度的檢測(cè)    2.6.1 用通用計(jì)量器具檢驗(yàn)    2.6.2 用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)    小結(jié)    習(xí)題與思考題第3章 形狀和位置精度設(shè)計(jì)  3.1 概述  3.2 形狀和位置公差    3.2.1 基本概念    3.2.2 形位公差特征項(xiàng)目及符號(hào)（symbols）    3.2.3 形位公差的標(biāo)注方法    3.2.4 形位公差帶  3.3 形狀和位置誤差的評(píng)定    3.3.1 形狀誤差的評(píng)定    3.3.2 位置誤差的評(píng)定  3.4 形位公差和尺寸公差的關(guān)系    3.4.1 有關(guān)術(shù)語和定義    3.4.2 獨(dú)立原則    3.4.3 相關(guān)要求  3.5 形狀和位置公差的選用    3.5.1 形位公差項(xiàng)目的選擇    3.5.2 公差原則或公差要求的選擇    3.5.3 形位公差值（或公差等級(jí)）的選擇    3.5.4 基準(zhǔn)的選擇  3.6 形狀和位置精度的檢測(cè)    小結(jié)    習(xí)題與思考題第4章 表面粗糙度  4.1 概述    4.1.1 表面粗糙度（surface roughness）的定義    4.1.2 表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響  4.2 表面粗糙度的評(píng)定    4.2.1 術(shù)語和定義    4.2.2 評(píng)定基準(zhǔn)    4.2.3 表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)（parameters）  4.3 表面粗糙度的選用    4.3.1 評(píng)定參數(shù)的選用    4.3.2 參數(shù)值的選用  4.4 表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及其標(biāo)注方法    4.4.1 表面粗糙度的符號(hào)    4.4.2 表面粗糙度要求在圖樣和其他技術(shù)產(chǎn)品文件中的注法  4.5 有關(guān)表面粗糙度新舊國家標(biāo)準(zhǔn)的演變  4.6 表面粗糙度的檢測(cè)    小結(jié)    習(xí)題與思考題第5章 幾何參數(shù)檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)  5.1 技術(shù)測(cè)量概述  5.2 長(zhǎng)度和角度計(jì)量單位與量值傳遞系統(tǒng)    5.2.1 米的定義與量值傳遞系統(tǒng)    5.2.2 量塊（gauge block）    5.2.3 角度單位與多面棱體  5.3 計(jì)量器具與測(cè)量方法的分類    5.3.1 計(jì)量器具的分類    5.3.2 測(cè)量方法的分類  5.4 計(jì)量器具度量指標(biāo)  5.5 測(cè)量誤差和數(shù)據(jù)處理    5.5.1 測(cè)量誤差及其產(chǎn)生的原因    5.5.2 測(cè)量誤差的分類及處理    5.5.3 測(cè)量精度    5.5.4 測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理    小結(jié)    習(xí)題與思考題第6章 常用典型件的精度設(shè)計(jì)  6.1 滾動(dòng)軸承結(jié)合的精度設(shè)計(jì)    6.1.1 滾動(dòng)軸承的組成    6.1.2 滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)及其應(yīng)用    6.1.3 與滾動(dòng)軸承結(jié)合的軸頸和殼體孔公差帶的選用  6.2 平鍵、矩形花鍵結(jié)合的精度設(shè)計(jì)    6.2.1 平鍵連接的精度設(shè)計(jì)    6.2.2 矩形花鍵連接的精度設(shè)計(jì)  6.3 螺紋結(jié)合的精度設(shè)計(jì)    6.3.1 螺紋的種類及使用要求    6.3.2 普通螺紋的基本牙型和主要幾何參數(shù)    6.3.3 螺紋幾何參數(shù)誤差對(duì)螺紋連接精度的影響    6.3.4 普通螺紋的精度設(shè)計(jì)    6.3.5 普通螺紋精度的檢測(cè)    小結(jié)    習(xí)題與思考題第7章 漸開線圓柱齒輪的精度設(shè)計(jì)  7.1 齒輪傳動(dòng)的使用要求  7.2 圓柱齒輪的加工誤差分析  7.3 漸開線圓柱齒輪精度的評(píng)定參數(shù)    7.3.1 漸開線圓柱齒輪輪齒同側(cè)齒面偏差    7.3.2 漸開線圓柱齒輪徑向綜合偏差和徑向跳動(dòng)    7.3.3 齒厚偏差及齒側(cè)間隙  7.4 漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn)    7.4.1 精度等級(jí)    7.4.2 各偏差允許值（公差）的計(jì)算公式和標(biāo)準(zhǔn)值  7.5 漸開線圓柱齒輪的精度設(shè)計(jì)    7.5.1 齒輪精度等級(jí)的確定    7.5.2 最小側(cè)隙和齒厚極限偏差的確定    7.5.3 輪齒檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定    7.5.4 齒輪坯精度、齒輪軸中心距、軸線平行度    7.5.5 齒輪齒面表面粗糙度和輪齒接觸斑點(diǎn)    7.5.6 齒輪精度等級(jí)在圖樣上的標(biāo)注  7.6 齒輪精度的檢測(cè)    小結(jié)    習(xí)題與思考題第8章 尺寸鏈的精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)  8.1 尺寸鏈的基本概念  8.2 用完全互換法解尺寸鏈    8.2.1 完全互換法解尺寸鏈的基本步驟和公式    8.2.2 用完全互換法進(jìn)行校核計(jì)算    8.2.3 用完全互換法進(jìn)行中間計(jì)算    8.2.4 用完全互換法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算  8.3 用大數(shù)互換法解尺寸鏈    8.3.1 大數(shù)互換法的基本公式    8.3.2 用大數(shù)互換法解尺寸鏈實(shí)例  8.4 解尺寸鏈的其他方法    8.4.1 分組互換法（分組法）    8.4.2 修配補(bǔ)償法（修配法）    8.4.3 調(diào)整補(bǔ)償法（調(diào)整法）    小結(jié)    習(xí)題與思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　教學(xué)提示：精度設(shè)計(jì)包括尺寸精度設(shè)計(jì)、形位精度設(shè)計(jì)和表面精度設(shè)計(jì)，它們的設(shè)計(jì)原則是互換性原則和經(jīng)濟(jì)性原則。本章的宗旨就是以討論互換性為主的精度設(shè)計(jì)及其檢測(cè)原理和方法。　　教學(xué)要求：深刻理解精度設(shè)計(jì)的內(nèi)容和基本原則，掌握互換性的概念、意義及其條件，了解公差與配合標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)測(cè)量的發(fā)展概況，了解優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系，明確本課程的性質(zhì)和特點(diǎn)?！　?.1　概述　　本書主要包括兩方面的內(nèi)容：機(jī)械精度設(shè)計(jì)和測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)?！　?duì)于機(jī)械產(chǎn)品來說，機(jī)械設(shè)計(jì)分成3個(gè)部分，即系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是運(yùn)動(dòng)學(xué)的設(shè)計(jì)，如傳動(dòng)系統(tǒng)、位移、速度、加速度等，這些內(nèi)容主要由機(jī)械原理課程研究；參數(shù)設(shè)計(jì)主要是確定產(chǎn)品各零件幾何要素的公稱值，以保證系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換和工作壽命，如結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度、壽命等，這些內(nèi)容主要由機(jī)械設(shè)計(jì)課程研究；精度設(shè)計(jì)是依據(jù)對(duì)機(jī)械的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精度的要求以及制造的經(jīng)濟(jì)性，確定零件幾何要素的允許誤差，也就是設(shè)計(jì)尺寸精度、形狀和位置精度以及表面粗糙度，并將它們正確地標(biāo)注在零件圖和裝配圖上?！　y(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)主要是講述零件幾何參數(shù)測(cè)量的基本知識(shí)、檢測(cè)原理和常用的檢測(cè)方法?！　?.2　機(jī)械零件的幾何精度設(shè)計(jì)原則　　機(jī)械零件的幾何精度設(shè)計(jì)原則是互換性原則和經(jīng)濟(jì)性原則。

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