《课件：尺寸公差的应用》

《课件尺寸公差的应用》本课件旨在全面介绍尺寸公差在工程设计和制造中的应用通过本课程的学习，您将掌握尺寸公差的基本概念、表示方法、选择原则以及实际应用技巧我们将从公差的定义入手，逐步深入到公差带、配合、形状与位置公差等核心内容，并通过实际案例分析，帮助您更好地理解和运用尺寸公差，提升工程设计的精度和效率课程目标和学习要求课程目标学习要求12理解尺寸公差的基本概念，掌握认真听讲，积极参与课堂讨论；公差的表示方法和选择原则；熟按时完成课后作业和练习；熟练悉配合的种类和特点，能够进行掌握课件中的知识点；能够运用合理的配合设计；了解形状公差所学知识解决实际工程问题；具和位置公差的概念，掌握其标注备良好的团队合作精神和应用；掌握公差链分析方法，能够进行公差计算和分配；提升解决实际工程问题的能力考核方式3平时作业占30%，期末考试占70%期末考试形式为闭卷考试，主要考察学生对尺寸公差基本概念、表示方法、选择原则以及实际应用技巧的掌握程度尺寸公差的基本概念什么是尺寸公差为什么要使用尺寸公差尺寸公差是指允许尺寸变动的范围在实际生产中，零件的尺寸使用尺寸公差可以保证零件的互换性，降低生产成本，提高产品不可能完全等于理论尺寸，总会存在一定的偏差尺寸公差就是质量通过合理的公差设计，可以减少废品率，提高生产效率，用来限定这种偏差的，保证零件的功能和互换性保证产品的性能和寿命公差的定义与重要性公差的定义公差的重要性公差与设计公差是指允许尺寸变动的范围在实公差是保证零件互换性的关键没有公差设计是工程设计的重要组成部分际生产中，零件的尺寸不可能完全等公差，零件的尺寸就会千差万别，无设计师需要根据零件的功能、材料于理论尺寸，总会存在一定的偏差法进行装配和使用合理的公差设计、加工方法等因素，合理选择公差等公差就是用来限定这种偏差的，保证可以降低生产成本，提高产品质量，级，保证零件的性能和互换性零件的功能和互换性保证产品的性能和寿命制造过程中的尺寸变异加工误差材料变形测量误差由于加工设备、刀具、工艺等因素的影材料在加工过程中会受到应力的作用，测量工具的精度、测量方法等因素的影响，零件在加工过程中会产生误差，导产生弹性变形或塑性变形，导致尺寸变响，测量结果会存在一定的误差，导致致尺寸变异异尺寸变异公差标注的目的保证互换性保证功能降低成本公差标注可以保证零件公差标注可以保证零件公差标注可以降低生产的互换性，方便装配和的功能，确保产品性能成本，提高生产效率维修即使零件的尺寸满足设计要求合理的通过合理的公差设计，存在一定的偏差，也可公差设计可以减少废品可以减少加工难度，降以保证装配的顺利进行率，提高产品质量低废品率，提高生产效率尺寸公差的表示方法极限尺寸法偏差与基本尺寸法公差带图示法用最大极限尺寸和最小极限尺寸来表示用基本尺寸和偏差来表示尺寸公差例用公差带图示来直观地表示尺寸公差尺寸公差例如20+

0.021+0如Φ20H7（+

0.021，0）公差带图示可以清晰地显示公差带的位置和大小基本偏差的概念基本偏差1指确定公差带位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差孔的基本偏差2用大写字母表示，如H、G、F等轴的基本偏差3用小写字母表示，如h、g、f等上偏差和下偏差上偏差1指最大极限尺寸与基本尺寸之差孔的上偏差为正，轴的上偏差可正可负下偏差2指最小极限尺寸与基本尺寸之差孔的下偏差可正可负，轴的下偏差为负基本尺寸的含义基本尺寸指设计时给定的尺寸，是计算偏差的基准尺寸基本尺寸一般取整数值，方便设计和计算公差带的概念公差带指由上偏差和下偏差所限定的区域，表示实际尺寸允许变动的范围公差带的大小表示公差的大小，公差带的位置表示公差的位置常用公差等级公差等级IT

01、IT

0、IT1IT2~IT4IT5~IT7IT8~IT11IT12~IT18应用精密量具、精密精密配合重要配合一般配合粗糙配合零件IT公差等级分为IT

01、IT

0、IT

1、IT2~IT18共20个等级，IT后面的数字越大，公差等级越低，公差值越大根据不同的应用场合，选择合适的公差等级非常重要公差等级表ITIT6IT7IT8IT公差等级表提供了不同基本尺寸范围和公差等级对应的公差值，方便设计师选择合适的公差等级表中数据单位为微米（μm）配合的基本概念什么是配合配合的种类指孔和轴相互结合的松紧程度配合是保证机器正常工作的重要根据孔和轴的尺寸关系，配合可以分为间隙配合、过渡配合和过因素，不同的配合类型适用于不同的场合盈配合三种不同的配合类型具有不同的特点和应用场合孔系统和轴系统孔系统轴系统指基本偏差为一定的孔的配合制指基本偏差为一定的轴的配合制常用的孔系统为基孔制，即孔常用的轴系统为基轴制，即轴的基本偏差为H，轴的公差带位的基本偏差为h，孔的公差带位置变化来实现不同的配合类型置变化来实现不同的配合类型选择原则一般情况下，优先选择基孔制，因为孔的加工相对简单，可以降低生产成本在特殊情况下，可以选择基轴制间隙配合的特点特点孔的尺寸大于轴的尺寸，孔和轴之间存在间隙间隙配合适用于需要相对运动的场合，如滑动轴承、转动轴承等应用适用于需要相对运动的场合，如滑动轴承、转动轴承等间隙配合可以保证零件的运动灵活性，降低摩擦和磨损过渡配合的特点特点应用孔和轴的尺寸接近，可能存在间隙，适用于需要定位，但又允许少量相对也可能存在过盈过渡配合适用于需运动的场合过渡配合可以保证零件要定位，但又允许少量相对运动的场的定位精度，同时又具有一定的灵活合性过盈配合的特点特点应用孔的尺寸小于轴的尺寸，孔和轴之间存在过盈过盈配合适用于适用于需要传递较大扭矩或承受较大载荷的场合，如齿轮、皮带需要传递较大扭矩或承受较大载荷的场合，如齿轮、皮带轮等轮等过盈配合可以保证零件的连接强度和刚度基轴制配合系统基轴制指基本偏差为一定的轴的配合制轴的基本偏差为h，孔的公差带位置变化来实现不1同的配合类型特点2轴的加工相对困难，成本较高适用于轴的精度要求较高的场合应用3在某些特殊情况下，例如需要使用标准轴时，可以选择基轴制基孔制配合系统基孔制1指基本偏差为一定的孔的配合制孔的基本偏差为H，轴的公差带位置变化来实现不同的配合类型特点2孔的加工相对简单，成本较低适用于大多数场合应用3在大多数情况下，优先选择基孔制，因为孔的加工相对简单，可以降低生产成本优先数系的应用优先数系应用1指一组具有优先选用地位的圆整数值，在尺寸公差设计中，可以使用优先数系用于简化设计、减少规格、方便生产和来选择基本尺寸和公差值，使设计更加2管理规范化和标准化公差带位置的选择选择原则公差带位置的选择应根据零件的功能、材料、加工方法等因素综合考虑一般情况下，应选择使公差带中心接近零线的公差带位置，以保证零件的尺寸精度形状公差与位置公差形状公差位置公差指实际零件的形状要素相对于理想形状的允许变动量形状公差指实际零件的位置要素相对于基准的位置的允许变动量位置公包括直线度、平面度、圆度、圆柱度等差包括平行度、垂直度、同轴度、对称度、位置度等圆柱度公差圆柱度指实际圆柱体相对于理想圆柱体的变动量圆柱度公差带是指包容实际圆柱体1，且半径差为公差值的两个同轴圆柱面之间的区域应用2圆柱度公差适用于要求较高的圆柱形零件，如轴、套筒等平面度公差平面度1指实际平面相对于理想平面的变动量平面度公差带是指包容实际平面，且距离为公差值的两个平行平面之间的区域应用2平面度公差适用于要求较高的平面零件，如导轨、工作台等平行度公差平行度应用指实际要素相对于基准要素平行的程度1平行度公差带是指包容实际要素，且平行度公差适用于要求两个要素相互平与基准要素平行的两个平行平面或平行行的场合，如导轨与滑动件之间的平行2线之间的区域，距离为公差值度垂直度公差垂直度应用指实际要素相对于基准要素垂直的程度垂直度公差带是指包容垂直度公差适用于要求两个要素相互垂直的场合，如轴与端面之实际要素，且与基准要素垂直的两个平行平面或平行线之间的区间的垂直度域，距离为公差值同轴度公差同轴度指实际轴线相对于基准轴线的偏离程度同轴度公差带是指以基准轴线为轴线，直径为公差值的圆柱体内的区域应用同轴度公差适用于要求两个轴线相互同轴的场合，如电机轴与转子之间的同轴度对称度公差对称度应用指实际中心要素相对于基准中心要素对称的程度对称度公差带对称度公差适用于要求两个要素相互对称的场合，如键槽与轴之是指以基准中心要素为中心平面或中心线，宽度为公差值的两个间的对称度平行平面或平行线之间的区域位置度公差位置度指实际要素相对于理论正确位置的变动量位置度公差带是指以理论正确位置为中心，直径为公差值的圆柱体或宽度为公差值的两个平行平面之间的区域应用位置度公差适用于要求要素的位置精度较高的场合，如孔的位置度真实度原则真实度原则指在评定形状和位置公差时，应以实际测得的数据为依据，真实反映零件的实际情况不得人为修改或调整数据，以保证评定的客观性和公正性最大实体要求最大实体应用指孔取最小极限尺寸，轴取最大极限尺寸的状态最大实体要求最大实体要求适用于需要保证配合间隙的场合，如轴承与轴之间是指在最大实体状态下，零件的功能能够满足设计要求的配合最小实体要求最小实体指孔取最大极限尺寸，轴取最小极限尺寸的状态最小实体要求是指在最小实1体状态下，零件的功能能够满足设计要求应用2最小实体要求适用于需要保证零件强度的场合，如连接件的强度独立要求独立要求1指形状公差和位置公差的要求是相互独立的，不受其他公差的影响独立要求可以简化设计和加工，降低应用成本2在大多数情况下，形状公差和位置公差都采用独立要求公差链分析方法公差链应用指由相互关联的尺寸公差组成的封闭环1公差链分析适用于需要保证装配精度或公差链分析是指分析公差链中各个公功能要求的场合，如齿轮箱的装配精度2差对最终结果的影响，从而确定合理的公差分配方案累积公差累积公差指公差链中各个公差的代数和累积公差表示最终结果的变动范围在公差链分析中，需要控制累积公差，以保证最终结果的精度尺寸链计算尺寸链计算指根据公差链的组成，计算累积公差的方法常用的尺寸链计算方法有极值法和统计法极值法指将各个公差取最大值或最小值，计算累积公差的方法极值法计算结果保守，适用于要求较高的场合统计法指根据统计规律，计算累积公差的方法统计法计算结果接近实际，适用于批量生产的场合公差分配原则公差分配原则指将累积公差分配给公差链中的各个公差公差分配的目的是使公差分配应根据零件的功能、材料、加工方法等因素综合考虑各个公差的精度满足设计要求，同时降低加工成本一般情况下，精度要求高的零件分配较小的公差，加工难度大的零件分配较大的公差公差配套设计公差配套指将相互配合的零件的公差进行匹配，以保证配合的精度和性能公差配套设计是保证产品质量的重要手段方法公差配套设计应根据配合的类型和要求，选择合适的公差等级和公差带位置，使配合的间隙或过盈满足设计要求经济公差的选择经济公差方法指在满足设计要求的前提下，使加工选择经济公差需要综合考虑零件的功成本最低的公差选择经济公差可以能要求、加工方法、材料成本等因素降低生产成本，提高企业竞争力，找到一个平衡点，使产品性能和成本达到最佳状态加工成本与公差关系关系影响加工成本与公差精度成反比公差精度越高，加工难度越大，加加工成本是影响产品成本的重要因素合理的公差设计可以降低工成本越高因此，在设计时应尽量选择较大的公差，以降低加加工成本，提高产品竞争力工成本表面粗糙度与公差关系表面粗糙度是指零件表面微观几何形状的偏差表面粗糙度与公差之间存在一定的关系表面粗糙度越大，尺寸公差也应适当增大，以保证零件的配合性能1影响2表面粗糙度是影响零件配合性能和使用寿命的重要因素合理的表面粗糙度设计可以提高产品质量和可靠性检测方法的选择选择1检测方法的选择应根据零件的精度要求和尺寸大小选择合适的检测工具和方法常用的检测方法有量具检测、仪器检测等影响2检测方法是保证产品质量的重要手段合理的检测方法可以及时发现不合格品，避免批量生产量具选择原则量具选择原则1量具选择应根据零件的精度要求和尺寸量具的精度应高于零件的公差精度量大小选择合适的量具常用的量具有卡具的量程应满足零件的尺寸范围量具2尺、千分尺、百分表等的使用应方便快捷卡尺的使用方法卡尺步骤卡尺是一种常用的测量工具，用于测量零件的长度、宽度、厚度

1.擦拭干净卡尺测量面；

2.校零；

3.将卡尺测量爪与零件接触；、内径、外径等尺寸卡尺的使用方法简单方便，精度较高

4.读取测量值千分尺的使用方法千分尺千分尺是一种高精度的测量工具，用于测量零件的厚度、外径等尺寸千分尺的使用方法比较复杂，但精度很高步骤

1.擦拭干净千分尺测量面；

2.校零；

3.将零件放置在千分尺测量爪之间；

4.旋转微分筒，使测量爪与零件接触；

5.读取测量值百分表的使用方法百分表步骤百分表是一种常用的测量工具，用于测量零件的形状公差和位置

1.将百分表固定在支架上；

2.将百分表测量头与零件接触；

3.公差百分表的使用方法比较简单，但需要配合其他工具使用校零；

4.移动零件，读取百分表示数其他测量工具介绍其他测量工具除了卡尺、千分尺、百分表外，还有许多其他的测量工具，如三坐标测量机、激光干涉仪等这些测量工具具有更高的精度和更强大的功能，适用于高精度零件的检测实际案例分析一案例分析发动机连杆的尺寸公差设计发动机连杆的尺寸公差直接影响发动机的性能和寿命合理的尺寸公差设计可以保证发动机的正常工作实际案例分析二案例分析齿轮箱的尺寸公差设计齿轮箱的尺寸公差直接影响齿轮箱的传动精度和噪声合理的尺寸公差设计可以保证齿轮箱的正常工作实际案例分析三案例分析轴承的尺寸公差设计轴承的尺寸公差直接影响轴承的旋转精度和寿命合理的尺寸公差设计可以保证轴承的正常工作1常见错误分析错误1公差选择不合理，导致零件无法装配或功能失效尺寸链计算错误，导致累积公差超差检测方法选择不当，导致检测结果不准确设计注意事项设计充分了解零件的功能要求合理选择公差等级和公差带位置进行公差链分析，控制累积公差选择经济公差，降低加工成本制造注意事项制造选择合适的加工方法和设备严格控制加工过程，减少加工误差使用合格的量具进行检测及时发现和处理不合格品装配注意事项装配熟悉装配图纸和技术要求使用合格的工具和设备严格按照装配工艺进行装配保证装配的精度和质量质量控制要点质量控制建立完善的质量管理体系制定严格的质量控制标准加强过程控制，及时发现和纠正问题加强质量检验，保证产品质量公差设计练习练习给定零件的功能要求，设计零件的尺寸公差进行公差链分析，计算累积公差选择经济公差，降低加工成本公差计算练习练习给定公差链的组成，计算累积公差比较极值法和统计法的计算结果分析各个公差对最终结果的影响工程图纸实例实例分析工程图纸中的尺寸公差标注理解尺寸公差的含义和作用掌握形状公差和位置公差的标注方法总结与复习要点总结回顾尺寸公差的基本概念、表示方法、选择原则以及实际应用技巧复习配合的种类和特点，能够进行合理的配合设计掌1握形状公差和位置公差的概念，能够进行合理的标注和应用熟悉公差链分析方法，能够进行公差计算和分配。