3.2几何公差(课件）《机械基础--学做一体化》个·同步教学（西安电子科技大学出版社）

任务三 识读机械图纸上的标识 3.1 光滑圆柱体的极限与配合 3.2 几何公差 3.3 表面粗糙度 教 学 检 测 任务三 识读机械图纸上的标识 3.2　几 何 公 差 3.2.1　几何公差概述 　　1. 几何公差的研究对象及分类 　　1) 几何公差的研究对象 　　几何公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面等几何要素，如图3-20所示。 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-20　零件几何要素 任务三 识读机械图纸上的标识 　　2) 几何要素的分类 　　几何要素按结构特征可分为组成(轮廓)要素和导出(中心)要素。 　　几何要素按所处地位可分为被测要素和基准要素。 　　几何要素按存在状态可分为拟合(理想)要素和实际要素。 　　几何要素按功能要求可分为单一要素和关联要素。 任务三 识读机械图纸上的标识 　　2. 几何公差的几何特征与符号 　　国家标准将几何公差分为形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差。各个公差项目的名称和符号如表3.7所示。 任务三 识读机械图纸上的标识 任务三 识读机械图纸上的标识 　　3. 几何公差的标注 　　1) 采用框格标注 　　几何公差框格可有2～5格，第一格填写项目符号，第二格填写公差值及相关符号，第三格以后填写基准代号及有关符号，如图3-21所示。 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-21　几何公差的标注示例1 任务三 识读机械图纸上的标识 　　2) 区分被测要素和基准要素 　　被测要素用箭头指示，基准要素用基准符号指示。3) 区分组成要素和导出要素 　　组成要素不能与尺寸线对齐，而导出要素必须与尺寸线对齐。 　　如图3-22所示 图3-22　几何公差的标注示例2 任务三 识读机械图纸上的标识 3.2.2　几何公差带项目及其特点 　　1. 形状公差带 　　直线度、平面度、圆度和圆柱度都是形状公差，是限制单一被测实际要素对其理想要素允许的变动量。它们的公差带是限制单一实际被测要素变动的区域。 　　(1) 如图3-23所示，直线度的公差带为直径为公差值t的小圆柱，实际轴线应位于此小圆柱内。 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-23　圆柱面轴线直线公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(2) 如图3-24所示，平面度的公差带为两平行平面，实际平面应位于此两平行平面之间。 图3-24　平面度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(3) 如图3-25所示，圆度的公差带为在给定横截面上半径差为公差值t的两同心圆之间限定的区域。 图3-25　圆度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(4) 如图3-26所示，圆柱度公差带为半径差为公差值t的两同轴圆柱面所限定的区域。 图3-26　圆柱度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(5) 线轮廓度与面轮廓度是对非圆曲线或曲面的形状精度要求，可以仅限定形状误差，也可在限制形状、方向或位置误差的同时，还对其基准提出要求。线轮廊度属于形状公差，面轮廊度属于方向或位置公差。它们是关联要素在方向或位置上相对于基准所允许的变动全量。 　　线(面)轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线(面)之间的区域，实际线(面)上各点应在公差带内，如图3-27、图3-28所示。 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-27　线轮廓度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-28　面轮廓度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　线轮廓度与面轮廓度公差带的特点：理想要素必须用带方框的理论正确尺寸表示出来，公差带对称于理想要素，位置可固定，亦可浮动(视有无基准而定)。 任务三 识读机械图纸上的标识 　　2. 方向公差带 　　方向公差有平行度、垂直度和倾斜度三个项目及线轮廓度、面轮廓度。方向公差是关联被测要素对其具有确定方向的理想要素允许的变动量。为方向公差带相对基准有确定的方向，位置浮动，并具有综合控制被测要素形状和方向的功能。 　　如图3-29所示，公差带为与基准A平行的两平行平面。此公差带不但控制了被测平面的方向(平行度)，而且控制了被测要素的形状(平面度)。 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-29　平行度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　如图3-30所示，公差带为相对基准A垂直的直径为0.1 mm的小圆柱。当满足垂直度要求时，被测要素轴线的形状误差(直线度)亦不会超过0.1 mm。 图3-30　垂直度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　当被测要素和基准要素的方向角大于0°小于90°时，可以使用倾斜度，如图3-31所示。此时，倾斜角须用方框表示。 图3-31　倾斜度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　3. 位置公差带 　　位置公差有同轴(心)度、对称度和位置度三个项目及线轮廓度、面轮廓度。位置公差是关联被测要素对其有确定位置的理想要素允许的变动量。位置公差带相对基准有确定的方向，位置固定，并具有综合控制被测要素形状、方向和位置的功能。位置公差带被测要素的理想位置一般必须由基准和理论正确尺寸共同确定。 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(1) 如图3-32所示，位置度公差带被测要素的理想位置由理论正确尺寸100 mm和基准A、B共同确定，公差带相对理想位置对称分布。当满足位置度要求时，位置度公差带被测要素平面的形状误差(平面度)、定向误差(倾斜度)亦不会超过0.1 mm。 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-32　位置度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(2) 如图3-33所示，同轴度的理论正确尺寸为零(省略未标)，公差带的理想位置与基准轴线重合。当满足同轴度要求时，被测要素轴线的直线度、平行度误差亦不会超过0.02 mm。 图3-33　同轴度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(3) 如图3-34所示，对称度的理论正确尺寸为零(省略未标)，公差带的理想位置与基准平面重合。当满足对称度要求时，被测要素平面的平面度、平行度误差亦不会超过0.02 mm。 图3-34　对称度公差带 任务三 识读机械图纸上的标识 　　4. 跳动公差 　　跳动公差分为圆跳动和全跳动。跳动公差是被测实际要素绕基准轴线连续回转时所允许的最大跳动量。 　　(1) 圆跳动是被测实际要素某一固定参考点围绕基准轴线做无轴向移动，回转一周中，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差，如图3-35、图3-36所示。 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-35　测量径向圆跳动 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-36　测量端面圆跳动 任务三 识读机械图纸上的标识 　　(2) 全跳动是被测实际要素绕基准轴线做无轴向移动的连续回转，同时指示器沿理想要素连续移动，由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差，如图3-37、图3-38所示。 图3-37　测量径向全跳动 任务三 识读机械图纸上的标识 图3-38　测量端面全跳动 任务三 识读机械图纸上的标识 3.2.3　几何公差值 　　按国家标准规定，除线轮廓度、面轮廓度以及位置度未规定公差等级外，其余几何公差特征项目均有规定。一般划分为12级，即1～12级，精度依次降低，仅圆度和圆柱度划分为13级，即增加了一个0级。表3.8和表3.9列出了常用等级的公差值。 任务三 识读机械图纸上的标识 任务三 识读机械图纸上的标识 任务三 识读机械图纸上的标识 　　几何公差值的选用原则：在保证零件功能的前提下，尽可能选用最经济的公差值。实际应用中常用类比法选择，主要考虑以下几个问题： 　　(1) 几何公差与尺寸公差的关系：T形状 < T位置 < T尺寸； 　　(2) 有配合要求时形状公差与尺寸公差的关系：T形状 = KT尺寸，K为关系系数，通常K = 0.25～0.65； 　　(3) 形状公差与表面粗糙度的关系：通常Ra约占形状公差值的20%～25%。 任务三 识读机械图纸上的标识 　　例3.6 解读图3-39所示齿轮图上标注的几何公差的含义。 图3-39　齿轮图上标注的几何公差 任务三 识读机械图纸上的标识 任务三 识读机械图纸上的标识 $$