互换性第3章形状与位置

武汉理工大学《互换性与测量技术》3.1概述3.2公差带的定义及解释3.3形位误差的评定3.4公差原则3.5形位公差的选用第3章形状和位置公差武汉理工大学《互换性与测量技术》（1）熟记14个形位公差特征项目的名称及其符号。（2）学会分析典型的形位公差带的形状、大小和位置，并比较形状公差带、定向的位置公差带、定位的位置公差带和跳动公差带的特点。通过本章的学习，要求了解《形状与位置公差》中的基本规定，掌握应用国家标准进行机械零件的形状和位置精度设计方法，包括形状和位置公差的选择及其在图样上正确标注的方法，公差原则的应用等。（3）理解公差原则（独立原则、相关要求）在图样上的标注、含义、检测手段和主要应用场合。武汉理工大学《互换性与测量技术》3.1概述从设计图样到零件的形成，必须经过加工过程。轴套轴套的外圆可能产生以下误差：?外圆在垂直于轴线的正截面上不圆（即圆度误差）；?外圆柱面上任一素线（是外圆柱面与圆柱轴向截面的交线）不直（即直线度误差）；?外圆柱面的轴心线与孔的轴心线不重合（即同轴度误差）；武汉理工大学《互换性与测量技术》形状和位置公差简称形位公差，它是针对构成零件几何特征的点、线、面的几何形状和相互位置的误差所规定的公差。形位误差影响零件的装配和使用性能。车床在车削圆柱表面时，刀具的运动轨迹若与工件的旋转轴线不平行，会使完工零件表面产生圆柱度误差。零件的圆柱度误差会影响圆柱结合要素的配合均匀性。武汉理工大学《互换性与测量技术》6N9()200齿轮轴1.调质220～250HB。2.未注倒角均为C2。4.线性尺寸未注公差为GB/T1804-m。3.去锐边毛刺。审核制图班级7660技术要求22828（图号）(校名)(日期)(学号)(日期)材料件数比例45成绩1B0.05B451.6φ60h8()φ55φ40φ35k6()C3.23.2φ35k6()1.6φ40φ30D1.63.27-6-6GM20°224AAφ20r6()A-A其余12.5精度等级齿数压力角2.5模数+0.002+0.018+0.002+0.0180-0.046+0.028+0.041-0.03002×0.582×0.53.2533.216.5铣轴上的键槽时，若铣刀杆轴线的运动轨迹相对于零件的轴线有偏离或倾斜，则会使加工出的键槽产生对称度误差。键槽的对称度误差会使键槽的安装困难和安装后受力恶化。武汉理工大学《互换性与测量技术》3.1.1形位公差的研究对象形位公差的研究对象是零件的几何要素（简称“要素”），是指构成零件几何特征的点、线、面。按存在的状态理想要素(idealfeature)实际要素(realfeature)——不存在任何误差的要素。——实际存在的要素，它们存在误差。按结构特征中心要素(centrefeature)轮廓要素(profilefeature)——对称轮廓要素的中心点（线、面）或回转表面的轴线。——表面轮廓上的点、线、面各要素。武汉理工大学《互换性与测量技术》按所处地位基准要素(datumfeature)被测要素(tolerancedfeature)——用来确定被测要素的方向或位置的要素。——给出了形位公差要求的要素，是检测的对象。按功能关系单一要素(singlefeature)相关要素(associatedfeature)——给出形状公差要求的要素。——对基准要素有功能关系要求，给出位置公差要求的要素。A0.05(单一要素)0.04A(相关要素)武汉理工大学《互换性与测量技术》3.1.2形位公差的项目符号轮廓形状或位置有或无面轮廓度有或无线轮廓度无圆度无平面度无圆柱度有全跳动有对称度有同轴（同心）度有倾斜度有垂直度有圆跳动跳动有或无位置度定位定向形状有有或无基准要求符号平行度特征项目无有或无基准要求符号直线度特征项目位置形状公差公差武汉理工大学《互换性与测量技术》3.1.3形位公差的标注方法形位公差由公差框格、被测要素、基准要素等部分组成。被测要素0.02被测要素Φ0.1MMABC11—项目符号2—形位公差值及有关符号2基准字母及有关符号如果形位公差值的数字前加注有Φ或SΦ，则表示其公差带为圆形、圆柱形或球形。1.公差框格矩形方框，由两格或多格组成。举例说明：武汉理工大学《互换性与测量技术》1、多个相同的被测要素。2、其他说明性要求应标注在形位公差框格的下方。3、同一要素有多项要求。4、当多个被测要素有相同的形位公差要求时，可以从框格引出的指引线上绘制多个指示箭头并分别与被测要素相连。0.04A6槽0.05在a、b范围内0.050.4A0.06武汉理工大学《互换性与测量技术》2、被测要素被测要素——指图样上给出了形位公差要求的要素，是被检测的对象。被测要素为轮廓要素的标注：箭头一般垂直指向轮廓，且必须与尺寸线错开。轮廓要素ΦA0.05A武汉理工大学《互换性与测量技术》被测要素为中心要素的标注：箭头必须与尺寸线对齐。ΦΦ0.0410C0.04C指示箭头可代替一个尺寸线的箭头10武汉理工大学《互换性与测量技术》3、基准要素（规则同上）对关联被测要素的位置公差要求必须注明基准。AB基准代号的连线不得与尺寸线对齐，应错开一定距离轮廓要素作为基准时的标注：B基准要素水平书写细线粗线武汉理工大学《互换性与测量技术》AB0.1A-B基准代号的连线应与相应基准要素的尺寸线对齐。0.05AA当地方受限，基准符号与尺寸线箭头重叠时，基准符号可以代替尺寸线箭头。0.05AA基准代号的连线应与相应基准要素的尺寸线对齐。中心要素作为基准时的标注：武汉理工大学《互换性与测量技术》3.1.4形位公差带形位公差带是用来限制被测实际要素变动的区域。只要被测实际要素完全落在给定的公差带内，就表示其形状和位置符合设计要求。武汉理工大学《互换性与测量技术》直线度（平面上）线轮廓度平面度面轮廓度直线度（任意方向）圆度位置度（平面内点）位置度（空间内点）圆柱度端面圆跳动斜向圆跳动武汉理工大学《互换性与测量技术》3.2公差带的定义及解释3.2.1形状公差1、直线度（straightness）：限制平面或空间直线的形状误差。公差带常为两平行直线间或圆柱面内的区域。形状公差带的特点——不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的。t0.1武汉理工大学《互换性与测量技术》φt公差带标注武汉理工大学《互换性与测量技术》2、平面度（flatness）：限制平面的形状误差。公差带是两平行平面间区域。图1：公差带是距离为公差值0.1的两平行平面之间的区域。图2：被测表面上任意100×100的范围，公差带是距离为公差值0.1的两平行平面之间的区域。标注t公差带武汉理工大学《互换性与测量技术》3、圆度（circularity）：限制回转面径向截面的形状误差。公差带为两同心圆间区域。例图：公差带是半径差为公差值0.02mm的两同心圆之间。（圆度标注时箭头必须垂直轴线，公差值前无Φ）公差带标注1标注2t1指示箭头必须垂直于被测要素表面，但圆度除外武汉理工大学《互换性与测量技术》4、圆柱度（cylindricity）：限制圆柱表面的形状误差。公差带是两同轴圆柱面之间的区域。t公差带标注例图：公差带是半径差为公差值0.02的两同轴圆柱面之间。（公差值前无Φ）武汉理工大学《互换性与测量技术》3.2.2形状或位置公差1、线轮廓度（profileofanyline）：限制平面曲线形状或位置误差。公差带是两等距曲线间区域。表示公差带相对理想轮廓线对称分布。武汉理工大学《互换性与测量技术》2、面轮廓度（profileofanysurface）：限制空间曲面形状或位置误差。公差带是两等距曲面间区域。武汉理工大学《互换性与测量技术》武汉理工大学《互换性与测量技术》3.2.3位置公差一、定向公差（orientationtolerances）位置公差分为定向、定位、跳动三大类。——限制的是被测要素对基准方向的变动。?定向公差包括平行度、垂直度和倾斜度三项。?被测要素相对基准要素都有面对面、线对面、面对线和线对线等四种情况。?公差带常为两平行平面或圆柱面内的区域。武汉理工大学《互换性与测量技术》1、平行度（parallelism）t基准平面被测要素：上平面；基准要素：底面；武汉理工大学《互换性与测量技术》武汉理工大学《互换性与测量技术》武汉理工大学《互换性与测量技术》2、垂直度（perpendicularity）垂直度是限制被测要素相对基准垂直的误差。武汉理工大学《互换性与测量技术》3、倾斜度（angularity）倾斜度是限制被测要素相对基准成任一角度的误差。武汉理工大学《互换性与测量技术》定向公差具有如下特点：1)定向公差带相对基准有确定的方向，而其位置往往是浮动的。2)定向公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的功能。因此在保证功能要求的前提下，规定了定向公差的要素，一般不再规定形状公差，只有需要对该要素的形状有进一步要求时，则可同时给出形状公差，但其公差数值应小于定向公差值。武汉理工大学《互换性与测量技术》二、定位公差（orientationtolerances）——限制的是被测要素对基准位置的变动。1、同轴度（coaxially）：限制的是被测要素对基准同心或同轴的误差。公差带是圆或圆柱面内的区域，故公差值必须加Φ。例图：公差带是直径为?0.1mm圆柱面内的区域，且其轴线与基准（两端圆柱的公共轴线）轴线同轴。基准轴线b)公差带a)标注BA?d?0.1A-B?t?t武汉理工大学《互换性与测量技术》2、对称度（symmetry）：限制的是被测要素对基准位置对称的误差，公差带是两平行平面间区域。例图：公差带是距离为0.1mm两平行平面间区域，且它们相对于基准对称布置。基准平面tt/2b)公差带AA0.1a)标注武汉理工大学《互换性与测量技术》3、位置度（position）位置度是限制被测要素相对基准要素位置的误差。位置度公差带有多种，如圆、圆球、圆柱、两平行平面等。武汉理工大学《互换性与测量技术》?tABC?DCB?0.1AB基准平面A基准平面C基准平面武汉理工大学《互换性与测量技术》B基准平面A基准轴线tA0.05BBA?武汉理工大学《互换性与测量技术》定位公差具有如下特点：1)定位公差相对于基准具有确定位置。其中，位置度公差带的位置由理论正确尺寸确定。2)定位公差带具有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。在满足使用要求的前提下，对被测要素给出定位公差后，通常对该要素不再给出定向公差和形状公差。如果需要对方向和形状有进一步要求时，则可另行给出定向或形状公差，但其数值应小于定位公差值。武汉理工大学《互换性与测量技术》三、跳动公差（Run－outtolerances）——综合限制了各种误差，且检测方便。?跳动公差包括圆跳动、全跳动两项。?重点理解它们的含义。1、圆跳动（circularrun－out）限制被测要素绕基准轴线旋转一周时，指示表在任一测量面内所允许的最大变动量。武汉理工大学《互换性与测量技术》综合限制了圆度和同轴度。综合限制了平面度和垂直度。武汉理工大学《互换性与测量技术》2、全跳动（totalrun－out）限制被测要素绕基准轴线连续多周旋转，同时，指示表作平行或垂直于基准轴线的移动，在整个表面上允许的最大变动量。综合限制了圆柱度和同轴度。综合限制了平面度和垂直度。武汉理工大学《互换性与测量技术》同一要素有多项要求时，公差值应符合以下原则：（1）直线度平面度（2）圆度圆柱度（3）形状公差定向公差定位公差（4）圆度、同轴度圆跳动（5）圆柱度、同轴度全跳动（6）平面度、垂直度端面全跳动ABΦ0.03AΦ0.05BΦ0.04ABΦ0.05AΦ0.04BΦ0.03武汉理工大学《互换性与测量技术》1、改正下图中各项形位公差标注上的错误（不得改变形位公差项目）。形位公差的练习（一）0.050.03Φ0.02B0.020.05BBA武汉理工大学《互换性与测量技术》2、将下列技术要求标注在下图上。（1）Φ100h6圆柱表面的圆度公差为0.005mm。（2）Φ100h6轴线对Φ40P7孔轴线的同轴度公差为Φ0