零线：代表基本尺寸所在位置的一条直线； 公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域； 孔公差带 ES
零线
Lmin 轴 Lmax 轴 L 轴
+ 0 L
EI es ei
零线
轴公差带
基本偏差：标准表列的，用于确定公差带相对于零线 位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。 国标规定：孔与轴各有28个，分别用如下符号表示： 孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC 轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc
工艺性的基本要求： 1) 毛坯选择合理 制备方法：选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。
毛坯选择与生产批量、材料性能和加工可能性有关。 单件或小批量生产时，选用棒料、板材、型材或焊件。 大批量生产时，往往选用铸造、锻造、冲压等方法。
2) 结构简单合理 最好采用平面、柱面、螺旋面等简单表面极其组合； 尽量减少加工面数和加工面积； 增加相同形状、相同元素（直径、圆角半径、配合、 螺纹、键、齿轮模数等）的数量； 尽量采用标准件； 3) 合理的制造精度和表面粗糙度 零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。 决不能盲目追求高精度，应在满足使用要求的前提下， 尽量采用较低的精度和表面质量。 4) 尽量减小零件的加工量 毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。 力求使少或无切削加工，节约材料、降低成本。 尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末 冶金等先进工艺满足上述要求。
优先数----表中任意一个数值。 大于10的优先数，可将表数值分别乘以10、100、1000 。
7 机械零件的工艺性及标准化
一、工艺性 零件设 计要求 使用要求----具备所要求的工作能力； 制造要求----制造工艺可行，成本低；
零件工艺性良好的标志： 在具体的生产条件下，零件要便于加工而加工费用又 很低。
摩擦系数
度时，润滑油被挤出，产 生亲和力反而使摩擦系数 增大。
三、 优先数系 优先数系是国际上统一的数值分级制度，是一种无量纲 的分级系数，适用于各种量值的分级。在确定产品的参 数或参数系列时，应该最大限度采用。 产品的主要参数如：型号、直径、转速、承载量和功率 等按优先数系形成系列，便于组织生产和降低成本，以 实现产品的标准化和系列化。 优先数系是一个以公比为：qr= r 10 的十进等比级数， GB321-80规定了四个优先数系的基本系列： R5 : q5= 5 10 ≈1.6 R10 : q10= 10 10 ≈1.25 R20 : q20= 10 ≈1.12 R40 : q40= 40 10 ≈1.06
机械零件的常用材料及选择
机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金。非金属材料如塑料、橡胶等 。
一、金属材料
常用金 属材料 铸铁 ----含碳量>2% 钢 ----含碳量≤ 2% 铜合金 铁碳合金
1.铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。
特点：良好的液态流动性，可铸造成形状复杂的零件。 较好的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）、成本 低廉。 应用：应用范围广。其中灰铸铁最广、球墨铸铁次之。 2.钢：结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、
二、 表面粗糙度 定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面粗糙度 特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。 评定参数：轮廓算术平均偏差----取样长度l内，被测轮 廓上各点至轮廓中线偏居绝对值的算术平均值： 1 l 1 n Ra y dx 近似为：Ra yi l 0 n i 1
间隙配合 孔公差 过盈配合 过渡配合
p m
H
r
s
零线 D
g h
js k
f e
基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h ， 通过改变孔的公差带来或得各种不同的配合特性。 E F G H JS
零线
轴公差
h
K M P R S
D
间隙配合
过渡配合
过盈配合
基孔制常用与优先配合的选用
基轴制常用与优先配合的选用
es
Lmax
Lmax
孔
轴
L
轴
尺寸误差 ：实际尺寸与理论设计尺寸之差； 上偏差 ：最大极限尺寸与基本尺寸之差；符号：ES,es 下偏差 ：最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号：EI,ei 尺寸公差：最大极限尺寸与最小极限尺寸之差；即 允许的尺寸变动量。 公差=Lmax- Lmax =ES-EI =es-ei
g f effg h
js
y x v u s t r p n km
zc zb z za
a
轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc
公差等级：国标规定了20个等级，用阿拉伯数字：0 01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 表示。 标记方法：公差带符号后跟阿拉伯数字表示。如：H7。 常用公 差等级 的应用 4、5级用于特别精密的零件； 6、7、8级用于重要的零件； 8、9级用于中速及中等精度要求的零件； 10、11级用于低速、低精度的零件。可直接 采棒材、管材、精密锻件而不用切削加工。
料 牌
Q215 Q235 Q275 20 优质碳素 35 结构钢 45 35 SiMn 合金 40Cr 结构钢 20CrMnTi 60Mn ZG270-500 铸 钢 ZG310-570 ZG42SiMn HT150 灰铸铁 HT200 HT250 QT400-15 球墨铸铁 QT500-7 QT600-3
y
轮廓峰高 yp
中线 yv 轮廓谷深
轮廓峰顶线 x 轮廓峰谷线
l
表3 用不同加工方法得到的Ra
加工方法 刨削
钻孔 铰孔 镗孔 滚、铣 车 磨 研磨 精 精 表面粗糙度 Ra μm
0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 粗 精
粗
粗 粗 粗
精
精
精
粗
Ra愈小，零件的加工成本愈高。
表面粗糙度对零件功能有重要的影响。例如： 1. 对摩擦磨损的影响 零件表面愈粗糙，摩擦系 数愈大。但光滑到一定程
2. 对疲劳强度的影响
零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容 易产生应力集中，使疲劳强度降低。 Ra 3. 对耐腐蚀的影响 零件表面愈粗糙，在刀痕根部愈容易产生腐蚀渗透。 4. 对结合处密封性能的影响 零件表面愈光滑，密封性能愈好。 5. 对振动和噪声的影响等等 零件表面愈粗糙，振动和噪声愈大。如滚动轴承。
耐酸钢等)、碳素结构钢、合金结构钢、铸钢等。
特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。
零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。 应用：应用范围极其广泛。 选用原则： 我国资源丰富 优选碳素钢，其次是硅、锰、硼、钒类合金钢。
价格便宜且供应充分
表9-2
A
基本尺寸
+ 0 -
孔
B
C CD D
孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC
E EF FFGG H
KM N JS
PRS T U VX YZ
基本偏差系列
呈正态分布
ZA ZB ZC
基本尺寸
+ 0 -
轴
b
e d cd c
2. 塑料 塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件， 而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热 性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在 机械制造中其应用日益广泛。 3.其它非金属材料：皮革、木材、纸板、棉、丝等。 设计机械零件时，选择合适的材料是一项复杂的技术经济问题设计者应根据零件的用 选材因素： 途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。 用途、工作条件、物理、化学、机械工艺性能、经济性。
壁厚 30~200
6 公差与配合、表面粗糙度和优先系数
一、 公差与配合 互换性：零件在装配时，不需要选择和附加加工的就 能满足预期技术与使用要求的特性。
基本尺寸：由设计图纸给定的零件理论尺寸；为确定值。
实际尺寸：制造加工后测量所得零件尺寸；由于测量 有误差，所以实际尺寸并非真值。相对于 基本尺寸而言，总是有误差。或大或小
3.铜合金 种类 青铜 -含锡青铜、不含锡青铜 黄铜 -铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 轴承合金（巴氏合金）
特点：具有良好的塑性和液态流动性。青铜合金还具 有良好的减摩性和抗腐蚀性。
零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 应用：应用范围广泛。
二、非金属材料 1. 橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。 常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。 硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。
配合：基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差带之间 的关系； 间隙或过盈：孔的尺寸减去相配合轴的尺寸所得代数差； 间隙：代数差为“+”， 孔> 轴; 过盈：代数差为“ -”， 孔< 轴;
间隙配合 孔>轴，用于可动联接，如活动铰链； 配合 类型
过渡配合
可能有间隙，也可能具有过盈。用于 要求具有良好的同轴性而又便于拆装 的静联接，如齿轮与轴；
轴公差带
轴公差带
Ymin
过盈 配合
Ymax
Ymax
Ymin= 0
孔公差带
轴公差带
孔公差带
Ymax
Xmax
Ymax
Xmax
Ymax
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