机械精度设计基础
机械精度设计基础
机械精度是指产品或部件的尺寸、形状、位置、互相关系、表面性质和运动特性等方面满足用户要求的程度。机械精度设计是机械领域中重要的一部分，需要掌握一定的基础知识与技能。本文将在机械精度设计基础的主题下，对机械设计中常用的一些概念和方法进行介绍。
一、机械精度概念
1.尺寸精度：产品或部件尺寸与设计尺寸的偏差。
2.形状精度：产品或部件的形状与设计形状的偏差。
3.位置精度：两个或多个相邻部件之间位置误差的程度。
4.互相关系精度：各部分之间的相互关系的精度。
5.表面精度：产品或部件表面质量的指标。
6.运动特性：产品或部件在运动过程中的性能。
机械精度的评定标准是根据国际标准或用户需求，如果不同厂家产品在同样的标准下可以有不同的机械精度指标。
二、机械精度控制方法
1.公差控制法
公差是产品零件加工、组装中的误差限度，例如在铣削、钻孔、切削、折弯等加工过程中，由于操作错误或机器本身的限制，导致偏差产生。通常，需要对各个部件的偏差进行控制，也就是通过制定公差限制偏差范围的大小，来保证产品的机械精度。
公差控制方法的优点在于能够使制造成本降低，缺点是需要对零部件的生产加工过程进行大量检测和测试。
2.基准控制法
基准控制法是根据国际或国内标准，通过对特定零件进行设计制定的精度标准。在机械设计中，有时候需要对某个特定的零件进行衡量其机械精度的标准，即基准。以此为基础可以对整个芯片芯片构件系统进行设计。
通过基准控制法对零件机械精度进行管理和控制，可以有效控制零部件之间的误差，使得整体机械精度提高，增加产品的质量和可靠性。
三、常用的机械精度设计工具
1.零件分析法
零件分析法是一种通过对加工零件零件生成的误差范围和影响因素进行分析的方法。通过这种方法，可以确定零件的加工要素，检查机床、刀具等生产设备及其使用技能程度。在精度高的产品生产过程中，采用零件分析法进行检测和调整可以得到比较准确且合理的产品精度。
《精密机械设计》是2010年北京大学出版社出版的图书，作者是田明、冯进良、白素平。本书围绕仪器设备中的精密机械运动系统的组成、功能、原理、特点、结构、精度和设计计算方法展开叙述。
该书主要围绕仪器设备中的精密机械运动系统的组成、功能、原理、特点、结构、精度和设计计算方法展开叙述，重点是研究精密机械的基本理论、设计方法和设计手段，在传统相关教材基础上，增加了精密仪器中的锁紧及微动装置、凸轮调焦机构、可变光阑及快门等新的知识点，以适应现代精密仪器发展的需要。
本书共12章，分为五篇，内容为传动、运动支承、连接、仪器常用组合件和弹性元件。全书重点内容突出，主线鲜明，结构严谨。
对于未编人的有关内容，可结合课程设计和毕业设计，引导学生通过查阅参考书、设计手册拓宽知识面，以培养和提高学生运用文献资料解决工程实际问题的独立工作能力。
本书可作为测控技术与仪器专业、光电专业的本科生教材，也可作为相关专业工程技术人员的参考书。
绪论
第一篇 传动
第1章 摩擦轮传动与带传动
第2章 齿轮传动
第3章 螺旋传动
第4章 轴和常见精密轴系
第二篇 运动支承
第5章 支承
第6章 运动导轨
第三篇 连接
第7章 机械零件的连接
第8章 光学零件的连接
第四篇 仪器常用组合件
第9章 仪器常用装置
第10章 可变光阑
第11章 快门机构
第五篇 弹性元件
第12章 弹性元件
参考文献
单项选择题：
1. 互换性生产的技术基础是（ ）。
A 大量生产 B 公差 C 检测 D 标准化
2. 用公法线千分尺测量齿轮公法线长度的方法属于（ ）。
A 相对测量法 B 绝对测量法 C 综合测量法 D 间接测量法
3. φ 20f 6 、 φ 20f 7 和 φ 20f 8 的相同偏差是（ ）。
A 下偏差 B 上偏差 C 实际偏差 D 公差
4. 比较孔或轴的加工难易程度的高低是根据（ ）。
A 公差值的大小 B 公差等级系数的大小
C 标准公差因子 D 基本尺寸的大小
5. 定向公差带具有综合控制被测要素的（ ）。
A 形状和位置误差的职能 B 形状和定向误差的职能
C 定向和定位误差的职能 D 形状误差和跳动的职能
6.GB1144 － 87 规定矩形花键联结的定心方式采用（ ）。
A 大径定心 B 小径定心 C 键宽定心 D 中径定心
7. 为保证使用要求，应规定轴键槽两侧面的中心平面对基准轴线的（ ）。
A 平行度公差 B 垂直度公差 C 倾斜度公差 D 对称度公差
8. 螺纹的实际中径用（ ）。
A 大径表示 B 小径表示 C 中径表示 D 单一中径表示
9. 齿轮的齿向误差主要影响齿轮转动的（ ）。
A 齿侧间隙 B 传递运动的准确性
C 传动的平稳性 D 载荷分布均匀性 10. 引起封闭环同向变动的组成环叫做（ ）。
A 减环 B 增环 C 调整环 D 修配环
11. 可以根据具体情况规定不同形状的公差带的形位公差特征项目是（ ）。
A 直线度 B 平面度 C 圆度 D 同轴度
12. φ 40k6 （ ）轴颈与深沟球轴承内圈配合的性质为（ ）。
A 过渡配合 B 过盈配合 C 过渡或过盈配合 D 间隙配合
13. 齿轮齿厚偏差 Δ E s 用来评定（ ）。
A 传递运动的准确性 B 传动的平稳性
C 载荷分布均匀性 D 齿侧间隙
机械零件形位精度设计的研究
【摘 要】正确合理地进行形位精度设计，对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要。本文文详细阐述了形位精度设计即形位公差项目，形位公差值，基准要素的选用考虑的因素与方法 。
【关键词】形位公差项目；形位公差值；基准要素
零件的形位误差对机器、仪器的正常使用有很大的影响，同时也会直接影响到产品质量、生产效率与制造成本。因此正确合理地形位精度设计，对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要。
形位精度设计的主要内容包括：选择形位公差项目，确定形位公差值，基准要素的选用，按标准规定进行图样标注。
1 形位公差项目的选用
选择形位公差项目可根据以下几个方面：
1.1 零件的几何特征
零件加工误差出现的形式与零件的几何特征有密切联系。如圆柱形零件会出现圆柱度误差，平面零件会出现平面度误差，凸轮类零件会出现轮廓度误差，阶梯轴、孔会出现同轴度误差，键槽会出现对称度误差等。
1.2 零件的功能要求
形位误差对零件的功能有不同的影响，一般只对零件功能有显著影响才规定合理的形位公差。
1.2.1 保证零件的工作精度
例如，机床导轨的直线度误差会影响导轨的导向精度，使刀架在滑板的带动下作不规则的直线运动，应该对机床导轨规定直线度公差；滚动轴承内、外圈及滚动体的形状误差，会影响轴承的回转精度，应对其给出圆度或圆柱度公差； 在齿轮箱体中，安装齿轮副的两孔轴线如果不平行，会影响齿轮副的接触精度和齿侧间隙的均匀性，降低承载能力，应对其规定轴线的平行度公差；机床工作台面和夹具定位面都是定位基准面，应规定平面度公差等。
1.2.2 保证联结强度和密封性
例如，气缸盖与缸体之间要求有较好的联结强度和很好的密封性，应对这两个相互贴合的平面给出平面度公差；在孔、轴过盈配合中，圆柱面的形状误差会
影响整个结合面上的过盈量，降低联结强度，应规定圆度或圆柱度公差等。
1.2.3 减少磨损， 延长零件的使用寿命
例如，在有相对运动的孔、轴间隙配合中，内、外圆柱面的形状误差会影响两者的接触面积，造成零件早期磨损失效，降低零件使用寿命，应对圆柱面规定圆度、圆柱度公差；对滑块等作相对运动的平面，则应给出平面度公差要求等。
