跳動(dòng)是旋轉(zhuǎn)部件特有的一種制造誤差，例如在泵、齒輪、軸等機(jī)械部件，跳動(dòng)是一個(gè)需要密切關(guān)注的數(shù)值。

本文將介紹跳動(dòng)的定義、類型（徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)）、在幾何尺寸與公差（GD&T）中的管理，以及一些測量跳動(dòng)的技巧。

什么是跳動(dòng)？

在深入探討細(xì)節(jié)之前，我們先快速了解一下跳動(dòng)的一般定義。跳動(dòng)是測量旋轉(zhuǎn)部件在繞固定參考軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的偏差。理想情況下，部件的軸和參考軸應(yīng)該在同一條線，但實(shí)際情況并非總是如此。

因此，跳動(dòng)可以衡量旋動(dòng)部件的晃動(dòng)量。顯然，這是一個(gè)必須加以控制的誤差。如果機(jī)械加工件中的跳動(dòng)超出范圍，可能會(huì)導(dǎo)致軸承損壞或軸永久彎曲等不良問題。

跳動(dòng)的兩種類型

在討論了跳動(dòng)的定義之后，我們將解釋其兩種類型：軸向跳動(dòng)和徑向跳動(dòng)。

徑向跳動(dòng)

當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件的軸偏離旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，會(huì)發(fā)生徑向跳動(dòng)。在這種情況下，兩個(gè)軸仍然是平行的，但不同線。想象一下，鉆頭的中心稍微偏離卡盤的中心。它會(huì)隨卡盤旋轉(zhuǎn)，但不是繞自己的軸旋轉(zhuǎn)。相反，旋轉(zhuǎn)軸將是卡盤的中央軸。在這種情況下，鉆出的孔會(huì)比鉆頭尺寸大，大小等于徑向跳動(dòng)量。

軸向跳動(dòng)

軸向跳動(dòng)由部件軸和參考軸之間的角度定義。在這種情況下，它們不是平行的。由于存在角度，離兩軸交點(diǎn)越遠(yuǎn)，部件和參考軸之間的偏差就越大。

一個(gè)典型的例子是松動(dòng)的汽車輪胎，從后面可以看到其晃動(dòng)運(yùn)動(dòng)。正如我們剛才解釋的，晃動(dòng)在靠近車軸的地方不太嚴(yán)重，而是在輪胎圓周處更加明顯。

GD&T中的跳動(dòng)

幾何尺寸與公差（GD&T）是一種復(fù)雜的系統(tǒng)，用于描述工程圖紙和部件之間的關(guān)系。它是制造的指南和質(zhì)量保證的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)ASME Y14.5標(biāo)準(zhǔn)，GD&T中的跳動(dòng)由下面的跳動(dòng)符號控制。它是一個(gè)以參考軸為中心的圓形公差帶的二維特征，將參考軸稱為“基準(zhǔn)軸”。

控制面上的所有點(diǎn)都必須位于該公差帶內(nèi)，部件才能通過必要的質(zhì)量檢查。跳動(dòng)在三維版本也可用。如果在圓表面上標(biāo)注總跳動(dòng)符號，則必須測量整個(gè)表面，且應(yīng)位于三維圓柱公差帶內(nèi)。

這兩個(gè)符號：跳動(dòng)符號和總跳動(dòng)符號，是設(shè)計(jì)工程師向生產(chǎn)和質(zhì)量部門傳達(dá)制造要求的有效工具?，F(xiàn)在，為了加深理解，我們將通過一個(gè)簡單示例演示跳動(dòng)符號的使用。

GD&T跳動(dòng)符號示例

在GD&T中理解跳動(dòng)還是很容易的。首先，我們來看下面顯示的跳動(dòng)符號示例。箭頭旁邊的標(biāo)注顯示跳動(dòng)適用于較小的圓柱表面。

標(biāo)注中的“A”指的是基準(zhǔn)特征，即較大圓柱的軸。0.03值是徑向跳動(dòng)公差。右側(cè)的圖示顯示了測量情況以及±0.03的公差帶。測量結(jié)果顯示，輪廓（實(shí)線）位于公差帶（虛線）內(nèi)。因此，它是合格的。

接下來，我們將討論總跳動(dòng)符號。讓我們通過用總跳動(dòng)符號替換跳動(dòng)符號來擴(kuò)展前面的示例。下面的圖示反映了這一變化。

測量值與之前相同。但這一次，公差帶是一個(gè)三維圓柱。較小圓柱特征的整個(gè)表面都必須位于該公差帶內(nèi)。因此，技術(shù)人員將在特征的軸沿線上不同位置采集多個(gè)測量值。這需要一些額外的工作，對幾何形狀提出了更嚴(yán)格的公差要求。

如何測量跳動(dòng)：分步指南

上述GD&T示例討論了跳動(dòng)測量。在本節(jié)中，我們將回答如何測量跳動(dòng)。

千分表是目前測量徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)最常用的測量工具。它們使用直觀，設(shè)置方便。此外，它們還具有極高的準(zhǔn)確性，并能提供可重復(fù)的測量結(jié)果。

測量步驟的逐步總結(jié)如下：

• 固定基準(zhǔn)；
• 參照上述示例，這意味著將基準(zhǔn)（大圓柱體）牢固地安裝在旋轉(zhuǎn)裝置（如卡盤或主軸）上。這樣做可以確保在測量過程中基準(zhǔn)本身不會(huì)晃動(dòng)；
• 安裝千分表；
• 使用固定的參照框架，例如地面；
• 將測針壓在特征面上；
• 將千分表放置在便于觀察的位置，并輕輕地將測針壓在待測面上。對于徑向跳動(dòng)，這是指圓形表面；對于軸向跳動(dòng)，則將其對準(zhǔn)與中心軸垂直的表面。請參考軸向與徑
• 向跳動(dòng)示意圖以獲得更清晰的了解；
• 將千分表歸零；
• 在標(biāo)準(zhǔn)千分表上，您可以旋轉(zhuǎn)表盤將其歸零；
• 進(jìn)行測量。

將零件旋轉(zhuǎn)一整圈，并記錄千分表上顯示的偏轉(zhuǎn)量。此外，您可以多次重復(fù)此過程以減小誤差。除了千分表外，工程師還廣泛使用激光測量設(shè)備或三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）等現(xiàn)代測量工具進(jìn)行高精度應(yīng)用。這些機(jī)器是自動(dòng)的，能夠以更高的精度測量誤差。

為什么在制造中避免跳動(dòng)很重要？

跳動(dòng)，如同所有制造誤差一樣，在某些應(yīng)用中必須避免。通常，對于電機(jī)、軸、滑輪、法蘭、齒輪軸等機(jī)械部件而言，這一點(diǎn)尤為重要。

避免跳動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵原因是振動(dòng)（顫振）。旋轉(zhuǎn)部件的跳動(dòng)會(huì)使其繞軸線振動(dòng)，產(chǎn)生離心力和不必要的運(yùn)動(dòng)。這種振動(dòng)會(huì)隨著跳動(dòng)量和旋轉(zhuǎn)速度的增加而加劇。在極端情況下，這種振動(dòng)可能會(huì)損壞整個(gè)組件，導(dǎo)致零件永久變形，激發(fā)組件的動(dòng)態(tài)模式，并降低零件的疲勞壽命。

此外，避免跳動(dòng)的另一個(gè)原因是運(yùn)動(dòng)精度。例如一輛車輪晃動(dòng)的汽車，車輪的跳動(dòng)不僅構(gòu)成安全隱患，而且肯定會(huì)損壞汽車。

機(jī)械加工工具中的跳動(dòng)是另一個(gè)重要問題。許多機(jī)械加工操作涉及旋轉(zhuǎn)工具，例如車削、銑削和鉆孔。如果工具安裝不正確（跳動(dòng)過大），操作將產(chǎn)生不準(zhǔn)確的結(jié)果。此外，它還會(huì)損壞工具和機(jī)床。

結(jié)論

精密制造的核心在于優(yōu)化工藝以最小化誤差，這與制造能力和質(zhì)量直接相關(guān)。在涉及旋轉(zhuǎn)部件時(shí)，跳動(dòng)誤差是最重要的考慮因素。在機(jī)械加工中控制跳動(dòng)無疑是制造業(yè)向超精密制造邁進(jìn)努力的一小部分。

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