您是否想过为什么有些机械部件运行平稳而其他机械部件却会引起振动和过早磨损？
通常，关键在于正确的几何尺寸和公差，包括尺寸公差，尤其是总跳动控制。
Google 最近的一项行业研究表明，具有足够同心度控制的制造公司遇到的零件故障和保修索赔减少高达 37%。
这很重要！无论您设计的是齿轮轴还是复杂的齿轮，了解整体跳动量都可能决定零件的有效性。
本文解释了总跳动、如何测量以及它在精密制造中如此重要的原因。
什么是总跳动？
总跳动（商品及技术) 测量零件绕参考轴旋转时其整个表面的变化量。
与其他检查特定横截面的检查不同，总跳动会同时检查整个圆柱表面。可以将其视为每个表面元素与其理论理想位置的最大偏差。
在处理泵部件或齿轮轴等旋转部件时，整体同心度至关重要，尤其是相对于基准面而言。它包含两个重要元素：部件的直线度和表面的一致性。
许多人将其与跳动混淆，但有一个重要的区别：总跳动一次评估零件的整个表面，而跳动检查特定的横截面。
总跳动符号类似于一个实心三角形，其中有两个指向相反方向的箭头。当您在图纸上看到此符号时，表示您正在处理的零件需要精确控制其整体形状。
与全跳动相关的 GD&T 符号
1. 总跳动符号
您必须首先识别这个主符号。它由两个指向相反方向的箭头之间的连续三角形组成。如果您在图纸上看到此符号，则表示必须相对于参考轴控制整个表面。
总跳动符号与公差值和参考点一起显示在特征的控制框中，其中可能还包含圆跳动控制。此符号向制造部门表明，他们需要检查零件的整个表面，而不仅仅是特定的横截面。
2.圆跳动符号
此符号与总跳动符号类似，但只有一个箭头。虽然它不是总跳动的专用符号，但了解两者的区别至关重要。跳动测量的是组件各个横截面与理想圆的偏差程度。
如果您的零件具有多个圆柱形特征，您可能会在同一图纸上看到这两个符号。通常，跳动符号所需的制造技术比总跳动符号要求的严格程度要低。
3. 直径符号
直径符号 (\u00d8) 通常出现在跳动指示器上，表示圆柱特征具有总跳动。检查图纸时，此符号显示在跳动检查测量值之前。
跳动检查和直径符号协同作用，确保您的圆柱形零件保持正确的形状。这种组合可防止旋转机械零件出现振动等问题。
4. 特征控制框
所有几何公差数据（包括总跳动符号、公差值和基准）都位于此矩形框中。阅读图纸时，可以清楚地了解总跳动的测量方法，以及使用特征控制框时适用的限值。
总跳动的典型特征控制框架可能显示符号、公差值（例如 0.05 毫米）以及主要基准和次要基准。
总跳动公差带
零件整个表面的允许偏差由总跳动公差带定义。与其他强调单个横截面的公差不同，总跳动公差带一次性应用于每个表面组件。
可以这样理解：当组件绕其参考轴旋转时，每个表面点必须位于两个同心圆柱体之间。公差带就是这两个同轴圆柱体之间的空间。该区域的宽度对应于您指定的特征控制框的边界。
对于垂直于轴的平面，公差带位于两个平行平面之间。在检查复杂零件、圆柱面和平面时，每种类型的表面都有其合适的公差带形状；但它们都必须满足相同的公差值。
整体同心度的公差带非常复杂，因为它们同时控制形状偏差、对准度和位置。这种全方位的控制不仅能确保您的组件在一个位置上看起来正确，还能在整个表面上完美运行。公差范围越严格，您的制造工艺就需要越精确。
如何测量总跳动
测量总跳动需要合适的工具和精心的准备。首先将部件放置在两个 V 型块上或两个中心之间，以设置参考轴。此配置可确保部件能够绕其中心轴自由旋转，同时保持参考点恒定。
然后将千分表放置在待测表面上。当部件旋转时，千分表必须接触整个表面。与圆跳动测量不同，千分表无需接触整个表面，因为圆跳动测量需要检查单个横截面。
缓慢旋转组件 360 度，同时观察千分表的显示。显示的总同心度是最大测量值与最小测量值之间的差值。这显示了整个表面与参考轴的理想对齐度之间的偏差。
对于形状复杂或体积较大的部件（例如泵轴），可能需要在不同位置进行多次测量。为了获得更精确的测量结果，一些商店会使用自动测量机或高度计。
请记住，旋转需要工件与测量工具持续接触表面。测量前请彻底清洁工件，因为灰尘、碎屑或表面缺陷可能会影响读数。正确的测量结果可确保工件按预期运行，并符合规定的总跳动公差。
全跳动的应用
旋转机械部件
对于齿轮轴等部件，即使形状发生微小变化也可能导致振动。在设计高速旋转部件时，严格的同心度公差可确保所有速度下的平稳运行。
为了避免应力集中和过早磨损，整个圆柱表面必须与中心线保持正确对齐。如果不能正确控制整体同心度，这些昂贵的设备可能会在预期使用寿命之前就失效。
密封面
对于需要液密或气密密封的部件，整体同心度至关重要。例如阀座或泵壳；这些部件依靠规则的表面接触来防止泄漏。同心度公差带可确保整个参考表面相对于参考轴保持正确的形状。
整个部件的微小偏差都可能导致泄漏；因此许多流体处理组件需要严格的整体同心度公差，而不是简单的尺寸公差。
安装对准
检查总跳动量可确保必须高精度配合的部件正确对准。当多个圆柱形元件必须具有共同轴线时，指定相对于公共参考点的总跳动量可确保正确对准。
具有多个同心圆或圆柱表面且需要协同工作的复杂组件最能从此应用中受益。精密仪器、轴承组件和齿轮就是很好的例子。
汽车零件
对于关键的传动系统部件，汽车制造商高度依赖完整的同心度控制。适当的同心度控制有助于确保曲轴、凸轮轴和制动转子等部件平稳运行并避免振动。
在高速旋转过程中保持平衡，需要控制部件相对于中心线的整个表面。下次您拥有无振动、平稳的驾驶体验时，您可以将其归功于对整体同心度的控制！
关于总跳动的常见问题
问：GD&T 中的总跳动是什么？它与跳动有何不同？
A: 传统跳动仅测量单个横截面，而全跳动则同时测量整个表面相对于参考轴的距离。全跳动测试更为全面；它一次性检查整个圆柱表面，而不是逐个检查。
问：为什么总跳动对于检查圆柱形零件如此重要？
A: 通过确保整个圆柱表面保持在公差范围内，总跳动可防止旋转部件发生振动。良好的同心度控制有助于齿轮轴或复杂齿轮更平稳地运转，延长使用寿命，并降低运行噪音。
Q：全跳动量如何测量？使用什么工具？
A: 您可以使用千分表测量总跳动，方法是在 V 型块上或中心之间旋转部件。当千分表接触表面时，部件绕其参考轴旋转。显示的总跳动是旋转一圈后的最大偏差。
Q：全跳动的公差带如何定义及使用？
A: 总跳动公差是指围绕参考轴的两个同心圆柱之间的区域。旋转过程中，零件表面的每个点都必须保持在这两个同轴圆柱的范围内。这两个圆柱之间的距离就是您指定的公差范围。
结语
现在您已经掌握了有关总跳动的实用知识！
从理解总跳动符号到设置正确的测量值，您已经掌握了基本知识。请记住，同时控制整个表面是总跳动与其他 GD&T 控制的不同之处。
无论您是设计传动轴还是检查复杂部件，应用这些概念都能帮助您打造性能更佳、使用寿命更长的零件。下次您在图纸上看到那个独特的全跳动符号时，您就会明白它的含义以及它的重要性。