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1、教材及参考书：1、刘品等主编. 机械精度设计与检测基础（第7版）. 哈尔滨工业大学出版社2、李柱主编.互换性与测量技术基础. 高等教育出版社，20043、毛平淮主编.互换性与测量技术基础. 机械工业出版社，20064、郑凤琴主编. 互换性及测量技术. 东南大学出版社，20005、廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 计量出版社，20006、韩进宏主编.互换性与技术测量. 机械工业出版社，20047、甘永立主编.几何量公差与检测. 上海科学技术出版社，2005,授课计划：本学期的114周，周3学时。,成绩及考试安排：平时成绩10分；作业成绩10分；实验成绩20分；试卷成绩（闭卷）60分。,机械精度
2、设计与检测基础,课程简介本课程是机械类各专业的重要技术基础课，它包含几何量精度设计与误差检测两方面的内容，是联系机械设计、机械制造工艺学、机械制造装备设计等课程及其课程设计的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。,第一章 绪论,机械精度设计与检测基础,本课程的基本要求：1 掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语及定义；2 基本掌握几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则；3 初步学会根据机器和零件的功能要求，选用公差与配合；4 能够查用本课程讲授的公差表格和正确标注图样；5 建立技术测量的基本概念；6 了解各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具；能正确分析测量误差与处
3、理测量结果。,1.1 互换性的概念,互换性的含义,互换性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件，不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并能满足使用性能要求的特性。,灯泡、子弹、炮弹、螺钉、备胎、轴承、钢球,1.1 互换性的概念,互换性的分类,完全互换,不完全互换：分组装配法,外互换,内互换,究竟是采用完全互换、不完全互换，还是部分地采用修配调整，要由产品精度要求与其复杂程度、产量大小、生产设备、技术水平等因素决定。,活塞与活塞销的连接,1.1 互换性的概念,互换性在机械制造生产中的作用,1. 从使用方面看：节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持久性，提高了机器的使用寿命。,2. 从
4、制造方面看：便于实现自动化流水线生产、装配，减轻劳动量。,3.从设计方面看：大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简化设计程序和缩短设计周期。,1.2 标准化与优先数系,标准化,标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。,1.定义：为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。,2.技术标准：以生产实践和科学实验为基础，由有关方面协调制定，并经一定程序批准后，在一定范围内具有约束力的法规。,3.技术标准分类：,4.国家标准定期更新，在实际应用中应以最新修定并颁布的为准。,优先数系和优先数,1. 优先数系的定义：由公比为 ，且项值中含有10的整数幂的理论
5、等比数列导出的一组近似等比数列，代号Rr 。,R5: 1.00 1.60 2.50 R10: 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 R20: 1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 2.00 2.24 2.50 R40: 1.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.12 2.24 2.36 2.50,螺栓、丝锥、板牙、量块、量规、垫圈、扳手,2. 优先数系的分类,3. 优先数系的数值,注意：圆整并非严格按照四舍五入进行,计算值：1.0000 1.0593 1.1220 1.
6、1885 1.2589 1.3335 1.4125 1.4962 常用值：1.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.40 1.50,4. 优先数系的应用原则,在一切标准化领域中尽可能采用优先数系；如标准的修订、老产品整顿、新产品设计等,基本参数、重要参数、原始参数应尽可能采用优先数系；,按“先疏后密”的顺序选用优先数系。R5R10R20R40R80派生系列,小 结,互换性,标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。 我国的国家标准有GB、GB/T、GJB，国家标准定期更新。,互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能。零、部件在装配前不挑，装
7、配时不调整或修配，装配后能满足使用要求的互换性称完全互换；零、部件在装配时要采用分组装配或调整等工艺措施，才能满足装配精度要求的互换性称不完全互换。如装配时，还需要附加修配的零件，则不具有互换性。互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则，是我们在设计、制造中必须遵循的。,标准化,优先数系是等比数列，项值中含有10的整数幂，包括基本系列(R5、R10、R20、R40)、补充系列(R80)和派生系列；优先数系项值都是优先数；优先数有理论值、计算值、常用值、化整值之分；在一切标准化领域中应尽可能采用优先数系。,优先数系,作业题：P9 1、2、3,第二章 测量技术基础,测量的基本概念测量的定义及要素
8、、测量基准和尺寸传递系统 测量器具计量器具的分类、计量器具的度量指标 测量方法 量块的有关知识 测量误差及数据处理,定义测量是指为确定被测对象的量值而进行的实验过程。,测量的基本概念,测量的四要素一个完整的测量过程应包括被测对象、计量单位、测量方法、测量精度。没有计量单位的测量数值毫无意义，不知测量精度的测量结果是没有意义的测量。,检验和检定检验：判断被件对象是否合格。检定：评定计量器具的精度指标是否合乎其检定规程。,测量值=被测量的量值/测量单位,尺寸传递系统,测量的基本概念,1m是光在真空中1/299792458s的时间间隔内的形成的长度。国家标准米尺、基准量块、基准棱体标准线纹尺、量块、
9、多面棱体游标卡尺、千分尺、千分表、齿轮杠杆比较仪、光学比较仪、量规,常用计量器具简介,游标卡尺,深度游标卡尺,数显游标卡尺,带表深度游标卡尺,常用计量器具简介,高度游标卡尺,数显高度游标卡尺,数显深度游标卡尺,带表游标卡尺,常用计量器具简介,外径千分尺,螺纹千分尺,公法线千分尺,壁厚千分尺,常用计量器具简介,深度千分尺,内径千分尺,带表外经千分尺,板厚千分尺,常用计量器具简介,杠杆千分尺,极限千分尺,百分表,千分表,常用计量器具简介,数显百分表,内径百分表,数显千分表,深度百分表,常用计量器具简介,量块,多值角度量块,陶瓷量块,单值角度量块,常用计量器具简介,宽座角尺,光滑极限塞规,多面棱体,
10、光滑极限环规,常用计量器具简介,螺纹塞规,锥度塞规,螺纹环规,锥度环规,常用计量器具简介,平晶,常用计量器具简介,台式投影仪,数显投影仪,常用计量器具简介,三坐标测量机,齿轮测量中心,常用计量器具简介,表面粗糙度测量仪,平面度检查仪,常用计量器具简介,表面轮廓测量仪,常用计量器具简介,激光干涉仪,量块的相关知识,量块：用耐磨材料制造，横截面为矩形，并具有一对相互平行的测量面的实物量具。 量块长度 ：量块一个测量面上的任意一点到与其相对的另一个测量面相研合的辅助表面之间的垂直距离。 量块中心长度 ：对应于量块未研合测量面中心点的量块长度。 量块的标称长度 ：标记在量块上，用以表明量块的两个测量面
11、之间的距离的量值，也称为量块长度的示值。,量块的相关知识,量块的用途：量块在机械制造厂和各级计量部门中应用较广，常用作尺寸传递的长度基准和计量仪器示值误差的检定标准，也可用作精密机械零件测量、精密车床和夹具调整时的尺寸基准。,量块的按级划分：按量块的制造精度（量块标称长度的极限偏差、量块长度变动量最大允许值、研合性）划分为00、0、K、1、2、3级，其中00级精度最高，k极为校准级。量块按级使用时，以量块的标称长度为工作尺寸，该尺寸包含了量块的制造误差和磨损误差，并将被引入到测量结果中，但是由于不需要加修正值，使用方便。,量块的按等划分：按量块的检定精度（量块长度的测量极限误差、平面平行性允许
12、偏差、研合性）划分为1、2、3、4、5等，其中1等精度最高，5等精度最低。量块按等使用时，必须以检定的实际尺寸作为工作尺寸，该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时的测量误差和磨损误差。 就同一个量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。因此，按等使用比按级使用测量精度要高。,测量误差的来源,计量器具误差原理误差：如放大原理的非线性阿贝误差：阿贝原理：在设计计量仪器或测量工件时，应该将被测长度与仪器的基准长度安置在同一条直线上。仪器基准件误差：,相对测量法中的标准件误差 测量方法误差测量基准不统一、被测件安装和定位不正确、测量力、测量条件。,测量误差的分类性质和处理原则,系统误差在实际测量条件
13、下，多次重复测量同一量值，测量误差的大小和符号固定不变或按一定的规律变化的误差。反映测量结果的正确度。加修正值法、抵消法,粗大误差由于某些不正常原因造成的超出预期的误差。剔除,随机误差在一定的测量条件下，多次测量同一个量值时，测量误差的绝对值和符号已不可预定的方式变化的误差。反映测量结果的精密度。取平均值,准则（拉依达准则）：,在测量列中，若某一测量值与算术平均偏差的绝对值大于标准差的3倍，则认为该测量值具有粗大误差，应从测量列中剔除。,算术平均值,标准偏差,置信概率,测量极限误差,在一组测量中，若取测量列中的某一个测量值为测量结果，则测量极限偏差为 ；若以测量列的算术平均值为测量结果，则测量
14、极限偏差大大减小，为 。,测量误差的合成,已定系统误差取代数和；,符合正态分布、彼此独立的的随机误差和未定系统误差按方和根法合成；,对于间接测量，被测量与间接测量值之间满足函数关系 则计算单项测量误差 后按上面的方法合成。,测量及测量数据的处理过程,明确测量所要达到的精度精度,选择合适的测量方法测得数据（一般为为单次测量或20次以内的测量数据列）,剔除粗大误差,计算测量列的算术平均值、标准偏差、算术平均值的标准偏差,取测量列的算术平均值为测量结果的数值，计算测量误差得出测量精度，写出测量结果 。,1.解：（1）测量列的算术平均值为：,（2）单次测量的标准偏差为：,（3）测量极限误差为：,对于第
15、一个测量值有：,根据3准则应将第一个测量值从测量列中剔除。,（4）重新计算测量列有：,仅测量一次的测量结果和精度表示为：,（5）算术平均值的标准偏差为：,（6）以算术平均值作为测量结果有：,P30/3,已知中间测量值的测量极限误差为：,解：中心距数值：,中间测量值的误差传递函数为：,中心距的测量极限误差：,中心距测量结果及精度可以表示为：,在立式光学计上用四等量块做基准测量基本尺寸为 的量规，测量室内温度为 ，量规与量块的温差不超过 ，已知光学计有 的零位误差，所用量块有 的尺寸误差，量块中心长度的测量极限误差为 ，量块材料的线膨胀系数为 ，量规材料的线膨胀系数为 ，光学计在全部刻度范围内的示数误差不大于 ，测量时光学计的读数为 ，试求量规的实际尺寸及测量极限误差。,
