互换性与测量技术yy

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1、互换性与技术测量,机械教研室 张 凯,QQ：252452881,第1章 绪论,第2章 极限与配合基础,第3章 形状和位置公差,第4章 表面粗糙度,第5章 测量技术基础,第6章 光滑极限量规设计,第7章 机械零件精度设计,第8章 尺寸链,互换性与技术测量,1.1 课程简介和要求,1.2 互换性概述,1.3 零件加工误差和公差,1.4 标准化基本知识,第1章 绪论,1.5 优先数和优先数系（自学）,第1章 绪论,目的与要求：掌握互换性的概念及分类方法； 了解互换性的意义及实现手段标准化。,重点：互换性的定义与标准化 难点：互换性的分类 学时：2学时 作业：1-3,参考资料： 韩进宏.互换性与测量技

2、术. 北京：机械工业出版社，2005 王伯平.互换性与测量技术基础.北京：机械工业出版社，2003 李军.互换性与技术测量基础.武汉：华中科技大学出版社，2007,第1章 绪论,1.1 课程简介和要求,1、特点：专业技术基础课（主干） 定义概念多，符号多 , 标准多，记忆内容多，但简单，易学。 2、重要性：承上启下-从课程设计至毕业设计的应用，毕业后的应用。 3、学时：讲课 32 实验 8 4、组成：上课，作业，测验，实验。 5、性质：互换性属于标准化的范围，而技术测量属于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。 6、任务：从互换性角度出发，围绕误差与公差,研究如何合理确定公差和采用适当

3、的技量手段解决零件使用与制造的矛盾。 7、要求：要求掌握互换性与技术测量的基本原理,会使用各种公差标准与标注，并能进行一般的技术测量工作，为今后的学习和工作打下良好的基础。,第1章 绪论,1.2 互换性概述,研究表明:2000多年前，中国的兵器制造就已经开始应用互换性原理，西安秦始皇陵兵马俑坑出土的大量的具有相同质量的几万件兵器就是最好的例证。,第1章 绪论,1.2 互换性概述,“3S”化: Standardization (标准化) Simplification (简单化) Specialization (专门化),第1章 绪论,1.2 互换性概述,1.2.1 互换性的含义,在生活中互换性随

4、处可见，举例：组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如电灯泡、自行车、手表、缝纫机上的零件、一批规格为M10-6H的螺母与M10-6g螺栓的自由旋合。在现代化机械制造生产中，一般都遵守互换性原则。 在制成的同一规格的一批零件中，不需任何挑选或附加修配或再调整，就可装上机器（或部件）上，而且达到规定的使用性能要求，具有上述要求的零部件称为具有互换性的零部件。,第1章 绪论,1.2.2 互换性的分类,1完全互换性 完全互换是指一批零（部）件装配前不经选择，装配时也不需修配和调整，装配后即可满足预定的使用要求。如螺栓、圆柱销等标准件的装配大都属于此类情况。 2不完全互换性（有限互换性） 当装配精

5、度要求很高时，若采用完全互换将使零件的尺寸公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工，则可采用不完全互换法进行生产。,第1章 绪论,1.2.2 互换性的分类,滚动轴承的外互换采用完全互换； 滚动轴承的内互换采用分组装配，为不完全互换。,第1章 绪论,1.2.3 互换性的技术经济意义,1在设计方面，有利于最大限度采用标准件、通用件和标准件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期，便于计算机辅助设计CAD。 2在制造方面，有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专用设备，提高生产效率。 3在使用、维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转，提高了机器的使用寿命。,第1章 绪

6、论,1.3 零件的加工误差和公差,1.3.1 机械加工误差,1尺寸误差 2形状误差 3位置误差 4表面微观不平度,第1章 绪论,1.3.2 几何量公差,第1章 绪论,1.4 标准化基本知识,标准与标准化是联系现代化工业生产生产部门和生产环节的主要途径和手段，是实现互换性的基础。 标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题指定共同的和重复使用的规则的活动。,第1章 绪论,1.4 标准化基本知识,标准化： A、技术标准：对产品和工程建设质量、规格及检验方面所作的技术规定。我国技术标准分三级：国家标准（GB）、部门标准（专业标准，如JB）、企业标准。 B、公差标准：对零件公差和相互

7、配合所制订的标准。标准的分类见图1-3：,第1章 绪论,1.4 标准化基本知识,第1章 绪论,1.4 标准化基本知识,标准的分级：,第1章 绪论,1.5 优先数和优先数系,在产品设计或生产中，为了满足不同的要求，同一品种的某一参数，从大到小取不同值时（形成不同规格的产品系列），应该采用一种科学的数值分级制度，人们由此总结了一种科学的、统一的数值标准，即为优先数和优先数系。,2.1 概述,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.3 极限与配合国家标准的组成与特点,2.4 极限与配合在设计中的应用,第2章 极限与配合基础,第2章 极限与配合基础,目的要求：理解并掌握广义孔、轴及有关尺寸的基本术语，

8、有关偏差和公差的概念，尺寸公差带和配合公差带及其绘制；掌握国家标准及公差等级代号、基本偏差代号、公差带代号和配合代号；了解极限与配合的选用，了解线性尺寸的未注公差。 重点：尺寸精度及配合的选用； 孔、轴公差与配合在图样上的标注。 难点：尺寸精度及配合的选用 学时：8学时 作业：1-10 参考资料： 韩进宏.互换性与测量技术.北京：机械工业出版社，2005 王伯平.互换性与测量技术基础.北京：机械工业出版社，2003 廖念钊.互换性与技术测量.计量出版社,1982,第2章 极限与配合基础,2.1 概述,尺寸公差与配合的标准化是一项综合性的技术基础工作，是推行科学管理、推动企业技术进步和提高企业管

9、理水平的重要手段。它不仅可防止产品尺寸设计中的混乱，有利于工艺过程的经济性、产品的使用和维修，还利于刀具、量具的标准化。 机械基础国家标准已成为机械工程中应用最广、涉及面最大的主要基础标准。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.1 公差配合的基本术语,1有关尺寸的定义 （1）尺寸(size) ：省略单位mm。 （2）基本尺寸(basic size)：设计者给定的尺寸。大写字母表示孔(直径D)，小写字母表示轴(直径d)。 （3）实际尺寸(actual size)： 通过测量得到的尺寸，近似真值。孔（轴）的实际尺寸表示为Da（da）。 （4）极限尺寸(limits

10、of size)：孔和轴的最大（小）极限尺寸分别用Dmax(Dmin)和dmax(dmin)表示。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.1 公差配合的基本术语,2有关尺寸偏差、公差的术语及定义 （1）偏差(deviation) ：某一尺寸(实际尺寸、极限尺寸)减其基本尺寸所得的代数差。 a.极限偏差=极限尺寸基本尺寸 孔：上偏差ES=Dmaxd;下偏差EI=Dmind 轴：上偏差es=dmaxd;下偏差ei=dmind b.实际偏差=实际尺寸基本尺寸 零件上实际存在的，能测出其大小；对一批零件而言，是一个随机变量。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基

11、本术语和定义,2.2.1 公差配合的基本术语,2有关尺寸偏差、公差的术语及定义 c.偏差的标注 上偏差标在基本尺寸右上角，下偏差标在基本尺寸右下角。 d.偏差是以基本尺寸为基数，从偏离基本尺寸的角度来表述有关尺寸的术语。 极限偏差（上、下偏差）用于限制是假偏差的变动范围，且影响配合的松紧程度。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.1 公差配合的基本术语,2有关尺寸偏差、公差的术语及定义 （2）尺寸公差(tolerance) ：允许尺寸的变动量。 给定公差（T）越小， 精度要求越高，制造愈困难。（T0） 公差（T）=上偏差-下偏差= 最大极限尺寸-最小极限尺寸 轴

12、的公差 Ts=dmax-dmin=es-ei 孔的公差 Th=Dmax-Dmin=ES-EI 公差是设计时根据零件要求的精度（加工后的几何参数与理想几何参数相符合的程度），并考虑加工的经济性，对尺寸的变动范围给定的允许值。公差用以限制误差。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.1 公差配合的基本术语,2有关尺寸偏差、公差的术语及定义,图2-1 极限尺寸、公差与偏差相互关系,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.1 公差配合的基本术语,3基本偏差、标准公差以及公差带图 （1）基本偏差与标准公差 标准公差（IT）:标准GB/T1800-

13、79所列的用以确定公差带大小的任一公差。 基本偏差：用于确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差称基本偏差。 标准GB/T1800-79规定：一般以靠近零线的那个极限偏差作为基本偏差；但对跨在零线上的（对称分布）ES（es）或EI（ei）均可作为基本偏差。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.1 公差配合的基本术语,3基本偏差、标准公差以及公差带图,（2）公差带图 用以表明两个相互结合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸与公差关系的图形。 标准公差给出公差值大小，基本偏差确定公差带的位置。,图2-2 尺寸公差带图,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义

14、,2.2.1 公差配合的基本术语,4有关配合的术语及定义 配合：基本尺寸相同的，相互配合的孔、轴公差带之间的关系。 配合条件：一孔一轴相结合；孔、轴基本尺寸相同。 配合的性质：反映装配后松紧程度和松紧变化程度，定义以相互结合的孔和轴公差带之间的关系来确定。 间隙与过盈：孔的实际尺寸-相配合轴的尺寸=“+”间隙“X”（“-”过盈“Y”） “+”、“-”号在配合中仅代表间隙与过盈之意，不可与一般数值大小相混。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.2 配合的种类,1间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔公差带在轴公差带之上（包括Xmin=0）。 Xmax、

15、Xmin表间隙配合中间隙变动的两个界限值。 最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei表配合中最松状态。 最小间隙Xmin=Dmin-dmax=EI-es表配合中最紧状态。,图2-3 间隙配合,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.2 配合的种类,2过盈配合 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔公差带在轴公差带之下（包括Ymin=0）。Ymax、Ymin表示过盈配合中过盈变动的两个界限值。 最大过盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es表配合中最紧状态。 最小过盈Ymin=Dmax-dmin=ES-ei表配合中最松状态。 Ymin=0、Xmin=0两者

16、概念不同： Xmin=0=Dmin-dmax=0最紧状态，孔公差带在轴之上； Ymin=0=Dmax-dmin=0最松状态，轴公差带在孔之上。,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.2 配合的种类,图2-4 过盈配合,2过盈配合,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.2 配合的种类,3过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合。孔公差带与轴的公差带相互交叠。Xmax、Ymax表过渡配合中允许间隙和过盈变动的两个界限值。 最大间隙Xmax=Dmax-dmin=ES-ei表配合中最松的状态。 最大过盈Ymax=Dmin-dmax=EI-es表配合中最紧的状态。,图2-5 过渡配合,第2章 极限与配合基础,2.2 极限与配合的基本术语和定义,2.2.3 配合公差,1定义 配合公差（Tf）是标准允许间隙或过盈的变动量，是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程度给定的允许值。 2特点 对于一具体的配合Tf值越大，间隙或过盈可能出