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1、公差配合与技术测量公差配合与技术测量滨滨 州州 市市 技技 术术 学学 院院数数 控控 工工 程程 系系陈陈 同同 德德课题一、绪论课题一、绪论互换性及标准化的基本含义互换性及标准化的基本含义课题内容课题内容基本要求基本要求：了解互换性的意义、标准化的概念、了解互换性的意义、标准化的概念、机械精度设计的基本原则、主要方法、本课程的研机械精度设计的基本原则、主要方法、本课程的研究对象、任务及要求。究对象、任务及要求。重点内容重点内容：掌握互换性和标准化的概念，本课程掌握互换性和标准化的概念，本课程的研究对象、任务及要求。的研究对象、任务及要求。难点内容难点内容：机械精度设计的基本原则及主要方法。
2、机械精度设计的基本原则及主要方法。互换性的概念互换性的概念概念：概念：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。能要求的特性叫做互换性。举例：举例：机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表上的零部件。表上的零部件。机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性能的互换性的互换，能的互换性的互换，本课程仅讨论几何参数的互换本课程仅讨论几何参数的互换性性。互换性的分类互换性的
3、分类分类：分类：互换性按其互换程度分为完全互换和互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。不完全互换。定义：定义：完全互换完全互换装配时不需挑选和修配。装配时不需挑选和修配。不完全互换不完全互换装配时允许挑选、调整和修配。装配时允许挑选、调整和修配。应用：应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。完全互换。互换性的意义互换性的意义设计方面：设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设标准部件，大大简化了
4、绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。制造方面：制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。使用维修方面：使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。费用，提高了机器的使用价值。标准和标准化的引入标准和标准化的引入要使具有互换性的产品几何参数完全一致，是不可
5、要使具有互换性的产品几何参数完全一致，是不可能，也是不必要的。在此情况下，要使同种产品具能，也是不必要的。在此情况下，要使同种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参数充分近似。有互换性，只能使其几何参数、功能参数充分近似。其近似程度可按产品质量要求的不同而不同。其近似程度可按产品质量要求的不同而不同。允许允许零件几何参数的变动量称为公差零件几何参数的变动量称为公差。现代化生产的特。现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细和协作多。为使社会点是品种多、规模大、分工细和协作多。为使社会生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格品种生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格品种简化，使分散的、局部的生
6、产环节相互协调和统一。简化，使分散的、局部的生产环节相互协调和统一。标准的概念 标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。 标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生活的各个方面。本课程研究的公差标准、检测器具和方法标准，大多属于国家基础标准。标准的分类标准的分类标标准准按按不不同同的的级级别别颁颁发发。我我国国标标准准分分为为国国家家标标准准、行业标准、地方标准和企业标准。行业标准、地方标准和企业标准。对对需需要要在在全全国国范范围围内内统统一一的的技技术术要要求求，应应当当制制
7、定定国国家家标标准准，代代号号为为GB，对对没没有有国国家家标标准准而而又又需需要要在在全全国国某某个个行行业业范范围围内内统统一一的的技技术术要要求求，可可制制定定行行业业标标准准，如如机机械械标标准准（JB）等等；对对没没有有国国家家标标准准和和行行业业标标准准而而又又需需要要在在某某个个范范围围内内统统一一的的技技术术要要求求，可可制制定定地地方方标标准准或或企企业业标标准准，它它们们的的代代号号分分别别用用DB、QB表示。表示。国际标准化组织（ISO）在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成立了国际标准化组织（简称ISO）和国际电工委员会（简称IEC），由这两个组织负责制定和颁发国
8、际标准。我国于1978年恢复参加ISO组织后。陆续修订了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向ISO靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换。 标准化标准化 定定义义：标标准准化化是是指指标标准准的的制制订订、发发布布和和贯贯彻彻实实施施的的全全部部活活动动过过程程，包包括括从从调调查查标标准准化化对对象象开开始始，经经试试验验、分分析析和和综综合合归归纳纳，进进而而制制订订和和贯贯彻彻标标准准，以以后后还还要要修修订订标标准准等等等等。标标准准化化是是以以标标准准的的形形式式体体现现的的，也是一个不断循环、不断提高的过程。也是一个不断循环、不断提高的过程。意意义义：标
9、标准准化化是是组组织织现现代代化化生生产产的的重重要要手手段段，是是实实现现互互换换性性的的必必要要前前提提，是是国国家家现现代代化化水水平平的的重重要要标标志志之之一一。它它对对人人类类进进步步和和科科学学技技术术发发展展起起着着巨巨大大的的推动作用。推动作用。优先数和优先数系的引入优先数和优先数系的引入在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的一定规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的
10、尺寸、丝锥板牙的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。械产品中的各种技术参数不能随意确定。为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数值作出统一规定。优先数和优先数系国家的数值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准（标准（GB32180）就是其中
11、最重要的一个标准，就是其中最重要的一个标准，要求工业产品技术参数尽可能采用它。要求工业产品技术参数尽可能采用它。 优先数和优先数系优先数和优先数系GB32180中中规规定定以以十十进进制制等等比比数数列列为为优优先先数数系系，并并规规定定了了五五个个系系列列，它它们们分分别别用用系系列列符符号号R5、 R10、 R20、 R40和和R80表表示示，其其中中前前四四个个系系列列作作为为基基本本系系列列， R80为为补补充充系系列列，仅用于分级很细的特殊场合。各系列的公比为；仅用于分级很细的特殊场合。各系列的公比为； R5的公比：的公比： q51.60； R10的公比：的公比： q101.25；
12、R20的分比：的分比： q201.12； R40的公比：的公比： q401.06； R80的公比：的公比： q801.03。优先数和优先数系的特点优先数和优先数系的特点优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到的优先优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到的优先数的理论值，除数的理论值，除10的整数幂外，都是无理数，工程技术上不能直接应用。的整数幂外，都是无理数，工程技术上不能直接应用。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为：实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为： （1）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。）计算值：
13、取五位有效数字，供精确计算用。 （2）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效数字。）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效数字。国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性，简单国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性，简单易记，便于使用。常见的量值，如长度、直径、转速及功率等分级，基易记，便于使用。常见的量值，如长度、直径、转速及功率等分级，基本上都是按一定的优先数系进行的。本课程所涉及的有关标准里，诸如本上都是按一定的优先数系进行的。本课程所涉及的有关标准里，诸如尺寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，基本上采用优先数系。尺寸分段、公差分
14、级及表面粗糙度的参数系列等，基本上采用优先数系。（见书中（见书中P4表表1-1） 几何量的检测几何量的检测完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包含检验完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包含检验与测量。与测量。检验检验是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合格性判是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合格性判断，而不必得出被测量的具体数值；断，而不必得出被测量的具体数值；测量测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。体数值的过程。意义：意义：检
15、测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产生不合格品的原因，检测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产生不合格品的原因，及时调整生产，监督工艺过程，预防废品产生。检测是机械制造的及时调整生产，监督工艺过程，预防废品产生。检测是机械制造的“眼眼睛睛”。产品质量的提高，除设计和加工精度的提高外，往往更有赖于检。产品质量的提高，除设计和加工精度的提高外，往往更有赖于检测精度的提高。所以，合理地确定公差与正确进行检测，是保证产品质测精度的提高。所以，合理地确定公差与正确进行检测，是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。机械精度设计概述机械精度设计
16、概述一般来说，在机械产品的设计过程中，需要进行以下三方面的分析计算：一般来说，在机械产品的设计过程中，需要进行以下三方面的分析计算：（1）运运动动分分析析与与计计算算。根根据据机机器器或或机机构构应应实实现现的的运运动动，由由运运动动学学原原理理，确确定定机机器器或或机机构构的的合合理理的的传传动动系系统统，选选择择合合适适的的机机构构或或元元件件，以以保保证证实实现预定的动作，满足机器或机构的运动方面的要求。现预定的动作，满足机器或机构的运动方面的要求。（2）强强度度的的分分析析与与计计算算。根根据据强强度度、刚刚度度等等方方面面的的要要求求，决决定定各各个个零零件件的的合合理理的的基基本本
17、尺尺寸寸，进进行行合合理理的的结结构构设设计计，使使其其在在工工作作时时能能承承受受规规定定的的负荷，达到强度和刚度方面的要求。负荷，达到强度和刚度方面的要求。（3）几几何何精精度度的的分分析析与与计计算算。零零件件基基本本尺尺寸寸确确定定后后，还还需需要要进进行行精精度度计计算，以决定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数和公差。算，以决定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数和公差。 本书主要讨论的是几何精度的分析与计算。本书主要讨论的是几何精度的分析与计算。精度设计原则精度设计原则互换性原则：互换性原则：机械零件几何参数的互换性是指同种零件在几机械零件几何参数的互换性是指同种零件在几
18、何参数方面能够彼此互相替换的性能。何参数方面能够彼此互相替换的性能。 经济性原则：经济性原则：工艺性工艺性 、合理的精度要求、合理选材、合理的合理的精度要求、合理选材、合理的调整环节、提高寿命。调整环节、提高寿命。 匹配性原则：匹配性原则：根据机器或位置中各部分各环节对机械精度影根据机器或位置中各部分各环节对机械精度影响程度的不同，对各部分各环节提出不同的精度要求和恰当响程度的不同，对各部分各环节提出不同的精度要求和恰当的精度分配，做到恰到好处，这就是精度匹配原则。的精度分配，做到恰到好处，这就是精度匹配原则。 最优化原则：最优化原则：探求并确定各组成零、部件精度处于最佳协调探求并确定各组成零
19、、部件精度处于最佳协调时的集合体。例如探求并确定先进工艺，优质材料等。时的集合体。例如探求并确定先进工艺，优质材料等。 本课程的研究对象及任务本课程的研究对象及任务本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，从本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，从“精度精度”和和“误差误差”两方面去分析研究机械零件及机构的几何两方面去分析研究机械零件及机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求：参数，学完本课程后应达到如下要求：掌握掌握互换性和标准化的基本概念；互换性和标准化的基本概念；了解了解本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握其特点本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握其特点和应用原则；和应用原则；学会学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合，根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合，即进行精度设计，并能正确地标注到图样上；即进行精度设计，并能正确地标注到图样上；掌握掌握一般几何参数测量的基础知识；一般几何参数测量的基础知识；了解了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量器具。各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量器具。
