互换性与测量技术

桂林电子科技大学(北海)海洋信息工程学院邮箱[e-mail]课程学习群166134003张奎奎一、为什么要学习互换性与测量技术；二、这门课程学什么；三、课程相关事宜。一、为什么要学习互换性与技术测量•1.专业技术基础课（主干）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；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的技量手段解决零件使用与制造的矛盾；一、为什么要学习互换性与技术测量•2.是机械设计的三个阶段之一——精度设计。一次设计即系统设计，主要满足运动学方面要求（如机械原理）；二次设计即结构设计，主要用于确定机器和零部件基本参数（如机械设计）；三次设计即精度设计，主要用于确定互换性参数允许变动的范围和评定方法（如互换性与技术测量）。二、这门课程学什么•1、学习互换性与技术测量的基本原理；•2、会使用各种公差标准及标注；•3、进行一般的技术测量工作。•1、学习互换性与技术测量的基本原理；第1章互换性与标准化概论（互换性、标准化、优先系数）；第2章测量技术概论；第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定（公差、孔轴配合）；第4章形状和位置精度的控制与评定（形状公差、位置公差、形位公差）；第5章表面特征的控制与评定（表面特征、表面粗糙度）；第6章典型零部件几何精度的控制与评定（滚动轴承、键、螺纹、圆锥）；第7章渐开线圆柱齿轮传动精度的控制与评定（综合性强）；第8章机械系统的精度设计（尺寸链、尺寸公差）•2、会使用各种公差标准及标注；8φ80H7φ42H7/m6φ40k610•3、进行一般的技术测量工作。第2章测量技术概论（基本测量工具和数据处理）；第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定（光滑量规）；第4章形状和位置精度的控制与评定（形位公差测量）；第5章表面特征的控制与评定（表面粗糙度仪）；第6章典型零部件几何精度的控制与评定（滚动轴承、键、螺纹、圆锥的测量）；第7章渐开线圆柱齿轮传动精度的控制与评定（齿轮测量）；三、课程相关事宜•总32学时：其中理论28、实验操作4•学习方法：听好课做好笔记，注意归纳总结理论联系实际，联系其他课程学习•考核方式：随机点名，三次旷课，本门课成绩以0分计！平时成绩20%，实验成绩占20%（缺一次实验成绩，本门课程计0分），课程结束时的考试占60%。第1章互换性与标准化概论具有对应标记的螺栓和螺母可自由旋合相同代号的轴承能替换已磨损的轴承并恢复精度一、互换性第1章互换性与标准化概论1、互换性的含义（重要）互换性同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求例灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承汽车、自行车、缝纫机、手表日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工产品互换性应该同时具备4个条件：•同一规格；•批量；•不需经过任何选择、修配或调整便能装配、维修更换；•装配或更换后的整机能满足其使用性能要求第1章互换性与标准化概论2、互换性的分类按方法及程度分完全互换不完全互换概率互换分组互换调整互换性和修配互换性厂内厂外重点第1章互换性与标准化概论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章互换性与标准化概论2、互换性的分类按决定参数分几何参数互换性功能互换性按部位或范围分外互换性内互换性尺寸大小、几何形状、位置关系第1章互换性与标准化概论3、互换性的发展研究表明: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章互换性与标准化概论3、互换性的发展“配作”环规、塞规极限量规第1章互换性与标准化概论3、互换性的技术经济意义互换性的作用设计制造加工装配使用第1章互换性与标准化概论二、互换性与精度理论零件的加工误差机械加工误差1．尺寸误差2．形状误差3．位置误差4．表面微观不平度误差公理：在互换性生产的整个过程中（包括设计、制造、检测、装配、使用），自始至终都存在误差。第1章互换性与标准化概论二、互换性与精度理论零件的公差A-A//0.02⊥0.04AB⊥0.03B3×ø11沉孔ø18深10253.22×0.56.3201.5×45º允许零件几何参数的变动量第1章互换性与标准化概论三、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章互换性与标准化概论标准化：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（如QB）。B、公差标准：对零件公差和相互配合所制订的标准。标准的分类见图1-3：三、标准化基本知识第1章互换性与标准化概论标准化分类：三、标准化基本知识第1章互换性与标准化概论标准的分级：国际标准区域标准国家标准专业标准地方标准企业标准人类社会标准的分级三、标准化基本知识第1章互换性与标准化概论四、优先数和优先数系（自学）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。优先数系连续实数离散化数据的可传递性等差数列等比数列第1章互换性与标准化概论五、练习判断下列说法是否正确：1、不经挑选和修配就能相互替换、装配的零件，就是具有互换性的零件。（）2、互换性原则只适用于大批量生产。（）3、不一定在任何情况下都要按完全互换性的原则组织生产。（）4、为了实现互换性，零件的公差规定的越小越好。（）5、企业标准比国家标准层次低，在标准要求上可稍低于国家标准。（）第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定圆柱体结合滑动轴承与轴颈导轨与滑块齿轮轴齿轮与轴蜗轮轮缘与轮毂一般齿轮与轴定位销和销孔用作相对运动副用作固定连接用作定位可拆连接第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定圆柱体结合滑动轴承与轴颈导轨与滑块齿轮轴齿轮与轴蜗轮轮缘与轮毂一般齿轮与轴定位销和销孔用作相对运动副用作固定连接用作定位可拆连接第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定圆柱体结合滑动轴承与轴颈导轨与滑块齿轮轴齿轮与轴蜗轮轮缘与轮毂一般齿轮与轴定位销和销孔用作相对运动副用作固定连接用作定位可拆连接第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定圆柱体结合滑动轴承与轴颈导轨与滑块齿轮轴齿轮与轴蜗轮轮缘与轮毂一般齿轮与轴定位销和销孔用作相对运动副用作固定连接用作定位可拆连接第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定圆柱体结合滑动轴承与轴颈导轨与滑块齿轮轴齿轮与轴蜗轮轮缘与轮毂一般齿轮与轴定位销和销孔用作相对运动副用作固定连接用作定位可拆连接第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语1.孔和轴1）孔：指圆柱形内表面及其它内表面中，由单一尺寸确定的部分，其尺寸由D表示；2）轴：指圆柱形的外表面及其它外表面中由单一尺寸确定的部分，其尺寸由d表示。3）区分：加工方面，孔越做越大，轴越做越小；装配方面，孔是包容面，轴是被包容面。第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“尺寸”术语及定义（1）尺寸尺寸是特定单位表示线性尺寸值的数值。通常用mm表示（2）基本尺寸基本尺寸是设计给定的尺寸，用D和d表示。它是设计时根据零件的强度、刚度等使用要求和结构设计，通过计算和类比法来确定，并经过圆整后得到的。第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“尺寸”术语及定义ＤdddLL（a）（b）（c）第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“尺寸”术语及定义（3）实际尺寸(局部实际尺寸、作用尺寸)实际尺寸是通过测量得到的尺寸（Da、da）实际尺寸并非尺寸的真值。daDa第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“尺寸”术语及定义（4）极限尺寸：一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。最大极限尺寸：Dmax、dmax，最小极限尺寸：Dmin、dmin轴孔基本尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸基本尺寸合格零件的实际尺寸应该是：第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“尺寸”术语及定义(5)最大实体状态（MMC）和最大实体尺寸(MMS)最大实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最多时的状态。在此状态下的尺寸称为最大实体尺寸。轴轴：dM=dmax孔：DM=Dmin轴孔0.0200.033250.021025第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“尺寸”术语及定义(6)最小实体状态（LMC）和最小实体尺寸(LMS)最小实体状态指孔或轴在尺寸公差范围内，具有材料量最少时的状态。在此状态下的尺寸称为最小实体尺寸。轴：dL＝dmin孔：DL＝Dmax轴孔0.0210250.0200.03325第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“尺寸”术语及定义第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义(1).尺寸偏差（偏差）：某一尺寸减去基本尺寸的代数差1)实际偏差：实际尺寸—基本尺寸（孔Ea——轴ea）Ea=Da-Dea=da-d零件上实际存在，能测出大小，一批零件而言，是一随机变量2)极限偏差：极限尺寸—基本尺寸上偏差：最大极限尺寸—基本尺寸(孔ES——轴es)下偏差：最小极限尺寸—基本尺寸(孔EI——轴ei)上下偏差由设计者给定当EI＜Ea＜ES，ei＜ea＜es时，零件才能合格的。注：偏差可以为正值、负值或零值0.021025孔0.0200.03325轴第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义轴孔基本尺寸上偏差下偏差最小极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最大极限尺寸下偏差上偏差基本尺寸极限与配合示意图对于孔：ES=Dmax-DEI=Dmin-D对于轴：es=dmax-dei=dmin-d第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义2).尺寸公差（公差）：允许尺寸的变动量，用T表示。(课本图3.3)公差=最大极限尺寸—最小极限尺寸=上偏差—下偏差注：公差是绝对值，且不为零。0.021025孔0.0200.03325轴第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义轴孔基本尺寸上偏差下偏差最小极限尺寸最大极限尺寸公差最小极限尺寸最大极限尺寸下偏差上偏差公差基本尺寸极限与配合示意图对于孔：TD=︱Dmax-Dmin︱=︱ES-EI︱对于轴：Td=︱dmax-dmin︱=︱es-ei︱第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义3).零线与公差带孔公差带轴公差带基本尺寸+0_公差带图(1)零线：确定偏差的一条基准直线。(2)公差带：由代表上、下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所确定的区域。公差带特性：两个要素：公差带大小标准公差公差带位置基本偏差0.021025孔0.0200.03325轴第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义孔1轴2基本尺寸+0_孔2轴1EIESeies基本偏差为下偏差基本偏差为上偏差基本偏差基本偏差一般为靠近零线的偏差。0.021025孔0.0200.03325轴第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义1)零线2)确定公差带大小位置。4)作图比例基本一致，单位µm、mm均可。5)基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。3)孔轴(或孔（轴）)或在公差带里写孔、轴。画图时应注意的问题第3章圆柱体结合尺寸精度的控制与评定3.1基本术语2.有关“公差与偏差”的术语和定义例1：已知孔和轴的