互换性总复习剖析

1、互换性与技术测量总复习第一章绪论一、机械产品的“几何量精度”及其设计1、机械产品设计包括：2、（ 1）机械产品的总体开发3、（ 2）方案设计4、（ 3）运动设计5、（ 4）结构设计、强度和刚度设计6（5）精度设计7、什么是零件的“几何量精度”构成机械产品的零部件的配合部位的配合性质；各个零件上各处的尺寸精 度、形状和位置精度、表面质量以及零件上典型表面精度；机械产品在轴向上 的定位精度等。8、为什么要对零件的“几何量精度”进行设计几何量精度设计是机械产品精度设计中的重要内容。几何量精度设计是否正 确、合理，对机械产品的使用性能和制造成本，对企业生产的经济效益和社会 效益都有着重要的影响，有时甚

2、至起决定性作用。9、零件“几何量精度”设计的内容和任务（1）在机械产品的总装配图和部件装配图上，确定其各零件配合部位的配合代号 和其他技术要求，并将配合代号和相关要求正确标注在装配图样上。（2）确定组成机械产品的各零件上各处尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度 要求以及典型表面（如：键、圆锥、螺纹、齿轮等）公差技术要求等内容，并 在零件图样上进行正确标注。10、机械产品在生产制造、装配和使用过程中遵循的一般原则一一互换性二、互换性1、互换性的概念及其类型同一规格的一批零"部件，任取其一，不经任何挑选*调 整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。如何理解互换性

3、前提条件：同-规格的一批家件或部件；满圧条件：不经任何辅助工作（挑选*调整、修配等）； 结果分析：互换后仍满足原定的使用要求某一产品（包括零件.部件*构件）与另一产品 在尺寸*功能上能够彼此互相替换的性能匚几何参数互换性本课程仅研究几何量的互换性几何参数（几何量）一-一般包括尺寸大小、几何形状（宏观、微观）,以及 相互位置关系等。3、互换性的种类（1）根据互换的程度和范围进行划分完全互换与不完全互换完全互换装配时不需挑选和修配。（绝对互换）不完全互换 装配时允许挑选、调整和修配。（有限互换）互换性根据应用场合（标准部件或非标机构）划呑（2）外互换与内互换外互换-部件（机构）与其相配件之间的互换

4、性。-采用完全互换。内互换-部件（机构）内部组成零件的互换性。-通常采用不完全互换。2、为什么零件的生产制造、装配和使用要遵循“互换性”3、怎样实现“互换性”（实现“互换性”的条件）公差标准化和技术检测（具有与精度相应的可靠检测） 保证产品质量、实 现互换性生产的条件和手段。4、 公差标准化实例 优先数和优先数系第二章圆柱（孔、轴）结合的公差（极限）与配合基本概念1、2、3、4、5、6、孔、轴尺寸（各种尺寸和泰勒原则） 尺寸偏差和尺寸公差极限与配合图解一一尺寸公差带图 配合及其种类配合公差及其图解一一配合公差带图 GB公差与配合的主要内容及规定1、1）极限制一一标准化了的公差和偏差制度标准公差

5、等级：IT01、ITOO、IT1 IT18共20个等级；标准公差：IT = a * i; a公差等级系数，机械行业常用 IT5 IT18 ; a值为R5优先数系中的常用数值7、10、16。i标注公差因子，为计算 公差的基本单位，决定公差值的大小。(L45#»(日)+01D (d)公称尺寸分段二D （d）为几何平均直径值3）2、1）2）3）3、1）2）D (d)2）基本偏差：确定尺寸公差带相对于零线位置的极限偏差。一一一般是靠近零 线的那个极限偏差。基本偏差代号：用拉丁字母表示。大写表示孔，小写表 示轴。GB公差与配合规定了 28种孔、轴在所有IT等级的基本偏差值 公差带系列（公差带代

6、号、注标、推荐使用的尺寸公差带） 配合制基孔制：代号为H，其基本偏差为EI且EI=0基轴制：代号为h，其基本偏差为es且es=0 配合系列：配合的代号及其标注、推荐使用的配合 一般公差未注线性尺寸公差一般公差的概念f、m、c、v一般公差的等级：f、m、c、v四个等级零件的尺寸精度和配合设计1、设计（选择）原则和方法 设计（选择）原则：保证产品性能优良，制造上经济可行；严格执行各项国家标准 设计（选择）方法：类比法（常用）、计算法、试验法2、零件的尺寸精度和配合设计的内容（3方面） 基准配合制的设计（选择）设计（选择）原则：优先选用基孔配合制，其次选用基轴配合制，特殊场合采用非基准制。 尺寸公差

7、等级设计（选择）选择公差等级的条件：保证使用要求，即保证质量；具有制造工艺可能性；具有制造经济性，即制造成本较低。选择公差等级的原则：在满足使用要求、保证质量的前提下，尽量选取较低的公差等级 （如：质量要求公差等级高于等于IT5，则选择：IT5）；除此外， 还应考虑以下问题：各个IT等级的应用范围；各种工艺方法的加工精度；考虑 孔、轴工艺等价性原则；当孔公差等级 ITdW IT8 ,孔公差等级比轴低一级；当 孔公差等级ITd > IT8，孔公差等级和轴同级；配合精度不高时允许孔、轴公差 等级相差2-3级；考虑相关件和相配件的精度协调。选择公差等级的方法：类比法、计算法。常用类比法。 配合

8、的设计（选择）配合的设计（选择）的任务：根据相互配合零件配合部位的工作条件和功能 要求，确定配合的松紧程度，确定（选择）合适的配合一一确定配合代号。（在配合制确定后，配合设计就是确定非基准件基本偏差代号）配合的设计（选择）的方法：类比法、计算法和实验法。配合的设计（选择）的步骤：采用类比法确定大致配合种类（间隙配合、过 渡配合、过盈配合）；根据配合部位的具体功能要求参考各种配合的性能特征选 合适的配合，即确定非基准件的基本偏差代号。四、滚动轴承的精度和互换性1、GB关于滚动轴承的精度的规定1） 滚动轴承的公差等级（向心轴承：0、6、5、4、2共5级，圆锥滚轴承等）2）滚动轴承内、外径公差带及其

9、特点。3）滚动轴承配合件的尺寸公差设计（选择）（1）滚动轴承设计考虑的因素（2）滚动轴承配合件的尺寸公差设计的公差原则、几何公差与表面粗糙度设计第三章测量技术基础一、测量与检验的概念，二者的异同点二、测量过程四要素（被测对象、计量单位、测量方法和测量精度，长度量值 的传递系统及其传递规律）三、量块及其使用1、 量块的“等”与“级”：量块按制造精度分为00、0、K、1、2、3六级，按 检定精度分1、2、3、4、5、6六等；量块按“等”使用时的精度要高于按“级”使用的精度2、量块使用规则1）应尽减少使用量块的数量，一般不超过 4块2）应从消去尺寸的最小尾数开始，每选一块量块至少减少所需尺寸的一位小

10、数3）量块工作面的中心应保持在同一条直线上四、计量器具及测量方法五、测量误差及数据处理1、 测量误差及其评定指标（绝对误差 =x-适用于评定大小相同的被测几|A|ioo何量的测量精度；相对误差：&= | N | * 100 %= 搭厂00"适用于被测几何量大小不同时，测量精度的高低的评定。2、测量误差的来源：测量工具误差、测量方法误差、环境条件误差、测量人为 误差。3、测量误差的种类和特性测量误差按性质和出现的规律不同分为：系统误差、随机误差和粗大误差1）系统误差特性：系统误差：定值系统和变值系统误差2）系统误差数据处理：对定值系统误差可以被消除；对变值系统误差只能减小 其对

11、结果的影响，一般无法彻底消除。3）随机误差的特性与评定：相同条件下，多次测量同一量值时，每次测量的误 差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着，足够多次重复测量时误差呈现一整体服从“统计规律”。评定随机误差的指标S i = xi -标准偏差c =V 1标准偏差的估计值：S = V =一。随机误差客观存在，无法消除；4） 随机误差的大小根据其分布集中或分散来表示。（S）愈小，随机误差分 布愈集中， 随机误差愈小。5）几何计量中的两个测量重要原则一一长度测量的阿贝比长原则和圆周分度 测量封闭原则6） 粗大误差简称粗误差，又称过失误差；特性：误差特别大.若将它考虑在测 量结果之中，会严重影响测量结果。

12、要求从测量数据中“剔除”4、测量数据处理（书P70-73）第四章几何公差及检测一、概述1、几何精度、几何公差和几何误差及其相互关系几何误差包括：尺寸误差、形状误差、位置误差 和微观几何形状误差（表面 粗糙度）；几何误差对零件使用性能的影响。2、 零件几何误差的来源：机床一夹具一刀具系统存在几何误差；加工中切削力、 热变形、振动和磨损等影响。3、形位公差研究的对象零件的几何要素：零件几何要素的类型4、零件形位公差项目和符号5、 零件形位公差标注（标注时的注意事项：3点）&零件形位公差带一一是一种区域1）形位公差四要素：形状（9种）、大小（间距、宽度直径和半径差）、方向和 位置（对于位置公

13、差项目：公差带才具有此两要素。即方向：定向公差项目， 表示公差带相对基准的方向。位置：定位公差项目。表示公差带相对基准的位 置。）2）形状公差t形状、定向公差t定向、定位公差t定位和尺寸公差T的关系： 形状公差t形状 < 定向公差t定向 < 定位公差t定位 <尺寸公差T二、形位误差的评定一）形状误差的评定1、评定准则一一最小条件一一指被测提取要素对其拟合要素的最大变动量为最 小。要点：（1）用“公差带”包容被测提取要素；（2）包容的区域为 最小区域一一最小包容区域。2、各种形状形状误差的评定1）直线度误差的评定直线度误差的最小包容区域的判别准则一一“相间准则”：“两峰夹一谷”

14、或“两谷夹一峰”即：“两高夹一低”或“两低夹一高”2）平面度误差的评定平面度误差的最小包容区域的判别准则一一 “三角形准则”、“交叉准则”和“直 线准则”3）圆度误差评定圆度误差的最小包容区域的判别准则一一“交叉准则”二）方向和位置误差的评定1、定向最小区域判别2、定位最小区域判别三）基准的建立和体现四）各种形位误差的检测三、公差原则定义：处理尺寸公差（T）和几何公差（t ）之间关系的规定。注意：可逆原则不能单独使用，必须与最大实体原则 （或）最小实体原则联合应用1、独立原则（IP）尺寸公差和形状公差分别给出，各自独立，相互无关。应 分别满足要求。零件图种不需加注任何符号。应用场合：一般情况下

15、采用。如：（1）适用于尺寸精度与几何精度要求相差较大，需分别满足要求。（2）尺寸公差和几何公差无关系，保证运动精度、密封性以及未注公差等场合。2、包容原则（ER）1）定义：指“被测提取组成要素处处位于具有理想形状的包容面内”的一种公 差要求。理想形状的包容面一一边界一一最大实体边界一一尺寸为最大实体尺 寸、形状为理想形状形成的边界。2）应用“包容要求”在几何公差框格中的公差值和（或基准符号）之后加注符号（E）3）应用“包容要求”的被测提取组成要素合格条件（1）提取组成要素处处不得超越最大实体边界，（2）其局部尺寸不超出最小实体尺寸。表述（1）是控制被测要素所拥有的材料量不得过多。表述（2）是控

16、制被测要素所拥有的材料量不得过少。轴:da > LMS （dmin） ；孑L： Da < LMS （Dmax）。4）应用场合：适用于单一要素。主要用于需要严格保证“配合性质”的场合。5）检测方法与量规：检验量规一一光滑极限量规 光滑极限量规：通规 体现 最大实体边界（MMB ）止规体现最小实体尺寸（LMS ）通规通过表明：实际轮廓未超越最大实体边界；止规不通过表明：实际尺寸未超出最小实体尺寸。当检验结果是：通规通过，止规不通过，被检验的工件合格；否则不合格。 用塞规检验实际孔；用卡规检验实际轴：塞规的通规体现MMB，通规通过被检实际孔，表明：实际轮廓未超越最大 实体边界。塞规的止规

17、体现LMS，止规不通过被检实际孔，表明：局部实际尺寸未超 出最小实体尺寸。卡规的通端体现MMB，通端通过被检实际轴，表明：实际轮廓未超越最大 实体边界。卡规的止规体现LMS，止规不通过被检实际轴，表明：局部实际尺寸未超 出最小实体尺寸。不合格的情况？3、最大实体原则（MMR ）1）定义：被测要素的实际轮廓应遵守最大实体实效边界，其局部实际尺寸不得超过最大、最小极限尺寸 合格条件）2）标注：在几何公差框格中的公差值 和（或基准符号）之后加注符号3）合格条件：（1）被测实际轮廓不得超越最大实体实效边界，即：位置量规应通过被测表面。（2）被测实际尺寸不超出最大、最小极限尺寸，即：孑L: Dmin &

18、lt; Da < Dmax ； 轴: dmax > da > dmin 。4）应用：适用于单一要素和（或）关联要素的中心（导出）要素。主要用于需要保证“可装配性”的场合。5）检验：采用位置（综合）量规（同轴度量规、位置度量规等）4、最小实体原则（LMR）5、可逆原则 四、零件形位公差设计（选择）1、零件形位公差设计（选择）考虑的因素2、零件形位公差基准面设计（选择）3、零件形位公差公差原则设计（选择）4、零件形位公差等级设计(分为注出公差和未注公差) 第五章表面粗糙度一、表面粗糙度一一零件在加工过程中因刀痕、切削过程中切屑分离时的塑性 变形、工艺系统的高频振动、刀具和被加工表

19、面之间的摩擦等原因而导致的零 件表面产生微小峰谷的高低程度和间距状况；又称为围观不平度；它反映零件 表面的微观几何形状误差，时评定零件质量的一个重要指标。1、零件的表面轮廓误差曲线变化规律2、 实际轮廓误差曲线分解一一零件表面的形貌(3种)微观几何形状误差。 波纹度。宏观几何形状误差。(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度。 即：波距入v 1mm波距入在110mm(3) 波距入10mm二、表面粗糙度对零件使用性能的影响一般取ln =5 lr ；表面均匀性好的取5 l r。三、零件表面粗糙度的评定参数1、 术语取样长度lr ；评定长度lnl n V 5 l r ；表面不均匀的取 l

20、 n >2、评定参数(两类)1)基本参数轮廓幅度(高度)参数(1) 轮廓的算术平均偏差R a(2) 轮廓最大高度R z2)1)2)3)3、附加参数间距参数一一轮廓单元平均宽度 RSm综合参数一一轮廓微观不平度平均间距Sm曲线及相关参数轮廓支承长度率 Rmr评定参数选用般情况下，任选基本参数中任何一个常用值范围：轮廓幅度(高度)参数为 0.0256.3时，优先选R a ； 轮廓幅度参数为小于 0.025或6.325时 用R z。附加参数RSm Rmr和Sm 一般不作为独立参数使用，只有零件表面有 特殊使用要求时，在幅度参数不能满足零件表面功能要求时，才在选用了Ra或Rz的基础上附加选用附加

21、参数。4、1)2)3)5、1)2)表面粗糙度的标注代、符号有各种要求的表面粗糙度的标注(6种)表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度的检测检测原则检测方法第六章光滑工件尺寸检测和量规设计当各零件完工之后，需要对零件上各个要求检测的尺寸、形状和位置等几何 参数进行检测，得出检测结果，并作出正确判断。这涉及如下几方面问题。1、检测光滑工件尺寸的计量器具应如何正确择？2、由于存在测量误差，使测量结果偏离了被测真值，即测量误差使测量结果不 确定。如何防止误判，相关的国家标准作了哪些规定？3、光滑极限量规如何设计？设计原理？结构形式？光滑极限量规工作部位 的几何参数有哪些要求？4、对于零件上的关联要素应用最

22、大实体要求，检验的量规为位置量规（或综合量 规）。位置量规应如何设计？在工作图样上如何标注？一、光滑工件尺寸检测一）光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度 A和验收极限二）1、误判一一误收和误废2、误判的原因和后果3、验收原则：只接收位于规定的尺寸极限以内的零件，即只允许误废，不允许 误收4、安全裕度A与验收极限安全裕度A测量不确定度的允许值；由被测工件尺寸公差值确定，一般 取IT值的10%。国家标准通过安全裕度来防止因测量不确定度的影响而造成工件“误收”和“误废”，即设置验收极限，以执行标准规定的“验收原则”验收极限判定所检测工件尺寸是否合格的尺寸界限。确定验收极限的两1）内缩方式：验收极限从规定

23、的A（A=10IT%）确定：上验收极限=LMS- A 对于孔下验收极限=MMS+A种方式：MMS和LMS分别向工件公差带内缩一个上验收极限=MMS- A对于轴下验收极限=LMS+A2）非内缩方式：验收极限等于规定的 MMS和LMS，即A =0两种验收极限方式的适用范围: 内缩方式适用于： 符合包容要求、公差等级高的尺寸验收。这是因为内缩一个安全裕度，不但 可以防止因测量误差而造成的误收，而且可以防止由于工件的形状误差而引起 的误收。 呈偏态分布的实际尺寸的验收对“实际尺寸偏向边”的验收极限采用内缩一个安全裕度作为验收极限； 符合包容要求且工艺能力指数 > 1的尺寸验收。最大实体尺寸一边的

24、验收极 限向尺寸出差带内缩一个安全裕度。非内缩方式适用于： 工艺能力指数1的尺寸验收； 符合包容要求的尺寸验收。其最小实体尺寸一边的验收极限采用不内缩方 式。 非配合尺寸和一般的尺寸验收。 呈偏态分布的实际尺寸验收。对“实际尺寸非偏向边”的验收极限采用不内 缩方式。二、通用计量器具的选择原则1、w原则。按照计量器具的不确定度允许值选择计量器具，以保证测量结果的可靠性。计量器具的不确定度允许值=0.9A。2、0.4W原则3、0.6W原则书P165例题6.1、6.2、6.3中，注意“偏向边”和“非偏向边”方式的验收极限 确定。三、光滑极限量规的设计1、光滑极限量规及其作用光滑极限量规是一种无刻度、

25、成对使用的专用检验器具。它用于大批量生产、 遵守包容要求的轴、孔检验，以保证检验合格的孔、轴的配合性质。2、光滑极限量规的类型按被捡工件类型分为塞规和卡规；按量规用途分为工作量规、验收量规和校 对量规（TT、ZT、TS）用光滑极限量规的通规和止规检验被检轴或孔，当通规通过被检轴或孔，同时止规不能通过被检轴或孔，则被检轴或孔合格。3、光滑极限量规的设计原理和工作量规设计1）设计原理光滑极限量规应按照遵守“包容要求”的合格条件设计，即： “被测实际轮 廓应处处不得超越最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸” 。因 此，光滑极限量规的通规应模拟体现最大实体边界 （MMB），止规模拟体现最小

26、 实体尺寸（LMS）。2）设计内容设计内容主要有量规的结构形式设计、通规和止规的形状设计、尺寸精度设 计、表面粗糙度设计以及工作部分的技术要求等。第八章尺寸链一、 概述1、尺寸链及其特征尺寸链一一在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，按 一定的顺序连接成一个封闭的尺寸组合。尺寸链特征：封闭性各尺寸组成封闭系统；相关性任一尺寸变化影 响其它。2、尺寸链的组成由若干个“尺寸环”组成。构成尺寸链的各个尺寸统称为 环，环分为封闭环和组成环。严封闭环closing link（増环increasing linkJ 组成环 componentlinki 羽I环decreasing link封闭环的特点及判定组成环中增环和减环的特点及判定（2种方法）3、尺寸链的功用研究机械产品或零件在加工或装配时的尺寸之间的相互关系；分析影装配精度与技术要求的因素；确定零件各尺寸和位置的适宜公差； 从而求得保证机械产品或零件达到设计精度要求的经济合理方法。4、尺寸链的类型二、尺寸链的分析与计算1、尺寸链的建立与分析1）确定封闭环；2）查找组成环，判断组成环中增环、减环；3）绘制尺寸链图。零件尺寸链的封闭环应为公差等级要求最