互换性教案汇总(共113页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上前言互换性与测量技术是机械类各专业的一门技术基础课程，是从基础课程学习过渡到专业课程学习的纽带。本课程的教学目标与任务是 使学生初步掌握有关了解互换性生产原则及公差与配合的规律和选用；掌握相关的基本概念和圆柱结合精度检测技术的基本知识，从互换性角度出发，通过系统简练地介绍几何量公差的有关标准、选用方法和误差检测的基本知识，使学生学到有关精度设计和几何量检测的基础理论和基本技能。本课程的教学目标和能力培养目标是知识教学目标1、系统、简练地宣传贯彻国家颁布的几何量公差的有关标准和选用方法；2、从保证机械零件的互换性和几何精度出发，介绍测量技术的基本理论和方法。能力培养目标

2、1、掌握有关互换性、公差、检测及标准化概念；2、掌握公差配合、形位公差、表面粗糙度标准的规定并能正确选用及标注；3、基本掌握常用件的互换性规定及常用检测方法；4、掌握尺寸传递概念，理解计量器具的分类、常用度量指标、测量方法并能正确应用；5、掌握尺寸链的计算方法。本课程的重点、难点及解决办法课程重点1、光滑圆柱体结合的互换性及检测、公差配合的选用、相关标准；2、形位公差及其检测、形位公差的特征项目、标注及检测、公差原则；3、表面粗糙度及检测、表面粗糙度的评定及标注；4、尺寸链的计算。课程的难点1、公差配合的选用；2、形位公差公差带形状、方向和位置的确定，最小条件，公差原则；3、常用标准件的互换性

3、。解决方法整个教学过程中，以突出“提高实际应用能力”为主导思想，以教师为主导，学生为主体，结合实验、实训教学，创造真实的加工、使用、检测氛围，理论课程体系与实践课程体系相辅相承。采用多媒体教学，使用教具、挂图等工具，并使用动画等手段，将“形位公差的公差带”等抽象的概念具体化、立体化；通过学生自行对实验进行分析、设计，提高其应用知识的能力和动手能力。在实训过程中，开设综合测量项目，组织学生将理论与实践相结合，熟练掌握常用的测量器具及方法。通过以上方式，提高学生对理论知识的理解，锻炼学生的实际动手能力，取得较好的教学效果。选用教材本课程选用“普通高等教育十五国家级规划教材”专业基础系列互换性与测量

4、技术（第二版），陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社出版。学 时 分 配章 序课 程 内 容学 时 数合计讲授实验机动第一章绪论11第二章技术测量基础532第三章光滑圆柱体结合的互换性及检测862第四章形状和位置公差几检测1266第五章表面粗糙度及检验844第六章光滑极限量规设计22第七章滚动轴承的互换性33第八章键和花键的互换性33第九章*圆锥结合的互换性第十章普通螺纹结合的互换性及检测642第十一章渐开线圆柱齿轮传动的互换性及检测1266第十二章尺寸链44第十三章*计算机在本课程中的应用机动22664422* 为自修内容。课 题 第一章 绪 论 学 时 1目的要求了解哪些是优先数，为什么要规

5、定优先数。理解标准化与标准的概念及重要性。掌握有关互换性的概念及其在设计、制造、使用和维修等方面的重要作用。本章为一般讲解，要求学生一般掌握。重 点互换性、标准化与优先数系的概念难 点零件互换性的基本概念教学方法 讲授教学内容：第一节 本课程的性质与主要内容性 质是机械类各专业的一门技术基础课，是联系机械设计课程与机械制造课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。内 容精度设计、几何量检测的基础理论知识和基本技能。什么是精度设计？设计时根据使用要求和制造的经济性恰如其分地给出零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度数植，将零件的制造误差限制在一定范围内，使机械产品装配后能正常工作

6、。零件加工后是否符合精度要求，只有通过检测才能知道，所以检测是精度要求的技术保证，是本课程要研究的另一个重要问题。第二节 机械制造中的互换性一、互换性及其意义1、什么叫互换性?        例如：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M10-69螺栓的自由旋合。在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。 （1）定义 在制成的同一规格的一批零件中，不需任何挑选或附加加修配或再调整，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

7、性的零部件。（2）互换性给产品的设计、制造和使用带来很大方便1）从设计方面 按互换性进行设计可以最大限度地采用标准件、通用件，大大减少绘图、计算等工作量，缩短设计周期，并有利于产品多样化和计算机辅助设计。2）从制造方面 互换性有利于组织大规模专业化生产，有利于采用先先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造、实现加工、装配过程的机械化、自动化，减轻工人的劳动强度，提高生产效率，证产品质量，降低生产成本。3）从使用方面 零部件有互换性，可及时更换已经磨损、损坏了的零部件，减少了机器的维修时间和费用，保证机器能够连续而持久的运转，提高了机器的使用寿命。 所以互换性对保证产品质量，提高生产率和

8、增加经济效益具有重要意义，因此互换性是现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。二、互换性的分类 按互换的范围分 功能互换、几何参数互换本课程研究几何参数互换。什么是几何参数互换？几何参数互换是指零部件的尺寸、形状、位置及表面粗糙度等参数具有互换性。按互换程度分 完全互换、不完全互换什么是完全互换？一批零件、部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配、装配后既能满足预定的要求称为完全互换。什么是不完全互换？当装配精度要求较高时采用完全互换，将使零件精度要求提高、加工困难、成本增高。这时可适当降低零件制造精度，使之便于加工。而在加工好后通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，同一组内零件有互换性、组与组

9、之间不能互换、属不完全互换，称为不完全互换。当使用要求与制造水平、经济效益没有矛盾时采用完全互换，反之采用不完全互换。三、公差与检测实现互换性的条件零件在加工过程中不可避免的会产生各种误差,只要把几何参数的误差控制在一定范围内就能满足互换性的要求。零件几何参数误差的允许范围称为公差。包括尺寸公差、形状公差、位置公差等。加工好的零件是否满足公差要求，通过检测来判断，检测是机械制造的“眼睛”，产品质量地提高除设计和加工的精度提高外，更有耐于检测精度地提高。所以，合理确定公差、正确进行检测，是保证产品质量和实现互换性生产的两个必不可少的手段和条件。第三节 标准化一、标准化和标准什么是标准化？标准化是

10、指制定、贯彻标准的全过程。是实现互换性的前提。标准分类 按范围分为基础标准、产品标准、方法标准、安全与环境保护标准按级别分为国际标准和区域性标准、国家标准（GB）、部门标准（专业标准，如JB）、企业标准、行业标准、地方标准。国家标准和行业标准又分为：强制性标准和推荐性标准，80%以上标准属于推荐性标准公差标准属于基础标准。二、优先数和优先数系 （1）数值标准化 (数值标准化的必要性)   制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要通过数值表示。任何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关，还直接、间接地影响与其配套系列产品的参数值。如：螺母直径数值，影响并决定螺钉直径数值以及

11、丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。 为满足不同的需求，产品必然出现不同的规格，形成系列产品。产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、使用维修带来困难。故需对数值进行标准化。 （2）优先数系 优先数系是一种十进制的几何级数。我国标准GB/T 321-1980与国际标准ISO推荐系列符号R5、R10、R20、R40、R80系列，前四项为基本系列, R80为补充系列。其公比为： R5系列      q51.6      R10系列    q101.25 R20系

12、列     q201.12    R40系列    q401.06 R80系列     q801.03 本课程所涉及的有关标准中，诸如尺寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列等，也采用优先数系。课 题 第二章 测量技术基础学 时 3目的要求解测量的基本概念及其四要素、尺寸传递的概念、测量误差，理解测量方法的分类及其特点、计量器具的分类及常用的度量指标，掌握尺寸传递中的重要媒介、量块的基本知识。本章为一般讲解，要求学生基本掌握。重 点 量块的基本知识及应用难

13、 点 测量方法教学方法教学内容第一节 概述检测的意义为了满足机械产品的功能要求，在正确合理地完成了可靠性、使用寿命、运动精度等方面的设计以后，还须进行加工和装配过程的制造工艺设计，即确定加工方法、加工设备、工艺参数、生产流程及检测手段。其中，特别重要的环节就是质量保证措施中的精度检测。测量的基本要素“测量”是以确定量值为目的的全部操作。测量过程实际上就是一个比较过程，也就是将被测量与标准的单位量进行比较，确定其比值的过程。若被测量为L，计量单位为E，确定的比值为，则测量可表示为          

14、;                            一个完整的测量过程应包含被测对象、计量单位、测量方法（含测量器具）和测量精度等四个要素。被测对象被测对象在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度、角度、形状、相对位置、表面粗糙度以及螺纹、齿轮等零件的几何参数。 计量单位计量单位（简称单位）是以定量表示同种

15、量的量值而约定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制（SI）为基础的“法定计量单位制”。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等为基本单位。机械工程中常用的长度单位有“毫米”、“微米” 和“纳米” ，常用的角度单位是非国际单位制的单位rad、µrad（微弧度）和“度”、“分”、“秒” 。测量方法测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。测量精度测量结果与被测量真值的一致程度。（不考虑测量精度而得

16、到的测量结果是没有任何意义的）。 真值的定义为：当某量能被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到的量值。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。第二节 长度基准与量值传递一、长度基准 在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位名称是“米”。 1983年第17届国际计量大会上通过了作为长度基准的米的新定义，规定：“米”是在真空中在1/s的时间间隔内行进路程的长度。 我国采用碘吸收稳定的0.633µm氦氖激光辐射作为波长标准来复现“米”定义。二、量值传递在实际应用

17、中，不便于用光波作为长度基准进行测量，为了保证量值的准确和统一，必须把复现的长度基准的量值逐级准确地传递到生产中所应用的各种计量器具和被测工件上去，如图所示2-1为两个平行的系统向下传递，一个是端面量具（量块）系统，另一个是刻线量具（刻纹尺）系统。其中，以量块为量值传递媒介的系统应用较广。三、量块量块是没有刻度的、截面为矩形的平面平行端面。作为长度 尺寸传递的实物基准，广泛应用于计量器具的校准、和鉴定，精密画线和精密工件的测量等。1、量块的材料、形状和尺寸  量块是用铬锰钢等特殊合金钢材料制成的，具有线膨胀系数小、性质稳定、耐磨性好、硬度高、工作表面粗糙度值小以及研合性好等特点。量块

18、通常制成正六面体，它有2个相互平行的测量面和4个非测量面。量块上标出的尺寸称为量块的标称长度ln。标称长度小于6mm的量块，其公称值刻印在上测量面上；标称长度大于6mm的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上。2、量块的精度按国标GB/T60932001几何量技术规范（GPS）长度标准量块对量块按制造精度分5级：即0、1、2、3和K级，其中0级精度最高，3级最低，K级为校准级，主要根据量块长度极限偏差±te和量块长度变动量的最大允许值tv来划分的。量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。用量块长度极限偏差（中心长度与标称长度允许的最大误差）控制一批相同规格量块的长度

19、变动范围；用量块长度变动量（量块最大长度与最小长度之差）控制每一个量块两测量面间各对应点的长度变动范围。用户则按量块的标称尺寸使用量块。因此，按“级”使用量块必然受到量块长度制造偏差的影响，将把制造误差带入测量结果。图21 长度量值传递系统图22 量块制造高精度的量块的工艺要求高、成本也高，而且即使制造成高精度量块，在使用一段时间后，也会因磨损而引起尺寸减小，使其原有的精度级别降低。因此，经过维修或使用一段时间后的量块，要定期送专业部门按照标准对其各项精度指标进行检定，确定符合哪一“等”，并在检定证书中给出的标称尺寸的修正值。   标准规定了量块按其检定精度分为六等，即1、2、3、4

20、、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低，“等”主要依据量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。量块的“级”与“等”量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸，该尺寸包含其制造误差。按“等”使用时，必须以检定后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。  就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差小得多。所以，量块按“等”使用时其精度比按“级”使用要高，且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命。3、量块的应用量块有很好的研合性，所以

21、将量块顺其测量面加压推合，就能研合在一起。在一定范围内根据需要将多个尺寸不同的量块研合成量块组，从而扩大了量块的应用。我国成套生产的量块共有17中套别，每套的块数分别为91、83、46、38块等。表2-1列出了量块的尺寸系列。表2-1 成套量块的组合尺寸在使用量块组测量时，为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方法为：   36.745  所需尺寸  

22、0;           1.005  第一块量块尺寸    35.740     1.24   第二块量块尺寸34.500  4.5    第三块量块尺寸  30.000    第四块量块尺寸4、量块使用的注意事项：量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响其粘

23、合性。分清量块的“级”与“等”，注意使用规则。所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度与环境温度相同后方可使用。 轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精确度的影响。使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防锈脂存于干燥处。 第三节 计量器具计量器具是量具、量规、量仪和其他用于测量目的测量装置的总称。一、测量器具的分类计量器具按结构特点可分为量具、量规、量仪和测量装置等四类。1、量具  量具是一种具有固定形态、用以复现或提供一个或多个已知量值的器具。可分为：单值量具（如量块）和多值量具（如线纹尺）。量具

24、的特点是一般没有放大装置。2、量规量规是没有刻度的专用计量器具，用来检验工件实际尺寸和形位误差的综合结果。量规只能判断工件是否合格，而不能获得被除数测几何量的具体数值，如光滑极限量规、螺纹量规等。3、量仪量仪是指能将被测量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具。其特点是一般都有指示、放大系统。根据所测信号的转换原理和量仪本身的结构特点，量仪可分为以分为以下几种：（1）卡尺类量仪 如数显卡尺、游标卡尺等。（2）微动螺旋副类量仪 如数显等千分尺、普通千分尺等。（3）机械类量仪 如百分表、千分表等。（4）光学类量仪 如工具显微镜、测长仪等。（5）气动类量仪 如压力式量仪。（6）电学类量仪 如电

25、感比较仪。（7）机电类综合类量仪 如齿轮测量中心等。4、测量装置指为确定被测量所必需的测量装置和辅助设备的总体。二、计量器具的度量指标基本度量指标如下。1、分度间距（刻度间距）计量器具的刻度标尺或度盘上两相邻刻线中心间的距离。为便于读数，一般做成刻线间距为12.5mm的等距离刻线。 2、分度值（刻度值）计量器具的的刻度尺或度盘上两相邻刻线所代表的量值之差。例如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之差为0.01mm，则该测量器具的分度值为0.01mm。分度值是一种测量器具所能直接读出的最小单位量值，它反映了读数精度的高低，从一个侧面说明了该测量器具的测量精度高低。分度值通常取1、2、5的

26、倍数，一般来说，分度值越小，计量器具的精度越高。 3、示值范围由计量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围。如机械式比较仪的示值范围为-0.1+0.1mm（或±0.1mm），如图2-3所示。 4、测量范围：在允许误差限内，计量器具所能测量的被测量值的下限值至上限值的范围。例如，外径千分尺的测量范围有025mm、2550mm等。机械式比较仪的测量范围为0180mm，如图23所示。某些计量器具的测量范围是相同的，如游标卡尺、千分尺等。  5、示值误差测量仪器的示值与被测量的真值之差。示值误差是测量仪器本身各种误差的综合反映。因此，仪器示值范围内的不同工作点，示值误差是不相同的。

27、一般可用适当精度的量块或其它计量标准器，来检定测量器具的示值误差。 图23 机械式比较仪 6、示值变动性指在测量条件下不变的情况下，对同一被测量进行多次（一般510次）重复观察读数，其示值变化的最大差异。7、灵敏度指计量器具对被测量变化的反映能力。 8、灵敏阈（灵敏限） 是指引起计量器具示值可察觉变化的被测量的最小变化值，它表示计量器具对被测量微小的变化的敏感能力。9、回程误差 在相同条件下，被测量值不变，测量器具行程方向不同时，两示值之差的绝对值。它是由测量器具中测量系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。10、测量力在接触式测量过程中，测量器具测头与被测量面间的接触压力。测量力太大会引起弹性变

28、形，测量力太小会影响接触的稳定性。11、修正值指为消除系统误差，用代数法加到未修正的测量结果上的值。与示值误差绝对值相等而符号相反。12、计量器具的不确定度由于计量器具的误差而对被测量的真值不能肯定的程度。包括示值误差、回程误差等是一个综合指标。第四节 测量方法一、按实测量是否是被测量分类  1、直接测量  从测量器具的读数装置上得到欲测之量的数值或对标准值的偏差。例如用游标卡尺、外径千分尺测量外圆直径，用比较仪测量长度尺寸等。2、间接测量  先测出与被测量有一定函数关系的相关量，然后按相应的函数关系式，求得被测量的测量结果。二、按示值是否是被测量的整个量值分类1

29、、绝对测量从测量器具上直接得到被测参数的整个量值的测量。例如用游标卡尺测量零件轴径值。2、相对测量相对测量是指计量器具的示值仅表示被测量对已知标准量的偏差，而被测量的量值为计量器具的示值与标准量的代数和的测量方法。一般来说，相对测量的测量精度比绝对测量的测量精度高。三、按测量时计量器具的测头与被测表面之间是否有机械作用的测量力分类1、接触测量测量器具的测头与零件被测表面接触后有机械作用力的测量。如用外径千分尺、游标卡尺测量零件等。为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，但它可能使测量器具及被测件发生变形而产生测量误差，还可能造成对零件被测表面质量的损坏。2、非接触测量测量器具的感应元件与被测零件

30、表面不直接接触，因而不存在机械作用的测量力。属于非接触测量的仪器主要是利用光、气、电、磁等作为感应元件与被测件表面联系。如干涉显微镜、磁力测厚仪、气动量仪等。四、按同时被测参数的多少分类1、单项测量单独地、彼此没有联系地测量零件的单项参数。如分别测量齿轮的齿厚、齿形、齿距等。这种方法一般用于量规的检定、工序间的测量，或为了工艺分析、调整机床等目的。2、综合测量检测零件几个相关参数的综合效应或综合参数，从而综合判断零件的合格性。例如齿轮运动误差的综合测量、用螺纹量规检验螺纹的作用中径等。综合测量一般用于终结检验，其测量效率高，能有效保证互换性，在大批量生产中应用广泛。五、按被测量是否在加工过程中

31、进行分类1、在线测量 指在加工过程中对工件进行测量的方法。能即时防止废品产品，主要用于自动化生产线上。2、离线测量 指在加工后对工件进行测量的测量方法，测量结果仅限于发现并剔除废品。在线测量使检测与加工过程紧密结合，防止废品产生，是检测技术的发展方向。六、按被测工件在测量时所处状态分类1、静态测量测量时被测件表面与测量器具测头处于静止状态。例如用外径千分尺测量轴径、用齿距仪测量齿轮齿距等。2、动态测量测量时被测零件表面与测量器具测头处于相对运动状态，或测量过程是模拟零件在工作或加工时的运动状态，它能反映生产过程中被测参数的变化过程。例如用激光比长仪测量精密线纹尺，用电动轮廓仪测量表面粗糙度，在

32、磨削过程中测量零件的直径等。七、按决定测量结果的全部因素和条件是否变化分类1、等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件不变。例如，由同一个人，用同一台仪器，在同样的环境中，以同样方法，同样仔细地测量同一个量。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大都采用等精度测量。实际上，绝对的等精度测量是做不到的。 2、不等精度测量在测量过程中，决定测量结果的全部因素或条件可能完全改变或部分改变。由于不等精度测量的数据处理比较麻烦，因此一般用于重要的科研实验中的高精度测量。第五节 测量误差和数据处理一、测量误差的概念由于计量器具本身的误差以及测量方法和条件的限制，任何测量过程都不可避免

33、地存在误差，测量所得的值不可能是被测量的真值，测得值与被测量的真值之间的差异在数值上表现为测量误差。测量误差可以表示为绝对误差和相对误差。1、绝对误差是指被测量的测得值（仪表的指示值）与其真值之差，即由于测得值可能大于或小于真值，所以测量误差可能是正值也可能是负值。测量误差的绝对值越小，说明测得值越接近真值，因此测量精度就高。反之，测量精度就低。但这一结论只适用于被测量值相同的情况，而不能说明不同被测量的测量精度。例如，用某测量长度的量仪测量20mm的长度，绝对误差为0.002mm；用另一台量仪250mm的长度，绝对误差为0.02mm。这时，很难按绝对误差的大小来判断测量精度的高低。因为后者的

34、绝对误差虽然比前者大，但它相对于被测量的值却很小。为此，需用相对误差来评定。2、相对误差是指绝对误差的绝对值与被测量真值之比，即相对误差比绝对误差能更好地说明测量的精确程度。在上面的例子中，显然后一种测量长度的量仪更精确。 在实际测量中，由于被测量真值是未知的，而指示值又很接近真值，因此可以用指示值代替真值来计算相对误差。二、测量误差的来源测量误差产生的原因主要有以下几个方面：1、计量器具误差计量器具误差是指计量器具本身在设计、制造和使用过程中造成的各项误差。这些误差的综合反映可用计量器具的示值精度或不确定度来表示。2、标准件误差是指作为标准的标准件本身的制造误差和检定误差。例如，用量块作为标

35、准件调整计量器具的零位时，量块的误差会直接影响测得值。因此，为了保证一定的测量精度，必须选择一定精度的量块。3、测量方法误差是指由于测量方法不完善所引起的误差。例如，接触测量中测量力引起的计量器具和零件表面变形误差，间接测量中计算公式的不精确，测量过程中工件安装定位不合格等。4、测量环境误差指测量时的环境条件不符合标准条件所引起的误差。测量的环境条件包括温度、湿度、气压、振动及灰尘等。其中，温度对测量结果的影响最大。5、人员误差指由于测量人员的主观因素所引起的误差。例如，测量人员技术不熟练、视觉偏差、估读判断错误等引起的误差。总之，产生误差的因素很多，有些误差是不可避免的，但有些是可以避免的。

36、因此，测量者应对一些可能产生测量误差的原因进行分析，掌握其影响规律，设法消除或减小其对测量结果的影响，以保证测量精度。三、测量误差的分类根据测量误差的性质、出现的规律和特点，可分为两类，即系统误差、随机误差。1、系统误差  在相同条件下多次测量同一量值时，误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化的误差。计量器具本身性能不完善、测量方法不完善、测量者对仪器使用不当、环境条件的变化等原因都可能产生系统误差。系统误差对测量结果影响较大，要尽量减少或消除系统误差，提高测量精度。2、随机误差  在相同条件下，多次测量同一量值时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。对同一被除

37、数测量 进行连续多次重复测量而得到一系列测得值时，它们的随机误差的总体存在着一定的规律性。大量实验表明，随机误差通常服从正式分布规律。因此，可以利用概率和数理统计的一些方法来掌握随机误差的分布特性，估算误差范围，对测量结果进行处理。课外作业：参见习题集课后分析：课 题 第三章 光滑圆柱体结合的互换性及其检测课 时 6目的要求初步学会公差与配合正确选用，并能正确标注在图样上。明确标准中关于一般、常用和优先公差带的配合的规定，未注公差的线性尺寸的公差规定。非常清楚地理解有关尺寸、公差、偏差、配合等方面的术语、定义。牢固掌握有关标准公差、公差等级的规定、28个基本偏差的代号以及他们的分布规律，公差带

38、的概念和公差带图的画法、并能熟练查取标准公差和基本偏差表格，正确进行有关计算。本章为重点章节、重点讲解。重 点掌握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教学方法教学内容第一节 概述什么是极限？用于协调机器零件使用要求与制造经济性之间的矛盾。什么是配合？反映零件组合时相互之间的关系。为什么要进行极限与配合的标准化？有利于机器的设计、制造、使用和维修，有利于保证机械零件的精度、使用性能和寿命等要求，也有利于刀具、量具、机床等工艺标准的标准化。第二节 基本术语及定义一、有关孔和轴的定义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；基准

39、孔在基孔制配合中选作基准的孔确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。基准轴在基轴制配合中选作基准的轴孔为包容面，轴为被包容面。如图31所示由单一尺寸A所形成的内、外表面。二、尺寸的术语及定义1、尺寸：用特定单位表示长度值的数字。图3-1孔和轴的定义示意图2、基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。3、实际尺寸：通过测量所得的尺寸。包含测量误差，且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。用、表示。4、局部实际尺寸：一个孔或轴的任意横截面中的任一距离，即任何两相对点之间测得的尺寸。5、极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。两者中大的称为最大

40、极限尺寸，小的称为最小极限尺寸：孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为 、和、 表示。 6、最大实体极限（MML）最大实体尺寸尺寸：对应于孔或轴的最大材料量（实体大小）的那个极限尺寸。即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin。 7、最小实体尺寸（LML）最小实体尺寸：对应于孔或轴的最小材料量（实体大小）的那个极限尺寸。即：轴的最小极限尺寸 ；孔的最大极限尺寸。 三、 有关偏差与公差的术语及定义1、极限制经标准化的公差和偏差的术语及定义 2、偏差 某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。包括实际偏差和极限偏差。 根据某一尺寸为实际尺寸和极限尺寸，偏差又分

41、为实际偏差和极限偏差。3、极限偏差  因为极限尺寸又有最大极限尺寸和最小极限尺寸，所以极限偏差又分上偏差（、）和下偏差（、）。 对于孔：               对于轴：        图3-2尺寸、偏差与公差4、实际偏差实际尺寸减其基本尺寸所得代数差。应位于及限偏差范围之内。偏差可为正、负和零指，除零值以外，应标上相应的“+”和“-”号。5、尺寸公差 允许尺寸的变动量。等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝

42、对值。孔、轴的公差分别用和表示。              公差与极限偏差两者的区别：   从数值上看，极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；而公差是允许尺寸的变动范围，是没有正负号的绝对值，也不能为零（零值意味着加工误差不存在，是不可能的）。实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。从作用上看，极限偏差用于控制实际偏差，是判断完工零件是否合格的根据，而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度。 从工艺上看，对某一具体零件，对于同一尺寸段内的尺寸（尺寸分

43、段后）公差大小反映加工的难易程度，即加工精度的高低它是制定加工工艺的主要依据，而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。 两者的联系 公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所以确定了两极限偏差也就确定了公差。 6、零线 表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差，零线以上为正，以下为负。如图3-2所示。7、公差带 公差带图解中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。如图3-3所示。图3-3公差带图8、标准公差（IT）极限与配合国家标准中所规定的任一公差。 9、基本偏差用以确定公差带相对于零线

44、位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。 间隙 孔的尺寸减去与其配合的轴的尺寸所得数值为“正”者，称为间隙。 过盈 孔的尺寸减去与其配合的轴的尺寸所得数值为“负”者，称为过盈。四、有关配合的术语及定义通过公差带图的分析，我们能清楚地看到基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三大类。1、配合 ：  基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合。2、间歇配合：具有间隙（包括最小间隙为零）的配合名称为间隙配合。此时，孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正。孔的公差带在轴的公差带的上方。如图34所示。图3

45、-4间隙配合其特征值是最大间隙和最小间隙 。孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得的代数差称为最大间隙，用表示： 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最小间为隙，用表示： 实际生产中，平均间隙更能体现其配合性质。 3、过盈配合具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。此时，孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负。孔的公差在轴的公差带的下方。如图35所示。其特征值是最大过盈和最小过盈 孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得代数差称为最大过盈，用表示： 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得代数差称为最小过盈，用表示： 实际生产中平均过盈能体现其配合性图3-5过盈配合4

46、、过渡配合 可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠，其特征值是最大间隙和最大过盈 。 孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸所得到的代数差称为最大间隙，用表示：孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸所得的代数差称为最大过盈，用表示 实际生产中，其中平均松紧程度可能为平均间隙，也可能为平均过盈，即 图3-6过渡配合5、配合公差配合公差是指允许间隙或过盈的变动量，它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指，它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定配合质量的一个重要的中和指标。 在数值上，它是一个没有正、负号，也不能为零的

47、绝对值。它的数值用公式表示为： 对于间隙配合 对于过盈配合 对于过渡配合 配合公差反映配合精度，配合种类反映配合性质。例题3-1：计算 孔与轴配合的极限间隙，平均间隙及配合公差，并画出公差带图。解：极限间隙 =ES-ei=（+0.021）mm-（-0.033）mm=+0.054mm=EI-es=0mm-(-0.020)=+0.020mm平均间隙 mm=+0.037mm配合公差 =(+0.054)mm-(+0.020)mm=0.034mm公差带图如图3-7（a）。例题3-2：计算孔与轴配合的极限过盈，平均过盈及配合公差，并画出公差带图。 解：极限过盈=EI-es=0mm-（+0.041）mm=-

48、0.041mm=ES-ei=(+0.021)mm-(+0.028)mm=-0.007mm平均过盈 =mm=-0.024mm配合公差 =(-0.007)mm-(-0.041)mm=0.034mm公差带图如图3-7b)。图3-7公差带例题3-3：计算孔与轴配合的最大间隙和最大过盈，平均间隙或平均过盈及配合公差，并画出公差带图。解：最大间隙=ES-ei=（+0.021）mm-（+0.002）mm=+0.019mm=EI-es=0mm-（+0.015）mm=-0.015mm平均间隙或平均过盈 =mm=+0.002mm(平均间隙)配合公差 =(+0.019)mm-(-0.015)mm=+0.034mm公

49、差带图如图3-7c)。改变孔和轴的公差带位置可以得到很多种配合，为便于现代大生产，简化标准， 标准对配合规定了两种配合制：基孔制和基轴制。 6、基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合 的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，其下偏差为零。8、 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴， 综上所述，各种配合是由孔、轴公差带之间的关系决定的，而公差带的大小和位置又分别由标准公称和基本偏差所决定。标准公称和基本偏差的制定及如何构成系列在下一节祥介。第三节 极限与配合国家标准的构成极限与配合国家标准由12

50、个部分标准构成。包括基础、选择、配合与计算、测量与检验、应用等5个方面，它适用与非圆柱形光滑工件的尺寸公差、尺寸检验以及由它们组成的配合。一、标准公差系列      标准公差是为国家标准极限与配合制中所规定的任意公差。它的数值取决于孔或轴的标准公差等级和基本尺寸。 1、标准公差等级及其代号 GB/T1800.2-1998将标准公差分为20个等级，它们用符号IT和阿拉伯数字组成的代号表示，分别为IT01、IT0、IT1、IT2IT18表示。其中，IT01等级最高，然后依次降低 IT18最低。而相应的标准公差值依次增大，即IT01公差值最小，IT18公差值最

51、大。 2、标准公差因子标准公差因子（单位：m）是计算标准公差的基本单位，也是制定标准公差数值系列的基础。基本尺寸500mm的尺寸段，标准公差因子 =0.45+0.001D式中D为基本尺寸段的几何平均值。   3、标准公差数值的计算 基本尺寸500mm的尺寸段，其标准公差数值计算式为：T= 4、基本尺寸分段 根据标准公差计算式来看，每一个基本尺寸都应当有一个相应的公差值。但在实际生产中，基本尺寸很多，会形成一个庞大的公差数值表，反而给生产带来许多困难。实际上，公差等级相同而基本尺寸相近的公差数值差别并不大。机械产品中，基本尺寸不大于500 的尺寸段在生产中

52、应用最广，该尺寸段称为常用尺寸段。 各种配合是由孔与轴的公差带之间的关系决定的，而孔轴公差带是由它的大小和位置决定的，而公差带大小由标准公差决定，公差带的位置由基本偏差决定。为了简化标准公差数值表格，国标采用了基本尺寸分段的方法。对同一尺寸段内的所有基本尺寸，在公差等级相同的情况下，规定相同的标准公差。 二、 基本偏差系列 1、基本偏差定义 用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指最靠近零线的那个偏差。当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下偏差，当公差带位于零线下方时，其基本偏差为上偏差。基本偏差是新国家标准中使公差带位置标准化的唯一指标。 2、基本偏差代号及其特点基本偏

53、差的代号用拉丁字母表示，大写字母代表孔，小写字母代表轴在26个字母中，除去易与其他含义混淆的I、L、O、Q、W(i、l、o、q、w)5个字母外，采用21个，再加上用双字母CD、EF、FG、ZA、ZB、ZC、Js、(cd、ef、fg、za，zb、zc、js)表示的7个，共有28个，即孔和轴各有28个基本偏差其中JS和js在各个公差等级中完全对称，因此，其基本偏基可为上偏差()，也可为下偏差()。 3、基本偏差系列图基本偏差系列如图3-8所示，图中公差带的一端是封闭的，它表示基本偏差，可查表确定其数值。另一端是开口的，它的位置将取决于标准公差等级。各种基本偏差所形成配合的特征 （1）间隙配合 孔：

54、 基本偏差代号为AH的孔与基准轴相配形成间隙配合，其基本偏差（封口一端）为EI，EI的数值依次减小，其未封口一端为ES，ES=EI+IT。H的基本偏差EI=0。 轴：基本偏差代号为ah的轴与基准孔相配形成过盈配合，其基本偏差（封口一端）为es（可查表33）， 依次降低，其未封口一端为ei，ei=es-IT。h的基本偏差es =0。（2）过渡配合js、j、k、m、n（或JS、J、K、M、N）等五种基本偏差与基准孔H（或基准轴h）形成过渡配合，基本偏差（封口一端）为ES， 依次增大，其中JS、J、K、M、N未封口一端为EI，EI=ES-IT。其中，JS，J、

55、对称于零线，即ES=，EI= 。js、j、k、m、n j，基本偏差（封口一端）为ei，ei依次增大，其未封口一端为es，es=ei+IT。其中，js对称于零线，即es=，ei= 。 （3）过盈配合 p-zc（或P-ZC）等12种基本偏差与基准孔H（或基准轴h）形成过盈配合，其中P-ZC基本偏差（封口一端）为ES，依次增大，未封口一端为EI，EI=ES-IT。 p-zc，基本偏差（封口一端）为ei，ei依次增大，其未封口一端为es，es=ei+IT。 图3-8基本偏差系列图 三、轴的基本偏差的确定轴的基本偏差数值是以基孔制为基础，根据各种配合要求，经过理论计算、实验或统计分析得到的。见表3-3。轴的另一极限偏差个可根据下式计算。四、孔的基本偏差的确定     对于同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对零线是完全对称的。即孔与轴的基本偏差的绝对值相等，而符号相反。 适用范围：以下情况除外的所有孔的基本偏差。当基本尺寸大于3mm至500mm，标准公差等级IT8的K、M、N和标准公差等级IT7