互换性与技术测量-实用

1、互换性与技术测量互换性与技术测量特点：特点：专业技术课专业技术课 重要性：重要性：承上启下承上启下 性质：性质：互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学，互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学，本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。参考书：参考书： 互换性与测量技术基础互换性与测量技术基础，王伯平主编，机械工业出版社；，王伯平主编，机械工业出版社； 互换性与测量技术互换性与测量技术，陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社；，陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社； 互换性与技术测量基础互换性与技术测量基础，胡风兰主编，机械工业出版社。，胡风兰主编，机械工

2、业出版社。互换性与技术测量互换性与技术测量n第第1 1章章 绪论绪论n第第2 2章章 测测量技术概论量技术概论n第第3 3章章 圆柱公差与配合圆柱公差与配合n第第4 4章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测n第第5 5章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测n第第6 6章章 光滑极限量规光滑极限量规n第第7 7章章 滚动轴承的公差与配合滚动轴承的公差与配合n第第8 8章章 螺纹公差与配合螺纹公差与配合n第第9 9章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合n第第1010章章 圆锥的公差配合及检测圆锥的公差配合及检测n第第1111章章 渐开线圆柱齿轮的传动的互换性渐开线圆柱齿轮的传动的互

3、换性 互换性与技术测量互换性与技术测量1.1 1.1 互换性概述互换性概述1. 1.定义：定义：在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选或附加加工（如钳工修配）或再调整就可装上机器（或或附加加工（如钳工修配）或再调整就可装上机器（或部件）上，而且达到原定使用性能要求。部件）上，而且达到原定使用性能要求。 1.1.1 1.1.1 什么是互换性？什么是互换性？第第1 1章章 绪论绪论互换性与技术测量互换性与技术测量n2.分类分类n按照不同的分类原则，互换性有不同的分类形式按照不同的分类原则，互换性有不同的分类形式n1）按照互换的范围分为几何参数互换和功能互换

4、n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。n功能互换是指零部件的几何参数、物理性能、化学性能以及力学性能等参数都具有互换性。n本课程主要研究几何参数的互换性。互换性与技术测量互换性与技术测量 2）按照互换程度分为：完全互换（绝对互换）和不完全）按照互换程度分为：完全互换（绝对互换）和不完全互换（有限互换）互换（有限互换）； 若零件（或部件）在装配或更换时，不仅不需辅助加工与若零件（或部件）在装配或更换时，不仅不需辅助加工与修配，而且不需选择，则具有完全互换性。修配，而且不需选择，则具有完全互换性。 当装配精度要求很高时，采用完全互换将使零件尺寸公差当装配精度要求很

5、高时，采用完全互换将使零件尺寸公差很小，加工困难，成本高，甚至无法加工。这时对某些形状很小，加工困难，成本高，甚至无法加工。这时对某些形状误差很小而生产批量较大的零件，可将其制造公差适当的放误差很小而生产批量较大的零件，可将其制造公差适当的放大，以便与加工，而在加工完毕后再用测量器具（计量器具）大，以便与加工，而在加工完毕后再用测量器具（计量器具）将零件按实际尺寸大小分为若干组，使同组零件间的差别减将零件按实际尺寸大小分为若干组，使同组零件间的差别减小，按组进行装配。这样既可保证装配精度与使用要求，又小，按组进行装配。这样既可保证装配精度与使用要求，又可解决加工困难，降低成本。此时仅组内零件可

6、以互换，组可解决加工困难，降低成本。此时仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换，故叫不完全互换与组之间不可互换，故叫不完全互换 。 互换性与技术测量互换性与技术测量1.1.2 1.1.2 互换性在机械制造中有什么作用？互换性在机械制造中有什么作用？1. 1.在设计方面：在设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件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，缩短了设计和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，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。周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。2. 2.在制造方面：在制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先有利

7、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，进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。3. 3.在使用、维修方面：在使用、维修方面：减少了机器的使用和维修的时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。间和费用，提高了机器的使用价值。军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性;给日常生活带来极大方便(备胎、电子元件等等)互换性与技术测量互换性与技术测量1.1.3 怎样使零件具有互换性？怎样使零件具有互换性？作为机械行业人员，要牢牢掌握两点：1.加工的产品要满足使用性能

8、；2.加工产品要有合理的经济性。互换性与技术测量互换性与技术测量n为保证零件的使用性能和制造的经济性，设计时要给出合理的公差值，把加工误差限制在允许的范围之内。n加工误差的分类：按照加工误差产生的原因和对零件使用性能的影响，可以把误差分为：1.尺寸误差：按照同一规格加工的一批零件的实际尺寸对理想尺寸的偏移量。2.形状误差：指零件上几何要素的实际形状对理想形状的偏移量。3.位置误差：指零件上几何要素的实际位置对理想位置的偏移量。4.表面粗糙度：零件表面微观的高低不平，是微观的形状误差。 互换性与技术测量互换性与技术测量公差：某个几何参数允许变化的范围，用以限制误差，保证使用性能。 上述几种误差都

9、有相应公差，规定的原则和方法不同。要使零件具有互换性，就应该按照一定的规要使零件具有互换性，就应该按照一定的规格和公差制造。这就需要对数值系列、公差格和公差制造。这就需要对数值系列、公差规定统一的标准。还要用统一的标准进行检规定统一的标准。还要用统一的标准进行检验，因此，制定标准、贯彻标准是实现互换验，因此，制定标准、贯彻标准是实现互换性的先决条件。性的先决条件。互换性与技术测量互换性与技术测量1.2标准和标准化2.2.检测：检测：检测包含检验与测量。 3.实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。互换性与技术测量互换性与技术测量1.2.1 1.2.1 标准的引入标准的引入 现代化工业生产的

10、特点是规模大，协作单位多，互换现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确协调各生产部门和准确衔接各生产环性要求高，为了正确协调各生产部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调手段，使分散的局部的生产部门和生节，必须有一种协调手段，使分散的局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统产环节保持必要的技术统 一。成为一个有机的整体，以实一。成为一个有机的整体，以实现互换性生产。现互换性生产。标准与标准化正是联系这种关系的主要途标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是实现互换性的基础。径和手段，是实现互换性的基础。互换性与技术测量互换性与技术测量1.2.2 1.2.2 标准的

11、定义：标准的定义：标准标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科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。共同遵守的准则和依据。1.2.3 1.2.3 标准的分类：标准的分类：我国标准分为国家标准（我国标准分为国家标准（GBGB） 、行业标准（、行业标准（专业标准，专业标准，如如JBJB） 、地方标准和企业标准。、地方标准和企业标准。互换性与技术测量互换性与技术测量1.2.4 1.2.4

12、 国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO） 在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，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（简称成立了国际标准化组织（简称ISOISO）和国际电工委员）和国际电工委员会（简称会（简称IECIEC），由这两个组织负责制定和颁发国际），由这两个组织负责制定和颁发国际标准。我国于标准。我国于19781978年恢复参加年恢复参加ISOISO组织后。陆续修订组织后。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际的基础上向ISOISO靠拢，以利于加强我国在国际上的靠拢，以利于加强

13、我国在国际上的技术交流和产品互换。技术交流和产品互换。互换性与技术测量互换性与技术测量1.2.5 1.2.5 标准化标准化1. 1.定义：定义：指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等等。归纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等等。标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不断提高的过程。断提高的过程。2. 2.薏义：薏义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是实

14、现标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。互换性与技术测量互换性与技术测量1.31.3优先数和优先数系优先数和优先数系1.3.1 1.3.1 数系的传播数系的传播 优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协调和统一的一种科学的数值制度。 互换性与技术测量互换性与技术测量数系的优化有个过程，标准化初期，最早人们采用算术级数（即等差级数）但是有很大缺点。,2 ,.,a ad adand23,.,.1,2,3,.

15、na ar arararn 后来采用了几何级数（等比级数）互换性与技术测量互换性与技术测量1.3.2 1.3.2 我国采用的优先数系我国采用的优先数系GB/T 321-1980 8555404101010402202020401404040401802808040101.6101.25101.12101.06101.03RqqRqqRqqRqqRqq系 列 ：系 列 ：系 列 ：系 列 ：系 列 ：互换性与技术测量互换性与技术测量R5R10R20R40R5R10R20R401.001.001.001.003.153.153.151.063.351.121.123.553.551.183.751

16、.251.251.254.004.004.004.001.324.251.401.404.504.501.504.751.601.601.601.605.005.005.001.705.301.801.805.605.601.906.002.002.002.006.306.306.306.302.126.702.242.247.107.102.367.502.502.502.502.508.008.008.002.658.502.802.809.009.003.0010.0010.0010.0010.00互换性与技术测量互换性与技术测量公差等级公差等级IT5IT5IT18,IT18,采用采用R

17、5R5系列系列IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12；7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i；显微镜的物镜放大倍数采用显微镜的物镜放大倍数采用R5R5系列：系列：1.6X1.6X，2.5X2.5X，4X4X，6.3X6.3X，10X10X，25X25X，40X40X，63X63X，100X100X；水泵流量采用水泵流量采用R10/3R10/3派生系列：派生系列：6.36.3，12.512.5，2525，505

18、0，100100，400400（m3/hm3/h）；）；R10/3派生系列是在派生系列是在R10系列中每隔两项取值得到系列中每隔两项取值得到的。的。水泵扬程采用水泵扬程采用R10/2R10/2派生系列：派生系列：8 8，12.512.5，2020，3232，5050，8080，125125（mm）；）；类似于类似于R10/3派生系列，派生系列， R10/2派生系列是每派生系列是每隔一项取值得到隔一项取值得到互换性与技术测量互换性与技术测量n1.4本课程的性质、内容和基本要求n本课程是机械类各专业的重要技术基础课n 它包含几何量精度设计与误差检测两方面的内容，是联系机械设计、机械制造工艺学、机械

19、制造装备设计等课程及其课程设计的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。互换性与技术测量互换性与技术测量n学生学完本课程以后，应达到如下基本要求：n（1）掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语及定义；n（2）基本掌握几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则；n（3）初步学会根据机器和零件的功能要求，选用公差与配合；n（4）能够查用本课程讲授的公差表格和正确标注图样；n（5）建立技术测量的基本概念，了解基本测量原理与方法和初步学会使用常用计量器具，知道分析测量误差与处理测量结果，会设计检验圆柱形零件的量规。n总之，本课程的任务在于使学生获得机械工程技术人员所必须具备的几何量公差与检测方

20、面的基本知识和技能。互换性与技术测量互换性与技术测量小小 结结1. 互换性的概述 互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能。 零、部件在装配前不挑，装配时不调整或修配，装配后能满足使用要求的互换性称完全互换；零、部件在装配时要采用分组装配或调整等工艺措施，才能满足装配精度要求的互换性称不完全互换。如装配时，还需要附加修配的零件，则不具有互换性。 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则，是我们在设计、制造中必须遵循的。既便是采用修配法保证装配精度的单件或小批量生产的产品（此时零、部件没有互换性）也必须遵循互换性原则。2. 实现互换性的前提 标准化是实现互换性的前提。只

21、有按一定的标准进行设计和制造，并按一定的标准进行检验，互换性才能实现。互换性与技术测量互换性与技术测量3. 优先数系 由一系列十进制等比数列构成，代号Rr。优先数系中的每个数都是一个优先数。每个优先数系中，相隔 r项的末项与首项相差10倍；每个十进制区间中各有r个优先数。互换性与技术测量互换性与技术测量第第2 2章章 长度测量基础长度测量基础2.1 2.1 概述概述1. 1.定义：定义：被测的量与作为被测的量与作为单位或标准的量单位或标准的量进行比进行比较，从而确定二者比值的试验过程。较，从而确定二者比值的试验过程。2. 2.意义：意义：若被测量为若被测量为L L，标准量为，标准量为E E，那

22、么测量就，那么测量就是确定是确定L L是是E E的多少倍。即确定比值的多少倍。即确定比值q = L / Eq = L / E，最，最后获得被测量后获得被测量L L的量值，即的量值，即L = qEL = qE。测量对象测量对象计量单位计量单位测量方法测量方法测量精确度（或准确度）测量精确度（或准确度）四个要素四个要素2.1.12.1.1测量的基本概念测量的基本概念互换性与技术测量互换性与技术测量2.1.2 2.1.2 尺寸传递尺寸传递2.1.3 2.1.3 量块的基本知识量块的基本知识1. 1.量块的材料、形状和尺寸量块的材料、形状和尺寸L4L3L2L量块L1平晶2. 2.量块精度：量块精度：制

23、造精度，按制造精度，按GB6093GB609320012001规定规定5 5级：级：0 00 0、0 0、1 1、2 2、3 3和和K K六级（六级（0000级最高，级最高，3 3级最低，级最低，KKKK级为校准级）；级为校准级）；检定精度，有检定精度，有1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6共六等。共六等。3. 3.量块使用：量块使用：互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量总块数尺寸系列/mm 间隔/mm 块数0.511.0051.011.491.51.92.09.510100830.010.10.5101114951610互换性与技术测量互换性与技术测量n

24、量块按“级”使用的时候，是以量块的标称长度为工作尺寸，该尺寸包括了量块的制造误差，误差将被引入测量结果中，不需要加修正值，使用比较方便。n量块按“等”使用的时候，不是再以标称长度为工作尺寸，而是用量块经检定后所给的实测中心长度做为工作尺寸，该尺寸排除了制造误差，仅包含检定时较小的测量误差。互换性与技术测量互换性与技术测量例如：要组成例如：要组成33.625mm的尺寸，采用的尺寸，采用83块一套的量块块一套的量块33.625 -1.00532.62-1.0231.6 -1.6 30互换性与技术测量互换性与技术测量33.62533.625所需尺寸所需尺寸 1.005 1.005第一块量块第一块量块

25、 32.6232.62 1.021.02. .第二块量块第二块量块31.631.6 1.61.6. .第三块量块第三块量块 3030第四块量块第四块量块互换性与技术测量互换性与技术测量1.005201.286.528.785互换性与技术测量互换性与技术测量n量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。n使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响其粘合性。伤，影响其粘合性。n分清量块的分清量块的“级级”与与“等等”，注意使用规则。，注意使用规则。n所选量块应用航空汽油清洗、洁

26、净软布擦干，待量块温度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。与环境温度相同后方可使用。n轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。n不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手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。温对测量精确度的影响。n使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防使用完毕，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。锈脂存于干燥处。4. 4.量块使用注意的问题：量块使用注意的问题：互换性与技术测量互换性与技术测量2.2 2.2 测量方法

27、和计量器具测量方法和计量器具2.2.12.2.1测量方法的分类：测量方法的分类：4 4. .按零件上同时被测参数的多少分按零件上同时被测参数的多少分综合测量和单项测量。综合测量和单项测量。5 5. .按测量是否在工艺过程中进行分按测量是否在工艺过程中进行分在线测量和离线测量。在线测量和离线测量。6 6. .按决定被测工件精度的因素是否改变分按决定被测工件精度的因素是否改变分等精度等精度测量和测量和不等精度测量。不等精度测量。1 1. .按实测量与被测量的关系分为按实测量与被测量的关系分为直接测量和间接测量。直接测量和间接测量。2 2. .按测量结果的读数值不同分按测量结果的读数值不同分绝对测量

28、和相对测量。绝对测量和相对测量。3 3. . 按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分接触接触测量和非接触测量。测量和非接触测量。互换性与技术测量互换性与技术测量2.2.22.2.2计量器具的分类：计量器具的分类：一、按照结构特点可以分为下列四类一、按照结构特点可以分为下列四类1 1. .量具：量具：结构简单，用来具体表示测量单位倍数或分数的测量工具。量具是一种具有固定形态、用以复现或提供一个或多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

29、）。量具的特点是一般没有放大多值量具（如线纹尺）。量具的特点是一般没有放大装置。装置。 2 2. .量规：量规：量规是没有刻度的专用计量器具，用来检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。数值，如光滑极限量规、螺纹量规等。 互换性与技术测量互换性与技术测量n3、量仪n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

30、和量仪本身的结构特点，量仪可分为以分为以下几种：n（1）卡尺类量仪 如数显卡尺、游标卡尺等。n（2）微动螺旋副类量仪 如数显等千分尺、普通千分尺等。n（3）机械类量仪 如百分表、千分表等。n（4）光学类量仪 如工具显微镜、测长仪等。n（5）气动类量仪 如压力式量仪。n（6）电学类量仪 如电感比较仪。n（7）机电类综合类量仪 如齿轮测量中心等。互换性与技术测量互换性与技术测量n4、测量装置n指为确定被测量所必需的测量装置和辅助设备的总体 互换性与技术测量互换性与技术测量n二、按照用途分类二、按照用途分类n1.标准计量器具：是指测量时体现标准量的测量器具。n 通常用来校对和调整其它计量器具，或作为

31、标准量与被测几何量进行比较，如线纹尺、量块、多面棱体等。n2.通用计量器具：指通用性大可用来测量某一范围内各种尺寸（或其 n 它几何量），并能获得具体数值的计量器具，如千分尺、千分表、测长仪等。n3.专用计量器具：是指用于专门测量某种或某个特定几何量的计量器n 具，如量规、圆度仪、基节仪等。互换性与技术测量互换性与技术测量n三、按照结构和工作原理分三、按照结构和工作原理分n1.机械式计量器具：是指通过机械结构实现对被测量的感受、传递和放大的计量器具，如机械式比较仪、百分表和扭簧比较仪等n2.光学式计量器具：是指通过光学方法实现对被测量的转换和放大的计量器具，如光学式比较仪、投影仪、自准直仪和工

32、具显微镜等。n3.气动式计量器具：是指靠压缩空气通过气动系统时的状态（流量或压力）变化来实现对被测量的转换的计量器具，如水柱式和浮标式气动量仪等。n4.电动式计量器具：是指将被测量通过传感器转变为电量，再经变换而获得读数的计量器具，如电动轮廓仪和电感测微仪等。n5.光电式计量器具：是指利用光学方法放大或瞄准，通过光电元件再转换为电量进行检测，以实现几何量的测量的计量器具，如光电显微镜、光电测长仪等。互换性与技术测量互换性与技术测量2.2.32.2.3计量器具的度量指标计量器具的度量指标n刻度间距刻度间距a a ：计量器具刻度尺上两相临刻线中心之间计量器具刻度尺上两相临刻线中心之间的距离圆或弧长

33、度。的距离圆或弧长度。 n分度值分度值i i ：计量器刻度尺上每一刻度间距所代表的被计量器刻度尺上每一刻度间距所代表的被测量值。测量值。n示值范围：示值范围：示值范围是指计量器具刻度标尺或刻度盘示值范围是指计量器具刻度标尺或刻度盘内所能显示或指示的被测几何量起始到终止的范围。内所能显示或指示的被测几何量起始到终止的范围。 n测量范围：测量范围：测量范围是指计量器具所能测量零件的最测量范围是指计量器具所能测量零件的最小值到最大值的范围。小值到最大值的范围。 互换性与技术测量互换性与技术测量n示值误差：示值误差：示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数

34、差。可以用修正值进行修正。的代数差。可以用修正值进行修正。 n测量的变动性：测量的变动性：在相同的测量条件下，对同一被测几何量在相同的测量条件下，对同一被测几何量进行连续多次测量时，其测量结果之间的一致性。通常以进行连续多次测量时，其测量结果之间的一致性。通常以测量重复性误差的极限（正、负偏差）来表示。测量重复性误差的极限（正、负偏差）来表示。n灵敏度灵敏度K K：灵敏度是指计量器具对被测量微小变化的响应灵敏度是指计量器具对被测量微小变化的响应变化能力。若用变化能力。若用DLDL表示被测观察量的增量，用表示被测观察量的增量，用DXDX表示被表示被测量值的增量，则测量值的增量，则K=DL/DXK

35、=DL/DX。若分子与分母具有相同量。若分子与分母具有相同量纲时，灵敏度又称放大比，它等于刻度间距纲时，灵敏度又称放大比，它等于刻度间距a a与分度值与分度值i i之之比，即比，即K=a/iK=a/i。一般地说，分度值越小，灵敏度就越高。一般地说，分度值越小，灵敏度就越高。 n测量力：测量力：测量力是指在接触测量过程中，量仪的敏感元件测量力是指在接触测量过程中，量仪的敏感元件与被测量工件表面之间的接触压力。测量力将引起测量器与被测量工件表面之间的接触压力。测量力将引起测量器具和被测件的弹性变形，是精密测量中的一个重要的误差具和被测件的弹性变形，是精密测量中的一个重要的误差源。源。互换性与技术测

36、量互换性与技术测量 计量器具的不确定度：计量器具的不确定度：测量不确定度是指由于测量误差的测量不确定度是指由于测量误差的存在而对被测量值的真值不能肯定的程度。它是综合指标，存在而对被测量值的真值不能肯定的程度。它是综合指标，不能修正，只能用来估计测量误差的范围。例如，分度值不能修正，只能用来估计测量误差的范围。例如，分度值为为0.01mm0.01mm的千分尺在车间条件下，测量的千分尺在车间条件下，测量0 050mm50mm的尺的尺寸时，其不确定度为寸时，其不确定度为0.004mm0.004mm，说明测量结果与被测，说明测量结果与被测量真值之间的差值最大不会大于量真值之间的差值最大不会大于+0.

37、004mm+0.004mm，最小不会小，最小不会小于于-0.004mm-0.004mm。n修正值：修正值：修正值是指为了消除系统误差用代数法加到测量修正值是指为了消除系统误差用代数法加到测量结果上的值，其值与示值误差的大小相等，符号相反。结果上的值，其值与示值误差的大小相等，符号相反。互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量2.32.3常用长度量具与量仪常用长度量具与量仪n2.3.1 游标卡尺n游标卡尺是一种应用游标原理所制成的量具，由于其结构简单、使用方便、测量范围较大，在生产中最为常用。游标尺按所测位置的尺寸分为普通游标卡尺、深度游标卡尺和高度游标卡尺。n1尺身；2

38、微动螺母；3尺框；4内尺寸测量爪；5外尺寸测量爪；6锁紧螺钉n普通游标卡尺机构图。游标量具的分度值有0.02mm、0.1mm和0.05mm三种。 互换性与技术测量互换性与技术测量n2.3.2 千分尺n千分尺是应用螺旋传动原理制成的量具，分为外径千分尺、内径千分尺与深度千分尺。n1结构结构 n千分尺结构如上图所示。n1尺架；2测砧；3测微螺杆；4螺纹轴套；5固定套筒；6微分筒；7调节螺母；8接头；9垫片；10测力装置；n11锁紧机构；12绝热板；13锁紧轴互换性与技术测量互换性与技术测量n测微螺杆与微分筒连为一体，紧压入尺架内的固定套筒的右端有一螺母，测微螺杆与刻度套筒一起边旋转边做直线位移，设

39、测微螺杆的螺距p为0.5mm，微分筒周共刻有50条等分刻度。当测微螺杆与微分筒旋转一周时，其轴向位移为0.5mm；而刻度套筒旋转一格时，其轴向位移为0.5/50=0.01mm。互换性与技术测量互换性与技术测量n2.3.3 机械式量仪n1.百分表n百分表是一种应用最广的机械量仪，其外形如下图所示，常用于生产中检测长度尺寸、形位误差、调整设备或装夹找正工件，以及用来作为各种检测夹具及专用量仪的读数装置等。互换性与技术测量互换性与技术测量n2.杠杆齿轮比较仪n杠杆齿轮比较仪是将测量杆的直线位移，通过杠杆齿轮传动系统转变为指针在表盘上的角位移。下图（a）为仪器的外形图，图（b）为传动原理图。互换性与技

40、术测量互换性与技术测量n3扭簧比较仪扭簧比较仪互换性与技术测量互换性与技术测量2.32.3测量误差与数据处理测量误差与数据处理2.3.12.3.1测量误差的基本概念测量误差的基本概念1 1. .测量误差的定义：测量误差的定义：x x0 x0 x 2. 2.研究测量误差的目的：研究测量误差的目的：在一定的测量条件下，在一定的测量条件下，尽可能使测得值接近于真值，并对测得值的可尽可能使测得值接近于真值，并对测得值的可靠性做科学合理的评价。靠性做科学合理的评价。3 3. .测量误差的表示方法：测量误差的表示方法： 绝对误差：绝对误差： x x0 相对误差：相对误差： / / /x0 / /x互换性与

41、技术测量互换性与技术测量2.3.22.3.2测量误差的来源测量误差的来源1 1. .基准件误差基准件误差2 2. .计量器具误差计量器具误差3. 3.测量方法误差测量方法误差4. 4.测量环境误差测量环境误差5. 5.人员误差人员误差互换性与技术测量互换性与技术测量2.3.32.3.3测量误差的分类测量误差的分类1. 1.系统误差：系统误差：多次测量同一量值时，误差的多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或按一定的规律绝对值和符号保持不变，或按一定的规律变化的误差变化的误差 。2. 2.随机误差：随机误差：多次测量同一量值，误差的绝多次测量同一量值，误差的绝对值和符号以不可预定的方式

42、变化着，但对值和符号以不可预定的方式变化着，但误差出现的整体是服从统计规律的误差。误差出现的整体是服从统计规律的误差。3. 3.粗大误差：粗大误差：是指超出在规定条件下预计的是指超出在规定条件下预计的误差，是由某种不正常的原因造成的。误差，是由某种不正常的原因造成的。互换性与技术测量互换性与技术测量1. 1.精密度：精密度：表示测量结果中随机误差大小的程度。表示测量结果中随机误差大小的程度。2. 2.正确度：正确度：表示测量结果中系统误差大小的程度。表示测量结果中系统误差大小的程度。3. 3.精确度：精确度：指测量结果受系统误差与随机误差综合指测量结果受系统误差与随机误差综合影响的程度。影响的

43、程度。2.3.42.3.4测量精度测量精度互换性与技术测量互换性与技术测量2.3.52.3.5随机误差的特征及其评定随机误差的特征及其评定1. 1.随机误差的分布及其特征随机误差的分布及其特征互换性与技术测量互换性与技术测量实际分布曲线ni/N互换性与技术测量互换性与技术测量yO正态分布曲线22221eyn对称性对称性n单峰性单峰性n有界性有界性n低偿性低偿性互换性与技术测量互换性与技术测量2 2、随机误差的评定指标、随机误差的评定指标 1 1）算术平均值）算术平均值LNiiNNlNlllL121/.NLlNiiNii11NLLNii1残余误差残余误差 LliiNiiN10lim互换性与技术测

44、量互换性与技术测量2 2）标准偏差）标准偏差 第一组：第一组：12.005，11.996，12.003，11.994，12.002第二组：第二组：11.90，12.10，11.95，12.05，12.00测量列中任一测得值的标准偏差测量列中任一测得值的标准偏差 NNNiiN1222221.互换性与技术测量互换性与技术测量2222ey21maxy321max3max2max1yyy121222deydP%73.999973. 033ydP3lim互换性与技术测量互换性与技术测量012361 62 63y互换性与技术测量互换性与技术测量单次测量标准偏差的估计值单次测量标准偏差的估计值 NiiN12

45、11互换性与技术测量互换性与技术测量 相同条件下，对同一被测量，将测量列分为若干组，每组进行n次的测量称为多次测量。 标准偏差代表一组测得值中任一测得值的精密程度，但在多次重复测量中是以算术平均值作为测量结果的。因此，更重要的是要知道算术平均值的精密程度，可用算术平均值的标准偏差表示。根据误差理论，测量列算术平均值的标准偏差用下式计算NL) 1(12NNvNNiiL测量列算术平均值的标准偏差测量列算术平均值的标准偏差 L互换性与技术测量互换性与技术测量2.3.62.3.6测量列中各类测量误差的处理测量列中各类测量误差的处理1. 1.系统误差的处理系统误差的处理1 1）常值系统误差的发现）常值系

46、统误差的发现 2 2）变值系统误差的发现）变值系统误差的发现 2. 2.随机误差的处理随机误差的处理1 1）计算测量列算术平均值）计算测量列算术平均值 2 2）计算测量列中任一测得值的标准偏差的估计值）计算测量列中任一测得值的标准偏差的估计值 3 3）计算测量列算术平均值的标准偏差的估计值）计算测量列算术平均值的标准偏差的估计值 4 4）确定测量结果）确定测量结果 LLLLL33. 3.粗大误差的处理粗大误差的处理拉依达准则拉依达准则 3i互换性与技术测量互换性与技术测量2.3.72.3.7直接测量列的数据处理直接测量列的数据处理1. 1.判断测量列中是否存在系统误差，倘判断测量列中是否存在系

47、统误差，倘若存在，则应设法加以剔除或减少；若存在，则应设法加以剔除或减少；2. 2.计算测量列的算术平均值、残余误差计算测量列的算术平均值、残余误差和标准偏差的估计值；和标准偏差的估计值；3. 3.判断粗大误差，若存在，则应剔除并判断粗大误差，若存在，则应剔除并重新组成测量列，重复上述步骤重新组成测量列，重复上述步骤2 2，直，直至无粗大误差为止。至无粗大误差为止。4. 4.计算测量列算术平均值的标准偏差估计算测量列算术平均值的标准偏差估计值和测量极限偏差；计值和测量极限偏差；5. 5.确定测量结果。确定测量结果。 互换性与技术测量互换性与技术测量序号序号li(mm)Vi(mm)vi2130.

48、049 +0.0010.000 001 230.047 -0.0010.000 001330.048 00430.046 -0.0020.000 004530.050 +0.0020.000 004630.051 +0.0030.000 009730.043 -0.0050.000 025830.052 +0.0040.000 016930.045 -0.0030.000 0091030.049 +0.0010.000 001048.30nXXi01nii00007. 012nii互换性与技术测量互换性与技术测量2 2）判断系统误差，根据发现系统误差的有关方法判断，测量）判断系统误差，根据发现

49、系统误差的有关方法判断，测量列中已无系统误差。列中已无系统误差。1 1）求算术平均值、残余误差）求算术平均值、残余误差)(0028. 011000007. 0112mmNNii0084. 00028. 0330.0055003150mm5003150mm3 3）尺寸）尺寸3150mm3150mm1 . 2004. 0DI互换性与技术测量互换性与技术测量2. 2.公差等级公差等级1 1）确定尺寸精确程度的等级。）确定尺寸精确程度的等级。2 2）ITITa aI I3 3）IT01 . IT0 . IT1. IT2 .IT3 . IT01 . IT0 . IT1. IT2 .IT3 . IT18

50、IT184 4）高）高 公差等级公差等级 低低 小小 公差数值公差数值 大大 难难 加工程度加工程度 易易互换性与技术测量互换性与技术测量公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式IT01IT010.3+0.008D0.3+0.008DIT5IT57i 7iIT12IT12160i160iIT0IT00.5+0.012D0.5+0.012DIT6IT610i10iIT13IT13250i250iIT1IT10.8+0.020D0.8+0.020DIT7IT716i16iIT14IT14400i400iIT2IT2(IT1)(IT5/IT1)(IT1)(IT5/IT

51、1)1/41/4IT8IT825i25iIT15IT15640i640iIT3IT3(IT1)(IT5/IT1)(IT1)(IT5/IT1)1/21/2IT9IT940i40iIT16IT161000i1000iIT4IT4(IT1)(IT5/IT1)(IT1)(IT5/IT1)3/43/4IT10IT1064i64iIT17IT171600i1600iIT11IT11100i100iIT18IT182500i2500iD500mm D500mm 各级标准公差计算公式各级标准公差计算公式互换性与技术测量互换性与技术测量公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式IT

52、011IIT57IIT12160IIT0IT610IIT13250IIT12IIT716IIT14400IIT2(IT1)(IT5/IT1)1/4IT825IIT15640IIT3(IT1)(IT5/IT1)1/2IT940IIT161000IIT4(IT1)(IT5/IT1)3/4IT1064IIT171600IIT11100IIT182500II2D D5005003150mm 3150mm 各级标准公差计算公式各级标准公差计算公式互换性与技术测量互换性与技术测量3. 3.基本尺寸分段基本尺寸分段为了减少公差数目和简化公差值表，以便于为了减少公差数目和简化公差值表，以便于实际应用，对基本尺

53、寸进行分段。国际将实际应用，对基本尺寸进行分段。国际将3150mm3150mm以下的基本尺寸为以下的基本尺寸为2121个主段，同一个主段，同一尺寸段的公差值是按尺寸段的计算值尺寸段的公差值是按尺寸段的计算值D D计算，计算，即：即：D=(D1D=(D1 D2)D2)1/21/2例题：基本尺寸为例题：基本尺寸为20mm20mm，求，求IT6IT6、IT7IT7的公差值的公差值解：基本尺寸解：基本尺寸20mm，属于，属于1830mm，则，则D=（1830）1/2=23.24mmDDi001. 045. 03公差单位公差单位=1.31查表查表1-4 IT6=10i IT7=16iIT6=10 1.3

54、1m=13.1m13 mIT7=16 1.31m=20.96 m 21 m互换性与技术测量互换性与技术测量4. 4.标准公差的特点标准公差的特点1 1）IT6IT6可读作：标准公差可读作：标准公差6 6级或简称级或简称6 6级公差。级公差。2 2）同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大小应随公差等级的高低而不同。公差等级小应随公差等级的高低而不同。公差等级，公差值公差值3 3）同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小的不同应规定不同的标准公差值。的不同应规定不同的标准公差值。4 4）公差是加工误差的允许值，同一等级的公差

55、公差是加工误差的允许值，同一等级的公差具有相同的加工难易程度。具有相同的加工难易程度。5 5）标准公差的数值，一与公差等级有关，二为标准公差的数值，一与公差等级有关，二为基本尺寸的函数。基本尺寸的函数。互换性与技术测量互换性与技术测量3.3.2 3.3.2 基本偏差系列基本偏差系列1. 1.基本偏差及其代号基本偏差及其代号1 1）基本偏差：）基本偏差：确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。它是公差带位置标准化的唯一指标。除它是公差带位置标准化的唯一指标。除JSJS和和js js外，均指靠近外，均指靠近零线的偏差。与公差等级无关。零线的偏差。与公差等级无

56、关。2 2）基本偏差代号：）基本偏差代号：除去除去I I、L L、O O、Q Q、WW，再，再CDCD、EFEF、FGFG、JSJS、ZAZA、ZBZB、ZCZC，共有，共有2828个代号。个代号。3 3）公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，如）公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，如H7H7、h6h6、M8M8、d9d9等等。在图样上标注尺寸公差时，可以标等等。在图样上标注尺寸公差时，可以标注极限偏差，例注极限偏差，例 ，也可以标注尺寸，也可以标注尺寸公差带代号，例如公差带代号，例如50H750H7、 50f650f6，或者两者都标注，或者两者都标注 50H7 （ ）、 5

57、0f6（ ） 。025. 0050025. 0041. 050+0.0250-0.025-0.041互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量互换性与技术测量2. 2.轴的基本公差轴的基本公差是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见表表1-91-9，其值已经标准化列表，其值已经标准化列表1-101-10。例题：求例题：求25e25e的基本偏差。的基本偏差。解：根据表解：根据表1-91-9可知：可知： 25e25e的基本偏差为上偏差。且：的基本偏差为上偏差。且： es=-11D es=-11D 0.410.41 m m查表查表1-

58、71-7，即，即251830251830D= D= （1818 3030）1/21/2=23.24mm=23.24mmes= -11 es= -11 (23.24) (23.24) 0.410.41 =-40 m =-40 mei=es-ITei=es-IT，es=ei+ITes=ei+IT互换性与技术测量互换性与技术测量3. 3.孔的基本公差孔的基本公差当基本尺寸当基本尺寸500mm500mm时，孔的基本偏差是从轴的基时，孔的基本偏差是从轴的基本偏差换算而来的。本偏差换算而来的。由于基孔制和基轴制是平行等效由于基孔制和基轴制是平行等效的配合制度，所以孔的基本偏差没有必要另外编制一的配合制度，

59、所以孔的基本偏差没有必要另外编制一套计算公式，可以直接从轴的基本偏差换算得来。套计算公式，可以直接从轴的基本偏差换算得来。换算的前提是：换算的前提是：在孔轴为同一公差等级或孔比轴低在孔轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合的条件下，当基轴制配合中孔的基本偏差代一级配合的条件下，当基轴制配合中孔的基本偏差代号与基孔制配合中轴的基本偏差代号相当时（例如孔号与基孔制配合中轴的基本偏差代号相当时（例如孔的的F F对应轴的对应轴的f f ），其基本偏差的对应关系，应保证按），其基本偏差的对应关系，应保证按基轴制形成的配合（如基轴制形成的配合（如F6/h5F6/h5）与按基孔制形成的配）与按基孔制形成的配合（

60、合（H6/f5H6/f5）相同，即基孔制的配合换算为同名的基）相同，即基孔制的配合换算为同名的基轴配合时，其配合性质不变。轴配合时，其配合性质不变。 互换性与技术测量互换性与技术测量1 1）通用规则）通用规则A.对于间隙配合；对于间隙配合；AH在下图在下图(左左)基孔制中，最小间隙基孔制中，最小间隙X Xminmin=EI-es=-es=EI-es=-es在下图在下图(右右)基轴制中，最小间隙基轴制中，最小间隙X Xminmin=EI-es=EI=EI-es=EI根据换算前提有根据换算前提有X Xminmin = X = Xminmin，因而因而 EI=-es (AH)+0-ESEIeseiX