互换性课程要点

1、第1章 绪论公差和误差 误差：指零件实际要素对理想要素的偏移量。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。第1章 绪论我国标准分为国家标准（代号为GB）、行业标准（如机械标准JB）、地方标准（DB）和企业标准（QB）。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,2 ,.,a ad adand23,.,.1,2,3,.na ar arararn 后来采用了几何级数（等比级数）优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协调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。数系的优化有个和统一的一种科学的数值制度。数系的优化有个过程，标准化初期，最早

2、人们采用算术级数（即过程，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。等差级数）但是有很大缺点。第1章 绪论第1章 绪论 个数：优先数系中，项数从个数：优先数系中，项数从1 1开始，可向大开始，可向大于于1 1和小于和小于1 1两边无限延伸，每个十进区间两边无限延伸，每个十进区间有有r r个优先数。个优先数。 优先数多为无理数，应用时要圆整。优先数多为无理数，应用时要圆整。2.2 基本术语与定义 5、公称要素 公称组成要素是由机械图样或其他方法确定的理论正确组成要素，它是没有误差的理想要素； 公称导出要素是由一个或几个公称组成要素导出的中心点、轴线或中心平面。 6、实际要素

3、实际要素指由接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分，实际要素没有导出要素6孔：通常指工件的圆柱形内表面，也包括其它内表面中由单一尺寸确定的部分。其直径尺寸用 D 表示。轴：通常指工件的圆柱形外表面，也包括其它外表面中由单一尺寸确定的部分。其直径尺寸用 d 表示。2.2基本术语及定义轴和孔 3. 3.偏差与公差的区别：偏差与公差的区别： 1) 1)从数值上看：从数值上看：极限偏差是代数值，正、负或零值是有意义的；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，也不能为零为零( (零

4、值意味着加工误差不存在，是不可能的零值意味着加工误差不存在，是不可能的) )。实际计算时由。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。于最大极限尺寸大于最小极限尺寸，故可省略绝对值符号。 2)2)从作用上看：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。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。 3)3)从工艺上看：从工艺上看：对某一具体零件，公差大小反映加工的难易程度，对某一具体零件，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

5、，而极限偏差即加工精度的高低，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。则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据。 4. 4.偏差与公差的联系：偏差与公差的联系：公差是上、下偏差之代数差的绝对值，所公差是上、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。以确定了两极限偏差也就确定了公差。在国家标准中，公差带包括：在国家标准中，公差带包括：公差带大小公差带大小 由由“标准公差标准公差”确定确定公差带位置公差带位置 由由“基本偏差基本偏差”确定确定基准制概念基准制概念1）基孔制和基轴制。）基孔制和基轴制。2）基孔制：）基孔制：基本偏差为一

6、定的孔的公差带与不同基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，其制中的孔为基准孔，其下偏差为零，基本偏差代号下偏差为零，基本偏差代号为为H.0+-基本尺寸孔轴轴轴轴轴轴轴间隙配合过渡配合过盈配合 过渡或过盈轴3 3）基轴制：）基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不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，其度。基轴制中的轴为基准轴，其上偏差为零，上偏差为零，基本偏差代号为基本偏差代号为h。0+-轴孔孔孔

7、孔孔孔孔间隙配合过渡配合过盈配合 过渡或过盈孔112.3 公差与配合国家标准公差带: 和。 1标准公差标准公差系列系列2基本偏差系列122.3 公差与配合国家标准1 标准公差(IT -ISO Tolerance)系列 是国家标准规定的极限制中列出的任一公差数值， 其数值与标准公差等级和基本尺寸有关。l公差等级公差等级标准公差共分标准公差共分2020级级: : IT01 IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2、到到IT18IT18。 公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。13主要考虑两方面的因素： 一是零件的加工工艺可行性及检测经

8、济性； 二是机械设备及机械产品的结构形式的合理性。基准配合制的选择原则是： 优先采用基孔配合制，其次采用基轴配合制，特殊场合应用非基准制。1.基孔配合制的选择 同样公差等级情况下，一般来说，孔比轴的加工难度大，尤其是中、小孔的加工检测，常采用定值刀具和量具。采用基孔配合制，可以减少孔公差带的数量，从而减少定值刀具、量具的规格和数量，可获得较佳的经济效益。 2.4.1 2.4.1 基准配合制的选用基准配合制的选用142.基轴配合制的应用场合1) 用冷拉钢制圆柱型材的光轴作为基准轴 这类圆柱型材的规格已标准化，它作基准轴，轴径不需外圆的切削加工，只要按照不同的配合性质来加工孔。2) 轴为标准件或标

9、准部件(如：键、销、轴承等)如某轴承外圈外径与箱座孔的配合(100J7)、输出轴上键与输出轴上的键槽的配合16N9/h8和键与齿轮毂槽的配合16Js9/h8)。2.4.1 2.4.1 基准配合制的选用基准配合制的选用3) “一轴多孔” 且多处配合的松紧程度不同的场合。“一轴多孔”指一轴与两个或两个以上的孔组成配合。如内燃机中活塞销与活塞孔及连杆套孔的配合，共组成三处两种性质的配合。151.公差等级的选择原则 在满足使用性能的前提下，尽量选取较低的公差等级。2. 公差等级的选择方法 1) 类比法（经验法） 通过查阅有关参考资料、手册，进行分析比较后确定。多用于一般要求的配合。 2)计算法 根据工

10、作条件和使用性能要求确定配合部位的间隙或过盈允许的界限，然后再根据极限与配合的标准确定合理的公差等级。多用于重要的配合。 2.4.2 2.4.2 公差等级的选用公差等级的选用161. 配合选择的原则： 根据使用要求配合公差(间隙或过盈)的大小，确定与基准件相配的孔、轴的基本偏差代号，同时确定基准件及配合件的公差等级。 尽可能选用国标推荐的优先配合。2. 配合选择的方法 1) 类比法。主要应用在一般、常见的配合中。 2) 计算法。主要用于两种情况：一是用于保证与滑动轴承的间隙配合；二是完全依靠装配过盈传递负荷的过盈配合。 3) 试验法。主要用于新产品和特别重要配合的选择。 2.4.3 2.4.3

11、 配合的选用配合的选用 量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。门检定。 使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测使用环境良好，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。量面的损伤，影响其粘合性。 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。 所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待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。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。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

12、块，以免造成汗液对量块的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。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。后涂上防锈脂存于干燥处。4. 4.量块使用注意的问题：量块使用注意的问题：3.2.23.2.2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

13、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）。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。 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

14、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。影响的程度。3.3.43.3.4测量精度测量精度3.3.73.3.7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，倘若存在，判断测量列中是否存在系统误差，倘若存在，则应设法加以剔除或减少；则应设法加以剔除或减少；2. 2.计算测量列的算术平均值、残余误差和标准计算测量列的算术平均值、残余误差和标准偏差的估计值；偏差的估计值；3. 3

15、.判断粗大误差，若存在，则应剔除并重新组判断粗大误差，若存在，则应剔除并重新组成测量列，重复上述步骤成测量列，重复上述步骤2 2，直至无粗大误，直至无粗大误差为止。差为止。4. 4.计算测量列算术平均值的标准偏差估计值和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；测量极限偏差；5. 5.确定测量结果。确定测量结果。 21 第一节第一节 概述概述 定义定义 形状误差：零件加工后，实际形状与理想形状之间的差异。位置误差：零件加工位置误差：零件加工后后，组成零件的若干个几何形状彼此，组成零件的若干个几何形状彼此偏离理论位置偏离理论位置的偏离量的偏离量。22有关术语和定义 3.实体状态及实体尺

16、寸 最大实体状态(MMC)和最小实体状态(LMC)。最大实体状态是实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大时的状态，也就是允许材料拥有量最多时的状态。最小实体状态是允许材料拥有量最少时的状态。最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)。最大实体尺寸：实际要素在最大实体状态下的极限尺寸 最小实体尺寸：实际要素在最小实体状态下的极限尺寸 234.4.实效状态和实效尺寸实效状态和实效尺寸最大实体实效状态最大实体实效状态(MMVC)(MMVC)和最小实体实效状态和最小实体实效状态(LMVC)(LMVC)。最大实体实效状态最大实体实效状态是在给定长度上，实际要素处于最大是在给定长度上，

17、实际要素处于最大实体状态实体状态, ,且其中心要素的形状或位置误差等于给出公且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。差值时的综合极限状态。最小实体实效状态最小实体实效状态是在给定的长度上，实际要素处于最是在给定的长度上，实际要素处于最小实体状态小实体状态, ,且其中心要素的形状或位置误差等于给出且其中心要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态。公差值时的综合极限状态。最大实体实效尺寸最大实体实效尺寸(MMVS)(MMVS)和最小实体实效尺寸和最小实体实效尺寸(LMVS)(LMVS)。最大实体实效尺寸：最大实体实效尺寸：是最大实体实效状态下的体外作用是最大实体实效状

18、态下的体外作用尺寸尺寸最小实体实效尺寸：最小实体实效尺寸：是最小实体实效状态下的体内作用是最小实体实效状态下的体内作用尺寸尺寸 有关术语和定义 24 0.008021. 00201 . 004003. 0020A0021. 020图例采用公差原则边界及边界尺寸mm给定的形位公差mm可能允许的最大形位公差值mmabc例题：例题：abcEM0.1 A 独立原则独立原则无无0.0080.0080.0210最大实体边界最大实体边界 20最大实体实效边界最大实体实效边界 39.90.10.2包容要求包容要求最大实体要求最大实体要求25公差项目的选择根据零件的具体结构和功能要求选择选择原则：1. 应充分发

19、挥综合控制项目的职能，以减少图样上的形位公差项目及相应的形位误差检测项目。2. 在满足功能要求的前提下，应选用测量简便的项目。 如：同轴度常用径向圆跳动或径向全跳动代替。选择时需考虑： 零件的几何特征 零件的功能要求 检测的方便性26公差原则的选择独立原则的应用场合1. 尺寸和形位精度要求都较高，需分别满足要求的场合。 如减速器、齿轮传动箱上的孔，为保证齿轮的正确啮合和轴承的配合，需保证各孔的尺寸精度和孔间轴线的平行度。2. 尺寸和形位精度相差较大的场合 如滚筒类零件，尺寸精度要求低，而形状精度要求较高； 平板类零件，尺寸精度无要求，而形状精度要求高。3. 尺寸精度与形位精度无关的场合 如机床

20、导轨，为保证运动精度，提出直线度要求，与尺寸精度无关。气缸套内孔和活塞配合，要保证孔轴配合接触良好及密封性，提出很高的圆度、圆柱度要求。4.未注形位公差场合27公差原则的选择包容原则的应用场合 主要应用于单一要素。用于必须保证配合的场合。如轴承与轴颈、座孔的配合；齿轮孔与传动轴颈的配合。最大实体原则的应用场合 主要应用于中心要素。用于对零件配合性质要求不严，但要顺利保证可装配性的场合。 如轴承端盖、法兰盘上螺钉孔轴线的位置度要求。最小实体原则的应用场合 主要应用于中心要素。用于保证零件的最小壁厚，以保证必要的强度要求的场合。 如空心圆柱的凸台，带孔的小垫圈等的位置度要求。28表面粗糙度的选择参

21、数值的选择参数值的选择选择原则：选择原则：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值的参数值。 一般原则如下：一般原则如下：（a a）同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面；）同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面；（b b）摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面；）摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面；（c c）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢质零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度；钢质零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度；（d d）配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面，受

22、）配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面，受重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度；重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度；（e e）表面粗糙度应与尺寸公差及形位公差相协调。尺寸及形）表面粗糙度应与尺寸公差及形位公差相协调。尺寸及形位精度要求高时，粗糙度参数值应相应地取得小。位精度要求高时，粗糙度参数值应相应地取得小。29表面粗糙度的符号、代号（GB/T131-2006） 2.表面粗糙度的代号 在符号的基础上，注出表面粗糙度数值及其有关的规定项目后形成表面粗糙度的代号。 1)1)位置位置a a，标注表面结构参数代号、极限值和传输带或取样长度。，标注表面结构参数代号、极

23、限值和传输带或取样长度。在参数代号和极限值间应插入空格在参数代号和极限值间应插入空格。(2) 位置位置a和和b，注写两个或多个表面结构要求。在位置，注写两个或多个表面结构要求。在位置a注写第一个注写第一个，在位置，在位置b注写第二个表面结构要求注写第二个表面结构要求。(3) 位置位置c，注写加工方法、表面处理、涂层，注写加工方法、表面处理、涂层等。如车、磨、镀等加工方法等。如车、磨、镀等加工方法。(4) 位置位置d，注写所要求的表面纹理和纹理的，注写所要求的表面纹理和纹理的方向，如方向，如“”、“X”、“M”等等。(5) 位置位置e，注写加工余量，注写加工余量。302. 2.表面粗糙度参数值的

24、选择原则是：表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。 一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表表面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。比孔的表面粗糙度值要小。32当真实尺寸位于极限尺寸附近时可能真实尺寸位于公差带内的合格工件，但因测得的实际尺寸超出公差带而被判为废品 真实尺寸超出公差带范围，但因测得的实际尺寸仍处于公差带内而被判为合格品 33 34 353