第一章 绪言 互换性与技术测量0(1)

1、1互换性与技术测量互换性与技术测量主讲：主讲： 刘芳刘汉纺织大学机电工程学院武汉纺织大学机电工程学院Interchangeability and Measuring Technology2使用教材：使用教材：王伯平王伯平互换性与测量技术基础互换性与测量技术基础第三版第三版, 北京：北京：机械工业机械工业 出版社出版社, 2008年年1 廖念钊, 古莹菴, 莫雨松等. 互换性与技术测量M. 北京：中国计量出版社，2007.2 傅成昌，傅晓艳. 公差与配合问答M. 北京：机械工业出版社，20023 刘巽尔.极限与配合国家标准讲解M .北京：机械工业出版社，20014 孔庆

2、华极限配合与测量技术基础M上海：同济大学出版社，2002教材与参考文献教材与参考文献3第1章 绪论 第2章 光滑圆柱体结合的公差与配合第4章 形状和位置公差及检测第5章 表面粗糙度第3章 测量技术基础第6章 光滑工件尺寸的检测第9章 圆锥结合的互换性第10章 螺纹结合的互换性 第12章 渐开线圆柱齿轮传动的互换性 第8章 尺寸链 第7章 滚动轴承与孔、轴结合的互换性第11章 键和花键的互换性 4本课程性质和任务本课程性质和任务n性质：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、实践性非常强的学科。n本课程是机械类各专业的一门专业基础课，它是联系机械设计课程与

3、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。n任务：从互换性角度出发，围绕误差与公差来研究，如何解决使用与制造的矛盾。而这一矛盾的解决是合理确定公差和采用适当的测量技术手段。5课程特点：课程特点：n定义多、概念多、符号多、标准多n需要记忆的内容多n枯燥、刻板、趣味性少n具体、不抽象、易学n对数学要求较低n需要多练习、多应用、多实践6互换性与技术测量互换性与技术测量绪 论主讲：主讲： 刘芳刘汉纺织大学机电工程学院武汉纺织大学机电工程学院Interchangeability and Measuring Technology7主要内容主要内容第一节 互换性的意

4、义和作用第二节 标准化与优先数第三节 本课程的研究对象及任务8教学要求教学要求n要求掌握的内容： 互换性的概念；互换性的分类；互换性的意义；优先数系与优先数n要求了解的内容： 标准化的概念；标准化与互换性的关系 9- 互换性的意义和作用互换性的意义和作用 互换性互换性( (interchangeability) )的定义的定义 同一规格的一批零件部件，任取其一，同一规格的一批零件部件，任取其一，不需任何挑不需任何挑选或附加修配选或附加修配( (如钳工修理如钳工修理) )就能装到机器上，并就能装到机器上，并满足产满足产品的使用性能品的使用性能。零部件所具有的不经过任何挑选或修配零部件所具有的不经

5、过任何挑选或修配便能在同一规格范围内互相替换作用的特性便能在同一规格范围内互相替换作用的特性 互换性的意义互换性的意义 保证产品质量、提高生产效率、增加经济效益。保证产品质量、提高生产效率、增加经济效益。 机械与仪器制造业中的互换性通常包括机械与仪器制造业中的互换性通常包括几何参数几何参数和和力学力学性能性能( (如强度、硬度如强度、硬度) )的互换性的互换性。 10 公差公差(Tolerance)n设计时要规定公差。加工过程中由于各种因素，必然产设计时要规定公差。加工过程中由于各种因素，必然产生加工误差；生加工误差；n从零件的使用功能看，不必要求零件几何量制造的绝对从零件的使用功能看，不必要

6、求零件几何量制造的绝对准确，只要零部件的几何参数保持一定的变动范围，保准确，只要零部件的几何参数保持一定的变动范围，保证同一规格零件彼此充分近似。证同一规格零件彼此充分近似。允许零件几何参数的变允许零件几何参数的变动范围即为公差动范围即为公差；n公差控制误差，保证互换性，零部件在几何参数方面的公差控制误差，保证互换性，零部件在几何参数方面的互换性体现为公差标准。互换性体现为公差标准。n通过检测，判断零件是否满足公差要求，确保互换性和通过检测，判断零件是否满足公差要求，确保互换性和质量。质量。11 互换性分类互换性分类互换程度：互换程度：完全互换和不完全互换完全互换和不完全互换完全互换性：完全互

7、换性： 要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工变能装配且能要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工变能装配且能满足其使用性能要求。一般用于厂际之间的协作。满足其使用性能要求。一般用于厂际之间的协作。不完全互换性：不完全互换性： 当装配精度要求较高时采用完全互换，将使零件精度要求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。可适当降低零件制造精度，使提高、加工困难、成本增高。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、组与组之间不能互小分为若干

8、组，同一组内零件有互换性、组与组之间不能互换、属不完全互换，称为不完全互换。换、属不完全互换，称为不完全互换。 例如：分组互换、调整互换、修配互换、大数互换等例如：分组互换、调整互换、修配互换、大数互换等12 互换性的作用互换性的作用设计方面： 零部件具有互换性，就可以最大限度地采零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、通用件和标准化部件，大大简化绘图和计算用标准件、通用件和标准化部件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期，有利于工作，缩短设计周期，有利于CADCAD和产品品种的多样化。和产品品种的多样化。制造方面：有利于组织专业化生产、采用先进工艺和专：有利于组织专业化生产、采用先进工

9、艺和专用设备，采用用设备，采用CAMCAM，实现加工和装配的机械化和自动化，实现加工和装配的机械化和自动化，提供生产率降低成本。提供生产率降低成本。使用、维修方面：具有互换性的零部件在磨损及损坏后：具有互换性的零部件在磨损及损坏后可及时更换，可减少维修时间和费用，提高机器使用价可及时更换，可减少维修时间和费用，提高机器使用价值。值。 13- 标准化与优先数标准化与优先数 标准标准 u所谓标准是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对所谓标准是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特征性的文件。特征性的文件。u

10、标准分类（四级）国家标准标准分类（四级）国家标准GBGB、行业标准、行业标准HB/JBHB/JB、地方、地方标准标准DBDB、企业标准、企业标准QBQBu国际组织：国际标准化组织国际组织：国际标准化组织ISOISO和国际电工委员会和国际电工委员会IECIEC，负责制定和颁发相关国际标准。负责制定和颁发相关国际标准。u公差标准、检测器具和方法标准，属于国家基础标准。公差标准、检测器具和方法标准，属于国家基础标准。14 公差标准公差标准BritainNewall1902EnglandBS1924AmericaASAB1925GermanyDIN1926RussiaOCT1929ChinaGB195

11、919261926年国际标准化协会年国际标准化协会(ISA)(ISA)成立，成立，19401940年颁布国际公差年颁布国际公差标准标准ISAISA；19471947年国际标准化组织重建，改名年国际标准化组织重建，改名ISOISO。三三“ S ”： Simplification Specialization Standardization三三“C”： China Compulsory Certificate 中国产品强制认中国产品强制认证证15 数值标准化数值标准化制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要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

12、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丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值以及丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。直径数值。为满足不同的需求，产品必然出现不同的规格，形为满足不同的需求，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、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。故需对数值进行标协作配套、使用维修带来困难。故需对数值进行标准化。准

13、化。 16 优先数系优先数系我国标准我国标准GB/T 321-1980 GB/T 321-1980 规定，以十进制等比数列规定，以十进制等比数列为优先数系，规定为优先数系，规定5 5个系列，代号为个系列，代号为RrR5R5，R10R10，R20R20，R40R40（基本系列），（基本系列），R80R80（补充系列）（补充系列）优先数系的五个系列中任一个项值均称优先数，其优先数系的五个系列中任一个项值均称优先数，其理论值为理论值为 ，多数为无理数。根据取值的精确，多数为无理数。根据取值的精确程度，数值可以分为：程度，数值可以分为：计算值计算值 ： 取五位有效数字，供精确计算用取五位有效数字，供精

14、确计算用常用值常用值 ： 通常采用的优先数，取三位有效数字通常采用的优先数，取三位有效数字圆整值圆整值 ：将基本系列中的常用值作进一步化整：将基本系列中的常用值作进一步化整后所得的数值，一般取两位有效数字。后所得的数值，一般取两位有效数字。Nr1017 五种优先数系五种优先数系 R5的公比：的公比： R10的公比：的公比： R20的公比：的公比： R40的公比：的公比： R80的公比：的公比： 25.1101010q12.1102020q06.1104040q03.1108080q60.11055qn本课程所涉及的有关标准里，诸如尺寸分段、公差分级本课程所涉及的有关标准里，诸如尺寸分段、公差分

15、级及表面粗糙度的参数系列等，基本上采用优先数系及表面粗糙度的参数系列等，基本上采用优先数系。18n 优先数系的主要特点优先数系的主要特点1)任意相邻两项间的相对差均匀；任意相邻两项间的相对差均匀；2)任意两项的理论值经计算后仍为一个优先数的任意两项的理论值经计算后仍为一个优先数的理论值；理论值；3)相关性。相关性。v 优先数系的派生系列优先数系的派生系列 为了优先数系有更大的适应性，可以从为了优先数系有更大的适应性，可以从Rr系列中，系列中，按一定的项差按一定的项差p取值所构成的一个优先数，组成新取值所构成的一个优先数，组成新的系列的系列派生系列，以符号派生系列，以符号Rr/p表示，公比：表示

16、，公比： 常用常用R10/3数系列：数系列：1.00，2.00，4.00，8.00rpprprq/10)10(R10/3系列系列19n 优先数系的选用原则优先数系的选用原则u基本系列：先疏后密u派生系列：优先选择公比大和延伸项含1的u复合系列：分段思想n优先数系是国际上通用的标准化数系，工程技术人员应在一切标准化领域尽可能采用。- 本课程的研究对象及任务本课程的研究对象及任务本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，从从“精度精度”和和“误差误差”两方面去分析研究机械零件及机两方面去分析研究机械零件及机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求：构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求：n掌握掌握互换性和标准化的基本概念；互换性和