自学考试专题：互换性原理与测量技术基础VIP

1、02609互换性原理与测量技术基础绪言1互换性：同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需修配就能装到机器上，达到规定的要求，这样的零件就具有互换性。2优先数系中R20系列是基本系列。3机械设计与制造中的互换性通常包括几何参数和机械性能的互换。4对厂际协作，应采用完全互换法；而厂内生产的零部件的装配，可以采用不完全互换法。5完全互换：装配时不需附加选择或调整的互换称为完全互换。6在机械设计与制造中，互换性有哪些主要作用？答：a)为重要零件制造的专业化创造了条件。b)有利于降低产品成本，提高产品质量。c)缩短机器设计时间，促进产品的开发。d)可减少修理机器的时间和费用。第一章 孔与轴的极限与配合

2、1在最大实体状态下，孔的最大实体尺寸为孔的最小极限尺寸。2最大实体尺寸：是指在最大实体状态下的尺寸，即孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。3最小实体尺：是指在最小实体状态下的尺寸，即孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。4体外作用尺寸：指被测要素在指定长度上，与实际孔体外相接的最大理想轴或与实际轴体外相接的最小理想孔的直径或宽度。5设计时给定的尺寸称为基本尺寸，通过测量获得的尺寸称为实际尺寸。6尺寸公差：是指允许尺寸的变动量，即最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或上偏差与下偏差之差。 7间隙公差：是允许间隙的变动量，它等于最大间隙与最小间隙之差，也等于相配合的孔公差与轴公差之和。 8公

3、差带：在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条线所限定的区域，称为公差带。 9在国家标准中，标准公差的等级共分为20级。10在国家标准中，尺寸公差带包括公差带的大小和位置两个参数。11影响标准公差因子的主要因素有加工误差和测量误差等。12标准公差：是国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差值。由公差等级系数和标准公差因子来决定。13当公差带在零线以上时，其基本偏差为下偏差。 14配合：基本尺寸相同的相互结合的孔或轴公差带之间的关系。15基孔制配合：基本偏差为一定的孔公差带与不同基本偏差的轴公差带成形各种配合的一种制度，其基准孔的基本偏差（下偏差）为零。16按照相

4、互配合的孔、轴公差带相对位置的不同，配合可分成间隙配合、过渡配合、过盈配合三类。17相互配合的孔、轴公差之和等于配合公差。1850H7/p6的配合性质为过盈配合。19关于公差与配合，50+0.013 0mm比25+0.013 0mm的精度高。20对于间隙配合，用公差带图来表示，孔的公差带在轴的公差带之上（含相接）。21对于同一配合而言，完全互换与不完全互换相比公差要求较高。22工作时有相对运动要求，孔、轴的配合应选用间隙配合。23在国家标准推荐的各公差等级的应用范围中，公差等级IT7IT8用于一般精度要求配合；IT9IT10用于一般要求的配合；IT11IT12用于不重要的的配合。24基本偏差为

5、m的轴的公差带与基准孔H的公差带形成过渡配合。25对于孔，J ZC(Js除外)的基本偏差为ES 。26选择配合类别要点：1）具有相对运动的结合面用间隙配合，2）无相对运动并以连结为主要功能的配合用过盈配合，3）无相对运动并以定位导向为主要功能的配合用过渡配合。27选择非基准件基本偏差的方法有：类比法，计算法，试验法28在设计中，孔、轴基准制选择要点：a)一般情况下，应优先选用基孔制，因为加工孔比加工轴要难，可大大减少定值刀具、量具的规格和数量。b)同一基本尺寸的轴上要装配几个不同的配合的零件，可采用基轴制。c)与标准件配合时，基准制的选择通常依标准件而定。d)为满足特殊需要，允许采用任一孔、轴

6、公差带组成配合。第二章 长度测量基础1测量过程包括：测量对象、计量单位、测量方法和测量准确度等四个要素。 2测量对象主要是指几何量，包括长度、角度、表面粗糙度以及形位误差等。 3检验是确定被测几何量是否在规定的极限范围之内，从而判断其是否合格，而无需得出被测量的具体数值。4在进行尺寸系列测量时，测量精度明显受到环境温度的影响，此温度误差为系统误差。5精密度是表示多次测量数值重复的一致程度的指标。6在多次重复测量中，正确度表明系统误差大小程度。7根据测量误差出现的规律，可将测量误差分成系统误差和随机误差两种基本类型。8系统误差在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真

7、值之差，称为系统误差。9 随机误差测量结果与在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差，称为随机误差。 10若随机误差符合正态分布，且无系统误差和粗大误差，则测量结果出现置信概率为99.73的分布范围是3。11在长度测量误差中，随机误差的特性：a)对称性：绝对值相等的正误差与负误差出现的次数大致相等。b)单峰性：绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多。c)有界性：在一定条件下，误差的绝对值不会超过一定的限度。d)抵偿性：对同一量在同一条件下进行重复测量，其随机误差的数学平均值随测量次数的增加而趋于零。12尺寸测量中的实体基准包括线纹尺和量块。 13根据量规的用途不同可分

8、为 工作量规、验收量规和校对量规三类。 14按“等”使用量块时，是用量块的实际尺寸，而不是量块的标称尺寸。 15机械制造业中的一般角度量仪有角度量块、测角仪或分度头等。16选用不同的量块组成所需尺寸时，为了减少量块的组合误差，量块数量一般不超过4块。17量块分级的主要依据包括：量块长度的极限偏差、量块长度变动的允许量、测量面的平面度、量块的研合性及测量面的表面粗糙度等。 18量块的公称尺寸两相互平行的测量面几何中心之间的距离即为量块的工作长度，又称为标称长度。19在长度尺寸测量中，量块的主要作用：a)作为实物标准，用以体现测量单位，并作为尺寸传递的媒介。b)用于检定和校准计量器具。c)比较测量

9、中用于调整仪器的零位。d)用于加工中机床的调整和工件的检验等。20在选择计量器具检测工件时，为了防止对工件的“误收”和“误废”，标准规定的验收极限是内缩式。21游标卡尺主尺的刻线间距为1mm。22测量误差有哪几种？如何判断测量误差的类型？答：系统误差，随机误差，粗大误差。用残余误差观察法判断系统误差，用3判断粗大误差23对某一尺寸进行等精度测量多次，求测量结果：（1）判断有无系统误差：，（2）求算术平均值（3）求残余误差（4）求标准偏差（5）求算术平均值的标准偏差结果：第三章 形位公差及检测1形状公差：是指单一实际要素形状所允许的变动全量。2在形状公差中，公差带为垂直于轴线的任一正截面上的两同

10、心圆间的区域指的是圆度。3圆柱度的公差带与径向全跳动公差带形状相同。4圆柱形零件的径向跳动误差与圆度误差不同。5形位公差带包括公差带的形状、方向、位置和大小四个因素6圆柱度的公差带为两同心圆之间区域。7定向公差是指关联实际要素对基准在方向上允许的变动参量，主要包括：平行度、垂直度及倾斜度三种。8圆度公差带：是垂直于轴线的任一正截面上半径差为公差值的两同心圆间的区域。9在形位公差中，径向圆跳动包含圆度误差。10在形位公差中，对称度属于位置公差。11定位公差包括同轴度、对称度、位置度等12在图样上标注形位公差，当公差值前面加注时，该被测要素的公差带形状应为圆形或圆柱形。13定位公差既控制被测要素的

11、位置误差，又控制被测要素的方向和形状误差。14若某平面对基准轴线的端面全跳动为0.04mm, 则它对同一基准轴线的端面圆跳动一定小于0.04mm。15在形位公差项目中，对称度属于定位公差。16跳动公差是按测量方法定义的位置公差。17在公差项目中，任意方向上中心要素的平行度的公差带的几何形状为圆柱体。18与端面对轴线的垂直度要求相同的跳动公差带是端面全跳动。19国家标准规定的形位公差等级大部分项目都是12级，只有圆度、圆柱度为13级。20确定形位公差值的方法主要有类比法和计算法等。21独立原则：是指图样上给定的形位公差与尺寸公差是彼此独立相互无关的，并应分别满足要求。22理想边界是指具有一定尺寸

12、大小和正确几何形状的理想包容面，用于综合控制实际要素的尺寸偏差和形位误差。 23径向圆跳动公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径差为公差值，且圆心在基准轴线上的两同心圆之间的区域。24圆柱度公差与径向全跳动公差，二者的联系与区别圆柱度公差带：是半径差为公差值的两同轴圆柱面之间的区域。径向全跳动公差带：是半径差为公差值，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域。二者的公差带形状相同，但径向全跳动公差带的轴线与基准轴线同轴，而圆柱度公差带的轴线是浮动的，随圆柱度误差的形状而定。径向全跳动是被测圆柱度误差和同轴度误差的综合反映。25在相关原则中，最小实体要求的容： a)要求实际要素遵守最小实体实

13、效边界。 b)当实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其形位误差超出图样上给定的公差值。 c)其局部尺寸必须在最大实体尺寸与最小实体尺寸之间。 应用的目的：最小实体要求仅用于中心要素，其目的是保证零件的的最小壁厚和设计强度。26采用类比法确定形位公差值时，应考虑的因素：a)在同一要素上给定的形状公差值要小于位置公差值。b)圆柱形零件的形位公差值（轴线直线度除外）一般情况下应小于其尺寸公差值。c)平行度公差值应小于其相应的距离公差值。27最大实体要求包含的主要内容：a)要求实际要素遵守最大实体实效边界。b)当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形状公差超出图样上给定的公差值.c)要素的局部实际尺寸应在最

14、大实体尺寸与最小实体尺寸之间。使用场合：仅用于中心要素，保证装配的互换28公差要求实例：例一：1）被测要素采用的公差原则是最大实体要求；2）实效尺寸DMV = Dmintg = 400.025 = 39.975 mm；例二：1）被测要素采用的公差原则是最大实体要求；2）实效尺寸dMV = dmax + tg = 20 + 0.008 = 20.008 mm；第四章 表面粗糙度及检测1表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的一种微观几何形状误差。 2机械零件的表面粗糙度对其使用性能的影响：a)对配合性质有影响b)对耐磨性有影响c)对机器零件工作精度有影响d)对抗腐蚀性有影响e)对可靠性

15、和使用寿命有影响3表面粗糙度的测量方法主要有：比较法、光切法，干涉法、针描法等。 4在车间生产中评定表面粗糙度轮廓参数最常用的方法是比较法。5表面粗糙度的评定参数中，轮廓支承长度率能影响表面支承刚度和耐磨性6影响表面耐磨程度的表面粗糙度参数是轮廓支撑长度率。7新国标中评定表面粗糙度的高度参数有轮廓算术平均偏差和轮廓最大高度。8新国家标准规定的表面粗糙度评定参数中Rsm 属于间距参数。9评定表面粗糙度的间距参数有：轮廓单峰平均间距、轮廓微观不平度的平均间距等。10国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。 11取样长度：用于判别被评定轮廓的不规则特征的x轴方向上的长度。12

16、轮廓算术平均偏差：是指取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。表示表面特征是用去除材料的方法获得，Ra的最大允许值为1.6m，加工方法为磨削。13在设计中，零件表面粗糙度选择应遵循的主要原则：a)在满足表面功能条件下，尽量选用较大的表面粗糙度参数。b)同一零件，工作表面的粗糙度参数值要小于非工作面。c)运动速度高、单位压力大的摩擦表面，表面粗糙度参数值要小。d)受循环载荷和应力集中的部分，表面粗糙度参数值要小。e)配合性质要求高的的结合表面，表面粗糙度参数值要小。第五章 光滑极限量规1 光滑极限量规：是一种无刻度的专用检验工具，它只能确定工件是否在允许的的极限尺寸范围内，而不能测量出工件的实际

17、尺寸。2检验轴径的光滑极限量规叫卡规或环规；检验孔径的光滑极限量规叫塞规。3按被测孔的最大实体尺寸制造的塞规叫通规。4根据泰勒原则，“止规”用于控制工件的实际尺寸。5根据泰勒原则，“通规”用于控制工件的体外作用尺寸。6量规根据用途不同可分为工作量规、验收量规和校对量规三类。7设计光滑极限量规时，应遵循泰勒原则。第六章 滚动轴承的公差与配合1滚动轴承的尺寸精度有：轴承内径、外径、内圈宽度、外圈宽度和装配高度的尺寸公差。2滚动轴承组成零件之间应选用不完全互换性，以便于采用分组装配法装配。 3滚动轴承按其承受负荷的方向，可分为向心轴承、向心推力轴承和推力轴承三种。 4在下列滚动轴承的公差等级中，精度

18、最高的是2级。5轴承承受局部载荷，宜采用较小的间隙配合或较松的过渡配合。6轴承套圈与外壳或轴宜采用较松的过渡配合的场合是定向负荷。7在机械制造中应用最广、精度等级最低的向心轴承等级是0级。8滚动轴承单一平面平均内（外）径的公差带的基本偏差为零。9在装配图上,62JS6的外壳孔与0级圆柱滚子轴承外圈配合处标注的代号为62 JS6。10国家标准规定，滚动轴承的公差等级按尺寸精度和旋转精度分级。11轴承套圈所承受的负荷的类型可分为：定向负荷、旋转负荷、摆动负荷等。其相应的配合的选择：1）定向负荷：承受定向负荷的套圈与外壳孔或轴的配合，应选较松的过渡配合或较小的间隙配合。2）旋转负荷：承受旋转负荷的套

19、圈与轴（或外壳孔）相配合，应选过盈配合或较紧的过渡配合。3）摆动负荷：承受摆动负荷的套圈，特别是重载情况下，内、外圈都应采用过盈配合。12在滚动轴承配合设计时，应考虑的因素：a负荷类型：轴承上的负荷相对于套圈的旋转情况。 b)负荷大小, c)轴承游隙：即轴承的径向间隙, d)轴承的旋转精度和速度, e)轴承的工作温度。第七章 尺寸链1尺寸链按计量单位不同，可分为长度尺寸链和角度尺寸链。 2尺寸链的特点为尺寸链的 封闭性和制约性。3根据不同的要求，尺寸链的计算习惯上分为正计算和反计算两类。4概率法也称大数互换法，用此法可将组成环公差放大，既有利于零件加工，又能满足封闭环的精度要求。5尺寸链：在机

20、器装配和零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组。6尺寸链中的补偿环：在尺寸链计算中，可通过改变该环的尺寸大小和位置使封闭环达到规定的要求而预先选定的组成环称为补偿环。7尺寸链的正计算：已知各组成环的公差和极限偏差，计算封闭环的公差与极限偏差，又称公差控制计算。第九章 螺纹公差及检测1螺纹中径合格性判断准则是泰勒原则。2在国家标准中，公制普通螺纹的牙形角为60。3国家标准规定，公制螺纹的大径的基本尺寸为螺纹的公称直径。 4普通螺纹联接的主要要求是可旋合性和联接可靠性。5根据使用场合不同，可将螺纹精度划分成：精密级、粗糙级、中等级。6螺纹按用途可分为紧固螺纹、传动螺纹和紧密螺纹。7影响螺纹互换