测量技术基础-第一章李爱莉

1、互换性与技术测量互换性与技术测量任课教师：李爱莉任课教师：李爱莉 电话：电话邮箱：邮箱：一、课程安排：一、课程安排：本课程是高等院校机械类、近机械类以及继本课程是高等院校机械类、近机械类以及继续教育院校机械类各专业技术基础课。续教育院校机械类各专业技术基础课。教材：韩进宏主编的教材：韩进宏主编的互换性与技术测量互换性与技术测量，机械工业出版，机械工业出版社出版。社出版。二、主要内容与要求：二、主要内容与要求：1 1）掌握互换性和标准化的基本概念。掌握互换性和标准化的基本概念。2 2）了解本课程所介绍的国家标准，熟悉其基本内容，掌握其了解本课程所介绍的国家标准，熟悉其基

2、本内容，掌握其特点和应用原则。特点和应用原则。3 3）初步学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与初步学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合，并能正确地进行图样标注。配合，并能正确地进行图样标注。4 4）建立技术测量的基本概念，了解常用计量器具的结构原理，建立技术测量的基本概念，了解常用计量器具的结构原理，学会常用计量器具的使用方法。学会常用计量器具的使用方法。5 5）了解形位误差的检测原则及方法了解形位误差的检测原则及方法 ，能够拟订正确的测量，能够拟订正确的测量方案。方案。6 6）检测基础：几何量检测的基本知识和检测原理及常用的检检测基础：几何量检测的基本知识和检测原理及

3、常用的检测方法。测方法。三、推荐教材三、推荐教材1 1、胡凤兰胡凤兰、任桂华任桂华主编，主编，互换性与技术测量互换性与技术测量，华中，华中科技大学出版社，科技大学出版社，20132013。2 2、邢闽芳主编，、邢闽芳主编，互换性与技术测量互换性与技术测量第第2 2版，清华大学版，清华大学出版社，出版社，20112011。3 3、周兆元、李翔英主编，、周兆元、李翔英主编，互换性与技术测量基础互换性与技术测量基础第第3 3版，机械工业出版社，版，机械工业出版社，20112011。四、考试方式四、考试方式 理论教学完成后以笔试形式闭卷考核。理论教学完成后以笔试形式闭卷考核。 五、课程考核方案五、课程

4、考核方案总成绩总成绩= =平时成绩平时成绩30%+30%+考试成绩考试成绩70%70%。六、答疑时间六、答疑时间每周五每周五1 1、2 2节；地点：图文楼节；地点：图文楼417417（西）。（西）。 主要内容和要求主要内容和要求 掌握互换性的基本概念及其在设计、制造、使用和维修等掌握互换性的基本概念及其在设计、制造、使用和维修等方面的重要作用。方面的重要作用。 理解优先数和优先数系的概念。理解优先数和优先数系的概念。 本课程的特点和任务本课程的特点和任务 重点重点 互换性、公差及标准化的概念。互换性、公差及标准化的概念。 难点难点 互换性、公差及标准化的概念。互换性、公差及标准化的概念。第一章

5、第一章 绪论绪论第一节互换性与公差的概念第一节互换性与公差的概念1.1 1.1 互换性的基本概念互换性的基本概念问题的提出：问题的提出：汽车的轮胎、车灯坏了；水龙头漏水了；螺钉掉了；汽车的轮胎、车灯坏了；水龙头漏水了；螺钉掉了；. .。去市场随便买一个更换上就可以了；插座、插头、电阻、电容、电脑屏幕去市场随便买一个更换上就可以了；插座、插头、电阻、电容、电脑屏幕、键盘、鼠标基本上想换就可以换。、键盘、鼠标基本上想换就可以换。便利性背后在技术上是如何保证的？便利性背后在技术上是如何保证的？-技术上要求这些通用的配件要具备技术上要求这些通用的配件要具备互换性互换性。焊接质量好焊接质量好定义：定义：

6、同一规格的一批零件或部件中任取其一，不经任何同一规格的一批零件或部件中任取其一，不经任何选择、修配或调整，就能装在机器或仪器上，并满足选择、修配或调整，就能装在机器或仪器上，并满足原定使用功能要求的特性。原定使用功能要求的特性。例：例： 灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承灯头和灯泡，螺钉螺母，滚动轴承 汽车、自行车、缝纫机、手表汽车、自行车、缝纫机、手表 日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工产品日用工业品、机床、汽车、电子产品、军工产品具有互换性的零部件在装配过程中必须同时满足三个条件：具有互换性的零部件在装配过程中必须同时满足三个条件： 1、装配前：不挑、装配前：不挑 2、装配中：不调整或修配

7、、装配中：不调整或修配 缺一不可缺一不可 3、装配后：满足使用要求、装配后：满足使用要求 1.1 1.1 互换性的基本概念互换性的基本概念物理物理硬度、弹性、质量等硬度、弹性、质量等机械机械强度、刚度、可靠性、维修性、强度、刚度、可靠性、维修性、安全性等安全性等化学化学稳定性、氧化性稳定性、氧化性等等尺寸尺寸形状形状位置位置微观轮廓微观轮廓广义的互广义的互换性换性几何参数互几何参数互换性换性功能互换功能互换性性1.21.2 互换性的种类互换性的种类 按其互换程度分为完全互换和不完全互换。按其互换程度分为完全互换和不完全互换。 完全互换性（绝对互换）完全互换性（绝对互换）装配时不需挑选、辅助加工

8、和修配装配时不需挑选、辅助加工和修配 特点：不限定互换范围，特点：不限定互换范围， 装配或更换时，装配或更换时，不挑、不调、不修不挑、不调、不修 例：例： 螺栓、螺母；滚动轴承内外圈、齿轮等标准件螺栓、螺母；滚动轴承内外圈、齿轮等标准件 不完全互换性（有限互换）不完全互换性（有限互换）当装配精度要求较高，为降低陈当装配精度要求较高，为降低陈本而采用其他技术手段来满足装配要求，如分组装配法。本而采用其他技术手段来满足装配要求，如分组装配法。 特点：允许有附加条件的选择或调整。特点：允许有附加条件的选择或调整。 允许零部件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若允许零部件在加工完后，通过测量

9、将零件按实际尺寸大小分为若干组，干组，这种互换仅组内零件可以互换，组与组之间互换。这种互换适合这种互换仅组内零件可以互换，组与组之间互换。这种互换适合部件或构件在同一厂制造和装配。部件或构件在同一厂制造和装配。 按标准零部件和机构分为按标准零部件和机构分为外互换外互换和和内互换内互换。外互换：部件或机构与其相配合件间的互换性；外互换：部件或机构与其相配合件间的互换性；内互换：部件或机构内部组成零件间的互换性；内互换：部件或机构内部组成零件间的互换性； 例如：滚动轴承内圈与其轴之间、外圈与壳体之间互例如：滚动轴承内圈与其轴之间、外圈与壳体之间互换是外互换；滚动轴承内、外圈与滚珠体之间为内互换。换

10、是外互换；滚动轴承内、外圈与滚珠体之间为内互换。1.31.3 互换性的作用互换性的作用方便替换方便替换 缩短维修时间和节约费用缩短维修时间和节约费用 专业化协调生产专业化协调生产 提高产品质量和生产效率提高产品质量和生产效率缩短装配时间缩短装配时间提高效率提高效率简化绘图、计算简化绘图、计算 加速产品更新换代加速产品更新换代互换性是重要的生产原则和有效技术措施互换性是重要的生产原则和有效技术措施不但能够显著提高劳动生产率，也有利于降低产品成本，不但能够显著提高劳动生产率，也有利于降低产品成本，提高产品质量和可靠性提高产品质量和可靠性1.41.4 达到达到互换性的方法互换性的方法 1 1、若实际

11、几何参数、若实际几何参数理论数值理论数值 能够互换，但在生产上不可能，且没有必要能够互换，但在生产上不可能，且没有必要2 2、实际几何参数、实际几何参数理论数值理论数值 因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在一定范围内变因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在一定范围内变动，保证零件充分近似即可。动，保证零件充分近似即可。 要使零件具有互换性，就应按要使零件具有互换性，就应按“公差公差”制造。制造。 加工误差加工误差1.51.5 公差公差定义：定义：确定零、部件几何要素的允许确定零、部件几何要素的允许误差误差，即为实际参数值所即为实际参数值所允许的最大变动量。允许的最大变动量。 分类：分类：

12、 1. 尺寸公差尺寸公差 2. 形状公差形状公差 3. 位置公差位置公差 4. 表面粗糙度允许值表面粗糙度允许值 5. 典型零件特殊几何参数的公差典型零件特殊几何参数的公差 实际加工不可能做得与理想零实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的的偏差，零件加工后的实际几实际几何参数对理想几何参数的偏离何参数对理想几何参数的偏离程度程度，称为加工误差。，称为加工误差。 1.51.5 公差公差1.51.5 公差公差问题：加工误差与公差的区别与联系？问题：加工误差与公差的区别与联系？区别：区别：误差在加工过程中产生；误差在加工过程中产生； 公差由

13、设计人员确定，反映制造精度和难度公差由设计人员确定，反映制造精度和难度联系：联系：公差是误差的最大允许值公差是误差的最大允许值第二节标准化与优先系数第二节标准化与优先系数 标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。1.1.定义：为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题定义：为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。制定共同的和重复使用的规则的活动。2.12.1 标准化标准化标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，包括制订、标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，包括制订、贯彻、修订，循

14、环往复，不断提高贯彻、修订，循环往复，不断提高制订、修订、贯彻标准是标准化活动的重要任务制订、修订、贯彻标准是标准化活动的重要任务在标准化的全部活动中，贯彻标准是个核心环节在标准化的全部活动中，贯彻标准是个核心环节标准化在深度上是没有止境的标准化在深度上是没有止境的一切有人类智慧活动的地方都能展开，目前重点放在工业生一切有人类智慧活动的地方都能展开，目前重点放在工业生产上产上2.2.技术标准：以生产实践和科学实验为基础，由有关方面技术标准：以生产实践和科学实验为基础，由有关方面协调制定，并经一定程序批准后，在一定范围内具有约束协调制定，并经一定程序批准后，在一定范围内具有约束力的法规。力的法规

15、。 3. 3.技术标准分类：技术标准分类：按应用范围分按应用范围分国际标准国际标准国家标准国家标准GB、GB/T省市部标准省市部标准IEC 国际电工委员会国际电工委员会ITU ITU 国际电信联盟国际电信联盟GJBISO ISO 国际标准化组织国际标准化组织企业标准企业标准4.4.国家标准定期更新，在实际应用中应以最新修定并颁布国家标准定期更新，在实际应用中应以最新修定并颁布的为准的为准。2.2 2.2 优先数和优先数系优先数和优先数系1 1、优先系数的定义：由公比为、优先系数的定义：由公比为 ，且项值中含有且项值中含有1010的整数幂的理论等比数列导出的一组近的整数幂的理论等比数列导出的一组

16、近似等比数列，代号为似等比数列，代号为RrRr。80402010510,10,10,10,102. 2. 优先数系的分类优先数系的分类优先优先数系数系基本系列：基本系列：R5R5、R10R10、R20R20、R40R40补充系列：补充系列：R80 R80 仅用于分级很细的特殊场合仅用于分级很细的特殊场合变形系列变形系列：派生系列：是指派生系列：是指RrRr系列中每隔系列中每隔P P相相取一值形成的等比系列。公比为取一值形成的等比系列。公比为 代号：系列无限定范围，用代号：系列无限定范围，用RrRr、 RrRr/p /p 表示。例如表示。例如R10R10、 R10/3R10/3。若有限定范围，应

17、注明界限值，如。若有限定范围，应注明界限值，如R10 (1.6 )R10 (1.6 )， R10 ( 4.0)R10 ( 4.0)， R10 (1.6 4.0) R10 (1.6 4.0)例如：例如： R10/3R10/3， 3. 3.优先数优先数 按近似程度分按近似程度分 理论值：理论值：理论等比数列的相值理论等比数列的相值计算值：计算值：对理论值取五位有效数字的近似值对理论值取五位有效数字的近似值常用值：常用值：取三位有效数字进行圆整后规定的取三位有效数字进行圆整后规定的数值数值化整值：化整值：对基本系列中的常用值进一步圆整对基本系列中的常用值进一步圆整后所得到的值。后所得到的值。由下表可

18、得：由下表可得：优先数系的主要特征优先数系的主要特征 R5R5系列的项值包含在系列的项值包含在R10R10系列之中，系列之中， R10R10系列的项值包系列的项值包含在含在R20R20系列之中，系列之中，R20R20系列的项值包含在系列的项值包含在R40R40系列之中，系列之中， R40R40系列的项值包含在系列的项值包含在R80R80系列之中；系列之中； RrRr系列中的项值可按十进法向两端无限延伸，也适用系列中的项值可按十进法向两端无限延伸，也适用于比值于比值r/pr/p等于整数的派生系列等于整数的派生系列Rr/pRr/p R10/3R10/3，R20/6R20/6，R40/12R40/1

19、2的理论等比数列十分接近于公的理论等比数列十分接近于公比为比为2 2的倍数系列的倍数系列 基本系列：基本系列：先疏后密的原则，优先采用公比较大的系列先疏后密的原则，优先采用公比较大的系列，以免规格太多。，以免规格太多。 R5 R10 R20 R40 R80 R5 R10 R20 R40 R80 RrRr/p /p R基本系列不满足分级要求时，可选用基本系列不满足分级要求时，可选用派生系列。派生系列。例例1 第一个数是第一个数是10，按，按R10系列确定后系列确定后5项优先数？项优先数？解：解： 该数系为该数系为 12.5，16.0，20.0，25.0，31.5例例2 第一个数是第一个数是0.1

20、25，按，按R10/3派生数列确定后六项优先数。派生数列确定后六项优先数。解：解： 该数系为该数系为 0.125，0.25，0.5，1，2，4，8一、本课程的特点和学习方法一、本课程的特点和学习方法1 1、特点：、特点：（1 1）本课程为机械设计方面的技术基础课；）本课程为机械设计方面的技术基础课； 机械设计内容有：强度设计；传动设计；结构设计；机械设计内容有：强度设计；传动设计；结构设计；几何量精度设计，本课程值研究几何量精度设计。几何量精度设计，本课程值研究几何量精度设计。（2 2）多、强、大）多、强、大多：定义、符号、公式、标准规定和经验解法多；多：定义、符号、公式、标准规定和经验解法多

21、；强：原则性强，因为必须按照国标有关规定进行设计；强：原则性强，因为必须按照国标有关规定进行设计；大：实际应用中的灵活性大。大：实际应用中的灵活性大。2 2、学习方法、学习方法抓重点：重点的概念、术语、原理必须掌握。抓重点：重点的概念、术语、原理必须掌握。认真完成作业：通过作业加深理解课堂上的知识点。认真完成作业：通过作业加深理解课堂上的知识点。第三节本课程的特点和任务第三节本课程的特点和任务二、本课程的任务二、本课程的任务学完本课程后应达到下列要求：学完本课程后应达到下列要求：（1 1）掌握标准化、互换性的基本概念及几何量精度设计）掌握标准化、互换性的基本概念及几何量精度设计有关的基本术语和

22、定义；有关的基本术语和定义；（2 2）基本掌握几何量精度设计标准的主要内容、特点和）基本掌握几何量精度设计标准的主要内容、特点和应用原则；应用原则；（3 3）初步学会根据使用要求，正确设计几何量公差并正）初步学会根据使用要求，正确设计几何量公差并正确地标注在图样上。确地标注在图样上。（4 4）了解各种典型几何量的检测方法、）了解各种典型几何量的检测方法、总之，总之，本课程的任务是培养学生具有互换性、标准化与技本课程的任务是培养学生具有互换性、标准化与技术测量的基础理论，对学生进行测量技术基本技能的训练，术测量的基础理论，对学生进行测量技术基本技能的训练，为学生今后能正确选用公差与配合，从事机械类专业或计为学生今后能