教学课件·《互换性与测量技术》

1、互换性与测量技术单缸四冲程内燃机(avi)二、内 容互换性与测量技术齿轮几何公差表面粗糙度尺寸公差绪论精度设计检测轴承键螺纹理 论实 践（典型零部件）一、性质：重要的工程技术基础课前言 前言三、特点1、基本概念多2、抽象3、涉及面较广四、学习方法及要求第 1 章绪 论1-1 互换性的意义和作用1-2 标准化与优先数本章结构1-3 几何量检测概述1-4 本课程的任务1-1 互换性的意义和作用一、互换性的概念二、互换性生产在机械制造中的作用三、分类一、互换性的概念轿车内部机械结构一、互换性的概念1、互换性按同一标准制成的同规格产品或零部件互相能替换且能满足使用要求的性能。2、误差和公差实际几何参数

2、理论几何参数 误差允许误差变动范围 公差互换性由公差来保证二、互换性在机械制造中的作用设计方面：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，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。制造方面：有利于组织专业化生产，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，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。使用维修方面：可以及时更换那些已经磨损或损坏了的零部件，减少机器维修的时间和费用，保证机器能连续而持久地运转，提高了机器的使用价值。1.三、分类程完全互换 （不需挑选、修配）厂际同一厂度 不完全互换 （允许挑选、调整和修配）外 圈滚 珠内 圈保持架1

3、-2标准化与优先数一、标准化二、优先数系一、标准化的意义1、标准的定义标准是对重复性事物和概念所作的统一规定。2、分类行业标准 ZB地方标准 DB4级（使用范围）制订标准贯彻实施发布企业标准 QB3、标准化 （一个不断循环、不断提高的过程）修订标准标准化是互换性生产的基础。1010101010二、优先数系国标规定优先数系由一系列十进制等比数列构成。1、基础系列2、补充系列3、派生系列如R5/2R10/3R20/5等R5 q =1.605R10 q =R20 q =R40 q =R80 q =1.25=1.12=1.06=1.0310204080优先数系有很广泛的应用，它适用于各种尺寸、参数的系

4、列化和质量指标的分级，对保证各种工业产品品种、规格的合理简化分档和协调配套具有重大的意义。优先数系的选用顺序为：R5R10R20R40R80Rr Rr/p二、优先数系0.100 0.1250.1600.200 0.2500.3150.400 0.500 0.630 0.8001.0010.01.2512.51.6016.02.0020.02.5025.03.1531.54.0040.05.0050.06.3063.08.0080.0100(2)写出R10/3中从0.10到100的常用值:0.125 0.250 0.500 1.00 2.00 4.00 8.0016.0 31.5 63.03、派

5、生系列 （R10/3）(1)写出R10中从0.10到100.00的常用值:(3)写出R10/4中从0.10到100.00的常用值:0.1600.400 1.00 2.506.30 16.040.0100优先数系应用举例例1 ：某机床主轴转速为50、63、80、100、125、单位为r/min，它们属哪个系列？解：属R10系列例2：表面粗糙度Ra的基本系列为：0.012、0.025、0.050、0.100、0.200、单位为m，它们属于哪个系列？解：它们属于派生系列R10/3，为倍数系列。优先数系的特点1)相邻两项的相对差均匀，疏密适中，而且运算方便，简单易记；2)在同一系列中优先数(理论值)的

6、积、商、整数(正或负)的乘方仍为优先数；3)优先数可以向两端延伸扩展。1-3 几何量检测概述1、制定了先进的公差标准，对机械产品各零部件的几何量分别规定了合理的公差，若不采取适当的检测措施，那么，规定的公差形同虚设，不能实现零部件的互换性。因此，应按标准或技术要求进行检测，不合格者不予接收，方能保证零部件的互换性。2、检测的目的不仅仅在于判断工件合格与否，还有其积极的一面，这就是根据检测的结果，分析产生废品的原因，以便设法减少废品，进而消除废品。3、产品质量和生产率的提高，在一定程度上还有赖于检测准确度和效率的提高。1-4 本课程的任务学生在学完本课程后应达到下列要求： 掌握标准化和互换性的基

7、本概念及有关的基本术语和定义； 基本掌握本课程中几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则； 初步学会根据机器和零件的功能要求，选择几何量公差与配合； 能够查用本课程介绍的公差表格，正确标注图样； 熟悉各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具。第 二 章尺寸精度设计第二章尺寸精度设计本章结构 第一节 基本术语及其定义 第二节 标准公差系列 第三节 基本偏差系列 第四节 常用公差带与配合 第五节 公差与配合的选择第一节 基本术语及其定义本节结构一尺寸二偏差三尺寸公差四 公差带五配合六基准制一、尺寸 （size）尺寸合格条件：最大极限尺寸实际尺寸最小极限尺寸1 、公称尺寸（孔D/轴d）

8、设计给定的尺寸。2 、实际尺寸（Da/da） 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。3 、极限尺寸（Dmax/dmax和Dmin/dmin） 允许实际尺寸变化的两个极端。二、尺寸偏差偏差（deviation ） 某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。实际尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸公称尺寸偏差 实际偏差（孔Ea轴ea）上偏差（孔ES轴es）下偏差（孔EI轴ei）三、尺寸公差尺寸公差（ tolerance ） 允许尺寸的变动量。孔 Th = DmaxDmin轴 Ts = dmax dmin= ES EI= es ei已知孔、轴公称尺寸D=d=25.000mm孔：Dmax=25.021mm，Dmin= 25

9、.000mm轴：dmax =24.993mm，dmin=24.980mm, 确定孔、轴的上下偏差及公差。例:解：孔:上偏差 ES = Dmax D = 25.02125 = + 0.021mm下偏差 EI = Dmin D = 2525 = 0mm公差Th = DmaxDmin = ES EI = 0.021mm轴:上偏差 es = dmax d = 24.99325 = 0.007mm下偏差 ei = dmin d = 24.9825 = 0.020mm公差Ts = dmax dmin = es ei = 0.013mmESEIesei公称尺寸D（d）DmaxDmin零线轴0EIeseiTD

10、Td四、公差带示意图及公差带图孔ES T eiEI零线 （zero line）+0-公称尺寸公差带图孔公差带ESTh ess轴公差带 25+ 0.021- 0.007- 0.020已知孔、轴公称尺寸D=d=25.000mm例:孔：Dmax=25.021mm，Dmin= 25.000mm轴：dmax =24.993mm，dmin= 24.980mm, 确定孔、轴的上下偏差及公差。解：孔:上偏差 ES = + 0.021mm下偏差 EI = 0mm公差Th = 0.021mm轴:上偏差 es = 0.007mm下偏差 ei = 0.020mm公差Ts = 0.013mmThTs0公称尺寸+孔孔孔轴

11、间隙配合过盈配合过渡配合五、配合配合（fit）指公称尺寸相同，相互结合的一批孔、轴公差带之间的关系。根据公带位置不同，可分为三种类型：间隙配合、过盈配合和过渡配合。轴0轴XmaxXminDmaxDmindmindmax1、间隙配合1、间隙配合具有间隙的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上。孔轴ESEIesei孔的公差带在轴的公差带之上Xmax = ESei 0Xmin = EIes 0YmaxYminDmaxDmindmindmax2、过盈配合具有过盈的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。轴ES孔EI孔的公差带在轴的公差带之下eseiYmax = EI es 0Ymin = ES ei

12、0XmaxYmaxDmaxDmindmindmax孔的公差带与轴的公差带相互交叠3、过渡配合可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔和轴的公差带相互交叠。Xmax = ESei 0Ymax = EIes Xav 小 小 结 结 本章重点掌握：1. 公差与配合的基本概念：偏差公差公差带标准公差和基本偏差间隙配合配合的种类 过盈配合过渡配合配合的基准制基孔制基轴制2. 公差与配合在图纸上的标注方法。3. 会查标准公差和基本偏差数值表。第三章几何公差与几何误差检测第三章几何公差与几何误差检测123456零件几何要素和几何公差的特征项目几何公差在图样上的表示方法几何公差带公差原则几何公差的选择几何误差的评定

13、与检测原则环状平面素线圆锥面轴线球面球心圆柱面圆锥顶点 1 零件几何要素和几何公差的特征项目一 零件几何要素及其分类机械零件是由构成其几何特征的若干点、线、面构成，这些点线面统称为几何要素。几何公差的研究对象就是构成零件几何特征的要素1、要素按结构特征分类（1）组成要素(轮廓要素)构成零件外形特征的点、线、面。（2）导出要素(中心要素)与要素有对称关系的点、线、面。轮廓要素中心要素862、要素按存在状态分类（1）理想要素指具有几何意义的要素,即几何的点、线、面。没有误差(设计给出)。（2) 实际要素指零件上实际存在的要素。100B0.3 AAB3、要素按检测关系分类1）被测要素指图样上给出了形

14、状公差和位置公差的要素（即图形箭头所指要素）。2）基准要素用来确定被测要素方向和位置的要素。被测要素基准要素0.05AA单一要素4、要素按功能关系分类（1） 单一要素指按本身功能要求给出形状公差的要素。（2） 关联要素与基准要素有关联的要素。0.020.03A关联要素A两平行直线之间的区域两等距曲线之间的区域两同心圆之间的区域圆内的区域球内的区域说明形 状圆柱内的区域两同轴线圆柱内之间的区域两平行平面之间的区域两等距曲面之间的区域说明形状2几何公差带2、形状3、方向4、位置一 、特征1、大小 宽度t 、 直径 ttdtd二、 形状公差带圆度圆柱度特征项目：直线度 平面度1、直线度公差0.02

15、0. 02t在给定平面内在给定方向上 0. 01在任意方向上2、平面度公差0.03dt0.010. 013、圆度公差公差带是在同一正截面上，半径差为t的两同心圆之间的区域。4. 圆柱度公差带公差带为半径差等于公差值t的两同轴线圆柱面所限定的区域。特点：方向公差相对于基准有确定的方向，公差带的位置可以浮动；方向公差具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。三、 方向公差带定义：关联被测要素对基准要素在规定方向上允许的变动量。分类：平行度、垂直度和倾斜度。形式：它们的被测要素相对于基准要素有四种形式：线对线、线对面、面对线、面对面1. 平行度公差带面对面平行度公差带公差带为间距等于公差值且平行于基准

16、平面的两平行平面所限定的区域。 线对面平行度公差带公差带为间距等于公差值t且平行于基准平面的两平行平面所限定的区域。 面对线平行度公差带公差带为间距等于公差值t且平行于基准平面的两平行平面所限定的区域。 任意方向的线对线平行度公差带的圆柱面所限定的区域。公差带为直径等于公差值 t且轴线平行于基准轴线2. 垂直度公差带面对面垂直度公差带公差带为间距等于公差值 t且垂直于基准平面的两平行平面所限定的区域。线对面垂直度公差带直于基准平面的圆柱面所限定的区域。在任意方向上，公差带为直径等于公差值 t且轴线垂四、位置公差带分类：同轴度、对称度和位置度。定义：关联实际要素对基准在位置上所允许的变动量同轴度

17、：用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差。对称度：用于控制被测要素中心平面（或轴线）的共面（或共线）性误差。位置度：用于控制被测要素（点、线、面）对基准轴线的 位置误差。d2d1d1 0.031、同轴度 0.03 A-BAA-BBA2、对称度控制被测要素的中心面(或中心线)相对于基准要素的中心面(或中线)的偏离程度。20 0.02503、位置度 20+0.030.02 A B CABC1.径向圆跳动2.轴向圆跳动3.斜向圆跳动五、跳动公差带概述： 跳动公差用来控制跳动，是以特定的检测方式为依据的公差项目。定义：是关联实际要素绕基准轴线回转一周或几周时所允许的最大跳动量。作用： 跳动公

18、差带相对于基准轴线有确定的位置；可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。分类: 跳动公差包括圆跳动公差和全跳动公差。圆跳动全跳动1.径向全跳动2. 轴向全跳动d0.10.10.1AAA1、圆跳动公差带tttA Ad2、全跳动公差带t0.10.1AAtA A一 几何公差框格和基准符号1、几何公差框格第二格填写用以毫米为单位表示的公差值和有关符号带箭头的指引线从框格的一端引出，并且必须垂直于框格，用它的箭头与被测素相连。它引向被测要素时允许垂直弯折，通常弯折一次。第一格填写公差特征项目符号 200.0100.033M有关符号公差值公差项目指引线3几何公差在图样上的表示方法2位置公差框格A0.05A

19、位置公差有基准要求。被测要素的基准在图样上用大写英文字母表示。为了避免混淆和误解，基准所使用的字母不得采用E,F,I,J,L,M,O,P,R等九个字母。三格的位置公差框格中的内容填写示例0.05MAM与基准要素有关的符号基准符号字母与被测要素有关的符号公差值公差项目指引线3. 基准符号基准符号由一个基准方格（这方格内写有表示基准的英文大写字母）和涂黑的（或空白的）基准三角形，用细实线连接而构成（图4-5）。图4-5（a）（b）（c）（d）40j6(a)指引线箭头置于轮廓线上(b)指引线箭头置于轮廓线的延长线上二、 被测要素的标注方法1、轮廓要素A0.050.004Ad2d10.010.02（c

20、）指向公差带的宽度方向Bb（a）指向公差带的宽度方向2、中心要素0.1 AA2050（b）指向圆形公差带的直径方向 20+0.030.02 A B CABC（c）指向球形公差带的直径s0.1 A BA被测球心B50d(a)靠近轮廓线(b)靠近轮廓线的延长线三、 基准要素的标注方法1、轮廓要素0.02B0.05AAB2、中心要素对齐0.05AA1. 同一被测要素有几项几何公差要求的简化标注方法四几何公差的简化标注方法0.05A0.03A同一被测要素有几项几何公差要求的简化标注示例2、几个被测要素有同一几何公差带要求的简化方法标注几个被测要素有同一几何公差带要求的简化方法标注示例对于由几个同类要素

21、组成的公共被测要素，应采用一个公差框格标注。这时应在公差框格中公差值的后面加注符号“CZ”DmaxDLdmindLdmaxdMDminDM零件具有材料量的多少最多最大实体状态 MMC（最大实体尺寸MMS，DM、dM ）最少最小实体状态 LMC（最小实体尺寸 LMS，DL、dL ）4 公差原则一、基本概念1、实体状态和实体尺寸Dfe DaDfe = Da F几何内内接最大理想轴孔孔的的作作用用尺尺寸寸实实际孔dfe dadfe = da +f几何外外接最小理想孔轴轴的的作作用用尺尺寸寸实实际轴2、体外作用尺寸-0.02550 0.0123、实效尺寸dMV = dM + t几何DMV = DM T

22、几何已知:da= 49.965, f几何= 0.007求: dfe, dM, dMVdfe = da + f几何= 49.965+0.007= 49.972mmdM = 49.975mmdMV = dM + t几何=49.975+0.012=49.987mm4、理想边界和边界尺寸由于零件实际要素总是存在尺寸偏差和几何误差的，故其功能效果取决于二者的综合效果。所谓“理想边界”是指具有一定尺寸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和几何误差。最大实体边界最大实体尺寸实效边界 实效尺寸独立原则独立原则是指图样上的几何公差与尺寸公差相二、200.015互无关，分别满足要求的公差原则

23、。采用独立原则时，图样上不需加注任何符号。19.979 da 20应用最广泛。f几何 t几何 = 0.01520h7 E20三 、 包容要求定义：实际要素应遵守最大实体边界，其局部实际尺寸不得超过最小实体尺寸。标注：在单一要素尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符号 E ；适用于单一要素。轴：dfe dMdmin da dmax孔：Dfe DMDmax Da Dmin20 20 2020MMB（b）轴处于最大实体状态MMB 19.979(c)轴处于最小实体状态1、按包容要求标注的图样解释(a)图样标注 40j6( - 0.005 )2、包容要求的应用包容要求常应用于保证孔、轴的配合性质，特别是配合

24、公差较小的精密配合要求，用最大实体边界保证所需要的最小间隙或最大过盈。0.004E+0.011A200.015 M四 、 最大实体要求只适用于中心要素定义：控制被测要素的实际轮廓处于其最大实体实效边界之内的一种公差要求。当其实际尺寸偏离最大实体尺寸值能得到补偿标注：在被测要素几何公差框格中的公差值后标注符号 M0.02 M AA 20.015 20.0151、按最大实体要求标注的图样解释 20（b）轴处于最大实体状态 19.979MMBMMB200.015 M(a)图样标注dfe dMVdmin da dmax(c)轴处于最小实体状态2、最大实体要求的应用应用：主要用于只要求可装配性的零件，能

25、充分利用图样上给出的公差，提高零件的合格率。AA5几何公差的选择0.02 M AA几何公差的选择包括四方面的内容1.几何公差项目的选择2.公差原则的选择3.几何公差值的选择4.基准的选择一、几何项目选择应根据零件的具体结构和功能要求来选择。1、尽可能选择一些具有综合控制功能的项目方向公差位置公差跳动公差方向、形状方向、形状、位置方向、形状、位置2、尽可能选择控制和检测简便的项目径向圆跳动公差径向全跳动公差轴向全跳动公差二、几何公差值的选择总的原则：在满足零件功能的前提下，选取最经济的公差值。1、几何公差等级规定01213级11212级只规定了公差值数系，而未规定公差等级未规定公差等级基本级6级

26、基本级7级直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动各规定了H、K、L 三个公差等级，在技术要求中注出标准及等级代号。如：GB/T1184K未注几何公差等级的规定一般机床或中等制造精度就能保证的几何精度，为了简化标注，不必在图样上注出的几何公差。2、几何公差值的要求考虑零件的结构特点适当降低12级选用孔相对于轴细长的孔或轴距离远的孔或轴宽大的平面三、公差原则的选择应根据被测要素的功能要求，充分发挥公差的职能和采取该公差原则的可行性、经济性。1、独立原则用于尺寸精度与几何精度精度要求相差较大，需分别满足要求，或两者无联系，保证运动精度、密封性，未注公差等场合。（如滚筒类零件，平板，齿轮箱体孔等。）2

27、、包容要求主要用于需要严格保证配合性质的场合。（如40H7 E 孔和40h6 E 轴的配合，可以保证最小间隙为零）3、最大实体要求用于中心要素，一般用于相配件要求为可装配性的场合。（如穿过螺钉或螺栓的通孔或螺纹孔）四、基准的选择1、遵守基准统一原则2、三基准体系 三个相互垂直的基准平面组成的基准体系。3、任选基准适用于在装配时，具有相同功能的两被测要素。6几何误差的检测一、几何误差的评定1、形状误差（大小一定，方向、位置浮动）最小条件准则：被测实际要素相对于理想要素最大变动量为最小。2、方向误差3、位置误差（大小、方向一定，位置浮动）（大小、方向、位置一定）fff测量点读数值累积值测量点读数值

28、累积值测量点读数值累积值0004-3+68-3+91+3+35-609-3+62+6+96+3+310+3+930+97+9+12二、几何误差的测量1、直线度 最小包容区域法和两端点连线法光学合像水平仪例： 用水平仪测量导轨的直线度误差，依次测得相邻两点（后点对前点）的高度差为:+3,+6,0,-3,-6,+3,+9,-3,-3,+3在坐标纸上按最小条件法和两端点连线法求出所测导轨的直线度误差值。测度量点读数值累积值测量点读数值累积值测量点读数值累积值0004-3+68-3+91+3+35-609-3+62+6+96+3+310+3+930+97+9+12二、几何误差的测量1、直线+12+9+

29、6+30123 456789 10f2 f1最小条件法f1=10.8 m两端点连线法f2=11.7 m最小包容区域法和两端点连线法2、平面度测微法百分表(1)最小区域法（旋转法）符合最小条件(2)近似法1)三点法：首先将被测实际表面上相距最远的三点调成等高，建立理想平面，然后测出各测点对该理想平面的偏差值，取最大值与最小值的之差作为被测实际表面的平面度误差值。2)对角线法：以通过被测实际表面的一条对角线且平行于另一条对角线的平面建立理想平面，测出各测点对该理想平面的偏差值，取最大值与最小值之差作为被测实际表面的平面度误差值。指百分表读数1、三点法移动百分表，调节可调支承，使最远三点等高（为读数

30、方便转表盘对零），并相应测出其它各点，取最大值与最小值之差作为被测平面的平面度误差值。-10-65+35+80+45-10-10-45+30Fa=80 -（-65）=145指百分表读数2、对角线法移动百分表，调节可调支承，使一对角线上最远二点等高，再调支承，使另一对角线上最远二点等高，然后相应测出其它各点，取最大值与最小值之差作为平面度误差值。-10-75+25+60-30+15-30-75-10Fb=60-（-75）=1352、测量坐标值原则测量被测要素的坐标值，并经过数据处理获得几何误差值。3、测量特征参数原则测量被测实际要素上具有代表性的参数(即特征参数)来表示几何误差值。两点法测4、测

31、量跳动原则被测实际要素绕基准轴线回转过程中，沿给定方向测量其对在某参考点或线的变动量。5、控制边界原则检测被测实际要素是否超过边界，以判断合格与否。三 几何误差的检测原则1、与理想要素比较原则将被测实际要素与其理想要素相比较，量值由直接法或间接法获得，理想要素用模拟方法获得。(如)(如量规 )第 四 章表面粗糙度轮廓及其检测第一节第二节第三节第四节表面粗糙度轮廓的基本概念表面粗糙轮廓的评定表面粗糙轮廓的选择表面粗糙度轮廓符号及其注法第五节 表面粗糙度轮廓的检测本章结构4-1表面粗糙度轮廓的基本概念 10 mm一、表面粗糙度的界定截面轮廓误差放大曲线表面粗糙度成分波纹度成分形状误差成分表面粗糙度

32、轮廓表面波纹度形状误差1.影响零件的耐磨性。2.影响配合性质稳定性。3.影响零件的耐疲劳性。4.影响零件的抗腐蚀性。5.对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。二、表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响4-2 表面粗糙度轮廓的评定一、取样长度、评定长度和传输带基准线lrlrlrlrlrln1、取样长度lr规定的测量长度(0.08、0.25、0.8、2.5、8)。规定取样长度是为了限制和减弱其他形状误差，特别是表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含个以上的波峰和波谷。2、评定长度ln 一般取ln = 5lr ,由于被测表面上各处的粗

33、糙度不一定很均匀，在一个取样长度内往往不能合理反映被测表面的粗糙度，所以需要在几个长度上分别测量，取其平均值作为测量结果。3. 传输带-从短波截止波长至长波截止波长这两个极限值之间的波长范围。长波轮廓滤波器的截止波长c = lr短波轮廓滤波器的截止波长s（ 截止波长s和c的标准化值由附表5-1查取）lryi minF FYl rFnF1 FF2ni1i2lnlnX轮廓的算术平均中线X轮廓总的走向n n2.轮廓的算术平均中线 ii1 i1轮廓偏 Fi距 2FnFiF1 轮廓总的走向轮廓的最小二乘中线二、基准线1.轮廓的最小二乘中线Y轮廓偏距三、评定参数幅度参数间距参数1.轮廓算术平均偏差Ra2.

34、轮廓最大高度Rz轮廓单元的平均宽度RSm在取样长度内，轮廓单元宽度的平均值。Ra= l r 0y(x)lrRa= lr yi 轮廓算术平均偏差RaYXlrdx11ni=1近似为:YpRzYv2. 轮廓最大高度RzlrYXRz=Yp+YvYp最大轮廓峰高Yv最大轮廓谷深3.间距参数轮廓单元的平均宽度RSm在取样长度内，轮廓单元宽度的平均值。Ys1s2s3s4s5s6s7s8s9XlrRSm = (s1+s2+s3+s4+s5+s6+s7+s8+s9)/94-3表面粗糙度的选择一、评定参数的选择1）幅度参数是必选参数，且在常用值范围内，优先选用Ra；2）对于很粗糙或很光滑的表面或测量部位小的表面及

35、零件材料较软的表面可选Rz；3）需要涂镀或其他有细密要求的表面可加选间距参数RSm；4）RSm是附加参数，不能单独使用，需与幅度参数联合使用。表面粗糙度参数值的选择原则是：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。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、轴比孔的表面粗糙度值要小。 要求防腐性、密封性的表面及要求外表美观的表面，其表面粗糙度值要小。常用表面粗糙度值与所适应的零件表面见表中推荐值。二、参数值的选择4-4表面粗糙度轮廓技术要求在零

36、件图上的标注一、表面粗糙度轮廓的基本图形符号和完整图形符号绘制机械零件图时，需要使用1个基本图形符号和3个完整图形符号，来标注表面粗糙度轮廓各种不同的技术要求。（a）图为基本图形符号。（b）图为用于任何工艺的完整图形符号。（c）图为用于去除材料的完整图形符号。（d）图为用于不去除材料的完整图形符号。（a）（b）（c）（d）二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号上的标注1. 表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符号上的标注位置在完整图形符号的周围标注评定参数的符号及极限值和其他技术要求。各项技术要求应分别标注在该符号周围的指定位置上。在周围标注了技术要求的完整图形符号称为表面粗糙度轮廓代号，简

37、称粗糙度代号。位置a：下列符号和数值排成一行位置b：附加评定参数（如RSm，mm）位置c：加工方法位置d：表面纹理位置e：加工余量（mm）上、下限值符号 传输带数值/幅度参数符号 评定长度值极限值判断规则(空格) 幅度参数极限值(m)2. 表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的标注（1）标注极限值中的一个数值且默认为上限值（图5-10）图5-10（2）同时标注上、下限值（图5-11）图5-113. 极限值判断规则的标注（1）16%规则（图5-10、图5-11）16%规则是表面粗糙度轮廓技术要求中的默认规则。若采用，则图样上不需注出。（2）最大规则（图5-12、图5-13）在幅度参数符号Ra或Rz的后面

38、标注一个“max”的标记。图5-12图5-134. 传输带和取样长度、评定长度的标注需要指定传输带时，传输带（mm）标注在幅度参数符号的前面，并用斜线“/”隔开（图5-14a、b、c）。c =lr。图5-14需要指定评定长度时，则应在幅度参数符号的后面注写取样长度的个数（图5-15a、b）。图5-155. 表面纹理的标注需要标注表面纹理及其方向时，则应采用规定的符号进行标注。6. 附加评定参数和加工方法的标注7. 加工余量的标注三、表面粗糙度轮廓代号在零件图标注的规定和方法1. 一般规定粗糙度代号尽可能标注在注了相应的尺寸及其极限偏差的同一视图上。粗糙度代号上的各种符号和数字的注写和读取方向应

39、与尺寸的注写和读取方向一致。粗糙度代号的尖端必须从材料外指向并接触零件表面。2. 常规标注方法（c）（d）3. 简化标注的规定方法当零件的某些表面（或多数表面）具有相同的技术要求时，对这些表面的技术要求可以用特定符号（图5-24），统一标注在零件图的标题栏附近，省略对这些表面分别标注。图5-24下移动。常用于Ra值（0.0255 m）光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量Rz为0.560 m。4-5 表粗糙度的检测比较法：将被测零件表面与表面粗糙度样块直接进行比较，以确定实际被测表面的表面粗糙度合格与否。多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。触针法：又称感触法或针描法，它利用金刚

40、石触针在被测零件表面上移动，垂直于被测轮廓的方向上干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量Rz值第五章几何量检测基础则测量可表示为L=qu5-1 测量的四个要素几何量测量是指为确定被测几何量的量值而进行的实验过程。本质是将被测几何量与作为计量单位的标准量进行比较，从而确定两者比值的过程。若被测量为L，计量单位为u，确定的比值为q，一个完整的测量过程应包含四个要素1、被测对象几何量：长度、形状、表面粗糙度 。2、计量单位公制(米制)。3、测量方法测量原理、测量器具 、测量条件。4、测量精度测量结果与真值相一致的程度。由于在测量过程中总是不可避免地出现测量误差，故无测量精度的测量是毫无意

41、义的测量。检测是作为公差和配合的技术保证。在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本单位名称是“米”，其单位符号为“m”。“米”的定义于18世纪末始于法国，当时规定“米等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一”。19世纪“米”逐渐成为国际通用的长度单位。1889年在法国巴黎召开了第一届国际计量大会，从国际计量局订制的30根米尺中，选出了作为统一国际长度单位量值的一根米尺，把它称之为“国际米原器”。1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规定：“米”是激光在真空中在1/299792458s的时间间隔内行进路程长度。5-2测量单位一、长度的量值传递显然，这个长度基准无法直接用于生产。为了使

42、生产中使用的计量器具和工件的量值统一，就需要有一个统一的量值传递系统，即将米的定义长度一级一级地、准确地传递到生产中所使用的计量器具上，再用其测量工件尺寸，从而保证量值的统一。量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量标准（器），并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测对象的量值准确一致的方式”。我国长度量值传递系统如图所示，从最高基准谱线向下传递，有两个平等的系统，即端面量具（量块）和刻线量具（线纹尺）系统。其中尤以量块传递系统应用最广。二、量块使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确度，但因对复现的条件有很高的要求，不便在生产中直接用于尺寸的

43、测量。因此，需要将基准的量值按照定义的规定，复现在实物计量标准器上。常见的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形状有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。三、量块的构成长方体的量块有两个平行的测量面，其余为非测量面。测量面极为光滑、平整，其表面粗糙度Ra值达0.012m以上，两测量面之间的距离即为量块的工作长度（标称长度）。标称长度到5.5mm的量块，其公称值刻印在上测量面上；标称长度大于5.5mm的量块，其公称长度值刻印在上测量面左侧较宽的一个非测量面上。四、量块的精度工作面：很光滑、 平行度很高、 具有粘合

44、性分5级：K、0、1、2、3分5等：1、2、3、4、5反映制造误差反映测量误差按级使用：以标称尺寸作为工作尺寸标称尺寸=10按等使用：以检定后所给出的实测中心长度作为工作尺寸da=9.995例如量块的精度等级（1） 量块的分级按照JJG 146-2003量块检定规程的规，量块的制造精度分为五级：K、0、1、2、3级，其中K级精度最高，精度依次降低，3级最低。量块生产企业大都按“级”向市场销售量块。（2） 量块的分等按照JJG 146-2003量块检定规程的规定，量块的检定精度分为五等：1、2、3、4、5等，其中1等最高，精度依次降低，5等最低。（3） 量块按“等”使用与按“级”使用量块是定尺寸

45、量具，一个量块只有一个尺寸。为了满足一定范围的不同要求，量块可以利用其测量面的高精度所具有粘合性，将多个量块研合在一起，组合使用。根据标准GB609385规定，我国成套生产的量块共有17个套别，每套的块数分别为91、83、46、12、10、8、6、5、等。粘合性：测量层表面有一层极薄的油膜，在切向推合力的作用下，由于分子间吸引力，使两量块研合在一起的特性。从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组.五、量块的组合尺寸范围（mm）间隔（mm）小计（块）1.011.491.51.92.09.51010010.51.0050.010.10.510-4951610111表2-1 83块一套

46、的量块组成为了减少量块的组合误差，应尽量减少量块的组合块数，一般不超过4块。选用量块时，应从所需组合尺寸的最后一位数开始，每选一块至少应减去所需尺寸的一位尾数。例如，从83块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，选取方法为：36.745 所需尺寸 1.005 第一块量块尺寸35.74 1.24 第二块量块尺寸34.5 4.5 第三块量块尺寸30.0 第四块量块尺寸量块按“级”使用时，应以量块的标称长度作为工作尺寸，包含制造误差。量块按“等”使用时，以检定给出的量块中心长度的实际尺寸作为工作尺寸，排除制造误差的影响，仅包含检定的测量误差。故量块按“等”使用的测量精度比量块按“级”使用时

47、高。六、量块使用的注意事情项1.2.3.4.5.6.7.量块必须在有效期内使用，否则应及时送专业部门检定。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。分清量块的“级”与“等”，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。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。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。5-3 计量器具和测量方法一、计量器具的分类计量器具按其本身的结构特点进行分类可分为：量具、量规、计量仪器和计量装置等四类。1.

48、 量具 以固定形式复现量值的计量器具。2. 量规 没有刻度的专用计量器具，如检验孔、轴实际尺寸和形状误差的综合结果所用的光滑极限量规。3.计量仪器 能将被测几何量的量值转换成可直接观测的指示值（示值）或等效信息的计量器具（量仪）。4. 计量装置为确定被测几何量量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。二、测量器具的技术性能指标1、标尺刻线间距、标尺分度值和分辨率a = 0.752.5mm i = 0.0012、标尺的示值范围和计量器具测量范围0.1+0.1mm0180mm3、示值误差和修正值示值误差 = 测量值真值真值 = 测量值示值误差真值 = 测量值+修正值4、灵敏度和放大比灵敏度指计量器具对

49、被测几何量微小变化的响应变化能力。被测参数的变化量为L，引起测量器具示值变化量为x，则灵敏度 S =x/L1、按获得测量结果的方法D 和 R=D/22、按示值是否为被测量的整个量值直接测量间接测量绝对测量相对测量(比较测量)例如用游标卡尺测量零件轴的直径值。例如比较仪用量块调零后，测量轴的直径，比较仪的示值就是量块与轴的直径量值之差。三、测量方法分类测量方法可以从不同角度进行分类。螺纹量规检验合格与否(螺距牙型半角 螺纹 单一中经 )单项测量：工具显微镜，用于工艺分析三、测量方法分类-2双管显微镜3、按测量时被测表面与计量器具的测头是否接触4、按工件上同时测量被测量的多少接触测量非接触测量单项

50、测量综合测量中径D2、d2小径D1、d1大径 D、do螺纹轴线H90o260o30p3H 8H 4螺纹的几何参数PH 8被动测量：在零件加工完毕后进行的测量主动测量：在零件加工过程中进行的测量三、测量方法分类-35、按测量在加工过程中所起作用等精度测量：在测量过程中，影响测量精度的全部因素或条件不变。不等精度测量：在测量过程中，影响测量精度的全部因素或条件部分变。等精度测量指在相同的测量条件下，由同一测试者用同一计量器具，以同样的测量方法，对同一被测几何量进行测量。6、按被测工件在测量时所处的状态等精度测量不等精度测量5-4 2-4测量误差 差一、测量误差的基本概念测得值真值=测量误差测量误差

51、d1=30mmd2=30mmd3=50mm绝对误差相对误差1=0.0052=0.0033=0.005= XX0 X0 = X f = X0 Xf 1=0.005/30=0.017%f 2=0.003/30=0.01%f 3=0.005/50=0.01%二、测量误差的分类（性质）1、系统误差定值系统误差变值系统误差在相同的测量条件下，多次测量同一量值，误差的绝对值和符号不变定值系统误差 。以一定规律变化变值系统误差。以不可予定方式变化随机误差。统计规律概率统计2、随机误差3、粗大误差 由于主观疏忽大意或客观条件发生突然变化而产生的误差。三、随机误差1、随机误差的特征（正态分布曲线）y(1) 单峰

52、性(2) 对称性(3) 相消性(4) 有界性（ 2/ 2 2）e自然对数 2.71828y= （1/2 ） ey概率密度函数随机误差标准偏差2、标准偏差的意义及实验估算y12若=0 则ymax= 1/2y= （1/2 ） e（ 2/ 2 2）大ymax小2)残余误差vi =xi-x3)的实验估算=（ v1 2 +v2 2 +v3 2 + +vn 2）/（n-1）分散小 ymax大 集中反映随机误差的集中与分散程度1)算术平均值x =（x1+x2+x3+xn）/n12340.31740.04560.00270.000643、随机误差的极限误差lim的确定四个特殊t值对应的概率t t 不超出 的概

53、率 P 2t 超出 的概率 P 12t1234lim = 3 0.68260.95440.99730.99936（P = 99.73）(a)精密度高(b)正确度高(c)准确度高(d)准确度低四、测量精度的分类 正确度 反映测量结果中系统误差的影响程度。若系统误差小，则正确度高。 精密度 反映测量结果中随机误差的影响程度。它是指连续多次测量所得值之间相互接近的程度。若随机误差小，则精密度高。 准确度 反映测量结果中系统误差和随机误差的综合影响程度。若系统误差和随机误差都小，则准确度高。一、随机误差的处理1、单次测量结果的表达lim = 3 Xe = X32、多次测量结果的表达Xe = X3xx

54、= /n416110.50.259xn5-5各类测量误差的外理二、测量列中系统误差的处理1. 发现系统误差的方法 实验对比法改变测量条件进行测量，以发现系统误差，适用于发现定值系统误差。残差观察法根据残差大小和符号变化规律，由残差数据或残差曲线来判断有无系统误差，适用于发现大小和符号按一定规律变化的变值系统误差。(a)不存在变值系统误差(b)存在线性系统误差(c)存在周期性系统误差图2-14变值系统误差的发现2. 消除系统误差的方法 从产生误差根源上消除系统误差要求测量人员对测量过程中可能产生系统误差的各个环节作仔细的分析，并在测量前就将系统误差从产生根源上加以消除。用修正法消除系统误差预先将

55、计量器具的系统误差检定或计算出来，然后将测得值加上相应的修正值，即可得到不包含系统误差的测量结果。 用抵消法消除定值系统误差在对称位置上分别测量一次，使这两次测量中读数出现的系统误差大小相等，符号相反，取两次平均值作为测量结果，即可消除定值系统误差。 用半周期法消除周期性系统误差周期性系统误差可每相隔半个周期测量一次，以两次测量的平均值作为一个测得值，即可有效消除周期性系统误差。二、系统误差的处理1、定值系统误差实验对比法（修正值 ）2、变值系统误差残差观察法三、粗大误差的处理Vi 3lim = 3(3 法)拉依达准则粗大误差 (剔除)2、计算X，Vi， ；3、判断有无粗大误差 Vi 3 ；4

56、、剔除粗大误差以后，组成新数列，重复2、3直 至不存在粗大误差；x二、间接测量列的数据处理 （见课本）5-6 等精度测量列的数据处理一、直接测量列的数据处理1、判断有无系统误差；5、计算 x = /n6、写出测量结果 Xe = X3【复习思考题】1、一个完整的几何量测量过程包括那四要素？2、量块的“级”和“等”是如何化分的？按“级”使用和按“等”使用有何不同？3、测量误差按性质可分为几类？第八章 键和花键的公差与检测键、花键联接的用途用于轴与轮毂之间的周向固定，并传递运动和转矩。第八章 键和花键的公差与检测键联接轮毂轴键第八章 键和花键的公差与检测键、花键联接用于轴与轮毂之间的周向固定，并传递

57、运动和转矩。键联结属于可拆卸联结，在机械中的用途十分广泛。键的种类键和花键的公差与检测平键半圆键钩头楔键切向键矩形花键渐开线花键单键花键三角形花键本章结构：第一节 平键联结的公差、配合和检测第二节 矩形花键联结的公差、配合和检测类 型及特 点松键联接：靠侧面受挤压传递运平键联接动和转矩，键两侧面是工作面。紧键联接：靠键的楔紧作用传递运动和转矩，键上下两面是工作面。半圆键联接楔键联接切向键联接第一节 平键联结的公差、配合和检测一、平键联接的主要类型及特点平键联接工作面工作原理 键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙，两侧面为工作，依靠侧面受挤压传递运动和转矩。优点: 结构简单，装拆方便，易加工，对中性

58、好缺点：不能实现轴上零件的轴向固定。特点应用：广泛接在一起, 以传递扭矩。键轴皮带轮二、平键和键槽的联接1、键的功用用键将轴与轴上的传动件(如齿轮、皮带轮等)联轮轴键bh三、键联结的公差与配合1、配合尺寸键宽b基准制基轴制h8 (键用冷拔钢材，标准件)配合形式2、几何公差：3、Ra的上限值：配合表面取为1.6 6.3m非配合表面取12.5m4、键槽尺寸和公差在图样上的的标注L较松联结导向，可移动正常联结较紧联结对称度不大载荷较大载荷，双向载荷79级 包容要求b+0-D10H9N9 h8JS9h8P9P9平键和键槽配合尺寸的公差带和配合种类轴槽公差带键宽公差带轮毂槽公差带配合种类h8尺寸b的公差

59、带应用键 轴键槽 轮毂键槽较松联结一般联结较紧联结H9h9 N9P9D10JS9P9用于导向平键,轮毂在轴上移动键在轴键槽中和轮毂键槽中均固定,用于载荷不大的场合键均固定,用于载荷较大,有冲击和双向转矩的场合正常h8四、轴键槽标注示例1. 标注槽深d-t及公差2. 标注槽宽b及公差3. 标注对称度公差4. 标注表面粗糙度轴键槽1. 标注轮毂深d+t1及公差2. 标注槽宽b及公差3. 标注对称度公差4. 标注表面粗糙度轮毂键槽四、孔键槽标注示例单键联接能传递的转矩很有限，当传递的转矩较大、而又不能增加键的长度时，可用多键来提高联接的承载能力。如图示双键、三键，但这样会严重削弱轴的强度两个平键组成

60、的联接三个平键组合的联接第二节 矩形花键联结的公差、配合与检测 本节结构： 一、花键联接的特点及应用 二、花键联接的类型及其选择 三、 矩形花键的精度设计 四、矩形花键的规格 五、矩形花键的检测优点一、花键联接的特点及应用1）齿槽浅，齿根应力集中小，对轴和轮毂的强度削弱小；2）键齿对称布置，齿多接触面积大，承载能力高；特点3）定心精度高，对中性和导向性好。缺点需要专门加工设备和工具，制造成本高。应用用于定心精度要求高，载荷大的动、静联接。使用要求：1、保证联结及传递一定的扭矩；2、保证内外花键联结后的同轴度；3、滑动联结还要求导向精度及移动灵活性；4、固定联结要求可装配性。磨削方法获得较高精度