互换性与测量技术基础电子讲稿1(ppt)课件

1、互换性与测量技术基础潍坊学院机电工程学院王长春一、课程的性质、内容与要求研究对象：机械设计制造过程的几何量公差与配合以及其检测技术。本课程是学生在完成机械制图、普通物理、金属工艺学、材料力学等专业基础必修课的基础上开设的一门综合性应用技术基础课程。通过本课程的学习，使学生获得有关机械设计制造方面的最新国家标准、测量技术基础知识及机械精度设计知识与能力，为学习其他后继课程和将来从事生产技术工作奠定必要的基础。主要内容：互换性综述、光滑圆柱结合的公差与配合、测量技术基础、形位公差与检测、表面粗糙度与检测、尺寸链、常用结合件的公差与检测、精度设计实例。上述内容包括了基础标准、计量技术和精度设计等三大

2、方面。 课程特点： 本课程的特点是内容繁杂、抽象、系统性差，实践性与应用性强，需要记忆的东西多。因此，在学习此课程时，要以基础标准、测量技术为核心，精度设计应用为目标，进行各章的学习。 定义多，概念多，符号多 , 标准多，记忆内容多，但简单易学。(5多1易）课时安排讲课 32 实验 6 必修课、考试课实验与理论学习并重绪论二、互换性与公差的概念1、互换性的概念2、公差的概念3、互换性的种类4、互换性的意义1、互换性的概念定义：在制成的同一规格零件中，不需选择、不需修配或调整，就可装上机器（或部件）上而且满足原定使用性能要求。 互换性包括： 几何参数、机械性能和理化性能方面的互换性。 几何量误差

3、（尺寸、形状、位置、表面微观形状误差） 2、公差的概念公差：由设计人员给定的允许零件的最大误差。加工误差：加工过程中产生的尺寸、几何形状和相互位置误差。 3、互换性的分类 A、完全互换性 特点：不限定互换范围，以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。如日常生活中所用电灯泡。 B、不完全互换性 特点：因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换。如机器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困难，制造成本高，为此，生产中往往把零件的精度适当降低，以便于制造，然后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使每组内的尺寸差别比较小，最后，再把相应的零件进行装配。除此分组互换法外，还有修配

4、法、调整法。主要适用于小批量和单件生产。4、互换性的意义（1）在设计方面，有利于最大限度采用标准件、通用件和标准件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期。便于计算机辅助设计CAD。 （2）在制造方面，有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专用设备，提高生产效率。 （3）在使用、维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转。提高了机器的使用寿命。 三、标准化与优先数系1、标准化标准化实现互换的前提，是基础。标准：规则、导则或特性的文件。标准化：活动标准的分类：国家、行业、地方和企业1）标准化的意义现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确协调各生产

5、部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调手段，使分散的局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统 一。成为一个有机的整体，以实现互换性生产。 2）标准化的发展历程国际标准化的发展1902，英国伦敦以生产剪羊毛机为主的钮瓦（Newall） 极限表1906，英国国标B.S.27。1924，英国国标B.S.164。1925，美国标准A.S.A.B 4a德国标准DIN 基孔制、基轴制、公差单位等概念，标准温度201926，成立了国际标准化协会ISA ，由第三技术委员会负责制定公差与配合标准1929，苏联 公差与配合标准1940，正式颁布了国际公差标准ISA1947年2月国际标准化组织重建，改名为国际标准

6、化组织ISO，仍由第三技术委员会负责制定公差与配合标准公差与配合标准发展简介我国标准化的发展1955，一机部 第一个公差与配合的部颁标准1958年第一批120项标准发布1959年发布几何量公差与配合标准GB159174-591978、79年开始与国际标准接轨，不断推进与国际标准的一致2、优先数系优先数系及其公比国家标准GB/T321-1980规定十进等比数列为优先数系5个系列: R5 R10 R20 R40 R80 基本系列 补充系列公比为qr=各系列的公比R5系列 q51.6 R10系列 q101.25 R20系列 q201.12 R40系列 q401.06 R80系列 q801.03 数值

7、标准化的意义 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，影响并决定螺钉直径数值以及丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。由于参数值间的关联产生的扩散称为“数值扩散”。 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、协作配套、使用维修带来困难。故需对数值进行标准化。 优先数及优先数系的特点每项均为优先数，理论值近似值：计算值（取5位有效数字）、常用值（3位有效数字）、化整值（2位有效数字）特点：相对差近似不变、两项计算后仍为优先数、

8、具有相关性优先数系的派生系列每隔p项留取一个，生成新的系列，以Rr/p表示。如：R10/3,生成的新系列为：1，2，4，8，16，32，64，125，优先数系的选用规则选用基本系列时，遵守先疏后密的原则；若不能满足时，可选用派生系列；也可分段选用最合适的系列，以复合系列的方式组成最佳系列。国际上通用的标准化数系，因其广泛的通用性。四、几何量检测及其发展1、几何量检测 是组织互换性生产必不可少的重要措施。依据：公差标准和检测技术的要求存在的问题：误收与误废检测目的：判断零件合格与否 分析产生废品的原因，减少和防止废品的产生。技术测量研究的问题有了先进的公差标准，还必须有相应的技术测量措施。（1）

9、统一计量单位：用什么单位计量；量值的传递。 （2）研究测试理论：制定计量标准、设计计量器具、培训计量人员。2、几何量检测的发展历程我国1959年颁布计量制度命令、1977计量管理条例、1985计量法计量器具的快速发展：万能测长仪、万能工具显微镜、激光光电比长仪等仪器的研制成功五、机械精度设计一般地,在机械产品的设计过程中，需要进行以下三方面的分析计算： （1）运动分析与计算。根据机器或机构应实现的运动，由运动学原理，确定机器或机构的合理的传动系统，选择合适的机构或元件，以保证实现预定的动作，满足机器或机构的运动方面的要求。 （2）强度的分析与计算。根据强度、刚度等方面的要求，决定各个零件的合理

10、的基本尺寸，进行合理的结构设计，使其在工作时能承受规定的负荷，达到强度和刚度方面的要求。 （3）几何精度的分析与计算。零件基本尺寸确定后，还需要进行精度计算，以决定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数和公差。 需要指出的是，以上三个方面，在设计过程中，是缺一不可的。本书主要讨论的是机械精度的分析与计算。 静态精度设计机器精度的分析与计算是多方面的，设计人员根据给定的整机精度，最终确定出各个组成零件的精度，尺寸公差，形状和位置公差，以及表面粗糙度参数值。注意：根据上述设计精度制造出的零件，装配成机器或机构后，还不一定能达到给定的精度要求。 动态精度设计因为机器在运动过程中，其所处的环境条件（如电压、气温、湿度、振动等等）及所受的负荷都可能发生变化，造成相关零件的尺寸发生变化；或者相对运动的零件耦合后，其几何精度在运动过程中也能发生改变。分析在运动情况下，零件及机器的精度问题。 现代机械产品正朝着机光电一体化的方向发展，这样的产品，其精度问题已不再是单纯的尺寸误差、形状和位置误差等几何量精度问题，而是还包括光学量、电学量等及其误差在内的多量纲精度问题，其分析与计算与传统的几何量精度分析更为复杂和困难精度设计原则互换性原则经济性原则：工艺性 、合