第五章典型零部件的互换性

1.互换性的含义：统一规格的一批零部件，任取其一，不需任何挑选和修理就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的性能。

零部件所具有的不经任何挑选和修配便能在同规格范围内互相替换的特性就是互换性。

2.几何参数包括：尺寸大小、几何形状以及相互间的位置关系。

3.互换性可分为：完全互换和不完全互换。

4.互换性在机械制造业中的作用：在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短设计周期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。

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门设备，用计算机辅助制造，实现加工过程和装配过程机械化、自动化，从而可以提高劳动生产率和产品质量，降低生产成本。

在使用和维修方面，具有互换性的零部件在磨损及损坏后可以及时的更换，因而可以减少机器的维修时间和费用，保证机器连续的运转，提高机器的使用价值。

5.优先数的主要优点：相邻两项的相对差均云，疏密适中，而且运算方便，简单易记。

在同一序列中，优先数的积、商、整数的乘方等仍是优先数。

6.公差和偏差的比较：1）偏差可以为正值、负值或零，而公差则一定是正值。

2）极限偏差用于限制实际偏差，而公差用于限制误差。

3）对于单个零件，只能测出尺寸“实际偏差”，而对数量足够多的一批零件，才能确定尺寸误差。

4）偏差取决于加工机床的调整，不反映加工难易，而公差表示制造精度，反映加工难以程度。

5）极限偏差主要反映公差带位置，影响配合松紧程度，而公差反映公差带大小，影响配合精度。

7.极限尺寸判断原则：1）孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。

2）在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。

对于孔，其实际尺寸不应大于最大极限尺寸；对于轴，则应不小于最小极限尺寸。

（最大实体尺寸主要是用以限制作用尺寸的，而最小实体尺寸则主要是用以限制实际尺寸的；即作用尺寸和实际尺寸均应限制在最大、最小实体尺寸以内）8.何谓最大、最小实体尺寸？它和极限尺寸有何关系？答、对应孔或轴具有允许的材料量为最多状态下的极限尺寸；或最少状态下的极限尺寸。

1.互换性的特点：互换性表现在对产品的零部件在生产，使用，维修三个阶段不同要求。

装配前不需要选择，装配中不需要调整和修配，装配后能满足原设计要求。

例举：电灯泡，手表，汽车上零件。

2.互换性的作用：1）在设计方面，最大限度地采用具有互换性的标准化零部件，可大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期，同时便于实现计算机辅助设计。

2）在制造和装配方面，零件具有互换性，可以采用分散加工，集中装配，有利于厂际合作，也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）在使用和维修方面，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。

3.互换性的分类：1）按互换参数的范围，可分为几何参数互换性和功能互换性；2）按方法及程度分，可分为完全互换性和不完全互换性（概率互换，修配互换，分组互换）；3）按部位或范围分，可分为内互换与外互换。

4.判断一批零件是否具有互换性，必须满足2个条件：1）满足不需要挑选，不经修配或调整便可进行装配；2）满足装配后能达到预定使用要求。

5.互换性对产品设计，制造，使用和维修等各个方面都带来极大的方便，所以它不仅适用于大批量生产，也适用于单件小批量生产。

6.表面粗糙度对零件机械性能的影响：1）对配合性质的影响；2）对耐磨性的影响；3）对疲劳强的影响；4）对接触刚度的影响；5）对腐蚀性的影响；6）对冲击强度的影响；7）对其他性能的影响。

对于5）：粗糙的表面，易使腐蚀性物质存积在表面的微观峰谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。

因此，提高零件表面粗糙度的质量，可以增强其抗腐蚀的能力。

对于6）：对于钢制零件，其冲击强度值因表面粗糙度要求的降低而减小，当配合件在低温状态工作时，这种影响更为明显。

7.基本尺寸的特点：1）设计者根据零件的强度，刚度，结构工艺性确定尺寸；2）设计出尺寸虽然精确，但不标准，还需向标准靠拢，使设计出尺寸符合国家标准；3）零件加工到它基本尺寸不一定是合格尺寸。

互换性的概念概念：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。

分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。

定义：完全互换—装配时不需挑选和修配。

不完全互换—装配时允许挑选、调整和修配。

应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。

完全互换性是指一批规格相同的零部件在加工好以后，不需要作任何挑选、调整或修配，在几何参数上具有互相替换的性能。

概率互换（大数互换性）属于完全互换性，这种互换性是以一定置信水平为依据，例如置信水平为95%、99%等，使加工好的规格相同的大多数零部件不需任何挑选、调整、修配等辅助处理，在几何参数上就具有彼此互相替换的性能。

完全互换性应用于中等精度、批量生产。

不完全互换性应用于高精度或超高精度、小批量或单件生产。

不完全互换性是指规格相同的零部件加工完以后，在装配（或更换）前需要挑选、调整或修配等辅助处理，在几何参数上才具有互相替换的性能。

当装配精度要求较高时，采用完全互换将使零件制造精度要求很高，难于加工，成本增高。

这时，可以根据生产批量、精度要求、结构特点等具体条件，或者采用分组互换法，或者采用调整互换法，或者采用修配互换法，这样做既可保证装配精度和使用要求，又能适当地放宽加工公差，减小零件加工难度，降低成本。

互换性的意义设计方面：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：减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。

标准和标准化的引入要使具有互换性的产品几何参数完全一致，是不可能，也是不必要的。

在此情况下，要使同种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参数充分近似。

互换性互换性：同一规格的一批零件，任取其一，不需任何挑选和修理就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的性能。

//零部件所具有的不经任何挑选或修配便能在同规格范围内互相替换的特性叫做互换性。

互换性分类：完全互换、不完全互换。

内互换、外互换。

标准分类：基础标准、产品标准、方法标准、卫生标准。

尺寸偏差（偏差）：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差即为尺寸偏差。

孔ES/EI 、轴es/ei 公差：允许尺寸的变动量称为尺寸公差。

主要是反映机器零件使用要求与制造要求的矛盾。

孔Th=|Dmax —Dmin|=|ES —EI| 轴Ts=|dmax —dmin|=|es —ei|配合：基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

反映组成机器的零件之间的关系。

Tf=Th+Ts配合种类：间隙配合，过盈配合，过渡配合。

最大间隙Xmax=Dmax —dmin=ES —ei 最小间隙Xmin=Dmin —dmax=EI —es配合制分类：基孔制（代号为H 基本偏差即下偏差为0）一般情况设计时应优先选用基孔制、基轴制（代号为h 基本偏差即上偏差为0）基本偏差：是确定零件公差带相对零线位置的上偏差或者是下偏差。

D=3n 1D D i=0.453D 代入公式可求出公差等级IT线性尺寸四个公差等级：精密级、中等、粗糙、最粗准确度（测量精度）：表示测量结果中随机误差和系统误差综合影响的程度。

说明测量结果与真值的一致程度。

正确度：测量结果中系统误差大小的程度。

评定系统误差的精确程度。

精密度：表示测量结果中随机误差大小的程度。

一个量块只有一个尺寸。

量块可以利用粘性组合使用。

量块的作用：1）生产中被用来检定和校准测量工具或量仪。

2）相对测量时用来调整量具或量仪的零位。

3）有时量块还可以直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。

度量指标：指选择和使用计量器具、研究和判断测量方法正确性的依据，是表征计量器具的性能和功能的指标。

测量分类：接触测量、非接触测量。