互换性与测量技术2.3.4 基本偏差系列(定量)

互换性与技术测量（基础知识）1.互换性的基本要求：满足装配互换和功能互换2.机械加工误差的分类：尺寸误差：零件加工后的实际尺寸和理想尺寸的偏离程度。

形状误差: 加工后零件的实际表面形状对于其理想形状的差异（如直线度和圆度）位置误差：相互位置对于其理想位置的偏差。

（如同轴度、位置度）表面微观不平度：加工后的零件表面上由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状误差。

3.互换性的种类：完全互换和不完全互换完全互换：零件加工完之后不需要任何辅助处理直接可以装配。

不完全互换：零件加工完之后需要进行挑选、分组、调整、修配等辅助处理。

4.尺寸：以特定单位表示线性尺寸的数值。

5.公称尺寸：由图样规范确定的理想形状要素。

公称尺寸D孔的上、下极限尺寸D max和D min轴的上、下极限尺寸d max和d min公称尺寸+上极限偏差=上极限尺寸公称尺寸-下极限偏差=下极限尺寸6.偏差：某一尺寸减去其公称尺寸所得的代数差实际偏差：实际尺寸-公称尺寸孔Ea 轴ea极限偏差：极限尺寸-公称尺寸孔EI 轴ei基本偏差：公差带相对零线位置的那个极限偏差7.尺寸公差：上极限尺寸-下极限尺寸或者上极限偏差-下极限偏差8.配合：间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上。

过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下。

过渡配合：孔的公差带和轴的公差带相重合。

9.配合制：基轴制配合：基本偏差为一定的轴的公差带。

基孔制配合：基本偏差为一定的孔的公差带。

10.几何公差的项目、符号及分类11.几何公差带的4个要素：形状、大小、方向和位置12.按结构特征、要素分为组成要素：由一个或几个表面形成的要素称为组成要素。

导出要素：对称要素的中心点、线、面或回转表面的轴线13.独立原则：是指给定的尺寸公差与几何公差相互独立14.最大实体状态（MMC)：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料最多时的那个状态，称为最大实体状态。

在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸。

◆对于孔：是最小极限尺寸D min◆对于轴：是最大极限尺寸D max15.最小实体状态（LMC）：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料最少时的那个状态，称为最小实体状态。

互换性与技术测量知识点第1章绪言互换性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件，在装配时不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并能满足使用性能要求的特性。

互换性应具备的条件：①装配前不换②装配时不调整或修配③装配后满足使用要求按互换性程度可分完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互换）。

按标准零部件和机构分外互换与内互换。

互换性在机械制造中的作用1.从使用方面看：节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持久性，提高了机器的使用寿命。

2.从制造方面看：便于实现自动化流水线生产。

装配时，由于零部件具有互换性，不需辅助加工和修配，可以减轻装配工的劳动量，缩短装配周期。

3.从设计方面看：大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简化设计程序和缩短设计周期。

标准与标准化是实现互换性的基础。

标准分类（1）按一般分：技术标准、管理标准和工作标准。

（2）按作用范围分：国际标准、国家标准、专业标准、地方标准和企业标准。

（3）按标准的法律属性分：强制性标准和推荐性标准。

国家强制性标准用代号“GB”表示。

国家推荐性标准用代号“GB/T”表示。

优先数系的种类（1）基本系列R5、R10、R20、R40（2）补充系列R80（3）派生系列选用优先数系的原则按“先疏后密”的顺序。

第2章测量技术基础测量过程的四要素：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。

测量仪器和测量工具统称为计量器具。

计量器具分类按其原理、结构和用途分为:（1）基准量具(2) 通用计量器具（3）极限量规类（4）检验夹具按测量值获得方式的的不同，测量方法可分为：1.绝对测量和相对(比较)测量法2.直接测量和间接测量法测量误差：测得值与被测量真值之差。

基本尺寸相同用∆评定比较测量精度高低基本尺寸不相同用ε评定（1）绝对误差Δ——测得值与被测量真值之差。

0x x -=∆（2）相对误差ε——测量的绝对误差的绝对值与被测量真值之比。

%100||||||000⨯∆≈∆=-=xx x x x ε （3）极限误差——测量的绝对误差的变化范围。

《互换性与技术测量》课程教学大纲课程名称：互换性与技术测量课程代码：14627 学时：42学时适用专业：机械设计制造及其自动化，车辆工程，热能工程，农业机械，材料成型及控制工程，机械电子工程，测控技术及仪器等专业。

参考教材：《互换性与技术测量》，韩进宏编著，机械工业出版社。

一、课程性质、目标本课程是一门机械通用工种具有实践的技术基础课，属工程技术基础课的性质，应用性极强，以理论课或设计课为基础，应用几何量公差设计知识和检测知识，为专业课或工艺课进行设计，特别是保证零件（或部件）的工作功能进行几何方面的精度设计，给出合理的公差范围，使误差被较好地控制在合理的区间内，是机械零部件功能实现和工作寿命的保障和措施的体现。

课程目标就是：为在培养应用型高级工程技术人才的过程中，提供机械零部件几何精度设计理论和方法，并让学生熟悉相关国家标准及典型几何量测量技术。

二、课程的重点、难点及解决办法1．几何量测量基础一章是测量技术方面的重点内容，难点是涉及计量学范畴宽广，学生不易理解，解决办法是对常用仪器或量具规范分类，明确测量方法属性和常用计量技术指标的含义。

2．形位公差与尺寸公差之间关系（公差原则）为基础部分的重点与难点并存的内容，教师不易讲清，学生更难学懂，也是本课程中间时段的关键环节，处理不好的话，会影响学生对后面特殊用途零件精度问题的理解，特别是量规、齿轮等类型的精度问题，解决方法是，采取分析过程条理化（将大难点化为若干小难点）、应用特征明显化（不同公差原则有显著不同地方，但相互之间又有联系）、讲解概念准确清楚化（各个小难点被击破），实质要点就被抓住了。

3．齿轮精度标准是本课程最难理解的难点问题，又是课程近尾声处的重点内容，机械中用齿轮的地方实在太多了，不懂怎么行呢？解决办法是追溯齿轮渐开线的形成原理，齿轮加工过程的影响因素，然后针对标准规定项目深入浅出地讲解，引领学生学会对复杂问题进行分解处理，以不屈不挠的精神认真地对待每项指标的含义，概念清楚为最好是学习这一部分内容的根本所在，再配以多媒体图片的讲解方法，使问题清晰明了。

《互换性与技术测量》课程教学大纲课程代码：ABJD0704课程中文名称：互换性与技术测量课程英文名称：Exchangeabi1ityandMeasurement课程性质：必修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：材料成型与控制工程专业课程类型：专业基础课本课程的前导课程：工程制图、金工实习一、课程简介互换性与技术测量是一门理论性和实践性都很强的机械工程学科的专业基础课，其教学内容可为后续的专业基础课、专业课、课程设计和毕业设计以及今后所从事的模具(铸造装备、焊接装备)设计、模具(铸造装备、焊接装备)制造等技术提供支持。

本课程的主要教学任务是学习、贯彻现行公差与配合的国家标准，使学生获得互换性方面的基础理论知识和几何参数测量的基本技能，为今后从事机械设计与制造、工程几何测量等工作奠定基础；通过本课程的学习，使学生掌握互换性的基础理论知识并初步具备分析和解决公差与配合应用方面实际问题的能力。

二、教学基本内容和要求(一)教学内容1.导论(1)理解互换性的基本概念，了解其在生产中的作用、地位。

22)了解标准化的基本知识和发展概况，了解优先数及优先数系。

3.孔轴的极限与配合(1)理解公差与配合的术语和定义，标准公差系列和基本偏差系列的内容。

(2)熟练掌握标准公差及孔、轴基本偏差的内容及表格，掌握公差与配合选用的一般原则和方法。

4.形状和位置公差与检测(1)理解形状公差和误差、位置公差和误差的基本概念，了解各个项目公差带的特征，了解公差原则的基本知识。

(2)初步掌握形状和位置公差的选用原则和方法。

5.表面粗糙度(1)理解表面粗糙度的基本概念及高度方向的评定参数。

(2)掌握表面粗糙度的选用原则及检测方法。

6.长度测量基础(1)理解关于测量、尺寸传递、测量方法、测量误差的基本概念。

(2)掌握随机误差的处理方法和等精度测量列的数据处理。

(3)了解函数误差处理的基本知识。

(4)了解计量器具的选择原则及方法。

本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：本课程是机械类专业的技术基础课，为机械设计、机械制造工艺学等机械类专业课程提供尺寸公差、形位公差、表面结构及其测量等方面的基本知识。

本课程的主要内容如下：（1）互换性和公差的基本知识，包括：孔轴极限与配合、尺寸公差与圆柱结合的互换性；形位公差及其检测；表面粗糙度的相关概念、应用和检测方法。

（2）测量技术基础的基本概念、测量器具和检测方法等。

（3）学习典型零件的互换性：轴承、螺纹联接、齿轮等。

本课程学生应具备基本的画法几何和机械制图知识，并掌握一定的测绘基本技能。

2.设计思路：本课程以孔轴配合为研究对象，围绕机械零部件的几何参数精度设计，讲授互换性与公差和测量技术的基本知识，在此基础上进一步讲授典型零部件的公差与配合。

实践环节以尺寸测量实验、形位误差测量和表面粗糙度实验为主。

通过学习本课程，使机械专业大学生掌握互换性与公差的以及测量技术的基本概念及应用，通过实验培养学生一定的机械零件检测技能，将精度设计的理论知识应用到后续课程的课程设计和毕业设计中，并能够将实际设计中遇到的问题反馈到精度设计理论中。

通过理论联系实践，让学生掌握机械设计和制造工艺方面的互换性及测量技术方面的基本知识和能力。

开课依据：对毕业要求的能力支撑矩阵。

本课程是培养本科生从事机械设计、机械制造和机电控制等领域工作的专业基础课程，为达成机械设计制造及其自动化专业毕业生能力矩阵1.4、1.6、2.1、2.2、2.3、2.4项要求见下表。

- 1 -课程内容包括三个模块：孔轴配合的互换性、几何量测量技术基础、典型零件的公差与配合及选用。

（1）孔轴配合的互换性本模块内容为本课程的理论基础，以孔轴配合为研究对象，结合相关孔轴配合的国家标准，重点讲授广义孔和轴的基本术语、尺寸公差带和配合公差带的概念；讲授形位公差和公差原则的基本概念以及部分形位公差的评定和检测方法；讲授表面粗糙度的基本概念和评定方法及其表面粗糙度的检测方法、检测仪器等。

名词解释1.基本尺寸：（设计时给定的尺寸）2.实际尺寸：（通过测量得到的尺寸）3.尺寸公差：（允许尺寸的变动量）4.极限尺寸：（允许尺寸变化的两个极端）5.上偏差：（最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差）6.下偏差：（最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差）7.基孔制：（基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度）8.基轴制：（基本偏差为一定的孔的公差带与不同的基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度）9.分度值：计量器具标尺上每一刻度间隔所代表的被测量的数值）10.综合测量：（同时测量零件上的几个有关参数，从而综合评定零件是否合格）11.单项测量：（个别地彼此没有联系地测量零件的单项被测量）12.接触测量：（仪器的测量头与测量零件的表面直接接触的测量）13.非接触测量：(仪器的测量头与被测零件表面不接触的测量。

)14.形状误差：(单一被测实际要素对其理想要素的变动量。

)15.定位误差：(被测实际要素对具有确定位置的理想要素的变动量。

)16.表面粗糙度：（是指加工表面上具有的较小的间距的微小峰谷组成的微观几何形状特性）。

17.圆锥角：是指在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角。

18.锥度C：是指两个垂直于圆锥轴线截面的圆锥直径之差与该两截面间的轴向距离之比。

19.孔的作用尺寸：(指在配合的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸)。

轴的作用尺寸：(指在配合的全长上，与实际轴外接的最大理想轴的尺寸)20.测量误差：(是指测得值与被测量的真值之间的差异)。

21.测量范围：（计量器具所能测出被测量的最大与最小值）。

《互换性与测量技术》课程标准一、课程性质与任务换性与测量技术基础课程是机械类和近机类各专业必修的一门重要的技术基础课, 它包含几何量公差与误差检测两大方面的内容，把标准化和计量学两个领域的有关部分有机地结合在一起，与机械设计、机械制造、质量控制等多方面密切相关，是机械工程技术人员和管理人员必备的基本知识技能。

因此它不仅要求学生预先学完机械制图、金属材料等先修课程, 而且要求学生研究如何通过规定公差合理解决机器使用要求与制造要求之间的矛盾及如何运用测量技术手段保证国家公差标准的贯彻实施。

以便为顺利地过渡到专业课程的学习及进行专业产品与设备的设计打下初步的基础, 故它在培养学生的机械综合设计能力和创新能力所需的知识结构中, 占有十分重要的地位。

本课程不仅负有培养机械类高级工程技术人才的机械技术工作能力和开发创新能力的任务, 并为学生学习相关技术基础课程和专业课程起到承上启下的桥梁作用, 而且为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础。

二、课程教学目标（一）知识教学目标通过本课程的学习，使学生掌握正确地处理本课程的基本知识和正确使用各种国家标准之间的关系；正确地处理设计与制造、公差与误差之间的关系；掌握常用量具的正确使用方法，培养学生独立设计选择零件精度及选择零件精度检测方法和仪器的综合运用能力。

为专业知识的学习打下良好的基础。

（二）能力培养目标1、具有与本课程有关的识图、标注、执行国家标准、使用技术资料的能力；2、正确选用现场计量器具检测产品的基本技能及分析零件质量的初步能力；3、具有设计光滑极限量规的能力。

（三）思想教育目标1、树立正确的世界观和人生观，具有较好的道德修养和身心素质，具有一定的团结协作能力；2、具有创新意识和创业精神，具有良好的职业道德和敬业精神；3、培养严谨的学风和科学的求知精神。

三、教学内容结构（一）课程主要内容说明本课程主要内容包括个单元；绪论部分（3时）第1章、光滑圆柱体的公差与配合（10课时）1第2章、测量技术基础（14课时）第3章、形状和位置公差及测量（18课时）第4章、表面粗糙度及测量（5课时）第5章、光滑极限量规（4课时）第6章、圆锥的公差及测量（3课时）第7章、螺纹的公差配合与测量（5课时）第8章、平键和花键的公差配合及测量（4课时）第9章、圆柱齿轮传动的公差及测量（8课时）第10章、尺寸链（6课时）（二）课程组织安排说明这门课程的整个教学过程中，除必需注意基本概念、基本理论、基础知识和基本技能的传授外，要能恰当运用现代教学技术、方法与手段，在教学过程中尝试教学互动，以课堂讨论等多种形式教学，让学生参与其中，调动学生学习的兴趣，提高学习效率。