互换性与技术测量

第1章绪论1-1什么叫互换性？为什么说互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守原则？列举互换性应用实例。

（至少三个）。

答：（1）互换性是指机器零件（或部件）相互之间可以代换且能保证使用要求的一种特性。

（2）因为互换性对保证产品质量，提高生产率和增加经济效益具有重要意义，所以互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。

（3）列举应用实例如下：a、自行车的螺钉掉了，买一个相同规格的螺钉装上后就能照常使用。

b、手机的显示屏坏了，买一个相同型号的显示屏装上后就能正常使用。

c、缝纫机的传动带失效了，买一个相同型号的传动带换上后就能照常使用。

d、灯泡坏了，买一个相同的灯泡换上即可。

1-2 按互换程度来分，互换性可分为哪两类？它们有何区别？各适用于什么场合？答：（1）按互换的程来分，互换性可以完全互换和不完全互换。

（2）其区别是：a、完全互换是一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配，装配后即能满足预定要求。

而不完全互换是零件加工好后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，仅同一组内零件有互换性，组与组之间不能互换。

b、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提高，加工困难，成本增高；而采用不完全互换，可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，成本降低。

（3）适用场合：一般来说，使用要求与制造水平，经济效益没有矛盾时，可采用完全互换；反之，采用不完全互换。

1-3．什么叫公差、检测和标准化？它们与互换性有何关系？答：（1）公差是零件几何参数误差的允许范围。

（2）检测是兼有测量和检验两种特性的一个综合鉴别过程。

（3）标准化是反映制定、贯彻标准的全过程。

（4）公差与检测是实现互换性的手段和条件，标准化是实现互换性的前提。

1-4．按标准颁布的级别来分，我国的标准有哪几种？答：按标准颁布的级别来分，我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。

1-5．什么叫优先数系和优先数？答：（1）优先数系是一种无量纲的分级数值，它是十进制等比数列，适用于各种量值的分级。

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（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。

一、基本内容：1、形位公差的标注：被测要素、公差框格、指引线（垂直于框格引出，指向公差带宽度方向）、基准（分清轮廓要素和中心要素，字母放正，单一基准和组合基准）2、公差带的特点（四要素）大小、方向、形状、位置3、公差原则基本概念作用尺寸：单一要素的作用尺寸简称作用尺寸MS。

是实际尺寸和形状误差的综合结果。

作用尺寸：Dms=Da—误差dms=da+误差最大、最小实体状态和实效状态：（1）最大和最小实体状态MMC：含有材料量最多的状态。

孔为最小极限尺寸；轴为最大极限尺寸。

LMC：含有材料量最小的状态。

孔为最大极限尺寸；轴为最小极限尺寸。

MMS=Dmin；dmaxLMS=Dmax；dmin（2）最大实体实效状态最大实体实效状态MMVC：是指实际尺寸达到最大实体尺寸且形位误差达到给定形位公差值时的极限状态。

最大实体实效尺寸MMVS：在实效状态时的边界尺寸。

A）单一要素的实效尺寸是最大实体尺寸与形状公差的代数和。

对于孔：最大实体实效尺寸MMVSh=最小极限尺寸—形状公差对于轴：最大实体实效尺寸MMVSs=最大极限尺寸+形状公差B）关联要素的实效尺寸是最大实体尺与位置公差的代数和。

对于孔：最大实体实效尺寸MMVSh=最小极限尺寸—位置公差对于轴：最大实体实效尺寸MMVSs=最大极限尺寸+ 位置公差理想边界理想边界是设计时给定的，具有理想形状的极限边界。

（1）最大实体边界（MMC边界）当理想边界的尺寸等于最大实体尺寸时，该理想边界称为最大实体边界。

（2）最大实体实效边界（MMVC边界）当理想边界尺寸等于实效尺寸时，该理想边界称为实效边界。

包容原则（遵守MMC边界）○E（1）定义：要求被测实际要素的任意一点，都必须在具有理想形状的包容面内，该理想形状的尺寸为最大实体尺寸。

即当被测要素的局部实际尺寸处处加工到最大实体尺寸时，形位误差为零，具有理想形状。

（2）包容原则的特点A、要素的作用尺寸不得超越最大实体尺寸MMS。

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。

绪论0.1 互换性概述不论如何复杂的机械产品,都是由大量的通用与标准零部件和少数专用零部件所组成的,这些通用与标准零部件可以由不同的专业化厂家来制造，这样，产品生产厂只需生产少量的专用零部件，其他零部件则由专门的标准件厂等厂家制造及提供。

产品生产厂家不仅可以大大减少生产费用还可以缩短生产周期，及时满足市场与用户的需要。

既然现代化生产是按专业化、协作化组织生产的，这就提出了一个如何保证互换性的问题。

在人们的日常生活中，有大量的现象涉及到互换性，例如机器或仪器上掉了一个螺钉，按相同的规格换一个就行了；灯泡坏了，同样换个新的就行了；汽车、拖拉机乃至自行车、缝纫机、手表中某个机件磨损了，也可以换上一个新的，便能满足使用要求。

之所以这样方便，是因为这些产品都是按互相性原则组织生产的，产品零件都具有互换性。

0.1.1 互换性的定义所谓互换性是指机械产品中同一规格的一批零件或部件，任取其中一件，不需作任何挑选、调整或辅助加工（如钳工修配），就能进行装配，并能保证满足机械产品的使用性能要求的一种特性。

0.1.2 互换性的种类按互换性的程度可分为完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互换）。

若零件在装配或更换时，不需选择、不需调整或辅助加工（修配），则其互换性为完全互换性。

当装配精度要求较高时，采用完全互换性将使零件制造公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工。

这时，将零件的制造公差适当放大，使之便于加工，而在零件完工后，再用测量器具将零件按实际尺寸的大小分为若干组，使每组零件间实际尺寸的差别减小，装配时按相应组进行（例如，大孔组零件与大轴组零件装配，小孔组零件与小轴组零件装配）。

这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工困难，降低成本。

此种仅组内零件可能互换，组与组之间不能互换的特性，称之为不完全互换性。

对标准部件或机构来说，互换性又分为外互换与内互换。

外互换是指部件或机构与其装配件间的互换性，例如，滚动轴承内圈内径与轴的配合，外圈外径与轴承孔的配合。

互换性与技术测量,实验报告互换性与技术测量实验报告1互换性与技术测量实验报告实验一:立式光学计测量轴径一、测量器具说明立式光学计也称立式光学比较仪，是一种精度较高且结构简单的光学仪器，适用于外尺寸的精密测量。

图1-1是仪器的外形图。

二、实验步骤1、选择测头（本实验应选择刀口形测头），并把它安装在测杆上。

2、根据被测工件的基本尺寸或某一极限尺寸选取几块量块，并把它们研合成量块组。

3、接通电源，将量块组放在工作台上，对仪器进行粗调节、细调节和微调节，使零刻线与固定指示线重合。

调节后的目镜视场如图1-4所示。

按动测杆提升器数次，检查测杆的稳定性。

4，抬起测头，取下量块，换上被测工件，放下测头使与工件表面接触，在工件表面均布的三个横截面上分别对工件进行测量10~15次（每个截面测3~5次），见图1-5。

记录每次的测量读数。

5、对测量结果进行数据处理，并判断工件的合格性。

1实验二：直线度误差的测量2实验三：齿轮径向跳动测量一、仪器说明在偏摆检查仪上测量齿圈径向跳动（ΔFr）图4-2 齿圈径向跳动二、实验步骤：1．根据模数m，确定测量棒直径d=1.68m。

2．将被测齿轮套在测量心轴上，心轴装在仪器的顶尖间，然后调整好百分表的测量位置。

3．测量时，每测一齿，须抬起百分表测量杆，将测量棒换位，依次逐步测量一圈，将测得的数值记入报告中。

4．取其跳动量的最大最小两个数值，两数之差即为ΔFr。

4篇二：互换性与测量技术实验报告第一章概述互换性与测量技术实验是理论教学的重要环节和组成部分，通过实验使学生加深对公差与配合一些基本概念和知识的学习和掌握。

培养学生理论联系实际的能力和实际操作的技能，提高学生的综合素质。

本系列实验共有尺寸精度测量和形位误差的测量两部分其中形径误差的测量由于涉及到该课程几个章节的主要内容而作为综合性实验课。

尺寸精度的测量作为公差与配合的测量基础，它与形状误差的测量基本构成了该门课程所涉及的主要基本理论知识。

互换性与技术测量在现代工业生产中，互换性与技术测量是至关重要的两个概念。

它们不仅关系到产品的质量和性能，还对生产效率、成本控制以及市场竞争力产生着深远的影响。

先来说说互换性。

简单来讲，互换性就是指在同一规格的一批零部件中，不需要进行任何挑选、调整或修配，就能直接安装和使用，并能保证满足机械产品的使用性能要求。

比如说，我们日常生活中使用的灯泡，只要是相同规格的，都能安装在灯座上正常发光，这就是互换性的一个常见例子。

互换性具有诸多优点。

首先，它极大地提高了生产效率。

在大规模生产中，如果每个零部件都需要单独加工和适配，那将耗费大量的时间和人力，而互换性使得零部件能够快速组装，大大缩短了生产周期。

其次，互换性有助于降低生产成本。

由于零部件具有通用性，能够大规模生产，从而可以通过规模效应降低单位成本。

再者，互换性方便了产品的维修和更换。

当某个零部件损坏时，能够迅速找到相同规格的替代品进行更换，减少了设备停机时间。

然而，要实现互换性并不是一件轻而易举的事情，这就需要依靠严格的技术测量来保障。

技术测量就像是一把精准的尺子，对零部件的各种参数进行准确的测量和评估。

技术测量涵盖了众多方面。

从测量的对象来看，包括长度、角度、形状、位置、表面粗糙度等。

测量的工具也是多种多样，从传统的游标卡尺、千分尺，到先进的三坐标测量机、激光干涉仪等。

在进行技术测量时，首先要确定测量的精度要求。

精度要求过高会增加测量成本和难度，精度要求过低则可能无法保证产品的质量。

这就需要根据产品的使用要求和生产工艺来合理确定。

测量方法的选择也至关重要。

不同的测量对象和精度要求需要采用不同的测量方法。

例如，对于较小尺寸的精密零件，可能会采用光学测量方法；而对于大型零件的尺寸测量，可能会使用激光测量等非接触式测量方法。

同时，测量环境也会对测量结果产生影响。

温度、湿度、振动等因素都可能导致测量误差，因此需要在合适的环境条件下进行测量，并对测量结果进行相应的修正。

四、简答题1．什么是互换性？互换性按程度分哪几类？1．答：机器在装配或更换零部件时，从大批生产出来的同一规格的零部件中，任意取出一件，不需要做任何选择、附加调整或修配，就能够组装成部件或整机，并且能够达到预定的设计性能和使用要求，这种技术特性叫做互换性。

互换性按其程度可分为完全互换性和不完全互换性。

2．配合分哪几类？各类配合中孔和轴公差带的相对位置有何特点？2．答：配合分三类：间隙配合、过渡配合和过盈配合。

间隙配合中孔的公差带在轴的公差带上方；过盈配合中孔的公差带在轴的公差带下方；过渡配合中孔的公差带和轴的公差带相互重叠。

3．为什么要规定基准制？为什么优先采用基孔制？3．答：标准公差带形成最多种的配合，国家标准规定了两种配合基准制：基孔制和基轴制。

一般情况下优先选用基孔制配合是考虑中、小尺寸孔常采用定尺寸刀具加工，这样可以减少定尺寸刀具、量具的品种、规格、数量，而大尺寸刀具则考虑习惯、方便，也采用基孔制。

4．简述测量的含义和测量过程的四要素。

4．答：测量是将被测几何量的量值和一个作为计量单位的标准量进行比较，求得其比值的过程。

测量过程应包括被测对象、计量单位、测量方法和测量精度四要素。

5．“示值范围”和“测量范围”有何区别？5．答：“示值范围”指计量器具所能显示或指示的最低值或最高值的范围；“测量范围”指在允许的误差限内，计量器具所能测出的被测量的范围。

6．测量误差按其性质可分为哪几类？各有何特征？实际测量中对各类误差的处理原则是什么？6．答：测量误差按其性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。

系统误差在相同条件下，多次测量同一值时，误差的绝对值和符号均保持不变或按某一规律变化；随机误差在相同条件下，多次测量同一值时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化；粗大误差是超出规定条件下预计的误差。

实际测量中对系统误差用修正法消除；对随机误差可通过概率统计方法寻求和描述规律，评定其影响程度；对粗大误差按一定规则予以剔除。