互换性与测量技术基础(精品-值得参考)

互换性与技术测量基础教案及讲义一、课程简介1.1 课程名称：互换性与技术测量基础1.2 课程目标：使学生掌握互换性的概念及其在工程中的应用，理解技术测量基本原理和方法，提高工程测量技能。

1.3 课程内容：本课程主要包括互换性概念、技术测量原理、长度测量、角度测量、形状和位置误差测量、表面粗糙度测量等内容。

二、教学方法2.1 讲授：通过理论讲解，使学生掌握互换性及技术测量的基本概念、原理和方法。

2.2 实验：安排实验室实践环节，培养学生的动手能力和实际操作技能。

2.3 讨论：组织学生针对实际问题进行讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。

三、教学安排3.1 课时：共计32课时，其中包括16课时理论教学和16课时实验教学。

3.2 教学进度安排：第一周：互换性概念及其在工程中的应用第二周：技术测量原理及测量工具第三周：长度测量和角度测量第四周：形状和位置误差测量第五周：表面粗糙度测量四、教学评价4.1 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况，占总成绩的30%。

4.2 实验报告：实验教学环节完成后，提交实验报告，占总成绩的30%。

4.3 期末考试：理论知识考试，占总成绩的40%。

五、教学资源5.1 教材：《互换性与技术测量基础》，王永强著。

5.2 实验设备：卡尺、千分尺、角尺、量块、表面粗糙度仪等。

5.3 辅助资料：教案、PPT、实验指导书等。

六、测量误差及其减小方法6.1 误差的概念：介绍误差的定义，误差与错误的区别，以及误差在测量过程中的普遍性。

6.2 误差的来源：分析测量过程中可能产生的各种误差来源，如仪器误差、环境误差、操作误差等。

6.3 误差的大小表示：介绍绝对误差、相对误差、系统误差、偶然误差和粗大误差等概念。

6.4 误差减小方法：探讨通过改进测量方法、选用精密度高的测量工具、采用适当的测量技术和误差补偿等方法来减小误差。

七、测量不确定度评定7.1 不确定度的概念：解释不确定度的定义，阐述不确定度在测量结果评价中的重要性。

第一章绪论思考题1-1 广义互换性的定义是什么？机械产品零部件互换的含义是什么？1-2 互换性与公差的关系是什么？进行零件精度设计时，确定公差大小的原则是什么？1-3 互换性在机器制造业中有什么作用和优越性？1-4 互换性原则是否在任何生产情况下都适用？试加以说明。

1-5 互换性可以分成哪两类，试述它们各自的特点和如何实现？1-6 何谓标准？何谓标准化？互换性生产与标准化的关系是什么？1-7 按标准的使用范围，我国如何制定标准，并进行划分？试述不同使用范围的标准各自的特点？1-8 为什么说当选定一个数值作为某种产品的参数指标时，这个数值就会“牵一发而动全身”？1-9 GB-T321-1980规定什么数列作为优先数系，试述这个数列的特点和优点？1-10 GB-T321-1980规定的优先数系分哪五个系列，试述这五个系列的特点和优点？1-11 何谓几何量公差包括的内容和几何量检测工作的作用？习题1 试按《几何量公差与检测》基本教材附表1-1写出基本系列R5中优先数从0.1到100的常用值。

2 试写出派生系列R5/3、R10/2、R20/3中自1以后的5个优先数（常用值）。

3 自IT6级以后，孔、轴标准公差等级系数为10,16,25,40,64,100,160,…。

试判断它们属于哪个优先数系列。

4 自3级开始至9级止，普通螺纹公差等系数为0.50,0.63,0.80,1.00,1.25,1.60,2.00。

试判断它们属于哪个优先数系列。

5 试写出家用灯泡15~100W中的各种瓦数，并指出它们属于优先数系中的哪个系列。

第二章几何量测量基础思考题2-1 我国法定计量单位中长度的基本单位是什么？试述第十七届国际计量大会通过的长度基本单位的定义？2-2 测量的实质是什么？一个完整的测量过程应包括哪四个要素？2-3 以量块作为传递长度基准量值的媒介有何优点，并说明量块的用途？2-4 量块的制造精度分哪几级，量块的检定精度分哪几等，分“级”和分“等”的主要依据是什么？2-5 量块按“级”和按“等”使用时的工作尺寸有何不同？何者测量精度更高？2-6 何谓量具、量规、量仪？2-7 计量器具的基本技术性能指标中，标尺示值范围与计量器具测量范围有何区别？标尺刻度间距、标尺分度值和灵敏度三者不何区别？示值误差与测量重复性有何区别？并举例说明。

互换性与测量技术基础第一章绪论一、填空题1、互换性是指制成的同一规格的一批零件，不作任何挑选、调整、或修配，就能进行装配，并能保证满足机械产品使用性能要求的一种特性。

2、互换性按其互换程度不同可分为完全互换和不完全互换两种。

其中完全互换在生产中得到广泛的应用。

3、分组装配法属不完全互换性。

其方法是零件加工完后根据零件实际尺寸的大小，将制成的零件分成若干组，然后对相应组零件进行装配。

4、当零件的使用要求与制造水平、经济效益产生矛盾时，一般采用不完全互换。

5、零件几何参数误差的允许范围叫做公差。

它包括尺寸公差、形状公差、位置公差和角度公差等。

6、检测包括检验与测量。

检验不必得出被测量的具体数值；测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较。

7、按不同的级别颁发，我国的的标准可分为国家标准、行业标准、地方标准、企业标准四种。

8、推荐性国家标准的代号为GB/T。

二、判断：﹙“√”表示正确，“×”表示错误，填在题末括号内。

﹚1、互换性要求零件具有一定的加工精度。

（）2、零件的互换性程度越高越好。

﹙﹚3、完全互换性用于厂际协作或配件的生产，不完全互换性仅限于部件或机构的制造厂内部的装配。

﹙﹚4、装配时要进行附加修配或辅助加工的零件也属于互换性零件。

﹙﹚5、为了使零件具有完全互换性，必须使各零件的几何尺寸完全一致。

（）6、为使零件的几何参数具有互换性，必须把零件的加工误差控制在给定的公差范围内。

（）7、合理确定公差与正确进行检测是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。

﹙﹚三、单项选择题（将正确答案标号填入括号内。

）1、具有互换性的零件应是（）。

A、相同规格的零件；B、不同规格的零件；C、相互配合的零件；D、形状和尺寸完全相同的零件。

2、某种零件在装配时需要进行修配，则此种零件（）。

A、具有完全互换性；B、具有不完全互换性；C、不具有互换性；D、无法确定其是否具有互换性。

3、分组装配法属于典型的不完全互换性，它一般使用在（）。

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。

第一章什么叫互换性？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？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。

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。

（2）优先数是指优先数系中的每个数。

1-7．下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？机床主轴转速为200，250，315，400，500，630，、、、单位r/min （2）表面粗糙度R的基本系列为0.012,0.025,0.050,0.100,0.20,、、、，单位为um。

三、圆柱体公差配合与检测1．判断下列说法是否正确。

(1)公差是零件尺寸允许的最大偏差。

F(2)公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。

F(3)孔和轴的精度越高，则其配合精度也越高。

T(4)配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差。

T(5)过渡配合可能有间隙，也可能有过盈。

因此，过渡配合可以是间隙配合，也可以是过盈配合。

F(6)零件的实际尺寸就是零件的真实尺寸。

F(7)某一零件的实际尺寸正好等于其基本尺寸，则这尺寸必是合格。

F(8)间隙配合中，孔的公差带一定在零线以上，轴的公差带一定在零线以下。

F(9)基本尺寸一定时，公差值愈大，公差等级愈高。

F(10)不论公差值是否相等，只要公差等级相同，尺寸的精确程度就相同。

T(11)ø75±0.060mm的基本偏差是+0.060mm尺寸公差为0.06mm 。

F(12)因Js为完全对称偏差，故其上、下偏差相等。

F(13)基准孔的上偏差大于零,基准轴的下偏差的绝对值等于其尺寸公差。

T(14)ø60-0.019-0.006mm.F(15)因配合的孔和轴基本尺寸相等，故其实际尺寸也相等。

F(16)由于零件的最大极限尺寸大于最小极限尺寸，所以上偏差绝对值大于下偏差绝对值。

F(17)尺寸偏差可以正值，负值或零。

T(18)尺寸误差是指一批零件上某尺寸的实际变动量。

T(19)选择公差等级的原则是，在满足使用要求的前提下，尽可能选择较小的公差等级。

F(20)未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。

F(21)图样标注φ200-0.021mm的轴，加工得愈靠近基本尺寸就愈精确。

F2．什么是基孔制配合与基轴制配合？为什么要规定基准制？广泛采用基孔制配合的原因何在？在什么情况下采用基轴制配合？（1）基孔制配合是指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。

而基轴制配合是指基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。

一、什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？是否只适用于大批量生产？答:互换性是指制成的同一规格的零（部）件中，在装配时作任何选择，附加调整或修配，能达到预定使用性能的要求。

它在机械制造业中的作用反映在下几方面。

在设计方面，可简化设计程序，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计；在造方面，可保证优质高效生产；在使用方面，使机器维修方便，可延长机器寿命。

互换性给产品的设计、制造和使用维修都带来了很大方便。

它不仅适用于大批量生产，也适用于单件小批生产，互换性已经成为现代机械制造企业中一个普遍遵守的原则二、公差、检测、标准化与互换性有什么关系？答：按照标准设计的公差，加工检测一批同一规格的零件，装配时就不用选配，调整，就能装配成一台设备，并且在这台设备某个零件失效时，再拿一个同一规格换上去，就可保证零件和设备的一切性能，也就是说公差，检测，标准化是为了同一规格的零部件具有互换性而做的。

三、测量及其实质是什么？一个完整的测量过程包括哪几个要素？答：“测量”是指以确定被测对象量值为目的的全部操作。

实质上是将被测几何量与作为计量单位的标准进行比较，从而确定被测几何量是计量单位的倍数或分数的过程。

一个完整的测量过程应包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四个方面要素。

四、什么是尺寸传递系统？为什么要建立尺寸传递系统？答：一套从长度的最高基准到被测工件的严密而完整的长度量值传递系统就是尺寸传递系统。

为了保证量值统一，把量度基准和量值准确传递到生产中应用的计算器具和工件上去。

五、对某一尺寸进行等精度测量100次，测得值最大为50.015mm，最小为49.985mm。

假设测量误差符合，正态分布，求测得值落在49.995到50.010mm之间的概率是多少？答：最大为50.015 最小是49.985 可以判断均值u=50.000按照3σ法则0.015=3σσ=0.005P（49.995<X<50.010）=fai （50.010-50.000）/σ-fai （49.995-50.000）/σ=fai（2）-fai（-1）=fai（2）+fai（1）-1=0.9772+0.8413-1=0.8185六、基本尺寸、极限尺寸、极限偏差和尺寸公差的含义是什么？他们之间的互相关系如何？在公差带图解上怎样表示？答：公差基本术语的含义（1）基本尺寸；设计时给定的尺寸，称为基本尺寸。

02609互换性原理与测量技术基础绪言1.互换性：同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需修配就能装到机器上，达到规泄的要求, 这样的零件就具有互换性。

2.优先数系中R20系列是基本系列。

3.机械设计与制造中的互换性通常包括几何参数和机械性能的互换。

4.对厂际协作，应采用完全互换法：而厂内生产的零部件的装配，可以采用不完全互换法。

5.完全互换：装配时不需附加选择或调整的互换称为完全互换。

6.在机械设计与制造中，互换性有哪些主要作用？答：a）为重要零件制造的专业化创造了条件。

b）有利于降低产品成本，提高产品质量。

c）缩短机器设讣时间，促进产品的开发。

d）可减少修理机器的时间和费用。

第一章孔与轴的极限与配合1.在最大实体状态下，孔的最大实体尺寸为孔的最小极限尺寸。

2.最大实体尺寸：是指在最大实体状态下的尺寸，即孔的最小极限尺寸-和轴的最大极限尺寸的统称。

3.最小实体尺：是指在最小实体状态下的尺寸，即孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。

4.体外作用尺寸：指被测要素在指左长度上，与实际孔体外相接的最大理想轴或与实际轴体外相接的最小理想孔的直径或宽度。

5.设计时给定的尺寸称为基本尺寸，通过测量获得的尺寸称为实际尺寸。

6.尺寸公差：是指允许尺寸的变动量，即最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或上偏差与下偏差之差。

7.间隙公差：是允许间隙的变动量，它等于最大间隙与最小间隙之差，也等于相配合的孔公差与轴公差之和。

&公差带：在公差带图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条线所限定的区域，称为公差带。

9.在国家标准中，标准公差的等级共分为20级。

10.在国家标准中，尺寸公差带包括公差带的大小和位置两个参数。

11.影响标准公差因子的主要因素有加工误差和测疑误差等。

12.标准公差：是国家标准规圧的用以确左公差带大小的任一公差值。

由公差等级系数和标准公差因子来决定。

13.当公差带在零线以上时，其基本偏差为下偏差。

互换性与技术测量基础教案及讲义一、课程介绍1.1 课程背景在现代工业生产中，产品的质量和精度要求越来越高，对互换性与技术测量知识的需求也越来越大。

本课程旨在帮助学生掌握互换性、技术测量及质量控制的基本概念、原理和方法，培养学生具备一定的工程测量技能和质量控制能力。

1.2 课程目标（1）理解互换性的概念及其在工程中的应用；（2）掌握技术测量的基本原理和方法；（3）熟悉常用测量工具和设备的使用；（4）了解质量控制的基本方法和技术；（5）具备分析、解决实际工程问题的能力。

二、教学内容2.1 互换性（1）互换性的概念及其意义；（2）互换性的分类与等级；（3）互换性与标准化、系列化的关系；（4）互换性在工程中的应用实例。

2.2 技术测量基本原理（1）测量的定义和分类；（2）计量学的基本概念；（3）测量误差的概念及分类；（4）测量不确定度的评定；（5）测量数据的处理方法。

2.3 常用测量工具和设备（1）长度测量工具：卡尺、千分尺、micrometer screw gauge 等；（2）角度测量工具：量角器、万能角度尺等；（3）形状和位置误差测量工具：水平仪、垂直仪、测微等；（4）温度测量工具：温度计、热电偶等；（5）其他常用测量设备及仪器。

2.4 质量控制基本方法和技术（1）质量控制的概念及其重要性；（2）质量控制的常用方法：统计质量控制、全员质量控制等；（3）质量管理的七大基本原则；（4）质量管理体系的建立与实施；（5）不合格品的处理与纠正、预防措施。

三、教学方法3.1 理论教学采用课堂讲授、案例分析、讨论互动等方式进行，注重理论知识与实际应用的结合。

3.2 实践教学安排实验室实践环节，使学生熟悉各种测量工具和设备的使用，提高实际操作能力。

3.3 考核方式课程结束后进行闭卷考试，考试内容涵盖课程各个章节，包括填空题、选择题、计算题和论述题等。

四、教学进度安排第1周：课程介绍、互换性概念及意义；第2周：互换性分类与等级、互换性与标准化；第3周：互换性在工程中的应用实例；第4周：技术测量基本原理；第5周：测量误差及测量不确定度评定；第6周：测量数据处理方法；第7周：常用测量工具和设备的使用；第8周：质量控制概念及其重要性；第9周：质量控制的常用方法；第10周：质量管理体系的建立与实施；第11周：不合格品处理与纠正、预防措施；第12周：综合案例分析与讨论。

互换性与测量技术基础公差与配合标准（GB1800~1804~79）孔（hole）：主要是指圆柱体内表面，也包括其他内表面中单一尺寸确定的部分。

标注尺寸D轴（shaft）：主要是指圆柱体外表面，也包括其他外表面中单一尺寸确定的部分。

标注尺寸d尺寸（size）：用特定单位表示长度值的数字。

基本尺寸（basic size）：由设计给定的尺寸。

一般按标准选取。

实际尺寸（actual size）：通过测量所得的尺寸。

实际尺寸并非被测尺寸的真值。

孔的作用尺寸（mating size for hole）：在配合面全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸。

轴的作用尺寸（mating size for shaft）：在配合面全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。

极限尺寸（limits of size）：允许尺寸变化的两个界限值，它以基本尺寸为基数来确定。

两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸。

孔和轴的最大极限尺寸分别用D max和d max表示，孔和轴的最小极限尺寸分别用D min和d min表示。

尺寸偏差（简称偏差deviation）：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。

当某一尺寸为实际尺寸时得到的偏差叫做实际偏差（actual deviation）。

当某一尺寸为极限尺寸时得到的偏差叫做极限偏差（limit deviation）。

最大极限尺寸与基本尺寸之差称为上偏差（upper deviation），孔和轴的上偏差分别用ES和es表示，最小极限尺寸与基本尺寸之差称为下偏差（lower deviation），孔和轴的下偏差分别用EI和ei表示。

ES=D max -D；es=d max -d；EI=D min -D；ei=d min -d；尺寸公差（简称公差tolerance）：允许尺寸的变动量。

孔和轴的公差分别用T h和T s表示。

公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。

完整版)互换性与技术测量知识点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，任取一件都可以装配在整机上，并能满足使用性能要求。

互换性应具备的条件包括：装配前不需更换、装配时不需调整或修配、装配后满足使用要求。

按照互换性程度的不同，可以分为完全互换和不完全互换，按照标准零部件和机构的不同，可以分为外互换和内互换。

互换性在机械制造中的作用包括：节省装配和维修时间、保证工作的连续性和持久性、提高机器的使用寿命、便于实现自动化流水线生产、减轻装配工的劳动量、缩短装配周期、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。

标准可以按照一般分、作用范围和法律属性进行分类。

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

计量器具可以按照原理、结构和用途进行分类，包括基准量具、通用计量器具、极限量规类和检验夹具。

测量方法可以按照测量值获得方式的不同进行分类，包括绝对测量和相对（比较）测量法、直接测量和间接测量法。

测量误差是指测得值与被测量真值之间的差异。

基本尺寸相同时，可以使用Δ来评定测量精度高低，基本尺寸不相同时，可以使用ε来评定。

测量误差可以分为绝对误差、相对误差和极限误差。

随机误差是无法消除的，只能减小，而系统误差是可以消除的。

粗大误差可以剔除。

控制几何参数的技术规定称为“公差”，是实际参数允许的最大变动量。

在加工过程中，误差是不可避免的。

公差是由设计人员确定的，它是误差的最大允许值。

在第3章中，孔和轴的结合尺寸精度的设计和检测是重要的。

当图样上的尺寸以毫米为单位时，不需要标注单位的名称或符号。

公称尺寸是指设计给定的尺寸，而实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸。

极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极端值。

其中允许的最大尺寸为上极限尺寸，允许的最小尺寸为下极限尺寸。

公称尺寸和极限尺寸是设计给定的，而实际尺寸是通过测量得到的。