济南大学互换性课件习题-第五节、第六节

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《互换性概论》PPT课件

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二、互换性的分类
2.按方法及程度分：
1)完全互换装配或更换时，不挑、不调、不修的互换性。 2)不完全互换:
•分组互换:装配前分组,组内零件互换. •调整互换:装配时更换零件. •修配互换:去掉多余材料的修配.
3. 按部位或范围分：
•内互换：部件或机构内部组成零件间的互换 •外互换：部件或机构与其相配件间的互换（例如：滚动轴承）
互换性与测量技术
理论课(26):
– 绪论
– 轴、孔结合的极限与配合
– 测量技术基础
– 光滑工件尺寸检测和量规设计
– 形状与位置公差
– 表面粗糙度及其检测
– 零件典型表面的公差与配合
实验(6)
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1
互换性与测量技术
参考教材：
-《互换性与测量技术》王益祥主编，南京理工大学印刷
其它参考书：
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互换性的作用
3)在使用维修方面：零、部件具有互换性可以及时更换已经磨损或损坏了的零、部件，减少机器的维修时间和费用，保证机器连续而持久地运转，从而提高机器的使用价值。
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互换性的作用
鉴于互换性在提高产品质量和可靠性、提高经济效益等方面的重大意义，互换性原则已成为现代制造业中一个普遍遵守的原则，成为制造业可持续发展的重要技术基础。
一、公差与检测
1.公差:允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为“公差”
2.检测：检测包含检验与测量。
3.实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。
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标准和标准化
标准标准化标准的分类：
– 国家标准(GB);行业标准: 机械标准(JB),邮电标准(YD)等地方标准企业标准(QB)

《互换性与测量技术》课件第6章

25.0046
25.0022
25
f
25.0046
图6-5 量规形式及应用尺寸范围
图6-6 常见光滑极限量规的结构形式
6.1.3 光滑极限量规的分类光滑极限量规可分为工作量规、验收量规和校对量规。 (1) 工作量规指工件在加工过程中用于检验工件的量规，一般
就是加工时操作者手中所使用的量规。应该以新量规或磨损量小的量规为工作量规，这样既可以促使操作者提高加工精度，也能保证工件的合格率。
(1) 孔或轴的体外作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，即对于孔，其体外作用尺寸应不小于下极限尺寸；对于轴，则应不大于上极限尺寸。
(2) 任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸，即对于孔，其实际尺寸应不大于上极限尺寸；对于轴，其实际尺寸应不小于下极限尺寸。
由上述的极限尺寸判断原则可知，孔和轴尺寸的合格性，应是体外作用尺寸和实际尺寸两者的合格性。体外作用尺寸由最大实体尺寸控制。最大实体边界即为体外作用尺寸的界限，而实际尺寸由最小实体尺寸控制。
Z IT13 T 9 140 6 11 180 7 13 220 8 15 270 10 18 330 12 22 390 14 26 460 16 30 540 20 35 630 22 40 720 26 45 810 28 50 890 32 55 970 36
Z IT14 T 14 250 9 16 300 11 20 360 13 24 430 15 28 520 18 34 620 22 40 740 26 46 870 30 52 1000 35 60 1150 40 66 1300 45 74 1400 50 80 1550 55
第6章量规设计基础
6.1 光滑极限量规设计 6.2 功能量规设计

互换性测量技术基础第五、六、七章课后习题答案

互换性测量技术基础第五、六、七章课后习题答案第五章1.解释图5.18中标注的各表面粗糙度要求的含义。

图5.18 螺栓头—— 用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz 的上限值为3.2 μm ；——用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为1.6 μm ；——用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为0.8μm ；——用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为0.8 μm, Ra 的下限值为0.4 μm ；——用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz 的上限值为0.8 μm ；——其余未标注的表面粗糙度用去除材料方法获得，Ra 的上限值为12.5μm 。

2．用类比法分别确定φ50t5轴和φ50T6孔的配合表面粗糙度Ra 的上限值或最大值。

解：φ50t5轴配合表面是过盈配合，精度等级是5级，则表面粗糙度的Ra 的上限值取0.2μm ；φ50T6孔的配合表面是过盈配合，精度等级是6级，则表面粗糙度的Ra 的上限值取0.8μm 。

3．在一般情况下，φ40H7和φ6H7相比，6405H f φ和6405H S φ相比，其表面何者选用较小的表面粗糙度的上限值或最大值。

解：φ40H7和φ6H7相比，φ6H7的表面选用较小的表面粗糙度的上限值或最大值；6405H f φ和6405H S φ相比，6405H S φ的表面选用较小的表面粗糙度的上限值或最大值。

4．用双管显微镜测量表面粗糙度，在各取样长度lr i 内测量微观不平度幅度数值如表5-13所示，若目镜测微计的分度值I=0.6μm ，试计算Rz 值。

解： R z 1=（h m a x -h m i n ）I =（478-438）×0.6=24μm 同理 Rz 2=（474-448）×0.6=15.6μm Rz 3 =（534-516）×0.6=10.8μm Rz 4 =（558-536）×0.6=13.2μm所以Rz = （Rz 1+ R z 2+ R z 3+ Rz 4 ）/4=15.9μm第六章1、有6级309的滚动轴承，内径为45mm ，外径为100mm 。

互换性原则PPT课件

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优先数和优先数系
1、优先数和优先数系的概念
优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准。
GB/T321-1980《优先数和优先数系》就是其中的一个重要标准。在确定机械产品的技术参数时，应尽可能地选用该标准中的数值。
2、优先数系
优先数系是一种十进制的几何级数。我国标准GB321-80与国际标准ISO推荐R5、R10、R20、R40、R80系列，前四项为基本系列（见表1-1）,R80为补充系列。
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本讲小结
• 机械零件必须同时满足两个条件才具有互换性：①装配时，不需要经过挑选、修配和调整。②装配后能满足使用要求。
• 互换性在产品的设计、制造、使用维修等方面都具有积极作用。实际生产中，可根据产品的复杂程度、精度要求、生产规模的大小以及生产设备和技术水平等的不同，采用完全互换、不完全互换；内互换、外互换。
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一、互换性的概念
互换性的概念
互换性(interchangeability) 同一规格工件，不需要作任何挑选和附加加工，就可以装配到所需的部位上，装配后并能满足使用要求。
装配前——不必挑选装配中——不必调整修配装配后——满足规定的性能要求
问题：如何使工件具有互换性？
第8页/共41页
(1)基本系列优先数系中的R5、R10、R20、R40四个系列是常用系列，称为基本系列。
第31页/共41页
(2)补充系列 R80系列仅在参数分级很细或不能满足需要时才采用，称为补充系列。其代号表示方法与基本系
列相同。
(3)派生系列派生系列是从R5、R10、R20、R40、R80 五个系列中，每隔P项取值导出的系列。其公比为：

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标注方法公称尺寸下上偏偏差差
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极限与配合的基本术语及定义论
三、有关偏差与公差的术语定义
4. 尺寸公差：是指尺寸的允许变动量，孔的用Th表示，轴的用Ts表示。公差、极限尺寸、极限偏差的关系如下：孔的公差 Th = Dmax ― Dmin = ES―EI；轴的公差 Ts = dmax ― dmin = es―ei；
轴
最大过盈 Ymax=Dmin -dmax =EI-es；
最小过盈 Ymin =Dmax -dmin =ES-ei；
孔
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四、有关配合的术语定义
极限与配合的基本术语及定义论
1. 配合及其种类（3）过渡配合对于一批孔、轴，任取其中之一相配，可能具有间隙也可能具有过盈的配合，称为过渡配合。孔、轴结合形成过渡配合时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠。
H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8 H8
H8
e7 f7 g7 h7 js7 k7 m7 n7 p7 r7 s7 t7 u7
H8 H8 H8
H8
d8 e8 f8
h8
H9
H9 H9 H9 H9
H9
c9 d9 e9 f9
h9
H10
H10 H10 c10 d10
H10 h10
最大间隙 Xmax=Dmax―dmin =ES―ei
孔
最小间隙 Xmin =Dmin―dmax =EI―es
轴
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四、有关配合的术语定义
极限与配合的基本术语及定义论
1. 配合及其种类（2）过盈配合孔的公差带完全在轴公差带的下方。实际孔的尺寸一定小于实际轴的尺寸，孔、轴之间产生过盈，需在外来作用下孔与轴才能结合。

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（3）尺寸公差带在公差带图中，由代表上，下偏差的两条直线所确定的一个区域，称尺寸公差带；如图 2－6 所示。公差带的大小由标准公差确定，公差带的位置由基本偏差确定。
（4）极限制经标准化的公差与偏差制度称为极限制。
（5）基本偏差标准中表列的，用以确定公差带相对与零线位置的上偏差或下偏差称为基本偏差，一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差，图2-6。
优先数系各系列之间关系的动画演示
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第二章光滑圆柱体结合的公差与配合
第一节公差与配合的基本术语与定义基孔制配合公差带图的动画演示
第二节公差与配合国家标准用通用规则换算孔的基本偏差的动画演示用特殊规则换算孔的基本偏差的动画演示
第三节国家标准规定的公差带与配合配合制公差示例的动画演示
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3. 互换性的种类
互换性按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换两种。完全互换性要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工便能装配且能满足其使用性能要求。一般用于厂际之间的协作。不完全互换则允许零部件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配时按对应组进行。这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困难，降低成本。该种互换仅组内零件可以互换，组与组之间不能互换。该种互换适合部件或构件在同一厂制造和装配。
在维修方面，具有互换性的零部件在磨损及损坏后可以及时更换，因而减少了机器的维修时间和费用，保证机器连续运转，从而提高机器的使用价值。
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第二节标准化与优先数
1. 标准指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复
特征的物品(如产品、零部件等)和概念(如术语、规则、方法、代号、量值等)，在总结科学试验和生产实践的基础上，由有关方面协调制订，经主管部门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依据。 2. 标准化

互换性概述ppt课件

是本教材主要涉及的互换性。对几何要素的
尺寸形状相对位置
提出互换性要求。
2)功能互换性（保证使用）：广义互换性，指通过规定功能参数的极限范围所达到的互换性。
物理
对
机械性能提出互换性要求。
化学
Байду номын сангаас
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二、互换性的基本形式（种类）
2、按互换程度和范围的不同分为： (1) 完全互换：零件在装配或更换时，不作任何选择、调整和修配就能满足预定的使用要求。对互换性要求高、大批量生产。如：一般标准件有螺钉、螺母、滚动轴承、齿轮等。 (2) 不完全互换：零件在装配和更换前，允许有附加的选择、调整，但不允许修配，装配后能满足预定的要求。对互换性要求不高、单件小批量生产，一般用于机器上某些部位装配精度要求很高的场合。
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三、互换性的重要性机械工程中互换性的作用体现在产品的设计、加工、装配和使用等方面。
（1）设计方面。由于零部件具有互换性，就可以最大限度地采用具有互换性的标准件、通用件，可使设计工作简化，大大减少计算和绘图的工作量，缩短设计周期。也便于各种现代计算机辅助设计方法的应用。
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如何使工件具有互换性？设加工一批零件的实际参数（尺寸、形状、位置等几何参数及硬度、塑性、强度等其它物理参数)的数值都为理想的理论值，即这批零件完全相同。装配时，任取其中一件，配合的效果都是相同的。但是，要获得这种绝对准确和完全相同的产品在实际生产中是根本不可能的。零件加工时不可能做得绝对精确，总是存在几何参数误差。零件的几何参数误差分为尺寸误差、形状误差、位置误差和表面粗糙度。

互换性习题PPT课件

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3.确定孔和轴的配合代号 ⅰ）确定孔的公差带代号采用基孔制，则孔的公差带代号为：
Ф50H7(
) +0.025 0
ⅱ）确定轴的公差带代号 A）确定轴的基本偏差：过渡配合，根据Xmax确定轴的基本偏差（下偏差）
∵ Xmax = ES－ei ≤ [ Xmax ] ∴ ES－ei ≤+0.018 ∴ －ei ≤ +0.016－ES －ei ≤ +0.018－0.025＝－0.007 ∴ ei ≥＋0.007 据题意：m＝＋0.009 符合条件
查表1-8得：选孔比轴低一级公差的配合，故选：孔公差为：IT8＝0.046，轴公差为：IT7＝0.030 则：选用配合公差＝0.046＋0.030
＝0.076≤0.078 满足公式（1） 3.确定孔和轴的配合代号 ⅰ）确定孔的公差带代号采用基孔制，则孔的公差带代号为：
Ф60H8(
) +0.046 0
29
最大实体尺寸： ф20
例：一轴套零件内孔实际尺寸处处为ф20.01 轴线直线度误差 ф0.011，该零件合格吗？ ∵最小极限尺寸ф20 ≤ ф20.01≤ ф20.025（最大极限尺寸） ∴ 实际尺寸合格 ∵孔的作用尺寸＝ ф20.01－ ф0.011
＝ ф9.99 ≤ ф10（最大实体尺寸） ∴零件合格
26
最大实体尺寸为： ф10 例：一销轴零件外圆实际尺寸处处为ф9.98 轴线直线度误差ф0.025，该零件合格吗？ ∵ ф9.97（最小极限尺寸） ≤ ф9.98≤ ф10（最大极限尺寸）实际尺寸合格
∵轴的作用尺寸＝ ф9.98 ＋ ф0.025
ф600-0.025的轴线同轴度公差
为ф0.020。
试改正图中错误。

互换性专题知识讲座

纹
外螺纹－基本牙型旳下方
0
外
螺
纹
公差带是沿基本牙型旳牙侧、牙顶和牙底分布
1 基本偏差
｛｝内螺纹
D D2
G
D1 H
EI>0 EI=0
基本偏差是下偏差EI
基本牙型
G
EI
T E S
基本牙型 ES=T
H
EI=0
｛外螺纹
d ef g h d2 es<0 es=0
d1
基本偏差是上偏差es
Td/2 Td2/2
最大和最小实体牙型是指在螺纹中径公差范围内，分别具有材料量最多和至少且与基本牙型形状一致旳螺纹牙型。
五公差带与配合旳选用
公差带螺纹分为精密，中档和粗糙三个等级螺纹旳公差等级与基本偏差构成不同旳公差带
｛公差等级
公差带基本偏差
旋合长度
配合旳选用
·
H g
,
H ,G hh
·
H g
,
G h
·
H h
第三节螺纹旳检测
一螺纹旳综合测量
1 概述:一般综合检验使用螺纹量规,检验效率高,适用于大批量生产。
2 检验原理：螺纹量规按泰勒原理设计，分通规和止规。用通规综合控制螺纹旳作用中径，应能顺利与工件旋合，止规控制螺纹旳单一中径，与工件不能旋合或不完全旋合，则螺纹为合格。反之，若通规不能旋合，则阐明螺母过小，螺栓过大，应予退修。当止规与工件能旋合，则表达螺母过大，螺栓过小，螺纹为废品。
ΔP=P实-P公称
ΔP∑ =∑P实-nP公称
假设内螺纹具有理想旳牙型，外螺纹旳中径及牙型半角与内螺纹相同，但螺距有误差，并假设外螺纹旳螺距比内螺纹旳大。假定在n个螺距长度上，螺距累积误差为△P∑。

互换性课件

配合为 φ 25H 8 / f 8
S max = ES − ei = 0.033 + 0.053 = 0.086mm S min = EI − es = 0 + 0.020 = 0.020mm
满足要求。满足要求。
习题2－5
（ 2）解：
选择基准制。无特殊要求，选择基孔制，孔的基本偏差代号为H EI=0。 ①选择基准制。无特殊要求，选择基孔制，孔的基本偏差代号为H，EI=0。确定公差等级。 ②确定公差等级。 T f = δ max − δ min = − 76 + 35 = 41 µ m = T D + T d IT6=16µm. 查表2-4．IT6=16 m. IT7=25µm. IT7=25 m.
习题2－5
（ 1） H 8
φ 25
(
f 8(
+0.033 0 − 0.020 − 0.053
)
)
Smax=0.086 mm Smin= 0.020 mm
)
（2） H 7 +0.025 0 φ 40 u 6( + 0..076 ) + 0 060
(
δmax= -0.076mm δmin= -0.035mm
根据工艺等价原则，孔取IT7，轴取IT6。根据工艺等价原则，孔取IT7，轴取IT6。 IT7 IT6 ③选择配合种类
+ φ 40 H 7( 0 0.025 ) 基孔制，孔为H7，EI=0,ES=EI+TD=0.025mm 即基孔制，孔为
确定轴的基本偏差由于过盈配合，轴的基本偏差为ei。由于过盈配合，轴的基本偏差为。由于δ 由于 min=ES-ei ei=ES-δmin＝0.025+0.035＝+0.060 µm

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●
未注形位公差值规定（GB/T1184-96）
对于形位公差要求不高，并且用一般的机械加工方法和加工设备都能保证的加工精度，不必将形位公差在图样上注出，未注不等于没有要求。
国标规定了三个等级：H、K、L
一、形位公差标准
二、形位公差的选择原则
特征项目公差值
1、形位公差特征项目
2、形位公差等级
刀口尺
被测工件
第六节形位误差的检测原则
测量坐标值原则：几何要素的特征可以在坐标
中反映出来，用坐标测量装置测得被测要素上各测
点的坐标值后，经数据处理就可获得形位误差值。
第六节形位误差的检测原则
■
测量特征参数原则：测量实际被测要素上具例如：两点法测量圆柱面的圆度误差。
有代表性的参数，用以表示形位误差。
第六节形位误差的检测原则
测量跳动原则：被测实际要素绕基准轴线回转过
程中，沿给定方向或线的变动量。测量跳动原则是针对圆跳动和全跳动两个项目概括出的检测原则。
V形铁被测零件
第六节形位误差的检测原则
边界控制原则：按包容要求或最大实体要求给出形位公差，相当于给出了边界，被测要素的实际轮廓不得超出该边界，以判断是否合格。
表4-21 圆度、圆柱度度应用举例
公差等级应用举例
6
7 8
机床主轴轴承孔、轴承支撑轴颈
减速器轴承孔、一般传动轴轴颈拖拉机、柴油机等轴承孔、传动轴轴颈
2、形位公差等级的确定
表4-22 平行度、垂直度应用举例
公差等级应用举例 6、7 、8 一般机床的基准面、工作台面轴承孔对基准
表4-23 同轴度、对称度、径向跳动应用举例
原则二
2、形位公差等级的确定
图例3
0.00 3 0.0 05 A A 0 .005 A
A
0. 005
φ1 m6
0.003
图 2 轴承套技术要求
φ2 J6
2、形位公差等级的确定
★ 经验法: 参照表4－20、21、22、23
表4-20 直线度、平面度应用举例
公差等级 6 7 8 应用举例普通机床导轨、卧室铣床、镗床工作台机床床头箱安装面、摇臂钻床工作台、减速器壳体结合面机床一般传动箱定位面
第五节
学习要求
形位公差的标准化与选用
熟悉形位公差标准，会查表选取；
掌握形位公差选用的基本原则，会参考相应
表格进行常见零件的几何精度设计；
了解常用形位误差检测原则。
一、形位公差标准
◆ 形位公差标准（GB/T1184-96）
●
圆度、圆柱度： 0，1，2，3…12 高低
共13级
●
：共12级
公差等级 6、7 、8 应用举例应用范围较广，用于尺寸精度为IT8或高于IT8的零件，如轴颈、轴承孔、键槽
3、公差原则的选用
独立原则是处理形位公差和尺寸公差的基本
原则，应用较为普遍。
对于仅需保证零件的可装配性，可以采用最
大实体要求。例如，箱体盖上孔的位置度公差采用
最大实体要求，降低加工成本。
4、基准要素的选用
基准要素的选择
主要根据零件的
功能和设计要求，
并兼顾基准统一
原则考虑。
56
三、综合举例
1、形位公差特征项目 2、形位公差等级
综合图例1
B
A B
3、公差原则 4、基准
综合图例2
三、综合举例
综合图例3
第六节形位误差的检测原则
本部分在实验比较原则
实际被测要素与其理想要素比较，从中获得数据，进而评定形位误差。应用最为广泛，理想要素可用不同的方法获得，如用刀口尺的刃口，平台和平板的工作面。
● 位置度公差值由计算得到
一、形位公差标准
●
圆度、圆柱度公差值(部分摘录）：
m
主参数d/D
一、形位公差标准
●
直线度、平面度公差值
m
主参数L/D
一、形位公差标准
●
公差值:
一、形位公差标准
●
公差值: 主参数 L
一、形位公差标准
●
公差值
一、形位公差标准
●
公差值: 主参数 L
A
一、形位公差标准
第五节
◆ ◆ ◆
形位公差的标准与选用
形位公差值的标准介绍
形位公差选用原则综合举例
本章重点内容回顾
1. 形位公差相关基本概念
形位公差（误差）位置公差（误差）公差带基准
本章重点内容回顾
2. 形位公差项目
本章重点内容回顾
3. 形位公差标注
① 形位公差特征项目 ② 形位公差值 ③ 公差原则 ④ 基准
3、公差原则
4、基准
基准
公差原则
二、形位公差的选择原则
选用原则在满足零件功能要求的前提下，考虑工艺经济性和检测条件选择最经济的公差值。
1、形位公差特征项目的选择
考虑功能要求、几何特征选择
图例1
同轴度轴②、⑤
同轴度（6-内外径）
对称度（轴键槽）
1、形位公差特征项目的选择
考虑功能要求、几何特征选择
端向圆跳动
图例2：轴颈
圆柱度、端面圆跳动 ——保证旋转精度
圆柱度
1、形位公差特征项目的选择
图例3 机床导轨：平行度保证运动精度
2、形位公差等级的确定
形位公差等级的选择原则
● 形状公差＜
定向公差＜定位公差
●
T > t > Ra （尺寸公差值>形位公差值>粗糙度）
原则一
3.2 0.01
原则一
量规
小结
介绍了形位公差的标准及查表方法；重点介绍了形位公差选用的基本原则，综合应
用实例；
介绍了常用形位误差检测原则。
作业:
4-7
4-8
4-14
4-25