互换性与测量技术基础形位公差的选择

形状与位置公差1.形位公差的概念。

加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。

2.几何要素按不同的角度分类？（1）按存在的状态可分为理想要素和实际要素理想要素（公称要素)具有几何意义的要素他们不存在任何误差。

机械零件上图样上表示的要素均为理想要素。

实际要素零件上实际存在的要素。

通常都以测得（提取）要素来代替。

（2）按结构特征分为导出要素和组成要素（代替原中心要素和轮廓要素）组成要素零件轮廓上的点、线、面,即可触及的要素。

组成要素还分为提取组成要素和拟合组成要素。

导出要素可由组成要素组成的要素。

如中心点、中心面或回转表面的轴线。

标准规定：“轴线”、“中心平面”用于表述理想形状的中心要素，“中心线”、“中心面”用于表述非理想形状的中心要素。

导出要素分为提取导出要素和拟合导出要素。

提取到处要素是指由一个或几个提取组成要素得到的中心点、中心线、中心面；拟合导出要素是指由一个或几个拟合组成要素导出的中心点、轴线或中心平面。

（3）按所处地位分为基准要素和被测要素基准要素用来确定理想被测要素的方向或（和）位置的要素被测要素在图样上给出了形状或（和）位置公差要求的要素，是检测的对象。

（4）按功能关系分为单一要素和关联要素单一要素仅对要素本身给出形状公差的要素。

关联要素对基准要素有功能关系要而给出方向、位置和跳动公差要求的要素。

3.形状公差与形状公差带的定义？形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。

形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域。

4.形状误差及其评定准则？形状误差是被测提取（实际）要素的形状对其拟合（理想）要素的变动量。

评定准则是最小条件。

最小条件是指被测提取要素对其拟合要素的最大变动量为最小。

5.位置公差与位置误差的定义？位置公差是关联提取要素对基准在位置上所允许的变动全量。

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习题 11.1 判断下列说法是否正确1.一般来说,零件的实际尺寸愈接近公称尺寸愈好。

（×）2.公差通常为正,在个别情况下也可以为负或零. （×)3.孔和轴的加工精度愈高，则其配合精度也愈高。

（√）(有争议，第一版答案为×）4.过渡配合的孔轴结合,由于有些可能得到间隙，有些可能得到过盈,因此,过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。

（×）5.若某配合的最大间隙为15μm,配合公差为41μm,则该配合一定是过渡配合。

（√）1.2 填空1. 国标规定的基本偏差孔、轴各有 28 个，其中H为基准孔的基本偏差代号，其基本偏差为 EI ，且偏差值为 0 ；h为基准轴的基本偏差代号，其基本偏差为 es ,且偏差值为 0 。

2. 国标规定有基准孔和基准轴两种配合制度，一般应优先选用基准孔，以减少定尺寸刀具和量具的规格、数量，降低生产成本。

3。

国标规定的标准公差有20 级，其中最高级为 IT01，最低级为 IT18级，而常用的配合公差等级为 IT5_—IT12 。

4. 配合种类分为间隙配合、过渡配合和过盈配合三大类，当相配合的孔轴需有相对运动或需经常拆装时，应选间隙配合.1.3 试根据题1。

3表中的已知数据，填写表中各空格，并按适当比例绘制各孔、轴的公差带图。

题 1.3 表单位：mm1.4 根据题1。

《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。

互换性与技术测量知识点绪言互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求，这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零，部件。

通常包括几何参数和机械性能的互换。

允许零件尺寸和几何参数的变动量就称为公差。

互换性课按其互换程度，分为完全互换和不完全互换。

公差标准分为技术标准和公差标准，技术标准又分为国家标准，部门标准和企业标准。

第一章圆柱公差与配合基本尺寸是设计给定的尺寸。

实际尺寸是通过测量获得的尺寸。

极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极限值，即最大极限尺寸和最小极限尺寸。

最大实体状态是具有材料量最多的状态，此时的尺寸是最大实体尺寸。

与实际孔内接的最大理想轴的尺寸称为孔的作用尺寸，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸称为轴的作用尺寸。

尺寸偏差是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

尺寸公差是指允许尺寸的变动量。

公差=|最大极限尺寸- 最小极限尺寸|=上偏差-下偏差的绝对值配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔与轴公差带之间的关系。

间隙配合：孔德公差带完全在轴的公差带上，即具有间隙配合。

间隙公差是允许间隙的变动量，等于最大间隙和最小间隙的代数差的绝对值，也等于相互配合的孔公差与轴公差的和。

过盈配合，过渡配合T=ai,当尺寸小于或等于500mm时，i=0.45+0.001D(um),当尺寸大于500到3150mm时，I=0.004D+2.1（um）.孔与轴基本偏差换算的条件：1.在孔，轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合2.基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当3.保证按基轴制形成的配合与按基孔制形成的配合相同。

通用规则，特殊规则例题基准制的选用：1.一般情况下，优先选用基孔制。

2.与标准件配合时，基准制的选择通常依标准件而定。

3.为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔，轴公差带组合成配合。

公差等级的选用：1.对于基本尺寸小于等于500mm的较高等级的配合，由于孔比同级轴加工困难，当标准公差小于等于IT8时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合，但对标准公差大于IT8级或基本尺寸大于500mm的配合，由于孔德测量精度比轴容易保证，推荐采用同级孔，轴配合。

互换性与测量技术基础复习资料1、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。

互换性按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换两种。

2.一般来说，当零件需要工厂间合作时（组装时不需要选择和修理），应采用完全互换性；当零件或部件在同一工厂制造和组装时，可采用不完全互换性（组装时允许选择、调整和修理）。

3、允许尺寸的变动量称为尺寸公差（简称公差）。

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。

4、公差与偏差的比较：1）偏差可以是正的、负的和零的，而公差必须是正的；2）极限偏差用于限制实际偏差，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（如车削时的进给位置），这并不反映加工的难度，而公差代表制造精度，反映加工的难度；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。

5.基本偏差：标准中列出的确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差称为基本偏差，通常是接近或位于零线的极限偏差。

6、基孔制配合：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系统，称为基础孔配合。

基础孔系统的匹配孔为参考孔，其代码为h。

标准中规定的参考孔基本偏差（下偏差）为零。

基轴制配合：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称为基轴制配合。

基轴制配合的轴为基准轴，其代号为h。

标准规定的基准轴的基本偏差（上偏差）为零。

7、用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等，符号相反。

用同一字母表示孔、轴的基本偏差时，孔的基本偏差es和轴的基本偏差ei符号相反，而绝对值相差一个δ（δ=itn-itn-1）。

8、当轴的公差小于或等于it7时，是与低一级的基准孔相配合；大于或等于it8时，与同级基准孔相配合。

1.选择判断 2. 互换性的即指：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3.允许零件几何参数的变动量称为“公差” 4.优先数的主要优点是：相邻两项的相对差均匀，疏密适中，而且运算方便，简单易记。

在同一系列中，优先数的积、商、整数的乘方等仍为优先数。

5. 公差与偏差的比较；偏差可以为正值、负值或零，而公差则一定为正值。

极限片用于限制实际偏差，而公差用于限制误差。

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。

偏差取决于加工机床的调整，不反应加工难易，而公差表是制造精度，反映加工难易程度。

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。

6.具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合 7.具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。

8.可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。

9. 极限尺寸判断原则：孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。

即对孔，其作用尺寸应不小于最小极限尺寸；对于轴，则应不大于最大极限尺寸。

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，其实际尺寸应不大于最大极限尺寸；对于轴，则应不小于最小极限尺寸。

10. 国家标准是按标准公差系列（公差带大小或公差数值）标准化和基本偏差系列（公差带位置）标准化的原则制订的。

11. 国家标准规定的标准公差是由公差等级系数和公差单位的乘积值决定的12. 基本偏差是确定零件公差带相对零线位置的上偏差或下偏差13. 轴的基本偏差IT IT +==ei es ;-es ei 。

孔的基本偏差IT ES EI IT EI ES -=+=,14. 用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等，符号相反。

-es -ei ==EIES ， 15. 用同一字母表示孔、轴基本偏差时，孔的基本偏差ES 和轴的基本偏差ei 符号相反，而绝对值相差一个⊿值。

《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。

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。

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。

互换性与测量技术基础总复习题互换性与测量技术基础总复习题⼀、判断题1．公差等级的选⽤在保证使⽤要求的条件下，尽量选择较低的公差等级。

（）2．φ30JS6与φ50JS7的基本偏差是相等的。

（）3．∮30G6与∮50G7的基本偏差是相等的。

（）4．在装配图上标注滚动轴承内圈与轴颈的配合时，只标轴颈的公差代号。

（）5．图样标注φ20 0 -0.021mm的轴，加⼯得愈靠近基本尺⼨就愈精确。

（）6．R z参数对某些表⾯上不允许出现较深的加⼯痕迹和⼩零件的表⾯质量有实⽤意义。

（）7．评定表⾯轮廓粗糙度所必需的⼀段长度称取样长度，它可以包含⼏个评定长度。

（）8．被测要素采⽤最⼤实体要求时，被测要素必须遵守最⼤实体边界。

（）9. 表⾯粗糙度符号的尖端可以从材料的外⾯或⾥⾯指向被注表⾯。

（）10.测表⾯粗糙度时，取样长度过短不能反映表⾯粗糙度的真实情况，因此越长越好。

( )11.螺纹的精度分为精密、中等、粗糙三个级别。

( )12.螺纹的公称直径是指螺纹的⼤径。

( )13、齿轮副的接触斑点是评定齿轮副载荷分布均匀性的综合指标。

( )14、在过渡配合中，孔的公差带都处于轴的公差带的下⽅。

( )15．对⼀被测值进⾏⼤量重复测量时其产⽣的随机误差完全服从正态分布规律。

( )16、齿向误差ΔFβ是评定齿轮传动平稳性的误差指标。

( )17．未注公差尺⼨即对该尺⼨⽆公差要求。

（）18．端⾯全跳动公差和平⾯对轴线垂直度公差两者控制的效果完全相同。

（）19. 光滑量规通规的基本尺⼨等于⼯件的最⼤极限尺⼨。

（）20.规定位置要素Z是为了保证塞规有⼀定使⽤寿命。

（）21．⼀般来说，零件尺⼨的公差等级越⾼，其基本偏差的绝对值越⼩。

（）22．光滑极限量规的⽌规是控制⼯件的实际尺⼨不超过最⼤实体尺⼨。

（）R是轮廓最⼤⾼度的评定参数。

（）23．表⾯粗糙度z24．⼏何偏⼼主要影响齿轮的切向误差。

（）25．0~25mm千分尺的⽰值范围和测量范围是⼀样的。