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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》课程整体教学设计（2019～2020学年第一学期）课程名称：互换性与测量技术课程设计人：李坤淑所属系：机械与汽车工程系合作人：孙召瑞房玉胜等修订时间：2019年8月莱芜职业技术学院课程整体教学设计一、课程基本信息二、课程目标设计总体目标：本课程的研究对象就是几何量参数的互换性。
即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，及如何运用技术测量手段保证国家公差标准的贯彻实施。
学生学习该课程后应达到的预期效果：初步建立互换性的基本概念，掌握有关公差配合的基本术语和定义；基本掌握公差标准的基本内容和规定及误差检测的基本知识；会查用公差表格，并能在图样上对公差配合正确的标注和识读；具有初步选用其公差等级、配合种类、形位公差及表面粗糙度参数值等的能力，能进行有关精度设计。
掌握测量技术的基本知识，会选用和使用测量器具，能对典型零件和一般几何量进行检测。
同时，通过本课程的学习，学生能获得良好的职业素质，相互协作的能力，团结共同进取的良好风范，提升效率与质量的理念，标准术语准确表达的职业素养。
能力目标：●通过完成公差的识读、标注、选择等项目的学习，学生能运用公差配合、形位公差的国家标准等相关内容设计有关精度；●通过完成检测项目学生能熟练使用游标卡尺、内径百分表、螺纹千分尺、公法线千分尺、齿圈径向跳动仪等常用测量器具对几何参数进行检测和判断。
知识目标：●初步建立互换性的基本概念；●掌握有关公差配合的基本术语和定义；●掌握各有关公差标准的基本内容和规定；●会查用有关公差表格，并能在图样上对公差配合正确的标注和识读；●具有初步选用其公差等级、配合种类、形位公差及表面粗糙度参数值等的能力；●掌握测量技术的基本知识，会选用和使用测量器具，能对典型零件和一般几何量进行检测和数据处理。
素质目标：●培养学生踏实严谨、精益求精完成精密测量实验项目的治学态度；●能建立质量、安全、环保的理念及及自觉维护精密测量器具的职业素养；●培养学生严谨、积极主动操作实验仪器的良好精神风貌；●培养国家精度标准专业术语规范表达、检测报告单填写及数据分析的能力；●严格执行公差标准、仪器操作规范、数据读取准确,文明实验；●具备善于观察、思考、自主学习、发现问题的能力。
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。
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》课程教学大纲学分：2.5 总学时：40 理论学时：32 实验/实践学时：8一、课程性质与任务《互换性与技术测量》是车辆工程的专业基础课。
本课程共40学时，2.5学分，考查课。
它是联系设计课程与工艺课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。
本课程由公差与检测两部分内容组成，前者主要通过课堂教学和课外作业来完成，后者主要通过实验课来完成。
《互换性与技术测量》课程的主要任务是：通过该课程的学习，使学生获得机械工程师必需具备的公差与检测方面的基本知识和技能。
二、课程的基本要求学习本课程后，应达到下列基本要求：1．初步了解机器制造中互换性原理和标准化的意义；2．基本掌握各项公差标准中的主要内容、特点和应用原则；3．初步学会根据机器和零件的功能要求，选用各项公差，正确标注图样，能查用本课程介绍的公差表格；4．熟悉各项误差的检测方法和初步学会使用常用的量具量仪。
三、先修课程《工程图学》、《金工实习》等。
四、主要参考教材[1]《几何量公差与检测》（第7版），甘永立主编，上海：上海科技出版社，2007[2]《机械精度设计与检测技术基础》，杨沿平主编，北京：机械工业出版社，2004[3]《互换性与测量技术基础》（第2版），王伯平主编，北京：机械工业出版社，2005[4]《互换性与测量技术基础》（第2版），陈于萍主编，北京：机械工业出版社，2005[5]《互换性与测量技术基础》（第5版），廖念钊主编，北京：中国计量出版社，2010五、课程内容绪论主要内容：课程的性质，任务和要求；互换性的定义、种类和作用；公差与检测；标准化。
（一）测量技术基础主要内容：测量过程四要素；量值传递；测量器具与测量方法；测量误差及数据处理。
(二) 尺寸公差与检测主要内容：基本术语及定义；公差配合的构成；公差配合的选用；未注公差简述；配制配合的方法、步骤；尺寸的检测。
（三）形位公差与检测主要内容：要素分类，形位公差项目与符号；形位公差标注方法及形位公差带；公差原则（形位公差与尺寸公差的关系）；形位公差的选择；形位误差的检测。
3.5、形位公差的选用形状和位置公差的设计选用对保证产品质量和降低制造成本具有十分重要的意义形位公差项目形位公差等级与公差值公差原则及相关要求基准要素的选择一、形位公差项目的选择零件的几何特征¾形状公差项目主要是按要素的几何形状特征制定的零件的使用要求¾机床导轨的直线度或平面度公差要求，保证工作台运动时平稳和较高的运动精度¾轴承座、与轴承相配合的轴颈，规定圆柱度公差和轴肩的端面圆跳动公差，保证轴承的装配和旋转精度检测的方便性¾对轴类零件规定径向圆跳动或全跳动公差，既可控制零件的圆度或圆柱度误差，又可控制同轴度误差，检测方便二、形位公差值的选择选择原则：满足零件功能要求的前提下，兼顾工艺的经济性的检测条件，尽量选取较大的公差值计算法类比法类比法考虑零件的结构特点$对于结构复杂、刚性较差或不易加工和测量的零件，在满足零件功能要求的前提下，可适当降低1～2级选用$孔相对于轴、线对线和线对面相对于面对面的平行度、垂直度公差可适当降低1～2级类比法表3.9～3.12给出了各形位公差的各级公差值P89～90一般形位公差分为1～12级，1级精度最高其中圆度和圆柱度增加一个最高级0级表3.14～3.17给出了各种形位公差等级的应用示例P93‾94三、公差原则的选择应根据被测要素的功能要求，充分发挥公差的职能和采取该公差原则的可行性、经济性表3.18给出了公差原则和公差要求的选择示例（P95）独立原则用于尺寸精度与形位精度精度要求相差较大，需分别满足要求，或两者无联系，保证运动精度、密封性，未注公差等场合包容要求主要用于需要严格保证配合性质的场合最大实体要求用于中心要素，保证可装配性的场合最小实体要求主要用于需要保证零件强度和最小壁厚等场合 可逆要求与最大（最小）实体要求联用，能充分利用公差带，扩大了被测要素实际尺寸的范围，提高了效益。
在不影响使用性能的前提下可以选用四、基准的选择根据要素的功能及对被测要素间的几何关系来选择如：轴类零件，常以安装轴承的两处轴颈的公共轴线为基准 从零件结构考虑，应选较宽大的平面、较长的轴线作为基准根据装配关系应选零件上相互配合、相互接触的定位要素作为各自的基准，如盘、套类零件多选其轴线或端面作为基准从加工检测方面考虑，应选择在加工、检测中方便装夹定位的要素为基准五、未注形位公差的规定对未注直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动各规定了H、K、L三个公差等级表3.19～3.22给出了它们的公差值采用规定的未注公差值时，需在标题栏附件或技术要求中注出公差等级代号及标准编号如GT/B 1184-H自学：其它未注形位公差的规定（P96）。
