4、互换性(2)

§2—1 极限与配合的常用术语为了研究零件几何要素的互换性，必须对有关的术语作出统一规定，这是互换性研究的基础，也是工程技术人员的共同语言（行话）。

各术语都有其定义，特定含义，不同于日常生活用语，应深入理解各术语的含义、区别、联系，并能熟练掌握应用。

一、有关尺寸的术语1. 尺寸 size——以特定单位表示线性尺寸值的数值。

注：（1）机械制图国家标准规定：以mm为通用单位，只写数字，不写单位。

例如：50，φ30，R5等。

（2）广义地说，尺寸也包括以角度单位表示角度尺寸的数值。

2.基本尺寸 basic size (孔D，轴d)——由设计给定的尺寸。

注：（1）设计中根据强度计算，刚度、运动、工艺、结构等不同条件来确定，计算所得数字还需按规定圆整。

例如：计算值为φ19.6，还要查轴的尺寸系列，圆整到φ20。

（2）只表示尺寸的基本大小，并不是理想尺寸，也不是实际加工要得到的尺寸。

3.实际尺寸 actual size (孔D a，轴d a)——通过测量获得的尺寸。

注：（1）有测量误差，并非尺寸的真值。

（2）按定义，任何人用任何量具和方法，在任何环境下测量获得的尺寸都可称为实际尺寸。

例如：（接触方式不同，结果不同）常用“局部实际尺寸”——用“两点法”测得的尺寸。

（3）由于存在加工误差（形状误差），同一零件上各处的局部实际尺寸一般是不同的。

4.极限尺寸 limits of size (D max，D min，d max，d min)——允许尺寸变化的两个极限值。

注：（1）常用最大极限尺寸，最小极限尺寸。

（2）是以基本尺寸为基数确定的。

（3）一般，完工后零件的合格条件为：Dmax ＞ Da ＞ Dmin dmax ＞ da ＞ dmin5. 最大实体状态和最大实体尺寸maximun material condition and maximun material size（MMC，MMS）——孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态为最大实体状态（MMC），在此状态下的尺寸，称最大实体尺寸（MMS）。

1-4总论4．何为互换性？互换性在机械制造业中的作用是什么？答：互换性指在机械和仪器制造工业中，在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需要任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的性能要求。

互换性在机械制造业中的作用：从使用方面看，当零件损坏以后，可以用同样规格的零件换上，快速简单；装配时，不需要辅助加工和修配，故能减轻装配工人的劳动强度，缩短装配周期，并且可使装配工人按流水作业方式进行工作，以致进行自动装配，从而大大提高效率。

5螺纹1．常用螺纹的类型主要有哪些？答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。

2．哪些螺纹主要用于联接？哪些螺纹主要用于传动？答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于联接。

梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。

3．螺纹联接的基本类型有哪些？答：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。

其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T 型槽螺栓联接等。

4．螺纹联接预紧的目的是什么？答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。

5．螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种？答：摩擦防松、机械防松（正接锁住）和铆冲防松（破坏螺纹副关系）等。

6．受拉螺栓的主要破坏形式是什么？答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。

变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。

7．受剪螺栓的主要破坏形式是什么？答：螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。

8．为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子。

答：可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。

1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。

9．螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？答：在静载荷及工作温度变化不大时，联接一般不会自动松脱。

互换性考试重点一、名词解释：1、互换性：同一规格的零部件，不需要作任何挑选，调整或修配，就能装配到机器上去，并且符合使用性能要求，这种特性就叫互换性2、分度值：分度值i是指在测量器具的标尺或度盘上，相邻两刻线间所代表被测量的量值3、间隙配合：间隙配合是指具有间隙的配合。

4、粗糙度：加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度波距小于1mm即微观几何形状误差5、取样长度：取样长度是在x轴方向（与轮廓总的走向一致）用于判别被评定轮廓不规则特征的长度。

粗糙度轮廓的取样长度lr在数值上与λc滤波器的截止波长相等。

6、尺寸链：在一个零件和一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，这些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，称为尺寸链7、灵敏度：灵敏度是指计量器具对被测量变化的反应能力8、齿距积累偏差：齿距积累偏差是指齿轮同侧齿面任意弧段（k=1至k=z）内的最大齿距积累偏差9、圆锥角：指在通过圆锥轴线的截面内，两素线之间的夹角用α表示10、公差：零件几何参数误差的允许范围叫做公差11、标尺间距：标尺间距c是指计量器具的刻度尺或分度盘上相邻两刻线中心之间的距离12、过盈配合：指具有过盈（包括最小过盈为零）的配合13、极限尺寸：指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端，也就是允许的尺寸变化范围的两个界极值14、独立原则：指被测要素在图样上给出的尺寸公差与几何公差各自独立，应分别满足要求的公差原则15、装配尺寸链：指全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链16、齿轮坯：齿轮轮齿加工前的工件，其尺寸和形状偏差对于齿轮副的接触条件和运行状况有着极大的影响17、形状误差：是被测试实际要素的现状对其理想要素的变动量，形状误差值小于或等于相应的公差值，则认为合格18、单个齿距偏差：在端平面上，在接近齿高中部的一个与齿轮线同心的园偏差19、圆锥素线角：指圆锥素线与其轴线的夹角，它等于圆锥角之半，即α/220、齿轮副：由两个相啮合的齿轮组成的基本机构二、简答题1、配合的两个基本条件（1）基本尺寸相同（2）具有包容与被包容特性2、尺寸链两个基本特性（1）封闭性：组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成一个封闭系统。

第一章绪论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。

第四章公差及互换性4.1互换性原理1）互换性的概念实例(1)互换性的含义互换性是指按照同一规格制造的零件或部件，不经选择或辅助加工，任取其一，装配后就能满足预定的使用性能的性质。

(2)互换性的种类根据互换程度的不同，互换性可以分为以下两类。

完全互换又称绝对互换，即完全达到了上述互换性的要求。

即当零、部件在装配或更换时，事先不必挑选，装配时也无须进行修配就能装配在机器上，并能完全满足预定的使用性要求。

不完全互换又称有限互换，即装配时需要选择、分组或调整。

如，当对零件的精度要求很高时，为了便于制造，常在制造时把零件的公差适当放大，在装配前先根据零件的实际尺寸分组，然后按组进行装配，以保证预先规定的使用性能要求。

零件只能在本组内进行互换，这就属于不完全互换。

不完全互换也是保证产品使用性能的重要手段，是完全互换的必要补充。

对标准的部件，互换性还可分为内互换与外互换：组成标准部件的零件的互换称内互换，标准部件与其他部件的互换称外互换。

2）互换性的作用互换原则是现代化生产所必须遵循的基本原则之一。

应用互换性原则已成为提高生产水平和促进技术进步的强有力的手段。

(1) 简化设计工作：在设计上，采用具有互换性的标准零件和标准部件，将简化设计工作量，缩短设计周期，且便于应用计算机进行辅助设计。

(2) 缩短装配周期：在生产上，按互换性原则进行加工，各个零件可以同时分别加工，便于实现专业化、自动化生产。

由于工件单一，易于保证加工质量。

装配时，由于零、部件具有互换性，使装配过程能够连续而顺利地进行，从而大大缩短了装配周期。

(3) 缩短修理时间：在使用和修理上，具有互换性的备用零件和部件可以简单而迅速地替换磨损的或损坏的零、部件，这将缩短修理时间，节约修理费用，保证机器工作的连续性。

这一点尤其对重要设备和军用品的修复更具有重大意义。

(4) 简化管理：在管理上，使管理更简化、更科学，产品质量也更容易保证。

(5) 降低生产成本：在经济上，它缩小了生产规模，减少了不必要的厂房、设备、设施和相应的管理、技术、操作人员，这些都将大大降低生产的成本。

习题1.什么是互换性？互换性的如何分类？2.完全互换和不完全互换有何区别？各用于何种场合？3.公差的概念？4.什么是标准和标准化？5.优先数系是一种什么数列?有哪些优先数的基本系列?答案1,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(如钳工修理)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。

分类：按不同场合对于零部件互换的形式和程度的不同要求，把互换性可以分为完全互换性和不完全互换性两类。

对标准部件或机构来讲，其互换性又可分为内互换性和外互换性。

2.完全互换是指对于同一规格的零部件，装配前不经任何选择，装配时不需任何调整或修配，就能装配到机器上，并能满足预定的使用要求。

以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。

孔和轴加上后只要符合设计的规定要求，则它们就具有完全互换性。

不完全互换是指对于同种零件、部件加工好以后，在装配前需要经过挑选、调整或修配等才能满足使用要求。

在零部件装配时允许有附加条件的选择或调整。

对于不完全互换性可以采用分组装配法、调整法等来实现。

应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。

完全互换性应用于中等精度、批量生产；不完全互换性应用于高精度或超高精度、小批量或单件生产。

内互换指部件内部组成件间的互换；外互换指部件与相配合零件之间的互换。

3.公差即允许实际参数值的最大变动量。

4. 标准是指对重复性事物和概念所做的统一规定，它以科学技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。

标准在一定范围内具有约束力。

标准化工作包括制定标准，发布标准、组织实施标准和对标准的实施进行监督的全部活动过程。

这个过程是从探索标准化对象开始，经调查、实验和分析，进而起草、制定和贯彻标准，而后修订标准。

因此，标准化是个不断循环而又不断提高其水平的过程。

《互换性与测量技术基础》(第三版)课后习题答案第一章习题及答案1-1 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：同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中去，并达到使用要求，这种特性就叫互换性。

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。

1-2 完全互换和不完全互换有何区别？各用于什么场合？答：互换程度不同：完全互换是同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中而满足使用要求；不完全互换是同一规格的零部件，需要经过挑选、调整或修配，再装配到机器中去才能使用要求。

当使用要求和零件制造水平、经济效益没有矛盾，即机器部件装配精度不高，各零件制造公差较大时，可采用完全互换进行零件生产；反之，当机器部件装配精度要求较高或很高，零件制造公差较小时，采用不完全互换。

1-5 下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？（ 1 ）电动机转速： 375 ， 750 ， 1500 ， 3000 ，、、、（ 2 ）摇臂钻床的主参数（钻孔直径）： 25 ， 40 ， 63 ， 80 ， 100 ， 1 25等答：（ 1 ）此系列为派生系列： R40/12 ，公比为（ 2 ）此系列为复合系列，前三个数为 R5 系列，后三位为 R10 系列。

补充题：写出 1 ～ 100 之内的派生系列 R20/3 和 R10/2 的优先数常用值。

答： R20/3 ： 1.00 ， 1.40 ， 2.00 ， 2.80 ， 4.00 ， 5.60 ， 8.00 ， 11.2 ，16.0 ， 22.4 ， 31.5 ， 45.0 ， 63.0 ， 90.0R10/2 ： 1.00 ， 1.60 ， 2.50 ， 4.00 ， 6.30 ， 10.0 ， 16.0 ， 25.0 ， 40.0 ，63.0 ， 100第二章习题及答案2-5 （略）2-9 试从 83 块一套的量块中，同时组合下列尺寸： 48.98mm ， 29.875mm ，10.56mm 。