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互换性与技术测量胡凤兰第一章绪论

例如，机械或仪器上掉一个螺钉，换上一个相同规格的新螺钉就合适；灯泡坏了，买一个相同规格新的灯泡安上就能亮；汽车、拖拉机、自行车、电视、计算机、手表中某个机件磨损了，换上一个新的便能继续使用。零件的更换之所以这样方便，是因为这些合格的产品和零部件具有在尺寸、功能上能够彼此相互替换的性能，即它们具有互换性。
细的特殊场合，其余四种为基本系列。
qr r 10
1.2.2 优先数系和优数
各系列的公比qr如下：
R5：公比q5 = R10：公比q10= R20：公比q20= R40：公比q40= R80：公比q80=
5 10 1.6
10 10Leabharlann 1.2520 10 1.2
40 10 1.06
80 10 1.03
1.3.1 GPS的作用
GPS是国际标准中影响最广的重要基础标准之一，它不仅是产品信息传递与交换的基础标准，也是产品市场流通领域中合格评定的依据，是工程领域必须依据的技术规范。具体作用主要表现在：
为企业的产品开发提供了一套全新的工具，为产品的数字化设计和制造提供了基础支撑。
实现产品的精确几何定义及规范的精度过程定义，更加合理、经济和有效地利用设计、制造和检测的资源，显著降低产品的开发成本。
1.1.1 互换性的定义
互换性
指同一规格的零部件中任取一件，不需经过任何选择、修配或调
整，就能装配成满足预定使用功能要求的机器或仪器，则零部件所具有的这种
性能就称为互换性。
互换性在零部件的装配（或维修更换）过程中应该同时具备三个条件 :
装配前，不需选择；装配时，不需修配和调整；装配后，可以满足预定的功能要求。
1.1.4 互换性生产的实现
3. 现代化生产的实现现代化生产的特点是规模大、分工细、协作单位多、互换性要求高。

《互换性与技术测量》PPT课件

安徽工程科技学院机械工程系
h
1
第一章绪论
教案 1
任何一台机器的设计，除了运动分析、结构设计、强度、刚度计算外，还要进行精度设计。研究机器的精度时，要处理好机器的使用要求与制造工艺的矛盾。解决的方法是规定合理的公差，并用检测手段保证其贯彻实施。由此可见， “公差”在生产中是非常重要的。
公差是一门专业基础课，要求：（1）掌握有关公差、测量的基本概念、基本理论、术语、定义；（2）培养公差设计及精度检测的基本能力；（3）学会查工具书，如手册、标准等。
h
4
第一章绪论
教案 1
2、怎样才能使零件具有互换性
若制成的一批零件实际尺寸数值等于理论值，即这些零件完全相同，这当然能够互换，但在生产上不可能，且没有必要。因而实际生产只要求制成零件的实际参数值在一定范围内变动，保证零件充分近似即可。
要使零件具有互换性，就应按“公差”制造。
h
5
第一章绪论
3、优先数和优先数系
（1）数值标准化：统一的数值标准是标准化的重要内容。
制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要通过数值表示。任
何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关，还直接、间接地影响与其配
套系列产品的参数值。如：螺母直径数值，影响并决定螺钉直径数值以及
丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。由于参数值间的关联产生
2、“公差与配合”标准
国家标准《极限与配合》中，公差与配合部分的标准主要包括： GB/T1800.1—1997《极限与配合基础第1部分：词汇》 GB/T1800.2—1998《极限与配合基础第2部分：公差、偏差和配合的基本规定》 GB/T1800.3—1998《极限与配合基础第3部分：标准公差和基本偏差数值表》

互换性与技术测量PPT课件

2)不完全互换装配时允许挑选、调整和修配的互换。
特点包括采用概率法装配、分组装配或在装配时采用调整等措施。
3)不互换单件加工、装配时需要修配的互换。特点要附加修配、辅助加工的，则不具有互换性。
第一章绪论
1.1.3 互换性的分类
3. 对标准件：
外互换：滚动轴承外部零件
D d D d D d H
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互换性与技术测量
医者人之司命，如大将提兵，必谋定而后战。
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第一章绪论
1.1 互换性
绪论
1.2 互换性与技术测量
1.3 互换性与标准化
1.4 本课程的研究对象与任务
第一章绪论
1.1.1 互换性的概念
1.1
互换
1.1.2 互换性的作用
1.设计上遵循互换性生产原则，便于采用三
化(标准化、系列化、通用化)设计和计算机辅助设计(CAD)，大量采用标准件和通用件，减少绘图、计算等工作量，缩短设计周期，并有利于产品多样化开发与更新换代。
2.制造上遵循互换性生产原则，利于合理进行
分工和组织专业化协作生产，利于采用先进的生产方式（专业化流水作业等）、先进工艺和高效专用设备，尤其是计算机辅助制造（CAM ），利于实现加工和装配过程的机械化、自动化，制造过程产品单一，分工精细，可提高产品质量和生产率，保证产品质量，降低生产成本，缩短生产周期。
3、现代加工业可以制造精度很高的工件，但仍然会有误差(误差存在的必然性)。
4、由于误差的存在和制造成本的考虑，要求加工出绝对准确和完全相同的产品在实际生产中是根本
不可能、也没有必要的(误差大小的需要性) 。

互换性与技术测量第1章绪论课件

PPT学习交流
3
参考资料： 1、李柱等编，互换性与测量技术－几何产品技术规范
与认证GPS ，高等教育出版社，2004 2、王伯平，互换性与技术测量，高等教育出版社，
2005 3、万书亭，互换性与技术测量基础，电子工业出版社，
2007 4．机械工程基础与通用标准实用丛书编委会编，形状
和位置公差——机械工程基础与通用标准实用丛书，中国计划出版社
定范围，也能满足使用要求，也就允许孔、轴实际尺寸在一定范围内变动。
故按孔、轴的允许最大尺寸和最小尺寸，分别做成两套量规，即极限量规。
PPT学习交流
20
塞规
环规
卡规
PPT学习交流
21
1.2 互换性标准的发展
1.2.1 互换性标准发展简介
• 1902年:英国Newall公司出版了极限表。
• 1906年，英国颁布了国家标准BS27，1924年颁布了BS164， 1925年美国颁布ASAB4a，这些都是初期的公差标准。
对工件几何特征的可允许误差进行设计,使之满足工件的功能需求,同时也将定义一个与工件生产工艺相一致的质量标准。
(2) 几何规范设计过程
设计者首先定义一个在形状和尺寸上能够满足产品功能的理想形状的“工件”,称为公称几何模型，它是根据公称值建立一个工件的表述。
由于生产或测量过程的可变性和不确定性,公称值不可能用来制造或检验,因此需要根据公称几何量,建立模拟实际工件的表面模型,以代替可能被估计到的工件真实表面的变化。该表面模型代表了工件的理想几何量，称为规范表面模型。依据该模型,可以优化工件几何要素的最大允许极限值,定义工件的每一几何特征的公差。
况，但这种情况出现的概率比较小。
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互换性与技术测量电子教案 PPT

第1章绪论
1.1 互换性概述
1.1.1 什么是互换性？
1.定义：在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选
或附加加工（如钳工修配）或再调整就可装上机器（或部件）上，而且达到原定使用性能要求。
2.互换性包括：几何参数、机械性能、理化性能。 3. 分为：完全互换和不完全互换；内互换和外互换。
1.1.2 怎样使零件具有互换性？
1.6
R10系列： q10 q40 4 10 1 0 1 .2 5
R20系列： q20 q40 2 20 10 1.12
R40系列： q 40 q 40 1 40 1 0 1 .0 6
1
R80系列： q80 q40 2 80 10 1.03
R5 1.00
R5 4.00 6.30 10.00
R10 3.15
4.00
5.00
6.30
8.00 10.00
R20 3.15 3.55 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 8.00 9.00 10.00
R40 3.15 3.35 3.55 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.30 5.60 6.00 6.30 6.70 7.10 7.50 8.00 8.50 9.00 10.00
互换性与技术测量电子教案
性质：专业技术课重要性：承上启下特点：互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学，
本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。参考书：
《互换性与测量技术基础》，王伯平主编，机械工业出版社；《互换性与测量技术》，陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社；《互换性与技术测量基础》，胡风兰主编，机械工业出版社。
1.60

互换性与测量技术基础 ppt课件

标注方法公称尺寸下上偏偏差差
12
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
16
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
15
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。

《互换性与测量技术》PPT课件

第1章绪论
1.4 标准化与互换性
1.4.1 标准与标准化标准：对需要协调统一的重复的事物(如产品，零、部件)和概念(如术语、规那么、代号、量值)所做的统一规定。标准化：标准的制定、发布、组织实施和对标准的实施进展监视的全过程。
第1章绪论
国际标准区域标准国家标准行业标准地方标准
•优先数:优先数系中的任一个项值。
《互换性与测量技术》 PPT课件
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目录
第1章第2章第3章第4章第5章第6章
绪论光滑圆柱的公差与配合形状和位置公差表面粗糙度常见结合件的公差光滑极限量
目录
第7章第8章第9章第10章第11章
典型零件的公差配合尺寸链计量标准新技术在长度计量中的应用典型零件的测量实训
课程性质及教学任务
本课程是机械类各专业必修的一门专业根底课。本课程以几何量公差和测量技术为主线，通过对理论体系的讲解及相应几何量的实际测量，重点以培养学生成为具有较高技术水平的生产一线实用型和技术应用型专业人才为目标，要求理解概念、强化应用。通过本课程的学习使学生建立互换性、标准化、计量学及质量工程的根本概念，掌握其根本原理、原那么与方法。确切了解有关标准的根本术语及定义，掌握选用公差配合、进展精度设计计算的原那么和方法。了解几何参数测量的根本原理，测量误差的处理。具有继续自学并结合工作实践应用、扩展的能力。
﹡标准化是实现现代化的重要手段，是反映现代化水平的重要标志

互换性与技术测量课件-第1章绪论

现代大规模生产
互换性与技术测量培训课件-第1章绪论
1.2.1互换性标准的发展
11
自1902年英国Newall公司出版了极限表以来，公差与配合标准经历了一百多年的发展历史。 1959年，我国正式颁布了GB159～174公差与配合国家标准。随后又发布了各种结合件、传动件、表面光洁度以及表面形状和位置公差标准。我国的公差标准也在随着国际标准的变化不断地更新。
互换性与技术测量培训课件-第1章绪论
1.3长度测量技术发展简介
13
在古代，最初是以人的手、足等作为长度的单位
亨利一世规定，他的手臂向前平伸，从鼻尖到指尖的距离定为“1码”。
1791年，法国议会批准以通过巴黎的地球子午线的1/4000万为1m的定义。
历时多年，法国测量了西班牙巴塞罗那到法国敦克尔刻的地球子午线长度，并按测量结果制作了3.5×20mm矩形截面的铂杆，以此杆两端之间的距离为1m，此杆保存在巴黎档案局，成为档案米尺（metre archives）。
1979年，我国将原有的1959年版标准修订为GB1800~1804-1979。
1996年，又将该公差与配合标准改名《极限与配合》，并不断修订有关标准。
互换性与技术测量培训课件-第1章绪论
1.2.2产品几何量技术规范(GPS)标准体系简介 12
产品几何技术规范（Geometrical Prodห้องสมุดไป่ตู้ct Specification ,GPS）
互换性与技术测量培训课件-第1章绪论
1.3长度测量技术发展简介
15
互换性与技术测量培训课件-第1章绪论
1.3 本课程的任务
16
学生在学完本课程后应达到下列要求： ① 掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语和定义； ② 基本掌握本课程中几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则； ③ 初步学会根据机器和零件的功能要求，选择几何量公差与配合； ④ 能够查用本课程介绍的公差表格，正确标注图样； ⑤ 熟悉各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具。

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绪论
1.1.3 互换性的作用
互换性的作用表现在如下几个方面：在设计方面：零部件（螺钉、销钉、滚动轴承等）具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算等工作，缩短设计周期；而且可以应用计算机进行辅助设计（CAD），这对发展系列产品和促进产品结构、性能的不断改善，有很大的帮助。
绪论
1.2.1 标准化及其作用
作用：标准化在经济发展的历程中发挥重要的作用。实践证明，标准化是国民经济和社会发展的技术基础，是科技成果转化为生产力的桥梁，是组织现代化、节约化生产的重要条件，是实现专业化协作生产的必要前提，是科学管理的重要组成部分。标准化同时也是推动技术进步、产业升级，提高产品质量、工程质量和服务质量，加速我国实现现代化，推进工业化建设，从而向信息化社会迈进的重要技术基础。
标准和企业标准相互协调配套的中国国家标准体
系。
国家标准
中国标准按作用范围分
行业标准地方标准
企业标准
绪论
1.2.1 标准化及其作用
中国标准按标准的法律属性分
强制性标准推荐性标准
中国《标准化法》规定：国家标准、行业标准分
强制性标准推荐性标准
绪论
1.2.1 标准化及其作用
中国国家标准的代号及其含义见下表：
绪论
例如：用游标卡尺测量轴径、孔径
绪论
例如：用千分尺测量轴径
绪论
1.1.4 互换性生产的实现
3. 现代化生产的实现现代化生产的特点是规模大、分工细、协作
单位多、互换性要求高。为适应生产中各部门的协调和各生产环节
的衔接，必须有一种手段，使分散的、局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一，成为一个有机的整体，以实现互换性生产。标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是互换性生产的基础。
绪论
1.3.1 GPS的作用
GPS标准不仅是产品开发的重要依据，而且成为规范相关计量器具研制、软件开发的重要准则。
GPS为国际通用的技术语言，它的应用有利于促进国际技术交流和合作，有利于消除贸易中的技术壁垒，大大减少沟通的困难和问题。 GPS标准的实施可显著提高产品的质量，提高企业的市场竞争力。
表1.1 国家标准代号及其含义
GB
中华人民共和国强制性国家标准
代号
GB/T 含中华人民共和国推荐性国家标准 GB/Z 义中华人民共和国国家标准化指导
性技术性文件
绪论
1.2.2 优先数系和优先数
1. 优先数系
在生产中，为了满足用户各种各样的要求，同一品种同一参数还要从大到小取不同的值，从而形成不同规格的产品系列。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。为了保证互换性，必须合理确定零件公差，公差数值标准化的理论基础，即为优先数系和优先数。
1.3.1 GPS的含义
产品几何量技术规范（GPS，Geometrical Product Specification) 是面向产品开发全过程而构建的控制产品几何特性的一套完整标准，全面覆盖了从宏观到微观的产品几何特征的描述，全面规范了产品（工件）的尺寸、形状和位置及表面特征的控制要求和检测方法，贯穿于一切几何产品的研究、开发、设计、制造、检验、销售、使用和维修等整个过程。
绪论
1.1.2 互换性的种类
互换性可分为完全互换性和不完全互换性。
完全互换性(简称为互换ຫໍສະໝຸດ )是指零件在装配或更换时，不需选择、辅助加工或修配为条件的
互换性。
不完全互换性不完全互换性也称为有限互换性，
在零件装配时，允许有附加的选择或调整。不完全互换性可以用分组装配法、调整法或其他
方法来实现。
一般说来，对于厂际协作，应采用完全互换性。至于厂内生产的零部件的装配，可采用不完全互换性。
绪论
1.1.3 互换性的作用
在制造方面：互换性有利于组织专业化的生产，有利于采用先进工艺和高效率的专用设备以至于采用计算机辅助制造(CAM)，有利于实现加工过程和装配过程机械化、自动化，从而使产品的数量和质量明显提高，成本也显著降低。
在使用和维修方面：零部件具有互换性，可以及时更换那些已经磨损或损坏的零部件，因此可以减少机器的维修时间和费用，保证了机器工作的连续性和持久性，延长了机器的使用寿命，提高了使用价值。
绪论
1.2 标准化概述
1.2.1 标准化及其作用
1. 标准化含义及其作用含义：是在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布、实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程。标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，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。
机械的参数设计是确定机械各零件几何要素的标称值（公称值）的设计。
绪论
第1章绪论
精度设计是根据机械的功能要求，正确地对机械零件的尺寸精度、几何精度以及表面精度要求进行设计，并将它们正确地标注在零件图和装配图上。
本课程只研究机械的精度设计。
绪论
1.1 互换性概述
1.1.1 互换性的定义
互换性的概念在日常生活中到处都能遇到。例如，机械或仪器上掉一个螺钉，换上一个相同规格的新螺钉就合适；灯泡坏了，买一个相同规格新的灯泡安上就能亮；汽车、拖拉机、自行车、电视、计算机、手表中某个机件磨损了，换上一个新的便能继续使用。零件的更换之所以这样方便，是因为这些合格的产品和零部件具有在尺寸、功能上能够彼此相互替换的性能，即它们具有互换性。
绪论
1.3.1 GPS的作用
GPS是国际标准中影响最广的重要基础标准之一，它不仅是产品信息传递与交换的基础标准，也是产品市场流通领域中合格评定的依据，是工程领域必须依据的技术规范。具体作用主要表现在：
为企业的产品开发提供了一套全新的工具，为产品的数字化设计和制造提供了基础支撑。实现产品的精确几何定义及规范的精度过程定义，更加合理、经济和有效地利用设计、制造和检测的资源，显著降低产品的开发成本。
建立互换性的基本概念，掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语和定义；掌握各有关公差标准的基本内容、特点和应用原则；初步学会根据机器和零件的功能要求，选用几何量公差与配合；能够查用本课程介绍的公差表格，并正确标注图样。
绪论
1.4 本课程的研究对象及任务
学生在学习本课程时，应具有一定的理论知识和生产实践知识，即能够读图，懂得图样标注法，了解机械加工的一般知识和熟悉常用机构的原理。
r 10
绪论
1.2.2 优先数系和优先数
国家标准GB/T321—2005《优先数和优先数系》规定十进等比数列为优先数系，并规定了五个系列。它们分别用系列符号R5、R10、 R20、 R40和R80表示，称为Rr系列qr，公r 10 比。同一系列中，每增r个数，数值增至10倍。五个系列中，R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合，其余四种为基本系列。
R2 0 2 5 0 0 0 0 8.00 0 10.0
0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.6 6.3 7.1
9.0 0
5000000
0
实10际.0使用16.0时，12.1应按18.1R515、.2 R112.03、10R.42012、..85R00 4010.的6 顺13..序7105优13先..83选05
绪论
1.4 本课程的研究对象及任务
本课程是高等学校机械类、仪器仪表类和机电结合类各专业必修的主干技术基础课程，是整个教学过程中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。本课程由几何量公差与几何量检测两部分组成。
绪论
1.4 本课程的研究对象及任务
学生在学完本课程后应达到下列要求：
用1。.9当基2.0本系2.1列不2.2能满2.3足要2.5求时2.6，才5.3采0 用3补.0 充6系.00列R6.3800。
R4 0 0 2 4 6 0 5 10.0 0
0 3.5 3.7 4.0 4.2 4.5 4.7 5.0 0
5.6
5505050
0
绪论
1.2.2 优先数系和优先数
2. 优先数
建立技术测量的基本概念，熟悉各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具。通过实验，初步掌握测量操作技能，并分析测量误差与处理测量结果。
绪论
1.1.1 互换性的定义
互换性
指同一规格的零部件中任取一件，不
需经过任何选择、修配或调整，就能装配成满足预
定使用功能要求的机器或仪器，则零部件所具有的
这种性能就称为互换性。
互换性在零部件的装配（或维修更换）过程中应该同时具备三个条件 :
装配前，不需选择；装配时，不需修配和调整；装配后，可以满足预定的功能要求。
绪论
1.2.2 优先数系和优先数
3. 优先数系的应用
在确定产品的参数或参数系列时，应当力求选用优先数，应遵守先疏后密的规则，并且按照R5、 R10、R20和R40的顺序，优先用公比较大的基本系列；当一个产品的所有特性参数不可能都采用优先数时，也应使一个或几个主要参数采用优先数；即使单个参数值，也应该按上述顺序选用优先数。
绪论
互换性与技术测量
主编胡凤兰任桂华华中科技大学出版社
绪论
第1章绪论
1.1 互换性概述 1.2 标准化概述 1.3 产品几何量技术规范(GPS) 1.4 本课程的研究对象及任务
绪论
第1章绪论
机械设计通常可分为
机械的系统设计机械的参数设计机械的精度设计
机械的系统设计是确定机械的基本工作原理和总体布局的设计，以保证总体方案的合理性和先进性。

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