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《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。
名词解释：1. 测量范围：所谓测量范围只在允许误差范围内一起的被测量值的范围。
2. 滞差：在输入量由小逐渐增大再由大逐渐减小的过程中，对用一大小的输入量出现不同大小的输出量，这种由于测量行程方向的不同，对应于同一出入量产生输出的差异统称为滞差。
3. 零值误差：指当测量为零值时，测量仪器示值相对于零的差值，也可说是测量仪器的零位误差。
4. 示值误差：指测量仪器的示值与被测量的真值之差。
5. 齿轮空会：齿轮机构在工作状态下，输入轴方向回转时，输出轴产生的滞后量。
6. 准确度：测量仪器给出接近于真值的响应能力。
7. 等效节点：将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来，次虚线和光轴的交点为J 0，则透镜绕点J 0微量转动，像点不懂，称为J 0透镜的等效节点，称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
8. 螺旋线误差：螺杆旋转一个螺距周期，在同一半径的圆柱截面内，加工形成的螺旋线轨迹与理论螺旋线轨迹之差。
9. 灵敏度：即仪器对被测量变化的反应能力。
S=xL 10. 阿贝原则：所谓阿贝原则，即被测尺寸与标准尺寸在测量方向的同一直线上，或者说，被测量轴线只有在基准轴线的延长线上，才能得到精确的测量结果。
11. 螺距积累误差：在给定长度范围内，任意两牙间的距离对公称尺寸偏差的最大代数和。
12. 视差：指示器与标尺表面不在同一平面时，观察者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所引起的误差。
13. 漂移：指仪器特性随时间的缓慢变化，通常表现为零位或灵敏度随时间的缓慢变化，风别称为零点漂移和灵敏度漂移。
14. 等效节平面：将一对共轭点A 和A ’用虚线连起来，次虚线和光轴的交点为J 0，则透镜绕点J 0微量转动，像点不懂，称为J 0透镜的等效节点，称过点J 0作光轴的垂面为等效接平面。
15. 量化误差：由于脉冲数字系统中，用脉冲或数码表示连续变化的物理量，因此介于两个脉冲或两个数码之间的值只能用与它相接近的脉冲或数码表示，这样便产生了误差。
第五章精度检测基本概念
内容概要：主要论述几何量精度检测的基本理论，包括测量的基本概念、计量单位、测量器具、测量方法、测量误差和测量数据处理等。
教学要求：在掌握机械精度设计的基础上，对其检测技术方面的基础知识有一个最基本的了解，并能运用误差理论方面的知识对测量数据进行处理后，正确地表达测量结果。
学习重点：测量误差和测量数据的处理。
学习难点：测量误差的分析。
习题
一、判断题（正确的打√，错误的打×）
1、直接测量必为绝对测量。
( )
2、为减少测量误差，一般不采用间接测量。
( )
3、为提高测量的准确性，应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。
( )
4、使用的量块数越多，组合出的尺寸越准确。
( )
5、0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。
( )
6、用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少示值误差数值。
( )
7、某仪器单项测量的标准偏差为σ=0.006mm，若以9次重复测量的平均值作为测量结果，其测量误差不应超过0.002mm。
( )
8、测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出，而系统误差是测量过程中所不能避免的。
( )
9、选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。
( )
10、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。
( )
二、选择题（将下面题目中所有正确的论述选择出来）
1、下列测量中属于间接测量的有_____________
A、用千分尺测外径。
B、用光学比较仪测外径。
C、用内径百分表测内径。
D、用游标卡尺测量两孔中心距。
E、用高度尺及内径百分表测量孔的中心高度。
2、下列测量中属于相对测量的有__________
A、用千分尺测外径。
B、用光学比较仪测外径。
C、用内径百分表测内径。
D、用内径千分尺测量内径。
E、用游标卡尺测外径。
3、下列论述中正确的有_________
A、指示表的度盘与指针转轴间不同轴所产生的误差属于随机误差。
B、测量力大小不一致引起的误差，属随机误差。
C、测量被测工件的长度时，环境温度按一定规律变化而产生的测量误差属于系统误差。
D、测量器具零位不对准时，其测量误差属于系统误差。
E、由于测量人员一时疏忽而出现绝对值特大的异常值，属于随机误差。
4、下列因素中可能引起系统误差的有_____________
A、游标卡尺测轴径时所产生的阿贝误差。
B、光学比较仪的示值误差。
C、测量过程中环境温度的随时波动。
D、千分尺测微螺杆的螺距误差。
Ｅ、测量人员的视差。
5、列论述中正确的有________________
Ａ、量块即为长度基准。
Ｂ、可以用量块作为长度尺寸传递的载体。
Ｃ、用1级量块可以3等量块使用。
Ｄ、测量精度主要决定于测量器具的精确度，因此测量器具的精度越高越好。
Ｅ、测量器具的不确定度为示值误差和示值稳定性的综合。
6、列论述中正确的有_____________
Ａ、量块按级使用时，工作尺寸为其标称尺寸，不计量块的制造误差和磨损误差。
Ｂ、量块按等使用时，工作尺寸为量块经检定后给出的实际尺寸。
Ｃ、量块按级使用比按等使用方便，且测量精度高。
Ｄ、量块需送交有关部门定期检定各项精度指标。
Ｅ、任何一级的量块都有可能检定成任何一等的量块，无论是理论上还是实际上。
7、下列测量值中精度最高的是____________
Ａ、真值为40mm，测得值为40.05mm
Ｂ、真值为40mm，测得值为40.02mm
Ｃ、真值为40mm，测得值为39.95mm
Ｄ、真值为100mm，测得值为99.5mm
Ｅ、真值为100mm，测得值为100.03mm
8、下列有关标准偏差σ的论述中，正确的有
Ａ、σ的大小表征了测量值的离散程度。
Ｂ、σ越大，随机误差分布越集中。
Ｃ、σ越小，测量精度越高。
Ｄ、一定条件下，某台仪器的σ值通常为常数。
Ｅ、多次等精度测量后，其平均值的标准偏σ
=σ/n。
X
9、高测量精度的目的出发，应选用的测量方法有_________
Ａ、直接测量
Ｂ、间接测量
Ｃ、绝对测量
Ｄ、相对测量
Ｅ、非接触测量。
10、下列论述正确的有___________
Ａ、测量误差δ往往未知，残余误差γ可知。
Ｂ、常用残余误差分析法发现变值系统误差。
Ｃ、残余误差的代数和应趋于零。
Ｄ、当|γ|>3σ时，该项误差即为粗大误差。
Ｅ、随机误差影响测量正确度，系统误差影响测量精密度。
三、填空题。
1、测量误差按其特性可分为____________,____________和____________三类。
2、测量误差产生的原因可归纳为__________,__________,___________,和__________.
3、随机误差通常服从正态分布规律。
具有以下基本特性：________________，________________，________________，__________________。
4、系统误差可用_______________,__________________等方法消除。
5、被测量的真值一般是不知道的，在实际测量中，常用________________代替。
6、一个完整的测过程应包括______________,______________,______________和_____________四要素。
7、测量器具的分度值是指___________，千分尺的分度值是______________。
8、测量器具的测量范围是指______________，测量直径为φ33mm的轴径所用外径千分尺的测量范围是___________mm
9、量块的研合性是指___________________
10、在实际使用中，量块按级使用时，量块的尺寸为标称尺寸，忽略其____________；按等使用时，量块的尺寸为实际尺寸，仅忽略了检定时的______________。
四、综合题
１、测量和检验有何不同特点？
２、何谓尺寸传递系统？目前长度的最高基准是什么？
３、什么是绝对测量和相对测量，举例说明。
４、随机误差的评定为什么以±3σ作为随面误差的极限偏差？
５、什么是系统误差，举例说明。
６、什么是粗大误差？如何判断？
７、什么是测量精密度，正确度和准确度？
８、试用８３块一套的量块组合出尺51.985mm和27.355mm。
９、在83（或46）块成套量块中，选择组成Φ35f6的两极限尺寸的量块组。
10、83（或46）块成套量块中，选择组成Φ48P7的两极限尺寸的量块组。
11、用两种方法分别测量尺寸为100mm和80mm的零件，其测量绝对误差分别为8µm和7µm，试用测量的相对误差对比此两种方法的测量精度的高低。
12、在立式光学比较仪上对塞规同一部位时行4次重复测量，其值为20.004、19.996、19.999、19.997，试求测量结果。
13、某仪器已知其标准偏差为σ=±0.002mm，用以对某零件进行4次等精度测量，测量值为67.020、67.019、67.018、67.015mm，试求测量结果。
14、用立式光学比较仪对外圆同一部位进行10次重复测量，测量值为24.999、24.994、24.998、24.999、24.996、24.998、24.998、24.995、24.999、24.994mm试求单一测量值及10次测量值的算术平均值的测量极限误差。
15、在某仪器上对轴尺寸进行10次等精度测量，得到数据如下：20.008、20.004、20.008、20.010、20.007、20.008、20.007、20.006、20.008、20.005mm。
若已知在测量过程中破在系统误差和粗大误差，试分别求出以单次测量值作结果和以算术平均值作结果的极限误差。
16、在相同条件下，对某轴同一部位的直径重复测量15次，各次测量值分别为：10.429、10.435、10.432、10.427、10.428、10.430、10.434、10.428、10.431、10.430、10.429、10.432、10.429、10.429，判断有无系统误差、粗大误差，并给出算术平均值的测量结果。
17、在某仪器上对轴进行10次等精度测量，
得到数据如下：30.002、30.004、30.005、30.002、
30.009、30.007、30.003、30.001、30.006、30.011，
判断有无系统误差误差、粗大误差，并给出最后
的测量结果。
18、图5-1所示零件，测得如下尺寸及其测
量误差：d1=ф30.002±0.01mm，d2=ф5.050±
0.002mm，l=40.01±3mm，试求中心距L值及其测
量误差。
图5—1 被零件局部尺寸图。
