互换性与测量技术基础课件

表面粗糙度测量仪
用于测量表面粗糙度参数。
角度量具
如量角器、直角尺等，用于测量角度参数。
坐标测量机
大型精密设备，用于测量复杂零件的轮廓和 形状误差。
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公差与配合
公差与配合的基本概念
公差
在加工过程中，允许零件实际尺寸变化的最大范围。
配合
两个或两个以上零件在装配时，为了实现一定的运动关系或保证一定的功能要求，所确定的相互之间的尺寸关系 。
形位公差的分类
形状公差、方向公差、位置公差和跳 动公差。
形位公差的研究对象
零件的几何要素，包括点、线、面等 。
形位公差的作用
保证零件的功能要求，提高零件的互 换性和装配精度。
形位公差的标注方法
形位公差的标注符号
形位公ห้องสมุดไป่ตู้的标注原则
用代号表示不同的形位公差项目，如直线 度、平面度、圆度等。
在图样上标注形位公差时，应遵循标注简 明、清晰的原则，便于理解和检测。
值。它反映了表面微观不平度的最大高度。
轮廓最大高度（Ry）
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轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。它反映了表面微观不平度的
最大宽度。
表面粗糙度的检测方法
比较法
通过比较样块与被测表面的视觉差异或触觉差异 来评定表面粗糙度的方法。这种方法操作简单， 但精度较低。
干涉法
利用光学干涉原理，通过观察干涉条纹的形状和 数量来评定表面粗糙度的方法。这种方法精度很 高，但操作复杂，需要高精度的仪器和经验丰富 的操作人员。
坐标测量法
利用坐标测量仪测量被测要素的坐标值，通 过数据处理计算出形位误差。
比较测量法
将标准件与被测件进行比较测量，确定两者 的差异。
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第1章 绪 论
1.1 课程性质和要求 1.2 互换性的概念与类别 1.3 互换性在机械制造中的作用 1.4 规范化与互换性 1.5 零件的加工误差与公差
第1章 绪 论
目的要求
• 明确本课程的性质和要求 • 掌握有关互换性的概念及其在现代化消费中的作用 • 掌握互换性与公差、检测的关系 • 了解规范化与规范的概念极其重要性 • 了解哪些是优先数，为什么要规定优先数
▪
↓
▪
零件的精度要求、互换性要求、配合要求
▪
均可得到满足。
第1章 绪 论
1.5 零件的加工误差与公差 但公差大小不同，效果那么不同：
公差大
允许几何 加工难度小 量变动大 加工本钱低
完工的合格零件 精度低、质量差
公差小
允许几何 量变动小
加工难度大 加工本钱高
完工的合格零件 精度高、质量好
公差本质：反映运用要求与加工工艺及本钱的矛盾。
﹡规范化是实现现代化的重要手段，是 反映现代化程度的重要标志
第1章 绪 论
1.4 规范化与互换性
1.4.2 优先数和优先数系 1.数值规范化的意义 2.优先数系及优先数 3.优先数系的派生系列 4.优先数系的运用原那么
第1章 绪 论
1.数值规范化的意义 中选定一个数值作为某产品参数目的时，该数值会按一定的
2.00 7.10
5.00
2.24 8.00
6.30 6.30
2.50 9.00
8.00
2.80 10.00
10.00 …
3.15 …
第1章 绪 论
3.优先数系的派生系列 优先数系 根本系列和补充系列Rr 派生系列Rr/p:每逢p项选一项
R5/2： 1.00 2.50 6.30 16.0 40.0 100 R10/3: 1.00 2.00 4.00 8.00 16.0 31.5 …

（6）标准公差 标准中表列的，用以确 定公差带的大小的任一公差值称为标准公差。
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五、配合与配合制
（一）配合 基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之 间的关系，如图2-7所示。
（二）间隙与过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的
代数差。差值为正时，称为间隙，用X 表示；差值为负时，称为过盈， 用Y 表示。
（1）上极限偏差 上极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为上极限偏差。孔
es 的上极限偏差用ES 表示，轴的上极限偏差用 表示。
（2）下极限偏差 下极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为下极限偏差。孔
ei 的下极限偏差用EI表示，轴的下极限偏差用 表示 .
孔和轴上极限偏差、下极限偏差用公式表示为
（二）尺寸公差 允许尺寸的变动量称为尺寸公差（简称公差）。公差等于上 极限尺寸与下极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上极限偏差与下极限偏差之代数差的绝 对值。孔和轴的公差分别用Th和Ts表示。公差、极限尺寸及偏差的关系如下:
互换性的类型的动画演示
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4. 互换性的作用 在设计方面，零部件具有互换性，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工作，缩短了设计周 期，有利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。
在制造方面，互换性有利于组织专业化生产、采用先进工艺和 专用设备，采用计算机辅助制造，实现加工过程和装配过程机械化和 自动化，从而可以提高劳动生产率和产品质量并降低成本。
第 四 节 常用尺寸公差与配合的选用
第 五 节 一般公差 线性尺寸的未注公差
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结束
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第 一节 公差与配合的基本术语与定义
一、 几何要素 二、 孔和轴 三 、尺寸 四 、偏差和公差 五 、 配合与配合制

标注方法 公称尺寸 下 上偏 偏差差
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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
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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
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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。

2. 实现互换性的前提
标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设计和制造，并按一定 的标准进行检验，互换性才能实现。
3. 优先数系
由一系列十进制等比数列构成，代号Rr。优先数系中的每个数都是一个优先 数。每个优先数系中，相隔 r项的末项与首项相差10倍；每个十进制区间中各有r 个优先数。
互换性与测量技术基础
２）当基本系列的公比不能满足分级要求时，可 选用派生系列。
３）可分段选用最适宜的基本系列或派生系列， 以构成复合系列。
４）在特殊情况下，为了获得公比精确相等的系 列，可采用计算值。
５）如无特殊原因，应尽量避免使用化整值。
互换性与测量技术基础
1.4 几何量的检测
检验：确定零件的几何量是否在规定的极限范 围内，并作出合格性判断，而不必得出被测量 的具体数值 测量：将被测量与作为计量单位的标准量进行 比较，确定被测量的具体数值的过程
R5; R10 ;R20; R40;
510,1010,2010,4010,8010
互换性与测量技术基础
判断题
v 为了使零件具有完全互换性，必须使零件的 几何尺寸完全一致。 （ ）
v 有了公差标准，就能保证零件的互换性。 （ ） v 为使零件的几何参数具有互换性，必须把零件的加
工误差控制在给定的公差范围内。 （ ） v 完全互换的装配效率必定高于不完全互换（ ）
THE END
互换性与测量技术基础
（1）运动分析与计算：
确定机器或机构合理的传动系统，选择合适的机构或元件。
（2）强度分析与计算：
确定各个零件的合理的基本尺寸，进行合理的结构设计。
（3）几何精度分析与计算：
确定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数的公差。

制造误差
由于加工过程中各种因素的影响 ，导致零件的实际尺寸、形状和 位置与理想状态存在偏差。
测量误差
由于测量设备、测量方法和环境 等因素的影响，导致测量结果的 不准确性。
磨损与疲劳
长期使用过程中，由于摩擦、振 动等因素，导致零件的几何量精 度逐渐降低。
几何量精度的检测方法
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比较测量法
将待测零件与标准件进行比较，通过直接观察或 使用测量工具来评定零件的几何量精度。
技术测量的定义是使用测量工具和测量方法对各种量值进行测量，以获得准确、 可靠的数据和结果。
详细描述
技术测量是一种基于数学和物理原理的测量方法，通过使用各种测量工具和设备 ，对各种量值进行测量，如长度、宽度、高度、重量、温度等。它涉及到多个领 域的知识和技术，如几何量测量、机械量测量、电磁量测量等。
技术测量的基本要素
05 测量误差与数据处理
测量误差的来源与分类
•·
系统误差： 由于某种确定的、经 常性的因素引起的测量误差，其 大小和符号可以预测。例如，测 量仪器的偏差或老化。
测量误差的来源与分类
随机误差： 由于偶然因素引起的 测量误差，其大小和符号无法预 测。例如，温度、压力的微小波 动或测量仪器的不完善。
粗大误差： 由于测量者疏忽或外 部干扰引起的明显错误。例如， 读数错误或记录错误。
游隙的检测是为了确定轴承在安装后 是否具有足够的游隙，以保证轴承的 正常润滑和运转。
圆柱齿轮的互换性检测
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圆柱齿轮的互换性检测主要包 括齿形精度、齿向精度和齿距
精度的检测。
齿形精度的检测是为了确保齿 轮的齿形符合设计要求，以减 小齿轮运转时的振动和噪声。

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40Biblioteka 506070
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选用Rmr(c)时，必须同时给出轮廓水平截距C的数值。C值多用Rz的百分数 表示，其系列如下：5％，10％，15％，20％，25％，30％，40％，50％，60 ％，70％， 80％，90％。
互换性与测量技术基础
表5-5 lr和ln的数值 (摘自GB/T 1031—2009)
高度参数相近，Rsm不同，密封性不同
互换性与测量技术基础
3．混合参数
• 轮廓的均方根斜率RΔq：在取样长度内，纵坐 标斜率dz/dx的均方根值。
RΔq 1 lr ( dz )2 dx
lr 0 dx
互换性与测量技术基础
4．曲线和相关参数
• 轮廓的支承长度率Rmr(c)：在给定水平位置c上轮廓的实 体材料长度Ml(c)与评定长度的比率。
Rmr(c) Ml(c) ln
互换性与测量技术基础
• Rmr(c)的大小反映了轮廓表面峰谷的形状，同样 水平位置下Rmr(c)值愈大，表面实体材料愈长， 接触刚度和耐磨性愈好。
互换性与测量技术基础
三、评定参数的数值规定
• 表面粗糙度的参数值应按国家标准GB/T 1031— 2009规定，从参数值系列中选取。
互换性与测量技术基础
三、表面粗糙度的代号及其注法
a：有关评定参数及数值的信息（第一个要求），包括：传输带或取样长度 (单位 为m m)／粗糙度参数代号，评定长度，极限判断规则，评定参数数值（um）。例 如，“U0.08-0.8/Rz8max 3.2”中：U——上限，0.08-0.8——传输带，Rz——评 定参数代号，8——评定长度包含的取样长度个数，max——“最大规则”，3.2— —评定参数极限值，3.2与前面的代号之间有一空格。 b：有关评定参数及数值的信息(第二个要求)； c：加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等； d：加工纹理方向符号； e：加工余量(单位为mm)。