互换性与技术测量教学绪论.ppt

1,互换性与测量技术基础,授课单位：广东技术师范学院天河学院 授课老师：陈玉莲 联系电话:email: chenyulian_1117,2,互换性与技术测量是培养学生实现机械精度设计要求的一门技术基础课。 学生在机械制图、机械设计、金属工艺学、机械制造技术、课程设计与毕业设计中都将要用到该课程的内容。 该课程的研究对象为几何参数的互换性、公差标准和检测技术。,3,本课程研究的内容,内容包括： 互换性技术测量基础,设计时根据使用要求和制造经济性，给出零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度数值，以便将零件的制造误差限制在一定范围内，使机械产品装配后能正常工作 。,零件加工后是否符合精度要求，只有通过测量才知道，所以测量是本课程研究的另一个重要问题。主要学习测量的基本知识与技能，研究零部件的测量原理、方法以及测量误差处理等。,基本知识 基本技能,4,尺寸精度要求,形位精度要求,表面粗 糙度要求,5,本课程主要学习的内容,第一章 绪论 第二章 光滑圆柱体结合的公差 第三章 测量技术基础 第四章 形状和位置公差及检测 第五章 表面粗糙度 第六章 光滑工件尺寸的检测 第七章 滚动轴承与孔、轴结合的互换性 第八章 尺寸链 第九章 圆锥结合的互换性 第十章 螺纹结合的互换性 第十一章 键和花键的互换性 第十二章 圆柱齿轮传动的互换性,6,本课程的学科特点和学习方法,特点： 本课程术语定义多，符号、代号多，标准规定多，经验解法多。 从标准规定上看，原则性强；从工程应用上看，灵活性大，这对初学名来说，较难掌握。 学习方法： 在学习中应注意及时总结归纳，找出它们之间的关系和联系。 认真按时完成作业，认真做实验和写实验报告。,7,第一章 绪论,教学内容： 1. 互换性的意义和作用 2. 标准化与优先数 3. 本课程的研究对象及任务,8,教学目标： 了解互换性的学习目的和学习方法 熟知互换性的概念、分类以及研究内容 理解并掌握优先数原理及应用 教学重点与难点： 互换性的概念及其研究内容,第一章 绪论,9,结论： 新零件与坏旧的零件是同一规格的，大小、尺寸相同，换上后整个机器运作正常，满足性能要求，新换的零件是可以再换的，只要满足几何参数和机械性能要求即可。,举例： 1. 机器或仪器上掉了一个螺钉，按相同的规格买一个装上； 2. 灯泡坏了，买一个安上； 3. 汽车、拖拉机、手表中某个机件磨损了，换上一个新的。,讨论： 1、新换上的机件与旧机件之间有什么特征？ 2、新换零件后原来的机器运作情况怎么样？ 3、新换的零件是否可以再换？有没有要求？,第一节 互换性的意义和作用,10,尺寸精度要求,形位精度要求,表面粗 糙度要求,11,一、“互换性”概念：,互换性指同一规格的一批零件或部件中，任取一件，不用经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并满足使用性能要求的特性。 即具有互换性的零部件在装配过程中，满足三个条件，即：,12,二、互换性分类,1.按互换的参数范围可以划分为：,2.按互换的程度划分为：,指零部件的尺寸、形状、相互位置关系以及表面粗糙度等参数具有互换性。,指零部件的物理性能、化学性能及力学性能等方面部具有互换性。例如：刚度、强度、硬度,注意：究竟是采用完全互换、不完全互换，还是部分地采用修配调整，要由产品精度要求与其复杂程度、产量大小、生产设备、技术水平等因素决定。凡装配时要附加修配的，则零件不具有互换性。,不限定互换范围，以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。如常用的标准联接件、紧固件、滚动轴承等。,当零件装配精度要求较高时，采用完全互换将使零件制造公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工 ，采用分组装配法，可以降低成本，满足要求，即不完全互换。,13,不完全互换性：将加工好的零件，根据实测尺寸的大小，把相配合的零件各分为若干组，使每组内的尺寸差别比较小，然后再按相应组进行装配，以满足其使用要求。 例如：45 孔 分为：4545.013； 45.01345.026；45.02645.039 45 轴 分为：44.9544.96； 44.9644.97；44.9744.98 然后将大孔与大轴，小孔与小轴配合，使零件的互换范围限制在同一分组内，能满足较高的装配精度要求。,14,在机械装配时，当机器装配精度要求很高时，如采用完全互换会使零件公差太小，造成加工困难，成本很高。这时应采用不完全互换，将零件的制造公差放大，并利用选择装配的方法将相配件按尺寸大小分为若干组，然后按组相配，即大孔和大轴相配，小孔和小轴相配。同组内的各零件能实现完全互换，组际间则不能互换。 例如滚动轴承，为了用户方便，外互换零件应实现完全互换。为了制造方便和降低成本，内互换零件应采用不完全互换。,如何选择互换性种类？,15,“公差”的概念,零件在加工过程中，不可避免地会产生各种误差。想要把同一规格的一批零件的几何参数做得完全一致是不可能的，也没有必要的。 实际上只要把几何参数的误差控制在一定范围内，就能满足互换性的要求。那么，允许零件几何参数的变动范围叫公差。它包括尺寸公差、形状公差、位置公差等。 公差应尽量规定大些，以获得最佳的技术经济效益。,16,1. 使用、维修： 可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转。提高了机器的使用寿命。 2. 制造： 有利于专业化生产，有利于采用先进工艺和高效率的专业设备，提高产品质量，降低生产成本。,三、研究互换性的意义,17,3、设计： 可充分利用前人的经验，采用标准零部件，缩短设计周期。可最大限度的采用标准件。(如平键、v形带）、通用件(如螺钉、螺母、垫片)、标准部件(如滚动轴承），可大大简化绘图和计算，缩短设计周期，有利于计算机辅助设计(即cad）和产品多种多样化。 总之，互换性在提高产品质量及可靠性，经济性等方面都有重大意义。,18,四、互换性生产的实现,零件在加工过程中，不可避免地会产生各种误差。想要把同一规格的一批零件的几何参数做得完全一致是不可能的，也没有必要。 实际上只要把几何参数的误差控制在一定范围内，就能满足互换性的要求。 那么，允许零件几何参数的变动范围叫公差。它包括尺寸公差、形状公差、位置公差等。 公差应尽量规定大些，以获得最佳的技术经济效益。,19,第二节 标准化与优先数,现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确协调各生产部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调手段，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。 标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是实现互换性的基础。,、标准化的意义,20,2、标准化,是制定标准和贯彻标准的全过程，是 互换性生产的基础。,是指在一定范围内使用的统一规定， 是人们活动的依据。,1、标准,21,按照标准化对象的特征，标准可分为基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、卫生标准等。基础标准是指在一定范围内作为其他标准的基础并普遍使用、具有广泛指导意义的标准，如公差与配合标准、形状和位置公差标准等。,22,机械行业主要执行的标准有：,国际标准，是国际标准化 组织的英文缩写。,国家标准，是国家标准的 汉语拼音字头。 国家标准分为两类，必须 执行的标准和推荐执行的标 准，（记为gb/t）。 此外还有地方标准、行业 标准、企业标准等。,iso,gb,23,二、公差与配合标准发展,国际标准发展：,isa国际标准,iso标准,iso/r 286-1962 极限与配合制 iso/r 1938-1971 光滑工件的检验 iso/r2768 -1973 未注公差尺寸允许偏差iso/r1829-1975 一般用途公差带选择,24,国内标准发展,公差与配合gb18001804-79， 形状和位置公差gb11821184-80； 光滑极限量规gb1957-81 光滑工件尺寸的检验gb3177-82 圆柱齿轮传动公差gbl009596-88 表面粗糙度，键、花键、螺纹、角度和滚动轴承等,现有标准,二、公差与配合标准发展,25,三、优先数和优先数系 为满足不同的需求，产品必然出现不同的规格，形成系列产品。产品数值的杂乱无章会给组织生产、协作配套、使用维修带来困难。故需对数值进行标准化。 1）数值传播规律 数值传播规律是指在机械设计中常需要选定一个数值作为某种产品的参数指标, 这个数值会按一定的规律影响并限定了有关产品的尺寸。 2）优先数系 国标gb321-80优先数和优先数系规定十进制等比数列为优先数系。 3）优先数 优先数系中任意一项为优先数。,26,变形系列 a、派生系列： 从基本（或补充）系列中每隔n项导出的系列。 例如：（r10/3）1.00，2.00，4.00，8.00，16.00 b、移位系列： 它的公比与某一基本系列相同但项值不同。 例如：1.5，2.4，3.84，6.14 c、复合系列： 几个公比不同的系列组合而成的变形系列。 例如：1，1.6，2.5，3.15，4，4.5，5 ,三. 优先数和优先数系,27,练习题,1、试写出r10从250到3150的优先数系。 2、试写出r10/3从0.012到100的优先数系的派生数系 3、试写出r10/5从0.08到25的优先数系的派生数系。,28,试写出r10从250到3150的优先数系。 解：r10从250到3150的优先数系为： 250，315，400，500，630，800，1000，1250，2500，3150。 试写出r10/3从0.012到100的优先数系的派生数系。 解：r10/3从0.012到100的优先数系的派生数系是： 0.012，0.024，0.048，0.096，0.19，0.38，0.76，1.5，3，6，12，24，48，100 试写出r10/5从0.08到25的优先数系的派生数系。 解：r10/3从0.08到25的优先数系的派生数系是： 0.08，0.24，0.72，1.444.32，12.96,29,优先数系的应用原则：,1. 在一切标准化领域中尽可能采用优先数系；如标准的修 订、老产品整顿、新产品设计等；,2. 基本参数、重要参数、原始参数应尽可能采用优先数系； 3. 按“先疏后密”的顺序选用优先数系。 r5r10r20r40r80派生系列,30,产品几何量技术规范(gps),产品几何量技术规范(gps，geometrical product specification)是一套有关工件几何特性的技术规范，它是覆盖产品尺寸、形状位置公差和表面特征的标准，贯穿于几何产品的研究、开发、设计、制造、检验、销售、使用和维修等整个过程。,31,本课程是机械类各专业的重要技术基础课 它包含公差与技术测量两方面的内容，是联系机械设计、机械制造工艺学、机械制造装备设计等课程及其课程设计的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。,第三节 本课程的研究对象及任务,32,学生学完本课程以后，应达到如下基本要求： （1）掌握标准化和互换性的基本概念及