第六版互换性与技术测量复习重点分解

1 互换性与测量技术基础 烟台大学机电汽车工程学院机械制造学科组 2 第0章绪论 一 互换性的定义 互换性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就能装在机器上 达到规定的功能要求 完全互换 绝对互换 要求零部件在装配时 不需要挑选和辅助加工 在几何参数上互相替换 不完全互换 有限互换 允许零部件在加工完后 通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组 使各组组内零件间实际尺寸的差别减小 装配按对应组进行 3 二 几何量的误差与公差 1 误差 尺寸 形状 位置 表面粗糙度 2 公差 允许零件几何参数的变动量 是允许的最大误差 3 误差与公差的区别 误差是在加工中产生的 要控制在规定的公差范围内 公差是在设计中给定的 4 三 优先数系 优先数系由一些十进制等比数列构成 代号为Rr 补充系列R80 基本系列R51 1 6 2 5 4 6 3 10R101 1 25 1 6 2 0 2 5 3 15 4 0 5 0 6 3 8 0 10R201 1 12 1 25 1 4 1 6 1 8 2 2 24 2 36 10R401 1 06 1 12 1 18 1 25 1 32 1 4 1 5 10 5 第1章孔与轴的极限与配合 一 相关术语 孔 轴 非孔非轴 基本尺寸 实际尺寸 作用尺寸 极限尺寸 实体尺寸 实体实效尺寸 偏差 公差 二 尺寸公差带图 标准公差 用确定公差带的大小 基本偏差 用以确定公差带相对于零线的位置 一般为距离零线最近的那个极限偏差 极限尺寸的判断原则 泰勒原则 孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸 在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸 6 通过公差带图 我们能清楚地看到孔 轴公差带之间的关系 根据其公带位置不同 可分为三种类型 间隙配合 过盈配合 过渡配合 三 配合类型 7 8 在基轴制的情况下孔的28种基本偏差 在基孔制的情况下轴的28种基本偏差 基本偏差为下偏差EI 基本偏差为上偏差es 基本偏差为上偏差ES 基本偏差为下偏差ei 间隙配合 过盈配合 过渡配合 9 10 11 12 13 习题1 3 0 1 基孔制间隙配合 Xmax 0 089mmXmin 0 025mmTf 0 064mm 2 基轴制过渡配合 Xmax 0 019mmYmax 0 015mmTf 0 034mm 3 基轴制间隙配合 0 80 0 13 0 01 0 12 Xmax 0 25mmXmin 0 01mmTf 0 24mm 14 习题1 5 5 已知孔轴配合的极限间隙或极限过盈 分别确定孔轴的公差等级和极限偏差 1 配合的基本尺寸25 Xmax 0 086 Xmin 0 020 2 配合的基本尺寸40 Ymax 0 076 Ymin 0 035 15 第二章长度测量基础 一 测量过程的要素 被测对象 计量单位 测量方法 测量精度 二 量块的基本知识 材料 铬锰钢 线膨胀系数小 性质稳定 耐磨 不易变形 形状 长方体 圆柱体 标称长度 公称尺寸 两个测量面之间的距离 精度 16 量块按制造精度分级 按检定精度分等 量块的 级 和 等 是从成批制造和单个检定两种不同的角度出发 对其精度进行划分的两种形式 按 级 使用时 以标记在量块上的标称尺寸作为工作尺寸 该尺寸包含其制造误差 按 等 使用时 必须以检定后的实际尺寸作为工作尺寸 该尺寸不包含制造误差 但包含了检定时的测量误差 就同一量块而言 检定时的测量误差要比制造误差小得多 所以 量块按 等 使用时其精度比按 级 使用要高 且能在保持量块原有使用精度的基础上延长其使用寿命 总结一下 量块出厂时按级 检定后按等 第二章长度测量基础 17 特性 稳定性 耐磨性 准确性 研合性 两个量块测量面相互接触 贴附在一起的性质 使用 量块是定尺寸量具 成组使用 三 测量方法的分类 1 直接测量 2 间接测量 3 综合测量 4 单项测量 5 接触测量6 非接触测量 7 在线测量 8 离线测量 9 静态测量 10 动态测量 四 测量误差的基本概念 1 测量误差 测量结果与被测量的真值之差 2 误差分类 系统误差 随机误差 粗大误差 第二章长度测量基础 18 3 测量精度 测量值与真值的接近程度 精密度 表示测量结果中随机误差的影响程度 正确度 表示测量结果中系统误差的影响程度 精确度 准确度 表示测量结果中随机误差和系统误差综合的影响程度 对称性 单峰性 有界性 抵偿性 4 随机误差的特点 19 第3章几何公差及检测 形位公差的标注 形状公差带和位置公差带的定义 20 公差原则 公差原则 处理形状公差或位置公差与尺寸公差之间关系而确立的原则 独立原则 图样上给定的形位公差与尺寸公差相互无关 分别满足要求 相关要求 图样上给定的形位公差与尺寸公差相互有关的要求 包容要求 要求实际要素遵循最大实体边界 加注符号 最大实体要求 要求其实际轮廓处处不得超越最大实体实效边界 加注符号最小实体要求 要求其实际轮廓处处不得超越最小实体实效边界 加注符号可逆要求 可逆要求是一种反补偿要求 在符号后加注符号 21 22 23 注意 协调各形位公差与尺寸公差之间的关系 被测要素的形状公差应小于同一要素的尺寸公差 经验数据为1 4 被测要素的形状公差应小于同一要素的位置公差 经验数据为1 2 例如 同一平面上 平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值 同一圆柱面 圆柱度公差应小于圆柱面对基准轴线的径向全跳动公差 直线度 圆度 线轮廓度 圆跳动等公差项目的公差值应小于相对应的平面度 圆柱度 面轮廓度 全跳动的公差值 一般可差1 2个公差等级 加工难度较大的项目可适当降低1 2个公差等级 如孔相对于轴 细长的孔和轴 间距较大的孔 宽度较大的零件表面等 24 第四章表面粗糙度 一 基本术语 取样长度l 评定长度ln 轮廓最小二乘中线m 轮廓算术平均中线 二 评定参数 轮廓算术平均偏差Ra微观不平度十点平均高度Rz轮廓最大高度Ry轮廓微观不平度的平均间距Sm轮廓单峰平均间距S综合参数 轮廓的支承长度率tp 三 表面粗糙度的标注和选择 25 第六章滚动轴承的公差与配合 国标规定 滚动轴承按其尺寸精度和旋转精度分为5个公差等级 用0 6 5 4 2表示 精度依次提高 0级公差轴承精度最低 6级公差精度最高 1 尺寸精度 内圈的内径d 外圈的外径D和宽度尺寸B的公差 2 旋转精度 轴承内 外圈的径向跳动 端面跳动及滚道的侧向摆动等 一 精度等级 26 1 滚动轴承外圈和外壳孔的配合 采用基轴制 内圈与轴颈的配合采用基孔制 2 轴承内圈通常与轴一起旋转 为防止内圈和轴颈的配合相对滑动而产生磨损 影响轴承的工作性能 要求配合面间具有一定的过盈 但过盈量不能太大 因此国标GB307 1 84规定 内圈基准孔公差带位于以公称内径d为零线的下方 即上偏差为零 下偏差为负值 3 轴承外圈安装在外壳孔中 通常不旋转 考虑到工作时温度升高会使轴膨胀 两端轴承中有一端应是游动支承 可把外圈与外壳孔的配合稍松一点 使之能补偿轴的热胀伸长量 不然轴弯曲 轴承内部就有可能卡死 因此国标GB307 1 84规定 轴承外圈的公差带位于公称尺寸D为零线的下方 它与具有基本偏差h的公差带相类似 但公差值不同 二 配合特点 27 二 配合特点 承受局部负荷应选较松的过渡配合 或间隙较小的配合 以便让套圈滚道间的摩擦力矩带动套圈转位 使套圈受力均匀 延长轴承的使用寿命 承受循环负荷应选过盈配合 或较紧的过渡配合 其过盈量的大小 以不使套圈与轴或壳体孔配合表面间产生爬行现象为原则 承受摆动负荷时 其配合要求与循环负荷相同或略松一点 28 三 标注 装配图 零件图 29 第五章光滑工件尺寸的检测 一 尺寸误检的两种形式 误废 误收 二 验收极限与安全裕度 A T 10 30 三 量规的种类 用途和公差带 1 塞规 检验孔用的量规 环规或卡规 检验轴用的量规 通规 控制工件最大实体尺寸 使用时通过标志合格 止规 控制工件最小实体尺寸 使用时不通过标志合格 2 工作量规 工人在制造过程中 用来检验工件时使用的量规 验收量规 检验部门和用户代表验收产品时使用的量规 校对量规 用来检验轴用量规在制造中是否符合制造公差 在使用中是否已达到磨损极限时所用的量规 校通 通TT 检验轴用量规通规的校对量规 校止 通ZT 检验轴用量规止规的校对量规 校通 损TS 检验轴用量规通规磨损极限的校对量规 31 32 33 第八九十章圆锥 螺纹 键和花键的公差配合 1 影响螺纹互换性的主要几何参数有五个 大径 小径 中径 螺距和牙型半角 螺纹中径 主要参数 限制其尺寸误差螺距误差和半角误差 螺牙和螺牙间的形位误差 2 普通螺纹国家标准规定了螺纹中径和顶径的公差带 一 螺纹 内螺纹 外螺纹 34 3 螺纹结合的精度不仅与螺纹公差带大小有关 还与螺纹的旋合长度有关 旋合长度 分为短 S 中 N 长 L 三种 4 国标按螺纹公差等级和旋合长度规定了三种类型的公差带 分别是精密级 中等级和粗糙级 外螺纹 M20 5g6g S内螺纹 M20 1 5左 6H内外螺纹配合时 M20 2 6H 5g6g S 5 螺纹的标注 35 1 平键联结的配合尺寸 键和轴槽 轮毂槽的宽度尺寸 二 键和花键 2 键与轴槽 键与轮毂槽的配合均采用基轴制 国家标准对键宽只规定了一种公差带h9 3 一般键与轴槽配合要求较紧 键与轮毂槽配合要求较松 4 键槽的标注 5 花键联结采用基孔制 采用小径定心 按使用要求分 分为一般使用与精密传动两种 按联结使用要求分 分为滑动 紧滑动和固定三种配合类型 6 内 外花键标注 内花键 6 28H6 32H10 7H9外花键 6 28g5 32a11 7f7花键副 36 平键公差带图 0 b 键宽公差带 轴槽公差带 轮毂槽公差带 较松键联结 一般键联结 较紧键联结 37 轴的标注示例 0 02A 50 0 2 0 58r6 0 060 0 041 A 3 2 3 2 12 5 1 6 16N9 0 0 043 1 标注槽深d t及公差2 标注槽宽b及公差3 标注对称度公差4 标注表面粗糙度 38 轮毂的标注示例 58H7 0 03 0 A 3 2 3 2 16JS9 0 021 0 02A 60 3 0 0 2 1 6 1 标注轮毂深d t1及公差2 标注槽宽b及公差3 标注对称度公差4 标注表面粗糙度 39 三 圆锥 1 锥度与锥角 2 圆锥公差 圆锥公差 项目有圆锥直径公差 圆锥角公差 圆锥的形状公差 圆锥素线直线度公差 截面圆度公差 和给定截面圆锥直径公差 3 圆锥配合 间隙配合 紧密配合 过盈配合 40 第十一章圆柱齿轮的互换性 一 对齿轮传动的要求 传递运动的准确性传动的平稳性载荷分布的均匀性传动侧隙的合理性 如用于分度机构 读数机构的齿轮 传动比应准确 侧重运动准确性要求 对高速传递动力齿轮 应减少冲击 振动和噪音 侧重工作平稳性要求 对用于起重机械 矿山机械等低速动力齿轮 强度是主要的 侧重接触均匀性要求 为保证运动的灵活性 每种齿轮传动的齿侧间隙都必须符合要求 41 二 齿轮加工误差 几何偏心运动偏心机床传动链的短周期误差滚刀的安装误差和加工误差 1 产生加工误差的原因 1 按误差方向分为径向误差 切向误差和轴向误差三种 2 按周期性特点分类 齿轮为圆周分度零件 其误差具有周期性 长周期误差 以一转为周期的误差 它主要影响传递运动准确性要求 主要由几何偏心和运动偏心引起 短周期误差 以一齿为周期的误差 在齿轮一转中多次重复出现 它主要影响工作平稳性要求 主要由机床传动链的短周期误差以及滚刀的制造误差与安装误差引起 2 加工误差的分类 3 按齿轮误差项目对齿轮传动性能的主要影响分为 第I组误差 影响传递运动准确性的误差 第II组误差 影响传动平稳性的误差 第III组误差 影响载荷分布均匀性的误差 42 三 齿轮检验的误差项目 影响运动准确性的误差项目 第I组 齿距累积总偏差 Fp 及k个齿距累积偏差 Fpk 切向综合总偏差 Fi 径向综合总偏差 Fi 齿圈径向跳动 Fr 公法线长度变动 Fw 43 影响传动平稳性的误差项目 第II组 单个齿距偏差 fpt 齿廓偏差一齿切向综合误差 fi 一齿径向综合误差 fi 基圆齿距偏差 fpb 44 载荷分布均匀性的误差项目 第III组 1螺旋线偏差2轴向齿距偏差 45 齿轮副的误差项目 一 轴线的平行度偏差f f 二 接触斑点 三 侧隙 46 四 渐开线圆柱齿轮精度标准 按标准规定 齿轮及齿轮副分为12个精度等级 精度由高到低依次为 l 2 3 12级 其中1 2级是为发展前景而规定的 齿轮副中 两个齿轮的精度等级一般是相同的 也允许采用不同等级 1 齿轮精度等级 2 齿轮副侧隙 jn1 补偿温升引起变形所需的最小侧隙量 jn2 保证正常润滑所需的最小侧隙量 3 控制侧隙精度项目 对齿轮传动是中心距极限偏差 fa 对齿轮是齿厚上 下偏差 Ess Esi 或公法线平均长度上 下偏差 Ews Ewi 47