互换性与测量技术基础完整版.ppt

1、1、互换性与测量技术基础，讲师：齐明mx.55机电工程学院机电工程系，2、2、简介，1、3、本课程的研究对象及任务互换性与标准化的意义和机械产品几何量精密设计的优先编号，本章内容，4、课程性质是各机械专业的重要专业技术基础课程，联系机械设计与后续机械加工工艺等课程。本课程的研究对象和任务是设计机械产品的几何精度。从“精度”和“误差”两个方面对机械零件和机构的几何参数进行了分析和研究。本课程的研究对象和任务、5、表面粗糙度的极限和配合形式及位置公差、本课程的研究对象和任务、6、阅读工程图纸并正确理解图纸中标签的含义。能标记工程图纸并提出合理的图纸要求。本课程的研究对象和任务。7.学习本课程后需要满足的要求。理解互换性和标准化的基本概念。熟悉本课程介绍的公差标准的基本内容，掌握其特点和应用原则；学会根据机器和零件的功能要求选择合适的公差和配合，即进行精密设计，并能在图纸上正确标注；了解一般几何参数测量的基本知识；掌握各种典型零件的测量方法，学会使用常用的测量仪器。本课程的研究对象和任务。互换性概念同一规格的一批零件可安装在机器上，无需任何选择和维修，并能满足其使用的功能要求。同一规格的一批零件或部件的关键；没有任何辅助工作(选择、调整、修理等)。)；交换后，仍满足原使用要求(包括几何参数和力学性能的交换)。例如，机器上的螺丝，汽车上的轴承和其他零件，灯泡，互换性的含义和功能。9.根据互换性的范围，互换性的分类分为以下几类：完全互换和装配不需要选择和修理。对于不完整的互换装配，允许进行选择、调整和修理。例如，在组装内圈、外圈和滚珠时，通过测量根据实际尺寸对零件进行分组，并且零件在组中可互换地组装，以确保内圈和外圈之间的半径差变化很小。根据是否适用于标准零件，内部互换是指组成标准零件的零件互换。外部互换是指标准零件与其他零件的互换。互换性的意义和作用。互换性功能可以最大限度地利用设计中的标准件，简化绘图和计算工作量，缩短设计周期，有利于产品更新。在制造方面，有利于组织专业化生产，使用专用设备和CAM技术。在使用和维护方面，及时更换已经失去使用功能的零件非常方便，易损零件可以提供备件，不仅可以及时维护，缩短停机时间，还可以降低维护成本。11、机械产品的设计过程中，一般需要进行三个方面的分析和计算：从运动学原理出发进行运动分析和计算，确定机器或机构的合理传动系统，选择合适的机构或部件，以满足运动要求。强度分析和计算确定各部分的合理基本尺寸，并进行结构设计，以满足强度和刚度的要求。几何精度的分析和计算零件的基本尺寸确定后，应进行精度计算，以确定产品各部分的装配精度、零件的几何参数和公差。几何量精度设计是机械产品精度设计的重要内容。它对使用性能和制造成本有重要影响确定尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度要求和典型表面(如键、锥、螺纹、齿轮等)。)所有零件的公差要求，并将其标记在零件图上。机械产品的几何精度设计是指同类零件在几何参数方面可以相互替代的性能。技术性强，精度要求合理，选材合理，调整环节合理，使用寿命提高。根据机器各部分对机械精度的不同影响程度，提出不同的精度要求和适当的精度分配，以达到正确的结果。当每个组件的精度处于最佳协调时，搜索并确定装配。例如，探索和确定先进的技术、高质量的材料等。几何量精度设计的互换性原则：经济原则：匹配原则：优化原则：14。互换性条件公差几何量公差的标准化零件的几何参数允许变化的范围称为几何量公差。包括尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度要求和典型表面(如键、锥、螺纹、齿轮等)。)宽容。标准化标准是对重复事物和概念的统一规定，是共同遵守的标准和基础。中国标准分为国家标准(代号GB)、行业标准(如机械标准JB)、地方标准(DB)和企业标准(QB)。国际标准化组织。本课程学习的公差标准属于国家基本标准。相关标准包括：GB/T1800.1-1997、GB/T1801.1-1999等。标准化和优先编号、15、优先编号和优先编号是机械设计中的参数，它们不是孤立的，将根据某些规则进行传输。因此，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。例如，螺栓的尺寸将影响螺母的尺寸、丝锥模具的尺寸、螺栓孔的尺寸以及用于加工螺栓孔的钻头的尺寸。为了使产品的参数选择符合统一的规律，有必要对其价值做出统一的规定。优先数和优先数系 (GB 321-2005)是最重要的标准之一。16，优先数和优先数系 (GB 321-2005)规定：十进制几何级数是优先数字系统；指定了五个系列，分别由R5、R10、R20、R40和R80表示，其中前四个是基本系列，R80是补充系列。级数的公比(r为每个小数段的项数):R5的公比：q5=1.60；R10: Q10的公比=1.25；R20: Q20的公比=1.12；R40: Q40的公比=1.06；R80: q80的公比=1.03。标准化和优先级编号，优先级编号系统的基本系列：所有大于10的优先级编号都可以通过将列出的编号乘以10，100来获得。所有小于1的优先级数字都可以通过将列出的数字乘以0.1、0.01，优先级编号系统的衍生系列：从基本系列的每几个项目中选择一个优先级编号，形成一个新系列，即衍生系列。常用的衍生系列：例如R10/3，即基本系列R10中的每三个项目被取出形成一个优先编号，其公比约为2。第一项为1的衍生系列R5/2由基本系列R5中的一个优先级编号组成，即1.00、2.50、6.30、16.00、40.00，标准化和优先编号、19、优先编号系统的应用：为满足技术和经济要求，一般编号较大的基础系列应先按R5、R10、R20和R40的顺序选择，允许补充系列(R80)。也可以使用导数系列。例如，在确定零件尺寸时，应尽可能采用优先编号系统的通用值。例如，在减速器设计中，经过机械计算，输入轴的最小直径为30.01毫米，则该位置处直径的基本尺寸作为优先值，即该位置处直径的基本尺寸应为30毫米。除标准尺寸外，其他标准中也使用优先编号。例如，当国家标准确定标准公差值时，是根据R5系列的优先值来确定的标准化和优先级，公差和配合的光滑圆柱组合，21，21，2.1公差和配合的基本术语和定义，22，2.1公差和配合的基本术语和定义，1轴和孔2尺寸3尺寸偏差和公差4加工误差和公差关系5配合和配合系统，23，孔：通常指工件的圆柱内表面，但也包括由单个尺寸确定的内表面的其他部分。直径尺寸用d表示。轴：通常指工件的圆柱形外表面，包括由单一尺寸确定的外表面的其他部分。直径尺寸由d，2.1公差和配合的基本术语和定义，轴和孔，24，2.1公差和配合的基本术语和定义，尺寸表示，(1)尺寸是以特定单位表示长度的数字。(2)基本尺寸(d孔、d轴)设计给定尺寸(理论值)，由设计者经过计算或经验确定，然后根据标准选择，在设计图纸上标注尺寸。(3)实际尺寸(da，Da)是通过测量获得的尺寸。由于测量误差，实际尺寸不是尺寸的真实值。由于形状误差，工件同一表面上不同零件的实际尺寸往往不相等。(4)极限尺寸是允许尺寸变化的两个极限值。例如，在孔轴中，较大的称为最大极限尺寸(Dmax，dmax)，较小的称为最小极限尺寸(Dmin，dmin)。25，2.1公差和配合的基本术语和定义偏差和公差，(1)尺寸偏差(偏差):一个尺寸的代数差上偏差(es，es)减去其基本尺寸：最大极限尺寸的代数差减去基本尺寸；下偏差(ei，EI):从最小极限维数减去基本维数得到的代数差；上偏差和下偏差统称为极限偏差。实际偏差：实际尺寸减去基本尺寸的代数差。偏差可以是正的、负的或零的。实际偏差应在极限偏差范围内。(2)尺寸公差(公差)TD(Th)和Td(Ts):允许的尺寸变化。等于最大极限尺寸和最小极限尺寸之间的代数差的绝对值；它也等于上偏差和下偏差之间的代数差的绝对值。是一个绝对价值的概念。ECART INFERIER、ECART SUPERIER、公差、26、2.1公差和配合的基本术语和定义偏差和公差、(3)偏差和公差的一些公式孔：ES=Dmax-D轴：ES=DMAX-DEI=dmin-DEI=dmin-DTH= DMAX-dmin TS= DMAX-dmin TS= ES-EI 以下示例用于理解上述公式：孔、轴孔和轴基本尺寸、最大和最小极限尺寸、公差等概念。在公差带图中，28，2.1公差和配合的基本术语尺寸公差带图，零线：在公差带图中，代表基本尺寸的直线，偏差和公差根据它确定。正偏差在公差带之上，负偏差在公差带之下：在公差带图中，由两条代表上偏差和下偏差的平行直线定义的区域。公差和配合尺寸公差带图的基本术语，在国家标准中，公差带包括：公差带尺寸由“标准公差”确定，公差带位置由“基本偏差”确定，标准公差是由国家标准确定的公差。(p18表2-4)，基本偏差用于确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指零线附近的偏差。(p24表2-7，p26表2-8)，30，2.1公差和配合基本术语尺寸公差带图，例如：(50033601)孔55H7()公差带尺寸0.03；公差带的位置：下偏差EI最接近零线，是基本偏差，0。轴线55K6()公差带尺寸为0.019。该偏差最接近零线，是基本偏差ei=0.002孔55H7公差带图。轴55K6公差带图匹配公差带图，31，2.1公差和配合的基本术语，并定义了加工误差和公差之间的关系。加工误差包括尺寸误差、形状误差和位置误差。1.这如果误差不超过公差，则零件合格。32、2.1公差和基本术语以及配合的定义配合是指具有相同基本尺寸并相互结合的轴和孔公差区域之间的关系。间隙和干涉孔的尺寸减去匹配轴的尺寸之间的代数差为正，称为间隙，用x表示。当差为负时，称为干涉，用y表示，33，2.1公差和配合的基本术语和定义配合，配合类型1。间隙配合2。过盈配合3。过渡配合，34，2.1公差和配合的基本术语和定义配合，配合类型1。间隙配合，轴公差区上方的孔公差区，形成间隙配合(包括最小间隙等于零的配合)。孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸之差称为最大间隙(用Xmax表示)。孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸之差称为最小间隙(用Xmin表示)。Xmax=ES-eiXmin=EI-es，35，2.1公差和配合的基本术语和定义配合，配合类型2。过盈配合，轴的公差带高于孔的公差带，形成过盈配合(包括最小过盈等于零的配合)。孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸之差称为最小干涉(由Ymin表示)。孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸之差称为最大剩余量(由Ymax表示)。Ymin=ES-eiYmax=EI-es，36，2.1公差和基本配合术语配合，配合类型3。过渡配合是指可能有间隙或干涉的配合。此时，轴向公差带和孔公差带相互重叠。孔的最大极限尺寸减去轴的最小极限尺寸之差称为最大间隙(用Xmax表示)。孔的最小极限尺寸减去轴的最大极限尺寸之差称为最大剩余量(由Ymax表示)。Xmax=ES-eiYmax=EI-es，37，2.1公差与匹配的基本术语相匹配，匹配公差Tf指允许间隙或干涉的变化。在间隙配合中，TF= xmax-xmin 最大间隙-最小间隙过盈配合：TF= ymax-ymin 最大剩余-最小过盈过渡配合：TF= xmax-ymax 最大间隙-最大剩余TF=xmax-xmin(es-ei)-(ei-es)(es-ei)(es-ei)=Th Ts，即：配合公差=轴公差孔公差，38，2.1公差和基本术语和定义当配合公差带在零线以上时，为间隙配合(如(1)和(2)组配合)；干涉配合(如组(3)和(4)设置在零线以下；跨越零线的上下两侧为过渡(如(5)、(6)组)。匹配精度可以通过匹配公差带的宽度来判断。在图中，(6)组具有最高的匹配精度，而(5)组具有最低的匹配精度。39，2.1公差和基本术语以及配合的定义，示例2-2:已知寻求XmaxXmin、YmaxYmin等。和符合公差。a)间隙配合，解决方案：最大间隙Xmax=es-ei=39-(-50)=89 m(=dmax-dmin=50.039-49.950=0.089mm=89 m)最小间隙Xmin=ei-es=0-(-25)=25 m(=dmin-d