互换性与技术测量电子教案

1、互换性与技术测量互换性与技术测量 1 互换性与技术测量互换性与技术测量 2 性质：性质：专业技术课专业技术课 重要性：重要性：承上启下承上启下 特点：特点：互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学，互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学， 本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。 参考书：参考书： 互换性与测量技术基础互换性与测量技术基础，王伯平主编，机械工业出版社；，王伯平主编，机械工业出版社； 互换性与测量技术互换性与测量技术，陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社；，陈于萍、高晓康编著，高等教育出版社； 互换性与技术测量基础互换性与技术测量基础，

2、胡风兰主编，机械工业出版社。，胡风兰主编，机械工业出版社。 答疑时间地点：答疑时间地点： 课间休息时间；课间休息时间； 周二下午周二下午3 3：004004：0000，2 2教教-413-413教机械制造系办公室教机械制造系办公室 互换性与技术测量互换性与技术测量 3 n第第1 1章章 绪论绪论 n第第2 2章章 长度测量基础长度测量基础 n第第3 3章章 圆柱公差与配合圆柱公差与配合 n第第4 4章章 形状和位置公差及检测形状和位置公差及检测 n第第5 5章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测 n第第6 6章章 光滑极限量规光滑极限量规 n第第7 7章章 滚动轴承的公差与配合滚动轴承的公差与

3、配合 n第第8 8章章 螺纹公差与配合螺纹公差与配合 n第第9 9章章 键和花键的公差与配合键和花键的公差与配合 n第第1010章章 圆锥的公差配合及检测圆锥的公差配合及检测 n第第1111章章 渐开线圆柱齿轮的传动的互换性渐开线圆柱齿轮的传动的互换性 互换性与技术测量互换性与技术测量 4 2. 2.互换性包括：互换性包括：几何参数、机械性能、理化性能。几何参数、机械性能、理化性能。 1.1 1.1 互换性概述互换性概述 1. 1.定义：定义：在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选 或附加加工（如钳工修配）或再调整就可装上机器（或或附加加工（如钳工修配

4、）或再调整就可装上机器（或 部件）上，而且达到原定使用性能要求。部件）上，而且达到原定使用性能要求。 1.1.1 1.1.1 什么是互换性？什么是互换性？ 3. 3. 分为：分为：完全互换和不完全互换；内互换和外互换。完全互换和不完全互换；内互换和外互换。 1.1.2 1.1.2 怎样使零件具有互换性？怎样使零件具有互换性？ 公差：公差：允许零件几何参数的变动量。允许零件几何参数的变动量。 第第1 1章章 绪论绪论 互换性与技术测量互换性与技术测量 5 1.1.3 1.1.3 互换性在机械制造中有什么作用？互换性在机械制造中有什么作用？ 1. 1.在设计方面：在设计方面：可以最大限度地采用标准

5、件、通用件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，缩短了设计和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计 周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。 2. 2.在制造方面：在制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先有利于组织专业化生产，便于采用先 进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造， 及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。 3. 3.在使用、维修方面：在使用、维修方面：减少了机器的使用和维修的减少了机器的使用和

6、维修的 时间和费用，提高了机器的使用价值。时间和费用，提高了机器的使用价值。 互换性与技术测量互换性与技术测量 6 1.2.1 1.2.1 标准的引入标准的引入 1.21.2标准和标准化标准和标准化 现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换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产环节保持必要的技术统 一。成为一个有机的整体，以实一。成为一个有机的整体，以实

7、 现互换性生产。现互换性生产。标准与标准化正是联系这种关系的主要途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。径和手段，是实现互换性的基础。 互换性与技术测量互换性与技术测量 7 1.2.2 1.2.2 标准的定义：标准的定义： 标准标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科 学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面 协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为 共同遵守的准则和依据。共同遵守的准则和依据。 1.2.3 1.2

8、.3 标准的分类：标准的分类： 我国标准分为国家标准（我国标准分为国家标准（GBGB） 、行业标准（、行业标准（专业标准，专业标准， 如如JBJB） 、地方标准和企业标准。、地方标准和企业标准。 互换性与技术测量互换性与技术测量 8 1.2.4 1.2.4 国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO） 在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一， 成立了国际标准化组织（简称成立了国际标准化组织（简称ISOISO）和国际电工委员）和国际电工委员 会（简称会（简称IECIEC），由这两个组织负责制定和颁发国际），由这两个组织负责制定和颁发国际 标准。我国于

9、标准。我国于19781978年恢复参加年恢复参加ISOISO组织后。陆续修订组织后。陆续修订 了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实 际的基础上向际的基础上向ISOISO靠拢，以利于加强我国在国际上的靠拢，以利于加强我国在国际上的 技术交流和产品互换。技术交流和产品互换。 互换性与技术测量互换性与技术测量 9 1.2.5 1.2.5 标准化标准化 1. 1.定义：定义：指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过 程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合程，包括从调查标准化对象开始，经试验、分析和综合

10、 归纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等等。归纳，进而制订和贯彻标准，以后还要修订标准等等。 标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不 断提高的过程。断提高的过程。 2. 2.定义：定义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现 互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。互换性的必要前提，是国家现代化水平的重要标志之一。 它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。它对人类进步和科学技术发展起着巨大的推动作用。 互换性与技术测量互换性与技术测量 10 1.31.3优先数和优先数系优先

11、数和优先数系 1.3.1 1.3.1 数系的传播数系的传播 ,2 ,.,a ad adand 23 ,.,.1,2,3,. n a ar arararn 互换性与技术测量互换性与技术测量 11 1.3.2 1.3.2 我国采用的优先数系我国采用的优先数系GB/T 321-1980 8 5 5540 4 10 101040 2 20 202040 1 40 404040 1 80 2 808040 101.6 101.25 101.12 101.06 101.03 Rqq Rqq Rqq Rqq Rqq 系 列 ： 系 列 ： 系 列 ： 系 列 ： 系 列 ： 互换性与技术测量互换性与技术测量

12、 12 R5R10R20R40R5R10R20R40 1.001.001.001.003.153.153.15 1.063.35 1.121.123.553.55 1.183.75 1.251.251.254.004.004.004.00 1.324.25 1.401.404.504.50 1.504.75 1.601.601.601.605.005.005.00 1.705.30 1.801.805.605.60 1.906.00 2.002.002.006.306.306.306.30 2.126.70 2.242.247.107.10 2.367.50 2.502.502.502.508

13、.008.008.00 2.658.50 2.802.809.009.00 3.0010.0010.0010.0010.00 互换性与技术测量互换性与技术测量 13 公差等级公差等级IT5IT5IT18,IT18,采用采用R5R5系列系列 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12； 7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i7i 10i 16i 25i 40i 64i 100i 160i； 显微镜的物镜放大倍数采用显微镜的物镜放大倍数采用R5R5系列：系列： 1.6X1.6X，

14、2.5X2.5X，4X4X，6.3X6.3X，10X10X，25X25X，40X40X，63X63X，100X100X； 水泵流量采用水泵流量采用R10/3R10/3派生系列：派生系列： 6.36.3，12.512.5，2525，5050，100100，400400（m3/hm3/h）；）； 水泵扬程采用水泵扬程采用R10/2R10/2派生系列：派生系列： 8 8，12.512.5，2020，3232，5050，8080，125125（mm）；）； 互换性与技术测量互换性与技术测量 14 第第2 2章章 长度测量基础长度测量基础 2.1 2.1 概述概述 1. 1.定义：定义：被测的量与作为被

15、测的量与作为单位或标准的量单位或标准的量进行比进行比 较，从而确定二者比值的试验过程。较，从而确定二者比值的试验过程。 2. 2.意义：意义：若被测量为若被测量为L L，标准量为，标准量为E E，那么测量就，那么测量就 是确定是确定L L是是E E的多少倍。即确定比值的多少倍。即确定比值q = L / Eq = L / E，最，最 后获得被测量后获得被测量L L的量值，即的量值，即L = qEL = qE。 测量对象测量对象 计量单位计量单位 测量方法测量方法 测量精确度（或准确度）测量精确度（或准确度） 四个要素四个要素 2.1.12.1.1测量的基本概念测量的基本概念 互换性与技术测量互换

16、性与技术测量 15 2.1.2 2.1.2 尺寸传递尺寸传递 2.1.3 2.1.3 量块的基本知识量块的基本知识 1. 1.量块的材料、形状和尺寸量块的材料、形状和尺寸 L4 L3 L2 L 量块L1 平晶 2. 2.量块精度：量块精度： 制造精度，按制造精度，按GB6093GB6093 20012001规定规定5 5级：级：0 0、1 1、2 2、3 3 和和K K，“等等”：检定精度，有：检定精度，有 1 1、2 2、3 3、4 4、5 5共五等。共五等。 3. 3.量块使用：量块使用： 互换性与技术测量互换性与技术测量 16 互换性与技术测量互换性与技术测量 17 总块数尺寸系列/mm

17、 间隔/mm 块数 0.5 1 1.005 1.011.49 1.51.9 2.09.5 10100 83 0.01 0.1 0.5 10 1 1 1 49 5 16 10 互换性与技术测量互换性与技术测量 18 28.78528.785所需尺寸所需尺寸 1.005 1.005第一块量块第一块量块 27.7827.78 1.2 1.28.8.第二块量块第二块量块 26.526.5 6.5.6.5.第三块量块第三块量块 2020第四块量块第四块量块 互换性与技术测量互换性与技术测量 19 1.005 20 1.28 6.5 28.785 互换性与技术测量互换性与技术测量 20 n量块必须在使用有

18、效期内，否则应及时送专业部门检定。量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。 n使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损 伤，影响其粘合性。伤，影响其粘合性。 n分清量块的分清量块的“级级”与与“等等”，注意使用规则。，注意使用规则。 n所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度 与环境温度相同后方可使用。与环境温度相同后方可使用。 n轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。 n不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐

19、蚀及手不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手 温对测量精确度的影响。温对测量精确度的影响。 n使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防 锈脂存于干燥处。锈脂存于干燥处。 4. 4.量块使用注意的问题：量块使用注意的问题： 互换性与技术测量互换性与技术测量 21 2.2 2.2 测量方法和计量器具测量方法和计量器具 2.2.12.2.1测量方法的分类：测量方法的分类： 4 4. .按零件上同时被测参数的多少分按零件上同时被测参数的多少分综合测量和单项测量。综合测量和单项测量。 5 5. .按测量在工艺过程中所起作用分按测量在

20、工艺过程中所起作用分主动测量和被动测量。主动测量和被动测量。 6 6. .按被测工件在测量时所处状态分按被测工件在测量时所处状态分静态静态测量和动态测量。测量和动态测量。 1 1. .按实测量与被测量的关系分为按实测量与被测量的关系分为直接测量和间接测量。直接测量和间接测量。 2 2. .按测量结果的读数值不同分按测量结果的读数值不同分绝对测量和相对测量。绝对测量和相对测量。 3 3. . 按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分按被测件表面与测量器具测头是否有机械接触分接接 触测量和非接触测量。触测量和非接触测量。 互换性与技术测量互换性与技术测量 22 2.2.22.2.2计量器具的分类

21、：计量器具的分类： 1 1. .量具：量具：结构简单，用来具体表示测量单位倍结构简单，用来具体表示测量单位倍 数或分数的测量工具。数或分数的测量工具。 定值量具，变值量具定值量具，变值量具 2 2. .量规：量规：是指没有刻度线的用以检验零件要素是指没有刻度线的用以检验零件要素 实际尺寸、形状和位置误差的专用计量器。实际尺寸、形状和位置误差的专用计量器。 3 3. .量仪：量仪：指能将被测几何量值转换成可直接观指能将被测几何量值转换成可直接观 察的示值或等效信息的计量器具。察的示值或等效信息的计量器具。 互换性与技术测量互换性与技术测量 23 2.2.32.2.3计量器具的度量指标计量器具的度

22、量指标 n刻度间距：刻度间距：计量器具刻度尺上两相临刻线中心之间计量器具刻度尺上两相临刻线中心之间 的距离圆或弧长度。的距离圆或弧长度。 n分度值：分度值：计量器刻度尺上每一刻度间距所代表的被计量器刻度尺上每一刻度间距所代表的被 测量值。测量值。 n示值范围：示值范围：由计量器具给定的标尺上所显示或指示由计量器具给定的标尺上所显示或指示 的最小值到最大值（或起始值到终止值）的范围。的最小值到最大值（或起始值到终止值）的范围。 n测量范围：测量范围：计量器具允许误差所限定了的所能测出计量器具允许误差所限定了的所能测出 被测量量值的最小到最大几何量值的范围。被测量量值的最小到最大几何量值的范围。

23、互换性与技术测量互换性与技术测量 24 n示值误差：示值误差：计量器具上值示的量值与被测几何量计量器具上值示的量值与被测几何量 的真值之间的误差，可以是正或负值。的真值之间的误差，可以是正或负值。 n示值变动性：示值变动性：在测量条件不变的情况下，对同一在测量条件不变的情况下，对同一 被测量进行多次重复（一般为被测量进行多次重复（一般为2 21010次）测量，次）测量， 其结果的最大差异称之为示值变动其结果的最大差异称之为示值变动 n灵敏度：灵敏度：计量器具对被测量变化的反应能力。计量器具对被测量变化的反应能力。 S =S =L/L/X SX S灵敏度灵敏度XX被测量的被测量的 变化变化LL引

24、起计量器具反应的变化引起计量器具反应的变化 n测量力：测量力：接触的量过程中，计量器具的测量头与接触的量过程中，计量器具的测量头与 被测工件表面之间的接触力被测工件表面之间的接触力 互换性与技术测量互换性与技术测量 25 互换性与技术测量互换性与技术测量 26 2.32.3测量误差与数据处理（自学）测量误差与数据处理（自学） 2.3.12.3.1测量误差的基本概念测量误差的基本概念 1 1. .测量误差的定义：测量误差的定义：l - - L 2. 2.研究测量误差的目的：研究测量误差的目的：在一定的测量条件下，在一定的测量条件下， 尽可能使测得值接近于真值，并对测得值的尽可能使测得值接近于真值

25、，并对测得值的 可靠性做科学合理的评价。可靠性做科学合理的评价。 3 3. .测量误差的表示方法：测量误差的表示方法： 绝对误差：绝对误差： | | l - - L | | 相对误差：相对误差： f / /L / /l 互换性与技术测量互换性与技术测量 27 2.3.22.3.2测量误差的来源测量误差的来源 1 1. .基准件误差基准件误差 2 2. .测量器具误差测量器具误差 3 3. .被测件误差被测件误差 4 4. .测量方法误差测量方法误差 5 5. .环境条件误差环境条件误差 6 6. .人为误差人为误差 互换性与技术测量互换性与技术测量 28 2.3.32.3.3测量误差的分类测量

26、误差的分类 1. 1.系统误差：系统误差：多次测量同一量值时，误差的多次测量同一量值时，误差的 绝对值和符号保持不变，或按一定的规律绝对值和符号保持不变，或按一定的规律 变化的误差变化的误差 。 2. 2.随机误差：随机误差：多次测量同一量值，误差的绝多次测量同一量值，误差的绝 对值和符号以不可预定的方式变化着，但对值和符号以不可预定的方式变化着，但 误差出现的整体是服从统计规律的误差。误差出现的整体是服从统计规律的误差。 3. 3.粗大误差：粗大误差：是指超出在规定条件下预计的是指超出在规定条件下预计的 误差，是由某种不正常的原因造成的。误差，是由某种不正常的原因造成的。 互换性与技术测量互

27、换性与技术测量 29 1. 1.精密度：精密度：表示测量结果中随机误差大小的程度。表示测量结果中随机误差大小的程度。 2. 2.正确度：正确度：表示测量结果中系统误差大小的程度。表示测量结果中系统误差大小的程度。 3. 3.精确度：精确度：指测量结果受系统误差与随机误差综合指测量结果受系统误差与随机误差综合 影响的程度。影响的程度。 2.3.42.3.4测量精度测量精度 互换性与技术测量互换性与技术测量 30 2.3.52.3.5随机误差的特征及其评定随机误差的特征及其评定 1. 1.随机误差的分布及其特征随机误差的分布及其特征 互换性与技术测量互换性与技术测量 31 实际分布曲线 ni/N

28、互换性与技术测量互换性与技术测量 32 y O 正态分布曲线 2 2 2 2 1 ey n对称性对称性 n单峰性单峰性 n有界性有界性 n低偿性低偿性 互换性与技术测量互换性与技术测量 33 2 2、随机误差的评定指标、随机误差的评定指标 1 1）算术平均值）算术平均值 L N i i N N l NlllL 1 21 /. NLl N i i N i i 11 N LL N i i 1 残余误差残余误差 Lli i N i i N 1 0lim 互换性与技术测量互换性与技术测量 34 2 2）标准偏差）标准偏差 第一组：第一组：12.005，11.996，12.003，11.994，12.0

29、02 第二组：第二组：11.90，12.10，11.95，12.05，12.00 测量列中任一测得值的标准偏差测量列中任一测得值的标准偏差 NN N i i N 1 2 22 2 2 1 . 互换性与技术测量互换性与技术测量 35 2 2 2 2 e y 2 1 max y 321 max3max2max1 yyy 1 2 1 2 2 2 deydP %73.999973. 0 3 3 ydP 3 lim 互换性与技术测量互换性与技术测量 36 0 1 2 3 61 62 63 y 互换性与技术测量互换性与技术测量 37 标准偏差的估计值标准偏差的估计值 N i i N 1 2 1 1 测量列

30、算术平均值的标准偏差测量列算术平均值的标准偏差 L N L ) 1( 1 2 NN v N N i i L 互换性与技术测量互换性与技术测量 38 2.3.62.3.6测量列中各类测量误差的处理测量列中各类测量误差的处理 1. 1.系统误差的处理系统误差的处理 1 1）常值系统误差的发现）常值系统误差的发现 2 2）变值系统误差的发现）变值系统误差的发现 2. 2.随机误差的处理随机误差的处理 1 1）计算测量列算术平均值）计算测量列算术平均值 2 2）计算测量列中任一测得值的标准偏差的估计值）计算测量列中任一测得值的标准偏差的估计值 3 3）计算测量列算术平均值的标准偏差的估计值）计算测量列

31、算术平均值的标准偏差的估计值 4 4）确定测量结果）确定测量结果 L L L LL3 3. 3.粗大误差的处理粗大误差的处理 拉依达准则拉依达准则 3 i 互换性与技术测量互换性与技术测量 39 2.3.72.3.7直接测量列的数据处理直接测量列的数据处理 1. 1.判断测量列中是否存在系统误差，倘判断测量列中是否存在系统误差，倘 若存在，则应设法加以剔除或减少；若存在，则应设法加以剔除或减少； 2. 2.计算测量列的算术平均值、残余误差计算测量列的算术平均值、残余误差 和标准偏差的估计值；和标准偏差的估计值； 3. 3.判断粗大误差，若存在，则应剔除并判断粗大误差，若存在，则应剔除并 重新组

32、成测量列，重复上述步骤重新组成测量列，重复上述步骤2 2， 直至无粗大误差为止。直至无粗大误差为止。 4. 4.计算测量列算术平均值的标准偏差估计算测量列算术平均值的标准偏差估 计值和测量极限偏差；计值和测量极限偏差； 5. 5.确定测量结果。确定测量结果。 互换性与技术测量互换性与技术测量 40 序号序号li(mm)Vi(mm)vi2 130.049 +0.0010.000 001 230.047 -0.0010.000 001 330.048 00 430.046 -0.0020.000 004 530.050 +0.0020.000 004 630.051 +0.0030.000 009

33、 730.043 -0.0050.000 025 830.052 +0.0040.000 016 930.045 -0.0030.000 009 1030.049 +0.0010.000 001 048.30 n X X i 0 1 n i i 00007. 0 1 2 n i i 互换性与技术测量互换性与技术测量 41 2 2）判断系统误差，根据发现系统误差的有关方法判断，测量）判断系统误差，根据发现系统误差的有关方法判断，测量 列中已无系统误差。列中已无系统误差。 1 1）求算术平均值、残余误差）求算术平均值、残余误差 )(0028.0 110 00007.0 1 1 2 mm N N i

34、 i 0084. 00028. 033 0.0055003150mm5003150mm 3 3）尺寸）尺寸3150mm3150mm 1 . 2004. 0DI 互换性与技术测量互换性与技术测量 66 2. 2.公差等级公差等级 1 1）确定尺寸精确程度的等级。）确定尺寸精确程度的等级。 2 2）ITITa aI I 3 3）IT01 . IT0 . IT1. IT2 .IT3 . IT18IT01 . IT0 . IT1. IT2 .IT3 . IT18 4 4）高）高 公差等级公差等级 低低 小小 公差数值公差数值 大大 难难 加工程度加工程度 易易 互换性与技术测量互换性与技术测量 67

35、公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式 IT01IT010.3+0.008D0.3+0.008DIT5IT57i 7iIT12IT12160i160i IT0IT00.5+0.012D0.5+0.012DIT6IT610i10iIT13IT13250i250i IT1IT10.8+0.020D0.8+0.020DIT7IT716i16iIT14IT14400i400i IT2IT2(IT1)(IT5/IT1)(IT1)(IT5/IT1)1/4 1/4 IT8IT825i25iIT15IT15640i640i IT3IT3(IT1)(IT5/IT1)(IT1)(

36、IT5/IT1)1/2 1/2 IT9IT940i40iIT16IT161000i1000i IT4IT4(IT1)(IT5/IT1)(IT1)(IT5/IT1)3/4 3/4 IT10IT1064i64iIT17IT171600i1600i IT11IT11100i100iIT18IT182500i2500i D500mm D500mm 各级标准公差计算公式各级标准公差计算公式 互换性与技术测量互换性与技术测量 68 公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式公差等级公差等级公式公式 IT011IIT57IIT12160I IT0IT610IIT13250I IT12IIT716IIT

37、14400I IT2(IT1)(IT5/IT1)1/4IT825IIT15640I IT3(IT1)(IT5/IT1)1/2IT940IIT161000I IT4(IT1)(IT5/IT1)3/4IT1064IIT171600I IT11100IIT182500I I2 D D5005003150mm 3150mm 各级标准公差计算公式各级标准公差计算公式 互换性与技术测量互换性与技术测量 69 3. 3.基本尺寸分段基本尺寸分段 为了减少公差数目和简化公差值表，以便于为了减少公差数目和简化公差值表，以便于 实际应用，对基本尺寸进行分段。国际将实际应用，对基本尺寸进行分段。国际将 3150mm

38、3150mm以下的基本尺寸为以下的基本尺寸为2121个主段，同一个主段，同一 尺寸段的公差值是按尺寸段的计算值尺寸段的公差值是按尺寸段的计算值D D计算，计算， 即：即：D=(D1D=(D1 D2)D2)1/2 1/2 例题：基本尺寸为例题：基本尺寸为20mm20mm，求，求IT6IT6、IT7IT7的公差值的公差值 解：基本尺寸解：基本尺寸20mm，属于，属于1830mm，则，则 D=（1830）1/2=23.24mm DDi001. 045. 0 3 公差单位公差单位=1.31 查表查表1-4 IT6=10i IT7=16i IT6=10 1.31m=13.1m13 m IT7=16 1.

39、31m=20.96 m 21 m 互换性与技术测量互换性与技术测量 70 4. 4.标准公差的特点标准公差的特点 1 1）IT6IT6可读作：标准公差可读作：标准公差6 6级或简称级或简称6 6级公差。级公差。 2 2）同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大同一基本尺寸的孔与轴，其标准公差数值大 小应随公差等级的高低而不同。公差等级小应随公差等级的高低而不同。公差等级， 公差值公差值 3 3）同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小同一公差等级的孔与轴，随着基本尺寸大小 的不同应规定不同的标准公差值。的不同应规定不同的标准公差值。 4 4）公差是加工误差的允许值，同一等级的公差公差是加工误差的允

40、许值，同一等级的公差 具有相同的加工难易程度。具有相同的加工难易程度。 5 5）标准公差的数值，一与公差等级有关，二为标准公差的数值，一与公差等级有关，二为 基本尺寸的函数。基本尺寸的函数。 互换性与技术测量互换性与技术测量 71 3.3.2 3.3.2 基本偏差系列基本偏差系列 1. 1.基本偏差及其代号基本偏差及其代号 1 1）基本偏差：）基本偏差：确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。确定零件公差带相对于零线位置的极限偏差。 它是公差带位置标准化的唯一指标。除它是公差带位置标准化的唯一指标。除JSJS和和js js外，均指靠近外，均指靠近 零线的偏差。与公差等级无关。零线的偏差。与公差

41、等级无关。 2 2）基本偏差代号：）基本偏差代号：除去除去I I、L L、O O、Q Q、WW，再，再CDCD、EFEF、FGFG、JSJS、 ZAZA、ZBZB、ZCZC，共有，共有2828个代号。个代号。 3 3）公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，如）公差带的代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，如 H7H7、h6h6、M8M8、d9d9等等。在图样上标注尺寸公差时，可以标等等。在图样上标注尺寸公差时，可以标 注极限偏差，例注极限偏差，例 ，也可以标注尺寸，也可以标注尺寸 公差带代号，例如公差带代号，例如50H750H7、 50f650f6，或者两者都标注，或者两者都标注 50

42、H7 （ ）、 50f6（ ） 。 025. 0 0 50 025. 0 041. 0 50 +0.025 0 -0.025 -0.041 互换性与技术测量互换性与技术测量 72 互换性与技术测量互换性与技术测量 73 2. 2.轴的基本公差轴的基本公差 是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见是根据科学实验和生产实践的需要确定的，其计算公式见 表表1-91-9，其值已经标准化列表，其值已经标准化列表1-101-10。 例题：求例题：求25e25e的基本偏差。的基本偏差。 解：根据表解：根据表1-91-9可知：可知： 25e25e的基本偏差为上偏差。且：的基本偏差为上偏差。且： es

43、=-11D es=-11D 0.41 0.41 m m 查表查表1-71-7，即，即251830251830 D= D= （1818 3030）1/2 1/2=23.24mm =23.24mm es= -11 es= -11 (23.24) (23.24) 0.41 0.41 =-40 m =-40 m ei=es-ITei=es-IT，es=ei+ITes=ei+IT 互换性与技术测量互换性与技术测量 74 3. 3.孔的基本公差孔的基本公差 当基本尺寸当基本尺寸500mm500mm时，孔的基本偏差是从轴的基时，孔的基本偏差是从轴的基 本偏差换算而来的。本偏差换算而来的。由于基孔制和基轴制是

44、平行等效由于基孔制和基轴制是平行等效 的配合制度，所以孔的基本偏差没有必要另外编制一的配合制度，所以孔的基本偏差没有必要另外编制一 套计算公式，可以直接从轴的基本偏差换算得来。套计算公式，可以直接从轴的基本偏差换算得来。 换算的前提是：换算的前提是：在孔轴为同一公差等级或孔比轴低在孔轴为同一公差等级或孔比轴低 一级配合的条件下，当基轴制配合中孔的基本偏差代一级配合的条件下，当基轴制配合中孔的基本偏差代 号与基孔制配合中轴的基本偏差代号相当时（例如孔号与基孔制配合中轴的基本偏差代号相当时（例如孔 的的F F对应轴的对应轴的f f ），其基本偏差的对应关系，应保证按），其基本偏差的对应关系，应保证

45、按 基轴制形成的配合（如基轴制形成的配合（如F6/h5F6/h5）与按基孔制形成的配）与按基孔制形成的配 合（合（H6/f5H6/f5）相同，即基孔制的配合换算为同名的基）相同，即基孔制的配合换算为同名的基 轴配合时，其配合性质不变。轴配合时，其配合性质不变。 互换性与技术测量互换性与技术测量 75 1 1）通用规则）通用规则 A.对于间隙配合；对于间隙配合；AH 在下图在下图(左左)基孔制中，最小间隙基孔制中，最小间隙X Xmin min=EI-es=-es =EI-es=-es 在下图在下图(右右)基轴制中，最小间隙基轴制中，最小间隙XXmin min=EI-es=EI =EI-es=EI

46、 根据换算前提有根据换算前提有X Xmin min = X = Xmin min， ， 因而因而 EI=-es (AH) + 0 - ES EI es ei Xmin ES EI es ei Xmin 基孔制 基轴制 孔 轴 孔 轴 互换性与技术测量互换性与技术测量 76 B.对于过盈配合（同级配合，孔、轴同级）对于过盈配合（同级配合，孔、轴同级） 在下图基孔制中，最小过盈在下图基孔制中，最小过盈YYmin min=ES-ei=ITn-ei =ES-ei=ITn-ei 在下图基轴制中，最小过盈在下图基轴制中，最小过盈Y Ymin min=ES-ei=ES-(-ITn)=ES+ITn =ES-e

47、i=ES-(-ITn)=ES+ITn 根据换算前提有：根据换算前提有： YYmin min = Y = Ymin min 即：即：ES=-eiES=-ei (JZC孔、轴同级配合孔、轴同级配合) n 基本尺寸 + 0 - 基孔制 基轴制 Ymin Ymin ITn ITn ES ES EI EI es ei 轴 孔 es ei 轴 孔 互换性与技术测量互换性与技术测量 77 通过以上推算我们可以知道通过以上推算我们可以知道：用同一字母表示的孔、轴：用同一字母表示的孔、轴 基本偏差的绝对值相等，符号相反。也就是说孔的基本基本偏差的绝对值相等，符号相反。也就是说孔的基本 偏差是轴的基本偏差相对于零

48、线的倒影。偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。 即：即：EI=-es (AH)EI=-es (AH) ES=-ei (JZC ES=-ei (JZC孔、轴同级配合孔、轴同级配合) ) 适用范围适用范围：包括：包括A AHH和标准公差等级低于和标准公差等级低于IT8IT8的的K K、MM、 N N和标准公差等级低于和标准公差等级低于IT7IT7的的P P ZCZC。但也有个别例外，。但也有个别例外， 对于标准公差等级低于对于标准公差等级低于IT8IT8且基本尺寸大于且基本尺寸大于3mm3mm的的N N， 其基本偏差其基本偏差ES=0ES=0。 互换性与技术测量互换性与技术测量 78 例求例求25

49、F5的基本偏差。的基本偏差。 解：解：FAH，基本偏差是下偏差，基本偏差是下偏差EI。 EI=-es 在表在表1-10中查同级同符号的中查同级同符号的25f5的基本偏差，的基本偏差，es=-20 m. 则：则： EI=20 m 查表查表1-11校对。校对。 例求例求40M9的基本偏差。的基本偏差。 解：解：MJZC，基本偏差是上偏差，基本偏差是上偏差ES。 在表在表1-10中查同级同符号的中查同级同符号的40m9的基本偏差，的基本偏差，ei=9 m. 则：则： ES=-9 m 查表查表1-11校对。校对。 互换性与技术测量互换性与技术测量 79 2 2）特殊规则）特殊规则 国家标准规定国家标准

50、规定：在常用尺寸段内（：在常用尺寸段内（500mm）, 当孔的标准公差低于当孔的标准公差低于IT8时，与同级轴相配合，如：时，与同级轴相配合，如： H9/h9，H10/d10； 当孔的标准公差高于当孔的标准公差高于IT8时，与高一级的轴相配合，时，与高一级的轴相配合， 如：如：H7/m6，H6/k5； 当孔的标准公差等于当孔的标准公差等于IT8，可与同级配合也可与高一，可与同级配合也可与高一 级轴配合。如：级轴配合。如：H8/m7，H8/h8。 但不管怎么样配，都要求二种基准制形成的同名配合但不管怎么样配，都要求二种基准制形成的同名配合 的配合性质相同，即符合换算前提。的配合性质相同，即符合换

51、算前提。 适用范围：适用范围：在基本尺寸至在基本尺寸至500mm 范围内，且标准范围内，且标准 公差等级高于等于公差等级高于等于 IT8的的K、M、N和标准公差等级高于等和标准公差等级高于等 于于 IT7的的P ZC。 互换性与技术测量互换性与技术测量 80 在基孔制中（左图），最小过盈在基孔制中（左图），最小过盈Ymin=ES-ei= ITn-ei;Ymin=ES-ei= ITn-ei; 在基轴制中（右图），最小过盈在基轴制中（右图），最小过盈Ymin=ES-ei=ES-(-ITn-1)=Ymin=ES-ei=ES-(-ITn-1)= ES+ ITn-1ES+ ITn-1 所以所以 ES=-

52、ei+(ITn- ITn-1)=-ei+ES=-ei+(ITn- ITn-1)=-ei+ 0,经过推导，我们知道：是由于孔轴不同级造成的，这也就经过推导，我们知道：是由于孔轴不同级造成的，这也就 是图是图1-9中中K、M、N有阶梯台阶的原因。有阶梯台阶的原因。 + 0 - 基孔制 基轴制 Ymin Ymin ITn ITn-1 ES ES EI EI es ei 轴 孔 es ei 轴 孔 基 本 尺 寸 互换性与技术测量互换性与技术测量 81 例例 将将25H7/p6换成基轴制后求孔的基本偏差和另一侧极限偏换成基轴制后求孔的基本偏差和另一侧极限偏 差，并画出公差带图。差，并画出公差带图。 解

53、：解： 25H7/p6 25P7/h6;查表查表1-7：IT6=13 m； IT7=21 m；查表；查表1-10可知：可知：p6的基本偏差的基本偏差ei=22 m. 孔孔P7属于特殊规则的适用范围，属于特殊规则的适用范围，P的基本偏差为上偏差的基本偏差为上偏差ES， 因而应按特殊规则计算：因而应按特殊规则计算： =IT7-IT6=21-13=8 m; ES=-ei+ =-22+8=-14m; EI=ES-IT7=-14-21=- 35m 孔孔)(7 014. 0 035. 0 P 互换性与技术测量互换性与技术测量 82 3.4 3.4 国家标准规定的公差带与配合国家标准规定的公差带与配合 标准

54、公差系列中的任一公差与基本偏差系列中任一偏差组合，标准公差系列中的任一公差与基本偏差系列中任一偏差组合， 即可得到不同大小和位置的公差带。在基本尺寸即可得到不同大小和位置的公差带。在基本尺寸500mm500mm内内 组成种孔的公差带和种轴的公差带。组成种孔的公差带和种轴的公差带。 为了简化公差带种类，减少与之相适应的定值刀、量具和工艺为了简化公差带种类，减少与之相适应的定值刀、量具和工艺 装备的品种和规格，对基本尺寸至装备的品种和规格，对基本尺寸至500mm500mm的孔、轴规定了优先、的孔、轴规定了优先、 常用和一般用途公差带。书中表常用和一般用途公差带。书中表1-141-14和表和表1-1

55、51-15分别是轴和孔的分别是轴和孔的 一般用途公差带（轴一般用途公差带（轴119119种，孔种，孔105105种），其中方框内为常用公种），其中方框内为常用公 差带（轴差带（轴5959种，孔种，孔4444种），带圆圈的为优先公差带（轴孔各有种），带圆圈的为优先公差带（轴孔各有 1313种）。种）。 设计时应优先使优先公差带，其次才使用常用公差带，再其次设计时应优先使优先公差带，其次才使用常用公差带，再其次 才考虑使用一般用途公差带。才考虑使用一般用途公差带。 互换性与技术测量互换性与技术测量 83 表表1-13 一般、常用和优先的轴的公差带（尺寸一般、常用和优先的轴的公差带（尺寸500mm）

56、 互换性与技术测量互换性与技术测量 84 表表1-14 一般、常用和优先的孔的公差带（尺寸一般、常用和优先的孔的公差带（尺寸500mm） 互换性与技术测量互换性与技术测量 85 标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数标准规定，配合代号由相互配合的孔和轴的公差带以分数 的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公差带为分母。例的形式组成，孔的公差带为分子，轴的公差带为分母。例 如：如：40H8/f740H8/f7，80K7/h680K7/h6。 基准孔和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同性基准孔和基准轴与各种非基准件配合时，得到各种不同性 质的配合，如：质的配合，如：A AH H和和a

57、 ah h与基准件配合，形成间隙配与基准件配合，形成间隙配 合；合；J JN N和和j jn n与基准件配合，基本上形成过渡配合，与基准件配合，基本上形成过渡配合， P PZCZC和和p pzczc与基准件配合，基本上形成过盈配合。与基准件配合，基本上形成过盈配合。 原则上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了简原则上，任意一对孔、轴公差带都可以构成配合，为了简 化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种化公差配合的种类，减少定值刀、量具和工艺装备的品种 及规格，国家标准在尺寸及规格，国家标准在尺寸500mm500mm的范围内，规定了基孔的范围内，规定了基孔 制和基轴制的优先（基孔

58、制、基轴制各制和基轴制的优先（基孔制、基轴制各1313种）和常用配合种）和常用配合 （基孔制（基孔制5959种，基轴制种，基轴制4747种）。种）。 互换性与技术测量互换性与技术测量 86 表表1-15 基孔制常用、优先配合基孔制常用、优先配合 互换性与技术测量互换性与技术测量 87 表表1-16 基轴制常用、优先配合基轴制常用、优先配合 互换性与技术测量互换性与技术测量 88 其它尺寸段配合特点其它尺寸段配合特点 大尺寸段（基本尺寸大尺寸段（基本尺寸5005003150mm3150mm）：标准规定了）：标准规定了 常用轴公差带常用轴公差带4141种，孔公差带种，孔公差带3131种，没有推荐配

59、合，种，没有推荐配合， 规定一般采用基孔制的同级配合。根据零件制造特点规定一般采用基孔制的同级配合。根据零件制造特点 和生产实际情况，可采用配制配合。先按互换性生产和生产实际情况，可采用配制配合。先按互换性生产 选取配合；再选取较难加工的那个零件作为先加工件选取配合；再选取较难加工的那个零件作为先加工件 （多数情况下是孔），给它一个容易达到的公差；最（多数情况下是孔），给它一个容易达到的公差；最 后再根据所选的配合公差确定配制件（多数情况下是后再根据所选的配合公差确定配制件（多数情况下是 轴）的公差。轴）的公差。 “ “配制公差配制公差”的代号为的代号为MFMF。 小尺寸段（尺寸至小尺寸段（尺

60、寸至18mm18mm）：主要适用于仪器仪表和）：主要适用于仪器仪表和 钟表工业，国标规定了钟表工业，国标规定了163163种轴公差带和种轴公差带和145145种孔公差种孔公差 带，标准未指明选用次序，也未推荐配合。由于小尺带，标准未指明选用次序，也未推荐配合。由于小尺 寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差寸段轴比孔难加工，所以基轴制用的较多。配合公差 等级也更为复杂。等级也更为复杂。 互换性与技术测量互换性与技术测量 89 n下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配下列配合属于哪种基准制的哪种配合，确定其配 合的极限间隙（过盈）和配合公差。并画出其公合的极限间隙（过盈）和配合公差。