互换性与测量技术基础 - 机电工程学院

1、第一章 绪论授课课题：绪论基本要求：掌握互换性的概念、意义；了解互换性的分类及实现手段；掌握标准化的含义、意义。重点内容：互换性和标准化的含义。讲授：公差配合与技术测量这门课程是高等学校机械类和近机类一门重要的技术基础课，是教学计划中联系设计课程与工艺课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。本课程由几何量公差与几何量检测两部分组成。前一部分的内容主要通过课堂教学和课外作业来完成。后一部分的内容主要通过实验课来完成。一、 课程研究对象机械设计和制造过程中的几何量公差配合（简称公差配合）与检测技术。机械专业的学科基础课机械设计基础机械原理机械设计 本课程：公差与配合设计；检测。

2、机械制造基础金属工艺学工程材料本课程性质：学科基础课 承上启下是教学计划中联系设计课程与工艺课程纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。 二、 基本概念1、 几何量与几何量公差几何要素与几何量 几何要素形成机械零件几何特征的点、线、面。 几何量表示要素大小、形状、位置及其精度的参量。包括：尺寸（含线性尺寸、角度尺寸）形状误差位置误差表面粗糙度评定参数典型零件（齿轮、螺纹）的精度评定参数1.2 几何量公差几何量公差（简称公差）几何量的允许变动量。几何量公差在产品的设计中由设计者提出，并标注在零件图上作为技术要求。形位公差：t= 表示20h7轴线相对于40h7轴线的同轴度误差不得超过0.05m

3、m.2.互换性的基本知识互换性概念互换性：一种产品、过程或服务替代另一产品、过程或服务能满足同样要求的性能。机器零件的互换性：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。举例：机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表上的零部件。机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性能的互换性的互换，本课程仅讨论几何参数的互换性。2.2 互换性的意义贯穿于产品的设计、制造、使用、维修和全过程。设计方面：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，缩短设计周期，并有利于计算机辅助设计制造方面：有利于组织专业化生产，便于采

4、用先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。从而提高生产率、产品质量及降低生产成本使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。互换性在提高产品质量和可靠性、提高经济效益等方面具有重大意义。互换性原则已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则，成为制造业可持续发展的重要技术基础。2.3 互换性的实现如何实现互换？若将同一规格零件的几何量制作得完全相同显然可以实现互换，但在生产上不可能（存在加工误差），且没有必要。而只要制成的零件参数值变动不大（加工误差控制在规定的范围（即公差）内），保证零件充分接近即可实现互换性。 互换性

5、由公差保证。2.4 互换性的分类分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。完全互换不限定互换范围，装配时不需挑选和修配。不完全互换只能在一定范围内互换。如机器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困难，制造成本高，为此，生产中往往把零件的精度适当降低，以便于制造，然后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使每组内的尺寸差别比较小，最后，再把相应的零件进行装配。主要适用于小批量和单件生产。应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。3. 标准化及优先数系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，为了协调各生产部门

6、和衔接各生产环节，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，必须有一种协调手段，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。3.1 标准化标准：是对重复性事物（产品，零、部件）和概念（术语、规则、代号和量值）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。标准化：是指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程。标准化是以标准的形式体现的，是一个不断循环、不断提高的过程。图1-1 标准化工作过程标准的分类按标准的层次分：国际标准、区域标准、国

7、家标准GB 、行业标准（JB） 、地方标准DB和企业标准QB。按标准化对象特性分：技术标准（基础标准、产品标准、方法标准、安全卫生与环境保护标准）、管理标准（生产组织标准、经济管理标准、服务标准）。按标准的法律属性分：强制性标准和推荐性标准。标准的范围极广，种类繁多，涉及到人类生活的各个方面。本课程研究的公差标准、检测器具和方法标准，大多属于国家基础标准。标准化的意义：标准化是组织现代化大生产的重要手段，是实现专业化协作生产（实现互换）的必要前提，是科学管理的重要组成部分。标准化同时是联系科研、设计、生产、流通和使用等方面的纽带，是使整个社会经济合理化的技术基础。标准化也是发展贸易、提高产品在

8、国际市场上竞争能力的技术保证。搞好标准化，对于加速发展国民经济、提高产品和工程建设质量、提高劳动生产率、搞好环境保护和安全卫生以及改善人民生活等都有着重要作用。掌握标准 进入市场3.2 优先数系数值标准化数值标准化的意义：在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。例如，螺栓的尺寸一旦确定，将会影响螺母的尺寸、丝锥板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的钻头的尺寸等。由于数值如此不断关联、不断传播，所以，机械产品中的各种技术参数不能随意确定。故技术参量应在一个理想的统一的数系中（优先数系）选取。优先数和优先数系优先数系

9、：GB32180中规定以十进制等比数列为优先数系。基本系列：R5的公比： q5； R10的公比： q10； R20的分比： q20； R40的公比： q40；补充系列：R80的公比： q80。优先数：优先数系的任何一个数值。优先数系的应用原则先基本系列；先大公比，后小公比。三、课程的内容结构和任务要求1 课程的内容结构第一部分第1章 绪论第二部分公差技术第2章 公差与配合 基础 第3章 形位公差 第4章 表面粗糙度第三部分检测技术第5章 技术测量基础第四部分典型零件第7章 圆锥的公差配合的公差与 检测技术 第8章 滚动轴承的公差与配合 第9章 螺纹的公差与配合 第10章键和花键的公差与配合 第11章圆柱齿轮传动的公差与测量 2 课程的任务要求1.掌握公差与配合的基