第一章互换性基本概念 (精品)

1、学学 习习 指指 导导 本章学习目的是了解本课程的性质和任务。学习要求是懂得互换性的含义；了解互换性与标准化的关系及其在现代化生产中的重要意义；了解优先数的基本原理及其应用。 由定义可知，具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足三个条件：装配后 满足使用要求装配前 不挑装配时 不调整或修配缺一不可尺寸形状相对位置对几何要素的提出互换性要求。 1.按决定的参数或使用要求分为： 1)几何参数互换性 (主要保证装配)2)功能互换（保证使用） 机械物理 化学 对性能提出互换性要求。2.按程度分： 1)完全互换 装配或更换时，不挑、不调、不修就可以满足使用要求。 2)不完全互换 装配或更换时，需要进行挑

2、选，修配、辅助加工才能装配得上。 三、互换性的重要性 不仅是使用上的需要，也是设计、制造上的需要。 1.使用上 1)军用 2)民用 2.制造上 可采用先进的生产方式（专业化生产、流水线、自动线）, 产品单一，分工精细，可采用专用设备，提高生产率，进行文明生产。 给日常生活带来极大方便(举例：备胎、电子元件等等)军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性。 3.设计上 采用了互换性原则设计和生产的标准零部件，可简化设计、计算、制图工作量，缩短了设计周期，并便于用计算机进行辅助设计。 总之，遵循互换性原则进行设计、制造和使用，可大大降低产品成本，提高生产率，降低劳动强度。也为标准化、系列化、通用化奠定

3、了基础。 所以，互换性原则是机械工业中的重要原则，是我们设计、制造中必须遵循的，即使是单件、小批生产，零件不具有互换性，此原则也必须遵循。 标准化的影响是多方面的，它影响生产和管理的现代化，影响国际贸易和技术交流，影响环境保护安全卫生等方面。标准化的深度和广度反映了一个国家的生产水平。一、标准基本概念 标准是为了获得国家经济最佳效果，依据科学技术和实践经验的综合成果，在充分协商的基础上，以经济技术活动中具有多样性、相关性特征的重复事物，由公认机构批准以特定形式发布的统一规定。制订标准目的是获得国民经济最佳效果：依据是科学技术和生产实践综合成果；标准的对象是以经济技术沾沾自喜台具有多样性、相关特

4、征的重复事物；制订标准方法是通过充分协商，并由公认机构批准发布的统一规定。二、标准化基本概念标准化是指制订标准、修订标准和贯彻标准为主要内容的全部活动过程。通过这一活动过程，提高了科学技术与生产水平。随着科学技术的发展，原来标准水平落后于生产技术发展，此时要在新的基础上，修订原来标准，修订后的标准在深度、广度和水平方面皆比原来标准有所提高。如此重复循环，使标准水平不断提高，呈螺旋式上升。标准化活动中心是标准。三、标准种类标准分为技术标准、生产组织标准和经济管理标准三大类标准分为技术标准、生产组织标准和经济管理标准三大类 我们仅介绍技术标准。技术标准是指为科研、设计、工艺、检验等技术，为产品和工

5、程技术质量特征，为各种设备和工装、工具等制订的标准。技术标准面广，种类繁多，概括有以下几种： （1）基础标准。它是生产技术活动中最基本、最具有广泛指导意义的标准。它是具有最一般的共性、通用性的标准。例如通用的名词术语、机械制图、优先数系、计量单位和本书介绍的标准等皆为基础标准。 （2）产品标准。为某一类产品的型式、尺寸、主要性能参数、质量指标、试验方法、验收规则，以及包装、贮存、运输、使用、维修等方面内容所制订的标准。 （3）方法标准。是指以试验、检验、分析、抽样统计等各种方法为对象制订的标准。 （4）安全卫生与环境保护标准。指一切属于设备和人身安全、卫生以及有关保护环境污染的标准。（1）国家

6、标准。是对全国经济技术发展有重大意义而必须制订的全国范围内统一标准。例如原材料标准，有关人民安全健康和环境保护标准，公差与配合标准，通用的零、部件等标准。（2）部标准（专业标准）。主要指全国性的各专业范围内统一的标准。部标准是为适应按行政系统划分而制订的标准。虽然部标准在当时起过积极作用，但有些缺陷。例如，各部门行政系统不同，具有同一类型的专业，就全国来说应按同一专业制订同一标准，但由于各部门之间意见不一致，各自成其系统，协调困难，影响了标准的统一。因此，从统一角度考虑，部标准应逐步过渡为专业标准。（3）企业标准。企业标准是指专业标准以下和各种标准的统称。即在一个地区范围内、一个企业或几个企业

7、范围内需要的标准。没有制订国家标准和部标准的产品，都要制订企业标准。为了提高产品质量，企业可制订比国家标准和部标准更高质量的企业标准。 国家标准代号：“GB” 例如GB1801-79 编号为1801，1979年批准。 专业标准（部标准）代号：用部名或专业名称的汉语拼音的第一个字母表示。例如JB1021-68指的是机械工业部。 企业标准代号：在各省、市和自治区的简称汉字后加Q 例如“京Q”、“皖Q”等。四、我国标准管理体制 我国标准分为国家标准、部标准（专业标准）和企业标准三级管理体制。 一、建立优先数的意义 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

8、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。 为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准（GB32180）就是其中最重要的一个标准，要求工业产品技术参数尽可能采用它。 GB32180中规定以十进制等比数列为优先数系，并规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四个系列作为基本系列， R80为补

9、充系列，仅用于分级很细的特殊场合。各系列的公比为； R5的公比： q51.60； R10的公比： q101.25； R20的分比： q201.12； R40的公比： q401.06； R80的公比： q801.03。补充系列 基本系 列 三、优先数系的应用1.优先数系的规律 以R5优先数系中的优先数为例，如果首项为1，则前五项是： 1 1.6 2.5 4.0 6.3 10 公比为1.6，以后每隔5项，数值增大10倍。2.优先数的内插和外延 1 1.6 2.5 4.0 6.3 10 1.25 2.0 3.15 5.0 则变成R10优先数系。如果小数点左、向右移动一位，则可得到： 0.1 0.16

10、 0.25 0.40 0.63 1 10 16 25 40 63 100四、优先数系的应用实例 1.用于产品几何参数系列化。如立式车床主轴直径采用R10系列：630，800，1000，1250，2000mm。 2.用于产品性能参数系列化。如缎压机床吨位采用R5系列：630，1000，16002500，4000，6000T。 3.用于产品质量指标分级。如表面粗糙度评定参数Rz采用R10/3派生系列。 4.国外把优先数系应用于经济领域。如税率、工资级别、投资时间等。选用优先数系应遵循“先蔬后密”的原则，即由R5 R10 R20 R40逐步选取。既可达到最佳经济效益，又可满足社会的需求。 本课程是机

11、械类各专业的重要技术基础课 它包含几何量精度设计与误差检测两方面的内容，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。 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有关的基本术语及定义；（2）基本掌握几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则；（3）初步学会根据机器和零件的功能要求，选用公差与配合；（4）能够查用本课程讲授的公差表格和正确标注图样；（5）建立技术测量的基本概念，了解基本测量原理与方法和初步学会使用常用计量器具，知道分析测量误差与处理测量结果，会设计检验圆柱形零件的量规。总之，本课程的任务在于使学生获得机械工程技术人员所必须具备的几何量公差与检测方面的基本知识和技能。1. 互换性的概述 互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能。 零、部件在装配前不挑，装配时不调整或修配，装配后能满足使用要求的互换性称完全互换；零、部件在装配时要采用分组装配或调整等工艺措施，才能满足装配精度要求的互换性称不完全互换。如装配时，还需要附加修配的零件，则不具有互换性。 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则，是我们在设计、制造中必须遵循的。既便是采用修配法保证