互换性与技术测量知识点

第 页第 页共26页2互换性与技术测量学问点第1章绪言互换性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件，在装配时不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并能满足使用性能要求的特性。互换性应具备的条件：①装配前不换②装配时不调整或修配③装配后满足使用要求按互换性程度可分完全互换〔确定互换〕与不完全互换〔有限互换〕。按标准零部件和机构格外互换与内互换。互换性在机械制造中的作用从使用方面看：节约装配、修理时间，保证工作的连续性和长久性，提高了机器的使用寿命。从制造方面看：便于实现自动化流水线生产。装配时，由于零部件具有互换性，不需关心加工和修配，可以减轻装配工的劳动量，缩短装配周期。从设计方面看：大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简化设计程序和缩短设计周期。标准与标准化是实现互换性的根底。标准分类按一般分：技术标准、治理标准和工作标准。按作用范围分：国际标准、国家标准、专业标准、地方标准和企业标准。按标准的法律属性分：强制性标准和推举性标准。国家强制性标准用代号“GB”表示。国家推举性标准用代号“GB/T”表示。优先数系的种类R5、R10、R20、R40R80派生系列选用优先数系的原则按“先疏后密”的挨次。第2章 测量技术根底测量过程的四要素：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。测量仪器和测量工具统称为计量器具。计量器具分类按其原理、构造和用途分为:〔1〕(2)通用计量器具〔3〕极限量规类〔4〕检验夹具按测量值获得方式的的不同，测量方法可分为：确定测量和相对(比较)测量法直接测量和间接测量法测量误差：测得值与被测量真值之差。根本尺寸一样用评定比较测量精度凹凸根本尺寸不一样用评定确定误差Δ——测得值与被测量真值之差。xx0相对误差ε——测量确实定误差确实定值与被测量真值之比。0|xx0x0

|||||100%x x0极限误差——测量确实定误差的变化范围。x x xlim 0 lim或 x x0 lim随机误差——不行消退，只能减小按误差性质可分 系统误差——可消退粗大误差——剔除误差在加工过程中产生区分公差由设计人员确定联系：公差是误差的最大允许值。第3章孔、轴结合尺寸精度设计与检测号。公称尺寸—是指设计给定的尺寸(孔：D、轴：d)。〔Da

d。a极限尺寸—是指允许尺寸变化的两个极端值。其中允许的最大尺寸为上极限尺寸〔最大极限尺寸〕〔Dmax

d 〕；max允许的最小尺寸为下极限尺寸〔最小极限尺寸〕〔Dmin

d 〕。min公称尺寸D,d和极限尺寸Dmax

，Dmin

；dmax

，dmin

，是设计给定的。实际尺寸Da

d，是通过测量得到的。a

D D Dmin a maxd d dmin a max〔注标时除“0”外必需带符号〕对极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差为极限偏差。上极限偏差〔简称上偏差〕〔ES、es〕下极限偏差〔简称下偏差〕(EI、ei)孔:上偏差 ESD D 轴:上偏差 esd dmax max下偏差 EIDmin

D 下偏差 eid

dmin

E D D e d da a a a实际偏差合格条件为EIE ES eie esa a尺寸公差〔简称公差〕—是指允许尺寸的变动量。孔：T =|D –D |=|(D

-D)–(D

-D|=|ES–EI|D

min

max

min轴：T=|d

|=|es–ei|d max min偏差与公差区分：①偏差是代数值,有正负符号；而公差则是确定值，不带符号〔尺寸公差不能为零〕。③偏差影响协作松紧，公差影响协作精度。④实际偏差是对单个零件的推断，公差是对一批零件的推断。公差带图由零线和公差带两局部组成。标准公差是指国家标准所规定的任一公差值。靠近零线或位于零线的那个极限偏差。协作是指公称尺寸一样的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。间隙协作孔的公差带在轴的公差带之上的协作。协作的分类过盈协作孔的公差带在轴的公差带之下的协作。过渡协作协作公差是指允许间隙或过盈的变动量，它等于协作的孔与轴的公差之和。用符号T表示。f协作制〔基准制〕是指同一极限制的孔和轴组成的一种协作制度。协作制分基孔制和基轴制。基孔制协作的孔为基准孔,HEI0第5页共26页第 页第 页共26页6h基准轴的根本偏差为es=0必需把握的六个计算公式ES＝D

max

－D；

max

－d 〔1〕EI＝D

min

－D；

min

－d 〔2〕T=｜ES－EI｜； T＝｜es－ei｜ 〔3〕D dX〔Y〕＝ES－ei； 〔4〕max minX〔Y〕＝EI－es 〔5〕min maxT=｜X〔Y〕－X〔Y〕|＝T＋T(6)f max

min

min

max D d标准公差系列打算孔、轴公差带大小。差值构成的。20个等级，等级依次降低，公差数值依次增大，精度越低。根本偏差系列打算孔、轴公差带位置。零线或位于零线的那个偏差。28种根本偏差。A—H与h和a—h与H11种间隙协作。JS、J—N与h和js、j—n与H5种过渡协作。P—ZCh和p—zc与H12种过盈协作。H7，f6等。协作用一样公称尺寸与孔、轴公差带表示。孔、轴公差带写成分数形式，分子为孔的公差带，分母为轴的公差带。或者同时注出公差带代号和上、下偏差值。装配图上：在公称尺寸后注出孔、轴协作代号，或者同时注出孔、轴协作代号和孔、轴的极限偏差。一般状况下应优先选用基孔制轴与公称尺寸一样的多孔协作，且协作性质要求不同的状况，此时承受基轴制性，应尽量选用精度较低的公差等级。孔的公差等级比轴的公差等级低一级。假设孔选IT7，则轴选IT6。协作种类的选用通常有计算法、试验法和类比法。类比法是确定机械和仪器协作种类最常用的方法。第4几何误差是指零件加工后的实际外形、方向和相互位置与抱负外形、异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差。几何误差对零件使用性能的影响：①影响零件的功能要求②影响零件的协作性质③影响零件的自由装配几何误差的争论对象——几何要素构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素。几何要素分类：按构造特征分：〔1〕组成要素〔轮廓要素〕〔2〕导出要素〔中心要素〕按检测关系分：(1) 被测要素〔①单一要素②关联要素〕〔2〕基准要素基准－抱负的基准要素。4.1所示。第8页共26页几何特征工程几何公差分为外形公差(6项)、方向公差〔5项〕、位置公差〔6项〕和跳动公差〔2项〕共四类〔19项〕。其中外形公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。在大多数状况下都有基准要求。4.2所示单一基准基准种类 公共基准〔组合基准〕三基面体系第9页共26页页共26页共26页第12几何公差带有外形、大小、方向和位置四个要素。几何公差带位置有浮动和固定两种形式。外形公差带外形公差带是掌握被测要素为线或面。外形公差有直线度、平面度、圆度和圆柱度等主要几何特征工程。外形公差带的特点：不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的，只能掌握被测要素外形误差大小。方向公差带抱负方向的允许变动量。因此，方向公差有基准。①被测要素为面对基准面面②被测要素为线对基准面基准线③被测要素为面对基准线④被测要素为线对基准线位置公差带位置公差带是掌握被测要素为点、线或面。位置公差主要有同心度、对基准要素或基准和理论正确尺寸所确定的抱负位置的允许变动量。位置公差带的位置是固定的。轮廓度公差带和面轮廓度公差两种几何特征。无基准要求的轮廓度公差为外形公差，有基准要求的轮廓度公差为方向公差或位置公差。跳动公差带跳动公差是按特定测量方法定义的综合的几何公差。圆锥面和曲面等组成要素。跳动公差的基准为圆柱体或圆锥体的轴线。跳动公差分圆跳动和全跳动。带。全跳动公差分为径向全跳动和轴向全跳动公差带。置误差。例如径向圆跳动公差带可以同时掌握同轴度误差和圆度误全跳动公差带可以同时掌握端面对基准轴线的垂直度误差和平面度误差。差，方向公差小于位置公差，位置公差小于跳动公差的原则。公差原则是指处理几何公差和尺寸公差之间关系应遵循的原则。公差原则分为独立原则和相关原则。无：独立原则包涵要求t 和T 之间的关系 最大实体要求几何 尺有：最小实体要求可逆要求体外作用尺寸〔EFS〕孔的体外作用尺寸用符号D 表示feD D ffe a 几何

d d ffe a 几何体内作用尺寸(IFS)孔的体外作用尺寸用符号D表示fiD D ffe a 几何

d d ffe a 几何〔MMC〕和最大实体尺寸〔MMS〕〔MMC〕—是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内，并具有实体最大〔即材料最多，重量最重〕的状态。最大实体尺寸〔MMS〕MMC状态下的极限尺寸。内、外外表〔孔、轴〕的最大实体尺寸为D DM min

d dM

max最小实体状态〔LMC〕和最小实体尺寸〔LMS〕最小实体尺寸〔LMC〕—是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内，并具有实体最小〔即材料最少，重量最轻〕的状态。最小实体尺寸〔LMS〕是指在LMC状态下的极限尺寸。DLDmax dLdmin最大实体实效状态(MMVC)和最大实体实效尺寸(MMVS)MMVC是指实际要素在给定长度上处于最大实体状态MMC，且其中心要素的f = t 时综合极限状态。几何 几何MMVS〔MMV内、外外表〔孔、轴〕的最大实体实效尺寸为D D t d d tMV M 几何 MV M 几何最小实体实效状态(LMVC)和最小实体实效尺寸(LMVS)LMVC是指实际要素在给定长度上处于最小实体状态LMC且其中心要素的f = t 时综合极限状态。几何 几何LMVS—是指在最小实体实效状态LMVC内作用尺寸。内、外外表〔孔、轴〕的最小实体实效尺寸为D D t d d tLV L 几何 LV L 几何单一要素的边界没有方向和位置的约束。关联要素的边界应与基准保持图样上给定的方向或位置关系。边界尺寸〔BS〕—是指抱负外形的极限包涵面的直径或宽度。按边界尺寸可分最大实体边界〔MMB〕、最大实体实效边界MMV〔LMB〔LMVB四种。样上给定的尺寸公差与几何公差要求均是独立的，应分别满足要求。包涵要求〔ER〕包涵要求用于单一要素的一种相关要求。图样上应在其极限偏差或尺寸公差带代号后加注符号。包涵要求的实际要素应遵守最大实体边界〔MMB〕，即其作用尺寸应不超出最大实体尺寸〔MMS〕,其实际尺寸不超出最小实体尺寸〔LMS〕对轴、孔有包涵要求时，其合格条件由以下公式给出：d d对轴： fe M

dm ax (4.13)dad d f

d Ld d

m ind即 fed a

ad L

几何dmin

M max

(4.14)对孔：

D D

D DM D D

m in

(4.15)即D即

aD -fa 几何D

L m axD DM min (4.16) a Ld d

Dmaxf d d t对轴：

fed L

a 几何 dmin

MV d M

maxmax

几何 (4.18)对孔：

D

D - fa 几何

D MV

-tmin 几何

(4.20)D M

D Dmin a

Dmax最大实体要求〔MMR〕几何公差值，即只允许尺寸公差尺寸公差补偿给几何公差。只能与最大实体要求和最小实体要求一起使用，也没有自己的边界。最小实体要求〔LMR〕最小实体要求适用于中心要素有几何公差要求的状况。它是掌握实定几何公差值，即只允许尺寸公差尺寸公差补偿给几何公差。特征工程分为三大类，14个工程，〔一〕外形公差4面度圆度圆柱度〔二〕2〔三〕8对于有特别功能要求的要素，一般承受独立原则；有协作性质要求的要素，一般承受包涵要求〔ER〕；求〔MMR〕；,保证最低强度要求的要素，一般承受最小实体要求〔LMR〕。基准的选用应遵循设计、工艺、测量和工作等基准统一的原则。直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差，标准规定：①H、K、LH级最高，L级最低。②未注几何公差的公差数值即 t外形

t t方向

t

t全跳动第5章外表粗糙度设计与检测外表粗糙度轮廓是指加工后零件外表的微小峰谷凹凸〔Z〕程度和间距〔S〕状况〔微观外形〕。一般按S分：S＜1mm为外表粗糙度轮廓；1≤S≤10mm为外表波浪度轮廓；S＞10mmf外形.〔宏观外形〕。外表粗糙度轮廓的产生缘由：切削后遗留的刀痕；切削过程中切屑分别时的塑性变形；以及机床等工装系统的振动等。外表粗糙度轮廓对零件使用性能的影响对摩擦和磨损的影响零件越粗糙，阻力越大，磨损也越快，但外表不是越光滑越好。对协作性质的影响对抗疲乏强度的影响对抗腐蚀性的影响提高外表粗糙的质量，可以增加其抗腐蚀力量。外表粗糙度轮廓的评定取样长度lr—测量或评定外表粗糙度轮廓时规定的一段基准线长度。规定取样长度的目的：①为了限制或减弱外表波浪度轮廓的影响。②排解外形误差等对外表粗糙度轮廓测量的影响。lr就越大。评定长度ln—测量或评定外表粗糙度轮廓时规定的一段最小的测量长度。规定评定长度的目的：的特性。中线—中线是指具有几何轮廓外形并划分轮廓的基准线轮廓最小二乘中线(m)—在lr内，使轮廓上各点至该线的距离Zi平方和为最小。轮廓算术平均中线—在取样长度lr两局部，且使上、下两局部面积相等的线。从幅度、间距和外形三个方面规定了相应的评定参数。幅度参数〔高度参数〕Ra轮廓的最大高度Rz轮廓最大高度Rz是指在取样长度lr内,最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和。即 RzZPmaxZVmin间距参数混合参数〔外形参数〕外表粗糙度轮廓评定参数共4个：根本参数 Ra—轮廓算术平均偏差2个 Rz —轮廓最大高度附加参数 Rsm —轮廓单元平均宽度(关心参数) Rmr(c)—轮廓支承长度率2个外表粗糙度轮廓参数的选用评定参数的选用幅度参数〔高度参数〕的选用—即根本参数的选用一般状况下从幅度参数的轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度外表粗糙度特性的信息量大和用轮廓仪测量简洁。Rz用于极光滑外表或粗糙外表〔Ra<0.025μm或Ra>6.3μm〕，一般用双管显微镜测量。它用于处理部位小，峰谷小或有疲乏强度要求的的零件外表的评定间距参数和混合参数的选用—即附加参数的选用参数值的选用同一零件上，工作外表的幅度参数〔高度参数〕轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值小于非工作外表；摩擦外表的轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值小于非摩擦外表；一般状况过盈协作外表的轮廓算术平均偏差Ra〔或轮廓最大高度Rz〕值小于间隙协作的外表；协作性质要求高的协作外表〔如间隙小的协作外表〕、受重载荷作用的过盈协作外表轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值都应较小；运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的重要零件的圆角沟槽外表的轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值都应较小；在确定Ra(或Rz)〔T〕〔t〕的协调。外表粗糙度轮廓技术要求在图形中标注的内容注写的位置5.10粗糙度要求注写的位置—外表粗糙度轮廓的单一要求，即幅度参数Ra、Rz〔μm〕；—其次个外表粗糙度轮廓要求,即附加参数如Rsm(mm)；第19页共26页—加工方法；de—加工余量〔mm〕。2.外表粗糙度轮廓要求在图形中注法5.11外表粗糙度轮廓单一要求标注例如位置a求不能省略①上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号“LL②传输带和取样长度的标注：传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波长范围。长波滤波器的截止波长值就是取样长度lr。传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“—”隔开。在某些状况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保存连字号“—”，来区分是短波还是长波。③参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之第20页共26页页共26页共26页第21间用“/”隔开。5lr)时，可省略标注。5lr时,则应注出取样长度的个数。⑤极限值推断规章和极限值的标注：极限值推断规章的标注如图5.11中所示上限为“16％规章”，下限为“最大规章”。为了避开误会，在参数代号和极限值之间插入一个空格。外表粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法1.一般规定对零件的每一外表一般只标注一次，并尽可能标注在相应尺寸及其极限偏差的同一视图上。除非另有说明，所标注的外表粗糙度轮廓要求是对完工零件外表。粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的注写和读取方向全都。粗糙度的符号的尖端必需从材料外指向并接触零件外表。下面以外表粗糙度轮廓的幅度参数为例说明在零件图上的标注方法，其他技术要求为默认承受标准化值。外表粗糙度轮廓的检测方法主要有：1.比较法 2.光切法 3.针描法 4.干预法 5.激光反射法第6章滚动轴承与孔、轴结合的精度设计滚动轴承的作用：支撑轴系滚动轴承的组成及种类：1.组成:内圈、外圈滚动体和保持架2.种类按滚动体外形分球轴承滚子圆柱轴承轴承圆锥轴承按负荷 向心轴承—径向力方向分 推力轴承—轴向力向心推力轴承—径向力、轴向力滚动轴承的公差等级是依据其外形尺寸精度和旋转精度确定。准轴。轴承内、外圈与轴颈、外壳孔协作承受单一径向平面平均直径。负荷类型①旋转负荷②定向负荷③摇摆负荷第8章 键、花键结合的精度设计与检测键的作用：〔1〕传递转矩 (2)传递运动〔3〕导向平键：一般平键和导向平键花键：矩形花键和渐开线花键一般平键联结的协作种类：松联结、正常联结和严密联结定心精度高花键联结的特点 导向性好承载力量强理论上花键有小径d、大径D和键侧面B三种定心方式。矩形花键装配型式分为：①固定联结②紧滑动联结③滑动联结矩形花键结合的极限与协作选用是指确定联结精度和装配型式。矩形花键联结精度的选用主要依据定心精度和传递扭矩大小。几何公差为了保证内、外花键小径定心外表的协作性质，故小径承受包涵要求；一般规定位置度公差，并承受最大实体要求，位置度公差用于掌握对称度和等分度误差；对单件和小批量生产规定对称度，并承受独立原则。第9章螺纹结合的精度设计与检测螺纹五要素：牙型、直径、线数、导程和旋向。螺纹种类：严密螺纹、一般螺纹(紧固螺纹)和传动螺纹一般螺纹分粗牙和细牙两种。内螺纹小径