孔晓玲版公差与测量技术绪论课件.ppt

1、精度与测量,中国农业大学 刘景云,2020年7月13日,第一章,绪 论,绪 论,第一章,第一节 互换性概述,第二节 优先数和优先数系,第三节 课程的研究对象 及任务,第一节 互换性概述,第一章,绪 论,一、互换性概念及其作用,1互换性概念 互换性的事例： (1)灯泡坏了，换上； (2)自行车辐条断了，可更换； (3)汽车、拖拉机、柴油机、联合收割机、水泵等有些零部件性能降低或失效，更换； (4)现代化的汽车、拖拉机厂，每隔几分钟便可完成装配。,互换性概念及其作用,互换性概述,由于这些零、部件具有互换性的缘故。,零件能否互换，是以装入机器后满足产品性能为标志： 一：零件几何参数满足装配性和使用性

2、要求； 二：零件的物理、化学性能等参数满足产品功能要求。,互换性,互换性概念及其作用,两个条件都具备的，称为功能互换。,称为几何参数互换。,互换性概述,在一批产品规格相同的零件中任取一件，不需要对零件进行辅助加工或钳工修配便可装配到机器上，且符合装配技术要求和使用性能。,注意： 本课程只讨论几何参数的互换性。,？,2互换性的作用 1）在设计中的作用,互换性概念及其作用,互换性概述,2）在制造中的作用,3）在使用与维修中的作用,设计时，尽量采用按互换性原则设计的标准件、通用件，可以减少计算、绘图等工作，缩短设计时间，为产品品种多样化和产品结构性能的不断改进创造有利条件。,制造时，零件按互换性原则

3、进行设计，可以合理地进行生产分工和组织专业化生产，采用先进工艺方法和高效能专用设备，实现机械化、自动化生产。因而互换性是提高生产水平和文明生产的有力手段。,使用和维修时，零件具有互换性更为重要。用具有互换性的零件来更换已磨损或损坏的零件，将简化修理工艺，缩短修理周期和降低修理费用，保证机器工作连续性，使机器的综合经济效益提高。,现代工业生产中，互换性已成为一个应普遍遵循的指导原则。 互换性对改善产品的综合经济效益，提高质量和可靠性以及寿命等方面具有特别的重要意义。 应当注意，互换性原则不是在任何情况下都适用，当只有采取单个配制(配作)才符合经济原则时，零件就不能互换。,互换性概念及其作用,互换

4、性概述,二、零件互换性的条件,制造一批同类型、同规格的零件，要求它们的几何参数（尺寸、形状、位置和表面粗糙度等）绝对准确不仅是不可能的，而且也没有必要。 只要根据机器的功能和使用要求，将零件的实际几何参数的误差限制在一定范围内，这些零件就能实现互换。,零件互换性的条件,互换性概述,零件的实际几何参数允许的变动范围，称为几何参数公差,由尺寸公差、形状、位置公差和表面粗糙度等组成,三、互换性的总类,根据互换程度的不同，零件的互换性可分为完全互换和不完全互换。 1完全互换是指完工后的一批零件，在装配时无需附加的分组、挑选或修配，任取其一装到机器上，即能满足规定的装配要求。,互换性的总类,如汽车、拖拉

5、机的变速箱零件、齿轮、轴、滚动轴承（外互换）、螺钉、螺母等。,2不完全互换(也称有限互换)是指完工后的一批零件，在装配时要经过分组和选择的手续，装配时按相应组进行。这种分组装配的零件，只能在同组内互换。,如汽车、拖拉机发动机上的缸套、活塞、活塞销。,互换性概述,互换性的总类,互换性概述,在进行机器产品设计时，对于那些易耗件、通用件、标准件以及批量生产、外协生产应遵循完全互换原则。 当零部件结构复杂、装配要求高，经过综合评定其技术经济指标后（如产品精度、生产规模、设备条件、技术水平）再决定用完全互换或有限互换原则。,互换性的总类,互换性概述,四、标准化的意义,为了实现互换性，零部件的尺寸从其几何

6、参数必须在其规定的公差范围内，这是对生产技术而言的。 从组织生产来说，如同类产品的规格太多，或者规格相同而规定的公差大小不同、就会给实现互换性带来很大的困难。 为了实现互换性生产，必须使各个分散的、局部的生产部门和生产环节之间保持必要的技术统一，以形成一个统一的整体，标准与标准化正是建立这种关系的重要手段，是实现互换性生产的基础。,标准化的意义,互换性概述,1标准 为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复特征的物品（如产品、零部件等）和概念（如术语、规则、方法、代号、量值等），在总结科学试验和生产实践的基础上，由有关方面协调制订，经主管部门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依

7、据。 国家标准局颁布的标准： 优先数和优先数系 GB/T321-2005； 标准尺寸 GB/T2822-2005； 极限与配合 GB/T1800.14； 形状和位置公差 GB/T11821184； 表面粗糙度 GB/T3505-2000等。,互换性概述,标准化的意义,2标准化 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、不断提高的过程。,互换性概述,标准化的意义,互换性概述,标准,基础标准,产品标准,安全标准,方法标准,卫生标准,在一定范围内作为其它标准的

8、基础，并普遍使用、具有广泛指导意义的标准。 如极限与配合、形状和位置公差等标准等。,标准化的意义,第二节 优先数和优先数系,第一章,绪 论,工程上各种技术参数的简化、协调和统一是标准化的一项重要内容。,在产品设计和制订技术标准时，涉及到很多技术参数，这些技术参数在生产各环节中往往不是孤立的。当选定一个数值作为某种产品的参数指标后，这个数值就会按一定的规律向一切相关的制品、材料等的有关参数指标传播扩散。,参数之间这种相互关联、不断扩散的特征叫“数值的扩散”。,例如：动力机械的功率和转速数值确定后，会传播到有关机器的相应参数上，还会传播到其本身的轴、轴承、键、齿轮、联轴节等一整套零部件的尺寸和材料

9、特性参数上，传播到加工和检验这些零部件的刀具、量具、夹具及专用机床等的相应参数上。,优先数和优先数系,优先数和优先数系是一种科学的数值制度，也是国际上统一的数值分级制度。 它不仅适用于标准的制订，也适用于标准制订前的规划、设计，从而把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化的轨道。 优先数系是国际上统一的一个重要的基础标准。 国家标准优先数和优先数系GB/T321-2005以及在该标准的基础上制定的标准尺寸标准GB/T2822-2005，在确定产品的参数或参数系列时，必须最大限度地采用。,优先数和优先数系,一、优先数系和优先数的概念,概念,优先数和优先数系,优先数系是由公比为 的十进等比数列。

10、所谓十进是指项值中，包括 或 这些数。这里n为整数，如n0、1、2、3。则数列项值为1101001000， 和 10.10.0l0.001，称为十进段。 在GB321-2005优先数和优先数系规定了r值是：5，10，20，40，80。,优先数系的系列用Rr表示，即：R5，R10，R20，R40，R80，其中R5、R10、R20、R40称为基本系列。R80作为补充系列，一般用于分级更密的场合。 各系列的公比分别为： R5系列： 1.5849 1.60 R10系列： 1.2589 1.25 R20系列： 1.1220 1.12 R40系列： 1.0593 1.06 R80系列： 1.0292 1.

11、03,概念,优先数和优先数系,优先数系的各系列中的任一个项值均为优先数。 根据优先数和优先数系GB/T321-2005的规定，优先数和优先数系适用于各种量值的分级，特别是在确定产品的参数或参数系列时，必须按该标准规定，最大限度地采用，这就是“优先”的概念。,概念,优先数和优先数系,二、优先数系的结构,1基本系列与补充系列 基本系列指R5、R10、R20、R40系列，是优先数系中的常用系列。 补充系列指R80系列，只有当基本系列无法满足实际需要时，才允许采用。,结构,优先数和优先数系,为了更大限度地简化和统一机械制造中刀具、量具、毛坯以及原材料等的规格尺寸，同时照顾到已经广泛使用的习惯数值，由优

12、先数的常用值和一部分化整值组成化整系列，分别以Ra5，Ra10，Ra20，Ra40表示，以区别于R5，R10,R20，R40。,结构,优先数和优先数系,结构,优先数和优先数系,结构,2优先数的派生系列,派生系列 是从基本系列或补充系列中每隔p项取值导出的变形系列，以Rr/p表示。 例如派生系列R10/3就是在R10系列中从某一项开始，向后每数3项取一项导出新的系列。为1.00，2.00，4.00，8.00,优先数和优先数系,三、优先数系的应用,应用,优先数系由于疏密适当，符合标准化的统一、简化和协调的原则，无论是在产品系列设计和工艺装备的设计(如夹具、刀具、量具等)以及原材料规格、各类标准的制

13、订等方面的工作中，有广泛的适度性。 在选择数系时，优先选用基本系列，并遵从“先疏后密”的原则，即R5优先于R10，R10优先于R20，R20 优先于R40的顺序，使产品规格大小疏密相间合理，这对制造和使用都是极为重要的。,优先数和优先数系,应用,任何产品或标准都有许多参数，如规格、性能、型式、尺寸等。往往不可能使产品的所有参数都采用优先数，但决定产品性能的主要参数则应最大限度采用。 在设计任何产品时，就应有意识地使主要参数符合优先数，使其在设计开始就纳入标准化轨道。,优先数和优先数系,应用,优先数和优先数系,第三节 课程的研究对象 及任务,第一章,绪 论,一、课程的性质,课程性质,本课程是工科

14、类各专业的一门技术基础课程，它担负着联系机械设计与制造类课程的纽带作用。,研究对象及任务,二、课程的研究对象,研究对象,本课程是从“精度”与“误差”两方面去分析研究机械零件及机构的几何参数的。,研究对象及任务,机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。,加工误差是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的偏差程度。误差是精度的度量。,误差与公差的关系,误差：一批零件加工完成后，其尺寸 的变动范围。 公差：零件在设计时，尺寸所允许的 变动范围。 关系：误差应小于或等于公差。,研究对象,研究对象及任务,三、课程的研究任务,研究任务,通过本课程的学习，使学生获得互换性、标准化

15、及检测技术方面的基本知识，初步掌握精度设计的基本技能，为今后从事机电产品的设计、制造和科研工作打下坚实的基础。,研究对象及任务,研究任务,机械产品的设计过程： （1）运动设计： （2）结构设计： （3）几何量精度设计： 零件加工后的实际几何形体与设计要求的理想的形体相一致的程度，称之为几何量精度。 零件的几何量精度直接影响使用性能和质量。 几何量精度往往用公差来要求，所以零件的加工误差应小于或等于公差。,研究对象及任务,研究任务,研究对象及任务,研究任务,掌握机械行业中常用的术语定义。 熟悉尺寸、形位、表面等几何精度标准。 对各标准基本会选用：在装配图上，根据给定条件会标注公差与配合；在零件图上，会标注尺寸、形位、表面等技术要求。 了解测量的基本知识，会选择和使用各种常用的量具和量仪。 掌握几种典型零件的公差与配合标准及应用。,研究对象及任务,研究任务,研究对象及任务,互换性 与 测量技术基础 使零件具有互换性 使互换性可实行的技术措施 基本原则、总纲 属于计量学的范畴 属于标准化的范畴 公差标准 保证公差实行的必要检验,公差 与 测量技术,课程体系：综合性的技术基础课,四、学时的分