第1章 绪论26308

1、1,互换性与测量技术基础 叶 寒 实验室:机电学院机制所D120 电话Email: ,2,第1章 绪 论,计划学时：1.5学时,本章要点,标准和标准化,优先数和优先数系,互换性、公差的概念,3,第一章 绪论,互换性与测量技术基础,4,1.1 互换性与公差的概念,1) 互换性概念 日常生活中常见现象：灯泡的更换；螺钉螺母；轴承,5,互换性,互换性是指在同一规格的一批零件或部件中， 任取其一，不需经过挑选或修配(例如钳工修理)， 就能装在机器上， 并能达到规定的功能要求。,机械制造、仪器仪表的互换性，通常包括下述几部分：几何参数互换(如尺寸)、机械性能互换(如硬度、强度等

2、)以及理化性能互换(如化学成分、导电性等)等等。本课程仅讨论几何参数的互换性。,？满足互换性的一类产品要满足什么条件,6,公差,2) 公差 给几何量一定的变动范围公差 允许尺寸、几何形状和相互位置误差变动的范围,所谓几何参数主要指尺寸大小、几何形状(包括微观几何形状及宏观几何形状)以及形面间的相互位置关系等。为了完全满足互换性的要求，同一规格的零、部件的几何参数做得完全一致是最理想的，但在实践中是不可能的，因为加工误差是永远存在的，同时也是不必要的。,7,互换性分类,按互换程度分为： 完全互换：要求零部件在装配时，不需要挑选和辅助加工，安装后就能保证预定的使用性能要求。 零部件厂际协作应采用完

3、全互换，如螺栓、轴承 不完全互换：允许零部件在装配前预先分组，这类互换又称为有限互换。,3) 互换性分类,8,互换性分类,不完全互换：发动机的活塞销与活塞销孔 装配精度要求很高（常温过盈量为0.00250.0075），采用完全互换将使零件的制造公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工。这时，我们可将零件的制造公差适当的放大，使之便于加工。零件加工完后，再用测量器具将零件按实际尺寸大小分为若干组，使每组零件间实际尺寸的差别减小，装配时按相应的组进行装配。大孔与大轴相配，小孔与小轴相配。这样既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工困难，降低成本。,9,互换性分类,不具有互换性产品的装配：修配法

4、普通车床的尾顶尖与主轴顶尖连线应与机床导轨平行(即两轴线相对机床导轨等高)，为避免出现废品就采用钳工修配的方法进行装配。,10,互换性的作用,2. 互换性的作用,使用过程：,方便替换,缩短维修时间和节约费用,生产制造：,专业化协调生产,提高产品质量和生产效率,装配过程：,缩短装配时间,提高效率,产品设计：,简化绘图、计算,加速产品更新换代,？为什么要讨论互换性,11,现代制造业的生产特点：规模大、分工细、协作生产 ？如何协调各局部的生产部门：实现互换性生产 标准和标准化 1)标准 是指为了在一定的范围内获取最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的一种规范性文件。,1.2

5、 标准和标准化,12,标准的分类 按照标准的使用范围 国家标准GB 中国标准化管理委员会 / 行业标准JB、地方标准DB和企业标准QB 按标准性质分 强制性和推荐性两类。 标准化法规定：保障人体健康，人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准是强制性标准，其他标准是推荐性标准。,1.2 标准和标准化,13,按照标准化对象分 技术标准、管理标准和工作标准三大类。 技术标准是指对标准化领域中需要协调统一的技术事项所制定的标准。技术标准包括基础技术标准、产品标准、工艺标准、检测试验方法标准，及安全、卫生、环保标准等。 管理标准是指对标准化领域中需

6、要协调统一的管理事项所制定的标准。管理标准包括管理基础标准，技术管理标准，经济管理标准，行政管理标准，生产经营管理标准等。 工作标准是指对工作的责任、权利、范围、质量要求、程序、效果、检查方法、考核办法所制定的标准。工作标准一般包括部门工作标准和岗位（个人）工作标准。,1.2 标准和标准化,14,“CCC”：英文名称为“China Compulsory Certification”， “中国强制认证”，目前3C认证主要针对电器产品。 ISO 国际标准化组织 International Organization for Standardization /iso/

7、home.htm 2) 标准化 标准化是指制定标准、贯彻标准和修改标准的全过程。,1.2 标准和标准化,15,1.3 优先数系,引言：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。 设计中使用公称直径为13mm/19mm的螺钉？（查普通螺纹基本尺寸国家标准 GB/T 196-2003）,16,17,为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选

8、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（GB3211980）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。 国家标准规定优先数系采用十进制等比数列作为优先数系. 优先数包括1、10、100、10n以及0.1、0.01、 10-n等，把1到10，10到100分段，每一段之间按照等比数列样式进行细分。,1.3 优先数系,18,1.3 优先数系,国标规定每一区间按五个公比形成的优先数，分别用R5，Rl0，R20、R40，R80表示国标中规定的五个优先数系的公比分别为： R5系列 公比为 1.6； R10系列 公比为1.25； R20系列

9、 公比为1.12； R40系列 公比为1.06； R80系列 公比为1.03； 例如：在区间1，10中，R5系列有1、1.6、2.5、4.0、6.3、10几个优先数； (优先数系参见表1-1)。,19,派生系列：从基本系列中逢n项选取一个优先数组成的新的系列, 如R10/3,即在Rl0数列中按逢3项取l项的数列（1、2、4、8）。 问题: 公比是无理数 ? 表1-1优先数是否符合。 解决方法： 优先数分为理论值 计算值（5位有效数字，供精确计算用） 常用值（工程用，取3位有效数字） 化整值（取2位有效数字）,1.3 优先数系,20,1.3 优先数系,优先数系的特点： 任意两项间的相对差均匀，近

10、似不变（为何不采用等比数列。） 具有相关性（上一级优先数隔项取值得下一系列优先数） 优先数（理论值）的积商仍为优先数。 优先数系的选用： 一般机械产品的主要参数通常按R5系列和R10系列；专用工具的主要尺寸按Rl0系列；通用型材（角钢 工字钢 圆钢等，有兴趣的可查设计手册）,21,1.4 研究对象和学习方法,一般来说，在机械产品的设计过程中，需要进行以下三方面的分析计算： （1）运动分析与计算。根据机器或机构应实现的运动，由运动学原理，确定机器或机构的合理的传动系统，选择合适的机构或元件，以保证实现预定的动作，满足机器或机构的运动方面的要求。（机械原理、机械设计） （2）强度的分析与计算。根据强度、刚度等方面的要求，决定各个零件的合理的基本尺寸，进行合理的结构设计，使其在工作时能承受规定的负荷，达到强度和刚度方面的要求。（工程力学） （3）几何精度的分析与计算。零件基本尺寸确定后，还需要进行精度计算，以决定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数和公差。（公差与技术测量，机械设计与制造的纽带） 本课程的研究对象：机械零部件的精度设计。,22,23,24,本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，学完本课程后应达到如下要求： 掌握互换性和标准化的基本概念； 了解本课