互換性與測(cè)量緒論

1、 機(jī)械系胡珍珍 研究機(jī)械設(shè)計(jì)中是怎樣正確合理的確定各種零研究機(jī)械設(shè)計(jì)中是怎樣正確合理的確定各種零部件的部件的幾何精度幾何精度及相互間的及相互間的配合關(guān)系配合關(guān)系，著重研究測(cè)著重研究測(cè)量工具和儀器的測(cè)量原理及正確使用方法，掌握一量工具和儀器的測(cè)量原理及正確使用方法，掌握一定的測(cè)量技術(shù)，具體要求如下：定的測(cè)量技術(shù)，具體要求如下： 1 1. .初步建立互換性的基本概念，熟悉有關(guān)公差初步建立互換性的基本概念，熟悉有關(guān)公差配合的基本術(shù)語(yǔ)和定義。配合的基本術(shù)語(yǔ)和定義。 2 2. .了解多種公差標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)是圓柱體公差與配了解多種公差標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)是圓柱體公差與配合，形位公差以及表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)。合，形位公差以及表

2、面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)。 3 3. .基本掌握公差與配合的選擇原則和方法，學(xué)基本掌握公差與配合的選擇原則和方法，學(xué)會(huì)正確使用各種工具書(shū)，并能完成重點(diǎn)公差的圖樣會(huì)正確使用各種工具書(shū)，并能完成重點(diǎn)公差的圖樣標(biāo)注。標(biāo)注。課程性質(zhì)課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，將標(biāo)準(zhǔn)化和計(jì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，將標(biāo)準(zhǔn)化和計(jì)量學(xué)的有關(guān)部分有機(jī)的結(jié)合在一起，而量學(xué)的有關(guān)部分有機(jī)的結(jié)合在一起，而且涉及機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造，質(zhì)量控制且涉及機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造，質(zhì)量控制等多方面。等多方面。特點(diǎn)特點(diǎn)：概念多，涉及標(biāo)準(zhǔn)多。：概念多，涉及標(biāo)準(zhǔn)多。1 1、李柱等編，互換性與技術(shù)測(cè)量、李柱等編，互換性與技術(shù)測(cè)量幾何產(chǎn)品技術(shù)幾何產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范與認(rèn)證規(guī)范與認(rèn)證GPSGPS，

3、高等教育出版社，高等教育出版社，200420042 2、王伯平，互換性與技術(shù)測(cè)量，高等教育出版社，、王伯平，互換性與技術(shù)測(cè)量，高等教育出版社，200520053 3、萬(wàn)書(shū)亭，互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)，電子工業(yè)出、萬(wàn)書(shū)亭，互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)，電子工業(yè)出版社，版社，200720074 4、機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用叢書(shū)編委會(huì)、機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用叢書(shū)編委會(huì) 編，編，形狀與位置公差形狀與位置公差機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用叢書(shū)，中國(guó)計(jì)量出版社叢書(shū)，中國(guó)計(jì)量出版社難點(diǎn)內(nèi)容：難點(diǎn)內(nèi)容： 機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本原則及主要方法機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本原則及主要方法。重點(diǎn)內(nèi)容：重點(diǎn)內(nèi)容： 1

4、 1、掌握互換性概念及其應(yīng)具備的兩個(gè)條件；、掌握互換性概念及其應(yīng)具備的兩個(gè)條件； 2 2、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)先數(shù)、技術(shù)、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)先數(shù)、技術(shù) 測(cè)量的術(shù)測(cè)量的術(shù)語(yǔ)及定義；語(yǔ)及定義； 3 3、了解機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本理論及方法、了解機(jī)械精度設(shè)計(jì)的基本理論及方法 舉例：舉例：機(jī)器上的螺釘、燈泡，自行車(chē)、縫紉機(jī)、機(jī)器上的螺釘、燈泡，自行車(chē)、縫紉機(jī)、鐘表上的零部件。鐘表上的零部件。 1 1、 互換性的基本概念互換性的基本概念 ( (1 1）、互換性含義）、互換性含義 在在同一規(guī)格同一規(guī)格的一批零件和部件中，的一批零件和部件中，任取其一，任取其一，不需任何挑選或附加修配不需任何挑選或附加修配（如鉗工修配）（

5、如鉗工修配），就能裝在機(jī)器就能裝在機(jī)器（或部件）上，（或部件）上，達(dá)到規(guī)定的功達(dá)到規(guī)定的功能要求能要求。B B：不完全互換性：不完全互換性 特點(diǎn)：因特殊原因，只允許零件在一定范內(nèi)特點(diǎn)：因特殊原因，只允許零件在一定范內(nèi) 互換?；Q。( ( 2 2）、互換性分類(lèi)）、互換性分類(lèi)1)1)、讓互換性的程度分類(lèi)：、讓互換性的程度分類(lèi)：完全互換完全互換和和不完全互換不完全互換A A完全互換性完全互換性 特點(diǎn)：不限定互換范圍，以零部件裝配或更特點(diǎn)：不限定互換范圍，以零部件裝配或更 換時(shí)不需要挑選或修配為條件，換時(shí)不需要挑選或修配為條件，100%100%的互換。的互換。 舉例舉例： 滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體，內(nèi)圈，滾動(dòng)

6、軸承的滾動(dòng)體，內(nèi)圈， 外圈和保持架（隔離架）之間的外圈和保持架（隔離架）之間的 互換性為內(nèi)互換性；軸承內(nèi)圈和互換性為內(nèi)互換性；軸承內(nèi)圈和 軸頸的配合及外圈和機(jī)座孔的配軸頸的配合及外圈和機(jī)座孔的配 合為外互換性合為外互換性。2 2）、按互換的部位分類(lèi)）、按互換的部位分類(lèi)：內(nèi)互換和外互換內(nèi)互換和外互換A. A. 內(nèi)互換：部件或機(jī)構(gòu)內(nèi)部組成零件間的互換性。內(nèi)互換：部件或機(jī)構(gòu)內(nèi)部組成零件間的互換性。B. B. 外互換：部件或機(jī)構(gòu)與其相配件間的互換性。外互換：部件或機(jī)構(gòu)與其相配件間的互換性。2 2、互換性應(yīng)同時(shí)具備的兩個(gè)條件、互換性應(yīng)同時(shí)具備的兩個(gè)條件 1 1）不需要輔助加工及修配便能裝配與更換；）不需

7、要輔助加工及修配便能裝配與更換； 2 2）裝配與更換后能滿(mǎn)足使用和生產(chǎn)上的需求）裝配與更換后能滿(mǎn)足使用和生產(chǎn)上的需求。 3 3、互換性包括、互換性包括幾何參數(shù)幾何參數(shù)和機(jī)械性能的互換和機(jī)械性能的互換 A A 、機(jī)械性能、機(jī)械性能包括很多方面，例如：剛度、強(qiáng)度、包括很多方面，例如：剛度、強(qiáng)度、硬度、傳熱性、導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性還有其它物理化硬度、傳熱性、導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性還有其它物理化學(xué)參數(shù)等學(xué)參數(shù)等。 B B、幾何參數(shù)一般包括、幾何參數(shù)一般包括尺寸大小尺寸大小、幾何形狀幾何形狀（宏、宏、微觀）以及微觀）以及相互位置關(guān)系相互位置關(guān)系等。等。 本課程只討論本課程只討論幾何參數(shù)幾何參數(shù)的互換。的互換。使用

8、維修方面：使用維修方面：減少了機(jī)器維修的時(shí)間和費(fèi)用，提高減少了機(jī)器維修的時(shí)間和費(fèi)用，提高了機(jī)器的使用價(jià)值。了機(jī)器的使用價(jià)值。4 4、互換性在機(jī)械制造中的作用、互換性在機(jī)械制造中的作用設(shè)計(jì)方面：設(shè)計(jì)方面：可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡(jiǎn)化了繪圖和計(jì)算工作，縮短了設(shè)標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡(jiǎn)化了繪圖和計(jì)算工作，縮短了設(shè)計(jì)周期，并有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的多樣化。計(jì)周期，并有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的多樣化。 制造方面：制造方面：有利于組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進(jìn)工有利于組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進(jìn)工藝和高效率的專(zhuān)用設(shè)備，有利于計(jì)算機(jī)輔助制造，及藝和高效率

9、的專(zhuān)用設(shè)備，有利于計(jì)算機(jī)輔助制造，及實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程和裝配過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程和裝配過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化。5 5、 互換性的生產(chǎn)簡(jiǎn)史互換性的生產(chǎn)簡(jiǎn)史互換性生產(chǎn)是隨著生產(chǎn)的發(fā)展而產(chǎn)生發(fā)展的?；Q性生產(chǎn)是隨著生產(chǎn)的發(fā)展而產(chǎn)生發(fā)展的。 對(duì)有配合要求的零件，最初是按照對(duì)有配合要求的零件，最初是按照“配置配置”的方式制造。以孔配軸，以軸配孔，裝配時(shí)必須的方式制造。以孔配軸，以軸配孔，裝配時(shí)必須對(duì)號(hào)入座，生產(chǎn)效率低。對(duì)號(hào)入座，生產(chǎn)效率低?；Q性生產(chǎn)是從出現(xiàn)第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)開(kāi)始的。互換性生產(chǎn)是從出現(xiàn)第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)開(kāi)始的。 按一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的孔或軸來(lái)制造軸或孔，不久這種按一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的孔或軸來(lái)制造軸或孔，不久這種標(biāo)

10、準(zhǔn)的孔或軸做成標(biāo)準(zhǔn)的孔或軸做成卡規(guī)或環(huán)規(guī)。卡規(guī)或環(huán)規(guī)。 標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)是單個(gè)使用，對(duì)零件要求過(guò)高（要求標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)是單個(gè)使用，對(duì)零件要求過(guò)高（要求恰好緊密的通過(guò)零件），其使用受得限制。恰好緊密的通過(guò)零件），其使用受得限制。 極限量規(guī)的產(chǎn)生極限量規(guī)的產(chǎn)生 事實(shí)上，使用要求不是絕對(duì)的，間隙略事實(shí)上，使用要求不是絕對(duì)的，間隙略有變動(dòng)只要不超過(guò)一定范圍，也能滿(mǎn)足使用有變動(dòng)只要不超過(guò)一定范圍，也能滿(mǎn)足使用要求，也就允許孔、軸實(shí)際尺寸在一定范圍要求，也就允許孔、軸實(shí)際尺寸在一定范圍內(nèi)變動(dòng)。內(nèi)變動(dòng)。 故按孔、軸的允許最大尺寸和最小尺寸故按孔、軸的允許最大尺寸和最小尺寸，分別做成兩套量規(guī)，即，分別做成兩套量規(guī)，即極限量

11、規(guī)。極限量規(guī)。 應(yīng)用應(yīng)用 首先應(yīng)用于兵器工業(yè)，接著應(yīng)用于各種首先應(yīng)用于兵器工業(yè)，接著應(yīng)用于各種兵器、制造行業(yè)。兵器、制造行業(yè)。 環(huán)規(guī) 塞規(guī) 卡規(guī)二二、公差標(biāo)準(zhǔn)和幾何量的測(cè)量（、公差標(biāo)準(zhǔn)和幾何量的測(cè)量（公差標(biāo)準(zhǔn)公差標(biāo)準(zhǔn)化化） 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是規(guī)模大，協(xié)作單現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是規(guī)模大，協(xié)作單位多，互換性要求高，為了正確協(xié)調(diào)各生產(chǎn)部位多，互換性要求高，為了正確協(xié)調(diào)各生產(chǎn)部門(mén)和準(zhǔn)確銜接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，必須有一種協(xié)調(diào)手門(mén)和準(zhǔn)確銜接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，必須有一種協(xié)調(diào)手段，使分散的局部的生產(chǎn)部門(mén)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持段，使分散的局部的生產(chǎn)部門(mén)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持必要的技術(shù)統(tǒng)必要的技術(shù)統(tǒng) 一。成為一個(gè)有機(jī)的整體，以一。成為一個(gè)

12、有機(jī)的整體，以實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)。 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn)化正是聯(lián)系這種關(guān)系的主要途正是聯(lián)系這種關(guān)系的主要途徑和手段，是實(shí)現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)徑和手段，是實(shí)現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)。1 1） 公差標(biāo)準(zhǔn)公差標(biāo)準(zhǔn) A A 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)產(chǎn)品和工程建設(shè)質(zhì)量、規(guī)對(duì)產(chǎn)品和工程建設(shè)質(zhì)量、規(guī)格及檢驗(yàn)方面所作的技術(shù)規(guī)定。格及檢驗(yàn)方面所作的技術(shù)規(guī)定。 我 國(guó) 的 技 術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 分 三 級(jí) ：我 國(guó) 的 技 術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 分 三 級(jí) ： 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn)國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn)（GBGB）、）、部門(mén)標(biāo)準(zhǔn)部門(mén)標(biāo)準(zhǔn)（專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如（專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如JBJB）、）、企業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。 B B 公差標(biāo)準(zhǔn)：公差標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)零件的公差和相互配

13、合所制對(duì)零件的公差和相互配合所制訂的標(biāo)準(zhǔn)。訂的標(biāo)準(zhǔn)。 在國(guó)際上，為了促進(jìn)世界各國(guó)在技術(shù)上的在國(guó)際上，為了促進(jìn)世界各國(guó)在技術(shù)上的統(tǒng)一，成立了統(tǒng)一，成立了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（簡(jiǎn)稱(chēng)（簡(jiǎn)稱(chēng)ISO）和）和國(guó)際電工委員會(huì)國(guó)際電工委員會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)（簡(jiǎn)稱(chēng)IEC），由這兩個(gè)組織），由這兩個(gè)組織負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 2 2）加工誤差和公差）加工誤差和公差 A A 加工誤差：加工過(guò)程中產(chǎn)生的尺寸、加工誤差：加工過(guò)程中產(chǎn)生的尺寸、幾何形狀和相互位置誤差。幾何形狀和相互位置誤差。 B B 公差：公差：允許零件幾何參數(shù)的變動(dòng)量允許零件幾何參數(shù)的變動(dòng)量稱(chēng)為公差，稱(chēng)為公差，也就是也就是由設(shè)計(jì)

14、人員給定的允許零件由設(shè)計(jì)人員給定的允許零件的最大誤差。的最大誤差。三、計(jì)量技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介三、計(jì)量技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介 1 1、米的定義、米的定義 第一個(gè)米的定義第一個(gè)米的定義 17911791年，法國(guó)議會(huì)批準(zhǔn)了達(dá)特蘭提出的年，法國(guó)議會(huì)批準(zhǔn)了達(dá)特蘭提出的以通過(guò)巴黎的地球子午線的以通過(guò)巴黎的地球子午線的1/4000 1/4000 萬(wàn)為萬(wàn)為1m1m的的定義。定義。 歷時(shí)歷時(shí)6 6年，測(cè)量了西班牙巴塞羅那到法年，測(cè)量了西班牙巴塞羅那到法國(guó)敦克爾刻的地球子午線長(zhǎng)度。國(guó)敦克爾刻的地球子午線長(zhǎng)度。 1795 1795年，法國(guó)國(guó)民議會(huì)頒布新的度量衡年，法國(guó)國(guó)民議會(huì)頒布新的度量衡制度，米的長(zhǎng)度以制度，米的長(zhǎng)度以“自北

15、極到赤道段經(jīng)過(guò)巴自北極到赤道段經(jīng)過(guò)巴黎的子午線的一千萬(wàn)分之一黎的子午線的一千萬(wàn)分之一”為標(biāo)準(zhǔn)。為標(biāo)準(zhǔn)。 1799 1799年測(cè)繪學(xué)家的大地測(cè)量工作最終完成，按測(cè)年測(cè)繪學(xué)家的大地測(cè)量工作最終完成，按測(cè)量結(jié)果制作了量結(jié)果制作了3.5x20mm3.5x20mm矩形截面的鉑桿，以此桿兩矩形截面的鉑桿，以此桿兩端之間的距離為端之間的距離為1m1m，此桿保存在巴黎檔案局，成為，此桿保存在巴黎檔案局，成為檔案米尺。檔案米尺。 1872 1872年，在法國(guó)召開(kāi)的討論米制的第二次國(guó)際會(huì)年，在法國(guó)召開(kāi)的討論米制的第二次國(guó)際會(huì)議上，決定放棄檔案尺的米定義，以鉑銥合金制造議上，決定放棄檔案尺的米定義，以鉑銥合金制造的

16、米原器來(lái)代替。的米原器來(lái)代替。 瑞士日內(nèi)瓦物理公司，制作了瑞士日內(nèi)瓦物理公司，制作了3131根鉑銥合金尺。根鉑銥合金尺。 18751875年年5 5月月2020日，日，1717個(gè)國(guó)家簽署了米制公約簽訂，個(gè)國(guó)家簽署了米制公約簽訂，決定成立國(guó)際計(jì)量局（決定成立國(guó)際計(jì)量局（BIPMBIPM）。）。 這是計(jì)量學(xué)走向國(guó)家統(tǒng)一的里程碑。這一天這是計(jì)量學(xué)走向國(guó)家統(tǒng)一的里程碑。這一天稱(chēng)為稱(chēng)為“國(guó)際計(jì)量日國(guó)際計(jì)量日”。 1889 1889年，第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（年，第一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（GCGPMGCGPM）召開(kāi)。）召開(kāi)。遴選了與保存在巴黎檔案局的檔案尺數(shù)值最為接近遴選了與保存在巴黎檔案局的檔案尺數(shù)值最為接近的第

17、六號(hào)尺，批準(zhǔn)為國(guó)際米原器，并宣布的第六號(hào)尺，批準(zhǔn)為國(guó)際米原器，并宣布“該米原該米原器以后在冰融點(diǎn)溫度時(shí)代表長(zhǎng)度的米單位器以后在冰融點(diǎn)溫度時(shí)代表長(zhǎng)度的米單位”。保存。保存在巴黎國(guó)際權(quán)度局（現(xiàn)稱(chēng)國(guó)際計(jì)量局）。精度：一在巴黎國(guó)際權(quán)度局（現(xiàn)稱(chēng)國(guó)際計(jì)量局）。精度：一般認(rèn)為般認(rèn)為0.3m0.3m。 1927 1927年，第七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)進(jìn)一步明確：年，第七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)進(jìn)一步明確：“長(zhǎng)度的單位是米，規(guī)定為國(guó)際計(jì)量局（長(zhǎng)度的單位是米，規(guī)定為國(guó)際計(jì)量局（BIPMBIPM）所）所保存的鉑銥尺上所刻的兩條中間刻線的軸線在保存的鉑銥尺上所刻的兩條中間刻線的軸線在0C0C時(shí)時(shí)的距離的距離” 第二個(gè)米的定義第二個(gè)米的

18、定義 1960 1960年，第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式批準(zhǔn)廢除年，第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式批準(zhǔn)廢除鉑銥米原器。鉑銥米原器。 米定義：米定義：“米等于米等于8686KrKr原子的原子的2 2P10P10和和5d5d5 5能級(jí)能級(jí)間的躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射在真空中波長(zhǎng)的間的躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射在真空中波長(zhǎng)的165076.73165076.73個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度?！?8686KrKr譜線寬度為譜線寬度為5x105x1044nm,nm,干涉能力約為干涉能力約為750mm750mm，波長(zhǎng)不確定度為，波長(zhǎng)不確定度為1x101x10-8-8, ,它比米原器或鎘它比米原器或鎘紅線的準(zhǔn)確高度約一個(gè)數(shù)量級(jí)。紅線的準(zhǔn)確高

19、度約一個(gè)數(shù)量級(jí)。 CIPM CIPM（國(guó)際計(jì)量委員會(huì)）還通過(guò)建議，規(guī)定（國(guó)際計(jì)量委員會(huì)）還通過(guò)建議，規(guī)定了生產(chǎn)了生產(chǎn)8686KrKr基準(zhǔn)輻射的放電管形成、參數(shù)和使用基準(zhǔn)輻射的放電管形成、參數(shù)和使用條件。并認(rèn)為在滿(mǎn)足使用條件時(shí)，其輻射波長(zhǎng)在條件。并認(rèn)為在滿(mǎn)足使用條件時(shí)，其輻射波長(zhǎng)在1x101x10-8-8范圍內(nèi)等于未受擾動(dòng)原子所發(fā)射的波長(zhǎng)。范圍內(nèi)等于未受擾動(dòng)原子所發(fā)射的波長(zhǎng)。 第三個(gè)定義 1960 1960年激光誕生。年激光誕生。 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代初，激光穩(wěn)頻技術(shù)的發(fā)展，使激年代初，激光穩(wěn)頻技術(shù)的發(fā)展，使激光的復(fù)現(xiàn)性和易于應(yīng)用方面已大大優(yōu)于光的復(fù)現(xiàn)性和易于應(yīng)用方面已大大優(yōu)于8686

20、KrKr基準(zhǔn)，基準(zhǔn)，且由激光頻率測(cè)量及給定的光速值所導(dǎo)出的激光且由激光頻率測(cè)量及給定的光速值所導(dǎo)出的激光波長(zhǎng)的準(zhǔn)確度比波長(zhǎng)的準(zhǔn)確度比8686KrKr基準(zhǔn)輻射更好。同時(shí)，對(duì)于天基準(zhǔn)輻射更好。同時(shí)，對(duì)于天文和大地測(cè)量領(lǐng)域，保持光速值不變具有重要意文和大地測(cè)量領(lǐng)域，保持光速值不變具有重要意義，因此，米定義咨詢(xún)委員會(huì)（義，因此，米定義咨詢(xún)委員會(huì)（CCDMCCDM）認(rèn)為用光）認(rèn)為用光速定義米的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。速定義米的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。 19831983年國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)新的米定義：年國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)新的米定義：“米等米等于光在真空中于光在真空中299792458299792458分之一秒時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)分之一

21、秒時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長(zhǎng)度路徑的長(zhǎng)度”。1、優(yōu)先數(shù)與優(yōu)先數(shù)系的引入、優(yōu)先數(shù)與優(yōu)先數(shù)系的引入 在機(jī)械設(shè)計(jì)中，常常需要確定很多參數(shù)，而這在機(jī)械設(shè)計(jì)中，常常需要確定很多參數(shù)，而這些參數(shù)往往不是孤立的，一旦選定，些參數(shù)往往不是孤立的，一旦選定，這個(gè)數(shù)值就這個(gè)數(shù)值就會(huì)按照一定規(guī)律，向一切有關(guān)的參數(shù)傳播會(huì)按照一定規(guī)律，向一切有關(guān)的參數(shù)傳播。例如，。例如，螺栓的尺寸一旦確定，將會(huì)影響螺母的尺寸、絲螺栓的尺寸一旦確定，將會(huì)影響螺母的尺寸、絲錐板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的錐板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的鉆頭的尺寸等。由于數(shù)值如此不斷關(guān)聯(lián)、不斷傳鉆頭的尺寸等。由于數(shù)值如此不斷關(guān)聯(lián)、不斷傳播，

22、所以，播，所以，機(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意機(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意確定。確定。 為使產(chǎn)品的參數(shù)選擇能遵守統(tǒng)一的規(guī)律，使參為使產(chǎn)品的參數(shù)選擇能遵守統(tǒng)一的規(guī)律，使參數(shù)選擇一開(kāi)始就納入標(biāo)準(zhǔn)化軌道，必須對(duì)各種技數(shù)選擇一開(kāi)始就納入標(biāo)準(zhǔn)化軌道，必須對(duì)各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值作出統(tǒng)一規(guī)定。術(shù)參數(shù)的數(shù)值作出統(tǒng)一規(guī)定。優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系系國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB32180）就是其中最重要的）就是其中最重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。 2 2、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系 （1 1）數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化）數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化 制定公差標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)零

23、件的結(jié)構(gòu)參數(shù)制定公差標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，都需要通過(guò)數(shù)值表示。時(shí)，都需要通過(guò)數(shù)值表示。任何產(chǎn)品的參數(shù)值任何產(chǎn)品的參數(shù)值不僅與自身的技術(shù)特性有關(guān)，還直接、間接地不僅與自身的技術(shù)特性有關(guān)，還直接、間接地影響與其配套系列產(chǎn)品的參數(shù)值影響與其配套系列產(chǎn)品的參數(shù)值。如：螺母直。如：螺母直徑數(shù)值，影響并決定螺釘直徑數(shù)值以及絲錐、徑數(shù)值，影響并決定螺釘直徑數(shù)值以及絲錐、螺紋塞規(guī)、鉆頭等系列產(chǎn)品的直徑數(shù)值。由于螺紋塞規(guī)、鉆頭等系列產(chǎn)品的直徑數(shù)值。由于參數(shù)值間的關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的擴(kuò)散稱(chēng)為參數(shù)值間的關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的擴(kuò)散稱(chēng)為“數(shù)值擴(kuò)散數(shù)值擴(kuò)散”。 為為滿(mǎn)足不同的需求，產(chǎn)品必然出現(xiàn)不同滿(mǎn)足不同的需求，產(chǎn)品必然出現(xiàn)不同的規(guī)格

24、，形成系列產(chǎn)品。產(chǎn)品數(shù)值的雜亂無(wú)章的規(guī)格，形成系列產(chǎn)品。產(chǎn)品數(shù)值的雜亂無(wú)章會(huì)給組織生產(chǎn)、協(xié)作配套、使用維修帶來(lái)困難。會(huì)給組織生產(chǎn)、協(xié)作配套、使用維修帶來(lái)困難。故需對(duì)數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。故需對(duì)數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 （2 2） 優(yōu)先優(yōu)先數(shù)系數(shù)系 優(yōu)先數(shù)系是一種優(yōu)先數(shù)系是一種十進(jìn)制十進(jìn)制的幾何級(jí)數(shù)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的幾何級(jí)數(shù)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB321-80GB321-80與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISOISO推薦推薦R5R5、R10R10、R20R20、R40R40、R80R80系列，前四項(xiàng)為基本系列（見(jiàn)系列，前四項(xiàng)為基本系列（見(jiàn)表緒表緒- -1 1），），R80R80為補(bǔ)充系列。其公比為為補(bǔ)充系列。其公比為： R5 R5系列

25、系列 q51.6 q51.6 R10R10系列系列 q10q101.25 1.25 R20R20系列系列 q201.12 q201.12 R40R40系列系列 q40q401.06 1.06 R80 R80系列系列 q80q801.03 1.03 R5R51.001.001.601.602.502.504.004.006.306.3010.010.00 0R10R101.001.001.251.251.601.602.002.002.502.503.153.154.004.005.005.006.306.308.008.0010.010.00 0R20R201.001.001.121.121.

26、251.251.401.401.601.601.801.802.002.002.242.242.502.502.802.803.153.153.553.554.004.004.504.505.005.005.605.606.306.307.107.108.008.009.009.0010.0010.00R40R401.001.001.061.061.121.121.181.181.251.251.321.321.401.401.501.501.601.601.701.701.801.801.901.902.002.002.122.122.242.242.362.362.502.502.652.

27、652.802.803.003.003.153.153.353.353.553.553.753.754.004.004.254.254.504.504.754.755.005.005.305.305.605.606.006.006.306.306.706.707.107.107.507.508.008.008.508.509.009.009.509.5010.010.00 0（3 3）變形系列變形系列A派生系列派生系列從基本（或補(bǔ)充）系列中每隔從基本（或補(bǔ)充）系列中每隔P項(xiàng)導(dǎo)出項(xiàng)導(dǎo)出的系列。如的系列。如R20/3（1.0，）即是：）即是：1.0，1.40，2.0，2.8，。B.移位系列移位系列

28、它的公比與某一基本系列相同但項(xiàng)值不它的公比與某一基本系列相同但項(xiàng)值不同。例如：項(xiàng)值從同。例如：項(xiàng)值從25.8開(kāi)始的開(kāi)始的R80/8系列，系列，是項(xiàng)值從是項(xiàng)值從25.0開(kāi)始的開(kāi)始的R10系列的移位系列。系列的移位系列。C.復(fù)合系列復(fù)合系列 指幾個(gè)公比不同的系列組合而成的變指幾個(gè)公比不同的系列組合而成的變形系列。形系列。10，16，25，35.5，50，71，100，125，160就是由就是由R5、R20/3、R10三三個(gè)系列構(gòu)成的。個(gè)系列構(gòu)成的。 0.0120.012，0.0160.016，0.0200.020，0.0250.025，0.0320.032，0.0400.040，0.050.05，

29、 0.060.06， 0.080.08， 0.100.10， 0.1250.125，0.160.16，0.200.20， 0.250.25， 0.3150.315，0.400.40， 0.500.50， 0.630.63，0.800.80， 1.01.0， 1.251.25， 1.61.6， 2.02.0， 2.52.5，3.23.2， 4.04.0， 5.05.0， 6.36.3， 8.08.0， 10.010.0，12.512.5， 16.016.0， 20.020.0， 25.025.0， 31.531.5， 40.040.0，50.050.0， 63.063.0， 80.080.0，

30、1001003、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的特點(diǎn)、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系的特點(diǎn) 優(yōu)先數(shù)系的五個(gè)系列中任一個(gè)項(xiàng)值均為優(yōu)先數(shù)優(yōu)先數(shù)系的五個(gè)系列中任一個(gè)項(xiàng)值均為優(yōu)先數(shù)。按。按公比計(jì)算得到的優(yōu)先數(shù)的理論值，除公比計(jì)算得到的優(yōu)先數(shù)的理論值，除10的整數(shù)冪外，都的整數(shù)冪外，都是無(wú)理數(shù)，工程技術(shù)上不能直接應(yīng)用。是無(wú)理數(shù)，工程技術(shù)上不能直接應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用的都是實(shí)際應(yīng)用的都是經(jīng)過(guò)圓整后的近似值經(jīng)過(guò)圓整后的近似值。根據(jù)圓整的精確程度，可分為：。根據(jù)圓整的精確程度，可分為： （1）計(jì)算值：取五位有效數(shù)字，供精確計(jì)算用。）計(jì)算值：取五位有效數(shù)字，供精確計(jì)算用。 （2）常用值：即經(jīng)常使用的通常所稱(chēng)的優(yōu)先數(shù)，取）常用值：即經(jīng)常使用的通常

31、所稱(chēng)的優(yōu)先數(shù)，取三位有效數(shù)字。三位有效數(shù)字。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)先數(shù)系分檔合理，疏密均勻，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)先數(shù)系分檔合理，疏密均勻，有廣泛的適用性，簡(jiǎn)單易記，便于使用廣泛的適用性，簡(jiǎn)單易記，便于使用。常見(jiàn)的量值，如。常見(jiàn)的量值，如長(zhǎng)度、直徑、轉(zhuǎn)速及功率等分級(jí)，基本上都是按一定的長(zhǎng)度、直徑、轉(zhuǎn)速及功率等分級(jí)，基本上都是按一定的優(yōu)先數(shù)系進(jìn)行的。本課程所涉及的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里，諸如尺優(yōu)先數(shù)系進(jìn)行的。本課程所涉及的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里，諸如尺寸分段、公差分級(jí)及表面粗糙度的參數(shù)系列等，基本上寸分段、公差分級(jí)及表面粗糙度的參數(shù)系列等，基本上采用優(yōu)先數(shù)系。采用優(yōu)先數(shù)系。五、幾何量的檢測(cè)五、幾何量的檢測(cè) 完工后的零件是否滿(mǎn)足

32、公差要求，要通過(guò)檢完工后的零件是否滿(mǎn)足公差要求，要通過(guò)檢測(cè)加以判斷。測(cè)加以判斷。檢測(cè)包含檢驗(yàn)與測(cè)量。檢測(cè)包含檢驗(yàn)與測(cè)量。 檢驗(yàn)檢驗(yàn)是確定零件的幾何參數(shù)是否在規(guī)定的極是確定零件的幾何參數(shù)是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，并作出合格性判斷，而不必得出被限范圍內(nèi)，并作出合格性判斷，而不必得出被測(cè)量的具體數(shù)值；測(cè)量的具體數(shù)值； 測(cè)量測(cè)量是將被測(cè)量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)是將被測(cè)量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定被測(cè)量的具體數(shù)值的過(guò)程。行比較，以確定被測(cè)量的具體數(shù)值的過(guò)程。 意義：意義：檢測(cè)不僅用來(lái)評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量，而且檢測(cè)不僅用來(lái)評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量，而且用于分析產(chǎn)生不合格品的原因，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，用于分析產(chǎn)生不合格品

33、的原因，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，監(jiān)督工藝過(guò)程，預(yù)防廢品產(chǎn)生。監(jiān)督工藝過(guò)程，預(yù)防廢品產(chǎn)生。檢測(cè)是機(jī)械制造檢測(cè)是機(jī)械制造的的“眼睛眼睛”。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計(jì)和加工精。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，除設(shè)計(jì)和加工精度的提高外，往往更有賴(lài)于檢測(cè)精度的提高。所度的提高外，往往更有賴(lài)于檢測(cè)精度的提高。所以，合理地確定公差與正確進(jìn)行檢測(cè)，是保證產(chǎn)以，合理地確定公差與正確進(jìn)行檢測(cè)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個(gè)必不可少的條件品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個(gè)必不可少的條件和手段。和手段。六、機(jī)械精度設(shè)計(jì)概述六、機(jī)械精度設(shè)計(jì)概述 一般來(lái)說(shuō)，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要一般來(lái)說(shuō)，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要進(jìn)行以下三方面的分析計(jì)算：進(jìn)行以下三方面的分析計(jì)算： （1）運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算。根據(jù)機(jī)器或機(jī)構(gòu)應(yīng)實(shí)。根據(jù)機(jī)器或機(jī)構(gòu)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，確定機(jī)器或機(jī)構(gòu)的合現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，確定機(jī)器或機(jī)構(gòu)的合理的傳動(dòng)系統(tǒng)，選擇合適的機(jī)構(gòu)或元件，以保證理的傳動(dòng)系統(tǒng)，選擇合適的機(jī)構(gòu)或元件，以保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作，滿(mǎn)足機(jī)器或機(jī)構(gòu)的運(yùn)