自學(xué)考試專題：互換性原理與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

1、02609互換性原理與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)緒言1互換性：同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，不需修配就能裝到機(jī)器上，達(dá)到規(guī)定的要求，這樣的零件就具有互換性。2優(yōu)先數(shù)系中R20系列是基本系列。3機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的互換性通常包括幾何參數(shù)和機(jī)械性能的互換。4對(duì)廠際協(xié)作，應(yīng)采用完全互換法；而廠內(nèi)生產(chǎn)的零部件的裝配，可以采用不完全互換法。5完全互換：裝配時(shí)不需附加選擇或調(diào)整的互換稱為完全互換。6在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中，互換性有哪些主要作用？答：a)為重要零件制造的專業(yè)化創(chuàng)造了條件。b)有利于降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。c)縮短機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)間，促進(jìn)產(chǎn)品的開發(fā)。d)可減少修理機(jī)器的時(shí)間和費(fèi)用。第一章 孔與軸的極限與配合

2、1在最大實(shí)體狀態(tài)下，孔的最大實(shí)體尺寸為孔的最小極限尺寸。2最大實(shí)體尺寸：是指在最大實(shí)體狀態(tài)下的尺寸，即孔的最小極限尺寸和軸的最大極限尺寸的統(tǒng)稱。3最小實(shí)體尺：是指在最小實(shí)體狀態(tài)下的尺寸，即孔的最大極限尺寸和軸的最小極限尺寸的統(tǒng)稱。4體外作用尺寸：指被測(cè)要素在指定長(zhǎng)度上，與實(shí)際孔體外相接的最大理想軸或與實(shí)際軸體外相接的最小理想孔的直徑或?qū)挾取?設(shè)計(jì)時(shí)給定的尺寸稱為基本尺寸，通過測(cè)量獲得的尺寸稱為實(shí)際尺寸。6尺寸公差：是指允許尺寸的變動(dòng)量，即最大極限尺寸與最小極限尺寸之差，或上偏差與下偏差之差。 7間隙公差：是允許間隙的變動(dòng)量，它等于最大間隙與最小間隙之差，也等于相配合的孔公差與軸公差之和。 8公

3、差帶：在公差帶圖解中，由代表上偏差和下偏差或最大極限尺寸和最小極限尺寸的兩條線所限定的區(qū)域，稱為公差帶。 9在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)公差的等級(jí)共分為20級(jí)。10在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，尺寸公差帶包括公差帶的大小和位置兩個(gè)參數(shù)。11影響標(biāo)準(zhǔn)公差因子的主要因素有加工誤差和測(cè)量誤差等。12標(biāo)準(zhǔn)公差：是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用以確定公差帶大小的任一公差值。由公差等級(jí)系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)公差因子來決定。13當(dāng)公差帶在零線以上時(shí)，其基本偏差為下偏差。 14配合：基本尺寸相同的相互結(jié)合的孔或軸公差帶之間的關(guān)系。15基孔制配合：基本偏差為一定的孔公差帶與不同基本偏差的軸公差帶成形各種配合的一種制度，其基準(zhǔn)孔的基本偏差（下偏差）為零。16按照相

4、互配合的孔、軸公差帶相對(duì)位置的不同，配合可分成間隙配合、過渡配合、過盈配合三類。17相互配合的孔、軸公差之和等于配合公差。1850H7/p6的配合性質(zhì)為過盈配合。19關(guān)于公差與配合，50+0.013 0mm比25+0.013 0mm的精度高。20對(duì)于間隙配合，用公差帶圖來表示，孔的公差帶在軸的公差帶之上（含相接）。21對(duì)于同一配合而言，完全互換與不完全互換相比公差要求較高。22工作時(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)要求，孔、軸的配合應(yīng)選用間隙配合。23在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的各公差等級(jí)的應(yīng)用范圍中，公差等級(jí)IT7IT8用于一般精度要求配合；IT9IT10用于一般要求的配合；IT11IT12用于不重要的的配合。24基本偏差為

5、m的軸的公差帶與基準(zhǔn)孔H的公差帶形成過渡配合。25對(duì)于孔，J ZC(Js除外)的基本偏差為ES 。26選擇配合類別要點(diǎn)：1）具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面用間隙配合，2）無相對(duì)運(yùn)動(dòng)并以連結(jié)為主要功能的配合用過盈配合，3）無相對(duì)運(yùn)動(dòng)并以定位導(dǎo)向?yàn)橹饕δ艿呐浜嫌眠^渡配合。27選擇非基準(zhǔn)件基本偏差的方法有：類比法，計(jì)算法，試驗(yàn)法28在設(shè)計(jì)中，孔、軸基準(zhǔn)制選擇要點(diǎn)：a)一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用基孔制，因?yàn)榧庸た妆燃庸ぽS要難，可大大減少定值刀具、量具的規(guī)格和數(shù)量。b)同一基本尺寸的軸上要裝配幾個(gè)不同的配合的零件，可采用基軸制。c)與標(biāo)準(zhǔn)件配合時(shí)，基準(zhǔn)制的選擇通常依標(biāo)準(zhǔn)件而定。d)為滿足特殊需要，允許采用任一孔、軸

6、公差帶組成配合。第二章 長(zhǎng)度測(cè)量基礎(chǔ)1測(cè)量過程包括：測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法和測(cè)量準(zhǔn)確度等四個(gè)要素。 2測(cè)量對(duì)象主要是指幾何量，包括長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度以及形位誤差等。 3檢驗(yàn)是確定被測(cè)幾何量是否在規(guī)定的極限范圍之內(nèi)，從而判斷其是否合格，而無需得出被測(cè)量的具體數(shù)值。4在進(jìn)行尺寸系列測(cè)量時(shí)，測(cè)量精度明顯受到環(huán)境溫度的影響，此溫度誤差為系統(tǒng)誤差。5精密度是表示多次測(cè)量數(shù)值重復(fù)的一致程度的指標(biāo)。6在多次重復(fù)測(cè)量中，正確度表明系統(tǒng)誤差大小程度。7根據(jù)測(cè)量誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可將測(cè)量誤差分成系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩種基本類型。8系統(tǒng)誤差在重復(fù)條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真

7、值之差，稱為系統(tǒng)誤差。9 隨機(jī)誤差測(cè)量結(jié)果與在重復(fù)條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值之差，稱為隨機(jī)誤差。 10若隨機(jī)誤差符合正態(tài)分布，且無系統(tǒng)誤差和粗大誤差，則測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)置信概率為99.73的分布范圍是3。11在長(zhǎng)度測(cè)量誤差中，隨機(jī)誤差的特性：a)對(duì)稱性：絕對(duì)值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)大致相等。b)單峰性：絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多。c)有界性：在一定條件下，誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過一定的限度。d)抵償性：對(duì)同一量在同一條件下進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，其隨機(jī)誤差的數(shù)學(xué)平均值隨測(cè)量次數(shù)的增加而趨于零。12尺寸測(cè)量中的實(shí)體基準(zhǔn)包括線紋尺和量塊。 13根據(jù)量規(guī)的用途不同可分

8、為 工作量規(guī)、驗(yàn)收量規(guī)和校對(duì)量規(guī)三類。 14按“等”使用量塊時(shí)，是用量塊的實(shí)際尺寸，而不是量塊的標(biāo)稱尺寸。 15機(jī)械制造業(yè)中的一般角度量?jī)x有角度量塊、測(cè)角儀或分度頭等。16選用不同的量塊組成所需尺寸時(shí)，為了減少量塊的組合誤差，量塊數(shù)量一般不超過4塊。17量塊分級(jí)的主要依據(jù)包括：量塊長(zhǎng)度的極限偏差、量塊長(zhǎng)度變動(dòng)的允許量、測(cè)量面的平面度、量塊的研合性及測(cè)量面的表面粗糙度等。 18量塊的公稱尺寸兩相互平行的測(cè)量面幾何中心之間的距離即為量塊的工作長(zhǎng)度，又稱為標(biāo)稱長(zhǎng)度。19在長(zhǎng)度尺寸測(cè)量中，量塊的主要作用：a)作為實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，用以體現(xiàn)測(cè)量單位，并作為尺寸傳遞的媒介。b)用于檢定和校準(zhǔn)計(jì)量器具。c)比較測(cè)量

9、中用于調(diào)整儀器的零位。d)用于加工中機(jī)床的調(diào)整和工件的檢驗(yàn)等。20在選擇計(jì)量器具檢測(cè)工件時(shí)，為了防止對(duì)工件的“誤收”和“誤廢”，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的驗(yàn)收極限是內(nèi)縮式。21游標(biāo)卡尺主尺的刻線間距為1mm。22測(cè)量誤差有哪幾種？如何判斷測(cè)量誤差的類型？答：系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差，粗大誤差。用殘余誤差觀察法判斷系統(tǒng)誤差，用3判斷粗大誤差23對(duì)某一尺寸進(jìn)行等精度測(cè)量多次，求測(cè)量結(jié)果：（1）判斷有無系統(tǒng)誤差：，（2）求算術(shù)平均值（3）求殘余誤差（4）求標(biāo)準(zhǔn)偏差（5）求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果：第三章 形位公差及檢測(cè)1形狀公差：是指單一實(shí)際要素形狀所允許的變動(dòng)全量。2在形狀公差中，公差帶為垂直于軸線的任一正截面上的兩同

10、心圓間的區(qū)域指的是圓度。3圓柱度的公差帶與徑向全跳動(dòng)公差帶形狀相同。4圓柱形零件的徑向跳動(dòng)誤差與圓度誤差不同。5形位公差帶包括公差帶的形狀、方向、位置和大小四個(gè)因素6圓柱度的公差帶為兩同心圓之間區(qū)域。7定向公差是指關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對(duì)基準(zhǔn)在方向上允許的變動(dòng)參量，主要包括：平行度、垂直度及傾斜度三種。8圓度公差帶：是垂直于軸線的任一正截面上半徑差為公差值的兩同心圓間的區(qū)域。9在形位公差中，徑向圓跳動(dòng)包含圓度誤差。10在形位公差中，對(duì)稱度屬于位置公差。11定位公差包括同軸度、對(duì)稱度、位置度等12在圖樣上標(biāo)注形位公差，當(dāng)公差值前面加注時(shí)，該被測(cè)要素的公差帶形狀應(yīng)為圓形或圓柱形。13定位公差既控制被測(cè)要素的

11、位置誤差，又控制被測(cè)要素的方向和形狀誤差。14若某平面對(duì)基準(zhǔn)軸線的端面全跳動(dòng)為0.04mm, 則它對(duì)同一基準(zhǔn)軸線的端面圓跳動(dòng)一定小于0.04mm。15在形位公差項(xiàng)目中，對(duì)稱度屬于定位公差。16跳動(dòng)公差是按測(cè)量方法定義的位置公差。17在公差項(xiàng)目中，任意方向上中心要素的平行度的公差帶的幾何形狀為圓柱體。18與端面對(duì)軸線的垂直度要求相同的跳動(dòng)公差帶是端面全跳動(dòng)。19國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形位公差等級(jí)大部分項(xiàng)目都是12級(jí)，只有圓度、圓柱度為13級(jí)。20確定形位公差值的方法主要有類比法和計(jì)算法等。21獨(dú)立原則：是指圖樣上給定的形位公差與尺寸公差是彼此獨(dú)立相互無關(guān)的，并應(yīng)分別滿足要求。22理想邊界是指具有一定尺寸

12、大小和正確幾何形狀的理想包容面，用于綜合控制實(shí)際要素的尺寸偏差和形位誤差。 23徑向圓跳動(dòng)公差帶是在垂直于基準(zhǔn)軸線的任一測(cè)量平面內(nèi)，半徑差為公差值，且圓心在基準(zhǔn)軸線上的兩同心圓之間的區(qū)域。24圓柱度公差與徑向全跳動(dòng)公差，二者的聯(lián)系與區(qū)別圓柱度公差帶：是半徑差為公差值的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。徑向全跳動(dòng)公差帶：是半徑差為公差值，且與基準(zhǔn)軸線同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域。二者的公差帶形狀相同，但徑向全跳動(dòng)公差帶的軸線與基準(zhǔn)軸線同軸，而圓柱度公差帶的軸線是浮動(dòng)的，隨圓柱度誤差的形狀而定。徑向全跳動(dòng)是被測(cè)圓柱度誤差和同軸度誤差的綜合反映。25在相關(guān)原則中，最小實(shí)體要求的容： a)要求實(shí)際要素遵守最小實(shí)體實(shí)

13、效邊界。 b)當(dāng)實(shí)際尺寸偏離最小實(shí)體尺寸時(shí)，允許其形位誤差超出圖樣上給定的公差值。 c)其局部尺寸必須在最大實(shí)體尺寸與最小實(shí)體尺寸之間。 應(yīng)用的目的：最小實(shí)體要求僅用于中心要素，其目的是保證零件的的最小壁厚和設(shè)計(jì)強(qiáng)度。26采用類比法確定形位公差值時(shí)，應(yīng)考慮的因素：a)在同一要素上給定的形狀公差值要小于位置公差值。b)圓柱形零件的形位公差值（軸線直線度除外）一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值。c)平行度公差值應(yīng)小于其相應(yīng)的距離公差值。27最大實(shí)體要求包含的主要內(nèi)容：a)要求實(shí)際要素遵守最大實(shí)體實(shí)效邊界。b)當(dāng)實(shí)際尺寸偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)，允許其形狀公差超出圖樣上給定的公差值.c)要素的局部實(shí)際尺寸應(yīng)在最

14、大實(shí)體尺寸與最小實(shí)體尺寸之間。使用場(chǎng)合：僅用于中心要素，保證裝配的互換28公差要求實(shí)例：例一：1）被測(cè)要素采用的公差原則是最大實(shí)體要求；2）實(shí)效尺寸DMV = Dmintg = 400.025 = 39.975 mm；例二：1）被測(cè)要素采用的公差原則是最大實(shí)體要求；2）實(shí)效尺寸dMV = dmax + tg = 20 + 0.008 = 20.008 mm；第四章 表面粗糙度及檢測(cè)1表面粗糙度是指加工表面所具有的較小間距和微小峰谷的一種微觀幾何形狀誤差。 2機(jī)械零件的表面粗糙度對(duì)其使用性能的影響：a)對(duì)配合性質(zhì)有影響b)對(duì)耐磨性有影響c)對(duì)機(jī)器零件工作精度有影響d)對(duì)抗腐蝕性有影響e)對(duì)可靠性

15、和使用壽命有影響3表面粗糙度的測(cè)量方法主要有：比較法、光切法，干涉法、針描法等。 4在車間生產(chǎn)中評(píng)定表面粗糙度輪廓參數(shù)最常用的方法是比較法。5表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)中，輪廓支承長(zhǎng)度率能影響表面支承剛度和耐磨性6影響表面耐磨程度的表面粗糙度參數(shù)是輪廓支撐長(zhǎng)度率。7新國(guó)標(biāo)中評(píng)定表面粗糙度的高度參數(shù)有輪廓算術(shù)平均偏差和輪廓最大高度。8新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表面粗糙度評(píng)定參數(shù)中Rsm 屬于間距參數(shù)。9評(píng)定表面粗糙度的間距參數(shù)有：輪廓單峰平均間距、輪廓微觀不平度的平均間距等。10國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定表面粗糙度的參數(shù)由高度參數(shù)、間距參數(shù)和綜合參數(shù)組成。 11取樣長(zhǎng)度：用于判別被評(píng)定輪廓的不規(guī)則特征的x軸方向上的長(zhǎng)度。12

16、輪廓算術(shù)平均偏差：是指取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值。表示表面特征是用去除材料的方法獲得，Ra的最大允許值為1.6m，加工方法為磨削。13在設(shè)計(jì)中，零件表面粗糙度選擇應(yīng)遵循的主要原則：a)在滿足表面功能條件下，盡量選用較大的表面粗糙度參數(shù)。b)同一零件，工作表面的粗糙度參數(shù)值要小于非工作面。c)運(yùn)動(dòng)速度高、單位壓力大的摩擦表面，表面粗糙度參數(shù)值要小。d)受循環(huán)載荷和應(yīng)力集中的部分，表面粗糙度參數(shù)值要小。e)配合性質(zhì)要求高的的結(jié)合表面，表面粗糙度參數(shù)值要小。第五章 光滑極限量規(guī)1 光滑極限量規(guī)：是一種無刻度的專用檢驗(yàn)工具，它只能確定工件是否在允許的的極限尺寸范圍內(nèi)，而不能測(cè)量出工件的實(shí)際

17、尺寸。2檢驗(yàn)軸徑的光滑極限量規(guī)叫卡規(guī)或環(huán)規(guī)；檢驗(yàn)孔徑的光滑極限量規(guī)叫塞規(guī)。3按被測(cè)孔的最大實(shí)體尺寸制造的塞規(guī)叫通規(guī)。4根據(jù)泰勒原則，“止規(guī)”用于控制工件的實(shí)際尺寸。5根據(jù)泰勒原則，“通規(guī)”用于控制工件的體外作用尺寸。6量規(guī)根據(jù)用途不同可分為工作量規(guī)、驗(yàn)收量規(guī)和校對(duì)量規(guī)三類。7設(shè)計(jì)光滑極限量規(guī)時(shí)，應(yīng)遵循泰勒原則。第六章 滾動(dòng)軸承的公差與配合1滾動(dòng)軸承的尺寸精度有：軸承內(nèi)徑、外徑、內(nèi)圈寬度、外圈寬度和裝配高度的尺寸公差。2滾動(dòng)軸承組成零件之間應(yīng)選用不完全互換性，以便于采用分組裝配法裝配。 3滾動(dòng)軸承按其承受負(fù)荷的方向，可分為向心軸承、向心推力軸承和推力軸承三種。 4在下列滾動(dòng)軸承的公差等級(jí)中，精度

18、最高的是2級(jí)。5軸承承受局部載荷，宜采用較小的間隙配合或較松的過渡配合。6軸承套圈與外殼或軸宜采用較松的過渡配合的場(chǎng)合是定向負(fù)荷。7在機(jī)械制造中應(yīng)用最廣、精度等級(jí)最低的向心軸承等級(jí)是0級(jí)。8滾動(dòng)軸承單一平面平均內(nèi)（外）徑的公差帶的基本偏差為零。9在裝配圖上,62JS6的外殼孔與0級(jí)圓柱滾子軸承外圈配合處標(biāo)注的代號(hào)為62 JS6。10國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滾動(dòng)軸承的公差等級(jí)按尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度分級(jí)。11軸承套圈所承受的負(fù)荷的類型可分為：定向負(fù)荷、旋轉(zhuǎn)負(fù)荷、擺動(dòng)負(fù)荷等。其相應(yīng)的配合的選擇：1）定向負(fù)荷：承受定向負(fù)荷的套圈與外殼孔或軸的配合，應(yīng)選較松的過渡配合或較小的間隙配合。2）旋轉(zhuǎn)負(fù)荷：承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的套

19、圈與軸（或外殼孔）相配合，應(yīng)選過盈配合或較緊的過渡配合。3）擺動(dòng)負(fù)荷：承受擺動(dòng)負(fù)荷的套圈，特別是重載情況下，內(nèi)、外圈都應(yīng)采用過盈配合。12在滾動(dòng)軸承配合設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮的因素：a負(fù)荷類型：軸承上的負(fù)荷相對(duì)于套圈的旋轉(zhuǎn)情況。 b)負(fù)荷大小, c)軸承游隙：即軸承的徑向間隙, d)軸承的旋轉(zhuǎn)精度和速度, e)軸承的工作溫度。第七章 尺寸鏈1尺寸鏈按計(jì)量單位不同，可分為長(zhǎng)度尺寸鏈和角度尺寸鏈。 2尺寸鏈的特點(diǎn)為尺寸鏈的 封閉性和制約性。3根據(jù)不同的要求，尺寸鏈的計(jì)算習(xí)慣上分為正計(jì)算和反計(jì)算兩類。4概率法也稱大數(shù)互換法，用此法可將組成環(huán)公差放大，既有利于零件加工，又能滿足封閉環(huán)的精度要求。5尺寸鏈：在機(jī)

20、器裝配和零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組。6尺寸鏈中的補(bǔ)償環(huán)：在尺寸鏈計(jì)算中，可通過改變?cè)摥h(huán)的尺寸大小和位置使封閉環(huán)達(dá)到規(guī)定的要求而預(yù)先選定的組成環(huán)稱為補(bǔ)償環(huán)。7尺寸鏈的正計(jì)算：已知各組成環(huán)的公差和極限偏差，計(jì)算封閉環(huán)的公差與極限偏差，又稱公差控制計(jì)算。第九章 螺紋公差及檢測(cè)1螺紋中徑合格性判斷準(zhǔn)則是泰勒原則。2在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，公制普通螺紋的牙形角為60。3國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，公制螺紋的大徑的基本尺寸為螺紋的公稱直徑。 4普通螺紋聯(lián)接的主要要求是可旋合性和聯(lián)接可靠性。5根據(jù)使用場(chǎng)合不同，可將螺紋精度劃分成：精密級(jí)、粗糙級(jí)、中等級(jí)。6螺紋按用途可分為緊固螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋。7影響螺紋互換