PPT《互換性與測(cè)量技術(shù)》課件

1、互換性與測(cè)量技術(shù)互換性與測(cè)量技術(shù) 第一章 緒 論第一章 緒論 本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)指導(dǎo) 本章從互換性角度出發(fā)，圍繞誤差與公差來研究如何解決使用與制造的矛盾。解決這一矛盾要依靠合理確定公差和采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)測(cè)量手段。通過本章學(xué)習(xí)，要求讀者理解互換性、公差、誤差的概念；了解有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)先數(shù)的術(shù)語及定義；了解技術(shù)測(cè)量的目的及本課程的任務(wù)及要求。 案例導(dǎo)入在日常生活中，人們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況：家里的燈泡壞了，自行車上的螺栓丟了，買一個(gè)相同規(guī)格的換上即可正常使用，非常方便、快捷。那么請(qǐng)問：一個(gè)M8的六角頭螺栓與什么樣的螺母相匹配？如何保證螺母的任意互換？螺母在加工過程中產(chǎn)生的誤差如何控制？如何知道螺母具有互

2、換性？1.1 互換性的基本概念1.1.1 互換性的含義所謂互換性是指機(jī)械產(chǎn)品在裝配時(shí)，同一規(guī)格的零件或部件能夠不經(jīng)選擇、不經(jīng)調(diào)整、不經(jīng)修配，就能保證機(jī)械產(chǎn)品使用性能要求的一種特性。互換性可分為廣義的互換性和狹義的互換性。廣義的互換性是指機(jī)器的零件在各種性能方面都具有互換性，如零件的幾何參數(shù)、物理性能、化學(xué)性能等。狹義的互換性是指機(jī)器的零部件只滿足幾何參數(shù)方面的要求，如：尺寸大小、幾何形狀、位置和表面粗糙度的要求。本課程只研究零件幾何參數(shù)方面的互換性。1.1 互換性的基本概念1.1.2 互換性的種類1.完全互換2. 不完全互換1.1 互換性的基本概念1.1.3 互換性的作用互換性是現(xiàn)代化生產(chǎn)的基

3、本技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則，無論大量生產(chǎn)還是單件生產(chǎn)，都應(yīng)遵循這一原則?；Q性廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及使用、維修等方面。在設(shè)計(jì)方面，有利于最大限度采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，大大簡(jiǎn)化繪圖和計(jì)算工作，縮短設(shè)計(jì)周期。便于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)。在制造方面，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。在使用、維修方面，可以減少機(jī)器的維修時(shí)間和費(fèi)用，保證機(jī)器能連續(xù)持久地運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了機(jī)器的使用壽命。 總之，互換性在提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面均具有重大意義。互換性生產(chǎn)對(duì)我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)具有十分重要的意義。1.2 互換性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)1.2.1 加工誤差和公差1. 加工誤差2. 公差

4、3. 加工誤差與公差的區(qū)別1.2 互換性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn)1. 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化是指以制定標(biāo)準(zhǔn)和貫徹標(biāo)準(zhǔn)為主要內(nèi)容的全部活動(dòng)過程。包括從調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象開始，經(jīng)試驗(yàn)、分析和綜合歸納，進(jìn)而制訂和貫徹標(biāo)準(zhǔn)，以后還要修訂標(biāo)準(zhǔn)等等。標(biāo)準(zhǔn)化是以標(biāo)準(zhǔn)的形式體現(xiàn)的，標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)不斷循環(huán)、不斷提高的過程。2. 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)重復(fù)性事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。1.2 互換性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)1.2.3 優(yōu)先數(shù)與優(yōu)先數(shù)系R5系列的公比： 1.60R10系列的公比： 1.25R20系列的公比： 1.

5、12R40系列的公比： 1.06R80系列的公比： 1.031.2 互換性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn) 1.2.4 幾何量的測(cè)量先進(jìn)的公差標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)零件的幾何參數(shù)分別給定合理的公差，設(shè)計(jì)出圖紙，然后加工成零件，零件的合格性還需采用相應(yīng)的技術(shù)測(cè)量措施，這樣，零件的使用功能和互換性才能得到保證。通過檢測(cè)，幾何參數(shù)的誤差控制在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，零件就合格，就能滿足互換性要求；反之，零件就不合格，就不能達(dá)到互換的目的。1.3 本課程的任務(wù)及要求 1.3.1 本課程的任務(wù)設(shè)計(jì)任何一臺(tái)機(jī)器，除了進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度和剛度計(jì)算之外，還要進(jìn)行精度設(shè)計(jì)。本課程從“公差”與“誤差”兩方面來分析研究機(jī)械零件精度設(shè)計(jì)的原則方法及

6、其檢測(cè)原理，即幾何參數(shù)的互換性。因?yàn)闄C(jī)器的精度直接影響到機(jī)器的工作性能、振動(dòng)、噪聲和壽命等，而且，科技越發(fā)達(dá)，對(duì)機(jī)械精度的要求越高，對(duì)互換性的要求也越高。所以，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，必須學(xué)習(xí)和研究互換性與測(cè)量技術(shù)中的最新科研成果。1.3 本課程的任務(wù)及要求 1.3.2 本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)生在完成本課程學(xué)習(xí)任務(wù)后，應(yīng)達(dá)到下列要求。(1)掌握互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的基本概念及有關(guān)術(shù)語和定義。(2)了解各公差標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容，掌握其特點(diǎn)和應(yīng)用原則。(3)初步學(xué)會(huì)根據(jù)機(jī)器和零件的功能要求，選用合適的公差與配合。(4)能夠查用本課程介紹的公差表格，正確標(biāo)注圖樣。(5)了解各種典型幾何量的測(cè)量方法，初步學(xué)會(huì)使用常用的

7、計(jì)量工具。1.4 本章實(shí)訓(xùn)1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容一批規(guī)格不同的的螺母與螺栓，用螺紋牙型樣板確定螺紋規(guī)格；把相同規(guī)格的螺母與螺栓自由旋合在一起；從國(guó)標(biāo)查出螺栓與螺母的尺寸規(guī)格，并確定其優(yōu)先數(shù)系列。2.實(shí)訓(xùn)目的理解互換性、公差、誤差、標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)先數(shù)、技術(shù)測(cè)量的概念。3.實(shí)訓(xùn)過程分析螺母螺紋的加工誤差與公差、標(biāo)準(zhǔn)化的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)先數(shù)列、測(cè)量方法。4.實(shí)訓(xùn)總結(jié)通過對(duì)螺栓與螺母自由旋合的分析，懂得零件的互換性由公差來保證，公差值的選擇通過國(guó)標(biāo)來實(shí)現(xiàn)，國(guó)標(biāo)的數(shù)值由優(yōu)先數(shù)系來確定，零件加工產(chǎn)生的誤差是否在公差范圍內(nèi)，則由檢測(cè)手段來進(jìn)行。1.5 習(xí) 題 填空題(1)實(shí)行專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)必須采用_原則。(2)互換性表現(xiàn)為對(duì)

8、產(chǎn)品零部件在裝配過程中的要求是：裝配前_，裝配中_，裝配后_。(3)影響零件互換的幾何參數(shù)是_誤差、_誤差、_誤差和表面粗糙度。(4)從零件的功能看，不必要求同一規(guī)格零件的幾何參數(shù)加工的_，只要求其在某一規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)，該允許變動(dòng)的范圍叫做_。1.5 習(xí) 題 選擇題(1)本課程研究的是零件( )方面的互換性。A.物理性能 B.幾何參數(shù) C.化學(xué)性能 D.尺寸(2)不完全互換一般用于( )的零部件，適合于部分場(chǎng)合。A.生產(chǎn)批量大、裝配精度高 B.生產(chǎn)批量大、裝配精度低C.生產(chǎn)批量小、裝配精度高 D.生產(chǎn)批量小、裝配精度低(3)標(biāo)準(zhǔn)按不同的級(jí)別頒發(fā)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)JB為( )標(biāo)準(zhǔn)。A.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) B.行業(yè)

9、標(biāo)準(zhǔn)C.地方標(biāo)準(zhǔn) D.企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(4)為使零件的( )具有互換性，必須把零件的加工誤差控制在給定的范圍內(nèi)。A.尺寸 B.形狀C.表面粗糙度 D.幾何參數(shù)1.5 習(xí) 題 判斷題(1)互換性要求零件按一個(gè)指定的尺寸制造。( )(2)完全互換的裝配效率必高于不完全互換。( )(3)當(dāng)零部件的裝配精度要求很高時(shí)，宜采用不完全互換生產(chǎn)。 ( )(4)有了公差標(biāo)準(zhǔn)，就能保證零件具有互換性。( )1.5 習(xí) 題 簡(jiǎn)答題(1)什么叫互換性？互換性的分類有哪些？(2)何謂標(biāo)準(zhǔn)化？標(biāo)準(zhǔn)化有何重要意義？(3)什么是優(yōu)先數(shù)系？市場(chǎng)上一般可以選購(gòu)到15W、25W、40W、60W、100W的白熾燈泡，試解釋此現(xiàn)象。(4)檢

10、測(cè)的目的與作用是什么？為什么要規(guī)定公差？公差的大小與技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益有何聯(lián)系？互換性與測(cè)量技術(shù)第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第二章測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)指導(dǎo) 本章主要研究測(cè)量過程的四個(gè)基本要素和對(duì)測(cè)量過程中產(chǎn)生的誤差如何進(jìn)行處理。通過本章的學(xué)習(xí)，要求讀者理解測(cè)量和測(cè)量誤差的概念；概括了解長(zhǎng)度的尺寸傳遞系統(tǒng)以及量塊分“級(jí)”和分“等”的依據(jù)；了解測(cè)量器具的分類和主要技術(shù)指標(biāo)；理解并掌握隨機(jī)誤差的特性；掌握測(cè)量誤差的處理方法和測(cè)量結(jié)果的表示方法。 案例導(dǎo)入如果要求測(cè)量某軸的直徑(約為30mm)，現(xiàn)有分度值為0.05mm的游標(biāo)卡尺、分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺、分度值為0.01mm的外徑千分尺和分度值為0.0

11、05mm的比較儀等幾種計(jì)量器具，選用哪一種量具比較適合？如果選定了計(jì)量器具后，測(cè)量了五次，測(cè)得值分別為30.020、30.022、30.019、30.023、30.021，那么如何確定測(cè)量誤差？對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)如何處理才能得到最接近該直徑真實(shí)值的測(cè)量結(jié)果？2.1 測(cè)量技術(shù)基本概念 2.1.1 測(cè)量的基本要素 1.測(cè)量的概念測(cè)量是指為了確定被測(cè)幾何量的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程，其實(shí)質(zhì)是將被測(cè)幾何量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而獲得兩者之比的過程 2.測(cè)量的基本要素 1)測(cè)量對(duì)象 2)計(jì)量單位 3) 測(cè)量方法 4)測(cè)量精度2.1 測(cè)量技術(shù)基本概念 2.1.2 長(zhǎng)度基準(zhǔn)與尺寸傳遞1.長(zhǎng)度基準(zhǔn) 為了保證長(zhǎng)

12、度測(cè)量的精度，首先需要確定一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度基準(zhǔn)。在1983年第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過了作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)米的新定義：“米是光在真空中在1/299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的路程”。由于激光穩(wěn)頻技術(shù)的發(fā)展，采用激光波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)具有很好的穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性。我國(guó)采用碘吸收穩(wěn)定的0.633微米氦氖激光輻射作為波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)來復(fù)現(xiàn)“米”定義。2.尺寸傳遞 為了能把光波波長(zhǎng)的長(zhǎng)度基準(zhǔn)應(yīng)用到實(shí)踐中，必須建立長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)，目前在實(shí)際應(yīng)用中，主要使用兩種實(shí)體基準(zhǔn)：線紋尺和量塊。先將光波波長(zhǎng)準(zhǔn)確地傳遞到基準(zhǔn)線紋尺和一等量塊，然后再由它們逐次傳遞到生產(chǎn)中所應(yīng)用的各種計(jì)量器具和被測(cè)工件上去，長(zhǎng)度量值傳遞系

13、統(tǒng)如圖2.1所示。2.1.2 長(zhǎng)度基準(zhǔn)與尺寸傳遞1.長(zhǎng)度基準(zhǔn) 為了保證長(zhǎng)度測(cè)量的精度，首先需要確定一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度基準(zhǔn)。在1983年第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上通過了作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)米的新定義：“米是光在真空中在1/299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所行進(jìn)的路程”。由于激光穩(wěn)頻技術(shù)的發(fā)展，采用激光波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)具有很好的穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性。我國(guó)采用碘吸收穩(wěn)定的0.633微米氦氖激光輻射作為波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)來復(fù)現(xiàn)“米”定義。2.尺寸傳遞 為了能把光波波長(zhǎng)的長(zhǎng)度基準(zhǔn)應(yīng)用到實(shí)踐中，必須建立長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)，目前在實(shí)際應(yīng)用中，主要使用兩種實(shí)體基準(zhǔn)：線紋尺和量塊。先將光波波長(zhǎng)準(zhǔn)確地傳遞到基準(zhǔn)線紋尺和一等量塊，然后再

14、由它們逐次傳遞到生產(chǎn)中所應(yīng)用的各種計(jì)量器具和被測(cè)工件上去，長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)如圖2.1所示。2.1.3 量塊1. 量塊的特點(diǎn)、形狀和尺寸 2.1.3 量塊 2.量塊的精度 為了滿足不同的使用場(chǎng)合，量塊可做成不同的精度等級(jí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)量塊的精度規(guī)定了若干級(jí)和若干等。(1)量塊分“級(jí)”。國(guó)家計(jì)量局標(biāo)準(zhǔn)JJG 205690長(zhǎng)度計(jì)量器具(量塊部分)檢定系統(tǒng)規(guī)定，將量塊的制造精度分為六級(jí)：00、0、K、1、2、3級(jí)，其中00級(jí)最高，依次降低，3級(jí)最低。量塊分“級(jí)”的主要依據(jù)是量塊長(zhǎng)度極限偏差和量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量的允許值。(2)量塊分“等”。按JJG 205690規(guī)定，將量塊分為六等：1、2、3、4、5、6，其

15、中1等最高，精度依次降低，6等最低。量塊分“等”的主要依據(jù)是量塊中心長(zhǎng)度測(cè)量的極限偏差和平面平行性允許偏差。2.1.3 量塊 3.量塊的應(yīng)用量塊具有很好的研合性，研合性是指兩量塊的測(cè)量面互相接觸，并在不大的壓力下作一些切向相對(duì)滑動(dòng)，就能夠貼附在一起的性質(zhì)。利用這一性質(zhì)可以在一定范圍內(nèi)，將多個(gè)尺寸不同的量塊組合使用。根據(jù)GB 60931985的規(guī)定，我國(guó)生產(chǎn)的成套量塊共有17種套別，每套的塊數(shù)為91、83、46、38、12、10、8、6、5等。部分套別量塊的標(biāo)準(zhǔn)尺寸見表2.1。2.2 計(jì)量器具和測(cè)量方法 2.2.1 計(jì)量器具2.2.2 測(cè)量方法 2.2.1 計(jì)量器具1.計(jì)量器具的分類2.計(jì)量器具

16、的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)2.2.2 測(cè)量方法1.按實(shí)測(cè)幾何量與被測(cè)幾何量的關(guān)系分類1)直接測(cè)量 直接測(cè)量是指直接從計(jì)量器具獲得被測(cè)幾何量量值的測(cè)量方法。如用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量圓柱體直徑。2)間接測(cè)量 間接測(cè)量是指先測(cè)量出與被測(cè)幾何量有已知函數(shù)關(guān)系的幾何量，然后通過函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)幾何量的測(cè)量方法。例如，因?yàn)闂l件所限，不能直接測(cè)量軸徑時(shí)，可用一段繩子先測(cè)出周長(zhǎng)，再通過關(guān)系式計(jì)算出軸徑的尺寸。2.2.2 測(cè)量方法2.按指示值是否是被測(cè)幾何量的量值分類 1)絕對(duì)測(cè)量 絕對(duì)測(cè)量是指能夠從計(jì)量器具上直接讀出被測(cè)幾何量整個(gè)量值的測(cè)量方法。如用游標(biāo)卡尺、千分尺測(cè)量軸徑，軸徑的大小可以直接讀出。2)相對(duì)測(cè)量 相對(duì)測(cè)量是

17、指計(jì)量器具指示值僅表示被測(cè)幾何量對(duì)已知標(biāo)準(zhǔn)量的偏差，而被測(cè)幾何量的量值為計(jì)量器具指示值與標(biāo)準(zhǔn)量代數(shù)和的測(cè)量方法。如用機(jī)械比較儀測(cè)量軸徑，測(cè)量時(shí)先用量塊調(diào)整量?jī)x的零位，然后對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，該比較儀指示出的示值為被測(cè)軸徑相對(duì)于量塊尺寸的偏差。 一般來說，相對(duì)測(cè)量測(cè)量精度比絕對(duì)測(cè)量測(cè)量精度高。2.2.2 測(cè)量方法3.按測(cè)量時(shí)被測(cè)表面與計(jì)量器具的測(cè)頭之間是否接觸分類1)接觸測(cè)量接觸測(cè)量是指計(jì)量器具在測(cè)量時(shí)測(cè)頭與零件被測(cè)表面直接接觸，即有測(cè)量力存在的測(cè)量方法。如用游標(biāo)卡尺、千分尺測(cè)量工件，用立式光學(xué)比較儀測(cè)量軸徑。2)非接觸測(cè)量非接觸測(cè)量是指測(cè)量時(shí)計(jì)量器具的測(cè)頭與零件被測(cè)表面不接觸，即無測(cè)量力存在的測(cè)

18、量方法。如用光切顯微鏡測(cè)量表面粗糙度、用氣動(dòng)量?jī)x測(cè)量孔徑。對(duì)于接觸測(cè)量而言，由于有測(cè)量力的存在，會(huì)引起被測(cè)表面和計(jì)量器具有關(guān)部分產(chǎn)生彈性變形，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差，而非接觸測(cè)量則無此影響。2.2.2 測(cè)量方法4.按工件上同時(shí)測(cè)量的被測(cè)幾何量的多少分類1)單項(xiàng)測(cè)量單項(xiàng)測(cè)量是指分別測(cè)量同一工件上各單項(xiàng)幾何量的測(cè)量方法。如分別測(cè)量螺紋的螺距、中徑和牙型半角。2)綜合測(cè)量綜合測(cè)量是指同時(shí)測(cè)量工件上幾個(gè)相關(guān)幾何量，以判斷工件綜合測(cè)量結(jié)果是否合格的測(cè)量方法。例如用齒距儀測(cè)量齒輪的齒距累積誤差，實(shí)際上反映齒輪公法線長(zhǎng)度變動(dòng)和齒圈徑向跳動(dòng)兩種誤差的綜合結(jié)果。一般來說，單項(xiàng)測(cè)量結(jié)果便于工藝分析，綜合測(cè)量適用于只要求

19、判斷合格與否，而不需要得到具體測(cè)量值的場(chǎng)合，此外，綜合測(cè)量的效率比單項(xiàng)測(cè)量高。2.2.2 測(cè)量方法5.按決定測(cè)量結(jié)果的全部因素或條件是否改變分類1)等精度測(cè)量等精度測(cè)量是指在測(cè)量過程中，決定測(cè)量結(jié)果的全部因素或條件都不改變的測(cè)量方法。如由同一個(gè)人，在計(jì)量器具、測(cè)量環(huán)境、測(cè)量方法都相同的情況下，對(duì)同一個(gè)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量，可以認(rèn)為每一個(gè)測(cè)量結(jié)果的可靠性和精確度都是相等的。為了簡(jiǎn)化對(duì)測(cè)量結(jié)果的處理，一般情況下大多采用等精度測(cè)量。2)不等精度測(cè)量不等精度測(cè)量是指在測(cè)量過程中，決定測(cè)量結(jié)果的全部因素或條件可能完全改變或部分改變的測(cè)量方法。如用不同的測(cè)量方法，不同的計(jì)量器具，在不同的條件下，由不同人員

20、對(duì)同一個(gè)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行不同次數(shù)的測(cè)量，顯然，其測(cè)量結(jié)果的可靠性和精確度各不相等。由于不等精度測(cè)量的數(shù)據(jù)處理比較麻煩，因此只用于重要的高精度測(cè)量。2.3 測(cè)量誤差和數(shù)據(jù)處理2.3.1 測(cè)量誤差概述2.3.2 測(cè)量誤差的分類2.3.3 測(cè)量精度 2.3.4 等精度測(cè)量的數(shù)據(jù)處理 2.3.1 測(cè)量誤差概述1.測(cè)量誤差的概念2.測(cè)量誤差的來源2.3.2 測(cè)量誤差的分類1. 系統(tǒng)誤差 2.隨機(jī)誤差 2.3.3 測(cè)量精度 1. 正確度正確度是指在規(guī)定測(cè)量條件下，測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度。它反映了測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差影響的程度，系統(tǒng)誤差小，則正確度高。 2. 精密度精密度是指在規(guī)定測(cè)量條件下連續(xù)多次測(cè)量時(shí)，所得

21、各測(cè)量結(jié)果彼此之間符合的程度。它反映了測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差的大小。隨機(jī)誤差小，則精密度高。 3. 精確度精確度是指聯(lián)系多次測(cè)量所得的測(cè)得值與真值的接近程度。它反映了測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合影響的程度，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，則精確度高。對(duì)于一次具體的測(cè)量，精密度高，正確度不一定高，反之亦然；但精確度高時(shí)，正確度和精密度必定都高。2.3.4 等精度測(cè)量的數(shù)據(jù)處理1.系統(tǒng)誤差的處理1)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的方法 2)消除系統(tǒng)誤差的方法2.3.4 等精度測(cè)量的數(shù)據(jù)處理2.隨機(jī)誤差的處理 在測(cè)量過程中隨機(jī)誤差的出現(xiàn)是不可避免的，也是無法消除的。為了減小其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可以用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法來估算

22、隨機(jī)誤差的大小和分布規(guī)律，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理。2.4 光滑工件尺寸的測(cè)量2.4.1 安全裕度和驗(yàn)收極限2.4.2 計(jì)量器具的選擇2.4.3 光滑極限量規(guī) 2.5 本章實(shí)訓(xùn) 1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容分別使用分度值為0.05mm的游標(biāo)卡尺、分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺、分度值為0.01mm的外徑千分尺和分度值為0.005mm的比較儀等幾種計(jì)量器具測(cè)量減速器中一段軸的直徑，并比較測(cè)量結(jié)果。 2.實(shí)訓(xùn)目的理解實(shí)際尺寸、測(cè)量誤差、測(cè)量精度、計(jì)量器具不確定度的概念。 3.實(shí)驗(yàn)過程分別測(cè)量出該軸的直徑，比較測(cè)得值的大小，分析這幾種計(jì)量器具的測(cè)量精度并明確哪一種最為合理。 4.實(shí)訓(xùn)總結(jié)通過用幾種不同計(jì)量器具對(duì)軸徑的測(cè)

23、量，懂得選擇計(jì)量器具不僅要考慮到零件的外形和精度，還要綜合考慮計(jì)量器具的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，使選擇的計(jì)量器具的不確定度，既能保證測(cè)量精度，又符合經(jīng)濟(jì)性要求。互換性與測(cè)量技術(shù)第三章尺寸公差第三章尺寸公差 本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)指導(dǎo) 本章以孔與軸的結(jié)合為例，介紹尺寸公差與配合的有關(guān)術(shù)語、定義及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為合理選擇尺寸公差與配合，為學(xué)習(xí)其他典型零件的公差與配合奠定基礎(chǔ)。通過本章學(xué)習(xí)，要求讀者理解尺寸公差與配合的基本術(shù)語及定義；掌握尺寸公差帶圖的繪制，并能進(jìn)行公差類別的判別；了解尺寸公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的組成與特點(diǎn)；掌握常用尺寸公差與配合的選擇。 案例導(dǎo)入在生產(chǎn)中常見到軸與孔的配合，例如第1章提到的圖1.1中齒

24、輪軸4與軸承孔的配合為過渡配合，那么，什么是過渡配合？配合有幾種類型？進(jìn)一步考慮軸承外圓與機(jī)座箱體孔的配合，箱體孔與悶蓋外圓的配合，如何確定配合類型，如何選擇配合尺寸與公差，以滿足其配合要求、保證其互換性呢？3.1 公差與配合的基本術(shù)語及定義3.1.1 有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義3.1.2 有關(guān)尺寸偏差、公差的術(shù)語及定義3.1.3 有關(guān)配合的術(shù)語及定義 3.1.1 有關(guān)尺寸的術(shù)語及定義 1.尺寸尺寸是指用特定單位表示長(zhǎng)度值的數(shù)字，如長(zhǎng)度、厚度、直徑及中心距離等。機(jī)械工程中規(guī)定，一般以毫米(mm)作為尺寸的特定單位。 2.基本尺寸基本尺寸是指設(shè)計(jì)給定的尺寸，孔用D、軸用d表示。它是根據(jù)產(chǎn)品的使用要求，

25、根據(jù)零件強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等要求，計(jì)算或者通過試驗(yàn)和類比等方法確定的，如圖3.1所示，20(mm)及30(mm)為圓柱銷直徑和長(zhǎng)度的基本尺寸。 3.實(shí)際尺寸實(shí)際尺寸是指通過測(cè)量得到的尺寸，孔用Da、軸用da表示。 4.極限尺寸極限尺寸是指允許尺寸變化的兩個(gè)界限值。 3.1.2 有關(guān)尺寸偏差、公差的術(shù)語及定義1.尺寸偏差2.尺寸公差3.尺寸公差帶圖4.標(biāo)準(zhǔn)公差(IT)5.基本偏差3.1.3 有關(guān)配合的術(shù)語及定義1.配合2.孔與軸3.間隙或過盈4.配合的種類5.配合公差(Tf)6.配合性質(zhì)的判斷7.基準(zhǔn)制 3.2 公差與配合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)公差系列3.2.2 基本偏差系列3.2.3 公差與配合代

26、號(hào)及標(biāo)注 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)公差系列標(biāo)準(zhǔn)公差系列是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定出的一系列標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值，見表3.1。標(biāo)準(zhǔn)公差系列包含三項(xiàng)內(nèi)容：公差等級(jí)、公差單位和基本尺寸段3.2.2 基本偏差系列設(shè)置基本偏差是為了將公差帶相對(duì)于零線的位置標(biāo)準(zhǔn)化，以滿足各種不同配合性質(zhì)的需要。3.2.2 基本偏差系列3.2.3 公差與配合代號(hào)及標(biāo)注 1.公差帶代號(hào)與配合代號(hào) 1)公差帶代號(hào)如前所述，公差帶是由基本偏差和公差等級(jí)決定的。因此，公差帶代號(hào)將由基本偏差代號(hào)和公差等級(jí)數(shù)字組成。例如：孔公差帶代號(hào)H7、G8，軸公差帶代號(hào)h6、m7等。 2)配合代號(hào)配合是基本尺寸相同、孔與軸公差帶之間的關(guān)系。因此，配合代號(hào)是在基本尺寸后用孔、

27、軸公差帶聯(lián)合表示?？?、軸公差帶寫成分?jǐn)?shù)形式，分子為孔公差帶，分母為軸公差帶，如：50H7/g6或50。3.2.3 公差與配合代號(hào)及標(biāo)注2. 公差與配合在圖樣上的標(biāo)注3.3 國(guó)標(biāo)中規(guī)定的常用公差與配合按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差系列，可將任一基本偏差與任一標(biāo)準(zhǔn)公差組合，從而得到大小與位置不同的大量公差帶。在常用尺寸段內(nèi)，孔公差帶有2027+3 = 543種(J僅保留68級(jí))，軸公差帶有2027+4 = 543種(j僅保留58級(jí))，這些公差帶又可組成近30萬種配合。如果不加以限制，任意選用這些公差與配合，將不利于生產(chǎn)。為了減少零件、定值刀具、量具等工藝裝備的品種及規(guī)格，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所選用的公

28、差與配合作了必要限制。3.3.1 常用尺寸段孔、軸公差帶3.3.2 常用尺寸段孔與軸的公差配合常用尺寸段內(nèi)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定基孔制常用配合59種，優(yōu)先配合13種，見表3.6；基軸制常用配合47種，優(yōu)先配合13種，見表3.7。選用公差帶或配合時(shí)，應(yīng)按優(yōu)先、常用、一般公差帶的順序選取。若上述標(biāo)準(zhǔn)不能滿足某些特殊需要，則國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許采用兩種基準(zhǔn)制以外的非基準(zhǔn)制配合。2.3 測(cè)量誤差和數(shù)據(jù)處理2.3.1 測(cè)量誤差概述2.3.2 測(cè)量誤差的分類2.3.3 測(cè)量精度 2.3.4 等精度測(cè)量的數(shù)據(jù)處理 3.4 常用尺寸段公差與配合的選用 3.4.1 基準(zhǔn)制的選用3.4.2 公差等級(jí)的選用3.4.3 配合的選用

29、 3.4.1 基準(zhǔn)制的選用選用基準(zhǔn)制時(shí)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、工藝及經(jīng)濟(jì)性等幾方面綜合分析考慮。 3.4.3 配合的選用如前所述，通過對(duì)基準(zhǔn)制和公差等級(jí)的選擇，確定了基準(zhǔn)件的公差帶，以及相配合的非基準(zhǔn)件公差帶的大小，因此選擇配合種類實(shí)質(zhì)上就是根據(jù)配合的類別，確定非基準(zhǔn)件公差帶的位置，也就是選擇非基準(zhǔn)件的基本偏差代號(hào)。選用配合的步驟分為：配合類別的選擇和非基準(zhǔn)件基本偏差代號(hào)的選擇。3.5 線性尺寸的未注公差3.5.1 線性尺寸一般公差的概念3.5.2 有關(guān)國(guó)標(biāo)規(guī)定3.5.3 線性尺寸一般公差的表示方法 互換性與測(cè)量技術(shù)第四章形位公差與檢測(cè)第四章形位公差與檢測(cè) 本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)指導(dǎo) 本章主要研究零件幾何要素在形

30、狀和位置上所產(chǎn)生的誤差以及如何用公差對(duì)這些誤差進(jìn)行相應(yīng)控制和檢測(cè)，以確保零件的功能要求和實(shí)現(xiàn)互換性。通過本章學(xué)習(xí)，要求讀者理解并掌握有關(guān)幾何要素的幾種名稱和定義；掌握形位公差項(xiàng)目的符號(hào)和標(biāo)注方法；理解并掌握形狀和位置公差帶的特征、形位誤差和形位誤差值的評(píng)定、公差原則和公差要求；初步會(huì)選用形位公差。第四章形位公差與檢測(cè) 案例導(dǎo)入在生產(chǎn)加工過程中，機(jī)械零件不僅會(huì)有尺寸誤差，而且還會(huì)產(chǎn)生形狀和位置誤差。如圖4.1(a)所示為一理想形狀的銷軸，它與一已知孔過渡配合。而此軸加工后的尺寸誤差與表面粗糙度都合格，但加工后產(chǎn)生了形狀彎曲，如圖4.1(b)所示，致使此軸裝不進(jìn)已知孔中。又如，如圖4.2(a)所示

31、為一要求嚴(yán)格的四棱柱，加工后的實(shí)際位置卻是左面傾斜了，產(chǎn)生了位置誤差，如圖4.2(b)所示，致使與配合面接觸不均勻。(a)(b)圖4.1 形狀誤差(a)(b)圖4.2 位置誤差圓柱表面的形狀誤差，在間隙配合中，會(huì)使間隙大小分布不勻，造成局部磨損加快，從而降低零件的使用壽命；在過盈配合中，則造成各處過盈量不一致而影響連接強(qiáng)度。機(jī)床導(dǎo)軌表面的形狀誤差將影響刀架的運(yùn)動(dòng)精度。齒輪箱上各軸承孔的位置誤差將影響齒面的接觸均勻性和齒側(cè)間隙等。那么，如何來確定機(jī)械零件的形狀公差和位置公差呢？又如何來檢測(cè)機(jī)械零件的形狀誤差和位置誤差呢？形位公差與尺寸公差之間有沒有關(guān)系呢？ 4.1 概 述 4.1.1 形位公差的

32、基本概4.1.2 幾何要素的分類4.1.3 形位公差的項(xiàng)目及符號(hào)4.1.4 形位公差帶4.1.5 形位公差的標(biāo)注 4.1.1 形位公差的基本概念形狀誤差是指被測(cè)實(shí)際要素對(duì)理想要素的變動(dòng)量；位置誤差是指關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對(duì)理想要素的變動(dòng)量。形狀誤差和位置誤差簡(jiǎn)稱形位誤差。如果零件存在嚴(yán)重的形狀和位置誤差，將使裝配造成困難，影響機(jī)器的工作精度和使用壽命。因此，為了保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和零件的互換性，不僅要限制零件的尺寸誤差，還必須對(duì)零件的形位誤差加以控制，規(guī)定一個(gè)比較經(jīng)濟(jì)、合理的許可變動(dòng)范圍，這就是形狀和位置公差，簡(jiǎn)稱形位公差。4.1.2 幾何要素的分類幾何要素是指構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線和面，簡(jiǎn)稱要素，如

33、圖4.3所示零件的頂點(diǎn)、球心、軸線、素線、球面、圓錐面、圓柱面、端面等。幾何要素就是形位公差的研究對(duì)象。4.1.3 形位公差的項(xiàng)目及符號(hào) 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11821996形狀和位置公差通則、定義、符號(hào)和圖樣表示方法的規(guī)定，形位公差項(xiàng)目分為14種，各項(xiàng)目的名稱及符號(hào)見表4.1。 4.1.4 形位公差帶形位公差帶是用來限制被測(cè)要素變動(dòng)的區(qū)域。它是一個(gè)幾何圖形，只要被測(cè)要素完全落在給定的公差帶內(nèi)，就表示該要素的形狀和位置符合要求。形位公差帶具有形狀、大小、方向和位置四個(gè)要素。形位公差帶的形狀由被測(cè)要素的理想形狀和給定的公差特征項(xiàng)目所確定，常見的形位公差帶的形狀如圖4.4所示。4.1.5 形位公

34、差的標(biāo)注國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定形位公差在圖樣上一般采用代號(hào)標(biāo)注，無法采用代號(hào)標(biāo)注時(shí)，允許在技術(shù)要求中用文字說明。形位公差的標(biāo)注結(jié)構(gòu)由公差框格、指引線和基準(zhǔn)代號(hào)組成。4.2 形狀公差和位置公差4.2.1 形狀公差4.2.2 位置公差 4.2.1 形狀公差 形狀公差包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度和面輪廓度六個(gè)項(xiàng)目。除了有基準(zhǔn)要求的線輪廓度和面輪廓度以外，均是限制單一要素形狀誤差的。 形狀公差帶是限制實(shí)際被測(cè)要素變動(dòng)的一個(gè)區(qū)域，根據(jù)形狀公差帶的特點(diǎn)，形狀公差可分為兩種類型。1.直線度、平面度、圓度、圓柱度 這四個(gè)項(xiàng)目是對(duì)單一實(shí)際要素形狀所提出的，不涉及基準(zhǔn)問題，它們的公差帶沒有方向或位置約束，即公

35、差帶可以任意浮動(dòng)，并且構(gòu)成公差帶幾何圖形的理想要素都不涉及尺寸。2.線輪廓度和面輪廓度 輪廓度公差不是單純的形狀公差，具有兩重性：當(dāng)它們用于限制被測(cè)要素的形狀時(shí)，不標(biāo)注基準(zhǔn)，其理想形狀由理論正確尺寸確定，公差帶的位置是浮動(dòng)的；當(dāng)它們用于限制被測(cè)要素的形狀和位置時(shí)，要標(biāo)注基準(zhǔn)，其理想形狀由基準(zhǔn)和理論正確尺寸確定，公差帶位置是確定的。4.2.2 位置公差位置公差包括平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對(duì)稱度、位置度、圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)八個(gè)項(xiàng)目，是限制被測(cè)實(shí)際要素相對(duì)于基準(zhǔn)要素方向和位置誤差的。按照要求的幾何關(guān)系不同，位置公差可分為定向公差、定位公差和跳動(dòng)公差三類。4.3 形位誤差的評(píng)定及檢測(cè)4.3.1 形

36、狀誤差的評(píng)定4.3.2 位置誤差的評(píng)定4.3.3 形位誤差的檢測(cè)原則 4.3.1 形狀誤差的評(píng)定1.形狀誤差的評(píng)定準(zhǔn)則形狀誤差是被測(cè)實(shí)際要素形狀對(duì)其理想要素的變動(dòng)量，只要形狀誤差值不大于相應(yīng)的公差值，則認(rèn)為合格。2.最小包容區(qū)域?yàn)榱朔奖悖瑫r(shí)又與公差帶相聯(lián)系，在評(píng)定形狀誤差時(shí)，根據(jù)“最小條件”的要求，一般用最小包容區(qū)域的寬度或直徑表示形狀誤差的大小。最小包容區(qū)域是指與公差帶形狀相同、包容被測(cè)實(shí)際要素，且具有最小寬度或直徑的區(qū)域，簡(jiǎn)稱最小區(qū)域 .4.3.2 位置誤差的評(píng)定1.定向誤差的評(píng)定 4.3.2 位置誤差的評(píng)定 2.定位誤差的評(píng)定評(píng)定定位誤差時(shí)，理想要素相對(duì)于基準(zhǔn)的位置由理論正確尺寸確定。

37、在理想要素位置確定的前提下，應(yīng)該使被測(cè)實(shí)際要素對(duì)其理想要素的最大距離為最小，來確定定位最小包容區(qū)域。定位最小包容區(qū)域的寬度或直徑表示定位誤差的大小，其形狀與定位公差帶的形狀相同。 3.跳動(dòng)誤差的評(píng)定由于跳動(dòng)誤差是根據(jù)檢測(cè)方法定義的，所以跳動(dòng)誤差的評(píng)定分別按照它們的測(cè)量方法，由測(cè)量?jī)x器指示表的最大值與最小值之差反映出來。4.3.3 形位誤差的檢測(cè)原則1.與理想要素比較的原則2.測(cè)量坐標(biāo)值原則3.測(cè)量特征參數(shù)的原則4.測(cè)量跳動(dòng)的原則5.控制實(shí)效邊界的原則4.4 公 差 原 則零件幾何參數(shù)是否準(zhǔn)確，取決于尺寸誤差和形位誤差的綜合影響。所以在設(shè)計(jì)零件時(shí)，對(duì)同一被測(cè)要素除了應(yīng)給定尺寸公差外，還應(yīng)該根據(jù)需

38、要給定形狀和位置公差。確定尺寸公差和形位公差關(guān)系的原則稱為公差原則，它分為獨(dú)立原則和相關(guān)要求兩類。相關(guān)要求是指圖樣上給出的尺寸公差與形位公差相互關(guān)聯(lián)，用理想邊界控制實(shí)際要素作用尺寸的設(shè)計(jì)要求。它分別為包容要求、最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求和可逆要求。4.4.1 有關(guān)術(shù)語和定義1.局部實(shí)際尺寸2.作用尺寸3.實(shí)體狀態(tài)和實(shí)體尺寸4.實(shí)效狀態(tài)和實(shí)效尺寸5.理想邊界 4.4.2 獨(dú)立原則獨(dú)立原則是指圖樣上給出的尺寸公差與形位公差相互無關(guān)，被測(cè)要素應(yīng)分別滿足要求的公差原則。采用獨(dú)立原則標(biāo)注時(shí)，不需要附加任何表示互相關(guān)系的符號(hào)。如圖4.30所示為獨(dú)立原則標(biāo)注示例，圖中銷軸外圓柱面的實(shí)際尺寸和實(shí)際軸線必須位于

39、各自的公差范圍內(nèi)，才為合格。根據(jù)10mm標(biāo)注所確定的尺寸公差帶，限制圓柱面的實(shí)際尺寸必須在9.97mm10mm之間，而不受軸線的直線度誤差的影響。同理，不管銷軸外圓柱面的實(shí)際尺寸為何值，軸線的直線度誤差都不允許大于0.015mm。4.4.3 包容要求包容要求主要適用于單一要素，在圖樣上標(biāo)注時(shí)，尺寸極限偏差或公差帶代號(hào)后面加注有符號(hào)時(shí)，則表示該單一要素遵守包容要求，如圖4.31(a)所示。 4.4.4 最大實(shí)體要求1.最大實(shí)體要求用于被測(cè)要素 當(dāng)被測(cè)要素采用最大實(shí)體要求時(shí)，被測(cè)要素的形位公差值是在該要素處于最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)給定的。當(dāng)被測(cè)要素的實(shí)際尺寸偏離其最大實(shí)體狀態(tài)時(shí)，允許形位公差值可以相應(yīng)地增

40、加。在圖樣上標(biāo)注時(shí)，應(yīng)在形位公差值后加注符號(hào)， 如圖4.33(a)所示。 2.最大實(shí)體要求用于基準(zhǔn)要素 在圖樣上公差框格中基準(zhǔn)字母后面標(biāo)注符號(hào)時(shí)，表示最大實(shí)體要求用于基準(zhǔn)要素，允許基準(zhǔn)要素在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)，其浮動(dòng)范圍等于基準(zhǔn)要素的體外作用尺寸與其相應(yīng)邊界尺寸之差。此時(shí)，基準(zhǔn)應(yīng)遵守相應(yīng)的邊界。4.4.5 最小實(shí)體要求當(dāng)被測(cè)要素采用最小實(shí)體要求時(shí)，被測(cè)要素形位公差值是在該要素處于最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)給定的。當(dāng)被測(cè)要素實(shí)際尺寸偏離其最小實(shí)體狀態(tài)時(shí)，允許的形位公差值可以相應(yīng)地增加。在圖樣上標(biāo)注時(shí)，應(yīng)在形位公差值后加注符號(hào)，如圖4.35(a)所示。 4.4.6 可逆要求可逆要求不能單獨(dú)采用，只能與最大實(shí)體要求

41、或最小實(shí)體要求聯(lián)合使用。4.5 形位公差的選擇4.5.1 形位公差項(xiàng)目的選擇4.5.2 形位公差原則和公差要求的選擇4.5.3 形位公差值的選擇4.5.4 基準(zhǔn)要素的選擇 4.6 本章實(shí)訓(xùn)1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容用水平測(cè)量?jī)x測(cè)量導(dǎo)軌的直線度誤差，并用最小包容區(qū)域法評(píng)定直線度誤差值。2.實(shí)訓(xùn)目的(1)掌握用水平測(cè)量?jī)x測(cè)量導(dǎo)軌直線度誤差的方法及數(shù)據(jù)處理。(2)加深對(duì)直線度誤差的理解。3.實(shí)訓(xùn)過程(1)量出導(dǎo)軌總長(zhǎng)，確定相鄰兩測(cè)量點(diǎn)之間的距離。(2)將水平儀放在平板上，然后依次測(cè)量出至少10個(gè)點(diǎn)的數(shù)值。(3)根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的數(shù)值，在坐標(biāo)紙上取點(diǎn)，然后連接各點(diǎn)，作出誤差折線。(4)用兩條平行直線包容誤差折線，其中一條

42、直線必須與誤差折線兩個(gè)最高(最低)點(diǎn)相切，在兩切點(diǎn)之間，應(yīng)有一個(gè)最低(最高)點(diǎn)與另一條平行直線相切。在這兩條平行直線之間的區(qū)域就是最小包容區(qū)域，該兩直線之間的距離就是直線度誤差。互換性與測(cè)量技術(shù)第五章表面粗糙度第五章表面粗糙度本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)指導(dǎo) 表面粗糙度是互換性研究的基本幾何量之一，本章主要研究表面粗糙度對(duì)機(jī)械性能的影響；表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)、標(biāo)注及檢測(cè)；表面粗糙度的選用原則及方法。進(jìn)而為合理選擇表面粗糙度打下基礎(chǔ)。 通過本章學(xué)習(xí)，要求讀者了解表面粗糙度的概念及對(duì)機(jī)械零件使用功能的影響；了解表面粗糙度的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；能正確理解圖樣上表面粗糙度代號(hào)的技術(shù)含義；熟悉表面粗糙度的選用原則及選用方法；掌

43、握表面粗糙度的常用檢測(cè)方法。 案例導(dǎo)入 在切削加工過程中，刀具和被加工表面間產(chǎn)生摩擦、表層分離金屬材料產(chǎn)生塑性變形、機(jī)床系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生高頻震動(dòng)，這會(huì)使零件表面出現(xiàn)許多間距較小、凹凸不平的微小峰谷。那么，這些微小峰谷會(huì)對(duì)配合零件產(chǎn)生什么影響？如何來評(píng)定這些微觀峰谷？如何檢測(cè)這些微觀峰谷？如何控制這些在加工過程中必然產(chǎn)生的微觀峰谷？5.1 基 本 概 念 5.1.1 表面粗糙度的概念5.1.2 表面粗糙度對(duì)零件性能的影響 5.1.1 表面粗糙度的概念表面粗糙度是零件表面加工后形成的微觀形狀誤差，即微小的峰谷高、低程度及其間距狀況。表面粗糙度越小，表面越光滑。5.1.2 表面粗糙度對(duì)零件性能的影響1.

44、對(duì)機(jī)械零件耐磨性的影響2.對(duì)機(jī)械零件配合性質(zhì)的影響3.對(duì)機(jī)械零件接觸剛度的影響4.對(duì)機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的影響5.對(duì)機(jī)械零件耐腐蝕性的影響5.2 表面粗糙度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.2.1 評(píng)定表面粗糙度的基本術(shù)語1325.2.2 表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)1335.2.3 評(píng)定參數(shù)及其相關(guān)規(guī)定 5.2.1 評(píng)定表面粗糙度的基本術(shù)語1.取樣長(zhǎng)度l(基本長(zhǎng)度)2.評(píng)定長(zhǎng)度ln(測(cè)量長(zhǎng)度)3.基準(zhǔn)線m(也稱為輪廓中線)5.2.2 表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)為了滿足對(duì)表面的不同使用功能要求。國(guó)標(biāo)中對(duì)于工業(yè)制品的表面粗糙度規(guī)定了六項(xiàng)內(nèi)容，其中最常用的三項(xiàng)是輪廓算術(shù)平均偏差Ra、微觀不平度十點(diǎn)高度Rz、輪廓最大高度Ry。5.2.3

45、 評(píng)定參數(shù)及其相關(guān)規(guī)定國(guó)標(biāo)規(guī)定采用中線制來評(píng)定表面粗糙度，表面粗糙度參數(shù)應(yīng)從高度特征參數(shù)Ra、Rz和Ry三項(xiàng)中選取，其參數(shù)值見表5.2、表5.3。在常用的參數(shù)范圍內(nèi)，(Ra為0.0256.3m；Rz為0.125m)，標(biāo)準(zhǔn)推薦優(yōu)先選用Ra。5.3 表面粗糙度的符號(hào)及標(biāo)注5.3.1 表面粗糙度的符號(hào)5.3.2 表面粗糙度的標(biāo)注 5.3.1 表面粗糙度的符號(hào)表面粗糙度符號(hào)及其意義見表5.4。其中基本符號(hào)由兩條不等長(zhǎng)且與被注表面投影輪廓線成左、右傾斜的細(xì)實(shí)線組成，如圖5.7所示。5.3.2 表面粗糙度的標(biāo)注表面粗糙度高度參數(shù)注寫示例及其意義見表5.5、表5.6。注意：Ra在代號(hào)中只標(biāo)出數(shù)值，Ra本身的

46、符號(hào)可以省略。Rz和Ry除標(biāo)出數(shù)值外，在數(shù)值前還必需標(biāo)出相應(yīng)的Rz或Ry符號(hào)。5.4 表面粗糙的參數(shù)選擇 5.4.1 選用原則5.4.2 選用方法 5.4.1 選用原則 表面粗糙度數(shù)值越小，加工越困難，成本越高。選取時(shí)應(yīng)在滿足零件功能要求的前提下，同時(shí)顧及經(jīng)濟(jì)性和加工的可能性。確定零件的表面粗糙度時(shí)，除有特殊要求的表面外，一般多采用類比法選取。 表面粗糙度數(shù)值的選擇，一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。(1)在滿足零件表面使用功能的前提下，應(yīng)盡量選用大的參數(shù)值，以降低加工成本。(2)一般情況，同一零件的工作表面應(yīng)比非工作表面的參數(shù)值??；摩擦表面應(yīng)比非摩擦表面的參數(shù)值??；運(yùn)動(dòng)速度高，單位面積上壓力大以及承受交變

47、載荷的工作表面，其參數(shù)值應(yīng)當(dāng)小。(3)尺寸精度、形位精度要求高的表面，粗糙度數(shù)值應(yīng)當(dāng)小。(4)防腐蝕、密封性要求高的表面，粗糙度數(shù)值應(yīng)當(dāng)小。(5)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)表面粗糙度數(shù)值作出規(guī)定的，應(yīng)按規(guī)定選取。5.4.2 選用方法5.5 表面粗糙度的檢測(cè)表面粗糙度的檢測(cè)方法主要有：比較法、光切法、光波干涉法和感觸法。5.6 本章實(shí)訓(xùn) 1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 用比較法判斷如圖1.1所示齒輪軸4各面的表面粗糙度。 2.實(shí)訓(xùn)目的 熟悉比較法判斷表面粗糙度的方法，積累目測(cè)判斷表面粗糙度的經(jīng)驗(yàn)。 3.實(shí)訓(xùn)過程 (1)將比較樣塊和被檢工件表面并放在一起，在相同的照明條件下，用肉眼直接觀察評(píng)定。其評(píng)定范圍約為Ra：3.2m60m

48、。 (2)對(duì)于Ra值為0.4m1.6m的表面，需借助5倍或10倍的放大鏡進(jìn)行目測(cè)評(píng)估。 (3)對(duì)Ra值為0.1m0.4m的表面，需借助比較顯微鏡作目測(cè)評(píng)估。 比較顯微鏡結(jié)構(gòu)如圖5.12所示，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，操作時(shí)，把顯微鏡先放在比較樣塊和被測(cè)表面上，調(diào)整千分筒1和3，使影像清晰，用眼睛觀察被物鏡組5放在被測(cè)物體的表面而形成的影像，并進(jìn)行比較評(píng)估。5.6 本章實(shí)訓(xùn)互換性與測(cè)量技術(shù)第六章螺紋配合的互換性第六章螺紋配合的互換性 本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)指導(dǎo) 本章主要圍繞普通螺紋主要幾何參數(shù)及其公差標(biāo)準(zhǔn)，研究保證螺紋互換性的條件，給出普通螺紋常用公差與配合的選取方法及檢測(cè)方法。 通過本章學(xué)習(xí)，要求了解螺紋的種類

49、及使用要求；了解國(guó)標(biāo)規(guī)定的普通螺紋基本牙型、主要幾何參數(shù)及其誤差對(duì)互換性的影響；掌握保證螺紋互換性的條件；熟悉普通螺紋公差與配合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及其選用；熟練掌握螺紋標(biāo)記及普通螺紋的檢測(cè)；了解絲杠螺紋公差。 案例導(dǎo)入 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)機(jī)器上零件數(shù)量最多的是螺紋零件，比如常見的自行車、收音機(jī)、鋼筆、減速器都離不開螺紋。那么，螺紋配合有什么種類及要求？普通螺紋主要幾何參數(shù)及其公差標(biāo)準(zhǔn)是什么？常用普通螺紋公差與配合的選取方法及檢測(cè)方法是什么？6.1 概 述螺紋是機(jī)器上常見的結(jié)構(gòu)要素，對(duì)機(jī)器的質(zhì)量有著重要影響。螺紋除要在材料上保證其強(qiáng)度外，對(duì)其幾何精度也應(yīng)提出相應(yīng)要求，國(guó)家頒布了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以保證其幾何精度。螺紋

50、常用于緊固聯(lián)接、密封、傳遞力與運(yùn)動(dòng)等。不同用途的螺紋，對(duì)其幾何精度要求也不一樣。6.1.1 螺紋的種類和使用要求6.1.2 螺紋的基本牙型6.1.3 普通螺紋的主要幾何參數(shù) 6.1.1 螺紋的種類和使用要求 螺紋種類繁多，根據(jù)其用途可分為三類：普通螺紋、傳動(dòng)螺紋和緊密螺紋。1.普通螺紋 普通螺紋通常也稱緊固螺紋，主要用于連接或緊固各種機(jī)械零件。分粗牙和細(xì)牙兩種，如螺栓與螺母的聯(lián)接。這類螺紋的使用要求是具有良好的旋合性(便于裝配、拆換)及連接的可靠性。2.傳動(dòng)螺紋 傳動(dòng)螺紋主要用來傳遞運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力或位移，如車床絲杠和千分尺上的螺紋。這類螺紋的使用要求是傳遞動(dòng)力的可靠性或傳遞位移的準(zhǔn)確性。同時(shí)，各類

51、傳動(dòng)螺紋都要求具有一定的間隙以便貯存潤(rùn)滑油。3.緊密螺紋 緊密螺紋主要用于密封連接，如管道用的螺紋。這類螺紋的使用要求是(在一定的壓力下)結(jié)合緊密，不漏水、不漏氣和不漏油。6.1.2 螺紋的基本牙型螺紋按牙型分，有三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋?，F(xiàn)在主要介紹聯(lián)接用米制普通三角形螺紋牙型。螺紋的幾何參數(shù)取決于螺紋軸向剖面內(nèi)的基本牙型。6.1.3 普通螺紋的主要幾何參數(shù) 螺紋的幾何參數(shù)取決于螺紋軸向剖面內(nèi)的基本牙型。內(nèi)、外螺紋的大徑、中徑、小徑的基本尺寸都定義在基本牙型上。 6.2 螺紋幾何參數(shù)誤差對(duì)互換性的影響6.2.1 螺距誤差對(duì)互換性的影響6.2.2 牙型半角誤差對(duì)互換性的影響6.2.3

52、中徑誤差對(duì)互換性的影響6.2.4 保證普通螺紋互換性的條件 6.2.1 螺距誤差對(duì)互換性的影響 普通螺紋的螺距誤差可分為單個(gè)螺距誤差()和螺距累積誤差()兩種。單個(gè)螺距誤差：是指單個(gè)螺距的實(shí)際值與其公稱值之代數(shù)差，它與旋合長(zhǎng)度無關(guān)。螺距累積偏差：是指在規(guī)定的螺紋長(zhǎng)度內(nèi)，任意兩同名牙側(cè)與中徑線交點(diǎn)間的實(shí)際軸向距離與其公稱值的最大差值，它與旋合長(zhǎng)度有關(guān)。螺距累積偏差對(duì)互換性的影響更為明顯。6.2.2 牙型半角誤差對(duì)互換性的影響6.2.3 中徑誤差對(duì)互換性的影響中徑誤差是指中徑的實(shí)際尺寸(以單一中徑體現(xiàn))與基本尺寸之代數(shù)差。當(dāng)內(nèi)、外螺紋旋合時(shí)，相互作用集中在牙型側(cè)面，中徑的差異直接影響著牙型側(cè)面的接

53、觸狀態(tài)。若外螺紋的中徑小于內(nèi)螺紋的中徑，就能保證內(nèi)、外螺紋的旋合性；若外螺紋的中徑大于內(nèi)螺紋的中徑，就難以旋合。但是，如果外螺紋的中徑過小，或內(nèi)螺紋中徑過大，則會(huì)使牙側(cè)間的間隙增大，連接強(qiáng)度降低。所以，加工螺紋牙型時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)中徑誤差加以控制。6.2.4 保證普通螺紋互換性的條件影響螺紋互換性的參數(shù)主要是中徑、螺距和牙型半角。由于螺距誤差和牙型半角誤差對(duì)螺紋互換性的影響可以折算為中徑當(dāng)量，并與中徑尺寸偏差形成作用中徑。這樣，可以不單獨(dú)規(guī)定螺距公差和牙型半角公差，而僅規(guī)定一項(xiàng)作用中徑公差，來控制中徑本身的尺寸偏差、螺距偏差和牙型半角偏差的綜合影響。6.3 普通螺紋配合的互換性 為保證螺紋的互換性，

54、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1972003普通螺紋公差與配合中，規(guī)定了普通螺紋公差帶的位置和基本偏差，螺紋公差帶的大小和公差等級(jí)，螺紋的旋合長(zhǎng)度，螺紋公差帶及配合的選用，以及螺紋的標(biāo)記等內(nèi)容。國(guó)標(biāo)中沒有對(duì)普通螺紋的牙型半角誤差和螺距累積誤差制定極限誤差或公差，而是用中徑公差進(jìn)行控制。6.3.1 普通螺紋的公差帶1526.3.2 螺紋精度與旋合長(zhǎng)度1566.3.3 普通螺紋公差帶及配合的選擇1576.3.4 螺紋表面粗糙度要求1576.3.5 螺紋在圖樣上的標(biāo)注 6.3.1 普通螺紋的公差帶普通螺紋公差帶由公差等級(jí)決定其大小，基本偏差決定其位置。普通螺紋公差帶以基本牙型為零線，沿著螺紋牙型的牙側(cè)、牙頂、牙底布

55、置，在垂直于螺紋軸線的方向上計(jì)量。 6.3.2 螺紋精度與旋合長(zhǎng)度 6.3.3 普通螺紋公差帶及配合的選擇 6.3.4 螺紋表面粗糙度要求6.3.5 螺紋在圖樣上的標(biāo)注 1.單個(gè)螺紋的標(biāo)記 螺紋的完整標(biāo)記由螺紋代號(hào)、公稱直徑、螺距、公差帶代號(hào)、旋合長(zhǎng)度代號(hào)(或數(shù)值)、旋向組成。(1)當(dāng)螺紋是粗牙普通螺紋時(shí)，螺距省略標(biāo)注。(2)當(dāng)螺紋為右旋螺紋時(shí)，不標(biāo)注旋向；當(dāng)螺紋為左旋螺紋時(shí)，應(yīng)加注“LH”字樣。(3)當(dāng)螺紋中徑、頂徑公差帶相同時(shí)，合寫為一個(gè)。(4)當(dāng)螺紋旋合長(zhǎng)度為中等時(shí)，省略旋合長(zhǎng)度標(biāo)注。 2.螺紋配合在圖樣上的標(biāo)記 標(biāo)注螺紋配合時(shí)，內(nèi)、外螺紋的公差代號(hào)用斜線分開，左邊為內(nèi)螺紋公差代號(hào)，右邊

56、為外螺紋公差代號(hào)。如： M2026H/5g6gS 、M2026H/6g。6.4 普通螺紋的測(cè)量 本節(jié)主要介紹普通螺紋(公制)的檢測(cè)。國(guó)標(biāo)對(duì)普通螺紋的中徑和頂徑尺寸規(guī)定了公差，且螺紋中徑是影響螺紋互換性的主要參數(shù)。由于影響螺紋配合性質(zhì)的螺距誤差、牙型半角誤差可換算成螺紋中徑的當(dāng)量值來處理，所以，在螺紋測(cè)量中，螺紋中徑誤差的檢測(cè)是重要的，其檢測(cè)方法有兩類：綜合檢驗(yàn)和單項(xiàng)測(cè)量。6.4.1 普通螺紋的綜合檢驗(yàn)1596.4.2 普通螺紋的單項(xiàng)測(cè)量 6.4.1 普通螺紋的綜合檢驗(yàn) 綜合檢驗(yàn)是指用螺紋極限量規(guī)檢驗(yàn)螺紋的旋合性(作用中徑)與可靠性(單一中徑)。其特點(diǎn)：只能評(píng)定內(nèi)、外螺紋的合格性，不能測(cè)出實(shí)際參

57、數(shù)的具體數(shù)值。其操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)效率高，適用于批量生產(chǎn)的中等精度螺紋。6.4.2 普通螺紋的單項(xiàng)測(cè)量螺紋的單項(xiàng)測(cè)量是指用量具或量?jī)x測(cè)量螺紋每個(gè)參數(shù)的實(shí)際值。單項(xiàng)測(cè)量主要用于測(cè)量精密螺紋、螺紋量規(guī)、螺紋刀具等。螺紋中徑單項(xiàng)測(cè)量常采用的測(cè)量方法有牙型量頭法、量針法及用工具顯微鏡測(cè)量，下面主要介紹牙型量頭法與量針法。6.5 傳動(dòng)螺紋的互換性簡(jiǎn)介如機(jī)床絲杠、起重機(jī)螺桿等各種傳動(dòng)螺紋，其螺紋牙型多采用梯形螺紋。因?yàn)樘菪温菁y能夠滿足傳動(dòng)螺紋的使用要求，具有傳動(dòng)效率高、精度高和加工方便等優(yōu)點(diǎn)。梯形螺紋屬于間隙配合，在中徑、大徑和小徑處都有一定的間隙用以貯存潤(rùn)滑油。6.5.1 梯形螺紋基本尺寸6.5.2 梯形螺

58、紋公差 6.6 本章實(shí)訓(xùn)1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容(1)用螺紋千分尺測(cè)量外螺紋中徑。(2)用三針法測(cè)量外螺紋中徑。2.實(shí)訓(xùn)目的熟悉測(cè)量外螺紋中徑的原理和方法。3.實(shí)訓(xùn)過程(1)用螺紋千分尺測(cè)量外螺紋中徑。根據(jù)被測(cè)螺紋的螺距選取一對(duì)測(cè)量頭。擦凈儀器和被測(cè)螺紋，校正螺紋千分尺零位。將被測(cè)螺紋放入兩測(cè)量頭之間，找正中徑位置。分別在同一截面相互垂直的兩個(gè)方向上測(cè)量螺紋中徑，取它們的平均值作為螺紋的實(shí)際中徑，然后判斷被測(cè)螺紋中徑的適用性。(2)用三針法測(cè)量外螺紋中徑。根據(jù)螺紋的螺距P選擇最佳量針直徑d0。在尺座上安裝好杠桿千分尺和三針。擦凈儀器和被測(cè)螺紋，校正儀器零位。將三針放在被測(cè)螺紋的牙槽內(nèi)，使千分尺的兩測(cè)量面與

59、三針接觸；輕輕晃動(dòng)被測(cè)螺紋，檢查它與三針是否緊密接觸，然后讀取讀數(shù)M。在不同截面多次測(cè)量，得到各截面M值。根據(jù)公式，計(jì)算出各處的單一中徑單一。根據(jù)所測(cè)得值單一，在公差帶中找出其位置，并根據(jù)泰勒原則看是否合格?；Q性與測(cè)量技術(shù)第七章滾動(dòng)軸承與孔軸配合的互換性第七章滾動(dòng)軸承與孔軸配合的互換性本章要點(diǎn)及學(xué)習(xí)指導(dǎo) 本章從滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)出發(fā)，圍繞滾動(dòng)軸承精度等級(jí)及應(yīng)用來研究如何選擇與其配合的孔、軸的幾何量精度。 通過本章學(xué)習(xí)，要求讀者了解滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、精度等級(jí)及應(yīng)用場(chǎng)合；掌握滾動(dòng)軸承采用的基準(zhǔn)制及內(nèi)、外徑公差帶特點(diǎn)；熟悉滾動(dòng)軸承與軸、外殼孔配合的選擇及標(biāo)注。 案例導(dǎo)入 日常生活中常用的旱冰鞋、防盜門上

60、均有滾動(dòng)軸承，在運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器中更是離不開滾動(dòng)軸承，如圖1.1所示的減速器中就有滾動(dòng)軸承。那么，滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)是什么樣的？其精度及日常應(yīng)用情況如何？與其配合的孔、軸的幾何量精度如何選擇？7.1 概 述滾動(dòng)軸承是機(jī)器中廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)件之一，如圖7.1所示，滾動(dòng)軸承由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體(鋼球或滾子)和保持架組成。它是用來支承軸頸的標(biāo)準(zhǔn)部件，一般成對(duì)使用。與滑動(dòng)軸承相比，具有摩擦小、潤(rùn)滑簡(jiǎn)單、選用和更換都方便等優(yōu)點(diǎn)。7.2 滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)及應(yīng)用7.2.1 滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)7.2.2 滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的應(yīng)用 7.3 滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外徑公差帶7.3.1 滾動(dòng)軸承的公差7.3.2 滾動(dòng)軸承的內(nèi)外徑公差帶