互換性與測量技術(shù)完整版電子教案最全ppt整本書課件全套教學(xué)教程(最新)

1、互換性與測量技術(shù)目錄前言第1章 緒論第2章 測量技術(shù)基礎(chǔ)第3章 尺寸公差配合與檢測第4章 形狀和位置公差與檢測第5章 表面粗糙度與檢測下一頁返回目錄第6章 光滑極限量規(guī)第7章 滾動軸承的互換性第8章 鍵與花鍵的互換性及檢測第9章 普通螺紋的互換性與檢測第10章 漸開線圓柱齒輪的互換性與檢測上一頁返回前言互換性與測量技術(shù)包括幾何量公差選用與誤差檢測兩方血的內(nèi)容，和機械設(shè)計與機械制造密切相關(guān)，是高等工科院校機械類和機電類各專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。面對高職高專，遵循“實用為主、夠用為度”的編寫原則。內(nèi)容上注重針對性及應(yīng)用性，敘述方法上通俗易懂，深入淺出，采用國家最新公差標準。內(nèi)容的闡述和編排符合教學(xué)規(guī)

2、律，利于教學(xué)。全書共分十章，由陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐秀娟主編，高葛、吳呼玲副主編，西京學(xué)院顏長鋒、陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院孟保戰(zhàn)參編。具體編寫工作為，高葛(第一章、第二章、第五章)，徐秀娟(第三章、第四章、第七章、第八章)，顏長鋒(第六章)，吳呼玲(第九章、第十章)。全書由徐秀娟統(tǒng)稿，陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院高崢主審。配套習(xí)題集由徐秀娟、吳呼玲、孟保戰(zhàn)編寫，高葛主審。下一頁返回前言在本書編寫過程中，得到了陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、西京學(xué)院等有關(guān)院校的大力支持和幫助，對此我們表示衷心感謝。對書中存在的疏漏和不當之處，敬請廣大讀者批評指正。 編者上一頁返回第1章 緒論1.1 互換性與測量技術(shù)課

3、程的性質(zhì)和任務(wù)1.2 互換性概述1.3 標準化與優(yōu)先數(shù)系1.4 測量技術(shù)的發(fā)展1.1互換性與測量技術(shù)課程的性質(zhì)和任務(wù)1.1.1 課程性質(zhì)本課程是工科院校機械類及機電類各專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是聯(lián)系機械設(shè)計課程與機械制造課程的紐帶，也是從職業(yè)基礎(chǔ)課向職業(yè)技術(shù)課和職業(yè)技能課過渡的橋梁。機械產(chǎn)品的設(shè)計包括運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度設(shè)計和精度設(shè)計四個方面。前三個方面的設(shè)計是機械設(shè)計過程，主要完成對機器功能、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸的設(shè)計。精度設(shè)計就是將零件的制造誤差限制在一定的范圍之內(nèi)，以保證零部件從加工到裝配成機器，實現(xiàn)功能上的要求以及保證正常的運轉(zhuǎn)。零件加工后是否符合精度要求必須通過檢測才能確定。精度設(shè)計及

4、檢測是本課程研究的主要內(nèi)容。下一頁返回1.1互換性與測量技術(shù)課程的性質(zhì)和任務(wù)零件精度必須有相應(yīng)的工藝措施來保證，所以本課程是學(xué)習(xí)機械制造技術(shù)等課程的基礎(chǔ)。1.1.2 課程任務(wù)本課程的學(xué)習(xí)是為了獲得機械工程技術(shù)人員應(yīng)必備的公差配合與檢測方法的基礎(chǔ)理論和基本技能，掌握尺寸公差與配合、形位公差、粗糙度及機械制造常用零、部件的標準及其選用原則和方法，初步建立測量誤差的概念、了解一般技術(shù)測量的方法，為以后的工作奠定基礎(chǔ)。上一頁返回1.2 互換性概述 1.2.1 互換性的含義所謂互換性，是指機械產(chǎn)品中同一規(guī)格的一批零件或部件，任取其中一件，不需作任何挑選、調(diào)整或輔助加工(如鉗工修配)就能進行裝配，并能保證

5、滿足機械產(chǎn)品使用性能要求的一種特性例如在日常生活中，燈泡壞了，買一個裝上。自行車的某一個零件壞了或舊了，換一個新的繼續(xù)使用。在工廠中，裝配車間的工人從一批同一規(guī)格的零件中任取一個裝在機器或部件上，就能滿足機器的使用功能。這都是互換性的體現(xiàn)。下一頁返回1.2 互換性概述1.2.2 互換性的作用互換性給產(chǎn)品的設(shè)計、制造和使用維修都帶來很大的便利。在設(shè)計方面，由于采用具有互換性的標準件、通用件，可使設(shè)計工作簡化、設(shè)計周期縮短，并便于使用計算機輔助設(shè)計。在制造方面，由于零件具有互換性，所以可以采用分散加工，集中裝配。有利于使用現(xiàn)代化的工藝裝備，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。裝配時，不需輔助加工和修配，提高了生產(chǎn)效率

6、，減輕了工作強度。在使用維修方面，當機器的零件需要更換時，可在最短時間內(nèi)用備件加以替換，從而提高了機器的利用率和使用壽命。上一頁下一頁返回1.2 互換性概述1.2.3 互換性的分類互換性按其互換程度可分為完全互換和不完全互換。若零件在裝配或更換時，不需選擇、調(diào)整或輔助加工(修配)，則其互換性為完全互換性。當裝配精度要求較高時，完全互換性將使零件制造公差很小，加工困難，成本很高，甚至無法加工。這時，將零件的制造公差適當放大，使之便于加工，而在零件完工后再用測量器具將零件按實際尺寸的大小分為若干組，使每組零件間實際尺寸的差別減小，裝配時按相應(yīng)組進行(例如，大孔組零件與大軸組零件裝配，小孔組零件與小

7、軸組零件裝配)。這樣，既可保證裝配精度和使用要求，又能解決加工困難，降低成本。此種僅組內(nèi)零件可以互換，組與組之間不能互換的特性，稱為不完全互換性。上一頁下一頁返回1.2 互換性概述一般來說，不完全互換只用于部件或機構(gòu)的制造廠內(nèi)部的裝配，至于廠外協(xié)作，即使產(chǎn)量很大，往往也要求完全互換。1.2.4 實現(xiàn)互換性的條件在加工中零件的幾何參數(shù)不可避免地會產(chǎn)生誤差，不可能、也沒有必要制造出完全一樣的零件。要實現(xiàn)零件的互換性，必須將零件的幾何參數(shù)誤差限制在一定的范圍內(nèi)。零件幾何參數(shù)誤差允許的變動范圍稱為公差，它包括尺寸公差、形狀公差、位置公差、表面粗糙度等。零件的實際幾何參數(shù)誤差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，需要通過

8、技術(shù)測量加以判斷。因此要實現(xiàn)互換性生產(chǎn)必須合理確定公差并正確進行檢測。上一頁返回1.3 標準化與優(yōu)先數(shù)系1.3.1 標準和標準化標準是對一定范圍內(nèi)的重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，以獲得最佳秩序、促進最佳社會效益為目的，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機構(gòu)批準，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)。標準化是指以制定標準和貫徹標準為主要內(nèi)容的全過程。標準化的重要意義是改進產(chǎn)品、過程和服務(wù)的適用性，防止貿(mào)易壁壘，促進技術(shù)合作。貫徹標準是標準化的核心環(huán)節(jié)標準化是組織生產(chǎn)的重要手段，是國家現(xiàn)代化水平的重要標志之一。通常按標準的專業(yè)性質(zhì)，將標準劃分為技術(shù)標準、管理

9、標準和工作標準三大類。對標準化領(lǐng)域中需要統(tǒng)一的技術(shù)事項所制定的標準稱技術(shù)標準。下一頁返回1.3 標準化與優(yōu)先數(shù)系我國的技術(shù)標準有國家標準(GB)、行業(yè)標準(如原機械工業(yè)部的標準JB)、地方標準和企業(yè)標準等四個級別。為了在世界范圍內(nèi)促進標準化工作的開展，以利于國際物質(zhì)交流和互助，并打一大在知識、科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟方面的合作。國際標準化組織(ISO于1947年成立。該組織的主要活動是制訂國際標準，協(xié)調(diào)世界范圍內(nèi)的標準化工作，組織各成員國和技術(shù)委員會進行情報交流，以及與其他國際性組織進行合作，共同研究有關(guān)標準化問題。各國都盡可能參照國際標準并結(jié)合本國實際情況來制定和修訂本國的國家標準。本課程涉及的幾何

10、量公差與檢測屬于標準化和計量學(xué)的范疇，標準化是實現(xiàn)互換性的前提。標準在執(zhí)行過程中不斷發(fā)展、修訂、提高，循環(huán)往復(fù)。所以在執(zhí)行標準時，應(yīng)以最新頒布的標準為準。上一頁下一頁返回1.3 標準化與優(yōu)先數(shù)系1.3.2 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系在機械設(shè)計與制造中，產(chǎn)品的性能、尺寸規(guī)格等參數(shù)都要通過數(shù)值來表達，而這些數(shù)值又會向與它相關(guān)的一系列參數(shù)傳遞。如某一螺栓的尺寸會影響與之相配合的螺母的尺寸、制造螺栓的刀具尺寸、檢驗螺栓的量具尺寸等。由此可見，工程技術(shù)中的參數(shù)數(shù)值經(jīng)過傳播，可造成尺寸規(guī)格的繁雜，給生產(chǎn)的組織和管理帶來困難。優(yōu)先數(shù)系和優(yōu)先數(shù)就是對各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值進行協(xié)調(diào)和科學(xué)統(tǒng)一的數(shù)值標準，使產(chǎn)品參數(shù)的選擇一開始

11、就納入標準化軌道。上一頁下一頁返回1.3 標準化與優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系是一種無量綱的分級數(shù)值，它是十進制等比數(shù)列，適用于各種量值的分級。數(shù)系中的每一個數(shù)都為優(yōu)先數(shù)。國家標準GB/T 321-2005優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系規(guī)定了5個等比數(shù)列，它們的公比分別為 ，分別用R5、R10、R20、R40、R80表示，其中前4個為基本系列，R80為補充系列，僅用于分級很細的特殊場合。按公比計算的優(yōu)先數(shù)系的理論值大多為無理數(shù)，工程技術(shù)上應(yīng)用時采用圓整后的近似值。上一頁下一頁返回1.3 標準化與優(yōu)先數(shù)系為了滿足生產(chǎn)需要，優(yōu)先數(shù)系還有派生系列。派生系列是指從某系列中按一定項差取值可構(gòu)成的系列，如R10系列中，每3項取一值

12、得到R10/3系列，其公比為R10/3 2，即1，2，4，8，;1.25，2. 5，5，10，等。優(yōu)先數(shù)系分檔科學(xué)合理，不僅對數(shù)值的協(xié)調(diào)、簡化起著重要的作用，而且是制定其他標準的依據(jù)，在設(shè)計中也廣泛使用。本課程所涉及的有關(guān)標準中的數(shù)值，都是按照優(yōu)先數(shù)系選定的。如標準公差值是按照R5系列確定的，表面粗糙度標準中規(guī)定的取樣長度分段是采用R10系列的派生數(shù)系R10/5確定。標準規(guī)定的五種優(yōu)先數(shù)系的公比及常用數(shù)值見表1-1。上一頁返回1.4 測量技術(shù)的發(fā)展1.4.1 幾何量檢測的重要意義按照先進的公差標準進行正確的精度設(shè)計，對零件的幾何量分別給定了合理的公差，還要采取相應(yīng)的測量和檢驗措施才能保證零件的

13、功能和互換性。也就是說要按照公差標準和檢測技術(shù)要求對零部件的幾何量進行檢測，淘汰不符合公差要求的不合格品，使精度設(shè)計要求發(fā)揮它的作用?？梢姡瑱z測工作是不可缺少和非常重要的。沒有檢測，互換性生產(chǎn)就得不到保證，公差要求也就變成了空想。實際上，任何一項公差要求都要有相應(yīng)的檢測手段相配合。這就是說，合理確定公差和正確進行檢測是保證機械產(chǎn)品質(zhì)量和實現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個必不可少的條件。下一頁返回1.4 測量技術(shù)的發(fā)展當然，檢測的目的不僅可以判斷產(chǎn)品是否合格，更重要的是可以分析不合格產(chǎn)品產(chǎn)生的原因，以便及時調(diào)整加工工藝，減少和預(yù)防廢品的產(chǎn)生。1.4.2 測量技術(shù)的發(fā)展概況在我國的歷史上，很早就有關(guān)于幾何量檢測

14、的記載。例如，早在商朝，我國就有了象牙制成的尺，秦朝統(tǒng)一了度量衡制度，西漢已有了銅制卡尺等。但長期的封建統(tǒng)治使得科學(xué)技術(shù)未能進一步發(fā)展，舊中國的檢測技術(shù)和計量器具一直處于落后狀態(tài)。上一頁下一頁返回1.4 測量技術(shù)的發(fā)展新中國成立以來，我國十分重視檢測技術(shù)的發(fā)展，大力建設(shè)和加強計量制度。1959年6月國務(wù)院發(fā)布了關(guān)于統(tǒng)一我國計量制度的命令，確定以“米制”為我國的基本計量制度，1977年頒布了中華人民共和國計量管理條例、1985年頒布了中華人民共和國計量法等。經(jīng)過多年的努力，我國的測量儀器和檢測手段日前已達到了世界先進水平。測量儀器不斷朝著精度高、速度快、智能化等方向發(fā)展。測量技術(shù)的發(fā)展不僅促進了

15、機械制造業(yè)的發(fā)展，而且加速了我國現(xiàn)代化建設(shè)的進程。上一頁返回表1-1優(yōu)先數(shù)系基本系列的公比及常用數(shù)值(R80略)返回第2章 測量技術(shù)基礎(chǔ)2.1 測量的基本知識2.2 計量器具與測量方法2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理 2.1 測量的基本知識2.1.1 測量的概念所謂測量，就是把被測量與具有計量單位的標準量進行比較，從而確定被測量量值的實驗過程?？捎霉奖硎緸?L=qE (2-1) 式中L被測值; q比值; E計量單位。上式表明，任何幾何量的量值L，都可由表征幾何量的數(shù)值。和該幾何量的計量單位E的乘積來表示。例如，用游標卡尺測得某軸直徑為60.3 mm，這里mm為長度計量單位，數(shù)值60.3是以mm為計

16、量單位時，該幾何量的數(shù)值。下一頁返回 2.1 測量的基本知識由測量的概念可知，一個完整的幾何量測量過程應(yīng)包括四個要素:被測對象、計量單位、測量方法、測量精度。被測對象這里指幾何量，包括長度、角度、表血粗糙度、形位誤差以及螺紋、齒輪等的幾何參數(shù)。計量單位用以度量同類量值的標準量。我國頒布的法定計量單位中，對幾何量來說，長度的基本單位為米(m)、毫米(mm)、微米( )，角度的單位為弧度(rad)以及度()、分()、秒()。測量方法指根據(jù)給定的測量原理，在實際測量中運用該測量原理和實際操作，以獲得測量數(shù)據(jù)和測量結(jié)果。測量精度是指被測量幾何量的測量結(jié)果與其真值相一致的程度。上一頁下一頁返回 2.1

17、測量的基本知識2.1.2 長度單位、基準和量值傳遞系統(tǒng)1.長度單位和基準我國的法定計量單位中，長度計量單位為米(m)，與國際單位一致。機械制造中常用的長度計量單位為毫米(mm), 1 mm=10-3m在精密測量中，長度計量單位采用微米( ) ,1 =10-3 mm在超精密測量中，長度計量單位采用納米(nm)，1 nm =10-3 。按照1983年第十七屆國際計量大會通過的決議，米的定義為:米是光在真空中在1/299 792 458s的時間間隔內(nèi)所傳播的距離。用光波的波長作為長度基準，不便于在生產(chǎn)中直接應(yīng)用。為了保證量值的準確和統(tǒng)一，必須把長度基準的量值準確地傳遞到生產(chǎn)中所應(yīng)用的計量器具和工件上

18、。上一頁下一頁返回 2.1 測量的基本知識2.量值傳遞系統(tǒng)長度量值由國家基準波長開始，通過兩個平行系統(tǒng)(線紋量具、端面量具)向下傳遞，如圖2-1所示。因此，量塊和線紋尺都是量值傳遞媒介，其中尤以量塊的應(yīng)用更為廣泛。3.量塊的基本知識(1)量塊的材料、形狀和尺寸。量塊(又稱塊規(guī))是沒有刻度的平面平行的端面量具，用鉻錳鋼等特殊合金鋼制成，具有線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨性好等特點，是長度量值傳遞系統(tǒng)中重要的媒介。它除了作傳遞長度量值的基準之外，還可以用來調(diào)整儀器、調(diào)整機床或直接檢測工件。上一頁下一頁返回 2.1 測量的基本知識量塊的形狀是長方體，有兩個平行的測量面，其余為非測量面。測量面極為光滑、

19、平整，其表面粗糙度Ra值達0.012 以上，兩測量面之間的距離即為量塊的工作長度(標稱長度)。標稱長度ln5.5 mm的量塊，其公稱值刻印在工作面上;標稱長度ln5.5 mm的量塊，其公稱長度值刻印在上測量面左側(cè)較寬的一個非測量面上，如圖2-2 (a)所示。量塊的長度l，是指量塊的一個測量面上的任意點到與其相對的另一測量面相研合的輔助體表面之間的垂直距離，輔體的材料和表面質(zhì)量應(yīng)與量塊相同，如圖2-2(b)所示。量塊中心長度lc,對應(yīng)于量塊未研合測量面中心點的量塊長度，如圖2-2(b)所示。上一頁下一頁返回 2.1 測量的基本知識量塊長度變動量V，量塊相對的兩個測量面上任意點中的最大長度lmax

20、與最小長度lmin之差。(2)量塊的精度等級。根據(jù)GB/T 6093-2001的規(guī)定，量塊按其制造精度分為5級，即0，1, 2, 3和K級，其中0級精度最高，3級最低，K級為校準級，主要根據(jù)量塊長度極限偏差、長度變動量允許值來劃分的;量塊按其檢定精度分為六等，即1，2，3，4，5，6等，其中1等精度最高，6等精度最低，主要依據(jù)量塊中心長度測量極限誤差和平面平行度允許偏差來劃分的。上一頁下一頁返回 2.1 測量的基本知識(3)量塊的“級”與“等”。量塊的“級”和“等”是從成批制造和單個檢定兩種不同的角度出發(fā)，對其精度進行劃分的兩種形式。按“級”使用時，以標記在量塊上的標稱尺寸作為工作尺寸，該尺寸

21、包含其制造誤差。按“等”使用時，是以鑒定測得的實際尺寸作為工作尺寸，該尺寸排除了量塊制造誤差的影響，僅包含了鑒定時較小的測量誤差。就同一量塊而言，檢定時的測量誤差要比制造誤差小得多。所以，量塊按“等”使用時其精度比按“級”使用時的測量精度高。上一頁下一頁返回 2.1 測量的基本知識(4)量塊的特性和應(yīng)用。量塊除了上述的穩(wěn)定性、耐磨性和準確性外，還有一個重要的特性，即研合性。所謂研合性是指量塊的一個測量面與另一量塊測量面或與另一經(jīng)精加下的類似量塊測量面的表面，通過分子力的作用而相互黏合的性能。量塊是定尺寸量具，一個量塊只有一個尺寸。為了滿足一定范圍的不同要求，量塊可以利用其研合性，將多個量塊研合

22、在一起，組合使用。我國生產(chǎn)的成套量塊有91塊、83塊、46塊、38塊等幾種規(guī)格。表2-1所列為83塊組成一套的量塊尺寸系列。上一頁下一頁返回 2.1 測量的基本知識為了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過4塊。選用量塊時，應(yīng)從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸的一位尾數(shù)。例如，從83塊一套的量塊中選取尺寸為36.375 mm的量塊組，選取方法為36.375 所需尺寸上一頁返回2.2 計量器具與測量方法2.2.1 計量器具的分類計量器具(又稱測量器具)是指用于測量的工具和儀器?？煞譃榱烤?、量規(guī)、量儀(測量儀器)和計量裝置等四類。1.量具量具通常是指結(jié)構(gòu)比

23、較簡單、沒有放大系統(tǒng)的測量工具，包括單值量具、多值量具和標準量具等。單值量具是用來復(fù)現(xiàn)單一量值的量具，例如量塊、角度塊等，它們通常都是成套使用。多值量具是能夠復(fù)現(xiàn)一定范圍的一系列不同量值的量具，如線紋尺等。標準量具用作計量標準，提供量值傳遞用的量具，如量塊、基準米尺等。下一頁返回2.2 計量器具與測量方法2.量規(guī)量規(guī)是一種沒有刻度的，用以檢驗零件尺寸、形狀、相互位置的專用檢驗工具，它只能判斷零件是否合格，而不能測得被測零件的具體尺寸，如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)等。3.量儀量儀即計量儀器，通常是指具有傳動放大系統(tǒng)的、能將被測量的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值或等效信息的計量器具。按工作原理和結(jié)構(gòu)特征

24、，量儀可分為機械式、電動式、光學(xué)式、氣動式，以及它們的組合形式光機電一體的現(xiàn)代量儀。上一頁下一頁返回2.2 計量器具與測量方法4.計量裝置計量裝置是一種專用檢驗工具，可以迅速地檢驗更多或更復(fù)雜的參數(shù)，從而有助于實現(xiàn)自動測量和自動控制。如自動分選機、檢驗夾具、主動測量裝置等。上一頁下一頁返回2.2 計量器具與測量方法2.2.2 計量器具的度量指標1.刻線間距刻線間距是指計量器具標尺或分度盤上相鄰兩刻線之間的距離。如圖2-3所示，為了適合人眼觀察，一般刻線間距為12.5 mm。2.分度值分度值是指計量器具標尺或分度盤上每一刻線間距所代表的量值。標尺分度值越小，表示計量器具的測量精度越高。一般長度計

25、量器具的分度值有0.1 mm ,0.01 mm ,0.001 mm，0.0005mm等幾種。如圖2-3所示，表盤上的分度值為1 。上一頁下一頁返回2.2 計量器具與測量方法3.測量范圍測量范圍是指計量器具所能測量的最小值到最大值的范圍。如圖2-3所示，測量范圍為0180 mm。4.示值范圍示值范圍是指計量器具所能顯示或指示的最小值到最大值的范圍。如圖2-3所示，示值范圍為20 。5.靈敏度靈敏度是指對于給定的被測量，被觀測變量的增量L與相應(yīng)的被測量的增量x之比，即 S=L/x (2-2)上一頁下一頁返回2.2 計量器具與測量方法當分子、分母為同類量的情況下，靈敏度也稱為“放大比”或“放大倍數(shù)”

26、。6.示值誤差示值誤差是指計量器具上的示值與被測量真值之差。一般來說，示值誤差越小，計量器具精度越高。7.測量重復(fù)性誤差測量重復(fù)性誤差是指在相同的測量條件下，對同一被測量進行連續(xù)多次等精度測量時，所有測得值的分散程度即為重復(fù)性誤差。它是計量器具本身各種誤差的綜合反映。8.不確定度不確定度是指由于測量誤差的存在而對被測幾何量的量值不能肯定的程度。上一頁下一頁返回2.2 計量器具與測量方法2.2.3 測量方法的分類測量方法可以從多個不同的角度進行分類。1.按實測的幾何量是否為被測幾何量分類(1)直接測量:直接測量是指實測的幾何量值就是被測量的幾何量值。例如用游標卡尺、千分尺測軸徑或孔徑的大小。(2

27、)間接測量:間接測量是指被測幾何量的量值由實測的幾何量值按一定的函數(shù)關(guān)系式運算后獲得。如圖2-4所示，通過測量孔邊距l(xiāng)1和l2，然后用公式a=(l1+l2)/2計算求得孔心距a的大小。間接測量的精度通常比直接測量的精度低。2.按測量值是否為被測幾何量的整個量值分類上一頁下一頁返回2.2 計量器具與測量方法(1)絕對測量法:絕對測量法是指計量器具顯示的示值就是被測幾何量的整個量值。例如用游標卡尺、千分尺測軸徑或孔徑的大小。(2)相對測量法(或比較測量法):相對測量法是指計量器具顯示的示值為被測幾何量相對于標準量的差值，被測幾何量值為標準量與該示值之代數(shù)和。相對測量法的測量精度比絕對測量法的測量精

28、度高。3.按被測表面是否與測量頭接觸分類(1)接觸測量法:接觸測量法是指測量時計量器具的測量頭與被測零件表面直接接觸，并有測量力存在的測量。例如，用機械比較儀測量軸徑。(2)非接觸測量法:非接觸測量法是指測量時計量器具的測量頭不與被測零件表面接觸。例如，用光切顯微鏡測量零件的表面粗糙度。上一頁下一頁返回2.2 計量器具與測量方法4.按同時被測的幾何量的多少分類(1)單項測量法:單項測量法是指對零件上的某些參數(shù)分別進行測量。例如，用不同的專用儀器分別測量齒輪的齒形誤差和齒距偏差。(2)綜合測量法:綜合測量法是指同時測量零件上幾個相關(guān)參數(shù)的綜合結(jié)果。例如，用齒輪雙面嚙合綜合測量儀測量齒形誤差和基節(jié)

29、偏差的綜合結(jié)果。5.按測量技術(shù)在機械制造工藝過程中所起的作用分類(1)主動測量法:主動測量法是指零件在加工過程中對被測幾何量進行的測量。它主要應(yīng)用在自動化生產(chǎn)線上，其測量結(jié)果可直接控制零件的加工過程，主動及時地防止廢品的產(chǎn)生。(2)被動測量法:被動測量法是指在零件加工完畢后所進行的測量。其測量結(jié)果僅限于判斷工件是否合格，可用于發(fā)現(xiàn)和剔除廢品。上一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理人類為了認識自然與改造自然，需要不斷地對自然界的各種現(xiàn)象進行測量和研究，由于實驗方法和實驗設(shè)備的不完善、周圍環(huán)境的影響，以及受人們認識能力所限等，測量和實驗所得數(shù)據(jù)和被測量的真值之間，不可避免地存在著差異，這在數(shù)值上即表

30、現(xiàn)為誤差。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和人們認識水平的不斷提高，雖可將誤差控制得愈來愈小，但終究不能完全消除它。下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理2.3.1 測量誤差及其產(chǎn)生的原因所謂測量誤差，就是被測量的測得值與被測量的真值之間的差異。用公式表示為 =x-x0 (2-3) 式中 測量誤差; x測得值; x0被測量的真值。測量誤差可用絕對誤差表示，也可用相對誤差表示。式(2-3)所表示 的即為絕對誤差，而相對誤差為上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理當被測量的量值相等或相近時，絕對誤差的大小可反映測量的精確程度;當被測量的量值相差較大時，則用相對誤差較為合理。在長度測量中，相對誤差應(yīng)用較少，

31、通常所說的測量誤差，一般是指絕對誤差。2.3.2 測量誤差的來源在測量過程中，產(chǎn)生測量誤差的因素很多，可歸納為以下幾個方面。(1)計量器具誤差。計量器具誤差是指計量器具本身所存在的誤差而引起的測量誤差，具體地說，是由于計量器具本身的設(shè)計、制造以及裝配、調(diào)整不準確而引起的誤差，一般可用計量器具的示值誤差或不確定度來表示。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理(2)方法誤差。方法誤差是指測量方法不完善所引起的誤差。例如，測量方法選擇不當、工件安裝不合理、計算公式不精確、采用近似的測量方法或間接測量方法等造成的誤差。(3)環(huán)境誤差。環(huán)境誤差是指由于各種環(huán)境因素與規(guī)定的標準狀態(tài)不一致而引起的測量裝

32、置和被測量本身的變化所造成的誤差，如濕度、溫度、振動、氣壓和灰塵等環(huán)境條件不符合標準條件所引起的誤差，其中以溫度對測量結(jié)果的影響最大。在長度計量中，規(guī)定標準溫度為20。(4)人員誤差。人員誤差是指由于測量者受分辨能力的限制，因工作疲勞引起的視覺器官的生理變化，固有習(xí)慣引起的讀書誤差，以及精神上的因素產(chǎn)生的一時疏忽等所引起的誤差。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理2.3.3 測量誤差的分類測量誤差按其性質(zhì)可分為三類，即系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。1.系統(tǒng)誤差在同一條件下，多次測量同一量值時，絕對值的大小和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差?？梢娤到y(tǒng)誤差有定值

33、系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差兩種。例如使用零位失準的千分尺測量工件，對每次測量結(jié)果的影響都相同，屬于定值系統(tǒng)誤差;在測量過程中，若溫度產(chǎn)生均勻變化，則引起的誤差為線性系統(tǒng)變化，屬于變值系統(tǒng)誤差。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理對于定值系統(tǒng)誤差的消除可用修正值法?？梢匀∑浞聪蛑底鳛樾拚担拥綔y量列的算術(shù)平均值上進行反向補償，該定值系統(tǒng)誤差即可被消除。例如，025 mm千分尺兩測量面并攏時讀數(shù)沒有對準零位，而是+0.005 mm，用此千分尺測量零件時，每個測得值都將大0.005 mm。此時可用修正值-0.005 mm對每個測量值進行修正。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理對于變值系統(tǒng)

34、誤差的發(fā)現(xiàn)，可使用殘余誤差觀察法。殘余誤差觀察法是將殘余誤差按測量順序排列，然后觀察它們的分布規(guī)律:若殘余誤差大體上呈正、負相間出現(xiàn)且無顯著變化規(guī)律，則不存在變值系統(tǒng)誤差，如圖2-5 (a);若殘余誤差按近似的線性規(guī)律遞增或遞減，且在測量開始與結(jié)束時誤差符號相反，則可判定存在線性變值系統(tǒng)誤差，如圖2-5(b);若殘余誤差的符號有規(guī)律地逐漸由正變負，再由負變正，且循環(huán)交替重復(fù)變化，則可判定存在周期性變值系統(tǒng)誤差，如圖2-5(c)。對于線性系統(tǒng)誤差的消除可采用對稱法，對于周期性系統(tǒng)誤差的消除可采用半周期法。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理2.隨機誤差在同一測量條件下，多次測量同一量值時，

35、絕對值和符號以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱為隨機誤差。例如，儀器儀表中零部件配合的不穩(wěn)定性、零部件的變形、零件表面血油膜不均勻以及摩擦等引起的示值不穩(wěn)定。隨機誤差是不可避免的，對每一次具體測量來說，隨機誤差無規(guī)律可循，但對于多次重復(fù)測量來說，誤差出現(xiàn)的整體是服從統(tǒng)計規(guī)律的。大量實驗表明，隨機誤差符合正態(tài)分布規(guī)律。正態(tài)分布曲線如圖2-6所示，橫坐標 表示隨機誤差，縱坐標y表示概率密度。從圖中可以看出，隨機誤差具有以下四個分布特性。(1)對稱性:絕對值相等的正誤差與負誤差出現(xiàn)的概率相等。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理(2)單峰性:絕對值小的隨機誤差比絕對值大的隨機誤差出現(xiàn)的概率大，曲線

36、有最高點。(3)有界性:在一定的測量條件下，隨機誤差的絕對值不會超越某一確定的界限。(4)抵償性:隨著測量次數(shù)的增加，隨機誤差的算術(shù)平均值趨近于零。第四個特征可由第一個特征推導(dǎo)出來，因為絕對值相等的正誤差和負誤差之間可以相互抵消。對于有限次測量，隨機誤差的算術(shù)平均值是一個有限小的量，而當測量次數(shù)無限增大時，它趨向于零。根據(jù)概率論原理，正態(tài)分布曲線的數(shù)學(xué)表達式為上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理 式中y概率密度函數(shù); 隨機誤差; e自然對數(shù)的底數(shù)，e = 2. 718 28 ; 標準偏差，可按下式計算式中n測量次數(shù)。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理由圖2-6可以看出，當 =0時

37、，概率密度最大，且有 ， 概率密度的最大值為ymax與標準偏差 成反比，即 越小ymax越大，分布曲線越陡峭，測得值越集中，亦即測量精度越高;反之， 愈大，ymax值愈小，曲線愈平坦，測得值愈分散，亦即測量精度愈低。如圖2-7所示為三種不同的正態(tài)分布曲線， ，而y1maxy2maxy3max。所以標準偏差 表征了同一被測量的幾項測量測得值分散性的參數(shù)，也就是測量精度的高低。由實驗可知，評定隨機誤差時以3 作為單次測量的極限誤差，即上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理可以認為3 是隨機誤差的實際分布范圍，即有界性的界限為3 3.粗大誤差超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差。此誤差值較大，

38、明顯歪曲測量結(jié)果，如測量時對錯了標志、讀錯或記錯了數(shù)、使用有缺陷的儀器以及在測量時因操作不細心而引起的過失性誤差等。如已存在粗大誤差，應(yīng)予以剔除。常用的方法為，當| | 3 時，測得值xi就含有粗大誤差，應(yīng)予以剔除。3 即作為判斷粗大誤差的界限，此方法稱3 準則。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理2.3.4 測量精度的分類反映測量結(jié)果與真值接近程度的量，稱為精度，它與誤差的大小相對應(yīng)，因此可用誤差大小來表示精度的高低，誤差小則精度高，誤差大則精度低。為了反映系統(tǒng)誤差與隨機誤差的區(qū)別及其對測量結(jié)果的影響，可將精度進一步分類為精密度、正確度和準確度。(1)精密度反映測量結(jié)果中隨機誤差的影響

39、程度。若隨機誤差小，則精密度高。(2)正確度反映測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的影響程度。若系統(tǒng)誤差小，則正確度高。(3)準確度反映測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機誤差綜合的影響程度。若系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小，則準確度高。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理以打靶為例進行說明。如圖2-8所示，圓心表示靶心，黑點表示彈孔。圖2-8(a)表現(xiàn)為彈孔密集但偏離靶心，說明隨機誤差小而系統(tǒng)誤差大，精密度高而正確度低;圖2-8(b)表現(xiàn)為彈孔較為分散，但基本圍繞靶心分布，說明隨機誤差大而系統(tǒng)誤差小，正確度高而精密度低;圖2-8(c)表現(xiàn)為彈孔密集且圍繞靶心分布，說明隨機誤差和系統(tǒng)誤差都非常小，精密度和正確度都高，因而準

40、確度也高;圖2-8(d)表現(xiàn)為彈孔既分散又偏離靶心，說明隨機誤差和系統(tǒng)誤差都大，精密度和正確度都低，所以準確度也低。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理2.3.5 直接測量列的數(shù)據(jù)處理對測量結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，是為了找出被測量包含的各種誤差，以求消除或減小測量誤差的影響，提高測量精度。1.測量列隨機誤差的處理(1)算術(shù)平均值x。在相同條件下對同一被測量進行多次等精度測量，其值分別為x1，x2，x3，xn，稱為“測量列”。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理式中，n為測量次數(shù)。隨機誤差相加則為即其真值由隨機誤差抵償性知，當n時，上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理 =x0在消除系

41、統(tǒng)誤差的情況下，當測量次數(shù)很多時，算術(shù)平均值就趨近于真值。即用算術(shù)平均值來代替真值不僅是合理的，而且也是可靠的。(2)殘差vi。每個測得值與算術(shù)平均值的代數(shù)差，即 vi=xi-殘差具有下述兩個特性:殘差的代數(shù)和等于零，即殘差的平方和為最小，即 為最小 上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理當殘差平方和為最小時，按最小二乘法原理知，測量結(jié)果是最佳值。這也說明了 是x0的最佳估值。(3)測量列中任一測得值的標準偏差 。由于真值不可知，隨機誤 差 也未知，標準偏差 無法計算。在實際測量中，標準偏差 用殘差來估算，常用貝賽爾公式計算，即上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理任一測得值x，其落在

42、3 范圍內(nèi)的概率(P)為99.73 %，常表示為 =x3 (P=99.73 %)(4)測量列算術(shù)平均值的標準偏差 。在多次重復(fù)測量中，是以算術(shù)平均值作為測量結(jié)果的，因此要研究算術(shù)平均值的可靠性程度。上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理(5)測量列算術(shù)平均值的極限誤差和測量結(jié)果。測量列算術(shù)平均值的極限誤差為 測量列的測量結(jié)果可表示為 (P=99.73%)2.數(shù)據(jù)處理舉例例2-1對同一幾何量等精度測量15次，所得數(shù)據(jù)列表如下，假設(shè)測量中不存在定值系統(tǒng)誤差。試求其測量結(jié)果。解:(1)求算術(shù)平均值上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理(2)求殘余誤差

43、平方和 ，(3)判斷變值系統(tǒng)誤差:根據(jù)殘差觀察法判斷，測量列中的殘差大體上呈正、負相間，無明顯規(guī)律的變化，所以認為無變值系統(tǒng)誤差。(4)計算標準偏差 上一頁下一頁返回2.3 測量誤差和數(shù)據(jù)處理(5)判斷粗大誤差:由標準偏差知，可求得粗大誤差的界限|vi|3 = 4.23 ，故不存在粗大誤差。(6)求任一測得值的極限誤差 (7)求測量列算術(shù)平均值的標準偏差(8)求算術(shù)平均值的測量極限誤差 測量結(jié)果上一頁返回圖2-1兩個平行的長度量值傳遞系統(tǒng)返回圖2-2量塊返回表2-1 83塊一套的量塊尺寸系列返回圖2-3測量器具參數(shù)示意圖返回圖2-4間接測量法測量孔心距返回 圖2-5變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)(a)小存

44、在變值系統(tǒng)誤差;(b)存在線性變值系統(tǒng)誤差;(c)存在周期性變值系統(tǒng)誤差返回圖2-6正態(tài)分布曲線返回圖2-7三種不同 的正態(tài)分布曲線返回 圖2-8精密度、正確度和準確度示意圖(a)精密度高;(b)正確度高;(c)準確度高;(d)準確度低返回第3章 尺寸公差配合與檢測 3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義3.2 標準公差系列3.3 基本偏差系列3.4 極限與配合的選用3.5 光滑尺寸檢測第3章 尺寸公差配合與檢測機械工業(yè)生產(chǎn)中，出于某些考慮，零件一般不加工成理想的尺寸，為了保證零件的互換性，零件應(yīng)滿足一個給定的尺寸變動范圍。這個尺寸范圍應(yīng)保證零件間的相互配合，滿足零件的使用功能，制造經(jīng)濟合理。國家

45、標準GB 1800“極限與配合”對這方面做了具體規(guī)定，在我國工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義3.1.1 有關(guān)孔、軸的術(shù)語定義1.孔通常指工件的圓柱形內(nèi)表面，也包括非圓柱形內(nèi)表面(兩平行平面或切面形成的包容面)。2.軸通常指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面(兩平行平面或切面形成的被包容面)。孔、軸的定義在標準中是指廣義的概念。從裝配上來講，孔是包容面，軸是被包容面從加工過程看，隨著材料余量的去除，孔的尺寸由小變大，軸的尺寸由大變小。如圖3-1所示，圓柱的直徑、鍵的寬度都是軸，圓柱孔的直徑、鍵槽的寬度都是孔。下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義3.1

46、.2 有關(guān)尺寸的術(shù)語定義1.尺寸以特定單位表示線性尺寸的數(shù)值稱為尺寸。 尺寸由數(shù)字和長度單位組成，在技術(shù)制圖中，通常以mm為長度單位，此時省略單位mm，只書寫數(shù)字。如長度為40、60等。2.基本尺寸通過它應(yīng)用上、下偏差可以計算得出極限尺寸的尺寸稱為基本尺寸?？椎幕境叽绯Ｓ肈表示，軸的基本尺寸常用d表示?；境叽缡歉鶕?jù)零件的功能要求，經(jīng)過強度、剛度等設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計，并參照GB/T 2822-2005“標準尺寸”中規(guī)定的數(shù)值選取。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義3.實際尺寸通過測量獲得的尺寸稱為實際尺寸?？椎膶嶋H尺寸用Da表示，軸的實際尺寸用da。表示。由于測量過程中

47、存在誤差，所以實際尺寸往往不是被測尺寸的真實大小。而且，多次測量同一尺寸所得的實際尺寸也會有所不同。4.極限尺寸極限尺寸是尺寸允許變動的兩個極限值。允許的最大尺寸稱為最大極限尺寸，允許的最小尺寸稱為最小極限尺寸。孔和軸的最大極限尺寸分別用Dmax和dmax表示，最小極限尺寸分別用Dmin和dmin表示。實際尺寸如果小于最大極限尺寸且大于最小極限尺寸，則零件的尺寸是合格的。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義3.1.3 有關(guān)偏差、公差的術(shù)語定義1.偏差某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差，稱為偏差。偏差可為正值、負值或零。偏差可分為極限偏差和實際偏差。(1)極限偏差。極限偏差是極限尺

48、寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。最大極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為上偏差;最小極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為下偏差?？椎纳?、下偏差分別用ES和EI表示，軸的上、下偏差分別用es和ei表示。ES=Dmax-D EI=Dmin-D (3-1) es=dmax-d ei=dmin-d (3-2)上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義在圖樣上，極限偏差如標注為 ，則基本尺寸為 25，最大極限尺寸為 25.015，最小極限尺寸為 25.002，上偏差為+0.015，下偏差為+0.002。如果上偏差或下偏差為零，也要標注，如 。(2)實際偏差。實際偏差是實際尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)

49、差。實際偏差可能會是正值、零或負值，只要位于極限偏差范圍內(nèi)，則零件尺寸是合格的。2.公差公差是尺寸公差的簡稱。公差是最大極限尺寸減最小極限尺寸之差，或上偏差減下偏差之差，它是允許尺寸的變動量。孔的公差為Th，軸的公差為TS。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義 Th=Dmax-Dmin=ES-EI (3-3) TS=dmax-dmin=es-ei (3-4)公差與偏差是兩個不同的概念。公差值是允許尺寸的變化量，不能為零。而偏差可為正、為負或零。公差表示制造精度的要求，在基本尺寸相同的情況下，公差值越大，工件精度要求越低，越容易加工;公差值越小，工件精度要求高，越難加工。偏差表示與

50、基本尺寸偏離的程度，一般不反映加工難易程度。3.公差帶和公差帶圖圖3-2反映了基本尺寸、極限尺寸、極限偏差及公差之間的關(guān)系。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義由于公差和偏差的數(shù)值與尺寸數(shù)值相差太遠，不能按同一比例畫在同一圖上，為簡化起見，不畫出孔和軸的全部，而只畫出公差帶來分析，如圖3-3所示，被稱為公差帶圖。(1)零線用來表示基本尺寸的一條直線，即零偏差線。它是上、下偏差的起點線，零線以上為正偏差，零線以下為負偏差。(2)公差帶在公差帶圖中，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直線所限定的區(qū)域稱為公差帶。它由公差帶的大小和公差帶的位置兩個要素組成，前者指公差

51、帶在零線垂直方向上的寬度，由標準公差確定;后者指公差帶相對于零線的位置，由基本偏差確定。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義例3-1求孔 、軸 的最大極限尺寸、最小極限尺寸、公差并畫出公差帶圖。解:對于孔 由式(3-1)可得最大極限尺寸Dmax=D+ES=30.021 最小極限尺寸Dmin=D+EI=30 由式(3-3)可得公差Th=ES-EI=0.021-0=0.021 對于軸 由式(3-2)可得最大極限尺寸dmax=d+es =30+(-0.020) =29.980 最小極限尺寸dmin=d+ei=30+(-0.033)=29.967 公差TS=es-ei=(-0.020)-

52、(-0.033)=0.013上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義公差帶圖的畫法步驟:(1)畫零線，標注出“0”、“+”、“-”用箭頭指在零線的左側(cè)并注出基本尺寸。(2)選適當比例，畫出孔、軸公差帶，并將極限偏差數(shù)值標注出來，如圖3-4所示。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義3.1.4 有關(guān)配合的術(shù)語定義1.配合配合是指基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。配合指的是一批孔、軸的裝配關(guān)系，而不是指單個孔和單個軸的結(jié)合關(guān)系。2.間隙與過盈間隙或過盈是指孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差。此差值為正時是間隙，用X表示，為負時是過盈，用Y表示。3.配合的

53、種類配合分為間隙配合、過盈配合和過渡配合三類。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義(1)間隙配合具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合。間隙配合必須保證同一規(guī)格的一批孔的直徑大于或等于相互配合的一批軸的直徑。其配合特點是:孔的公差帶在軸的公差帶之上，如圖3-5所示。由于孔、軸的實際尺寸允許在最大極限尺寸和最小極限尺寸之間變動，所以，孔、軸配合后的間隙也是變動的。當孔為最大極限尺寸而軸為最小極限尺寸時，配合為最松狀態(tài)，此時的間隙為最大間隙，用Xmax表示。當孔為最小極限尺寸、軸為最大極限尺寸時，配合為最緊狀態(tài)，此時的間隙為最小間隙，用Xmin表示。 Xmax=Dmax-dmin=ES

54、-ei (3-5) Xmin=Dmin-dmax=EI-es (3-6)上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義(2)過盈配合具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合。過盈配合必須保證同一規(guī)格的一批孔的直徑小于或等于相互配合的一批軸的直徑。其配合特點是:孔的公差帶在軸的公差帶之下，如圖3-6所示。由于孔、軸的實際尺寸允許在最大極限尺寸和最小極限尺寸之間變動，因此配合后形成的實際過盈也是變動的。當孔為最小極限尺寸、軸為最大極限尺寸時，配合處于最緊狀態(tài)，此時的過盈為最大過盈，用Ymax表示。當孔為最大極限尺寸、軸為最小極限尺寸時，配合處于最松狀態(tài)，此時的過盈稱為最小過盈，用Ymin表示。最大

55、過盈和最小過盈用下列公式確定 Ymax=Dmin-dmax=EI-es (3-7) Ymin=Dmax=dmin=ES-ei (3-8)上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義(3)過渡配合可能具有間隙或過盈的配合。若為過渡配合，則同一規(guī)格的一批孔的直徑可能大于、小于或等于相互配合的一批軸的直徑。其配合特點是:孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，如圖3-7所示。過渡配合中，若孔的尺寸大于軸的尺寸時形成間隙，反之形成過盈?？椎淖畲髽O限尺寸減軸的最小極限尺寸得到最大間隙Xmax，是孔、軸配合的最松狀態(tài)?？椎淖钚O限尺寸減軸的最大極限尺寸得到最大過盈Ymax，是孔、軸配合的最緊狀態(tài)。最大間隙和

56、最大過盈分別按照式(3-5)、式(3-7)計算。上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義4.配合公差組成配合的孔、軸公差之和稱為配合公差。它是設(shè)計人員根據(jù)配合部位的使用要求對配合松緊變動程度給定的允許值，即允許間隙或過盈的變動量，用Tf表示。配合公差越大，配合精度要求越低;反之，配合公差越小，配合精度要求越高。對于間隙配合，配合公差等于最大間隙與最小間隙之代數(shù)差的絕對值;對于過盈配合，配合公差等于最小過盈與最大過盈之代數(shù)差的絕對值;對于過渡配合，配合公差等于最大間隙與最大過盈之代數(shù)差的絕對值。計算公式如下: 間隙配合 Tf=|Xmax-Xmin|=Th+TS (3-9) 過渡配合 T

57、f=|Xmax-Ymax|=Th+TS (3-10) 過盈配合 Tf=|Ymax-Ymin|=Th+TS (3-11)上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義例3-2計算以下三對配合的軸和孔的最大、最小間隙或過盈、配合公差，并畫出公差帶圖。(1)孔 軸 ;(2)孔 軸 ;(3) 軸 。 解:(1)Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=(+0.021)-(-0.033)=+0.054 Xmin=Dmin-dmax=EI-es =0-(-0.020)=+0.020 Tf=|Xmax-Xmin|=|(+0.054)-(+0.020)|=0.034 (2)Ymax=Dmin-dmax=E

58、I-es=0-(+0.041)=-0.041 Ymin=Dmax-dmin=ES-ei=(+0.021)-(+ 0.028)=-0.007 Tf=|Ymax-Ymin|=(-0.041)-(-0.007)|=0.034上一頁下一頁返回3.1 極限與配合的基本術(shù)語和定義(3)Xmax=Dmax-dmin=ES-ei=(+0.021)-(+0.002)=+ 0.019 Ymax=Dmin-dmax=EI-es=0-(+0.015)=-0.015 Tf=|Xmax-Ymax|=|(+0.019)-(-0.015)|=0.034三種配合的公差帶圖如圖3-8所示，偏差單位為 。上一頁返回3.2 標準公差

59、系列國家標準“極限與配合”對公差帶的大小和位置進行了標準化。公差帶的大小由標準公差加以確定，位置由基本偏差來確定。生產(chǎn)實踐統(tǒng)計分析證明，基本尺寸相同的一批零件，若加工方法和生產(chǎn)條件不同，則產(chǎn)生的誤差不同;若加工方法和生產(chǎn)條件相同，而基本尺寸不同，則誤差也不同。3.2.1 標準公差等級及數(shù)值1.標準公差等級標準公差等級用來確定尺寸精確的程度，用字母IT ( ISO Tolerance的縮寫)和數(shù)字表示。一共有20個等級，用符號ITO1、ITO、IT1、IT2、IT3、IT18表示，從IT01至IT18公差等級依次降低。下一頁返回3.2 標準公差系列2.標準公差數(shù)值公差值的大小與公差等級和基本尺寸

60、有關(guān)。公差等級降低，公差值按幾何級數(shù)增大。同時，標準公差值還隨基本尺寸的增大而增大。標準公差數(shù)值計算公式如下: IT=ai (3-12)式中，a為公差等級系數(shù)，表示加工精度的高低，見表3-1, i為標準公差因子，表示基本尺寸與標準公差的關(guān)系。標準公差因子按下式計算: i = 0.45 +0.001D(基本尺寸至500 mm) (3-13) i = 0.004D + 2.1(基本尺寸大于500 mm) (3-14)上一頁下一頁返回3.2 標準公差系列3.2.2 基本尺寸分段根據(jù)標準公差計算公式可以看出，每個基本尺寸就有一個相應(yīng)的公差值，在生產(chǎn)實踐中，基本尺寸很多，相應(yīng)地就會有很多公差數(shù)值，為了便