第一章 緒言 互換性與技術(shù)測(cè)量0(1)

1、1互換性與技術(shù)測(cè)量互換性與技術(shù)測(cè)量主講：主講： 劉芳劉漢紡織大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢紡織大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Interchangeability and Measuring Technology2使用教材：使用教材：王伯平王伯平互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第三版第三版, 北京：北京：機(jī)械工業(yè)機(jī)械工業(yè) 出版社出版社, 2008年年1 廖念釗, 古瑩菴, 莫雨松等. 互換性與技術(shù)測(cè)量M. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2007.2 傅成昌，傅曉艷. 公差與配合問(wèn)答M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20023 劉巽爾.極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)講解M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20014 孔慶

2、華極限配合與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002教材與參考文獻(xiàn)教材與參考文獻(xiàn)3第1章 緒論 第2章 光滑圓柱體結(jié)合的公差與配合第4章 形狀和位置公差及檢測(cè)第5章 表面粗糙度第3章 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第6章 光滑工件尺寸的檢測(cè)第9章 圓錐結(jié)合的互換性第10章 螺紋結(jié)合的互換性 第12章 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪傳動(dòng)的互換性 第8章 尺寸鏈 第7章 滾動(dòng)軸承與孔、軸結(jié)合的互換性第11章 鍵和花鍵的互換性 4本課程性質(zhì)和任務(wù)本課程性質(zhì)和任務(wù)n性質(zhì)：互換性屬于標(biāo)準(zhǔn)化的范圍，而技術(shù)測(cè)量屬于計(jì)量學(xué)，本課程就是將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的、實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科。n本課程是機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它是聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)課程與

3、機(jī)械制造課程的紐帶，是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過(guò)渡到專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁。n任務(wù)：從互換性角度出發(fā)，圍繞誤差與公差來(lái)研究，如何解決使用與制造的矛盾。而這一矛盾的解決是合理確定公差和采用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量技術(shù)手段。5課程特點(diǎn)：課程特點(diǎn)：n定義多、概念多、符號(hào)多、標(biāo)準(zhǔn)多n需要記憶的內(nèi)容多n枯燥、刻板、趣味性少n具體、不抽象、易學(xué)n對(duì)數(shù)學(xué)要求較低n需要多練習(xí)、多應(yīng)用、多實(shí)踐6互換性與技術(shù)測(cè)量互換性與技術(shù)測(cè)量緒 論主講：主講： 劉芳劉漢紡織大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院武漢紡織大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院Interchangeability and Measuring Technology7主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié) 互換性的意

4、義和作用第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)第三節(jié) 本課程的研究對(duì)象及任務(wù)8教學(xué)要求教學(xué)要求n要求掌握的內(nèi)容： 互換性的概念；互換性的分類(lèi)；互換性的意義；優(yōu)先數(shù)系與優(yōu)先數(shù)n要求了解的內(nèi)容： 標(biāo)準(zhǔn)化的概念；標(biāo)準(zhǔn)化與互換性的關(guān)系 9- 互換性的意義和作用互換性的意義和作用 互換性互換性( (interchangeability) )的定義的定義 同一規(guī)格的一批零件部件，任取其一，同一規(guī)格的一批零件部件，任取其一，不需任何挑不需任何挑選或附加修配選或附加修配( (如鉗工修理如鉗工修理) )就能裝到機(jī)器上，并就能裝到機(jī)器上，并滿(mǎn)足產(chǎn)滿(mǎn)足產(chǎn)品的使用性能品的使用性能。零部件所具有的不經(jīng)過(guò)任何挑選或修配零部件所具有的不經(jīng)

5、過(guò)任何挑選或修配便能在同一規(guī)格范圍內(nèi)互相替換作用的特性便能在同一規(guī)格范圍內(nèi)互相替換作用的特性 互換性的意義互換性的意義 保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、增加經(jīng)濟(jì)效益。保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、增加經(jīng)濟(jì)效益。 機(jī)械與儀器制造業(yè)中的互換性通常包括機(jī)械與儀器制造業(yè)中的互換性通常包括幾何參數(shù)幾何參數(shù)和和力學(xué)力學(xué)性能性能( (如強(qiáng)度、硬度如強(qiáng)度、硬度) )的互換性的互換性。 10 公差公差(Tolerance)n設(shè)計(jì)時(shí)要規(guī)定公差。加工過(guò)程中由于各種因素，必然產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)要規(guī)定公差。加工過(guò)程中由于各種因素，必然產(chǎn)生加工誤差；生加工誤差；n從零件的使用功能看，不必要求零件幾何量制造的絕對(duì)從零件的使用功能看，不必要

6、求零件幾何量制造的絕對(duì)準(zhǔn)確，只要零部件的幾何參數(shù)保持一定的變動(dòng)范圍，保準(zhǔn)確，只要零部件的幾何參數(shù)保持一定的變動(dòng)范圍，保證同一規(guī)格零件彼此充分近似。證同一規(guī)格零件彼此充分近似。允許零件幾何參數(shù)的變?cè)试S零件幾何參數(shù)的變動(dòng)范圍即為公差動(dòng)范圍即為公差；n公差控制誤差，保證互換性，零部件在幾何參數(shù)方面的公差控制誤差，保證互換性，零部件在幾何參數(shù)方面的互換性體現(xiàn)為公差標(biāo)準(zhǔn)?；Q性體現(xiàn)為公差標(biāo)準(zhǔn)。n通過(guò)檢測(cè)，判斷零件是否滿(mǎn)足公差要求，確?；Q性和通過(guò)檢測(cè)，判斷零件是否滿(mǎn)足公差要求，確?；Q性和質(zhì)量。質(zhì)量。11 互換性分類(lèi)互換性分類(lèi)互換程度：互換程度：完全互換和不完全互換完全互換和不完全互換完全互換性：完全互

7、換性： 要求零部件在裝配時(shí)，不需要挑選和輔助加工變能裝配且能要求零部件在裝配時(shí)，不需要挑選和輔助加工變能裝配且能滿(mǎn)足其使用性能要求。一般用于廠際之間的協(xié)作。滿(mǎn)足其使用性能要求。一般用于廠際之間的協(xié)作。不完全互換性：不完全互換性： 當(dāng)裝配精度要求較高時(shí)采用完全互換，將使零件精度要求當(dāng)裝配精度要求較高時(shí)采用完全互換，將使零件精度要求提高、加工困難、成本增高?？蛇m當(dāng)降低零件制造精度，使提高、加工困難、成本增高?？蛇m當(dāng)降低零件制造精度，使之便于加工。而在加工好后通過(guò)測(cè)量將零件按實(shí)際尺寸的大之便于加工。而在加工好后通過(guò)測(cè)量將零件按實(shí)際尺寸的大小分為若干組，同一組內(nèi)零件有互換性、組與組之間不能互小分為若干

8、組，同一組內(nèi)零件有互換性、組與組之間不能互換、屬不完全互換，稱(chēng)為不完全互換。換、屬不完全互換，稱(chēng)為不完全互換。 例如：分組互換、調(diào)整互換、修配互換、大數(shù)互換等例如：分組互換、調(diào)整互換、修配互換、大數(shù)互換等12 互換性的作用互換性的作用設(shè)計(jì)方面： 零部件具有互換性，就可以最大限度地采零部件具有互換性，就可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)化部件，大大簡(jiǎn)化繪圖和計(jì)算用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)化部件，大大簡(jiǎn)化繪圖和計(jì)算工作，縮短設(shè)計(jì)周期，有利于工作，縮短設(shè)計(jì)周期，有利于CADCAD和產(chǎn)品品種的多樣化。和產(chǎn)品品種的多樣化。制造方面：有利于組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、采用先進(jìn)工藝和專(zhuān)：有利于組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、采用先進(jìn)工

9、藝和專(zhuān)用設(shè)備，采用用設(shè)備，采用CAMCAM，實(shí)現(xiàn)加工和裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)加工和裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化，提供生產(chǎn)率降低成本。提供生產(chǎn)率降低成本。使用、維修方面：具有互換性的零部件在磨損及損壞后：具有互換性的零部件在磨損及損壞后可及時(shí)更換，可減少維修時(shí)間和費(fèi)用，提高機(jī)器使用價(jià)可及時(shí)更換，可減少維修時(shí)間和費(fèi)用，提高機(jī)器使用價(jià)值。值。 13- 標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) u所謂標(biāo)準(zhǔn)是指為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)所謂標(biāo)準(zhǔn)是指為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)活動(dòng)或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則、導(dǎo)則或活動(dòng)或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則、導(dǎo)則或特征性的文件。特征性的文件。u

10、標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)（四級(jí)）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)（四級(jí)）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBGB、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB/JBHB/JB、地方、地方標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)DBDB、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QBQBu國(guó)際組織：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際組織：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOISO和國(guó)際電工委員會(huì)和國(guó)際電工委員會(huì)IECIEC，負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。負(fù)責(zé)制定和頒發(fā)相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。u公差標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)器具和方法標(biāo)準(zhǔn)，屬于國(guó)家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。公差標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)器具和方法標(biāo)準(zhǔn)，屬于國(guó)家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。14 公差標(biāo)準(zhǔn)公差標(biāo)準(zhǔn)BritainNewall1902EnglandBS1924AmericaASAB1925GermanyDIN1926RussiaOCT1929ChinaGB195

11、919261926年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ISA)(ISA)成立，成立，19401940年頒布國(guó)際公差年頒布國(guó)際公差標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)ISAISA；19471947年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織重建，改名年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織重建，改名ISOISO。三三“ S ”： Simplification Specialization Standardization三三“C”： China Compulsory Certificate 中國(guó)產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)中國(guó)產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證證15 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)零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，都需要制定公差標(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。任何產(chǎn)品的參數(shù)值不僅與自身的技

12、通過(guò)數(shù)值表示。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、間接地影響與其配套系列產(chǎn)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。如：螺母直徑數(shù)值，影響并決定螺釘品的參數(shù)值。如：螺母直徑數(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)值以及絲錐、螺紋塞規(guī)、鉆頭等系列產(chǎn)品的直徑數(shù)值。直徑數(shù)值。為滿(mǎn)足不同的需求，產(chǎn)品必然出現(xiàn)不同的規(guī)格，形為滿(mǎn)足不同的需求，產(chǎn)品必然出現(xiàn)不同的規(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)、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。故需對(duì)數(shù)值進(jìn)行標(biāo)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。準(zhǔn)

13、化。 16 優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 321-1980 GB/T 321-1980 規(guī)定，以十進(jìn)制等比數(shù)列規(guī)定，以十進(jìn)制等比數(shù)列為優(yōu)先數(shù)系，規(guī)定為優(yōu)先數(shù)系，規(guī)定5 5個(gè)系列，代號(hào)為個(gè)系列，代號(hào)為RrR5R5，R10R10，R20R20，R40R40（基本系列），（基本系列），R80R80（補(bǔ)充系列）（補(bǔ)充系列）優(yōu)先數(shù)系的五個(gè)系列中任一個(gè)項(xiàng)值均稱(chēng)優(yōu)先數(shù)，其優(yōu)先數(shù)系的五個(gè)系列中任一個(gè)項(xiàng)值均稱(chēng)優(yōu)先數(shù)，其理論值為理論值為 ，多數(shù)為無(wú)理數(shù)。根據(jù)取值的精確，多數(shù)為無(wú)理數(shù)。根據(jù)取值的精確程度，數(shù)值可以分為：程度，數(shù)值可以分為：計(jì)算值計(jì)算值 ： 取五位有效數(shù)字，供精確計(jì)算用取五位有效數(shù)字，供精

14、確計(jì)算用常用值常用值 ： 通常采用的優(yōu)先數(shù)，取三位有效數(shù)字通常采用的優(yōu)先數(shù)，取三位有效數(shù)字圓整值圓整值 ：將基本系列中的常用值作進(jìn)一步化整：將基本系列中的常用值作進(jìn)一步化整后所得的數(shù)值，一般取兩位有效數(shù)字。后所得的數(shù)值，一般取兩位有效數(shù)字。Nr1017 五種優(yōu)先數(shù)系五種優(yōu)先數(shù)系 R5的公比：的公比： R10的公比：的公比： R20的公比：的公比： R40的公比：的公比： R80的公比：的公比： 25.1101010q12.1102020q06.1104040q03.1108080q60.11055qn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)本課程所涉及的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里，諸如尺寸分段、公差分

15、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)系及表面粗糙度的參數(shù)系列等，基本上采用優(yōu)先數(shù)系。18n 優(yōu)先數(shù)系的主要特點(diǎn)優(yōu)先數(shù)系的主要特點(diǎn)1)任意相鄰兩項(xiàng)間的相對(duì)差均勻；任意相鄰兩項(xiàng)間的相對(duì)差均勻；2)任意兩項(xiàng)的理論值經(jīng)計(jì)算后仍為一個(gè)優(yōu)先數(shù)的任意兩項(xiàng)的理論值經(jīng)計(jì)算后仍為一個(gè)優(yōu)先數(shù)的理論值；理論值；3)相關(guān)性。相關(guān)性。v 優(yōu)先數(shù)系的派生系列優(yōu)先數(shù)系的派生系列 為了優(yōu)先數(shù)系有更大的適應(yīng)性，可以從為了優(yōu)先數(shù)系有更大的適應(yīng)性，可以從Rr系列中，系列中，按一定的項(xiàng)差按一定的項(xiàng)差p取值所構(gòu)成的一個(gè)優(yōu)先數(shù)，組成新取值所構(gòu)成的一個(gè)優(yōu)先數(shù)，組成新的系列的系列派生系列，以符號(hào)派生系列，以符號(hào)Rr/p表示，公比：表示

16、，公比： 常用常用R10/3數(shù)系列：數(shù)系列：1.00，2.00，4.00，8.00rpprprq/10)10(R10/3系列系列19n 優(yōu)先數(shù)系的選用原則優(yōu)先數(shù)系的選用原則u基本系列：先疏后密u派生系列：優(yōu)先選擇公比大和延伸項(xiàng)含1的u復(fù)合系列：分段思想n優(yōu)先數(shù)系是國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)系，工程技術(shù)人員應(yīng)在一切標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域盡可能采用。- 本課程的研究對(duì)象及任務(wù)本課程的研究對(duì)象及任務(wù)本課程是機(jī)械類(lèi)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程是機(jī)械類(lèi)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，從從“精度精度”和和“誤差誤差”兩方面去分析研究機(jī)械零件及機(jī)兩方面去分析研究機(jī)械零件及機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)，學(xué)完本課程后應(yīng)達(dá)到如下要求：構(gòu)的幾何參數(shù)，學(xué)完本課程后應(yīng)達(dá)到如下要求：n掌握掌握互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的基本概念；互換性和