自學考試專題：互換性原理與測量技術基礎

1、02609互換性原理與測量技術基礎緒言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器上，達到規(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機械設計與制造中的互換性通常包括幾何參數(shù)和機械性能的互換。4對廠際協(xié)作，應采用完全互換法；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：裝配時不需附加選擇或調(diào)整的互換稱為完全互換。6在機械設計與制造中，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)縮短機器設計時間，促進產(chǎn)品的開發(fā)。d)可減少修理機器的時間和費用。第一章 孔與軸的極限與配合

2、1在最大實體狀態(tài)下，孔的最大實體尺寸為孔的最小極限尺寸。2最大實體尺寸：是指在最大實體狀態(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最小實體尺：是指在最小實體狀態(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：指被測要素在指定長度上，與實際孔體外相接的最大理想軸或與實際軸體外相接的最小理想孔的直徑或?qū)挾取?設計時給定的尺寸稱為基本尺寸，通過測量獲得的尺寸稱為實際尺寸。6尺寸公差：是指允許尺寸的變動量，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在國家標準中，標準公差的等級共分為20級。10在國家標準中，尺寸公差帶包括公差帶的大小和位置兩個參數(shù)。11影響標準公差因子的主要因素有加工誤差和測量誤差等。12標準公差：是國家標準規(guī)定的用以確定公差帶大小的任一公差值。由公差等級系數(shù)和標準公差因子來決定。13當公差帶在零線以上時，其基本偏差為下偏差。 14配合：基本尺寸相同的相互結合的孔或軸公差帶之間的關系。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關于公差與配合，50+0.013 0mm比25+0.013 0mm的精度高。20對于間隙配合，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工作時有相對運動要求，孔、軸的配合應選用間隙配合。23在國家標準推薦的各公差等級的應用范圍中，公差等級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孔H的公差帶形成過渡配合。25對于孔，J ZC(Js除外)的基本偏差為ES 。26選擇配合類別要點：1）具有相對運動的結合面用間隙配合，2）無相對運動并以連結為主要功能的配合用過盈配合，3）無相對運動并以定位導向為主要功能的配合用過渡配合。27選擇非基準件基本偏差的方法有：類比法，計算法，試驗法28在設計中，孔、軸基準制選擇要點：a)一般情況下，應優(yōu)先選用基孔制，因為加工孔比加工軸要難，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不同的配合的零件，可采用基軸制。c)與標準件配合時，基準制的選擇通常依標準件而定。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 長度測量基礎1測量過程包括：測量對象、計量單位、測量方法和測量準確度等四個要素。 2測量對象主要是指幾何量，包括長度、角度、表面粗糙度以及形位誤差等。 3檢驗是確定被測幾何量是否在規(guī)定的極限范圍之內(nèi)，從而判斷其是否合格，而無需得出被測量的具體數(shù)值。4在進行尺寸系列測量時，測量精度明顯受到環(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量數(shù)值重復的一致程度的指標。6在多次重復測量中，正確度表明系統(tǒng)誤差大小程度。7根據(jù)測量誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可將測量誤差分成系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩種基本類型。8系統(tǒng)誤差在重復條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的真

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

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

9、中用于調(diào)整儀器的零位。d)用于加工中機床的調(diào)整和工件的檢驗等。20在選擇計量器具檢測工件時，為了防止對工件的“誤收”和“誤廢”，標準規(guī)定的驗收極限是內(nèi)縮式。21游標卡尺主尺的刻線間距為1mm。22測量誤差有哪幾種？如何判斷測量誤差的類型？答：系統(tǒng)誤差，隨機誤差，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對某一尺寸進行等精度測量多次，求測量結果：（1）判斷有無系統(tǒng)誤差：，（2）求算術平均值（3）求殘余誤差（4）求標準偏差（5）求算術平均值的標準偏差結果：第三章 形位公差及檢測1形狀公差：是指單一實際要素形狀所允許的變動全量。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公差帶形狀相同。4圓柱形零件的徑向跳動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定向公差是指關聯(lián)實際要素對基準在方向上允許的變動參量，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，徑向圓跳動包含圓度誤差。10在形位公差中，對稱度屬于位置公差。11定位公差包括同軸度、對稱度、位置度等12在圖樣上標注形位公差，當公差值前面加注時，該被測要素的公差帶形狀應為圓形或圓柱形。13定位公差既控制被測要素的

11、位置誤差，又控制被測要素的方向和形狀誤差。14若某平面對基準軸線的端面全跳動為0.04mm, 則它對同一基準軸線的端面圓跳動一定小于0.04mm。15在形位公差項目中，對稱度屬于定位公差。16跳動公差是按測量方法定義的位置公差。17在公差項目中，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與端面對軸線的垂直度要求相同的跳動公差帶是端面全跳動。19國家標準規(guī)定的形位公差等級大部分項目都是12級，只有圓度、圓柱度為13級。20確定形位公差值的方法主要有類比法和計算法等。21獨立原則：是指圖樣上給定的形位公差與尺寸公差是彼此獨立相互無關的，并應分別滿足要求。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，用于綜合控制實際要素的尺寸偏差和形位誤差。 23徑向圓跳動公差帶是在垂直于基準軸線的任一測量平面內(nèi)，半徑差為公差值，且圓心在基準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。徑向全跳動公差帶：是半徑差為公差值，且與基準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，但徑向全跳動公差帶的軸線與基準軸線同軸，而圓柱度公差帶的軸線是浮動的，隨圓柱度誤差的形狀而定。徑向全跳動是被測圓柱度誤差和同軸度誤差的綜合反映。25在相關原則中，最小實體要求的容： a)要求實際要素遵守最小實體實

13、效邊界。 b)當實際尺寸偏離最小實體尺寸時，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體尺寸與最小實體尺寸之間。 應用的目的：最小實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計強度。26采用類比法確定形位公差值時，應考慮的因素：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）一般情況下應小于其尺寸公差值。c)平行度公差值應小于其相應的距離公差值。27最大實體要求包含的主要內(nèi)容：a)要求實際要素遵守最大實體實效邊界。b)當實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其形狀公差超出圖樣上給定的公差值.c)要素的局部實際尺寸應在最

14、大實體尺寸與最小實體尺寸之間。使用場合：僅用于中心要素，保證裝配的互換28公差要求實例：例一：1）被測要素采用的公差原則是最大實體要求；2）實效尺寸DMV = Dmintg = 400.025 = 39.975 mm；例二：1）被測要素采用的公差原則是最大實體要求；2）實效尺寸dMV = dmax + tg = 20 + 0.008 = 20.008 mm；第四章 表面粗糙度及檢測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機械零件的表面粗糙度對其使用性能的影響：a)對配合性質(zhì)有影響b)對耐磨性有影響c)對機器零件工作精度有影響d)對抗腐蝕性有影響e)對可靠性

15、和使用壽命有影響3表面粗糙度的測量方法主要有：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表面粗糙度的評定參數(shù)中，輪廓支承長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)是輪廓支撐長度率。7新國標中評定表面粗糙度的高度參數(shù)有輪廓算術平均偏差和輪廓最大高度。8新國家標準規(guī)定的表面粗糙度評定參數(shù)中Rsm 屬于間距參數(shù)。9評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國家標準規(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取樣長度：用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征的x軸方向上的長度。12

16、輪廓算術平均偏差：是指取樣長度內(nèi)，輪廓偏距絕對值的算術平均值。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在設計中，零件表面粗糙度選擇應遵循的主要原則：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)運動速度高、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)，而不能測量出工件的實際

17、尺寸。2檢驗軸徑的光滑極限量規(guī)叫卡規(guī)或環(huán)規(guī)；檢驗孔徑的光滑極限量規(guī)叫塞規(guī)。3按被測孔的最大實體尺寸制造的塞規(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)、驗收量規(guī)和校對量規(guī)三類。7設計光滑極限量規(guī)時，應遵循泰勒原則。第六章 滾動軸承的公差與配合1滾動軸承的尺寸精度有：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滾動軸承組成零件之間應選用不完全互換性，以便于采用分組裝配法裝配。 3滾動軸承按其承受負荷的方向，可分為向心軸承、向心推力軸承和推力軸承三種。 4在下列滾動軸承的公差等級中，精度

18、最高的是2級。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合是定向負荷。7在機械制造中應用最廣、精度等級最低的向心軸承等級是0級。8滾動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級圓柱滾子軸承外圈配合處標注的代號為62 JS6。10國家標準規(guī)定，滾動軸承的公差等級按尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度分級。11軸承套圈所承受的負荷的類型可分為：定向負荷、旋轉(zhuǎn)負荷、擺動負荷等。其相應的配合的選擇：1）定向負荷：承受定向負荷的套圈與外殼孔或軸的配合，應選較松的過渡配合或較小的間隙配合。2）旋轉(zhuǎn)負荷：承受旋轉(zhuǎn)負荷的套

19、圈與軸（或外殼孔）相配合，應選過盈配合或較緊的過渡配合。3）擺動負荷：承受擺動負荷的套圈，特別是重載情況下，內(nèi)、外圈都應采用過盈配合。12在滾動軸承配合設計時，應考慮的因素：a負荷類型：軸承上的負荷相對于套圈的旋轉(zhuǎn)情況。 b)負荷大小, 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尺寸鏈按計量單位不同，可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。 2尺寸鏈的特點為尺寸鏈的 封閉性和制約性。3根據(jù)不同的要求，尺寸鏈的計算習慣上分為正計算和反計算兩類。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

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尺寸鏈中的補償環(huán)：在尺寸鏈計算中，可通過改變該環(huán)的尺寸大小和位置使封閉環(huán)達到規(guī)定的要求而預先選定的組成環(huán)稱為補償環(huán)。7尺寸鏈的正計算：已知各組成環(huán)的公差和極限偏差，計算封閉環(huán)的公差與極限偏差，又稱公差控制計算。第九章 螺紋公差及檢測1螺紋中徑合格性判斷準則是泰勒原則。2在國家標準中，公制普通螺紋的牙形角為60。3國家標準規(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)使用場合不同，可將螺紋精度劃分成：精密級、粗糙級、中等級。6螺紋按用途可分為緊固螺紋、傳動螺紋和緊密螺紋。7影響螺紋互換