互换性与技术测量表面粗糙度公差与配合形状与位置公差
互换性与技术测量(基础知识)
互换性与技术测量（基础知识）1.互换性的基本要求：满足装配互换和功能互换2.机械加工误差的分类：尺寸误差：零件加工后的实际尺寸和理想尺寸的偏离程度。
形状误差: 加工后零件的实际表面形状对于其理想形状的差异（如直线度和圆度）位置误差：相互位置对于其理想位置的偏差。
（如同轴度、位置度）表面微观不平度：加工后的零件表面上由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状误差。
3.互换性的种类：完全互换和不完全互换完全互换：零件加工完之后不需要任何辅助处理直接可以装配。
不完全互换：零件加工完之后需要进行挑选、分组、调整、修配等辅助处理。
4.尺寸：以特定单位表示线性尺寸的数值。
5.公称尺寸：由图样规范确定的理想形状要素。
公称尺寸D孔的上、下极限尺寸D max和D min轴的上、下极限尺寸d max和d min公称尺寸+上极限偏差=上极限尺寸公称尺寸-下极限偏差=下极限尺寸6.偏差：某一尺寸减去其公称尺寸所得的代数差实际偏差：实际尺寸-公称尺寸孔Ea 轴ea极限偏差：极限尺寸-公称尺寸孔EI 轴ei基本偏差：公差带相对零线位置的那个极限偏差7.尺寸公差：上极限尺寸-下极限尺寸或者上极限偏差-下极限偏差8.配合：间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上。
过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下。
过渡配合：孔的公差带和轴的公差带相重合。
9.配合制：基轴制配合：基本偏差为一定的轴的公差带。
基孔制配合：基本偏差为一定的孔的公差带。
10.几何公差的项目、符号及分类11.几何公差带的4个要素：形状、大小、方向和位置12.按结构特征、要素分为组成要素：由一个或几个表面形成的要素称为组成要素。
导出要素：对称要素的中心点、线、面或回转表面的轴线13.独立原则：是指给定的尺寸公差与几何公差相互独立14.最大实体状态（MMC)：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料最多时的那个状态，称为最大实体状态。
在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸。
◆对于孔：是最小极限尺寸D min◆对于轴：是最大极限尺寸D max15.最小实体状态（LMC）：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料最少时的那个状态，称为最小实体状态。
互换性与技术测量习题答案
《互换性与技术测量》习题答案，如某些题存在错误，请与万书亭联系（，）,欢迎批评指正第1章绪论1-1.互换性在机器制造业中有什么作用和优越性互换性原则已经成为提高生产水平和促进技术进步强有力的手段之一，主要体现在：1）对机械设计方面。
设计过程中，设计人员应尽量采用具有互换性的标准化零部件，这样将简化设计量，大大缩短设计周期，同时有利于实现计算机辅助设计。
2）对零部件加工方面。
零部件具有互换性，有利于实现专业化协作生产，这样产品单一，有利于提高产品质量和提高生产率，同时采用高效率的专业设备，实现生产过程的自动化。
3）在装配过程方面。
零部件具有互换性，有利于专业化分散生产，集中装配。
所以大大提高了生产率，同时实现自动化流水作业，大大降低工人的劳动强度。
4）对机器使用和维修方面。
当机器零件磨损或损坏后，可用相同规格的备件迅速替换，缩短修理时间，节约维修费用，保证机器工作的连续性和持久性，提高机器的使用率。
{1-2.完全互换与不完全互换有何区别用于何种场合零件或部件在装配成机器或更换时，既不需要选择，也不需要辅助加工与修配就能装配成机器，并能满足预定的使用性能要求，这样的零部件属于完全互换，而需要经过适当选择才能装配成机器，属于不完全互换。
不完全互换应用于机器装配精度高的场合。
1-3.下面两列数据属于哪种系列公比q为多少（1）电动机转速有（单位为r／min）：375，600，937，1500…。
（2）摇臂钻床的主参数（最大钻孔直径，单位为mm）：25，31，40，50…。
答：1)属于R5系列，公比为2)属于R10系列，公比为.第2章测量技术基础]2-1.量块的“等”和“级”是怎样划分的使用时有何不同量块按制造精度分为5级，即0、1、2、3和K级，其中0级精度最高，3级最低，K 为校准级，用来校准0、1、2、3级量块。
使用量块时，由于摩擦等原因使实际尺寸发生变化，所以需要定期地检测量块的实际尺寸，再按检测的实际尺寸来使用量块。
互换性与技术测量(第三章 几何公差及检测)
对称度
控制被测提取（实际）轴线的中心平面（或轴线）对基准中心平面（或轴线）的共 面（或共线）性误差。
位置度 控制被测要素（点、线、面）的实际位置对其理论正确位 置的变动量。理论正确位置由基准和理论正确尺寸确定。
基准：三基面体系
三基面体系 a)三基面体系的基准符号及框格字母标注 b)三基面体系的坐标解释
单一要素
该要素对其它要素不存在功能关系，仅对其本身给出形状 公差的要素。 关联要素 该要素对其它要素存在功能关系，即规定位置公差的要素。
第二节 几何公差在图样上的标注方法
在技术图样中一般都应用符号标注。 若无法用符号标注，或用符号标注很繁琐时， 可在技术要求中用文字说明或列表注明。 进行几何公差标注时，应绘制公差框格，注明 几何公差数值，并使用有关符号。
线轮廓度
理论正确尺寸：用以确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸。它 仅表达设计时对被测要素的理想要求，故该尺寸不附带公差，而由形位公差
来控制该要素的形状、方向和位置。
面轮廓度
三、定向公差
定向公差是指被测关联要素的实际方向对其理论 正确方向的允许变动量，而理论正确方向则由基准确 定。
平行度 当两要素互相平行时，用平行度公差控制被测要素对基准 的方向误差。
图4.4
（3）在多个同类要素上有同一项公差要求
第三节
几何公差带：
几何公差带
用来限制被测提取（实际）要素变动的区域，
零件提取（实际）要素在该区域内为合格。
一、形状公差 是指单一提取（实际）要素形状的允许变动量。 公差带构成要素：
公差带形状——由各个公差项目特征决定。
公差带大小——由公差带宽度或直径决定。
① 单一基准是由单个要素建立的基准，用一个大写 字母表示，如图4.11（a）所示。 ② 公共基准是由两个要素建立的一个组合基准，用 中间加连字符“－”的两个大写字母表示，如图4.11（b） 所示。 ③ 多基准是由两个或三个基准建立的基准体系，表 示基准的大写字母按基准的优先顺序自左至右填写在公差 框格内，如图4.11（c）所示。
互换性与技术测量+公差与配合
2.5，4.0，6.3。 ●优先数多为无理数，应用时要圆整。 如:R10系列 q10≈1.25 R20系列 q20≈1.12 R40系列 q40≈1.06 R80系列 q80≈1.03
第二章 圆柱公差与配合
形状等的误差的影响。对有配合要求的孔和轴，应按此原则来判断孔、轴零 件尺寸是否合格。 基本尺寸、极限尺寸、实体尺寸是由设计给定的尺寸；实际尺寸、体外作用 尺寸是零件上实际存在的尺寸。
第二章 圆柱公差与配合
教案 2
2、有关“公差与偏差”的术语和定义
(1)尺寸偏差（偏差）
偏差：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，符号（ES、es）； 下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，符号（EI、ei）； 上偏差和下偏差统称为极限偏差。 实际偏差：实际尺寸减其基本尺寸的代数差。
3、优先数和优先数系 （1）数值标准化：统一的数值标准是标准化的重要内容。
制定公差标准以及设计零件的结构参数时，都需要通过数值表示。任 何产品的参数值不仅与自身的技术特性有关，还直接、间接地影响与其配 套系列产品的参数值。如：螺母直径数值，影响并决定螺钉直径数值以及 丝锥、螺纹塞规、钻头等系列产品的直径数值。由于参数值间的关联产生 的扩散称为“数值扩散”。
第一章 绪 论
教案 1
2、怎样才能使零件具有互换性
若制成的一批零件实际尺寸数值等于理论值，即这些零件完全相同， 这当然能够互换，但在生产上不可能，且没有必要。因而实际生产只要 求制成零件的实际参数值在一定范围内变动，保证零件充分近似即可。
要使零件具有互换性，就应按“公差”制造。
互换性与技术测量(基础知识)
互换性与技术测量（基础知识）1.互换性的基本要求：满足装配互换和功能互换2.机械加工误差的分类：尺寸误差：零件加工后的实际尺寸和理想尺寸的偏离程度。
形状误差: 加工后零件的实际表面形状对于其理想形状的差异（如直线度和圆度）位置误差：相互位置对于其理想位置的偏差。
（如同轴度、位置度）表面微观不平度：加工后的零件表面上由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状误差。
3.互换性的种类：完全互换和不完全互换完全互换：零件加工完之后不需要任何辅助处理直接可以装配。
不完全互换：零件加工完之后需要进行挑选、分组、调整、修配等辅助处理。
4.尺寸：以特定单位表示线性尺寸的数值。
5.公称尺寸：由图样规范确定的理想形状要素。
公称尺寸D孔的上、下极限尺寸D max和D min轴的上、下极限尺寸d max和d min公称尺寸+上极限偏差=上极限尺寸公称尺寸-下极限偏差=下极限尺寸6.偏差：某一尺寸减去其公称尺寸所得的代数差实际偏差：实际尺寸-公称尺寸孔Ea 轴ea极限偏差：极限尺寸-公称尺寸孔EI 轴ei基本偏差：公差带相对零线位置的那个极限偏差7.尺寸公差：上极限尺寸-下极限尺寸或者上极限偏差-下极限偏差8.配合：间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上。
过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下。
过渡配合：孔的公差带和轴的公差带相重合。
9.配合制：基轴制配合：基本偏差为一定的轴的公差带。
基孔制配合：基本偏差为一定的孔的公差带。
10.几何公差的项目、符号及分类11.几何公差带的4个要素：形状、大小、方向和位置12.按结构特征、要素分为组成要素：由一个或几个表面形成的要素称为组成要素。
导出要素：对称要素的中心点、线、面或回转表面的轴线13.独立原则：是指给定的尺寸公差与几何公差相互独立14.最大实体状态（MMC)：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料最多时的那个状态，称为最大实体状态。
在此状态下的尺寸，称为最大实体尺寸。
◆对于孔：是最小极限尺寸D min◆对于轴：是最大极限尺寸D max15.最小实体状态（LMC）：孔或轴在尺寸极限范围内，具有材料最少时的那个状态，称为最小实体状态。
互换性与技术测量一些知识
第一章:尺寸偏差：实际偏差=实际尺寸-公称尺寸极限偏差：上极限偏差（es、ES）=上极限尺寸-公称尺寸;下极限偏差（ei、EI）=下极限尺寸-公称尺寸；尺寸公差：（公差）公差=上极限尺寸-下极限尺寸=上极限偏差-下极限偏差；零线：在极限配合图中表示公称尺寸的那一条线。
公差带：由公差在图纸上确定的一个区域。
基本偏差：公差带中接近零线的那个偏差。
间隙：孔的尺寸-轴的尺寸>0;过盈：孔的尺寸-轴的尺寸<0;基孔制：基准孔代号为H时；基轴制：基准轴代号为h时；间隙配合:孔的公差带在轴的公差带之上，保证具有间隙的配合包括最小间隙为0的配合，称为间隙配合。
( 间隙----符号：X)配合公差：T f=Xmax+Xmin=T H+Ts (孔的公差+轴的公差)过盈配合：孔的公差带位于轴的公差带之下，保证具有过盈的配合包括最小间隙为0的配合称为过盈配合。
(过盈符号---Y)配合公差：T f=Ymax+Ymin=T H+Ts (孔的公差+轴的公差)过渡配合：在孔与轴的配合中，孔与轴两者的公差带相互交叠，配合时既有可能是过盈也有可能是间隙的配合-----称为过渡配合。
配合公差：T f=|Xmax-Ymax|=T H-Ts(孔的公差+轴的公差)重点：孔轴配合公差带图除了孔轴的公差带大小不要标以外其余的尺寸都要标出。
标准公差：国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差值。
注：Js与js的基本偏差，上偏差+IT/2，下偏差-IT/2；轴的基本偏差：轴的基本偏差是在基孔制的基础上制定的。
轴的极限偏差：上极限偏差es=ei+IT；下极限偏差ei=es-IT；孔的基本偏差：由公式计算得出；孔的极限偏差：上极限偏差ES=EI+IT；下极限偏差EI=ES-IT；注：上面规则除外的规则：书P21重点：在较高的公差等级中，孔比同级轴的加工要困难，所以生产中孔的精度等级通常采用比轴的低一级来相配。
并要求按基轴制与基孔制形成配合,具有相同的极限间隙或过盈。
《互换性与技术测量》教学大纲及教案
《互换性与技术测量》课程教学大纲课程名称：互换性与技术测量课程代码：14627 学时：42学时适用专业：机械设计制造及其自动化，车辆工程，热能工程，农业机械，材料成型及控制工程，机械电子工程，测控技术及仪器等专业。
参考教材：《互换性与技术测量》，韩进宏编著，机械工业出版社。
一、课程性质、目标本课程是一门机械通用工种具有实践的技术基础课，属工程技术基础课的性质，应用性极强，以理论课或设计课为基础，应用几何量公差设计知识和检测知识，为专业课或工艺课进行设计，特别是保证零件（或部件）的工作功能进行几何方面的精度设计，给出合理的公差范围，使误差被较好地控制在合理的区间内，是机械零部件功能实现和工作寿命的保障和措施的体现。
课程目标就是：为在培养应用型高级工程技术人才的过程中，提供机械零部件几何精度设计理论和方法，并让学生熟悉相关国家标准及典型几何量测量技术。
二、课程的重点、难点及解决办法1．几何量测量基础一章是测量技术方面的重点内容，难点是涉及计量学范畴宽广，学生不易理解，解决办法是对常用仪器或量具规范分类，明确测量方法属性和常用计量技术指标的含义。
2．形位公差与尺寸公差之间关系（公差原则）为基础部分的重点与难点并存的内容，教师不易讲清，学生更难学懂，也是本课程中间时段的关键环节，处理不好的话，会影响学生对后面特殊用途零件精度问题的理解，特别是量规、齿轮等类型的精度问题，解决方法是，采取分析过程条理化（将大难点化为若干小难点）、应用特征明显化（不同公差原则有显著不同地方，但相互之间又有联系）、讲解概念准确清楚化（各个小难点被击破），实质要点就被抓住了。
3．齿轮精度标准是本课程最难理解的难点问题，又是课程近尾声处的重点内容，机械中用齿轮的地方实在太多了，不懂怎么行呢？解决办法是追溯齿轮渐开线的形成原理，齿轮加工过程的影响因素，然后针对标准规定项目深入浅出地讲解，引领学生学会对复杂问题进行分解处理，以不屈不挠的精神认真地对待每项指标的含义，概念清楚为最好是学习这一部分内容的根本所在，再配以多媒体图片的讲解方法，使问题清晰明了。
互换性与技术测量
（2）评定参数及数值 评定参数由幅度（高度）参数、间距参数和混合（形状）参数组成 高度参数共三个，是基本的评定参数： o 轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度 l 内，轮廓偏距绝对值的算术平均值
4.1 表面粗糙度的国家标准3
o
微观不平度十点高度Rz 在取样长度 l 内5个最大的轮廓峰高的平均值和5 个最大的轮廓谷深的平均值之和。 由于测量点不多，故在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra参数充分
3.6 形位误差的检测2
形状误差及其评定2 最小包容区域 包容被测实际要素且具有最小宽度或直径的区域。其形状与 形状公差带相同，而其大小、方向及位置则随实际要素而定 按近似方法评定的误差值通常大于最小区域法评定的误差值，更能保证质量 位置误差及其评定 形状公差应小于或等于定向公差 定向公差应小于或等于定位公差
四、最大实体要求
•
3.4 公差原则9
应用于基准要素
最大实体要求
3.4 公差原则10
零形位公差 被测要素采用最 大实体要求，且形位误差 为零
五、最小实体要求
3.4 公差原则11
适用于中心要素有形位公差的情况，控制被测要素的实际轮廓处于其最小实 体实效边界（即尺寸为最小实体实效尺寸的边界）之内 当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其中心要素的形位误差值超出给出 的公差值，仅用于中心要素，以保证零件的最小壁厚和设计强度
圆柱度
3.2 形状公差3
线轮廓度
用于限制平面曲线的形状误差 用于确定被测要素的理想形状、方向、位置的尺寸 设计时对被测要素的理想要求，不轮廓度
用于限制一般曲面的形状误差
3.2 形状公差5
3.3 位置公差
位置公差 关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量 位置公差带是限制关联实际要素变动的区域
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互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
2、表面粗糙度参数:
表面粗糙度参数的单位是m。
注写Ra时，只写数值; 注写Rz、Ry时，应同时注出Rz、 Ry和数值。
只注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为 上限值和下限值。
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
四、表面粗糙度代号在图样上的标注
★ 在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注 在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，并 尽可能靠近有关尺寸线。
★ 当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其
中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上
二、评定表面粗糙度的参数
★ 轮廓算术平均偏差——Ra ★ 微观不平度十点高度——Rz ★ 轮廓最大高度——Ry
优先选用轮廓算术平均偏差Ra
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
在零件表面一段取样长度L（用于判断表面粗糙度特
征的段中线长度）内，轮廓的偏距y是轮廓线上的点到中线
的距离中线以上，y为正值；反之y为负值。Ra是轮廓偏差
2）、 当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中 有 16%的测值超差。
3）、 当不允许任何实测值超差时，应在参数值的右侧加 注max或同时标注max和min。
3.2max 1.6min
用去除材料的方法获得的表面, Ra的最大值 为3.2m，最小值为1.6m。
铣 3.2
用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为 3.2m，加工方法为铣制。
基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。 如车、铣、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。
基本符号加一小圆，表示表面是用不去除材料方法获得。 如铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉未冶金等，或者是用 于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）。
在上述三个符号的长边上均可加一横线；用于标注有关参 数和说明。
c（f）
说明等；
ed
c——样长度（mm）或波纹度（ μm ）；
d——加工纹理方向符号；
e——加工余量（mm）
f——粗糙度间距参数值（mm）或轮廓支
承长度率。
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
符号
意 义及说 明
基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度 参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注。
角。加注 “其余”二字。3.2 例如：
C×45ο
其余 25
0.4
12.5 φ
M
φ
φ 1.6
3.2
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
★ 在不同方向的
表面上标注时，代
3.2
号中的数字及符号
的方向必须按图中
的规定标注。
★ 代号中的数字
方向应与 尺寸数 字的方向 一致。
3.2
★ 符号的尖端必 须从材料 外指向 表面。
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
2、基本术语 基本尺寸： 它是设计给定的尺寸； 极限尺寸 ：允许尺寸变化的两个极限值，它是
以基本尺寸为基数来确定的。 尺寸偏差（简称偏差）：某一尺寸减其基本尺寸
所得的代数差，分别称为上偏差和下 偏差。 例：一根轴的直径为 500.008 基本尺寸： 50
最大极限尺寸： 50.008
一、表面粗糙度的基本概念
表示零件表面具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形 状特性，称为表面粗糙度。
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、强度、抗腐性、 密封性、外观要求等影响很大，因此，零件表面的粗糙度的 要求也有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运 动的表面，表面粗糙度参数值要小。
互换性与技术测量表面 粗糙度公差与配合形状
与位置公差
2020/11/8
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
§ 9--1 表面粗糙度
零件图中除了视图和尺寸之外，还应具备加工和检验零 件的技术要求。技术要求主要有： ➢ 零件的表面粗糙度。 ➢ 尺寸公差、形状公差和位置公差。 ➢ 对零件的材料、热处理和表面修饰的说明。 ➢ 对于特殊加工和检验的说明。
30° 3.2
3.2 3.2
30° 3.2
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
★ 当零件所有表面都有 相同表面粗糙度要求时， 可在图样右上角统一标注 代号。
★ 对不连续的同一表面， 可用细实线相连，其表 面粗糙度代号可注一次。
★ 零件上连续要素 及重复要素（孔、槽、 齿等）的表面，其表 面粗糙度代号只注一 次。
例如：
3.2
用任何方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m。
3.2 1.6
用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m，
下限值为1.6m。
Ry3.2 用任何方法获得的表面, Ry的上限值为3.2m。
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
说明：
1）、标注轮廓算术平均偏差Ra时，可省略符号Ra。
φ
RY2.5 RY2.5
0.8 6.3
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
§9—2 公差与配合简介
一、公差与配合的基本概念 1、零件的互换性
● 互换性： 同一批零件，不经挑选和辅助加工，任取一个就可
顺利地装到机器上去，并满足机器的性能要求。 ● 保证零件具有互换性的措施：
由设计者确定合理的配合要求和尺寸公差大小。 ● 公差：在满足设计要求的条件下，规定零件实际 尺寸允许的变动量。
绝对值，用公式表示为：
或：
n Ra=1/n ∑i=1|yi |
轮廓峰顶线
Ra y
y Yv
Ry
中线量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
三、表面粗糙度的代号（符）号及其标注
1、表面粗糙度的符号
a1、a2——粗糙度高度参数代号及其 数
值（ μm ）；
a1 a2
b
b——加工要求、镀覆、表面处理或其它
6.2
抛光 12.5 1.6
互换性与技术测量表面粗糙度公差与 配合形状与位置公差
★ 齿轮、渐开线花键的 工作表面，在图中没有表 示出齿形时，其粗糙度代 号可注在分度线上。螺纹 表面需要标注表面粗糙度 时，标注在螺纹尺寸线上。
★ 同一表面上有不同表 面粗糙度要求时，应用细 实线分界，并注出尺寸与 表面粗糙度代号。