互换性与测量技术基础 尺寸链精度设计
互换性与测量技术基础尺寸精度的设计和选用
1第2章 尺寸精度设计主讲教师：马惠萍2.3配合的选用26g 7H 167,6 代表公差等级轴的基本偏差代号表示了孔轴的配合关系孔的基本偏差代号装配图2.3.0 装配图和零件图的标注3轴零件图孔零件图6g 7H 16Φ()006.0017.06g 16--Φ006.0017.016--Φ6g 16Φ()0.01807H 16+Φ7H 16Φ尺寸精度设计内容公差等级配合类别和种类未注尺寸公差基孔制H 基轴制h配合制6g 7H 16Φ 2.3 配合的选用原则: 满足使用要求,尽量选精度低的等级6,7,8(孔)5,6,7(轴)D 500mm 时,IT 8，孔轴差1级选用个别8级同级，见表2-9,2-10D>500或IT>8，同级配合相对成本高废品率高2.3.1 标准公差等级选用公差值T9d H960Φ6g 7H 16Φ2.3.2 配合制选用1.优先选用基孔制（钻头和铰刀）2.特殊情况选用基轴制（车刀或砂轮）(1) 采用IT9~IT11的冷拉钢材直接作轴常常应用在农业、纺织机械中(2) 直径小1mm光轧成型的精密轴常常应用在精密机械、仪器仪表、无线电工程中公称尺寸公称尺寸2.特殊情况选用基轴制活塞销活塞连杆一轴与多孔配合且配合性质不同(3) 结构上的需要 2.3.2 配合制选用1.优先选用基孔制；2.特殊情况选用基轴制；3.与标准件配合,以标准件为基准件；4.允许采用任一孔、轴公差带组成配合；018.0012.0627J 62+-Φ=Φ030.0104.0629f 62--Φ=Φ0019.0626h 62-Φ=Φ6h 7J 62Φ9f 7J 62Φ2.3.2 配合制选用类别:间隙、过渡、过盈3. 能否拆卸：能，经常拆卸1. 配合表面有无相对运动有：2. 是否传递扭矩M K过盈间隙配合是：2.3.3 配合类别选用间隙过渡根据使用要求：同心度（相对运动）和传递扭矩工作条件：冲击和温度经济性：30多万对2.3.4 配合种类选用一般的公差带（105）常用公差带（44）优先公差带（13）图2-20 孔的公差带(GB/1801—2009)常用公差带（59）优先公差带（13）一般的公差带（116）图2-21轴的公差带（GB/T1801--2009）表2-9表2-10根据使用要求：同心度（相对运动）和传递扭矩工作条件：冲击和温度经济性：30多万对方法计算法：试验法：类比法：2.3.4 配合种类选用滑动轴承的间隙配合重要的关键性配合，成本高生产验证的，类似的机械、机构和零部件公差等级:f ━精密级 (IT12) m ━中等级 (IT14) c ━粗糙级 (IT16) v ━最粗级 (IT17)表2-16 线性尺寸的未注极限偏差的数值（摘自GB/T1804-2000）mm公差等级尺寸分段0.5 ~ 3>3~6>6~30>30~120>120~400>400~1000>1000~2000>2000~4000f(精密级)±0.05±0.05±0.1±0.15±0.2±0.3±0.5—m(中等级)±0.1±0.1±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2 c(粗糙级)±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2±3±4 v(最粗级)—±0.5±1±1.5±2.5±4±6±8（例题2-5）：已知D(d)=Φ40，要求X=+20~+90μm，若采用基孔制。
互换性与测量技术尺寸精度设计
根据已决定的标准公差和基本偏差确定另一极限偏差
轴 孔
例：确定Ø 25H76，Ø 25P76孔与轴的极限偏差,绘制尺寸公差带图,判断配合性质并求解极限值。
第三节 国家标准规定的公差带与配合
一、 公差带的代号
1、定义：由基本偏差代号与公差等级代号组成 如H7、h6、M8、d9
2、标注：
5H 0、 750 f6
孔 轴
标准公差
公差等级 公差单位 基本尺寸分段
1、公差等级 公差分级： 制
≤500尺寸范围，标准公差20级: 01、 0、 1 …18；
>500～3150标准公差18级： 1～T18
公差等级系数a： 采用优先系数，
各级标准公差计算： 5～18 ，D≤500 ：
q5 1.6
ITai
2、标准公差因子（i）
（3）特殊规则：
用同一字母表示孔、轴基本偏差时，
E Se i
应用： ≤8的J、K、M、N和≤7的P～。
＝ IT nIT n1
此时标准规定，按孔的公差等级比轴的公差等级低一级来考虑配合，而基轴制配合与相应基孔制配合的 最大过盈和最小过盈均应保持不变。
5、尺寸偏差的计算
标准公差决定公差带的宽度
基本偏差决定公差带靠近零线一侧的位置
50 00.02、 5 5 00 0..0 02 45 1
5H 0 （ 0 0 .7 0） 25 5 、 f0 6 ( 0 0 ..0 0) 2 45 1
二、常用尺寸段公差与配合 1、分类： 1801-1999对基本尺寸至500的孔、轴规定了优先、常用和一般用途公差带。
设计时应优先使用优先公差带，其次为常用公差带，再次为一般用途公差带。
当孔的标准公差等于8，可与同级配合也可与高一级轴配合。 如：H87，H88。
互换性与测量技术基础.
互换性与测量技术基础.
《互换性与测量技术基础》课程主要介绍几何量公差标准、机械零件精度设计与检测的相关知识，是联系设计课程和制造课程的纽带，也是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。
通过本课程的学习，帮助掌握机械零件几何量公差标准的基础知识和相关理论，了解国际标准化组织（ISO）相关标准的发展、现状和趋势；熟悉机械零件几何量精度设计的基本原理和方法以及机械零件几何量检测的基本原理、仪器和方法；培养理解和分析机械图纸中零件几何量精度的能力和查阅及使用公差标准的能力、根据使用要求合理设计机械零件几何量精度的能力、根据零件几何量精度合理选择检测工具和方法的能力以及对典型机械零件几何量精度进行检测的能力；从而，为后续的专业课程学习、实践环节和从事专业生产技术工作奠定必要的基础。
1、帮助理解机械零件几何量公差标准的基础知识和相关理论；
2、促进认知机械零件几何量检测的基本原理、仪器和方法；
3、提升解决工程实践中精度设计与误差检测相关问题的能力。
互换性与技术测量--尺寸链
A1 D1
zxb
D2/2
t
A1
例4．零件如图所示： 车外圆，加工孔，二者同轴度φ 0.01,求壁厚。 解：壁厚为封闭环。
D2=φ10
D1/2
D1=φ20
A
zxb
±0.005
D2/2
t
例题7
如图7（a）所示减速器装配单元，要求间 隙N的变动范围为1.0~1.4mm。设计规 定各零件相关尺寸几精度要求如下：
zxb
按式（7-4）和(7-5)计算封闭环的极限偏差 (mm)： ESA0=1.2+0.4/2=+1.4 EIA0=1.2-0.4/2=+1.0 按式（7-2）和(7-3)计算封闭环的极限尺寸 (mm)： A0max=0+1.4=+1.4 A0min=0+1.0=+1.0 计算结果表明设计规定的各组成尺寸及精度要 求,能满足减速器装配单元间隙N变动范围的要 求
A2
A1
14
zxb
其他说明： 1． 以上所解为直线尺寸链的极值法。 2． 还有平面尺寸链和空间尺寸链 做法：按平面和空间坐标分解成直线尺 寸链。 3． 尺寸链解法还有等精度法和等概率 法。
zxb
例3．零件如图所示： 加工D1，车外圆余量A1，加工孔D2，求壁 厚t。 解：壁厚为封闭环。
t
D1/2
1. 环：尺寸链中的各个尺寸。 2. 封闭环（终结环）：一般指加工或 装配完成后，自然形成的环。有时是 零件图上不需标注的环。 3. 组成环：除封闭环以外的其他环。 4.增环：其他环不变，该环值增大， 封闭环增大。 5.减环：其他环不变，该环值减小， 封闭环增大。
zxb
4
三、尺寸链图的绘制方法：
互换性与测量技术基础(第二版)
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
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内容摘要
内容摘要
本书是根据机电类相关专业培养计划对机械基础课程体系改革的需要编写而成。主要内容包括：互换性与标 准化的基本概念、孔和轴的极限与配合、形状和位置公差及检测、表面粗糙度设计与标注、测量技术基础、滚动 轴承的互换性、键结合的互换性及检测、圆锥配合的精度设计与标注、渐开线圆柱齿轮的互换性及检测、螺纹的 互换性及检测、尺寸链等，书中贯穿了最新国家标准的思想和原则，为加深对互换性基本概念的理解及常见几何 公差与配合的应用，在每章后都安排了思考题。本书可供高等院校机械类和近机类专业“互换性与测量技术”课 程教学使用，也可供机械制造类工程技术人员、现场管理人员参考。
谢谢观看
思考题
1
第一节概述
第二节单个齿 2
轮的误差项目 及其检测
3 第三节齿轮副
误差评定及检 测
4
第四节齿轮精 度标准及选择
5
思考题
第一节概述
第二节普通螺纹几何 参数误差对互换性的
影响
第三节普通螺纹的基 本偏差与公差
第四节螺纹的精度设 计与标注
第五节螺纹的 检测
思考题
第二节用极值法计 算尺寸链
第一节概述
第三节用统计法计 算尺寸链
第四节保证装 配精度的其他 尺寸链计算方
互换性与测量技术-第八章尺寸链
使用文字描述尺寸链的特性和用途。
数字标记
通过数字表示尺寸链的各个组成部分。
尺寸链的测量方法
1
三坐标测量
使用三坐标测量机进行高精度、全方位的尺寸链测量。
2
光学测量
利用光学原理进行尺寸链的准确测量。
3
机械测量
使用千分尺、卡尺等工具进行尺寸链的初步测量。
尺寸链的质量要求
1 尺寸精度
2 可靠性
3 耐磨性
利用电子信号和传感器传递尺寸链的信息。
尺寸链的制造工艺
1 数控加工
利用数控机床进行高精度的尺寸链零件加工。
2 热处理
通过热处理改变材料的性质，提高尺寸链的硬度和耐磨性。
3 表面处理
采用镀金、镀铬等工艺提高尺寸链的表面光洁度和抗腐蚀能力。
尺寸链的标记方法
图形标记
使用标准符号和图形在尺寸链上进行标记。
尺寸链的组成机构
公差系统
确定零件尺寸和容差的标准 和规范。
测量工具
用于测量和验证零件尺寸的 工具，如千分尺和三坐标测 量机。
校验设备
确保尺寸链的准确性和稳定 性的设备，如进口比对仪。
尺寸链的传动方式
1
机械传动
通过齿轮和传动装置实现尺寸链的传递。
2
液压传动
利用液压系统中的液体压力传递尺寸链。
3
电子传动
特殊尺寸链
针对特定领域的尺寸链，如环保设备或能源行业。
尺寸链的作用及优点
1 确保互换性
尺寸链确保不同厂家的零件能够相互兼容，便于组装。
2 简化生产流程
采用尺寸链可以减少测量和调试的时间和成本。
3 提高产品质量
通过与尺寸链相匹配的设备和工艺，产品质量得到保证。
互换性与测量技术基础培训
学员心得体会分享
学员表示，通过课程学习，对 互换性与测量技术有了更深入 的了解和认识，工程设计能力 得到了显著提升。
学员认为，课程中的案例分析 非常实用，能够帮助他们更好 地理解和应用所学知识。
学员还表示，课程中的互动环 节非常有趣，能够激发他们的 学习兴趣和积极性。
互换性与测量技术基础培训
演讲人： 日期：
目录
• 课程性质与基本概念 • 尺寸精度设计基础 • 几何精度设计基础 • 表面粗糙度精度设计 • 典型零部件精度设计实例分析
目录
• 尺寸链计算与应用 • 实验环节与操作技能培养 • 课程总结与展望
01
课程性质与基本概念
互换性与测量技术概述
互换性定义
互换性是指在同一规格的一批零件或 部件中，任取其一，不需进行任何挑 选、修配或调整，就能装在机器上达 到规定的功能要求。
几何要素的分类
根据其在零件上的不同 作用，可分为理想要素
和实际要素。
理想要素
具有几何学意义的点、 线、面，无任何误差。
实际要素
零件上实际存在的点、 线、面，存在一定误差
。
几何公差项目及符号
几何公差的概念
允许零件几何参数在一定范围 内变动的量。
几何公差的分类
根据控制对象的不同，可分为 形状公差、方向公差、位置公 差和跳动公差。
表面粗糙度越小，零件的耐磨性越好。
对疲劳强度的影响
对接触刚度的影响
表面粗糙度会引起应力集中，降低零件的 疲劳强度。
表面粗糙度会影响零件接触面的刚度和密封 性。
表面粗糙度选用原则及标注方法
选用原则
根据零件的工作要求、材料性质和加工 工艺等因素，合理选择表面粗糙度数值 。
互换性与技术测量：2-4 尺寸精度设计的基本原则和方法
平磨
IT5～IT8
铰孔
IT7～IT10
车
IT7～IT11
加工方法
镗 铣 钻 砂型铸造 锻造
公差等级 范围
IT7～IT11 IT8～IT11 IT10～IT13 IT16～IT18 IT15～IT16
Ⅳ.相关件和相配件的精度
精
箱体孔 度
等
轴
级
匹
配
Ⅴ.加工成本
在非配合制的配合中，当配合精度 要求不高时，允许相配合零件的公差等 级相差2～3级。
+21
+
孔
0
-
Φ30
轴
-20
-33
练习一：
已知使用要求，用计算法确定配合 有一孔、轴配合，基本尺寸为Ф90mm， 要求过盈配合在-0.015～-0.075mm之间, 试确定基轴制孔和轴的公差带和配合代号。
解：1 基轴制 h es=0 2 公差等级的确定
Tf Ymax Ymin 75 15 60m
按同类型机器或机构，经过生产 实践验证的已用配合的实际情况，再 考虑所设计机器的使用要求，参照确 定需要的配合。
b.试验法： 对产品性能影响很大的配
合，用此方法来确定机器的最 佳工作性能的间隙或过盈。
需大量的试验，成本较高
c.计算法：
根据一定的理论公式，计算出所 需的间隙和过盈。由于影响配合间隙 量和过盈量的因素很多，理论计算的 结果也只是近似的。
所以，在实际应用中还需经过 试验来确定。
具体步骤：
1.配合制
2.公差等级 3.配合种类
1-配合制的选用
基孔制、基轴制— 两种平行的配合制
主要考虑：加工的经济性 结构的合理性
⑴. 优先选用基孔制配合
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第9章
机械精度设计多媒体系列CAI课件
互换性与测量技术基础课程第9章尺寸链精度设计
授课教师：刘永猛
哈工大电气工程及自动化学院
公差仪器零件教研室
第9 章
教学内容
一、基本概念
二、尺寸链图(★)
三、尺寸链计算(★) (★)
1. 定义:
尺寸链(Dimensional Chain):机器装配过程相互连接尺寸形成的封闭尺寸组。
（GB 5847-2004）
→A3→ A2→ A0)
机器装配尺寸链(A
1
2. 组成要素：
减环A i (-)
(Decreasing link)
增环A i (+)
(Increasing link)
封闭环A 0
(Closing link)
组成环A i
(Consisting link)环n
(Link)
装配顺序组成环封闭环
首尾相连A 2
A 0
A 3基准在哪里？
机身1.尺寸链图的绘制方法A 1基准
2.增、减环判断方法（画箭头法）
A 1
A 0A 2
A 3A i 方向与A 0相反为A i (+)
增环是？减环是？A 0 画任意方向箭头
A i 方向与A 0相同为A i (-)A 0 A i 首尾相连画箭头
第9 章
教学内容
一、基本概念
二、尺寸链图(★)
三、尺寸链计算(★) (★)
101. 极值法计算公式
(1)公称尺寸
10()()11
(1)m n i i m A A A −+−+=−∑
∑(2)极限尺寸
(2)
1
1min )(1max )(max 0∑∑−+−+−=n m i m i A A A (3)
11
max )(1min )(min 0∑∑−+−+−=n m i m i A A A
2.例题:
某机床装配中，主轴轴线的高度为A 1=300±0.01mm, 尾座轴线的高度为
A 2=200±0.01mm, 垫板的高度为A 3=100±0.01mm, 装配后经测量主轴轴线和尾座轴线的高度误差为0.02mm 。
请按极值法判断是否合格？
(2) 判断增减环：
增环为A 2, A 3;减环为A 1.
(1) 画尺寸链图：解：
A 1A 0
A 2
A 3
教学小结
1.尺寸链定义（封闭性）；
2.尺寸链图的画法；(★)
3.增、减环的判断方法；(★)
4.极值法求解尺寸链的方法。
(★) (★)。