互换性概述
互换性与公差测量

图 2-2 极限配合示意图 在实用中为了简化起见,常不画出孔和轴的全部,而只画出孔、轴公差带来 分析问题,这就是极限与配合的图解,简称公差带图,如图 2-3 所示。
图 2-3 公差带图解
《公差配合与技术测量》 第1 讲
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课 题 第一章 绪论 目的任务 了解学习公差课的目的,启发学习本课程的兴趣。 基本要求 了解互换性历史,理解互换性定义、了解互换性的应用 重点难点 1.互换性的定义
2.加工误差与公差 教学方法 讲述
第一章绪论
本书的主要任务是,使学生具备机械加工高素质劳动者和中、初级专门人才 所必要的极限与配合的基本知识,几何量测量的基本理论,检测产品的基本技能。 主要内容包括极限与配合、表面粗糙度、形状和位置公差、花键公差、螺纹公差、 齿轮公差等最新国家标准以及技术测量的基础知识。
适当放大公差值,加工测量后分组装配,滿足其使用要求。作用在于解
决加工困难,降低生产成本。
二、互换性的作用 1、从设计上看 2、从制造上看 3、从装配上看 4、从使用上看 综上所述,互换性是现代化生产基本的技术经济原则,可以提高生产率, 有利于专业化大生产,缩短维修时间,降低生产成本等,在机器的制造与 使用中具有很重要作用。
ES=Dmax-D es=dmax-d
2)下偏差(EI ei)
最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。 EI=Dmin-D es=dmin-d
图 2-1 基本尺寸、极限尺寸与极限偏差
a) 孔
b)轴
在图样上或技术文件中极限偏差的标注方法如:φ30 ;为了标注保持严
《公差配合与测量技术(第六版)》—教学教案

《公差配合与测量技术(第六版)》教学教案绪论【学习目标】1.掌握互换性概念、分类及互换性在设计、制造、使用和维修等方面的重要作用。
2.掌握互换性与公差、检测的关系。
3.理解标准化与标准的概念及重要性。
4.了解优先数系和优先数的概念及其特点。
0.1 概述0.1.1 互换性及其意义1.互换性(1)定义:是指在制成的同一规格的一批零部件中任取其一,无须进行任何挑选和修配就能装在机器(或部件)上,并能满足其使用性能要求的特性。
举例:组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件,如一批规格为M20×2-5H6H的螺母与M20×2-5g69螺栓的能自由旋合。
在现代化生产中,一般应遵守互换性原则。
2.意义(表现在以下三个方面)(1)在设计方面(2)在制造方面(3)在使用和维修方面总之,互换性对保证产品品质和可靠性,提高生产率和增加经济效益具有重要意义。
0.1.2互换性的分类1.互换性的分类(1)完全互换性(绝对互换)若一批零部件在装配时,不需要挑选、调整或修配,装配后即能满足产品的使用要求,则这些零部件属于完全互换。
(2)不完全互换性(也称有限互换)仅同一组内零件有互换性、组与组之间不能互换,以满足其使用要求的互换性,称为不完全互换。
简言之,不完全互换就是因特殊原因,只允许零件在一定范围内互换。
2.标准部件或机构的互换性分类(1)内互换是指部件或机构内部组成零件间的互换性,例如,滚动轴承的外圈内滚道、内圈外滚道与滚动体的装配。
(2)外互换是指部件或机构与其装配件间的互换性,例如,滚动轴承内圈内径与轴的配合、外圈外径与轴承孔的配合。
0.1.3 机械零件的加工误差、公差及其检测1.公差允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为“公差”。
2. 测量是指将被测量与作为计量单位的标准量比较,确定被测量的大小的过程。
3.检验是指验证零件几何参数是否合格,而不必得出具体数值的过程。
0.2 标准化0.2.1 标准化与国家标准1.标准标准一般是指技术标准,它是指对产品和工程的技术品质、规格及检验方法等方面·所作的技术规定,是从事生产、建设工作的共同技术依据。
互换性三级项目概述.

进度
与实验相结合,课下讨论,课上不安排单独时间
1-2学时:轴类零件外径的尺寸误差、圆度圆柱度测量
3-4学时:轴类零件表面粗糙度的测量
轴类零件圆跳动误差的测量(选)
互换性与测量技术基础
三级项目
考核及成绩评定
项目成绩占课程总成绩10%(10分),其中
项目报告8分:根据尺寸精度与检测、形状位置精度与检
我国标准层次和适用范围———填空、简答
优先数系的选用——简答、填空
国家标准代号的含义
十进制等比数列
…… 十 进 段
0.1~1 1~10
优先数系
每个十进段内,数列的数量是相等的,设为m 若等比数列的公比为q 在1-10十进段内,1*qm=10,即q=101/m 根据m的不同,国家标准规定了五个优先数系
10~100
……
国家标准规定的优先数系
GB/T 321-2005
R5 数系: m=5, q=101/5≈1.60
R10数系: m=10, q=101/10 ≈1.25 R20数系: m=20, q=101/20 ≈1.12 R40数系: m=40, q=101/40 ≈1.06
R80数系: m=80, q=101/80 ≈1.03
1~10 优先数
考试要点
互换性含义——判断题
互换性生产——判断题
满足预期性能
便于维修
先 秦 时 期 弩 机 ——
先 秦 时 期 弩 机 ——
先 秦 时 期 弩 机 ——
世 纪 初 火 枪 ——
18
世 纪 初 火 枪 ——
18
世 纪
19
世 纪 初 汽 车 ——
chap5公差和互换性

二、基本偏差系列
1、基本偏差 靠近零线的偏差。 2、代号及特点 1) 代号:共28个。 2) 它决定了公差带相对于零线的位置,也决定 了配合的性质。 3) 特点: a. 轴 :a-h ,es 绝对值渐小;j-zc :ei 绝对 值渐大。 b. 孔 : A-H ,EI 绝对值渐小;J-ZC :ES 绝 对值渐大。
当不加粗糙度参数值或有关说明时仅适用于简化代号标注基本符号加一小圆表示表面是用不去除材料的方法获得在上述三个符号的长边上均可加一横线用于标注有关说明和参数在上述三个带横线符号上均可加一小圆表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求任何方法获得的表面粗糙度ra的上限值为32m
Chap 5 标准化与公差配合
5-1 互换性概述
四、几何量的误差与公差
1. 误差:尺寸,形状,位置,表面粗糙 度。 2. 公差:研究几何量的误差及控制范围, 换言之,公差是允许的最大误差。 3. 区别:误差在加工中产生,而公差是 在设计中给定。
五、标准化
1. 标准的起源 为使工件有互换性,又须滿足设计与制造的要 求就应制定一个标准。 2. 标准化概念 1)所谓标准是指为了在一定的范围内获得最佳 秩序,对活动或其结果规定共同的和重复使用的 规则、导则或特征性的文件。
5-4 形位公差
零件在加工过程中,由于机床、刀具、 夹具误差,装夹方式不正确,以及材料内 应力和热变形等因素的影响,会产生形状 和位置误差,称为形位公差。
一、形状公差
1. 直线度:实际轮廓线或轴线对理想直线所允许 的变动全量。 2. 平面度:实际表面对理想表面所允许的变动全 量。 3. 圆度:指回转体径向截面上实际圆轮廓对理想 圆所允许的变动全量。 4. 圆柱度:实际圆柱面对理想圆柱面所允许的变 动全量。 5. 线轮廓度:实际轮廓线对理想轮廓线所允许的 变动全量。 6. 面轮廓度:实际曲面对理想曲面所允许的变动 全量。
互换性与测量技术- 配套课件

互换性与公差
1. 互换性的概念
互换性
俗话说,“一把钥匙开一把 锁”。那么,为什么几把钥匙 能开同一把锁呢?这正是今天 我们要学习的“互换性”在起 着作用。
1. 互换性的概念
什么是 互换性?
互换性
同一规格的一批零部 件,任取其一,不经过任 何挑选和修配,就能彼此 相互替换而使用效果相同 的特性。
6. 优先数系的实例
7. 本部分小结
✓ 优先数系是对各种技术参数的数值进行协 调、简化、统一的一种科学数值制度。
✓ 国家标准规定,我国以“十进制的等比数 列”作为优先数系。
✓ 本课程中所涉及的有关标准里,基本上采用 优先数系。
公差与检测技术导论
几何量检测概述
1. 检测的概念 检验:确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内,并作出
2.标准的概念
2.标准的概念
2.标准的概念
3.标准化的概念
标准化:标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过
程。包括从调查标准化对象开始,经试验、分析和综合 归纳,进而制订和贯彻标准,以后还要修订标准,等 等。
4.标准的分类 国家标准 行业标准 地方标准 企业标准
4.标准的分类 国家标准 行业标准 地方标准 企业标准
提高机器的使用价值
4. 互换性的分类
按照互换的形式和程度不同,互换性可以分 为完全互换性和不完全互换性。
分组互换 修配互换
......
5. 不完全互换举例
分组互换
13500.02
/
0.12 0.14
大尺寸,小公差
公差数值小 精度要求高 加工难度高
5. 不完全互换举例
分组互换
1350.02 0
互换性与测量技术基础

课程介绍“互换性与技术测量”是一门综合性应用基础课,主要用于高等工科院校机械、仪器仪表及有关专业,该课程研究的对象是机械或仪器零部件的几何精度设计及其检测原理。
一般地,在机械产品的设计过程中,需要进行以下三方面的分析计算:1)运动分析与计算。
根据机器或机构应实现的运动,由运动学原理,确定机器或机构的合理的传动系统,选择合适的机构或元件,以保证实现预定的动作,满足机器或机构运动方面的要求。
2)强度的分析与计算。
根据强度、刚度等方面的要求,决定各个零件的合理的基本尺寸,进行合理的结构设计,使其在工作时能承受规定的负荷,达到强度和刚度方面的要求。
3)几何精度的分析与计算。
零件基本尺寸确定后,还需要进行精度计算,以决定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数和公差。
需要指出的是,以上三个方面,在设计过程中,是缺一不可的。
本课程主要讨论的是机械精度的分析与计算。
机器精度的分析与计算是多方面的,但归结起来,设计人员总是要根据给定的整机精度,最终确定出各个组成零件的精度,如尺寸公差,形状和位置公差,以及表面粗糙度参数值。
本课程是由互换性原理和测量技术基础两部分组成的。
互换性是零部件精度设计的基本内容。
零部件的互换性基本上由标准化实现。
测量技术基础属于计量学的范畴,是论述零部件的测量原理、方法及测量误差处理等内容。
所以本课程的特点是术语定语多、符号、代号多,标准规定多。
同学们在学习的过程中往往会感到概念难记,内容繁多。
但并非本课程难学。
课程各部分都是围绕着以保证互换性为主的精度设计问题,介绍各种典型零件几何精度的概念,分析各种零件几何精度的设计方法。
各种零件的参数检测作为实验内容。
所以学生在学习过程中要注意总结归纳,认真完成作业。
同学们学习本课程,要了解以下内容:1、掌握互换性、标准化的概念、机械零部件精度设计的基础原理和方法。
(尺寸公差及理论、形位公差及理论、表面粗糙度等,即绪论、第1、3、4章)。
2、了解典型零件(包括滚动轴承、键和花键、螺纹、齿轮)极限与配合标准的组成和应用,能够合理的确定各种典型零件的制造精度。
互换性

机械学院质量工程与测控系绪论本章重点:互换性、标准化与优先数系的概念目的:掌握零件互换性的基本概念;了解机械精度设计的原则方法。
重点:零件互换性的基本概念难点:零件互换性的基本概念学时数:2学时要求:掌握互换性概念,有关标准化、优先数、技术测量的术语及定义;了解机械精度设计的基本理论及方法。
作业:见本章书后习题互换性概述任何一台机器的设计,除了运动分析、结构设计、强度、刚度计算外,还要进行精度设计。
研究机器的精度时,要处理好机器的使用要求与制造工艺的矛盾。
解决的方法是规定合理的公差,并用检测手段保证其贯彻实施。
由此可见,“公差”在生产中是非常重要的。
公差是一门专业基础课,要求:(1)掌握有关公差、测量的基本概念、基本理论、术语、定义;(2)培养公差设计及精度检测的基本能力;(3)学会查工具书,如手册、标准等。
一. 互换性概述1、什么叫互换性举例:组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件,如电灯泡、自行车、手表、缝纫机上的零件、一批规格为M10-6H的螺母与M10-69螺栓的自由旋合。
在现代化生产中,一般应遵守互换性原则。
(1)定义:机械和仪器制造中,零、部件的互换性是指在同一规格的一批零件或部件中,任取其一,不需任何挑选或附加修配(如钳工修理)就能装在机器上,达到规定的功能要求,这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零、部件。
(2)互换性包括:几何参数(如尺寸)、机械性能(如硬度、强度)和理化性能方面的互换性。
几何量误差(尺寸、形状、位置、表面微观形状误差)。
(3)互换性分类:A、完全互换性特点:不限定互换范围,以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。
如日常生活中所用电灯泡。
B、不完全互换性(也称有限互换)特点:因特殊原因,只允许零件在一定范围内互换。
如机器上某部位精度愈高,相配零件精度要求就愈高,加工困难,制造成本高,为此,生产中往往把零件的精度适当降低,以便于制造,然后再根据实测尺寸的大小,将制成的相配零件分成若干组,使每组内的尺寸差别比较小,最后,再把相应的零件进行装配。
互换性与技术测量

互换性与技术测量
公差:某个几何参数允许变化的范围,用以 限制误差,保证使用性能。 上述几种误差都有相应公差,规定的原则和方法不同。 要使零件具有互换性,就应该按照一定的规 格和公差制造。这就需要对数值系列、公差 规定统一的标准。还要用统一的标准进行检 验,因此,制定标准、贯彻标准是实现互换 性的先决条件。
互换性与技术测量 小 结
1. 互换性的概述 互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互 相替换的性能。 零、部件在装配前不挑,装配时不调整或修配,装配后能满 足使用要求的互换性称完全互换;零、部件在装配时要采用分组 装配或调整等工艺措施,才能满足装配精度要求的互换性称不完 全互换。如装配时,还需要附加修配的零件,则不具有互换性。 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则,是我们在 设计、制造中必须遵循的。既便是采用修配法保证装配精度的单 件或小批量生产的产品(此时零、部件没有互换性)也必须遵循 互换性原则。 2. 实现互换性的前提 标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设计和 制造,并按一定的标准进行检验,互换性才能实现。
互换性与技术测量
为保证零件的使用性能和制造的经济性,设计时要给出合 理的公差值,把加工误差限制在允许的范围之内。 加工误差的分类:按照加工误差产生的原因和对零件使用 性能的影响,可以把误差分为: 1.尺寸误差:按照同一规格加工的一批零件的实际尺寸对理 想尺寸的偏移量。 2.形状误差:指零件上几何要素的实际形状对理想形状的偏 移量。 3.位置误差:指零件上几何要素的实际位置对理想位置的偏 移量。 4.表面粗糙度:零件表面微观的高低不平,是微观的形状误 差。
互换性与技术测量
2)按照互换程度分为:完全互换(绝对互换)和不完全 互换(有限互换); 若零件(或部件)在装配或更换时,不仅不需辅助加工 与修配,而且不需选择,则具有完全互换性。 当装配精度要求很高时,采用完全互换将使零件尺寸公差 很小,加工困难,成本高,甚至无法加工。这时对某些形 状误差很小而生产批量较大的零件,可将其制造公差适当 的放大,以便与加工,而在加工完毕后再用测量器具(计 量器具)将零件按实际尺寸大小分为若干组,使同组零件 间的差别减小,按组进行装配。这样既可保证装配精度与 使用要求,又可解决加工困难,降低成本。此时仅组内零 件可以互换,组与组之间不可互换,故叫不完全互换 。
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二.标准和标准化
1 . 标准:对重复件事物和概念所做的统一规定。
基础标准 产品标准 按对象的特征可分: 方法标准 安全标准 环境标准
2.标准化:经济、技术、科学及管理等社会实践中,
对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准达 到统一,以获得最佳秩序和社会效益。
小结
1. 互换性的概述
互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能。 零、部件在装配前不挑,装配时不调整或修配,装配后能满足使用要求的互 换性称完全互换;零、部件在装配时要采用分组装配或调整等工艺措施,才能满 足装配精度要求的互换性称不完全互换。如装配时,还需要附加修配的零件,则 不具有互换性。 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则,是我们在设计、制造中必 须遵循的。既便是采用修配法保证装配精度的单件或小批量生产的产品(此时零、 部件没有互换性)也必须遵循互换性原则。
1992)替代《未注公差尺寸的极限偏差》(GB1804—1979)。
国家标准《极限与配合》中,公差与配合部分的标准主 要包括:
GB/T1800.1—1997《极限与配合 基础 第1部分: 词汇》
GB/T1800.2—1998《极限与配合基础 第2部分: 公差、偏差和配合的基本规定》
GB/T1800.3—1998《极限与配合基础 第3部分: 标准公差和基本偏差数值表》GB/T1800.4—1999《极 限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表》
GB/T1801—1999《极限与配合 公差带和配合的 选择》
GB/T1804—2000《一般公差 未注公差的线性和 角度尺寸的公差》
第二节 极限与配合的常 用术语与定义
一、有关尺寸的术语及定义 (GB/T1800.1—1997)
1.尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如 直径、宽度、高度、中心距等。
2. 实现互换性的前提
标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设计和制造,并按一定 的标准进行检验,互换性才能实现。
3. 优先数系
由一系列十进制等比数列构成,代号Rr。优先数系中的每个数都是一个优先 数。每个优先数系中,相隔 r项的末项与首项相差10倍;每个十进制区间中各有 r个优先数。
第二章 尺寸的极限与配合
1.几何量的误差:
(1)尺寸误差 (2)形状误差 (3)位置误差 (4)表面微观形状误差
2.公差:
允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为“公差”
3.实现互换性的基本条件:
(1)基本要求:同一零部件的几何要素误差保持在一定 变动范围内,就可以达到互换性目的。 (2)基本条件:对同一规格的零部件规定统一的技术标 准。
1979年:参照国际标准制定了“公差与配合”的国家标准GB1800~ 1804 —1979(简称“新国标”)取代GB159~174—1959
1992~1996年上述新国标进行了部分修订,将《公差与配合》改为 《极限与配合》,用《极限与配合 基础 第一部分:词汇》
(GB/T1800.1—1996)替代GB1800-1979中的《公差与配合的 术语及定义》,用《一般公差 线性尺寸的未注公差》(GB/T1804—
由定义可知,具有互换性的零部件在装配过程中,必 须满足三个条件:
装配前 不挑 装配时 不调整或修配种类
1.按决定的参数或使用要求分为:
1)几何参数互换性 (主要保证装配)
尺寸 对几何要素的 形状
相对位置
提出互换性要求。
2)功能互换(保证使用)
物理
对
机械 性能 提出互换性要求。
学习指导
本章学习的目的是掌握基础标准《极限与配合》的 一般规律,为合理选用尺寸公差与配合、学习其它典型 零件的公差与配合,进行尺寸精度设计打下基础。学习 要求是对极限与配合标准中的术语定义,要着重搞清其 概念与作用,并抓住它们之间的区别与联系进行分析, 避免单纯从定义上孤立地去理解;重点要掌握标准公差 与基本偏差的结构、特点和基本规律以及尺寸公差与配 合的选用原则。
1.使用上
1)军用 军工产品易损件:子弹、炮弹都具有互换性。
2)民用 给日常生活带来极大方便(举例:备胎、电子元件等等)
2.制造上
可采用先进的生产方式(专业化生产、流水线、自动 线), 产品单一,分工精细,可采用专用设备,提高生产 率,进行文明生产。
3.设计上
采用了互换性原则设计和生产的标准零部件,可简化 设计、计算、制图工作量,缩短了设计周期,并便于用计 算机进行辅助设计。
总之,遵循互换性原则进行设计、制造 和使用,可大大降低产品成本,提高生产率, 降低劳动强度。也为标准化、系列化、通用 化奠定了基础。
所以,互换性原则是机械工业中的重要原则, 是我们设计、制造中必须遵循的,即使是单件、小 批生产,零件不具有互换性,此原则也必须遵循。
第二节 实现互换性的条件
一、误差与公差
化学
2.按程度分:
1)完全互换 装配或更换时,不挑、不调、不修的互换性。
2)不完全互换 包括采用概率法装配、分组装配或在装配 时采用调整等措施。(还要附加修配、辅助加工的,则不具 有互换性)
3. 对标准件:
内互换:
(例如:滚动轴承) 外互换:
三、互换性的重要性
不仅是使用上的需要,也是设计、制造上的需要。
第一章 绪论
学习指导
本章学习目的是了解本课程的性质和任务。学 习要求是懂得互换性的含义;了解互换性与标 准化的关系及其在现代化生产中的重要意义; 了解优先数的基本原理及其应用。
第一节 互换性概述
一、 互换性的定义
互换性:在同一规格的一批零件或部件中,任取
其一,不需要任何挑选或附加修配(如钳工修配)就能装在机 器上,达到规定的功能要求。这样的一批零件或部件就称为 具有互换性的零、部件。
第一节 概述
1944年:国民党政府制定了“尺寸公差与配合”的国家标准,但实际 使用的是日本、德国、美国标准。
1955年:参照苏联标准,第一机械工业部颁布“公差与配合”的部颁 标准,此标准只是将苏联标准(OCT标准)付与了中文名词。
1959年:颁布了“公差与配合”的国家标准GB159~174—1959 (简称“旧国标”)(精度等级偏低、配合种类偏少)