机械精度设计与测量技术-第5章-几何参数检测技术基础.
机械精度设计第五章：表面粗糙度
lr
lr
lr ln
lr
lr
取样长度和评定长度
6．评定长度ln（evaluation length） 用于判别评定轮廓的x轴方向上的长度。 评定长度应包括一个或几个取样长度 。
一般取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较 均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。
为充分合理地反映整个表面的粗糙度特性，必须 在多个取样长度上分别进行测量，并取各测得值的 算术平均值。
取样长度和评定长度数值
Ra(µ m) Rz (µ m) lr(mm) ln (mm)
≥0.008~0.02 >0.02~0.10 >0.10~2.0 >2.0~10.0 >10.0~80
≥0.025~0.10 >0.10~0.50 >0.50~10.0 >10.0~50.0 >50.0~320
0.08 0.25 0.8 2.5 8.0
把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
（1）入s滤波器
确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相 交界限的滤波器。
（2）入c滤波器
确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3）入f滤波器
确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相 交界限的滤波器。 把轮廓分成长波和短波的滤波器。因为原始轮廓有粗糙 度轮廓、波纹度轮廓和波长更长的表面形状误差轮廓
GB/T 3505-2009规定的与评定表面粗糙度有关的部分术语和定义。
部分术语
轮 廓 滤 波 器
坐 标 系
表 面 轮 廓
原 始 轮 廓
粗 糙 度 轮 廓
取 样 长 度
评 定 长 度
中 线
机械精度设计重要知识点
机械精度设计重要知识点机械精度设计是现代机械制造中不可或缺的一个环节，它涉及到机械产品的准确性、精度和稳定性。
在机械设计过程中，合理选择和应用精度设计的知识点，能够提高产品的性能和质量。
本文将介绍机械精度设计中的几个重要知识点。
一、公差设计公差是机械设计中的一个重要参数，它决定了零件尺寸的可接受偏差范围。
公差设计的合理性直接关系到机械产品的配合、装配和运动性能。
在进行公差设计时，需要考虑到材料特性、制造工艺和工作环境等因素，合理确定公差等级和公差带宽，以满足产品的使用要求。
二、配合设计配合是指相互连接的零件间的几何要求和相对位置要求。
合理的配合设计能够保证零件的装配精度和运动精度。
常见的配合有过盈配合、间隙配合和配套配合等，在设计过程中应根据实际情况选择合适的配合类型，并进行尺寸计算和优化设计。
三、机构设计机构是机械产品中用于传递和转换运动的部件组成的系统。
在机械精度设计中，需要考虑机构的准确性、精度和稳定性。
合理的机构设计能够减小零件间的干涉和摩擦，提高机构的工作效率和运动性能。
机构设计时需要注意摩擦、动力学、静力学和强度等方面的问题，并进行仿真和优化。
四、传动设计传动是机械产品中常见的功能之一，它指的是能量在机械系统中的传递和变换。
传动设计的目标是使能量传递的损失最小化，并保证传动的准确性和可靠性。
在进行传动设计时，需要考虑传动比、传动方式、传动效率和传动误差等因素，选择合适的传动装置和传动副类型，并进行计算和优化。
五、材料选择材料选择是机械精度设计中的重要环节，合理选择材料能够满足产品的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等要求。
在材料选择时，需要考虑材料的物理和化学性质，结合产品的使用环境和要求，选择具有合适特性的材料。
同时，还需要考虑材料的可获得性和成本等因素。
六、表面处理表面处理是提高机械产品精度和质量的重要手段。
通过表面处理，能够改善零件的表面光洁度、硬度和润滑性，并提高零件的防腐蚀和耐磨性能。
互换性与几何量测量技术章 (5)
0．006 0．0125 0．025 0．050
表5-4 RSm的数值
0．100 0．20 0．40 0．80
1．60 3．2 6．3 12．5
第5章 表面粗糙度 表5-5 Rmr(c)(％)的数值
10
15
20
25
30
40
m
≥0．008～0．02 >0．02～0．10 >0．1～2．0 >2．0～10．0 >10．0～80．0
第5章 表面粗糙度
图5-7 轮廓算术平均中线
第5章 表面粗糙度
5.2.2 评定参数
1．幅度参数（高度参数）
1)轮廓的算术平均偏差Ra
在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值，用
Ra表示，如图5-8所示。即
或近似为
Ra
1 lr
lr
Z( X )dX
0
(5-1)
Ra
1 n
n i 1
Zi ( x)
第5章 表面粗糙度 图5－1 零件表面上的表面粗糙度、波度和形状误差
第5章 表面粗糙度
5.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 1.对摩擦磨损的影响 具有微观几何形状误差的两个表面只能在轮廓的峰顶发生
接触，实际有效接触面积很小，进而导致单位压力增大，若表 面间有相对运动，则峰顶间的接触作用就会对运动产生摩擦阻 力，同时使零件产生磨损。一般来说，表面越粗糙，摩擦阻力 越大，零件的磨损也越快。必须指出，表面越光滑，磨损量不 一定越小。磨损量除受表面粗糙不平的影响外，还与磨损下来 的金属微粒的刻划作用、润滑油被挤出和分子间的吸附作用等 因素有关。所以，特别光滑的表面其磨损反而会加剧。实验证
表5-6 lr和ln的数值
《精度设计与质量控制基础》课程教学大纲
《精度设计与质量控制基础》课程教学大纲课程编号:012003课程名称（中／英文）：精度设计与质量控制基础/Tolerance Design and Quality ControlBasis课程类型:模块课（平台课、模块课、课程群）总学时：40 讲课学时：30 实验学时：10学分：2.5适用对象:机械工程及相关专业先修课程：机械制图，机械设计，机械原理后续课程：机械制造工艺学、误差理论及数据处理开课单位：机械工程学院一、课程性质和教学目标《精度设计与质量控制基础》课程涉及几何量公差与技术测量两个范畴，是机械类各专业的一门极其重要的专业技术基础课程。
它在机械类整个教学计划中起到承上启下的作用，它是联系机械设计课程与机械制造课程的纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。
本课程的教学目标为：1.理解几何量精度参数与零件功能要求、工艺系统之间的内在联系，掌握基本术语、定义及规范，并能根据功能要求进行几何量精度设计，具备分析和解决工程实践问题的创新意识和创新设计能力；2.理解几何量精度项目的内涵及其与零件功能要求的本质联系，能根据特定的功能要求选择、设计相应的几何量精度项目，并能将设计结果正确地标注在图样上，逐步具有准确呈现方案设计/开发结果的表达能力；3.理解几何量精度参数与测量系统之间的关联联系，掌握几何量精度项目的测量及检验方法，获得实验设计和实验技能的基本训练，并逐步具有选择、应用先进测试工具解决工程实际问题的能力。
本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为：本课程教学的基本要求是：使学生建立互换性、标准化、计量学及质量工程的基本概念，掌握基本几何精度（尺寸、形状和位置、表面结构）设计的基本原则与方法，掌握产品几何参数测量的基本原理、基本方法和数据评定方法，掌握产品几何参数的测量四要素构成和测量误差的处理方法；了解互换性与测量技术学科的现状和发展，具有继续自学并结合工作实践应用、扩展的能力。
知识目标:目标1：理解互换性、误差、公差、技术测量及精度设计等概念，理解互换性与产品设计、制造、维修以及生产管理等方面的关系。
第五章_表面粗糙度(精品 值得参考)
50, 25，12．5；6．3，3．2，1．6；0．8，0.4, 0.2; 0.1….μm等。
粗加工.一般 用于不重要 的接触面和 非配合面
半精加工.用于较 重要接触面和一 般配合面
精加工.用于要 求较高的接触 面和配合面
光加工.用于高速 运动的配合面和精 密量具的工作面
第二节 表面粗糙度的选择
第五章
表面粗糙度（主要参考书：课本、孙玉芹编）
参考标准：GB/T3505-2000 GB/T1031-1995 等
• 基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念， 表面粗糙度的评定、选用、标注及测量。 • 重点内容：表面粗糙度的评定、选用及 标注。 • 难点内容：表面粗糙度的评定、选用。 • 操作技能：表面粗糙度的测量。
在取样长度范围内，被测轮廓线上各 点至基准线的距离的算术平均值。
Ra
yi
yn
l
x
1 l Ra y dx l 0
近似为
1 n Ra y i n i 1
2)轮廓最大高度RZ
在取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之 和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示，即Rz = Rp + Rv
三、表面粗糙度参数值的选择
一般来说，表面粗糙度参数值愈小，表面就愈 光滑，其性能愈好，使用寿命也愈长。但绝不能认 为表面粗糙度值越小越好。因为其值越小，加工成 本就会越高。
选用表面粗糙度参数值的总原则：首先满 足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。 在满足功能要求的前提下，参数值应尽可能 大些。
三、表面粗糙度参数值的选择（续）
第一节 表面粗糙度的基本概念
一、表面粗糙度概念
1、定义 在零件被加工表面上,具有微小间距和峰谷所 组成的微观几何形状的特征,称为表面粗糙度。
机械精度设计与检测技术基础
城市工程125产 城机械精度设计与检测技术基础金岩摘要：机械加工精度直接影响机械产品的质量性能和使用寿命。
在机械加工过程中，由于各方面因素的影响会使得加工出现误差，例如工件和刀具位置偏移等问题，都会导致生产出的产品带有误差。
只有实际加工的零件参数能够和规定参数相同，才能判定该零件符合标准。
为保证机械加工企业的长足发展，需要提高机械加工的精度，尽量减少误差，从而提高零件的合格率，提高生产效率。
关键词：机械；精度设计；检测技术1 机械精度设计的基本原则1.1 互换性原则遵循互换性原则，不仅能有效保证产品质量，而且能提高劳动生产率，降低制造成本。
1.2 经济性原则经济性原则主要考虑工艺性、合理的精度要求、合理选择材料、合理的调整环节以及提高工作寿命等。
1.3 标准化原则标准化是实现互换性生产的前提，大量采用标准化、通用化的零部件、元器件和构件，以提高产品互换性程度。
1.4 精度匹配原则在对机械总体进行精度分析的基础上，根据机械或位置中各部分各环节对机械精度影响程度的不同，分别对各部分各环节提出不同的精度要求和恰当的精度分配，并保证相互衔接和适应，这就是精度匹配原则。
1.5 最优化原则通过确定各组成部分零部件精度之间的最佳协调，达到特定条件下机电产品的整体精度优化。
最优化原则已经在产品结构设计、制造等各方面广泛应用，最优化设计已经成为机电产品和系统设计的基本要求。
在几何量精度设计中，最优化原则主要体现在公差优化、数值优化和优先选用等方面。
互换性原则体现精度设计的目的，经济性原则是精度设计的目标，标准化原则是精度设计的基础，精度匹配原则和最优化原则是精度设计的手段。
2 机械精度设计的方法2.1 类比法类比法就是与经过实际使用证明合理的类似产品上的相应要素相比较，确定所设计零件几何要素的精度。
采用类比法进行精度设计时，必须正确选择类比产品，分析它与所设计产品在使用条件和功能要求等方面的异同，并考虑到实际生产条件、制造技术的发展、市场供求信息等多种因素。
机械精度设计基础_3版(孟兆新,马惠萍主编)PPT模板
章 渐 开 线 圆 柱 齿
7
01 7.1齿轮传动的使用 02 7.2影响渐开线圆柱
要求
齿轮精度的因素
03 7.3渐开线圆柱齿轮 04 7.4渐开线圆柱齿轮
精度的评定参数
精度标准
05 7.5渐开线圆柱齿轮 06 习题7
精度设计
09
O
N
E
第8章尺寸链的计算
第8章尺寸链的计 算
8.1尺寸链的基本概念 8.2用完全互换法解尺寸链 8.3大数互换法解尺寸链 8.4用其他方法解装配尺寸链 习题8
05
3.5几何公 差的选用
03
3.3几何误 差的评定
06
习题3
05
O
N
E
第4章表面粗糙度
第4章表面粗糙度
4.1基本概念 4.2表面粗糙度的评定 4.3表面粗糙度的选用 4.4表面粗糙度符号、代号及其注法 习题4
06
O
N
E
第5章几何参数检测技术基础
测第
技 术 基 础
章 几 何 参
第2章尺寸精度设 计
2.1有关尺寸精度设计的基本术语和 定义 2.2尺寸的极限与配合国家标准简介 2.3尺寸精度设计的基本原则和方法 2.4一般公差（线性尺寸的未注公差） 习题2
04
O
N
E
第3章几何精度设计
第3章几何精度设计
01
3.1几何误 差
04
3.4几何公 差与尺寸公
差的关系
02
3.2几何公 差
感谢聆听
章 常 用 典
型
零
6
01 6.1滚动轴承结合的 02 6.2平键、矩形花键
精度设计
结合的精度设计
《机械精度设计与检测》题库-简答题
1. 试述滚动轴承相配件形位公差有何要求？答：a.轴颈和外壳孔应采用包容要求。
b.轴颈和外壳孔要有圆柱度公差。
c.轴肩和外壳孔肩要有端面圆跳动公差。
d.轴颈轴线和外壳孔轴线要有同轴度公差。
2.矩形花键联结形位公差有何要求？答：a.键和键槽的中心平面对小径定心平面轴线的对称对误差和等分度误差。
b.键和键槽侧面对小径定心表面轴线的平行度误差。
3.影响普通螺纹结合精度（互换性的偏差和误差）的因素有哪些？答：a.中径偏差b.螺距偏差c.牙型角偏差4.试论述齿轮渐开线检测时，采用的仪器名称、检测方法？答：齿轮渐开线测量仪；相对测量法、接触式测量。
5. 评价齿轮精度的主要指标有哪些？答：单个齿距偏差，齿距积累总偏差，轮廓总偏差，螺旋线总偏差。
6. 齿轮的基本使用要求是什么？答：传动的精准性，传动的稳定性，载荷分布的均匀性，侧隙。
7. 为什么要规定齿轮啮合时的最小侧隙？用什么指标评价侧隙？该最小侧隙的大小与齿轮的精度等级是否有关？答：（1）为了保证传动灵活用以贮存润滑油，热补偿变形；（2）装配误差，制造误差，齿厚偏差，公法线长度；（3）无关（与润滑和转速有关）。
8. 试述矩形花键的形位公差要求有哪些？答：尺寸公差（定心表面）：包容要求；位置度公差（键宽，键槽宽）：最大实体要求。
9. 矩形花键的尺寸配合是什么？采用什么配合制？分为几种？答：（1）（2）矩形花键配合采用基孔制；（2）按精度要求分：一般使用与精密传动使用两种；按使用要求分：滑动、紧滑动和固定三种装配型式。
10.试述齿厚偏差检测时，采用的仪器名称、检测方法。
其他1、选定公差等级的基本原则是什么？答：在首先满足使用要求的前提下，尽量降低精度要求，使综合经济效果为最好2、基准制的选用原则是什么？答：主要考虑工艺的经济性和结构的合理性，一般情况下，优先采用基孔制，这样可以减少备用的定值孔用刀具、量具的种类，经济效益比较好3、那些情况下，采用基轴制？答：以下情况下，采用基轴制1）直接用冷拉钢材做轴，不再加工2）与标准件配合，如滚动轴承外环外径、标准圆柱销外径与孔的配合。
机械精度设计与检测基础
标准公差等 级
/mm
IT3
IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9
大于 至
标 准 公 差 /μm
18 30
4
6
9
13
21
33
52
30 50
4
7
11
16
25
39
62
公称尺寸 /mm
轴的基本偏差数值 下极限偏差ei
所有标准公差等级
大于 至
s
t
u
v
x
18
24
+41 +47 +54
24
30
+35 +41 +48 +55 ++64
)。
① 非基准制 ② 基轴制 ③ 基孔制 ④ 任意配合
4. 圆柱度公差带的 形状为 (
)。
① 两平行平面 ② 两同心圆 ③ 两同轴圆柱面 ④ 两等距曲线
5. 要求保证定心和配合特性的表面，如圆柱表面的粗糙度应采用(
)。
① Ra 0.8 ② Ra 6.3 ③ Ra 12.5 ④ Ra 25
6. 光滑极限量规的止规是用来控制被测零件的实际尺寸不超出(
和－0.165mm。
(1)根据圆周速度确定主动轮z1的精度等级(解题所用数值表见下页)；
30
40
+48 +60 +68 +80
40
50
+43 +54 +70 +81 +97
IT10
84 100
19
3. 如图所示的零件，先加工A1，再加工A2。要求：(1)绘制尺寸链图； (2)判断封闭环、增环和减环；(3)按极值法计算A3的公称尺寸与极限 偏差。(8分)
机械精度设计与检测课后习题部分
解析：设计过程中需要考虑零件的尺寸和形状选择合适的加工方法并进行精度检测以确保达到精 度要求。
习题二答案与解析
题目：设计一个机械零件要求其精度达到0.01mm并给出检测方法。
答案：设计一个圆柱形零件采用高精度数控机床加工使用三坐标测量机进行检测。
案例三：某液压系统的精度设计与检测
液压系统的组成：泵、阀、油缸、管路等 精度要求：压力、流量、速度、位置等 设计方法：采用计算机辅助设计（CD）进行三维建模和仿真 检测方法：采用压力传感器、流量计、速度传感器等设备进行在线检测 结果分析：根据检测结果对液压系统进行优化和改进 应用领域：广泛应用于工程机械、汽车制造、航空航天等领域
实际应用案例分析
案例一：某机械零件的精度设计与检测
零件名称：某机械零件 设计要求：精度高稳定性好 检测方法：采用高精度测量仪器进行测量 检测结果：符合设计要求满足使用需求
案例二：某传动系统的精度设计与检测
传动系统类型：齿轮传动、链条传动、皮带传动等 精度要求：尺寸精度、位置精度、运动精度等 设计方法：CD建模、有限元分析、仿真模拟等 检测方法：光学测量、激光测量、超声波测量等 实际应用效果：提高传动效率、降低噪音、延长使用寿命等
机械精度：指 机械零件、部 件或整机在尺 寸、形状、位 置等方面的精
确程度
重要性：机械 精度直接影响 产品的性能、 寿命、可靠性
和安全性
设计原则：根 据使用要求、 制造工艺和成 本等因素合理 选择机械精度
检测方法：采 用测量仪器和 检测手段对机 械精度进行检
测和评估
机械精度设计的基本原则
机械 互换性 1一章 绪论
内，并判断其是否合格，而不一定得出被测量的具体 数值；
▲测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，
以确定被测量的具体数值的过程。
▲检测不仅用来评定产品的质量，而且用于分析产生不 合格品的原因，以便及时调整生产，监督工艺过程， 预防废品产生。
学习目的
●了解机械精度设计的重要性，能够较好地处理机器的 使用要求和制造工艺间的矛盾
●学会合理确定公差，使用检测手段以保证精度设计的实现
●为学习相关知识和今后从事机械设计工作奠定基础
主要内容
主要内容包括机械精度设计和测量技术基础。
第一章 绪论 第二章 尺寸精度设计 第三章 形状和位置精度设计 第四章 表面粗糙度 第五章 尺寸链的精度设计基础 第六章 几何参数检测技术基础
■机械设计内容
系统设计 参数设计 精度设计
（1）系统设计：运动学的设计，如传动系统、位移、 速度、加速度等，这些内容主要由机械原理课程研究；
（2）参数设计：确定产品各零件几何要素的公称值， 以保证系统的能量转换和工作寿命，如结构、强度、 刚度、寿命等，这些内容主要由机械设计课程研究。
（3）精度设计：
▲原则上，厂际之间的协作采用完全互换，厂内 生产的零部件的装配可以采用不完全互换
3、外互换和内互换
对标准部件或机构来说，互换性又可分为外互换和内互换。
■外互换是指整个部件或机构与其相配件之间的互换性。 ■内互换是指部件或机构内部组成零件间的互换性。
滚动轴承与外部相配部件为 外互换，采用完全互换。
■互换性原则是组织现代化生产中极为重要的技术经济原则。
▲ 作用 ● 使用上：以新换旧，方便维修，提高设备利用率和寿命； ● 制造上：专业化协作生产的基础 ； ● 设计上：简化制图、计算工作，缩短设计周期。
机械精度设计与检测技术实验
实验二：直线度误差测量 实验仪器简介
（2）平直度测量仪的使用：
平直度测量仪可用于测量直线度误差，平行度误差，平面度误差等。 第一步：根据被测导轨的直线度公差设定桥板的长度并制作桥板 第二步：将被测导轨按桥板长度分段并做好段的标记． 第三步：将平直度测量仪的光管部件安装于被测导轨的一端并加以固定（光管部件相 对于导轨不可有移动）。将桥板置于被测导轨上（桥板可以沿导轨移动）。 第四步：将平面反射镜安装于桥板上，其安装位置（包括水平平面与垂直平面两个方 向）应确保在桥板移动的全程中在目镜里始终能够看到绿色的十字形像（由平面反 射镜反射回来的）。 第五步：将桥板移动到第1段，转动测微鼓轮使黑线与十字形像对中，从目镜中的标尺 上和测微鼓轮上分别读数并记录。依次将桥板移动到第2段。 第六步：逐段进行测量（每一段的测量方法见第五），直到完成全程的测量。 第七步：对测量数据进行处理，并按指定的评定方法计算出被测导轨的直线度误差。
实验一：尺寸偏差测量 实验仪器简介
（2）电子数显卡尺的使用： 第一步：清零。按下on/off 转换按钮（接通电子数显卡尺电源），松开锁 紧旋钮，移动滑尺使测量爪完全闭合，按下清零按钮。 第二步：测量。测量内（外）尺寸用内（外）尺寸测量爪，测量时应确保 测量爪位置正确，以减少册人为误差。 第三步：读数。直接从显示屏上读取数据（注意：以mm为单位）。 第四步：关闭电源。为了节省电池，请在测量完毕后按下 on/off 转换按钮 关闭电源。 （3）电子数显卡尺的精度： 被测尺寸范围为10~50mm时：测量极限误差为 ± 40µ m
实验二：直线度误差测量 实验仪器简介
（3）电感测微仪的精度：
德国电感测微仪的精度 : 所选量程的 ±0.5% 中原量仪厂生产的电感测微仪的精度：±10µ 档： ±0.05µ m m ±100µm 档： ±0.5µ m ±1000µ 档： ±10µ m m
机械精度设计PPT课件
R5的公比： q5≈1.60；
R10的公比： q10≈1.25；
R20的分比： q20≈1.12；
R40的公比： q40≈1.06；
R80的公比： q80≈1.03。
13
优先数和优先数系的特点
优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到 的优先数的理论值，除10的整数幂外，都是无理数，工程技术上 不能直接应用。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整 的精确程度，可分为： （1）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。 （2）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效数字。
国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性， 简单易记，便于使用。常见的量值，如长度、直径、转速及功率 等分级，基本上都是按一定的优先数系进行的。本课程所涉及的 有关标准里，诸如尺寸分段、公差分级及表面粗糙度的参数系列 等，基本上采用优先数系。（见书中P5表1-1）
14
几何量的检测
为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选择 一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数 值作出统一规定。《优先数和优先数系》国家标准 （GB321—80）就是其中最重要的一个标准，要求工 业产品技术参数尽可能采用它。
12
优先数和优先数系
GB321—80中规定以十进制等比数列为优先数系，并 规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四个系列作为基本系列， R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。各系列 的公比为；
完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包 含检验与测量。
检验是确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合 格性判断，而不必得出被测量的具体数值；
汽车机械基础第五章极限配合与技术测量ppt课件
解：孔的极限偏差 ES=Dmax－D=50.025－50=+0.025mm EI=Dmin－D=50－50=0 轴的极限偏差 es=dmax－d=49.950－50=－0.050mm ei=dmin－d=49.934－50=－0.066mm 孔的实际偏差 Da－D=50.010－50=+0.010mm 轴的实际偏差 da－d=49.946－50=－0.054mm 孔的公差 TD=Dmax－Dmin=50.025－50=0.025mm 轴的公差 Td=dmax－dmin=49.950－49.934=0.016mm
图5-1
*
二、 有关尺寸的术语定义 1. 尺寸 是指用特定单位表示线性尺寸值的数值。 长度值包括：直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等。单位:毫米（mm） 2.基本尺寸（D,d） 基本尺寸是由设计给定的，孔用D表示，轴用d表示。 3.实际尺寸(Da,da) 实际尺寸是通过测量所得的尺寸。孔的实际尺寸以Da表示，轴的实际尺寸以da表示。 4.极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸，如图5-2所示。
图5-3 公差与配合示意图
*
5.尺寸公差带 零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围，叫做尺寸公差带。用图所表示的公差带称为公差带图。 零线为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的起始线，零线上方表示正偏差，零线下方表示负偏差。在画公差带图时，注上相应的符号“0”“＋”和“－”号，并在零线下方画上带单箭头的尺寸线标上基本尺寸值。 上、下偏差之间的宽度表示公差带的大小，即公差值。公差带沿零线方向的长度可适当选取。公差带图中，尺寸单位为毫米（mm），偏差及公差的单位也可以用微米（μm）表示，单位省略不写。 6.标准公差 标准中表列的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。 7.基本偏差 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差称为基本偏差。一般为公差带靠近零线的那个偏差。
机械精度设计与检测学习指导
第一篇机械精度设计与检测学习指导第一章绪论1.1 内容1.1.1 基本内容本章的学习目的：了解机械精度设计与检测课程的研究对象、内容、学习方法和特点。
掌握相关名词术语的定义、分类和概念，例如互换性、公差、检测和标准，以及相互之间的关系。
基本内容：机械产品的互换性、公差、检测、标准化、标准和优先数系的定义，适用范围及相关标准规定；检测的基本概念。
1.1.2 学习重点1. 机械精度设计的研究对象（1）互换性互换性是产品所具有的一种能力，国家标准GB/T 20000.1-2002《标准化工作指南第1部分：标准化和相关活动的通用词汇》给出互换性的定义是“广义地说，互换性是指一种产品、过程或服务代替另一种产品、过程或服务，能满足同样要求的能力。
”产品我们将之分成硬件产品和软件产品。
硬件产品是指看得见，摸得到的实物，机械产品即属于这一范畴。
软件产品是指过程或服务，属于思维、管理范畴，例如：商店、宾馆等的服务；软件程序；法律和法规等能够感知到，但用手接触不到。
机械产品的互换性具体是指“同一规格的零部件，按相同的技术要求制造，彼此能够相互替代使用，而且效果相同的性能”。
互换性的作用在制造、设计和使用与维修方面都具有很多优点和长处。
所以，互换性是机械产品现代化生产所遵循的加工原则。
互换性分为：完全互换性，即零部件在装配或更换时，不挑、不选、不修、不调既能达到的性能要求；不完全互换性，是指零部件按一定条件进行装配或更换，主要方法有分组装配法、调整装配法等。
（2）公差公差是指几何量的允许变动量。
机械零件的公差主要包括：尺寸公差、几何公差和表面粗糙度。
公差是机械精度设计的重要指标，是零件加工后产品是否合格的重要评价标准。
公差设计时，要全面考虑到产品的装配精度、加工工艺与定位、加工精度和检测方法等。
公差要求应正确地在图纸上表达。
公差是机械产品互换性的保证。
公差设计的原则是在满足产品的性能要求下，取大不取小，以获得最大的经济利益。
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由于量块的测量面都是经过超精研磨制成的，所以测量面十 分光滑和平整。如果将一量块的测量面沿着另一量块的测量面滑 动，同时用手稍加压力，两个量块便能粘合在一起，量块的这种 通过分子吸力的作用而粘合的性能称为量块的研合性。由于量块 具有研合性，所以量块可以组合使用，即将几个量块研合在一起 组成所需要的尺寸。
图5.1 尺寸量值传递系统
二. 量块(gauge block) 量块又称为块规，是一种无刻度的标准端面量具。其制造的材料为特殊 合金钢（一般为CrWMn）制成，材料稳定，硬度高，线膨胀系数小，不 易变形。量块主要用作尺寸传递系统中的中间标准量具，或者用相对法测 量时作为标准件调整仪器的零位，也可以用它直接测量零件。
多面棱体是用特殊合金钢或者石英玻璃经过精细加工而成。 常见的有4、6、8、12、24、36、72等正多面体。图5.4所示的是 八面棱体，在任意轴切面内相邻两面法线间的夹角为45°，它可 以作为45°×n（n＝1，2，3，…)角度的测量基准。
图5.4 多面棱体
第三节 计量器具与测量方法的分类
一、计量器具的分类 计量器具可分为量具和量仪两大类。 1. 量具 量具是以固定形式复现量值的计量器具，它包括标准量具、专用量具和通
量块按检定精度由高lr 到低2 分为l，2，3，4，5，6共六等。量块的分
“等”主要是根据量块的0 中[Z (心x)]长dx 度的测量极限误差、平面平行性允许偏差
和研合性等指标划分的。各等量块的中心长度测量不确定度和长度变动量 的允许值见表5-3。
表5-2 各级量块长度极限偏差和变动量（摘自JJG146—1994）
量块的形状是长方六面体结构，六个平面中有两个互相平行的极为光滑平整
的测量面，两测量面之间具有精确的工作尺寸，如图5.2所示。
图5.2 量块形
图5.3 量块长度
1.量块的尺寸
量块的长度是其一个测量面上任意一点(距边缘0．5 mm区 域除外)到与另一个测量面相研合的平晶表面的垂直距离。测量面 上中心点的量块长度L为量块的中心长度，如图5.3所示。量块上 标出的数字为量块长度的标称值，称为标称长度。尺寸＜6 mm 的量块，长度标记刻在测量面上；尺寸≥6 mm的量块，长度标记 刻在非测量面上，并且该表面的左、右侧面为测量面。
表5-3 各等量块长度测量极限偏差和变动量（摘自JJG146—1994）
4.量块的使用
量块的使用方法可分为按“级”使用和按“等”使用两种。
量块按“级”使用时，是用量块的标称长度作为工作尺寸， 即不计算量块的制造误差和磨损误差，它们将被引入到测量结果 中，使测量精度受到影响，但是因为不需加修正值，所以使用起 来比较方便。
量块是按一定的尺寸系列成套生产的，国家量块标准中规定 了17种成套的量块系列，表5-1是从标准中摘录的几套量块的尺寸 系列。
表5-1 成套量块的尺寸(摘自GB6093—1985)
3.量块的精度
国家标准GB 6093—1985将量块的制造精度从高到低分为00、0、1、2、 3和标准级K共6个级别。量块的分“级”主要是按量块的中心长度的极限 偏差、长度变动量(量块长度的最大值与最小值之差)允许值、量块测量面的 平面度、粗糙度及量块的研合性等质量指标划分的。各级量块长度的极限 偏差和长度变动量允许值见表5-2。
第二节 长度和角度计量单位与量值传递系统
一、米的定义与量值传递系统 我国法定基本计量单位是米(m)，在机械制造中的常用单位有毫米(mm)和
微米(μm)，1m＝103mm，1mm＝103μm。 在实际应用中，除特别精密零件的测量外，一般不直接用基准光波波长
测量零件。为了保证量值的统一，必须把国家基准所复现的长度计量单位量 值准确地传递到生产中的计量器具和工件上去，以保证对被测对象所测得的 量值的准确和一致。为此需要在全国范围内从组织到技术上建立起一套严密 而完整的体系，即长度量值传递系统，如图5.1所示。这个系统的传递媒介是 量块和线纹尺，它们是机械制造中的实用长度标准，由国家技术监督局到地 方各级计量管理机构逐级传递和定期检定。
用量具等。 标准量具是用作计量标准，供量值传递用的量具、例如量块、线纹尺等。
专用量具是用来专门检测某种几何量的测量器具，例如光滑极限量规、花键量 规、螺纹量规等。
通用量具是指应用范围广，通用性强，可以测量一定尺寸范围内的几何量， 并且能获得具体数值的测量器具，例如游标卡尺、千分尺等。
2. 量仪 量仪是指能将被测的量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具。 按照工作原理和结构特征，量仪可分为机械式、光学式、气动式以及它们的组 合形式，例如光电式等。
二、测量方法的分类 根据不同的测量目的，测量方法有不同的分类。
1. 按测量结果获得的方法不同可分为直接测量和间接测量 直接测量就是用计量器具直接测量被测量的整个数值或相对于标准量的偏
差，例如用千分尺测轴径等。 间接测量就是测量与被测量有函数关系的其它量，再通过函数关系式求出
被测量，例如求一个圆的面积可通过测量其直径，再通过公式得出。
量块按“等”使用时，是用量块经检定后所给出的实际中心 长度尺寸作为工作尺寸，这样就消除了量块的制造误差的影响， 提高了测量精度，测量结果中仅包含有量块检定时较小的检定误 差和检定后的磨损误差，从而得到了较高的测量精度。
三. 角度单位与多面棱体 角度也属于几何参数。国家标准规定角度的计量单位为弧度
(rad)和度(°)、分(′)、秒(″)。由于圆周角的定义是360°,因此角 度不需要象长度那样再建立一个自然基准。在高精度的分度中， 一般以多面棱体作为角度基准。
直接测量的测量过程简单，并且其测量精度只与这一测量过程有关，而间接测 量比较麻烦，其测量精度不仅取决于有关量的测量精度，还与计算精度有关， 所以一般情况下当被测尺寸不易直接测量或用直接测量达不到精度要求时，才 可以采用间接测量。 2. 按测得示值的方式不同可分为绝对测量和相对测量
绝对测量就是在计量器具的读数装置上可表示出被测量的全值，例如用千 分尺或测长仪测量零件直径或长度，其实际尺寸由刻度尺直接读出。