互换性绪论分析PPT学习教案

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Tf=Th+Ts=|Xmax-Xmin|
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之下，Dmax≤dmin。 最大过盈：Ymax=Dmin-
dmax=EI-es 最小过盈：Ymin=D“过m盈-”a表x-示
dmin=ES-ei 配合公差（过盈公差）
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❖ 公差带图：表示公差与配合的图解。
零线：确定偏差的基准直线，即基本尺寸所指位置， 表示基本尺寸。
尺寸公差带：在公差带图中，由代表上、下偏差的 两条直线所限定的一个区域。它由公差带大小及其 位置两个要素组成。公差带大小由标准公差确定； 公差带位置由基本偏差确定。
公差与偏差的比较
➢ 偏差可为正值、负值、零。而公差则一定是正值。
➢ 极限偏差用于限制实际偏差，而公差用于限制误 差。
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➢ 对于单个零件，只能测出尺寸“实际偏差”，而 对数量足够多的一批零件，才能确定尺寸误差。
➢ 偏差取决于加工机床的调整（如车削时进刀的位 置），不反映加工难易，而公差表示制造精度， 反映加工难易程度。
孔
轴
结构关系
包容面
被包容面
工艺方面 尺寸由小变大 尺寸由大变小
专用测量工具
塞规
卡规或环规
尺寸要素：由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几 何形状。
尺寸：用特定单位表示线性值的数字。 （广泛地说也包括角度） 。
公称尺寸（或基本尺寸）（D、d)：是设给定的尺寸。 根据使用要求，通过刚度、强度等计算并经圆整后而确 定。相配合的孔、轴的基本尺寸相等。
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二.优先数和优先数系简介
❖ 问题的提出：
”产品质量标准化，品种规格系列化和零部件通用化“（”三化“ ）
“品种规格系列化”就是把同类产品按大小分档成系列发展，做到 以尽可能少的品种规格满足较广泛的需要。系列化数值分档、分 级是关键。
❖ 依据：工程技术上的主要参数，经过数值传播后，也 按同样的数学规律分级。
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❖ 互换性分类
按决定参数分：
I. 功能参数互换性（如：几何参数、机械性能、 化学性能等）（广义互换性）。
II. 几何参数互换性（尺寸、形状、相互位置、 微观表面形状）（狭义的互换性，本课程讨 论内容）
按方法及程度分：
I. 完全互换（绝对互换） II. 不完全互换（有限互换）
❖配合：基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关 系。
❖基孔制：基本偏差固定不变的孔公差带，与不同基本偏差 的轴公差带形成各种配合的一种制度。
基准孔 H： EI=0
❖基轴制：基本偏差固定不变的轴公差带，与不同基本偏差 的孔公差带形成各种配合的一种制度。
基准轴 h： es=0
一般情况下，优先采用基孔制。有利于公差带种类减 少，定值刀具减少。
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由此可见：公差标准是实现互换性的基础。
公差
：允许零件几何参数的变动量。
公差性质： I. 根据使用性能的要求，设计中给定的理论 值。 II. 绝对值，且不等于零。 III. 控制误差。 IV. 反映机器使用要求和制造要求之间的矛盾。 V. 反映制造精度的高低（加工的难易程度）。
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第一章 孔与轴的极限 与配合 1.2. 极限与配合的基本词汇
孔(D)：主要指圆柱形的内表面，也包括其他内表 面中由单一尺寸确定的部分。
轴(d)：主要指圆柱形的外表面，也包括其他外表面 中由单一尺寸确定的部分。
孔和轴的比较：
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❖最大实体状态（MMC）：
在孔或轴的尺寸公差范围内，具有材料量最多时的状态。 最大实体尺寸（MMS）：
在最大实体状态下的尺寸称为最大实体尺寸。
最大实体尺寸（MMS） 检验用通规。
孔的最小极限尺寸Dmin
在最孔小或实轴体的状尺态寸（公L差M范C）围：内，具轴有的材最料大量极限最尺少寸时d的m状ax 态。
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过渡配合：在孔和轴配合中孔和 轴的公差带相互交迭，任取一对 配合，可能具有间隙，也可能具 有过盈。 Xmax=Dmax－ dmin=ES－ ei Ymax=Dmin－ dmax=EI－es
装配工艺要求：0.0045--0.0095
28 0.0045 0.0095
连杆小头孔（衬套IT5）
+0.0070
+0.0045
+
+0.0020
0
-
-0.0005
-0.0030
每组公差0.0025（相当于IT2)
0
-0.0025 -0.0050
-0.0075 -0.0100
活塞销（ h5)
28 0.0070 0.0030
A. 分组互换 (大批量生产) B. 调整互换 （ 成批生产） C. 修配互换 （单件小批生产）
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(达到加工经济、 成本低、 又保证装配精度和使用 要求。)
III. 概率互换（大多数互换）
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分组互换（装配）举例：假如按完全互换，则如下
装配工艺要求：0.0045--0.0095
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教学方法与考核方式
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教学方法 考核方式（考察）
➢ 课堂教 学
➢ 实验教 学
➢
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自
➢ 课堂大作业 （50%）
➢平 时 作 业（10%）
➢考
勤
（15%）
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《互换性与技术测量》
互换性和测量技术是机械电子工业发展的技术基础， 它有着非常重要的意义。
❖ 本课程是一门主要技术基础课。它研究的核心是机 器的使用要求和制造要求之间的矛盾；解决的方法 是规定合理的公差；并用计量测试手段保证其贯彻 实施。
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下偏差（下极限偏差）（EI、ei）：最小极限尺寸减 其基本尺寸所得的代数差。
EI=Dmin－D、 ei= dmin －d 极限偏差：上偏差和下偏差的总称。
尺寸公差（ Th、 Ts ）：允许尺寸的变动量。 Th =︱Dmax－ Dmin ∣=∣ES－ EI∣ Ts =︱dmax－ dmin ∣=∣es－ ei∣
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间隙配合（X）：在孔和轴的配 合中，孔的尺寸减去相配合轴
的尺寸，其差值为正值是间隙。
此时孔的公差带在轴的公差带
之上，Dmin≥dmax。
最大间隙：Xmax=Dmax-dmin=ESei
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最小间隙：Xmin=Dmin-dmax=EI-
Dfe。 在配合面的全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸，称为轴的作用尺寸
dfe。
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❖尺寸偏差：某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差。 ❖上偏差（上极限偏差）（ES、es）：最大极限尺寸减其 基本尺寸的代数差。
ES= Dmax－D、 es= dmax －d
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❖ 优先数系r的定义：同一几何级数中，每隔r项的 后项与前项比值等于10。
公比：qr= r 10
例：R5： a、aq5、aq52、 aq53、aq54 、aq55
aq55/a= q55=10
q5=
=15.610
提示：项值是从1开始 向两边延伸。
1
基本系列：R5(q5=1.6) 、 R10(q10=1.25) 、 R20(q20=1.12) 、 R40(q40=1.06) 、
相互关系。
I. “公差与配合”国家标准（GB159—174—59） II. “公差与配合”国家标准（GB1800～1804—
79） III. “极限与配合”国家标准（GB/T1800） （GB/T1800.1—1997） （GB/T1800.2—1998） （GB/T1800.3—1998） （GB/T1800.4—1999）
补充系列： R80(q80=1.03) Rr的变形系列即派生系列和复合系列。
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第一章 孔与轴的极限与配合
1.1 概
述
“公差与配合”是一项应用广泛、涉及面大的重要基础
标准。“公差”用于协调机器零件的使用要求与制造经济性
之间的矛盾。“配合”是反映机器零件之间有关功能要求的
实际尺寸（ Da、da)：通过测量得到的尺寸。由于测量 误差的存在，它并非真值。
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❖ 极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值，它包 括最大极限尺寸和最小极限尺寸。
最大极限尺寸（上极限尺寸）（Dmax、dmax）：两个 界限值中较大的一个称为最大极限尺寸。
最小极限尺寸（下极限尺寸）（Dmin、dmin）：两个 界限值中较小的一个称为最小极限尺寸。
例：假设半径：R1、R2、R3 为几何级数，公比是q 则面积S1（=π R21 )、S2、S3、仍为几何级数，公比是q2
同样的变化规律。
具有
❖ 优先数系（Rr)：是由一些十进制几何级数（等比数列）构成
。它是一种科学的数值制度。(R:优先数系创始人Renand, r:项数 ）
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280 0.0100
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分组互换（装配）举例：按分组互换
装配工艺要求：0.0045--0.0095
连杆小头孔（衬套IT5）
+0.0070
每组公差0.0025（相当于IT2)
28 0.0045 0.0095
+0.0045
+
+0.0020
0
-
-0.0005
-0.0030
➢ 极限偏差主要反映公差带位置，影响配合松紧程 度；而公差反映公差带大小，影响配合精度。
例如：D=50㎜， Dmax = 50 .008㎜， Dmin = 49.992㎜ ，试求 Th 、 ES、 EI？
解： ES= Dmax－D=50.008—50=0.008㎜， EI=Dmin－D=49.992—50=－0.008㎜， Th =︱Dmax－ Dmin ∣=∣50.008—49.992∣=0.016㎜
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❖ 最小实体尺寸（LMS）: 在最小实体状态下的尺寸称为最小实体尺寸。
最小实体尺
孔的最大极限尺寸Dmax
检验用止规。 寸（LMS）
作用尺寸（ Dfe、dfe ）：（对配合起作轴用的的最尺小寸极）限尺寸dmin
在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸，称为孔的作用尺寸
连杆小头孔（衬套IT2）
+0.0070
+0.0045
+ 0
-
-0.0025
28 0.0045 0.0095
活塞销（ h2)
28 28 0.0070 0.0045
0.0070 0.0030
280 0.0025
28
0 0.0100
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分组互换（装配）举例：按分组互换
互换性绪论分析
会计学
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教材和参考书
教 材：
廖念钊 《互换性与技术测量》
（第六版）中国计量出版社 北京，2012
参考书：
王伯平 《互换性与测量技术 基础》
（第二版）机械工业出版社 北京， 2004
谢铁邦 李 柱 席宏卓《互换性 与技术测量》 第1页/共75页
（第三版）华中科技大学出版社 武汉，
0
-0.0025
-0.0050
-0.0075 -0.0100
活塞销（ h5)
同组内具有互换性，否则，不具有互换性。
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❖互换性的作用（意义） 1）提高了生产效率。 2）有利于专业化协作生产。 3）有利于提高产品质量，降低生产成本。 4） 有利于促进国内外的技术交流。
互换性：在机械和仪器制造业中， 同规格的一批零件或部件，任取 其一，不需任何挑选或修理，就 能装配成机器。并完全符合规定 的使用功能要求。这样的一批零 件或部件就称为具有互换性。 第5页/共75页
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怎样才能使零件具有互换性, 先分析误差：
尺寸误差
形状误
误差
差
位置误差
微观几何形状误差
几何参数的误差（变动量）控制在一定 的范围 之内(公差），就能实现互换性。
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❖ 本课程学习要求： I. 掌握基本概念、基本原理、原则和方法。 II. 能正确选用公差与配合。 III. 掌握常用检测方法，熟悉量具使用。
❖ 本课程学习特点： 概念多、名词术语多、表格多（三多）。
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绪论
一. 互换性概述
上偏差
下偏差
0
+
_
孔或 轴
公差带大小（标准公差） 基本偏差
ø
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❖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（其中一个），一般指靠近零线的那个偏差。
对于JS或js
+ 0-
ES JS
EI
es js
ei
Ø
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孔的基本偏差JS是ES或EI，轴的基本偏差js是es或ei.