互换性与测量技术
互换性与测量技术基础
互换性与测量技术基础1. 引言在工程领域中，互换性和测量技术是非常重要的概念。
互换性指的是一个零件或组件的能力，能够无差别地在不同的系统或设备中相互替代。
测量技术是用于确定一个物理量值的方法和工具。
本文将介绍互换性和测量技术的基础知识，包括其定义、原理和应用。
2. 互换性2.1 互换性的定义互换性是指一个零件或组件能够在不同设备或系统中无缝替代的能力。
它是现代工程设计和制造的一个基本要求。
互换性的实现可以提高生产效率、降低制造成本，并简化维修和维护过程。
2.2 互换性的原理互换性的实现依赖于标准化和规范化。
通过定义统一的尺寸、形状和材料要求，确保零件或组件的互换性。
标准零件的制造可以通过批量生产，从而降低成本。
此外，互换性还需要考虑工艺和装配过程的一致性。
2.3 互换性的应用互换性在各个领域都有广泛的应用。
例如，在汽车制造中，互换性使得不同汽车品牌之间的零件能够相互替换。
在电子设备制造中，互换性使得不同供应商的元件可以在同一个电路板上使用。
互换性还在航空航天、医疗设备等领域起到重要的作用。
3. 测量技术3.1 测量技术的定义测量技术是用于确定一个物理量值的方法和工具。
它在科学研究、工程设计和生产制造中起着关键作用。
测量技术的准确性对于保证产品质量和确保工程安全非常重要。
3.2 测量技术的原理测量技术基于物理量的定义和测量方法的选择。
有许多不同的测量方法，包括直接测量和间接测量。
直接测量是指通过直接观察或使用测量仪器来获得物理量值。
间接测量是通过测量物理量的其他相关参数来获得物理量值。
3.3 测量技术的应用测量技术在各个领域都有广泛的应用。
例如，在制造业中，测量技术被用于检测零件的尺寸和形状，以确保产品的质量。
在科学研究中，测量技术用于获得实验数据并验证理论模型。
在建筑和工程中，测量技术用于测量地形和结构参数。
4. 总结互换性和测量技术是现代工程中非常重要的概念。
互换性通过标准化和规范化实现零件和组件的无差别替代，从而提高生产效率和降低成本。
互换性与测量技术
1.3 几何量检测概述
§1 绪论
§2 几何量测量
§3 孔轴公差 §4 形位公差 §5 表面粗糙度 §6 滚动轴承合 §7 孔轴的检测 §9 圆柱螺纹 §10圆柱齿轮 §11 键和花键 §12尺寸链
一、几何量检测的重要性 检测是测量和检验的统称。 测量：被测量与标准量进行比较，得出其 比值的全过程。 检验：只知道工件是否合格，而不知道具 体的数值。 在检测过程中不可避免地会产生或大或小 的测量误差，这将导致两种误判： 误收：是把不合格品误认为合格品而给予 接收 。 误废：是把合格品误认为废品而给予报废。
（二）量块的构成 • 一般用特殊合金钢（如铬锰钢）或线膨 胀系数小、性能稳定、耐磨、不易变形 的其它材料制成。 • 量块的形状有长方体和圆柱体两种。常 用的是长方体，它有两个平行的测量面 和四个非测量面。两测量面之间的距离 即为量块的工作长度。
§1 绪论
§2 几何量测量
§3 孔轴公差 §4 形位公差 §5 表面粗糙度 §6 滚动轴承合 §7 孔轴的检测 §9 圆柱螺纹 §10圆柱齿轮 §11 键和花键 §12尺寸链
§1 绪论
§2 几何量测量
§3 孔轴公差 §4 形位公差 §5 表面粗糙度 §6 滚动轴承合 §7 孔轴的检测 §9 圆柱螺纹 §10圆柱齿轮 §11 键和花键 §12尺寸链
3、优先数：优先数系中的每一个数值。 优先数的理论值是无理数，在实践中不 应用。而实际应用的数值都是经过化整 后的近似值。 • 计算值 取5位有效数字，是作为工程上 精确计算之用。 • 常用值 即为优先数，取3位有效数字。 • 化整值 一般取2位有效数字
1.4 本课程的任务
§1 绪论
§2 几何量测量
§3 孔轴公差 §4 形位公差 §5 表面粗糙度 §6 滚动轴承合 §7 孔轴的检测 §9 圆柱螺纹 §10圆柱齿轮 §11 键和花键 §12尺寸链
互换性与测量技术
根据式（2-9），式（2-10）计算公差
Th ES EI (0.033) 0 0.033mm
孔的实际偏差
轴的实际偏差
Ea Da D
（2-3）
（2-4） 图 2-3
ea da d
（2）极限偏差：上偏差和下偏差。 代数差。
上偏差（ES，es）：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的
下偏差（EI，ei）：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的
代数差。 极限偏差的表示式
ES Dmax D
一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。实际尺寸应位于其
中，也可达到极限尺寸。（图 2-3） （1）最大极限尺寸（ Dmax ，dmax ）：孔或轴允许的最大尺 寸。
（2）最小极限尺寸（ Dmin ，dmin ）：孔或轴允许的最小尺
寸。
6. 最大实体极限（MML） 对应于孔或轴最大实体尺寸的那个极限尺寸，即孔的最 小极限尺寸和轴的最大极限尺寸。 最大实体尺寸（ DM ，d M ）：孔或轴具有允许的材料量
在公差带图解中，通常基本尺寸以 mm 为单位，偏差和
公差以
μm
为单位。
2. 1. 4 有关配合的术语和定义 1. 配合
基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
2. 间隙和过盈 孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正称为间隙，用 符号 X 表示。孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负称为 过盈，用符号 Y 表示。
而且不能为零。（图 2-3）
3. 极限与配合图解（公差带图解） 极限与配合图解（公差带图解）由零线和公差带两部分 组成。（图 2-5） （1）零线：在公差带图解中，表示基本尺寸的一条直线，
互换性与测量技术概述
三、互换性与标准化
2. 标准化
为了实现互换性，必须对公差值进行标准化， 不能各行其是，标准化是实现互换性生产的重要 技术措施。
对零件的加工误差及其控制范围所制订的技术 标准称“极限与配合”标准，它是实现互换性的 基础。
三、互换性与标准化
3.优先数与优先数系
技术参数不能随便使用 数值使用广泛 数值具有扩散型
举例
二、互换性与技术测量
2. 技术测量 技术测量是实现互换性的技术保证
统一计量单位 计量器具的发展
三、互换性与标准化
1. 标准
公差标准在工业革命中起过非常重要的作用
国际 1902年颁布了全世界第一个公差与配合标准（极限表） 1924年英国在全世界颁布了最早的国家标准B.S 164—1924，紧随 其后的是美国、德国、法国 1929年俄罗斯（前苏联）也颁布了“公差与配合”标准 1926年成立了国际标准化协会（ISA），1940年正式颁布了国际 “公差与配合”标准，1947年将ISA更名为ISO（国际标准化组织）。
互换性与测量技术
一、互换性
1. 互换性的概念 互换性(interchangeability) 同一规格工件，不需要作任何 挑选和附加加工，就可以装配到所需的部位上，装配后并 能满足使用要求。
问题：如何使工件具有互换性？
一、互换性
2. 互换性的作用
使用过程：方便替换 生产制造质量和生产效率
优先数与优先数系：对产品技术参数合理分档、 分级，对产品技术参数进行简化，协调统一
一般优先选择R5系列、其次为R10系列、R20系列 等等
互换性与测量技术
装配过程：缩短装配时间 产品设计：简化绘图、计算
提高效率 加速产品更新换代
一、互换性
互换性与技术测量
2 技术测量方法
测量仪器的选择
根据被测对象的 特性选择合适的
测量仪器
根据测量成本和 效率要求选择合
适的测量仪器
根据测量精度要 求选择合适的测
量仪器
根据测量环境选 择合适的测量仪
器
测量方法的应用
长度测量：使用游标 卡尺、千分尺等工具 测量物体的长度、直
径等参数。
粗糙度测量：使用粗糙 度仪、表面粗糙度测量 仪等工具测量物体的表
互换性与技术测量
演讲人
目录
01. 互换性原理 02. 技术测量方法 03. 互换性与技术测量的应用
1 互换性原理
互换性的定义
01 互换性是指在相同规格和性能要求的条件下，不 同厂家生产的零部件可以相互替换使用的特性。
02 互换性是现代工业生产中提高生产效率、降低 成本的重要手段。
03 互换性原理主要包括尺寸互换性、几何互换性 和功能互换性三个方面。
面粗糙度等参数。
角度测量：使用量角 器、直角尺等工具测 量物体的角度、倾角
等参数。
硬度测量：使用硬度 计、洛氏硬度计等工 具测量物体的硬度等
参数。
形状测量：使用轮廓 仪、三坐标测量仪等 工具测量物体的形状、
轮廓等参数。
温度测量：使用温度 计、热电偶等工具测 量物体的温度等参数。
测量结果的分析
A
误差分析：测量结果的 准确性和可靠性
04
04
设备维护：通过互换性和技术 测量保证设备正常运行和寿命
电子行业中的应用
01
04
电子产品测试：通过技术 测量，检测电子产品的性 能和功能是否符合要求
03
电子产品组装：通过互换 性设计，提高电子产品的 组装效率和可靠性
互换性与技术测量(全)
互换性的影响
产品质量
良好的互换性有助于提高产品 的质量和性能，并增加用户满 意度。
生产效率
互换性的改进可以减少装配时 间和成本，提高生产效率。
市场竞争力
具备良好互换性的产品能够更 容易与其他产品竞争，并获得 市场份额。
互换性的挑战
1 复杂性增加
随着产品设计和尺寸的复杂化，实现互换性变得更为困难。
全球标准化
全球合作和一致的标准将有助于 解决互换性的挑战，并促进互换 性的进一步发展。
互换性与技术测量(全)
互换性是指产品或组件之间能够无缝交换和替换的能力。本次演讲将深入探 讨互换性的定义和重要性，现有的技术测量方法，以及在不同行业的应用。
什么是互换性？
1 定义与重要性
2 技术测量方法
互换性指的是产品或组件之间的相互替代能 力，关乎到生产效率、产品质量和用户体验。
通过精确的测量和评估，我们能够确定互换 性的程度，并提供解决方案。
2 技术限制
某些行业和领域的技术限制可能导致互换性方案的有限性和难度。
3 标准化问题
不同地区和行业对互换性的标准和要求不一，需要寻求统一的标准和解决方案。
互换性的未来发展趋势
高级测量技术
使用先进的测量技术，如激光扫 描和三维打印，可以更精确地评 估互换性。
智能制造
智能制造系统可以实时监测和调 整产品互换性，提供更高效的生 产和质量控制。
常见的互换性问题
尺寸偏差
产品尺寸与设计要求的偏差会导致互换问题，需 要注意工艺Fra bibliotek制和精确测量。
材料属性
不同材料的膨胀系数和硬度差异可能会影响互换 性，需要进行合适的材料选择和测试。
形状不匹配
产品形状的差异可能导致组装困难，需要准确地 测量和调整。
互换性与测量技术-机械自动化
第1章认识互换性、公差、标准化和测量技术课后作业1【判断题】测量时直接从测量器具上读出被测几何量的大小值叫直接测量。
正确答案：√2【判断题】测量零件两个或两个以上相关参数的综合效应或综合指标叫综合测量。
正确答案：√3【判断题】检验孔用的量规称为塞规,检验轴用的量规叫环规或卡规。
正确答案：√4【判断题】常用游标量具有游标卡尺、深度游标卡尺和高度游标卡尺。
正确答案：√5【判断题】应用螺旋微动原理制成的量具通常叫游标卡尺。
正确答案：×6【判断题】常用的测微量具有外径千分尺、内径千分尺和深度千分尺。
正确答案：√7【判断题】测量误差的来源是由人员误差及读数误差产生的。
正确答案：×8【判断题】测量误差主要有系统误差、随机误差也叫偶然误差、粗大误差也叫过失误差三种。
正确答案：√9【判断题】量规只能判断工件是否合格,而不能获得被测几何量的具体数值。
正确答案：√10【判断题】量规是指有刻度的专用计量器具。
正确答案：×第2章尺寸公差与配合课后作业1【单选题】Ф30js8的尺寸公差带图和尺寸零线的关系是( )。
A、在零线上方B、在零线下方C、对称于零线D、不确定正确答案：2【单选题】Ф65g6和( )组成工艺等价的基孔制间隙配合。
A、Ф65H5B、Ф65H6C、Ф65H7D、Ф65G7正确答案：3【单选题】下列配合中最松的配合是。
A、H8/g7B、H7/r6C、M8/h7D、R7/h6正确答案：A4【单选题】Ф45F8和Ф45H8的尺寸公差带图。
A、宽度不一样B、相对零线的位置不一样C、宽度和相对零线的位置都不一样D、宽度和相对零线的位置都一样正确答案：B5【单选题】通常采用( )选择配合类别。
A、计算法B、试验法C、类比法正确答案：C6【单选题】公差带的选用顺序是尽量选择( )代号。
A、一般B、常用C、优先D、随便正确答案：C7【判断题】公称尺寸是设计给定的尺寸,因此零件的实际尺寸越接近公称尺寸,则其精度越高。
互换性与技术测量
绪论1.互换性：一种产品、过程或服务能够代替另一种产品、过程或服务，并且能满足同样要求的能力。
2.零件的互换性：同一规格的产品，任取一件，不需要经过任何选择、修配或调整，就能装配在机器上，并能满足使用性能要求的特性。
3.互换性的作用：○1在设计方面：简化绘图和计算；○2在制造方面：有利于实现专业化协作生产;○3在使用、维修方面：方便替换。
○4在装配过程中：缩短装配时间；○5管理上：便于科学化管理。
4.互换性的分类：按互换程度：完全互换性和不完全互换性；按范围：几何参数互换和功能互换。
5.互换性的实现：合理确定公差与正确进行检测是保证产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。
6.公差：零件的几何参数允许的变动量。
7.标准：为了在一定的范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用和重复使用的一种规范性文件。
8.标准化：为了在一定的范围内获得最佳秩序，对现实的问题或潜在的问题制定共同使用和重复使用的条款活动。
9.技术标准：对产品或工程的技术质量、规格及其检验方法等方面所做的技术规定，是从事生产、建设工作的一种共同的技术依据。
10.标准分类：按其适用范围：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准；按其作用范围：国际标准、区域标准、国家标准、地方标准和试行标准；按标准化对象的特征：基础标准、产品标准、方法标准和安全、卫生与环境保护标准；按其性质：技术标准、工作标准和管理标准。
11.优先数系：是工程设计和工业生产中常用的一种数值制度。
是国际上统一的数值制度，可用于各种量值的分级，以便在不同的地方都能优先选用同样的数值，这就为技术经济工作上统一，简化和产品参数的协调提供了基础。
优先数系是公比为10的5、10、20、40、80次方根，且项值中含有10的整数幂的几何级数的常用圆整值。
各系列分别用系列符号R5、R10、R20、R40、R80表示，称为Rr系列。
前四个是常用基本系列，最后一个为补充系列。
互换性与测量技术
第一章概述互换性与测量技术实验是理论教学的重要环节和组成部分，通过实验使学生加深对公差与配合一些基本概念和知识的学习和掌握。
培养学生理论联系实际的能力和实际操作的技能，提高学生的综合素质。
本系列实验共有尺寸精度测量和形位误差的测量两部分其中形径误差的测量由于涉及到该课程几个章节的主要内容而作为综合性实验课。
尺寸精度的测量作为公差与配合的测量基础，它与形状误差的测量基本构成了该门课程所涉及的主要基本理论知识。
互换性与测量技术课程是工科学生的必修课，因此该系列实验对工科学生提高工程理论水平和学习掌握相关专业课程的知识奠定了基础。
第二章实验要求及注意事项1.实验前按要求认真进行预习。
2.准时到达实验室，除与实验有关的书籍文具外，其它物品不得带入室内。
3.保持室内整洁、肃静，禁止随地吐痰，不准喧哗及打闹。
4.爱护量仪，预习阅读实验指导书，只有在完全弄清楚仪器各部分功用及操作方法之后，方可动手操作仪器。
5.细心维护量仪，不动与本实验无关的量仪，不要正对仪器精密表面及光学镜头呵气或咳嗽，不得用各种形式擦抹光学镜头。
尽可能少用手接触精密表面。
6.认真填写实验报告，要求整洁、准确，独立完成。
7.实验完毕，擦好仪器，摆好椅凳，搞好卫生，方可离开。
8.有事要请假，无故不作实验者，以不及格论。
9.凡不遵守本规定，经指出不听者，指导教师有权停止其实验。
损坏仪器或设备者按学院有关规定处理。
量块的使用与维护1.量块的使用量块是一种高精度的端面量具，通常用于进行长度值的传递，检定和校正计量器具。
在精密测量中，常以量块作为标准尺寸进行比较测量，还可用于检验量规等精密零件。
在精密加工中，用于调整机床和钳工划线等。
在所开实验中，用量块作为标准尺寸来调整比较仪的零位，进行比较测量（相对测量）。
由此可测出被测长度相对量块中心长度的偏差值。
量块的中心长度是以相互平行的上、下测量面之间的距离确定的。
其名义尺寸通常标在非工作面上，且数字右侧为上测量面，左侧为下测量面。
互换性与测量技术
第一章绪论
互换性是一门专业基础课，要求：（1）掌握有关互换性中公差、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。
互换性在机械制造中有什么作用（1）在设计方面，有利于最大限度采用标准件、通用件和标准件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期。
便于计算机辅助设计CAD。
（2）在制造方面，有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专用设备，提高生产效率。
（3）在使用、维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转。
提高了机器的使用寿命。
总之，互换性在提高产品质量和可靠性、提高经济效益等方面均具有重大意义。
互换性生产对我国社会主义现代化建设具有十分重要的意义。
本课程的任务
本课程是高等学校机械类和近机类一门重要的技术基础课，是教学计划中联系设计课程与工艺课程的纽带，是从基础课学习过度到专业课学习的桥梁。
本课程由几何量公差与几何量检测两部分组成。
前一部分的内容主要通过课堂教学和课外作业来完成。
后一部分的内容主要通过实验课来完成。
学生在学完本课程后应达到下列要求：
①掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语和定义；
②基本掌握本课程中几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则；
③初步学会根据机器和零件的功能要求，选用几何量公差与配合；
④能够查用本课程介绍的公差表格，正确标注图样；
⑤熟悉各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具。
完整版)互换性与技术测量知识点
完整版)互换性与技术测量知识点互换性与技术测量知识点第1章绪言互换性是指在同一规格的一批零部件中，任取一件都可以装配在整机上，并能满足使用性能要求。
互换性应具备的条件包括：装配前不需更换、装配时不需调整或修配、装配后满足使用要求。
按照互换性程度的不同，可以分为完全互换和不完全互换，按照标准零部件和机构的不同，可以分为外互换和内互换。
互换性在机械制造中的作用包括：节省装配和维修时间、保证工作的连续性和持久性、提高机器的使用寿命、便于实现自动化流水线生产、减轻装配工的劳动量、缩短装配周期、减轻设计人员的计算、绘图的工作量、简化设计程序和缩短设计周期。
标准与标准化是实现互换性的基础。
标准可以按照一般分、作用范围和法律属性进行分类。
第2章测量技术基础测量过程的四要素包括：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。
计量器具可以按照原理、结构和用途进行分类，包括基准量具、通用计量器具、极限量规类和检验夹具。
测量方法可以按照测量值获得方式的不同进行分类，包括绝对测量和相对（比较）测量法、直接测量和间接测量法。
测量误差是指测得值与被测量真值之间的差异。
基本尺寸相同时，可以使用Δ来评定测量精度高低，基本尺寸不相同时，可以使用ε来评定。
测量误差可以分为绝对误差、相对误差和极限误差。
随机误差是无法消除的，只能减小，而系统误差是可以消除的。
粗大误差可以剔除。
控制几何参数的技术规定称为“公差”，是实际参数允许的最大变动量。
在加工过程中，误差是不可避免的。
公差是由设计人员确定的，它是误差的最大允许值。
在第3章中，孔和轴的结合尺寸精度的设计和检测是重要的。
当图样上的尺寸以毫米为单位时，不需要标注单位的名称或符号。
公称尺寸是指设计给定的尺寸，而实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸。
极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极端值。
其中允许的最大尺寸为上极限尺寸，允许的最小尺寸为下极限尺寸。
公称尺寸和极限尺寸是设计给定的，而实际尺寸是通过测量得到的。
互换性与测量技术基础(完整)
不确定度评定与控制
介绍测量数据中的不确定度，以及评定和控制不确定度的方法和指南。
案例研究和实际应用举例
汽车制造业
使用精确的测量技术来确保零 部件的互换性，提高汽车生产 效率。
航空航天领域
精准的测量技术对航空和航天 器件的研发、制造和维修至关 重要。
医药行业
测量技术在药物研发和生产过 程中的应用能够确保药品质量 和安全性。
只有保证部件的互换性，才能得 出准确的测量结果。
互换性推动部件标准化
互换性鼓励制造标准化，提高生 产效率和质量。
测量技术基础支持互换性
测量技术提供了评定和控制互换 性的方法和工具。
测量技术基础的常用方法和工具
1Leabharlann 直尺和卡尺用于线性尺寸的测量。
投影仪
2
用于表面形状和轮廓的测量。
3
坐标测量机
用于三维形状和位置的测量。
互换性与测量技术基础
互换性与测量技术基础的定义与概述。探讨互换性的分类和特点，以及测量 技术基础的重要性和应用领域。深入研究互换性和测量技术基础之间的关系， 以及常用方法和工具。讨论不确定度评定与控制，并通过案例研究和实际应 用举例。
互换性的分类与特点
尺寸互换性
包括线性尺寸、表面形状等。
方位互换性
用于描述部件的方向性和旋转关系。
位置互换性
描述部件的相对位置和配合关系。
形位互换性
结合尺寸、位置和方位要求的综合互换性。
测量技术基础的重要性和应用领域
1 质量控制
确保产品质量和合规性。
2 工程设计
确保设计精度和一致性。
3 科学研究
提供准确的实验测量结果。
互换性与测量技术基础之间的关系
互换性保证测量精度
互换性与测量技术
什么是测量技术
测量技术是一组用于测量和评估物理量的方法、工具和流程。 它广泛应用于工业制造、科学研究、医疗诊断和环境监测等领域。
测量技术的作用
测量技术在确保产品质量、提高生产效率、验证科学实验结果和监测环境变 化等方面发挥着至关重要的作用。 它可以为决策提供准确的数据和信息，促进创新和持续改进。
在确保互换性时，需要考虑到这些因素，以确保组件之间的精确匹配和一致 性。
互换性的分类
互换性可以分为尺寸互换性、形状互换性和功能互换性。 尺寸互换性涉及到组件的尺寸和公差，形状互换性涉及到组件的几何形状， 而功能互换性涉及到组件的功能和性能。
互换性的测量方法
互换性的测量可以使用各种工具和技术，如千分尺、三坐标测量仪和光学测 量设备。
测量技术的基本原理
测量技术依赖于不同物理现象和原理，如光学、电磁、声波和力学原理。 通过测量和分析这些现象产生的信号或参数，我们可以获取目标量的定量结果。
测量误差的种类及其影响
测量误差可以分为系统误差和随机误差。系统误差指的是测量的偏离真实值 的常规偏差，而随机误差指的是测量结果的不确定性。 这些测量误差可能会影响产品质量、实验结果的准确性以及决策的可靠性。
互换性与测量技术
互换性与测量技术是现代制造中至关重要的概念。通过本次演讲，我们将深 入探讨互换性的定义、重要性以及与产品质量的关系，以及测量技术的作用 和应用领域。
什么是互换性
互换性是指产品组件之间的互相替代能力，旨在确保不同组件之间的相互兼容性和无缝连接。 互换性的重要性在于提高制造效率、简化维修和替换过程，并为消费者提供更高的灵活性和选择。
互换性和产品质量的关系
互换性与技术测量
四、简答题1．什么是互换性？互换性按程度分哪几类？1．答：机器在装配或更换零部件时，从大批生产出来的同一规格的零部件中，任意取出一件，不需要做任何选择、附加调整或修配，就能够组装成部件或整机，并且能够达到预定的设计性能和使用要求，这种技术特性叫做互换性。
互换性按其程度可分为完全互换性和不完全互换性。
2．配合分哪几类？各类配合中孔和轴公差带的相对位置有何特点？2．答：配合分三类：间隙配合、过渡配合和过盈配合。
间隙配合中孔的公差带在轴的公差带上方；过盈配合中孔的公差带在轴的公差带下方；过渡配合中孔的公差带和轴的公差带相互重叠。
3．为什么要规定基准制？为什么优先采用基孔制？3．答：标准公差带形成最多种的配合，国家标准规定了两种配合基准制：基孔制和基轴制。
一般情况下优先选用基孔制配合是考虑中、小尺寸孔常采用定尺寸刀具加工，这样可以减少定尺寸刀具、量具的品种、规格、数量，而大尺寸刀具则考虑习惯、方便，也采用基孔制。
4．简述测量的含义和测量过程的四要素。
4．答：测量是将被测几何量的量值和一个作为计量单位的标准量进行比较，求得其比值的过程。
测量过程应包括被测对象、计量单位、测量方法和测量精度四要素。
5．“示值范围”和“测量范围”有何区别？5．答：“示值范围”指计量器具所能显示或指示的最低值或最高值的范围；“测量范围”指在允许的误差限内，计量器具所能测出的被测量的范围。
6．测量误差按其性质可分为哪几类？各有何特征？实际测量中对各类误差的处理原则是什么？6．答：测量误差按其性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。
系统误差在相同条件下，多次测量同一值时，误差的绝对值和符号均保持不变或按某一规律变化；随机误差在相同条件下，多次测量同一值时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化；粗大误差是超出规定条件下预计的误差。
实际测量中对系统误差用修正法消除；对随机误差可通过概率统计方法寻求和描述规律，评定其影响程度；对粗大误差按一定规则予以剔除。
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第1章绪论1-1什么叫互换性？为什么说互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守原则？列举互换性应用实例。
（至少三个）。
答：（1）互换性是指机器零件（或部件）相互之间可以代换且能保证使用要求的一种特性。
（2）因为互换性对保证产品质量，提高生产率和增加经济效益具有重要意义，所以互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。
（3）列举应用实例如下：a、自行车的螺钉掉了，买一个相同规格的螺钉装上后就能照常使用。
b、手机的显示屏坏了，买一个相同型号的显示屏装上后就能正常使用。
c、缝纫机的传动带失效了，买一个相同型号的传动带换上后就能照常使用。
d、灯泡坏了，买一个相同的灯泡换上即可。
1-2 按互换程度来分，互换性可分为哪两类？它们有何区别？各适用于什么场合？答：（1）按互换的程来分，互换性可以完全互换和不完全互换。
（2）其区别是：a、完全互换是一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配，装配后即能满足预定要求。
而不完全互换是零件加工好后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，仅同一组内零件有互换性，组与组之间不能互换。
b、当装配精度要求较高时，采用完全互换将使零件制造精度要求提高，加工困难，成本增高；而采用不完全互换，可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，成本降低。
（3）适用场合：一般来说，使用要求与制造水平，经济效益没有矛盾时，可采用完全互换；反之，采用不完全互换。
1-3．什么叫公差、检测和标准化？它们与互换性有何关系？答：（1）公差是零件几何参数误差的允许范围。
（2）检测是兼有测量和检验两种特性的一个综合鉴别过程。
（3）标准化是反映制定、贯彻标准的全过程。
（4）公差与检测是实现互换性的手段和条件，标准化是实现互换性的前提。
1-4．按标准颁布的级别来分，我国的标准有哪几种？答：按标准颁布的级别来分，我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。
1-5．什么叫优先数系和优先数？答：（1）优先数系是一种无量纲的分级数值，它是十进制等比数列，适用于各种量值的分级。
（2）优先数是指优先数系中的每个数。
1-6．代号“GB321-1980”、“JB179-1983”和“ISO”各表示什么含义？答：它们表示的含义是：（1）GB321—1980∣∣∣国文年家件代标号准（2）JB 179—1983∣∣∣机文年械件代工号业部标准（3）ISO——国际标准化组织1-7．下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？（1）机床主轴转速为200，250，315，400，500，630，、、、单位r/min （2）表面粗糙度R的基本系列为0.012,0.025,0.050,0.100,0.20,、、、，单位为um。
1010答：（1）基本系列R10，公比为。
（2）派生系列，公比为2。
1-8．判断结果如下：（1）不经挑选，调整和修配就能相互替换，装配的零件，装配后能满足使用性能要求，就是具有互换性的零件。
（√）（2）互换性原则中适用于大批量生产。
（╳）（3）为了实现互换性，零件的公差应规定得越小越好。
（╳）（4）国家标准中，强制性标准是一定要执行的，而推荐性标准执行与否无所谓。
（╳）（5）企业标准比国家标准层次低，在标准要求上可稍低于国家标准。
（╳）（6）厂外协作件要求不完全互生产。
（╳）（7）装配时需要调整的零、部件属于不完全互换。
（√）（8）优先数系包含基本系列和补充系列，而派生系列一定是倍数系列。
（╳）（9）产品的经济性是由生产成本唯一决定的。
（╳）（10）保证互换的基本原则是经济地满足使用要求。
（√）第二章光滑圆柱体结合的互换性及其检测3-1 判断下列说法是否正确，正确用“T”示出，错误用“F”示出，字母一律写在括号内。
（1）公差是零件尺寸允许的最大偏差。
（╳）（2）公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。
（╳）（3）孔和轴的加工精度越高，则其配合精度也越高。
（╳）（4）配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差。
（√）（5）过渡配合可能有间隙，也可能有过盈。
因此，过渡配合可以是间隙配合，也可以是过盈配合。
（╳）（6）零件的实际尺寸就是零件的真实尺寸。
（╳）（7）某一零件的实际尺寸正好等于其基本尺寸，则这尺寸必适合格。
（╳）（８）间隙配合中，孔的公差带一定在零线以上，轴的公差带一定在零线以下。
（╳）（９）零件的最大实体尺寸一定大于其最小实体尺寸。
（╳）（10）基本尺寸一定时，公差值愈大，公差等级愈高。
（ √）（11）不论公差值是否相等，只要公差等级相同，尺寸的精确程度就相同。
（ √）（12）ø75±0.060mm 的基本偏差是 +0.060mm 尺寸公差为0.06mm( ╳ )（13）因Js 为完全对称偏差，故其上、下偏差相等。
( ╳ )（14）基准孔的上偏差大于零,基准轴的下偏差的绝对值等于其尺寸公差。
（√）（15）ø60mm. ( ╳ )(16) 因配合的孔和轴基本尺寸相等，故其实际尺寸也相等。
（╳ ）（17）由于零件的最大极限尺寸大于最小极限尺寸，所以上偏差绝对值大于下偏差绝对值。
（ ╳）（18）尺寸偏差可以正值，负值或零。
（√）（19）尺寸误差是指一批零件上某尺寸的实际变动量。
（√）（20）选择公差等级的原则是，在满足使用要求的前提下，尽可能选择较小的公差等级。
（╳）3-2．什么是基孔制配合与基轴制配合？为什么要规定基准制？广泛采用基孔制配合的原因何在？在什么情况下采用基轴制配合？答：（1）基孔制配合是指基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。
而基轴制配合是指基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。
（2）因为国家标准规定的20个公差等级的标准公差和28个基本偏差可组合成543个孔公差带和544个轴公差带。
这么多公差带可相互组成近30万种配合。
为了简化和统一，以利于互换，并尽可能减少定值刀具、量具的品种和规格，无需将孔轴公差带同时变动，只要固定一个，变更另一个，便可满足不同使用性能要求的配合，且获得良好的技术经济效益。
因此，国家标准对孔与轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种基准制，即基孔制和基轴制。
（3）因为采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格数目，有利于刀量具的标准化、系列化，因而经济合理，使用方便，能以广泛采用基孔制配合。
（4）选择基轴制配合的情况如下：a 、由冷拉棒材制造的零件，其配合表面不经切削加工；b 、与标准件相配合的孔或轴；c 、同一根轴上（基本尺寸相同）与几个零件孔配合，且有不同的配合性质。
3-3．更正下列标注的错误：（1）ø80（2）30（3）120（4）ø60（5）ø80（6）ø50（7）ø50H8解：更正如下：(1) ø80(2) ø30 (3)120±0.021 (4) ø60(5) ø80 (6) ø50 (7) ø50H8()。
3-4．下面三根轴哪根精度最高？哪根精度最低？ 006.0019.0--009.0021.0--0039.0-021.0021.0-+87H f 68D F f H 780039.0021.0009.0--0039.0+78h F 68d F 78f H 0039.0+（1）ø70（2）ø250（3）ø10解：（1）由Th=∣es-ei ∣得Th1=∣es1-ei1∣=∣+0.105-(+0.075)∣=0.030mm 查表3-2得：轴的公差系级为IT7。
（2）由Th=∣es-ei ∣得Th2=∣es2-ei2∣=∣(-0.105)-(-0.044)∣=0.029mm 查表3-2得：轴的公差系级为IT6。
（3）由Th=∣es-ei ∣得Th3=∣es3-ei3∣=∣0-(-0.022)∣=0.022mm查表3-2得：轴的公差系级为IT8。
由此观之，第二根轴精度最高，第三根轴轴精度最低。
（1）Ø18（轴）（2）Ø120（孔）（3）Ø50（轴）（4）Ø65（孔）解：（1）基本偏差es=0 基本偏差代号为h ，Ts=es-ei=0-(-0.011)=0.011mm=11um查表3-2得：公差等级为IT6故公差带代号为h6。
(2) 基本偏差EI=0 基本偏差代号为H ，Th=ES-EI=+0.087-0=0.087mm=87um查表3-2得：公差等级为IT9故公差带代号为H9。
(3) 基本偏差es=-0.050 查表3-3得基本偏差代号为e ， Ts=es-ei=-0.050-(-0.075)=0.025mm=25um查表3-2得：公差等级为IT7故公差带代号为e7。
(4) 基本偏差ES=+0.005 查表3-4得基本偏差代号为M ，Th=ES-EI=+0.005-(-0.041)=0.046mm=46um查表3-2得：公差等级为IT8故公差带代号为M8。
3-8. 有一孔,轴配合为过渡配合,孔尺寸为Ø80mm,轴尺寸为Ø80±0.015mm,求最大间隙和最大过盈;画出配合的孔,轴公带图。
075.0105.0++044.0015.0--022.00-011.00-0087.0+075.0050.0--041.0005.0-+0046.0+解：最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.046-(-0.015)mm=+0.061mm最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.015)mm=-0.015mm3-9. 有一组相配合的孔和轴为Ø30,作如下几种计算并填空:查表得N8=(), h7=()(1)孔的基本偏差是__-0.003__mm,轴的基本偏差是___0______.(2)孔的公差为____0.033_____mm,轴公差为____0.021______mm.(3)配合的基准制是___基轴制____;配合性质是_过渡配合________.(4)配合公差等于_______0.054___mm.(5)计算出孔和轴的最大,最小实体尺寸.解： 孔的最大实体尺寸： DM=Dmin=ø30+(-0.036)=ø29.964mm孔的最小实体尺寸： DL=Dmax= ø30+(-0.003)=ø29.9997mm轴的最大实体尺寸：dm=dmax=d+es= ø30+0= ø30.0mm轴的最小实体尺寸：dl=dmin=d+ei= ø30+(-0.021)= ø29.979mm3-10. 某配合中,已知孔的尺寸标准为Ø20,Xmax=+0.011mm,Tf=0.022mm,求出轴的上,下偏差及其公差带代号.解：Th=ES-EI=+0.013-0=0.013mm因为Tf=Th+Ts所以 Ts=Tf-Th=0.022-0.013=0.009mm查表3-2提：轴的公差等级为IT5。