机械精度设计第二章几何量测量基础
机械精度设计与检测基础
引言概述：机械精度设计与检测是在现代制造企业中非常重要的一个领域。
它关注机械零件和组件的准确性、精度和稳定性，对于确保机械产品性能和质量至关重要。
本文将介绍机械精度设计与检测的基础知识，包括机械精度的定义、设计原则以及常用的检测方法和工具。
在文章的正文部分，将详细阐述五个主要的大点，分别是：机械精度设计的基本原理、材料选择与加工工艺对机械精度的影响、机械精度的常见问题及其处理方法、机械精度的检测方法、机械精度设计与检测的应用案例。
通过对这些内容的介绍和分析，旨在帮助读者更好地理解和应用机械精度设计与检测的基础知识。
正文内容：一、机械精度设计的基本原理1.机械精度的定义和分类：介绍机械精度的基本定义，包括几何精度、尺寸精度和位置精度等的定义和区别。
2.机械精度设计的基本原则：介绍机械精度设计的基本原则，包括合理选择尺寸公差、合理安排零件间的配合关系、避免零件的累积误差等。
3.机械精度设计的数学模型：介绍机械精度设计中常用的数学模型，如误差传递模型、误差分析模型等，以及它们在机械精度设计中的应用。
二、材料选择与加工工艺对机械精度的影响1.材料选择对机械精度的影响：介绍不同材料对机械精度的影响，包括材料的热膨胀系数、弹性模量、硬度等对机械精度的影响。
2.加工工艺对机械精度的影响：介绍不同加工工艺对机械精度的影响，包括机加工、热处理、表面处理等工艺对机械精度的影响，并探讨如何选择合适的加工工艺来提高机械精度。
三、机械精度的常见问题及其处理方法1.机械精度误差的类型和来源：介绍机械精度误差的常见类型和来源，包括测量误差、几何误差、运动误差等，以及它们对机械性能的影响。
2.机械精度问题的分析与解决方法：介绍常见的机械精度问题分析方法，如误差分析、故障诊断等，以及针对不同问题的处理方法，如调整、修理、更换等。
四、机械精度的检测方法1.机械精度检测的基本原理：介绍机械精度检测的基本原理，包括测量原理、检测设备和仪器等。
几何精度规范学作业5答案
第一章几何精度设计概论1－1 判断题1．任何机械零件都存在几何误差。
（√）2．只要零件不经挑选或修配，便能装配到机器上，则该零件具有互换性。
（×）3．为使零件具有互换性，必须把加工误差控制在给定的范围内。
（√）4．按照国家标准化管理委员会的规定，强制性国家标准的代号是GB/Q，推荐性国家标准的代号是GB/T（×）1－2 选择填空1．最常用的几何精度设计方法是（计算法，类比法，试验法）。
2．对于成批大量生产且精度要求极高的零件，宜采用（完全互换，分组互换，不需要互换）的生产形式。
3．产品标准属于（基础标准，技术标准，管理标准）。
4．拟合轮廓要素是由（理想轮廓，实际轮廓，测得轮廓）形成的具有（理想形状，实际形状，测得形状）的要素。
第二章尺寸精度2－1 判断题1．公差可以认为是允许零件尺寸的最大偏差。
（×）2．只要两零件的公差值相同，就可以认为它们的精度要求相同。
（×）3．基本偏差用来决定公差带的位置。
（√）4．孔的基本偏差为下偏差，轴的基本偏差为上偏差。
（×）5．30f7与30F8的基本偏差大小相等，符号相反。
（√）6．30t7与30T7的基本偏差大小相等，符号相反。
（×）7．孔、轴公差带的相对位置反映配合精度的高低。
（×）8．孔的实际尺寸大于轴的实际尺寸，装配时具有间隙，就属于间隙配合。
（×）9．配合公差的数值愈小，则相互配合的孔、轴的公差等级愈高。
（√）10．配合公差越大，配合就越松。
（×）11．轴孔配合最大间隙为13微米，孔公差为28微米，则属于过渡配合。
(√）12．基本偏差a～h与基准孔构成间隙配合，其中a配合最松。
（√）13．基孔制的特点就是先加工孔，基轴制的特点就是先加工轴。
（×）14．有相对运动的配合选用间隙配合，无相对运动的均选用过盈配合。
（×）15．不合格的轴孔装配后，形成的实际间隙（或过盈）必然不合格。
几何量测量基本知识
实物基准
尺寸传递系统： 尺寸传递系统：
主基准（副基准） 主基准（副基准） 工作器具 工作基准 被测对象
基准谱线 光波干涉仪 国家基准米尺 基准组量块 光波干涉仪 一等量块 工作基准米尺 超级光较仪 二等量块 一等线纹尺 接触式干涉仪 三等量块 接触式干涉仪 二、三等线纹尺 四等量块 光学比较仪 五等量块 工程用刻线尺 工件
刻 线 量 具
端 面 量 具 尺寸精度： 中心长度精度 平面平行精度： 平面平行精度：量块两侧面上任意点的垂 直距离对其中心长度之差的最大绝对值 研合性： 研合性：通过分子吸引力的粘合能力
量块的
“级”：制造精度 偏差 长度变动量 级 “等”：检定精度 测量的不确定度 长度变动
研究对象： 机械零部件的几何精度设计和检测原理。 研究对象：★机械零部件的几何精度设计和检测原理。 目的任务： 掌握互换性、 目的任务：★掌握互换性、标准化的基本概念及与零部 设计有关的术语和定义； 件几何精度设计有关的术语和定义； 几何精度设计有关的术语和定义 基本掌握机械几何精度设计标准的主要内 ★基本掌握机械几何精度设计标准的主要内 特点和应用原则， 容、特点和应用原则，熟练查阅各种标准 规定资料； 规定资料； 初步学会根据机器或零件使用要求， ★初步学会根据机器或零件使用要求，正确 设计几何量公差并正确地标注在图样上； 设计几何量公差并正确地标注在图样上； 了解掌握各种典型的几何量检测方法， ★了解掌握各种典型的几何量检测方法，初 步学会使用常用计量测试工具。 步学会使用常用计量测试工具。 基本理论： 误差理论 基本理论： 理论研究方法：数理统计 理论研究方法：
5.灵敏度（ ）：计量器具示数装置对被测量变化的 5.灵敏度（k）：计量器具示数装置对被测量变化的 灵敏度 反应能力，也成放大比。 反应能力，也成放大比。 k=a/i a—分度值； a 分度值；i—刻度间距 分度值 刻度间距 6.测量力：计量器具与被测表面之间的接触力。 6.测量力：计量器具与被测表面之间的接触力。要求 测量力 稳定、防止变形。 稳定、防止变形。 7.示值误差：计量器具与被测量真值之间的差值。其 7.示值误差：计量器具与被测量真值之间的差值。 示值误差 允许值可从使用说明书或检定规程中查得 8.示值变动性 8.示值变动性 9.回程误差 9.回程误差 10.修正值 10.修正值
机械零件的几何精度
机械零件的形状误差是指零件在制造过程中出现的形状偏差。这些误差可能 会影响零件的安装、运动和相互作用。
机械零件的位置误差
机械零件的位置误差是指零件在装配和使用过程中相对于参考位置的偏差。 这会影响到零件的功能和性能。
机械零件的尺寸误差
机械零件的尺寸误差是指零件实际尺寸与设计尺寸之间的差异。尺寸误差可 能导致装配不良或者零件功能受限。
测量和评估机械零件的几何精度
测量和评估机械零件的几何精度是确保零件符合设计要求的重要步骤。我们将介绍一些常用的测量方法 和评估准则。
提高机械零件的几何精度的方 法
为了提高机械零件的几何精度，我们可以采用一些优化方法，包括改进制造 工艺、优化设计和选择更高质量的材料。
结论和要点
• 几何精度是机械零件设计和制造中的重要考虑因素。 • 形状误差、位置误差和尺寸误差可能导致零件功能和性能受到影响。 • 测量和评估几何精度的方法对于确保零件质量至关重要。 • 通过优化制造工艺和设计，我们可以提高机械零件的几何精度。
机械零件的几何精度
欢迎来参加我们的机械零件的几何精度演示！在这个演示中，我们将介绍几 何精度的定义和重要性，以及机械零件的形状误差、位置误差、尺寸误差等 方面的知识。
几何精度的定义和重要性
几何精度是指机械零件在设计和制造过程中所需达到的精确度。它对于机械系统的性能和
第二章 几何量测量技术基础《互换性与技术测量(第2版)》教学课件
第四节 测量误差
一、测量误差的概念 对于任何测量过程来说,由于计量器具和测量条件的限制,不可避免地会出现
或大或小的测量误差。因此,每一个实际测得值往往只是在一定程度上接近被测几 何量的真值,这种实际测得值与被测几何量的真值之差称为测量误差。测量误差可 以用绝对误差或相对误差来表示。 1.绝对误差 绝对误差是指被测几何量的测得值与其真值之差, 2.相对误差 相对误差是指绝对误差(取绝对值)与真值之比
第二节 长度和角度基准及其量值传递
(2)长度量块的分级 量块按制造精度分为五级,即0,1,2,3,K级,其中0级精度最高,3 级精度最低。K级为校准级,用来校准0,1,2级量块。量块的“级”主要是根据量块长 度极限偏差±te和量块长度变动量的允许值tv来划分的。量块按“级”使用时,以量 块的标称长度作为工作尺寸。该尺寸包含了量块的制造误差,不需要加修正值,使 用较方便,但不如按“等”使用的测量精度高。 (3)长度量块的分等 量块按检定精度分为1~5等,其中1等精度最高,5等精度最低。 (4)长度量块的尺寸组合
第二节 长度和角度基准及其量值传递
一、长度基准与量值传递 国际上统一使用的米制长度基准是在 1983 年第 17 届国际计量大会上通过的,
以米作为长度基准。米的新定义为:“米为光于真空中在(1/299 792 458)s 的时间间 隔内所行进的距离”。为了保证长度测量的精度,还需要建立准确的量值传递系统。 鉴于激光稳频技术的发展,用激光波长作为长度基准具有很好的稳定性和复现性。 我国采用碘吸收稳定的 0.633 μm 氦氖激光辐射作为波长标准来复现“米”。
第二节 长度和角度基准及其量值传递
(1)长度量块尺寸方面的术语 1)量块长度 l。 2)量块中心长度 lc。 3)量块标称长度 ln。 4)量块长度偏差e。 5)量块长度变动量 v。 6)量块测量面的平面度fd。
《互换性与技术测量》教学大纲及教案
《互换性与技术测量》课程教学大纲课程名称：互换性与技术测量课程代码：14627 学时：42学时适用专业：机械设计制造及其自动化，车辆工程，热能工程，农业机械，材料成型及控制工程，机械电子工程，测控技术及仪器等专业。
参考教材：《互换性与技术测量》，韩进宏编著，机械工业出版社。
一、课程性质、目标本课程是一门机械通用工种具有实践的技术基础课，属工程技术基础课的性质，应用性极强，以理论课或设计课为基础，应用几何量公差设计知识和检测知识，为专业课或工艺课进行设计，特别是保证零件（或部件）的工作功能进行几何方面的精度设计，给出合理的公差范围，使误差被较好地控制在合理的区间内，是机械零部件功能实现和工作寿命的保障和措施的体现。
课程目标就是：为在培养应用型高级工程技术人才的过程中，提供机械零部件几何精度设计理论和方法，并让学生熟悉相关国家标准及典型几何量测量技术。
二、课程的重点、难点及解决办法1．几何量测量基础一章是测量技术方面的重点内容，难点是涉及计量学范畴宽广，学生不易理解，解决办法是对常用仪器或量具规范分类，明确测量方法属性和常用计量技术指标的含义。
2．形位公差与尺寸公差之间关系（公差原则）为基础部分的重点与难点并存的内容，教师不易讲清，学生更难学懂，也是本课程中间时段的关键环节，处理不好的话，会影响学生对后面特殊用途零件精度问题的理解，特别是量规、齿轮等类型的精度问题，解决方法是，采取分析过程条理化（将大难点化为若干小难点）、应用特征明显化（不同公差原则有显著不同地方，但相互之间又有联系）、讲解概念准确清楚化（各个小难点被击破），实质要点就被抓住了。
3．齿轮精度标准是本课程最难理解的难点问题，又是课程近尾声处的重点内容，机械中用齿轮的地方实在太多了，不懂怎么行呢？解决办法是追溯齿轮渐开线的形成原理，齿轮加工过程的影响因素，然后针对标准规定项目深入浅出地讲解，引领学生学会对复杂问题进行分解处理，以不屈不挠的精神认真地对待每项指标的含义，概念清楚为最好是学习这一部分内容的根本所在，再配以多媒体图片的讲解方法，使问题清晰明了。
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
第2章机械精度检测技术基础
角度： 基本单位 弧度（rad ） 常用单位 度（°） 分（′） 秒（″）
§2.2 测量的基本概念
测量方法
进行测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合 如：用游标卡尺测量轴径的直接测量法； 用量块和机械比较仪测量轴径的比较测量法； 立式光学比较仪测量轴径。 其它更多的方法
测量精度
表示测量结果的可靠程度，即测量结果与真值相一致的程度。 一般用测量误差的大小来反映测量精度的高低。 偏离远，测量误差大，测量精度低； 反之，其测量精度高
§2.2 测量的基本概念 一、测量与检验 1、测量
定义：将被测量与作为单位或标准的量，在量值上进行比
较，从而确定二者比值的实验过程。 基本的测量公式：
§2.2 测量的基本概念 2、测量要素
一个完整的测量过程应包含:测量对象、计量单位、测量方法、 测量精度四个要素。
测量对象
几何量的测量，包括长度、角度、表面粗糙度、形状和位 置误差以及螺纹、齿轮的各个几何参数等。
（2） 测量仪器
测量仪器是指能将被测几何量的量值转换成可 直接观测的示值 或等效信息的计量器具。计量仪 器按原始信号转换的原理可分为以下几种：
机械式量仪 光学式量仪 电动式量仪 气动式量仪
用机械方法实现原 始信号转换的量仪 用光学方法实现原 始信号转换的量仪 将原始信号转换 为电量形式的量仪 用压缩空气实现原 始信号转换的量仪
(二) 测量器具
1、测量器具的种类 几何量的测量器具一般可以分为实物量具、测量 仪器(仪表)、测量装置等。 （1） 实物量具 具有固定形态，用来复现（或提供）一个或 多个量值的测量器具称为实物量具，包括单值量 具和多值量具。 量具一般没有可动的结构，不具有放大功能。 我国习惯上将千分尺、游标卡尺等简单的测量仪器 也称为“通用量具”。 你认为“千分尺”的定义准确吗？
机械测量基础理论
英制长度单位主要有英尺（ft） 英寸（in） 等： 1ft=12in; 1in=25.4mm
1.2.2 测量方法的分类
（1） 测量方法可以从不同的角度分类。 1.直接测量 2.间接测量
为了减少误差，一般都采用直接测量；当被测量不易直接测量时可采遥间接测量。
2.公差：允许零件几何参数的变动量。 在满足功能要求的前提下同，公差值尽量规定得 在一些，以便获得最佳的经济效益。
3.测量角度的量具.角度量块、角尺、正弦规、正切尺、圆锥规、游标角度尺、水平仪、分 度台等。
4.测量形位的量具。光学平晶、平台、样板平尺，角尺等。
（2）测量器具的技术指标：测量器具技术指标是表征测量器具技术特性和功能的指标，也 是选择和使用测量器具的依据。
1.刻线间距。测量器具标尺上两相邻刻线中心线间的距离。 2.分度值。测量器具的分度值越小，则该测量器具的精度就越高。 3.示值范围。由测量器具所显示或指示的最小值至最大值的范围。 4.测量范围。在测量器具的允许误差范围内所能测出的被测量值的上限值到下限值的范围，
测量误差。 2.变值系统误差。测量过程中误差的绝对值大小和符号按某一确定规律变化。 （2）随机误差 随机误差是指在一定测量条件下，多次测取同一量值时，绝对值和符号以不可预计的方式
变化着的测量误差。随机误差主要是由测量过程中一些偶然性的因素或不确定因素引 起的。 （3）粗大误差 粗大误差是指超出在一定测量条件下预计的测量误差，即对测量结果产生明显歪曲的测量 误差。含有粗大误差测得值称异常值。粗大误差的产生有主观和客观两个方面的原因， 主观原因如测量人员疏忽造成的读数误差，客观误差如外界突然振动引起的测量误差。 由于粗大误差胡显歪曲测量结果，因此在处理测量数据时，应该根据判别粗大误差的 准则设法将其剔除。
机械几何精度资料
机械几何精度资料简介机械几何精度是衡量机械系统性能的重要指标之一。
它描述了机械系统各个部件之间的几何关系，包括尺寸、形状、位置、运动等方面的精度要求。
本文将介绍机械几何精度的概念及其在工程设计与制造中的应用。
什么是机械几何精度机械几何精度是指机械系统各个部件之间几何关系的误差，即机械元件和部件之间的尺寸偏差、形状误差、位置误差等方面的量化指标。
它反映了机械系统实际运动与理想运动之间的差异。
机械几何精度一般与机械制造精度、装配精度和测量精度密切相关。
它包括了多个不同的误差源，如尺寸、形状、位置、角度、平行度、垂直度等方面的误差。
机械几何精度的重要性机械几何精度对机械系统的性能和稳定性有着直接影响。
高精度的机械几何能够提高机械系统的精度、效率和可靠性，降低噪声和振动的产生。
对于需要高精度运动控制的领域，如航空航天、机器人、精密机械等，机械几何精度至关重要。
准确的机械几何精度能够保证机械系统的稳定运行和准确性，降低零件的损耗和误差。
在工程设计中，合理的机械几何精度要求能够减少装配过程中的配合问题和误差积累。
在机械制造中，优良的机械几何精度能够提高产品的质量和寿命。
机械几何精度的影响因素机械几何精度受多种因素影响。
主要的影响因素有：1.材料特性：材料的热膨胀系数、弹性模量等特性会对机械几何精度产生影响。
2.加工工艺：工艺参数的选择和操作方法对机械几何精度有着重要影响。
3.设计准确性：设计阶段的几何及尺寸参数的准确性直接影响到最终产品的几何精度。
4.环境因素：温度、湿度、振动等环境因素对机械几何精度有一定影响。
机械几何精度的测量方法测量机械几何精度需要使用精密测量设备和工具。
根据不同的测量对象和需求，常用的测量方法包括：1.轴线测量：使用坐标测量仪或激光干涉仪等设备，测量机械系统各轴线的直线度和平行度等指标。
2.表面测量：使用三坐标测量仪或表面粗糙度仪等设备，测量机械元件的尺寸、形状和表面质量等指标。
3.角度测量：使用角度测量仪、角度尺等设备，测量机械系统各部件之间的角度误差和平面度等指标。
技术测量基础
第2章技术测量基础2.1技术测量的基础知识2.1.1技术测量的基本概念在生产和科学实验中, 经常要对一些现象和物体进行检测, 以对其进行定量或定性的描述。
在机械制造中, 技术测量重要研究对零件的几何量（涉及长度、角度、表面粗糙度、几何形状和互相位置误差等）进行测量和检查, 以拟定机器或仪器的零部件加工后是否符合设计图样上的技术规定。
所谓测量是指为拟定被测对象的量值而进行的实验过程。
即测量是将被测量与测量单位或标准量在数值上进行比较, 从而拟定两者比值的过程。
若以x表达被测量, 以E表达测量单位或标准量, 以q表达测量值, 则有：q=x/E一个完整的几何量测量过程应涉及以下四个要素。
被测对象: 零件的几何量, 涉及长度、角度、形状和位置误差、表面粗糙度以及单键和花键、螺纹和齿轮等典型零件的各个几何参数的测量。
计量单位: 几何量中的长度、角度单位。
在我国规定的法定计量单位中, 长度的基本单位为米（m）, 其他常用的长度单位有毫米（mm）, 微米（μm）。
平面角的角度单位为弧度（rad）、微弧度（μrad）及度（°）、分（′）秒（″）。
测量方法: 指测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合, 一般情况下, 多指获得测量结果的方式方法。
测量精度: 指测量结果与真值的一致限度, 即测量结果的可靠限度。
在测量技术领域和技术监督工作中, 还经常用到检查和检定两个术语。
检查是拟定被检几何量是否在规定的极限范围内, 从而判断其是否合格的实验过程。
检查通常用量规、样板等专用定值无刻度量具来判断被检对象的合格性, 所以它不能得到被测量的具体数值。
检定是指为评估计量器具的精度指标是否合乎该计量器具的检定规程的所有过程。
例如, 用量块来检定千分尺的精度指标等。
2.1.2测量基准和尺寸传递系统1. 长度尺寸基准和传递系统在我国法定计量单位制中, 长度的基本单位是米（m）。
1983年第十七届国际计量大会的决议, 规定米的定义为：1m是光在真空中, 在1/s的时间间隔内的行程长度。
互换性与测量技术课程复习要点
互换性与测量技术课程复习要点《互换性与测量技术》课程复习要点课程名称：《互换性与测量技术》适⽤专业：机械设计制造及其⾃动化、车辆⼯程等辅导教材：《互换性与技术测量》管建峰、钟相强主编北京理⼯⼤学出版社复习要点：第⼀章绪论1、互换性的含义：机械制造中的互换性，是指按规定的⼏何、物理及其他质量参数的极限，来分别制造机械的各个组成部分，使其在装配与更换时不需辅助加⼯及修配，便能很好地满⾜使⽤和⽣产上的要求。
2、优先数和优先数系的定义、基本构成规律、数学特征定义：对各种技术参数进⾏协调、简化和统⼀的⼀种科学的数值制度。
优先数和优先数系?标准（GB321—80）与ISO3采⽤的优先数相同—⼗进制⼏何级数基本构成规律：（1）数系的项值中依次包含：…，0.001，0.01, 0.1, 1，10，100，…这些数，即由10的整数幂10N（其中N为整数）组成的⼗进数序列；（2）⼗进数序列按：…，0.001～0.01，0.01～0.1，0.1～1，1～10，10～100，100～1000，…的规律分成为若⼲区间，称为“⼗进段”；（3）每个“⼗进段”内都按同⼀公⽐q细分为⼏何级数，从⽽形成⼀个公⽐为q 的⼏何级数数值系列。
这样，可根据实际需要取不同的公⽐q，从⽽得到不同分级间隔的数值系列，形成优先数系。
数学特征（1）包含性在R40系列中包含有R20系列中的全部项值；在R20系列中包含有R10系列的全部项值；在R10系列中包含有R5系列的全部项值；在R80系列中包含有R40系列的全部项值。
（2）延伸性系列中的项值可以向两端⽆限延伸。
（3）相对差同⼀系列中，任意相邻两项优先数的相对差近似不变。
（4）积、商、和幂同⼀系列中，任意两项的理论值之积和商，任意⼀项理论值的整数幂，仍为此系列中⼀个优先数的理论值。
（5）和与差同⼀系列中，两个优先数的和与差，⼀般不再为优先数。
第⼆章⼏何量测量基础1.量块按“级”使⽤和按“等”使⽤有什么区别？①按“级”使⽤—忽略量块中⼼长度的制造误差，按量块的标称值使⽤。
机械精度设计与检测课后习题答案
精选课件
7
4. 如图2.8所示的零件，用弓高弦长法处理法测量某一圆弧半 5. 径R,得到弓高、弦长值和精度分别为：
s5 0 0 .0,6 h 1 0 0 .005
试求 R 值及其测量精度。
答 案 : 参照例2.3可解得
图 2-8间及测量法
R3.6 2 50.0772
精选课件
8
第 3 章 孔轴结合尺寸精度设计与检测
答案:
（ 1 ） 轴 4 n 6 ； 0 2 ） 轴 1 （ ； 8 3 ） s 6 （ R 7 7 ； 5 孔 4 ） 2 （ D 9 。 4 孔
10. 设孔、轴的公称尺寸和使用要求如下：
（ 1） D(d)3,5Xmax12μ0m ,Xmi n 5μ 0m ；
（ 2） D(d)40Ym , ax8μ 0m Ym,i n 3μ 5m ；
（ 2 ） 极限偏 E S 0 差 .0、 2： E 7I0 ； 孔
轴 e s 0.0、 1e6 i 0.0。 34
精选课件
9
（ 3 ） 尺寸公 T D0差 .02 、 轴 ： 7 T d0 孔 .0。 18
（ 4 ） 极限 x m a 间 0 x .0； 6 x 隙 m 1 i n 0 .： 0。 16
（ 5） 平均间 x平 隙 0.0： 3。 85 （ 6） 配合公 Tf 差 0.0： 45
+27
TD
（7）尺寸公差带图见右图。
-16
Td
-34
图 作业题1尺寸公差带图
2. 设某配合的孔径、轴径分别为：
孔 D 4 0 0 ..5 0 00 3 、 5 4 d4-0 05 .0 。 25
试分别计算其极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙
第二章_几何量测量技术基础
原始信号转换为电量信号，具有放大、 滤波电路。
特点：精度高，测量信号经A/D转换后， 易于与计算机接口，实现测量和数据处 理的自动化。
如电感比较仪、圆度仪等。
山东理工大学机械学院 电感比较仪
山东理工大学机械学院
电感测量的基本原理如图所示。 图（a）是气隙式电感传感器，它 由线圈1、衔铁3、铁心2和测杆4 组成。铁心与衔铁之间有一个厚 度为的空气隙，仪器的测杆与衔 铁3连接在一起。当被测工件尺寸 发生变化时，引起测杆向上或向 下移动，使空气隙的厚度 也随之 改变。
山东理工大学机械学院
山东理工大学机械学院
4. 示值范围 计量器具所能显示或指示的 被测几何量起始值到终止值的范围。
5. 测量范围 计量器具在允许误差限度内 所能测出的被测几何量的下限值到上 限值的范围。测量范围上限值与下限 值之差称为量程。
示值范围和测量范围的关系。
山东理工大学机械学院 机械式比较仪
1. 被测对象：本课程主要是几何量，即长度、 角度、形状、位置、表面粗糙度以及齿轮 等零件的几何参数；
2. 测量单位：我国法定计量单位，长度为米， 角度为弧度和度、分、秒。
3. 测量方法：测量时采用的测量原理、测量 器具和测量条件的总和。
4. 测量精度：测量结果与被测真值一致的程 度。反义词为测量误差。测量误差大，测 量精度低，测量误差小，测量精度高。
8. 修正值 为消除或减小系统误差，用代数法加到 测量结果上的数值。其大小与示值误差绝对值相 等，符号相反。
9. 测量重复性 相同测量条件，对同一被测几何量 多次测量，各测量结果间的一致性。通常以测量 重复性误差的极限值表示。
10. 不确定度 由于测量误差的存在而对被测几何量 量值不能确定的程度。表征测量结果的分散性。
量测基础知识——几何量测量(企业版)
量测基础知识——几何量测量
C. 采用阿贝原则的意义：
1) 避免因仪器导轨有误差而引起测量的一次误差。 a.在量仪设计中，可提高仪器导轨的精度，从而测量精度也随之提高。 b.在测量中，可提高测量精度。
2) 当使用不符合阿贝原则的测量仪器时，应尽量减少测量的一次误差，以提高仪器的使用精度。 例如用卡尺测量工件时，尽量缩短主尺与被测件的距离。
Measurement
T1
T2
T3
Result
T : Transducer 传感器
量测基础知识——几何量测量
测量链最短运用实例：
要求：用卡尺量测中心距L。
方法：（1）L = d1/2+d2/2+L1 （2）L = L2-d1/2- d2/2 （3）L = L1/2+L2/2
方法（3）尺寸链最短， 误差最小。
检定
是指为评定计量器具的精度指标是否合乎该计量器具的检定规程的全部过程（检定的主要对象 是计量器具）。
检测
是检验（定性）与测量（定量）的总称。
测试
是指具有试验性质的测量，可理解为试验和测量的全过程。
比对
在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作用计量器具之间的量值进行比较的 过程。
量测基础知识——几何量测量
3. 基准建立原则 A.最小条件原则 实际要素对理想基准的最大偏离量为最小。 右图△1 ＜△2＜ △3，建立基准应选AB两点。 B.基准要素建立条件： 第一基准（平面）：至少3点确定 第二基准（轴线）：至少2点确定 第三基准（原点）：1点确定 C.基准选择原则 测量基准、加工基准、设计基准、装配基准相一致，即基准统一原则。 由于产品的结构、型式、功能各异，因此基准的选择应考虑以下几个方面： ① 根据被测零件功能要求的几何关系选择基准。如采用三基面体系时，选择给出基准（A、B、C） 的优先顺序。
机械精度设计与检测_第02章测量基础知识
间接测量
绝对测量
相对测量
2.3.1 测量方法的分类
按同时被测参数的数目可分为单项测量和综合测量
单项测量
综合测量
2.3.1 测量方法的分类
按测头与被测对象是否接触(是否存在测量力)
接触测量
非接触测量
2.3.1 测量方法的分类
按被测对象与测头的相对状态
静态测量
动态测量
2.3.1 测量方法的分类
5、按测量在机械加工中所希望达到的目的，可分为离线测量 （被动测量）和在线测量（主动测量）。 （1）离线测量：零件加工完后，脱离加工生产线（或已从机床 上取下）的测量，这种测量的目的是发现并剔除废品。 （2）在线测量：零件仍处于加工生产线上，还没有脱离加工设 备的测量，这种测量可以是静态的也可以是动态的。其目的是控制 加工过程是否继续进行或如何进行，以防止废品的产生。
按级使用时，以量块的标称尺寸为工作尺寸，忽略了量块
的制造误差。大多数情况下均按级使用量块。
量块的分等
主要依据检定量块时中心长度测量的极限误差（测量的 不确定度）和平面平行性允许偏差，将其检定精度分为1、2、 3、4、5、6等，其中1等精度最高，6等精度最低。 按等使用时是以检定量块时所得到的量块的实际长度为 工作尺寸，忽略的只是测量误差。
测量条件，这种重复多次测量称为不等精度测量。不等精度测量
结果在计算平均值时需考虑权重比。
2.3.2 测量器具的分类
测量器具（measuring instrument）是指专门用于测量 的量具、量仪、装置等，根据其结构特点、用途可分为下面 四类： 标准量具 极限量规（专门测量器具） 通用测量器具 检验夹具
（A类）和非统计方法（B类）获得其表征值。
2.5 测量误差和数据处理
机械精度设计与检测题库
判断题1)为使零件的几何参数具有互换性，必须把零件的加工误差控制在给定的范围内。
2)只要零件不经挑选或修配，便能装配到机器上去，则该零件具有互换性。
3)间接测量就是使用它的公称尺寸。
4）测量中，测量器具的示值范围，应大于被测尺寸的公差。
5)加工误差只有通过测量才能得到，所以加工误差实质上就是测量误差。
6)实际尺寸就是真实的尺寸，简称真值。
7)量块按等使用时，量块的工件尺寸既包含制造误差，也包含检定量块的测量误差。
8)同一公差等级的孔和轴的标准公差数值一定相等。
9)某一孔或轴的直径正好加工到基本尺寸，则此孔或轴必然是合格件。
10)零件的实际尺寸越接近其基本尺寸就越好。
11)公差是极限尺寸代数差的绝对值。
12)φ10f6、φ10f7和φ10f8的上偏差是相等的,只是它们的下偏差各不相同。
13）为了得到基轴制的配合，不一定要先加工轴，也可以先加工孔。
14)实际尺寸较大的孔与实际尺寸较小的轴相装配，就形成间隙配合。
15)若某配合的最大间隙为２０微米，配合公差为３０微米，则该配合一定是过渡配合。
16)某基孔制配合，孔的公差为２７微米，最大间隙为１３微米，则该配合一定是过渡配合。
17)尺寸公差大的一定比尺寸公差小的公差等级低。
18)孔φ50R6与轴φ50r6的基本偏差绝对值相等，符号相反。
19)偏差可为正、负或零值，而公差为正值。
20)各级a--h的轴与基准孔必定构成间隙配合。
21)因为公差等级不同，所以φ50H7与φ50H8的基本偏差值不相等。
22)数值为正的偏差称为上偏差，数值为负的偏差称为下偏差。
23)配合公差越大，则配合越松。
24)一般来讲，φ50 F6比φ50 p6难加工。
25)某尺寸的公差越大，则尺寸精度越低。
26) Φ30相当于Φ30.028。
27)某一配合，其配合公差等于孔与轴的尺寸公差之和。
28)最大实体尺寸是孔和轴的最大极限尺寸的总称。
29)公差值可以是正的或负的。
30)公差带相对于零线的位置，是用基本偏差来确定的。
第二章 测量技术概论习题
第二章测量技术概念内容概要：主要论述几何量精度检测的基本理论，包括测量的基本概念、计量单位、测量器具、测量方法、测量误差和测量数据处理等。
教学要求：在掌握机械精度设计的基础上，对其检测技术方面的基础知识有一个最基本的了解，并能运用误差理论方面的知识对测量数据进行处理后，正确地表达测量结果。
学习重点：测量误差和测量数据的处理。
学习难点：测量误差的分析。
习题一、判断题（正确的打√，错误的打×）1、直接测量必为绝对测量。
( )2、为减少测量误差，一般不采用间接测量。
( )3、为提高测量的准确性，应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。
( )4、使用的量块数越多，组合出的尺寸越准确。
( )5、0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。
( )6、用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少示值误差数值。
( )7、某仪器单项测量的标准偏差为σ=0.006mm，若以9次重复测量的平均值作为测量结果，其测量误差不应超过0.002mm。
( )8、测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出，而系统误差是测量过程中所不能避免的。
( )9. 选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。
( )10、对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。
( )二、选择题（将下面题目中所有正确的论述选择出来）1、下列测量中属于间接测量的有_____________A、用千分尺测外径。
B、用光学比较仪测外径。
C、用内径百分表测内径。
D、用游标卡尺测量两孔中心距。
E、用高度尺及内径百分表测量孔的中心高度。
2、下列测量中属于相对测量的有__________A、用千分尺测外径。
B、用光学比较仪测外径。
C、用内径百分表测内径。
D、用内径千分尺测量内径。
E、用游标卡尺测外径。
3、下列论述中正确的有_________A、指示表的度盘与指针转轴间不同轴所产生的误差属于随机误差。
B、测量力大小不一致引起的误差，属随机误差。
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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量块的“级”与“等”
量块的“级”和“等”是从成批制造和单个检定两 种不同的角度出发，对其精度进行划分的两种形式。 按“级”使用时，以标记在量块上的标称尺寸作为 工作尺寸，该尺寸包含其制造误差。 按“等”使用时，必须以检定后的实际尺寸作为工 作尺寸，该尺寸不包含制造误差，但包含了检定时 的测量误差。 就同一量块而言，检定时的测量误差要比制造误差 小 得 多 。 所 以 ， 量块 按 “ 等 ” 使用时 其 精 度 比 按 “级”使用要高，且能在保持量块原有使用精度的 基础上延长其使用寿命。
量块的构成
长方体的量块有两个平行的测量 面，其余为非测量面。测量面极 为光滑、平整，其表面粗糙度Ra 值达0.012μm以上，两测量面之 间的距离即为量块的工作长度 （标称长度）。标称长度到5.5mm 的量块，其公称值刻印在上测量 面上；标称长度大于5.5mm的量块， 其公称长度值刻印在上测量面左 侧较宽的一个非测量面上。
量块
使用波长作为长度基准，虽然可以达到足够的精确 度，但因对复现的条件有很高的要求，不便在生产 中直接用于尺寸的测量。因此，需要将基准的量值 按照定义的规定，复现在实物计量标准器上。常见 的实物计量标准器有量块（块规）和线纹尺。 量块用铬锰钢等特殊合金钢或线膨胀系数小、性质 稳定、耐磨以及不易变形的其它材料制成。其形状 有长方体和圆柱体两种，常用的是长方体。
检测的意义
为了满足机械产品的功能要求，在正确合理地完成了可 靠性、使用寿命、运动精度等方面的设计以后，还须进 行加工和装配过程的制造工艺设计，即确定加工方法、 加工设备、工艺参数、生产流程及检测手段。其中，特 别重要的环节就是质量保证措施中的精度检测。 “检测”就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判 断产品合格性的过程。检测的方法可以分为两类：定性 检验和定量测试。定性检验的方法只能得到被检验对象 合格与否的结论，而不能得到其具体的量值。因其检验 效率高、检验成本低而在大批量生产中得到广泛应用。 定量测试的方法是在对被检验对象进行测量后，得到其 实际值并判断其是否合格的方法。
长度单位与计量基准
在国际单位制及我国法定计量单位中，长度的基本 单位名称是“米”，其单位符号为“m‖。 “米”的定义于18世纪末始于法国，当时规定“米 等于经过巴黎的地球子午线的四千万分之一”。19 世纪“米”逐渐成为国际通用的长度单位。1889年 在法国巴黎召开了第一届国际计量大会，从国际计 量局订制的30根米尺中，选出了作为统一国际长度 单位量值的一根米尺，把它称之为“国际米原器”。 1983年第17届国际计量大会又更新了米的定义，规 定：“米”是光在真空中在1/299792458s的时间间 隔内行进路程的长度。
检测的一般步骤
确定被检测项目 认真审阅被测件图纸及有关 的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术 要求，明确需要检测的项目。 设计检测方案 根据检测项目的性质、具体要 求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测 环境及检测人员的能力等多种因素，设计一个能 满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检 测预案。 选择检测器具 按照规范要求选择适当的检测 器具，设计、制作专用的检测器具和辅助工具， 并进行必要的误差分析。
第二章 测量技术 基础
精度测量的基本概念
基本内容
概述：检测的意义、测量的基本要素、检测 的一般步骤 计量单位与量值传递 ：长度单位及其基准 、 量块、长度的量值传递 测量器具与测量方法 ： 测量器具的分类、 测量器具的技术性能指标 、 测量方法分类 测量误差 ：测量误差及表达式 、误差的分 类 、 误差的来源及减小其影响的措施、测 量不确定度、 测量数据的处理
计量单位
计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而约 定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制（SI）为 基础的“法定计量单位制”。它是由一组选定的基本单 位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。 如“米‖、―千克‖、―秒‖、―安‖等为基本单位。机械工 程中常用的长度单位有“毫米‖、―微米‖ 和“纳米‖ ， 常用的角度单位是非国际单位制的单位“度”、“分”、 “秒”和国际单位制的辅助单位“弧度‖、―球面度‖ 。 在测量过程中，测量单位必须以物质形式来体现，能体 现计量单位和标准量的物质形式有：光波波长、精密量 块、线纹尺、各种圆分度盘等。
35.74 － 1.24
－
…………第二块量块尺寸 …………第三块量块尺寸 …………第四块量块尺寸
4.5 30.0
34.5
量块使用的注意事情项
量块必须在使用有效期内，否则应及时送专业部门检定。 使用环境良好，防止各种腐蚀性物质及灰尘对测量面的损伤，影响 其粘合性。 分清量块的“级”与“等”，注意使用规则。 所选量块应用航空汽油清洗、洁净软布擦干，待量块温度与环境温 度相同后方可使用。 轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。 不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量 精确度的影响。 使用完毕，应用航空汽油清洗所用量块，并擦干后涂上防锈脂存于 干燥处。
测量精度
测量结果与真值的一致程度。不考虑测量精 度而得到的测量结果是没有任何意义的。 真值的定义为：当某量能被完善地确定并能 排除所有测量上的缺陷时，通过测量所得到 的量值。 由于测量会受到许多因素的影响，其过程总 是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。 对于每一个测量值都应给出相应的测量误差 范围，说明其可信度。
角度的量值传递
角度基准与长度基准有本质的区别。角度 的自然基准是客观存在的，不需要建立， 因为一个整圆所对应的圆心角是定值 （2πrad或360°）。因此，将整圆任意等 分得到的角度的实际大小，可以通过各角 度相互比较，利用圆周角的封闭性求出， 实现对角度基准的复现。 为了检定和测量需要，仍然要建立角度度 量的基准 。
量块的用途
作为长度尺寸标准的实物载体，将国家的长度基准 按照一定的规范逐级传递到机械产品制造环节，实 现量值统一。 作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。
相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量块与 被测尺寸的差值。
也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调 整。
量块的精度（级）
量值的传递
量值系统的建立和执行，保证了国家计量行政机关自 上而下的对量值进行合理的统一控制。企业要确保产 品质量，增强市场竞争力，必须主动采取措施，保证 量值的可靠。因此，在 GB/T9000― 质量管理和质量保 证”系列标准中，对企业的测量设备（器具）提出了 “溯源性”的要求，即测量结果必须具有能与国家计 量基准或国际计量基准相联系的特性。所用计量器具 要获得这一特性，就必须经过具有较高准确度的计量 标准的检定，而该计量标准又需受到上一级计量标准 的检定，逐级往上溯源，直至国家计量基准或国际计 量基准，实现企业的量值在国际范围内的合理的统一。
计量器具和测量方法
测量器具的分类
按计量器具的结构特点可分为以下几类： 量具 是一种具有固定形态、用以复现或提供一个 或多个已知量值的器具。单值量具只能体现一个 单一量值的量具。可来校对和调整其它测量器具 或作为标准量与被测量直接进行比较。如量块、 角度量块等。多值量具可体现一组同类量值的量 具。同样能校对和调整其它测量器具或作为标准 量与被测量直接进行比较，如线纹尺、 90 °角尺 等。
被测对象有关几何精 度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。但 是，长度量和角度量在各种机械零件上的表现形 式却是多种多样的，表达被测对象性能的特征参 数也可能是相当复杂的。因此，认真分析被测对 象的特性，研究被测对象的含义是十分重要的。 例如，表面粗糙度的各种评定参数，齿轮的各种 误差项目，尺寸公差与形位公差之间的独立与相 关关系等等。
测量方法
测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量 过程中对测量原理的运用及其实际操作。 广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测 量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作 者）的总和。 在实施测量过程中，应该根据被测对象的特点 （如材料硬度、外形尺寸、生产批量、制造精 度、测量目的等）和被测参数的定义来拟定测 量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理 地获得可靠的测量结果。
长度的量值传递
量值传递是“将国家计量基准所复现的计量值， 通过检定（或其它方法）传递给下一等级的计量 标准（器），并依次逐级传递到工作计量器具上， 以保证被测对象的量值准确一致的方式”。 我国长度量值传递系统如图所示，从最高基准谱 线向 下 传递 ， 有两个平等的系统 ， 即端 面 量 具 （量块）和刻线量具（线纹尺）系统。其中尤以 量块传递系统应用最广。
测量器具的分类（续）
量规 量规是没有刻度的专用计量器具，用以检验零件要素实 际尺寸和形位误差的综合结果。专门用来检验某种特定参数的 量具。常见的有：检验光滑圆柱孔或轴的光滑极限量规，判断 内螺纹或外螺纹合格性的螺纹量规，判断复杂形状的表面轮廓 合格性的检验样板等等。
测量的基本要素
“测量”是以确定量值为目的的全部操作。测量过 程实际上就是一个比较过程，也就是将被测量与标 准的单位量进行比较，确定其比值的过程。若被测 量为x，计量单位为E，确定的比值为q，则被测几何 量的量值可表示为：
x=q•E 一个完整的测量过程应包含被测对象、计量单位、 测量方法（含测量器具）和测量精度等四个要素。
量块的精度（等）
制造高精度的量块的工艺要求高、成本也高，而且 即使制造成高精度量块，在使用一段时间后，也会 因磨损而引起尺寸减小，使其原有的精度级别降低。 因此，经过维修或使用一段时间后的量块，要定期 送专业部门按照标准对其各项精度指标进行检定， 确定符合哪一“等”，并在检定证书中给出的标称 尺寸的修正值。 标准规定了量块按其检定精度分为5等，即1、2、3、 4、5等，其中1等精度最高，5等精度最低，“等” 主要依据量块中心长度测量的极限偏差（测量的不确定 度）和量块长度变动量的允许值来划分的。