互换性与测量技术 尺寸精度设计
互换性与测量技术基础案例教程 第3版 第5章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
（4）标注 (见图5-8所示)
装配图的标注
20
零件图的标注
0.0025
21
习题
（习题5-5）：有一6级6309的滚动轴承，内圈为Φ45mm，外圈为 Φ100mm。内圈与轴配合为j5，外圈与外壳孔配合为H6，试画出配 合的尺寸公差带图，并计算其极限间隙和极限过盈。
22
3
4
二. 滚动轴承的公差等级及其应用
根据（1）尺寸精度（D,d,B尺寸的公差） （2）旋转精度
内、外圈作相对运动时跳动的程度
GE D C B 高
普通级 6 5 4 2
G E（EX） D C 推力轴承（圆锥滚子）
普通级 6（6X） 5 4
5
向心轴承公差如表5-1所示。
由表中可见，轴承的内外径尺寸有2种公差：
机械精度设计多媒体系列CAIຫໍສະໝຸດ 件互换性与测量技术基础课程
第5章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
尺寸公差
精度 设计
几何公差 表面粗糙度
滚动轴承 典型零部件 键 精度设计 普通螺纹
圆柱齿轮
2
5.1 概 述
一. 滚动轴承的组成及种类
按负荷 方向分
向心 — 径向力 推力— 轴向力
角接触— 径向力、轴向力
2级: 超精级，用于齿轮磨床、精密坐标镗床、高精度仪器仪表 等转速和旋转精度要求很高的旋转机构的主要轴承；
8
三. 滚动轴承与孔、轴配合的尺寸公差带
单一平面平均外径偏差
es=0
图5-2 轴承内、外圈公差带图
单一平面平均内径偏差
ES=0
9
轴承外圈与轴承座孔配合的尺寸公差带（普通级轴承）
16种
10
轴承内圈与轴配合的尺寸公差带（普通级轴承） 17种
互换性与技术测量实验实验报告(作业用)
量块等级
一级
测量数据
测量位置
测量方向
实际偏差值（mm）
Ⅰ—Ⅰ
Ⅱ—Ⅱ
Ⅲ—Ⅲ
A—A′
B—B′
结论
依据
问答题：1、比较使用量块时，“等”和“级”哪个测量精度较高？2、光滑极限量规的设计应遵循什么原则？3、量规的“通端”和“止端”分别控制工件的什么尺寸？
报告人
班级
学号
姓名
成绩及
日期
实验二平板平面度测量
螺栓合格条件
结论
结论依据
d2实≥d2min＝16.886mm
d2作用≤d2max＝17.026mm
思考、问答题：
1、螺纹的互换性和配合性质主要取决于什么？
2、螺纹中径公差包含了中径本身的公差、螺距误差和牙型半角的允许值在中径上的影响量，这个概念对吗？为什么？
3、用工具显微镜测量外螺纹的主要参数时，测量结果要取平均值，这是为了消除被测螺纹安装误差的影响，试叙述之。
结
论
Rz
Ry＝（h峰max－h谷min）×C＝μm
Ry
B.单峰平均间距S的测量（n＝11）
测量数据
计算结果
结论
S1
S＝ ＝
S：
Sn
实验心得体会：
实验五螺纹测量实验
仪器名称及型号
测量范围
分度值
小型工具显微镜
纵向
0—75mm
0.01mm
横向
0—25mm
0.01mm
测角目镜
0—360°
1′
立柱倾角
±12°
4、综合量规模拟被测零件的实效边界，它由____________和______________两部分组成。
第2章-尺寸公差 《互换性与测量技术基础案例教程》课件
之间的关系，用公差带相互的位置关系来体现
2.间隙和过盈
(孔的尺寸)-(轴的尺寸) ≥0 ≤0
间隙X 过盈Y
间隙:
最大间隙: Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最小间隙: Xmin=Dmin-dmax=EI-es 平均间隙: Xav=1/2•(Xmax+Xmin)
过盈:
最大过盈: Ymax=Dmin-dmax=EI-es 最小过盈: Ymin=Dmax-dmin=ES-ei 平均过盈: Yav=1/2•(Ymax+Ymin)
7
不合格
公 称 尺 寸
8
公称尺寸
6. 公差带图
+ 0 -
TD
孔
零线
Td
轴
9
(习题2-1）: 已知D(d)=Φ25， Dmax=Φ25.021， Dmin=Φ25， dmax=Φ24.980， dmin=Φ24.967。求孔、轴的极限偏差和公差，画出尺寸公差带图。
画法1
画法2
10
三.配合 1.定义: (1)D= d , 公称尺寸相同 (2)相互结合的孔、轴
孔
公 称 尺 寸
公
称
尺
轴
寸
21
2. 基本偏差规律： (1) 对孔(轴)：A－H为EI ; a－h为es
J－ZC为ES ; j－zc为ei (2) 对 H(h)：H 为 EI = 0 (h 为 es=0)
孔
公 称 尺 寸
公
称
尺
寸
轴
22
(3) JS(js)－对称 JS( js) IT 2
若n为7～11级，ITn值为奇数时
16
0 0.018
上偏差 下偏差
极限 dmax 16
互换性测量中的精度要求
互换性测量中的精度要求互换性测量是现代制造业中广泛应用的一项重要技术，它可以确保不同制造商的零部件能够精确配合，从而实现整体产品的互换性。
而在互换性测量中，精度要求是确保测量结果准确可靠的基础。
本文将探讨互换性测量中的精度要求及其相关内容。
一、精度的定义和意义精度是指测量结果与真实值之间的偏差大小。
在互换性测量中，精度的要求对于产品的质量和性能至关重要。
准确的测量结果可以保障不同制造商的零部件能够互相匹配，从而减少产品的不合格率和故障率，提高产品的可靠性和可用性。
精度要求能够决定制造过程中的调整和控制措施，确保产品能够满足设计和功能要求。
如果精度要求不够高，可能会导致产品与其他零部件的不匹配，从而影响产品的装配和使用，甚至可能引发安全隐患。
二、互换性测量中的精度评定方法在互换性测量中，通常采用以下几种方法来评定精度要求：1. 直接比较法：将待测零件与已知精度的样品进行比较，通过计算测量结果的偏差来评定精度。
这种方法要求使用参照标准具备更高的精度，以确保测量结果的准确性。
2. 间接测量法：通过其他测量参数间接推算出待测零件的尺寸偏差。
例如利用光学测量仪器测量两个零件之间的光学差距，然后根据差距大小来推算尺寸偏差。
这种方法在实际应用中比较灵活，可以适应各种复杂的测量需求。
3. 统计分析法：通过大量样本的测量数据，利用统计学的方法分析零件尺寸的分布规律和变化趋势，然后根据统计结果确定精度要求。
这种方法的优点是能够考虑到测量误差和零件尺寸变化的综合因素，更加全面准确。
三、互换性测量中的精度要求控制确定了精度要求之后，需要采取相应的措施来控制和保证精度。
以下是一些常用的控制方法：1. 选择合适的测量设备和工具：互换性测量中，选择适当的测量设备和工具对于保证精度至关重要。
需要根据测量任务和要求选择具备足够精度和分辨率的测量仪器，同时保证仪器的稳定性和准确性。
2. 确定合理的测量方法和操作规程：在互换性测量中，需要确立合理的测量方法和操作规程，以确保测量过程的准确性和重复性。
互换性与测量技术尺寸精度设计
根据已决定的标准公差和基本偏差确定另一极限偏差
轴 孔
例：确定Ø 25H76，Ø 25P76孔与轴的极限偏差,绘制尺寸公差带图,判断配合性质并求解极限值。
第三节 国家标准规定的公差带与配合
一、 公差带的代号
1、定义：由基本偏差代号与公差等级代号组成 如H7、h6、M8、d9
2、标注：
5H 0、 750 f6
孔 轴
标准公差
公差等级 公差单位 基本尺寸分段
1、公差等级 公差分级： 制
≤500尺寸范围，标准公差20级: 01、 0、 1 …18；
>500～3150标准公差18级： 1～T18
公差等级系数a： 采用优先系数，
各级标准公差计算： 5～18 ，D≤500 ：
q5 1.6
ITai
2、标准公差因子（i）
（3）特殊规则：
用同一字母表示孔、轴基本偏差时，
E Se i
应用： ≤8的J、K、M、N和≤7的P～。
＝ IT nIT n1
此时标准规定，按孔的公差等级比轴的公差等级低一级来考虑配合，而基轴制配合与相应基孔制配合的 最大过盈和最小过盈均应保持不变。
5、尺寸偏差的计算
标准公差决定公差带的宽度
基本偏差决定公差带靠近零线一侧的位置
50 00.02、 5 5 00 0..0 02 45 1
5H 0 （ 0 0 .7 0） 25 5 、 f0 6 ( 0 0 ..0 0) 2 45 1
二、常用尺寸段公差与配合 1、分类： 1801-1999对基本尺寸至500的孔、轴规定了优先、常用和一般用途公差带。
设计时应优先使用优先公差带，其次为常用公差带，再次为一般用途公差带。
当孔的标准公差等于8，可与同级配合也可与高一级轴配合。 如：H87，H88。
互换性与技术测量方法的比较分析
互换性与技术测量方法的比较分析互换性和技术测量方法是两个不同但相关的概念，在实际工程和制造过程中都十分重要。
本文将对互换性和技术测量方法进行比较分析，以探讨它们在制造过程中的作用和差异。
互换性是指部件或系统之间能够相互替换、交换而不引起功能、性能和质量方面的影响。
在制造和装配过程中，互换性可以大大简化生产工艺，提高生产效率和降低成本。
互换性可以分为形状互换性、功能互换性和尺寸互换性等几个方面。
形状互换性是指在相同条件下，不同的零件和组件之间的形状能够互相替代。
如果设计中考虑到了形状互换性，部件可以轻松地进行替换，无需重新设计和装配。
这对于批量生产、维修和更换零件非常重要。
功能互换性是指在相同条件下，不同的零件和组件之间能够实现相同的功能。
无论使用哪种零件或组件，系统仍按照设计要求正常运行。
功能互换性可以提高系统的可靠性和可维护性。
尺寸互换性是指在相同条件下，不同的零件和组件之间的尺寸方面的差异可以被容忍。
这意味着生产过程中的尺寸变化不会对产品的性能产生明显影响。
尺寸互换性可以通过设计和加工技术的合理选择来实现。
相比之下，技术测量方法是用于测量和评估产品、部件或系统性能和质量的方法和工具。
技术测量方法可以分为直接测量和间接测量两种。
直接测量是通过直接观察和测量来获取产品、部件或系统的相关性能和质量参数。
直接测量通常可以提供准确和可靠的测量结果，但对于复杂和精密的测量任务可能需要专用仪器和设备。
间接测量是通过观察和测量其他相关参数，然后利用相关的理论或模型来推断产品、部件或系统的性能和质量。
间接测量方法通常可以在实际操作中更方便和经济，并且可以在无法直接测量的情况下提供有用的信息。
互换性和技术测量方法在制造过程中有着不可分割的联系。
互换性要求零件和组件具有一定的准确性和稳定性，而技术测量方法则提供了评估和验证这些要求的手段。
通过测量，可以确定零件和组件的尺寸、形状和功能等参数是否满足设计要求，从而保证互换性的实现。
课程思政方案及实施案例(互换性与测量技术)
课程思政方案及实施案例
一、素质目标
1)“一丝不苟、精益求精”的职业素养；
2)良好的自我学习能力；
3)良好的交流、沟通、与人合作的能力
二、课程内容与要求
三、实施案例
案例1 使用游标卡尺测量外圆和长度尺寸
游标卡尺最为一种比较常见的尺寸测量工具。
在教学过程中，需要学生熟练掌握该工具的测量方法和步骤，以免零件测量时，尺寸被误判为“合格”或“不合格”而造成相应的经济浪费。
通过该环节的教学实施，可以培养学生一丝不苟的工匠精神。
案例2 课后摆好凳子，带走生活垃圾，并关闭日光灯、电脑和空调等物品电源。
我为人人，人人为我，让班级集体充满和谐友好的气氛。
课后，让学生们自主摆好凳子，带走生活垃圾，以便减轻扫地阿姨们的负担，同时保障教室有一个良好的卫生环境。
同时，也提醒随手关灯一小步，节约能源一大步，要求学生班干部关闭日光灯、电脑和空调等物品电源，从而让我们的社会更加和谐发展。
哈工大机械精度设计互换性与测量技术4
2.配合种类选用:
偏差代号(间隙11，过渡5，过盈12)
―种类”:确定基准制后,根据使用要求,确定与基准件配合的孔 或轴的基本偏差代号.
(1) 优先选用《优先、常用配合》（表2-8、2-9 P36-37） 根据: (2) 从《一般、常用、优先用途的公差表》中选择孔、轴公差带 组成所要求的配合,例J7/f9（图2-15、2-16 P35-36） (3) 选择任一孔、轴公差带组成满足特殊要求的公差带
（1） （2）
TD＝ES－EI＝IT6 = 19
由式（2）、（3）得ES≥－36um
（3）
由式（1）得 ES≤－33 um， (为什么计算上偏差？)
－36 ≤ES≤7（＝ES＞7＋Δ）≤－33 其中 Δ＝IT6 - IT5 = 6um(或查表)ES＞7 ≤－39
孔的基本偏差代号为 R
15
表2-10
16
表2-11
17
(经验1) 配合件精度要匹配
18
(经验2) 过渡、过盈配合的公差等级不能过低，一般情况轴的标 准公差不低于7级，孔的标准公差不低于8级；且轴比孔高一级；
19
(经验3)小间隙配合的精度等级应该高些，大间隙配合的精度等 级可以低些，且孔轴可以同级精度。例 H7/f6 和H12/b12
解得 es≥ES＋ Td －[Xmax] = 39 + 25 – 90 = -26um ∴ es ≥ - 26um
即轴的基本偏差应满足： -26≤es≤-20
33
根据D和es查表2-4(P26)得: 轴的基本偏差代号为f (es= - 25μm)
-26≤es≤-20
(4) 确定孔轴公差带----孔H8;轴 f7。 配合:φ40H8/f7 (5) 公差带图 (6) 验证:Xmax=+89um<[Xmax]=+90um Xmin=+25um>[Xmin]=+20um 满足技术要求
互换性与技术测量的精度分析与提升
互换性与技术测量的精度分析与提升一、互换性的概念与重要性互换性是指在特定的条件下，不同供应商生产的同类产品或组件能够满足相同的功能与性能要求，且能够互相替换使用。
互换性在现代制造中具有重要意义，它能够促进生产效率的提高、降低生产成本、增强产品的竞争力。
然而，互换性的实现需要依赖于准确的技术测量与精度分析。
二、技术测量的概念与应用技术测量是指通过测量手段获取技术数据和参数的过程。
它在实现互换性、产品质量控制、工艺改进等方面具有重要作用。
技术测量通常包括传统的测量和现代的数字化测量两种手段。
传统测量主要依赖于人工操作和常规的测量仪器设备，而数字化测量则借助于计算机和先进的传感器技术，能够实现高精度、高效率的测量。
三、互换性与技术测量的精度相关性互换性的实现需要依赖于精确的技术测量，而技术测量的精度则直接影响互换性的可靠性和准确性。
在产品互换性的分析与提升过程中，需要进行多个测量指标的精度分析。
例如，尺寸测量时需要确保测量结果的精确性、重复性和可重复性；形位公差测量时需要考虑测量仪器的分辨力、灵敏度和稳定性。
只有通过精确的技术测量，才能够准确评估和改善产品的互换性。
四、精度分析与提升的方法与手段1. 设计合理的测量方案：在进行精度分析与提升前，首先需要制定合理的测量方案。
它包括确定测量仪器、选择适当的测量方法和测量参数。
合理的测量方案能够保证测量结果的准确性和可重复性。
2. 优化测量仪器和设备：测量仪器的准确性与稳定性对测量精度具有重要影响。
因此，在精度分析与提升过程中，可以考虑对测量设备进行优化和改进。
例如，通过校准、定期维护和更新设备来提升测量仪器的准确性和稳定性。
3. 精确的数据处理与分析：在技术测量过程中，获取到的数据需要经过精确的处理和分析。
这包括数据的滤波、去噪和校正等处理，以提高测量结果的准确性。
同时，还需要采用适当的统计方法和工具，对测量数据进行分析，评估测量结果的稳定性和一致性。
4. 引入先进的测量技术：随着科技的进步，越来越多的先进测量技术被应用于工业生产。
互换性与测量技术实验---轴径、孔径测量
轴径、孔径测量一、实验目的1、正确掌握千分尺、内径百分表、游标卡尺、立式光学比较仪的正确使用方法;2、掌握对测量数据的处理方法;3、对比不同量具之间测量精度的区别。
二、实验仪器设备外径千分尺，内径百分表，游标卡尺，立式光学比较仪，轴、轴套。
二、实验原理分度值的大小反映仪器的精密程度。
一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“允许误差”(尺寸偏差）相应也越小。
学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意要以后的实验中恰当地选择使用。
1.游标卡尺游标卡尺，是一种测量长度、内外径、深度的量具。
游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。
主尺一般以毫米为单位，而游标上则有10、20或50个分格，根据分格的不同，游标卡尺可分为十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺、五十分度格游标卡尺等，游标为10分度的有9mm(0.1mm)，20分度的有19mm(0.05mm)，50分度的有49mm(0.02mm)。
游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。
读数L=对准前刻度+游标上第n条刻度线与尺身的刻度线对齐*（乘以）分度值2.螺旋测微器（千分尺)螺旋测微器(micrometer)，又称千分尺、螺旋测微仪、分厘卡，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几个厘米。
它的一部分加工成螺距为0.5mm的螺纹，当它在固定套管B的螺套中转动时，将前进或后退，活动套管C和螺杆连成一体，其周边等分成50个分格。
螺杆转动的整圈数由固定套管上间隔0.5mm的刻线去测量，不足一圈的部分由活动套管周边的刻线去测量，最终测量结果需要估读一位小数。
3.内径百分表百分表是一种精度较高的比较量具，它只能测出相对数值，不能测绝对值。
主要用于校正零件的安装位置，检验零件的形状精度和相互位置精度，以及测量零件的内径等。
互换性与测量技术基础培训
学员心得体会分享
学员表示，通过课程学习，对 互换性与测量技术有了更深入 的了解和认识，工程设计能力 得到了显著提升。
学员认为，课程中的案例分析 非常实用，能够帮助他们更好 地理解和应用所学知识。
学员还表示，课程中的互动环 节非常有趣，能够激发他们的 学习兴趣和积极性。
互换性与测量技术基础培训
演讲人： 日期：
目录
• 课程性质与基本概念 • 尺寸精度设计基础 • 几何精度设计基础 • 表面粗糙度精度设计 • 典型零部件精度设计实例分析
目录
• 尺寸链计算与应用 • 实验环节与操作技能培养 • 课程总结与展望
01
课程性质与基本概念
互换性与测量技术概述
互换性定义
互换性是指在同一规格的一批零件或 部件中，任取其一，不需进行任何挑 选、修配或调整，就能装在机器上达 到规定的功能要求。
几何要素的分类
根据其在零件上的不同 作用，可分为理想要素
和实际要素。
理想要素
具有几何学意义的点、 线、面，无任何误差。
实际要素
零件上实际存在的点、 线、面，存在一定误差
。
几何公差项目及符号
几何公差的概念
允许零件几何参数在一定范围 内变动的量。
几何公差的分类
根据控制对象的不同，可分为 形状公差、方向公差、位置公 差和跳动公差。
表面粗糙度越小，零件的耐磨性越好。
对疲劳强度的影响
对接触刚度的影响
表面粗糙度会引起应力集中，降低零件的 疲劳强度。
表面粗糙度会影响零件接触面的刚度和密封 性。
表面粗糙度选用原则及标注方法
选用原则
根据零件的工作要求、材料性质和加工 工艺等因素，合理选择表面粗糙度数值 。
哈工大机械精度设计互换性与测量技术课件
VS
详细描述
轴承精度设计需要考虑轴承的制造工艺、 材料、热处理等因素对轴承精度的影响。 在设计中，需要确定轴承的精度等级、旋 转精度、跳动量等参数，以确保轴承的旋 转平稳、噪音小、寿命长。
案例三：机床精度的检测与调整
总结词
机床精度检测与调整是保证机械加工 精度的关键环节，需要定期对机床进 行精度检测和调整。
可靠性原则
机械精度设计应保证机器或部件在 工作过程中具有足够的可靠性和耐 久性，防止因精度不足而引起的故 障和损坏。
机械精度设计的应用范围
汽车制造业
汽车零部件的尺寸、形状、相 互位置等参数需要进行精度设 计和控制，以确保整车的性能
和安全性。
航空航天业
航空航天器的零部件需要进行 高精度的设计和制造，以确保 飞行器的安全性和可靠性。
详细描述
机床精度检测与调整包括几何精度检 测、运动精度检测和切削精度检测等 方面。通过定期检测和调整，可以及 时发现和解决机床的精度问题，提高 机械加工的精度和质量。
05
互换性与测量技术实践
实验一：零件尺寸的测量与检验
01
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ总结词
掌握零件尺寸的测量与检验方法
02 03
详细描述
通过实验一，学生将学习如何使用各种测量工具对零件的长度、直径、 孔径等尺寸进行测量，并掌握如何根据测量结果判断零件是否符合设计 要求。
多学科交叉融合
随着科学技术的不断发展，测量技术与其他学科的交叉融合已经成为一种趋势，例如与物 理学、化学、生物学等学科的交叉融合，将为测量技术的发展带来新的机遇和挑战。
04
机械精度设计案例分析
案例一：齿轮精度的设计
总结词
齿轮精度设计是机械系统中的重要环节，需要考虑齿轮的制造误差、装配误差和使用过 程中的误差。
互换性与测量技术基础-第2章-尺寸公差
EI = 0 es = 0
14
D(d)
D(d)
基孔制： + 0 -
基轴制： + 0 -
Td TD
Td
TD Td
TD
零线 EI=0
零线 es=0
15
（习题2-2）： 已知：D（d）＝Φ25，Xmax＝＋0.013， Ymax＝－0.021，Td＝0.013，因结构需要采用基轴制（h）。 求：ES、EI、es、ei、Tf ，并画出尺寸公差带图。
4. 配合公差:允许间隙或过盈的变动量
Tf Xmax (Ymin ) Xmin (Ymax ) TD Td
决定了配合质量
13
5. 配合制（基准制）
为了设计和制造上的方便， 把其中孔或轴的公差带位 置固定下来改变另一配合 件的公差带位置，形成所 需要的配合叫基准制
基孔制配合
基轴制配合
机械精度设计多媒体系列CAI课件
互换性与测量技术基础课程电子教案
1
第2章 尺寸精度设计 机械精度设计
尺寸精度
几何精度
（形状、方向、位置和跳动公差）
表面粗糙度
2
第2章 尺寸精度设计
2.1 概述
一. 孔、轴结合的使用要求 1.用作相对运动副 这类结合必须保证有一定的间隙(如导轨与滑块) 。
2.用作固定连接 这类结合必须保证有一定的过盈(如涡轮轮缘与轮毂结合) 。
之间的关系，用公差带相互的位置关系来体现
2.间隙和过盈
(孔的尺寸)-(轴的尺寸) ≥0 ≤0
间隙X 过盈Y
间隙:
最大间隙: Xmax=Dmax-dmin=ES-ei 最小间隙: Xmin=Dmin-dmax=EI-es 平均间隙: Xav=1/2•(Xmax+Xmin)