安徽理工大学 互换性与测量技术基础

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1.公差:允许零件尺寸和几何参数的变动范围称 为“公差”
2.检测:检测包含检验与测量。
3.实现互换性的条件:标准化是实现互换性的前提。
二、标准和标准化(自学)
三、优先数和优先数系 (GB/T321—1980 )
优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协 调和统一的一种科学的数值制度。
1.优先数系的构成
装配前 不挑 装配时 不调整或修配
却一不可
装配后 满足使用要求
二、互换性的种类
1.按决定的参数或使用要求分为:
1)几何参数互换性 (主要保证装配) 尺寸 对几何要素的 形状 相对位置 2)功能互换(保证使用) 物理 机械 化学 提出互换性要求。

性能
提出互换性要求。
2.按程度分:
1)完全互换 装配或更换时,不挑、不调、不修的互换性。
2.基孔制、基轴制
第三节 标准公差系列
一、标准公差代号及等级
1.代号 国家标准(GB/T1800.2—1998) 2.公差等级
2)不完全互换 包括采用概率法装配、分组装配或在装 配 时采用调整等措施。(还要附加修配、辅 助加工的,则不 具有互换性)
3. 对标准件:
(例如:滚动轴承)
内互换: 外互换:
三、互换性的重要性
不仅是使用上的需要,也是设计、制造上的需要。
1.使用上
1)军用 军工产品易损件:子弹、炮弹都具有互换性。
2)民用
学 习 指 导
本章学习的目的是掌握基础标准《极限与配合》 的一般规律,为合理选用尺寸公差与配合、学习其它 典型零件的公差与配合,进行尺寸精度设计打下基础 。学习要求是对极限与配合标准中的术语定义,要着 重搞清其概念与作用,并抓住它们之间的区别与联系 进行分析,避免单纯从定义上孤立地去理解;重点要 掌握标准公差与基本偏差的结构、特点和基本规律以 及尺寸公差与配合的选用原则。
4.实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的 尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用Da和da表示。
由于测量误差 值。 实际尺寸不一定是尺寸的真
由于形状误差 同一表面不同部位的实际尺 寸往往不相等,因此要用二点法进行测量。
最大极限尺寸 最小极限尺寸 公差 下偏差 上偏差 基本尺寸

图2-1
最小极限尺寸
最大极限尺寸 基本尺寸 零线
由一系列十进制等比数列构成,代号Rr( r=5、10、 20、40、80),每个数都是一个优先数。 R5 公比 R10 公比 R20 公比 R40 公比 R80 公比 q=5=1.6 q=10=1.25 q=20=1.12 q=40=1.06 q=80=1.03 补充系列 基本系列
2. 优先数的派生系列和复合系列 (自学) 3. 优先数系的应用举例(自学)
• • • • • (1)掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语及定义; (2)基本掌握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,选用公差与配合; (4)能够查用本课程讲授的公差表格和正确标注图样; (5)建立技术测量的基本概念,了解基本测量原理与方法和初步学 会使用常用计量器具,知道分析测量误差与处理测量结果,会设计检 验圆柱形零件的量规。 • 总之,本课程的任务在于使学生获得机械工程技术人员所必须具备的 几何量公差与检测方面的基本知识和技能。
过渡配合主要用于孔、轴间的定位联结 (既要求装拆方便;又要求对中性好)
Ymax

Xmax

3.配合公差
∣Xmax-Xmin∣ ∣X Tf= max-Ymax∣=|ES-ei-(EI-es)|=TD+Td |Ymin-Ymax |
若要提高配合精度(即↓Tf)可减小相 配合的孔、轴尺寸公差(即提高↑相配合的 孔、轴加工精度)。 设计时,应使Tf≤TD+Td 。

dfe变大
不要大于dmax
•有配合要求的零件尺寸合格条件: Dmin≤ Dfe≤ Da ≤ Dmax dmin ≤ da≤ dfe≤dmax
小结
二、有关“公差与偏差”的术语和定义
3.公差带
1)公差带图解:
孔公差带 + 0 基本尺寸 轴公差带 ES EI es ei
a)零线: b)公差带特性: 标准化
•特点: 1)实际存在的,对一批零件而言是一随机变量。 2)Dfe≤ Da ,dfe ≥ da 3)只有Dfe ≥ dfe,孔、轴才能自由装配(不是 Da ≥ da)
内接的最大理想轴
外接的最大理想孔
Dfe
dfe
实际孔
实际轴
图2-2 孔和轴的体外作用尺寸
9.极限尺寸判断原则 • 孔或轴的体外作用尺寸不允许超过MMS; • 任何部位的实际尺寸不允许超过LMS。 •Dfe变小 保证配合 不要小于Dmin
第一章 绪论
学 习 指 导
本章学习目的是了解本课程的性质和任务。学 习要求是懂得互换性的含义;了解互换性与标 准化的关系及其在现代化生产中的重要意义; 了解优先数的基本原理及其应用。
第一节 互换性概述
一、 互换性的定义
互换性:在同一规格的一批零件或部件中,任取
其一,不需要任何挑选或附加修配(如钳工修配)就能装在机 器上,达到规定的功能要求。这样的一批零件或部件就称为 具有互换性的零、部件。 由定义可知,具有互换性的零部件在装配过程中,必 须满足三个条件:
第一节 概述
1944年:国民党政府制定了“尺寸公差与配合”的国家标准,但实际 使用的是日本、德国、美国标准。 1955年:参照苏联标准,第一机械工业部颁布“公差与配合”的部颁 标准,此标准只是将苏联标准(OCT标准)付与了中文名词。 1959年:颁布了“公差与配合”的国家标准GB159~174—1959 (简称“旧国标”)(精度等级偏低、配合种类偏少) 1979年:参照国际标准制定了“公差与配合”的国家标准GB1800~ 1804 —1979(简称“新国标”)取代GB159~174—1959 1992~1996年上述新国标进行了部分修订,将《公差与配合》改为 《极限与配合》,用《极限与配合 基础 第一部分:词汇》 (GB/T1800.1—1996)替代GB1800-1979中的《公差与配合的 术语及定义》,用《一般公差 线性尺寸的未注公差》(GB/T1804— 1992)替代《未注公差尺寸的极限偏差》(GB1804—1979)。

公差 下偏差 上偏差
5.极限尺寸 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。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限 尺寸;孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限 尺寸 孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和 dmax表示,最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表 示。 尺寸合格条件: Dmin≤Da≤Dmax dmin≤da≤dmax
1)间隙配合 孔的公差带在轴公差带上方,即具有间隙的 配合(包括Xmin=0的配合)。对一批零件而言,所有孔的 尺寸≥轴的尺寸
孔 Xmin Xmax Xmin=0 轴 轴 孔
特征参数: Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Xmin=Dmin-dmax=EI-es
Xmax
2) 过盈配合
轴 轴 Ymax Ymin Ymax Ymin=0
两个要素 大小 T 标准公差
位置
标准化 极限偏差 基本偏差
c)画法:
(1)零线。 (2)确定公差带大小位置。 (3)孔 、轴 (或 ) 或在公差带里写孔、轴。 (4)作图比例基本一致,单位 µ 、mm均可。 m (5)基本尺寸相同的孔、轴公差带才能画在一张图上。
#公差与偏差的区别:
4.极限制 公差带有两个参数:一是公差带的 大小(即宽度);二是公差带相对于零线的 位置。国标已将它们标准化,形成标准公差 和基本偏差两个系列。
第四节 本课程的性质、内容和 基本要求
• 本课程是机械类各专业的重要技术基础课

它包含几何量精度设计与误差检测两方面的内容,是联系《机械 设计》、《机械制造工艺学》、《机械制造装备设计》等课程及其课 程设计的纽带,是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。
• 学生学完本课程以后,应达到如下基本要求:


特征参数: • Ymin=Dmax-dmin=ES-ei • Ymax=Dmin-dmax=EI-es
3)过渡配合 :孔、轴公差带相互重叠,即可能具有X或Y的配合
Ymax
Xmax

Xmax
Ymax



特征参数: Xmax=Dmax-dmin=ES-ei Ymax=Dmin-dmax=EI-es
极限尺寸与实体尺寸有如下关系 D =D
MMS MMS
min
,D =Dmax
LMS LMS
d =dmax ,d =dmin
8. 体外作用尺寸(见下图) •定义:在配合面的全长上与实际孔相内接的最大理 想轴的尺寸 孔的作用尺寸(Dfe )
•在配合面的全长上与实际轴相外接的最小理想孔的 尺寸 轴的体外作用尺寸(dfe)
6.最大实体尺寸 孔或轴具有允许材料量为 最多时状态(最大实体状态,简称MMC)下 的极限尺寸。孔和轴的最大实体尺寸分别用 D 和d 表示。
MMS MMS
7.最小实体尺寸 孔或轴具有允许材料量为最少时 状态(最小实体状态,简称LMC)下的极限尺寸。孔 和轴的最小实体尺寸分别用D 和d 表示。
LMS LMS
2. 实现互换性的前提
标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设计和制造,并按一定 的标准进行检验,互换性才能实现。
3. 优先数系
由一系列十进制等比数列构成,代号Rr。优先数系中的每个数都是一个优 先数。每个优先数系中,相隔 r项的末项与首项相差10倍;每个十进制区间中各 有r个优先数。
第二章 尺寸的极限与圆柱结合的互换性

1. 互换性的概述

互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能。 零、部件在装配前不挑,装配时不调整或修配,装配后能满足使用要求的互 换性称完全互换;零、部件在装配时要采用分组装配或调整等工艺措施,才能满 足装配精度要求的互换性称不完全互换。如装配时,还需要附加修配的零件,则 不具有互换性。 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则,是我们在设计、制造中必 须遵循的。既便是采用修配法保证装配精度的单件或小批量生产的产品(此时零、 部件没有互换性)也必须遵循互换性原则。
5.标准公差(IT) 指国家标准(GB/T 1800.3—1998)极限与配合制中,所规定 的任一公差。字母IT为“国际公差”的符号。 标准公差确定了公差带的大小。
6.基本偏差
孔 EI 轴 基本偏差 为下偏差 基本偏差 ES 孔 为上偏差 轴
es ei
+
0 基本尺寸
基本偏差
三、有关“配合”的术语及定义
国家标准《极限与配合》中,公差与配合部分的标准 主要包括: GB/T1800.1—1997《极限与配合 基础 第1部分: 词汇》 GB/T1800.2—1998《极限与配合基础 第2部分: 公差、偏差和配合的基本规定》 GB/T1800.3—1998《极限与配合基础 第3部分: 标准公差和基本偏差数值表》GB/T1800.4—1999《极 限与配合 标准公差等级和孔、轴的极限偏差表》 GB/T1801—1999《极限与配合 公差带和配合的 选择》 GB/T1804—2000《一般公差 未注公差的线性和 角度尺寸的公差》
总之,遵循互换性原则进行设计、制造 和使用,可大大降低产品成本,提高生产率, 降低劳动强度。也为标准化、系列化、通用 化奠定了基础。
所以,互换性原则是机械工业中的重要原则, 是我们设计、制造中必须遵循的,即使是单件、小 批生产,零件不具有互换性,此原则也必须遵循。
第二节 实现互换性的条件
一、公差与检测
给日常生活带来极大方便(举例:备胎、电子元件等等)
来自百度文库
2.制造上
可采用先进的生产方式(专业化生产、流水线、自动 线), 产品单一,分工精细,可采用专用设备,提高生产 率,进行文明生产。
3.设计上
采用了互换性原则设计和生产的标准零部件,可简化 设计、计算、制图工作量,缩短了设计周期,并便于用计 算机进行辅助设计。
第二节 极限与配合的常 用术语与定义
一、有关尺寸的术语及定义 (GB/T1800.1—1997)
1.尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如 直径、宽度、高度、中心距等。
2.孔和轴 孔通常指工件的圆柱形内表面, 也包括非圆柱形内表面,即由两平行平面或 切平面形成的包容面。
3.基本尺寸 通过它并应用上、下偏差可 算出极限尺寸的尺寸(如图2-1)。它可以是 一个整数或一个小数值。
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