机械精度设计与检测基础第1章绪论

1第1章绪论2内容提要1.互换性的含义，以及在设计、制造和使用中所起的作用；2.互换性的分类；3.标准化在工业生产中的作用；4.优先数系的形成和作用；5.检测技术发展的概况。3第1章绪论1.1互换性的概念1.1.1互换性的含义从定义可见，广义互换性可分为：1.互换性的定义互换性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件，在装配时不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上。并能满足使用性能要求的特性。（2）功能互换性。（1）几何参数互换性，4本课程只研究几何参数的互换性，即机械精度设计。功能互换：机械—强度，刚度等；质量—可靠性，维修性，安全性等。几何参数互换微观轮廓（表面粗糙度）尺寸精度（尺寸公差）物理—硬度，弹性等；几何精度（形状、方向、位置和跳动公差）5Φd（1）尺寸精度几何参数设计内容为（即机械精度设计内容）：6（2）几何精度e①形状精度③位置精度f基准表面f②方向精度基准轴线④跳动精度7(3)微观轮廓精度R82.公差的含义：公差是指允许几何量变化的范围。minmaxAAT公差：minmaxaaAAf误差：Tf合格条件：怎样保证几何参数有互换性？91.1.2互换性的分类1.按互换性程度分完全互换不完全互换含义实现应用含义实现应用102.按标准零部件和机构分外互换(厂外互换D、d)内互换(厂内互换D’、d’)例如滚动轴承—标准部件111.1.3互换性在机械制造中的作用1.从使用方面看：2.从制造方面看：3.从设计方面看：节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持久性，提高了机器的使用寿命。便于实现自动化流水线生产、装配，减轻劳动量。大大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。121.2标准化与优先数系1.2.1标准化为在一定范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。1.定义：是制定、修订、贯彻标准，促进国民经济全面发展的全过程，是实现互换性的基础动态发展过程13技术标准是指以生产实践和科学实验为基础，由有关方面协调制定，并经一定程序批准后，在一定范围内具有约束力的法规。2.技术标准：143.技术标准分类：按应用范围分国际标准国家标准GB，GB/T，GB/Z省市部标准（专业标准）IEC：电工委员会ITU：电信联盟GJBISO:标准化组织企业标准标准化指导性技术文件151.2.2优先数系和优先数—GB/T321－20051.优先数系—且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比数列。十进几何级数（1）定义：，和、、、由公比为1010101010804020105各数列用R5、R10、R20、R40和R80表示。16各公比之间关系为：5510q210210)10(q101010q即21521510q各个系列的公比为：172005)由表可见：R5中间插入一个数→R10······18（2）优先数系的种类基本系列补充系列变形系列①是指在Rr系列中每p项取一值形成的等比系列。②公比为：rpprprprqq//10)10(（3）派生系列R5、R10、R20、R40R80例如派生系列Rr/p等用代号Rr/p表示。19(4)代号：系列无限定范围时:系列有限定范围时，应注明界限值:R10/3(16…)…。如R10(16…)，R10(16…40)，如R10(…40)，Rr如R10、R20….Rr/p如R10/3…下面举例说明什么是派生系列。20例如R10/3，公比为R101.001.251.602.002.503.154.005.006.308.0010.0R10/3（1.00…）1.002.004.008.00R10/3（1.25…）1.252.505.0010.0R10/3（1.60…）1.603.156.30q10/3=103/10≈2，由表1.1可得下表。p=3,2005)21练习：根据表1-1写出1~10的R5/2和10~100的R10/3的优选数。2005)解：（1）R5/2(1.00、、、）=1.00,2.50,6.30。R5/2(1.60、、、）=1.60,4.00,10.00。(2)R10/3(10.0，、、、，100）=10.0,20.0,40.0,80.0。22派生系列特点:R101.001.251.602.002.503.154.005.006.308.0010.0R10/3（1.00…）1.002.004.008.00R10/3（1.25…）1.252.505.0010.0R10/3（1.60…）1.603.156.30即项值和公比与基本系列有什么关系（见下表）？项值为Rr中项的值。公比不是Rr的公比，而是Rr/p的公比,即qr/p=qrp(公比扩大了)232.优先数按近似程度分理论值(按理论公比计算所得的项值)计算值（代替理论值）常用值（即优选数）化整值(见表1.1)2005)243.优先数系的应用优先数系的应用顺序为：（尽量采用含有1的）→Rr/pR5→R10→R20→R40→R80先疏后密原则251.3检测技术的发展根据国际计量大会的统计，机械零件加工的精度大约每十年提高一个数量级，这是由于检测技术不断发展的缘故。1940年1.5μm检测技术是实现互换性生产的重要手段，它们是相互依存，又相互促进。→1950年0.2μm→1960年0.1μm→1969年0.01μm261.4本课程的特点和任务1.4.1本课程的特点和学习方法(前面已讲）1.特点：（1）本课程为机械设计方面的技术基础课；精度设计（几何量精度设计）本课程只研究精度设计(即几何量精度设计)。机械设计内容强度设计传动设计结构设计27（2）本课程实践性强,涉及国家标准多——多、强、大定义、符号、公式、标准规定和经验解法多。原则性强，因为必须按国标有关规定进行设计。实际应用中灵活性大。①多②强③大2.学习方法28(3)初步学会根据使用要求，正确设计几何量公差并正确地标注在图样上；机械精度设计—尺寸、几何（形状、方向、位置和跳动）和微观轮廓。(1)掌握标准化、互换性的基本概念及精度设计有关的基本术语和定义；(2)基本掌握精度设计标准的主要内容、特点和应用原则；1.4.2本课程的任务学完本课程后应达到下列要求：29(4)了解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。总之，本课程的任务是使学生获得机械工程师必须掌握的精度设计和检测方法的基本知识和基本技能。30作业:思考题1、2、4、6，作业题1、2、3本章重点：1.互换性的定义、分类和作用；2.标准化在工业生产中的作用和技术标准按应范围的分类；3.优先数系的种类、代号和公比。312005)32表01.13334课堂练习：利用优先数系的基本系列表1.1确定下列数据各属什么系列？例1电动机转速为：375r／min，750r／min，1500r／min，3000r／min…。解：（1）计算公比q＝750÷375＝…＝3000÷1500＝2。（2）由表1.1看项值，为R40的项值。（3）结论R40／122005)35例2摇臂钻床的最大钻孔直径为：25，40，63，80，100，125（mm）。解：由表1.1得25，40，6363，80，100，1252005)故25，40，63，80，100，125为复合系列。为R5系列；为R10系列。