互换性及技术测量-复习剖析

互换性与技术测量复习提纲2009.12第一章绪论1.1互换性的概念一、互换性的含义1.互换性（interchangeability）的定义：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。互换性具备的两个条件：二、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完全互换：零件在装配或更换时，不需选择、辅助加工或修配的互换性。当装配精度要求较高时，采用不完全互换。不完全互换：仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换。2.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’)外互换：部件或机构与其相配件间的互换性。例如滚动轴承内圈直径与轴的配合，外圈直径与孔的配合。内互换：是指部件或机构内部组成零件之间的互换性。例如滚动轴承内、外圈滚道直径与滚珠（滚柱）直径的配合。二、优先数系和优先数1.优先数系（seriesofpreferrednumbers）—十进制几何级数（1）定义：由公比为且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比数列。、、、和，优先数系和优先数是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准。（2）优先数系的种类基本系列：补充系列：变形系列：R5、R10、R20、R40R80派生系列移位系列复合系列见P5表1.1第二章测量技术基础测量误差按其性质可分为随机误差、系统误差和粗大误差三类。第三章尺寸公差、圆柱结合的精度设计与检测2.有关尺寸的术语和定义(1)尺寸(size)—(2)基本尺寸（basicsize）—以特定单位表示线性尺寸值的数字。是指设计给定的尺寸。孔：D轴：d一般情况下，尺寸只表示长度值（线值）。工程上规定，图样上的尺寸数字的特定单位为mm。设计给定的尺寸，即由设计人员根据使用要求，通过强度、刚度计算或按结构位置确定后取标准值的尺寸。在极限配合中，它也是计算偏差的起始尺寸。是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸。(3)实际尺寸(actualsize)—aD孔ad轴是指允许尺寸变化的两个界限值。(4)极限尺寸(limitsofsize)—maxD孔minD轴maxdmind轴孔DminDmaxdmindmax两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸(maximumlimitofsize)，较小的一个称为最小极限尺寸(minimumlimitofsize)。3.尺寸偏差和尺寸公差的术语及定义是指某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其基本尺寸所得的代数差。(1)尺寸偏差（简称偏差）(deviation)—孔：轴：ES=Dmax-D，EI=Dmin-D；es=dmax-d，ei=dmin-d。用极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为上偏差和下偏差。是指允许尺寸的变动量。（2）尺寸公差（简称公差）(tolerance)－轴：Td=|dmax–dmin|=|es–ei|孔：TD=|Dmax–Dmin|=|ES–EI|图3.3公差与偏差的比较：（1）偏差可以为正值、负值或零，而公差则一定是正值。（2）极限偏差用于限制实际偏差，而公差用于限制误差。（3）极限偏差主要反映公差带位置，影响配合松紧程度；而公差反映公差带大小，影响配合精度。（3）尺寸公差带及公差带图尺寸公差带—是指由代表上、下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域。它由公差大小和其相对零线的位置来确定。公差带图由两部分组成：零线和公差带。零线：在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常零线表示基本尺寸。图3.4在公差带图中，还应标出极限间隙或极限过盈。ES=es0.020ei0.033d0.013T解：TD=图3.5D=Φ25d=Φ25EI=例3.1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，画出尺寸公差带图的两种画法，并写出极限偏差在图样的标注。+0.0210|ES–EI|=0.021画法1画法24.有关配合的术语和定义(1)配合—是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。(2)间隙或过盈－X=D—d≥0称间隙Y=D—d≤0称过盈是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差。①间隙配合－图3.6具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上（包括相接）。X平=Xmax+Xmin2Dmax–dmin=ES–eiXmax=Dmin–dmax=EI–esXmin=(3)配合的分类②过盈配合－图3.7具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下（包括相接）。Y平=Ymax+Ymin2Dmax–dmin=ES–eiYmin=Dmin–dmax=EI–esYmax=③过渡配合图3.8—可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的公差带和轴的公差带相交叠。X平(Y平)=Xmax+Ymax2Dmax–dmin=ES–eiXmax=Dmin–dmax=EI–esYmax=④配合公差（variationoffit）－配合公差为允许间隙或过盈的变动量，用代号表示。配合公差表示装配后的配合精度。fTminmaxXXTfmaxminminmaxdDdDminmaxminmaxddDDeidsEIESDdTT组成配合的孔、轴公差之和。四、配合制（基准制）配合制—用标准化的孔、轴公差带组成各种配合的制度。1.基孔制—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。基孔制的孔为基准孔,基本偏差EI=0。其代号为H，2.基轴制—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。基轴制的轴为基准轴,基本偏差es=0。其代号为h，3.2标准公差系列—公差带大小标准化是指大小已经标准化的公差值，即在本极限与配合制标准中所规定的任一公差，用以确定公差带的大小，即公差带的宽度。标准公差—标准公差系列是由不同公差等级和不同基本尺寸的标准公差值构成的。公差反映公差带大小，影响配合精度。二、公差等级及标准公差值的计算公式（)a在基本尺寸大于500mm至3150mm内规定了1，2，…，18共18个等级。1.公差等级在基本尺寸至500mm内规定了01，0，1，…，18共20个等级。GB/T1800.3-1998基本偏差—确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。3.3基本偏差系列－公差带位置标准化国标规定了孔和轴各有28种基本偏差，这些不同的基本偏差便构成了基本偏差系列。基本偏差系列图3.11一、基本偏差代号及其特点1.基本偏差代号：－5(I、L、O、Q、W)2.特点：(1)对孔：A－H为对轴：a－h为(2)对H、h（基准孔、轴）：拉丁字母（按英文字母读音）26+7(CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC)大写字母字代表孔，小写字母代表轴。＝28。J－ZC为j－zc为h为es=0。H为EI=0,EI，ES；es，ei。(3)JS（js）－对j仅保留j5、j6、j7、j8。(5)基本偏差原则上与标准公差无关。IT2n对称：JS(js)＝若n为7～11级，ITn为奇数时，(4)J（j）－近似对称：对J仅保留J6、J7、J8,J（j）将由JS（js）代替。(IT)12n则JS（js）＝。（1）A—H与h和a—h与H各形成11种间隙配合。1.各种基本偏差形成配合的特性H与h，h与H形成的配合间隙最小，其最小间隙为零。其中A与h，a与H形成的配合间隙最大；其后，间隙依次减小；二、孔、轴的基本偏差（2）JS、J—N与h和js、j—n与H各形成5种过渡配合。（3）P—ZC与h和p—zc与H各形成12种过盈配合。其中JS与h，js与H形成的配合较松，获得间隙的概率较大；其后，依次变紧；N与h，n与H形成的配合较紧，获得过盈的概率较大。其中P与h，p与H形成的配合过盈最小；其后，过盈依次增大；ZC与h，zc与H形成的配合过盈最大。孔和轴基本偏差的一般规则：一般对同一字母的孔的基本偏差与轴的基本偏差相对零线是完全对称的。即孔和轴的基本偏差对应时，两者的基本偏差的绝对值相等，而符号相反。EI=-esES=-ei孔和轴基本偏差的特殊规则：①在基本尺寸D3至500mm的基孔制或基轴制配合中，给定某一公差等级的孔要与更精一级的轴相配，并要求具有同等的间隙或过盈。此时，孔的基本偏差应附加一个△值。ES=ES（计算值）+△△=ITn－IT(n-1)△是基本尺寸段内给定的某一标准公差等级ITn与更精一级的标准公差等级ITn-1的差值。上述的特殊规则适用基本尺寸D3mm，标准公差等级≤IT8的K、M、N和标准公差等级≤IT7的P至ZC孔的基本偏差。原因：在精度较高的标准公差等级中，孔比轴难加工。②基本尺寸D3~500mm，标准公差等级IT8的N的基本偏差ES=0。4.孔、轴另一个极限偏差的计算对孔：A—H，ES=EI+TDJ—ZC，EI=ES-TD对轴：a—h，ei=es-Tdj—zc，es=ei+Td3.4圆柱结合的精度设计一、配合制的选用1.一般情况下应优先选用基孔制精度设计内容配合制（基准制）公差等级配合未注尺寸公差2.在下列情况下应选基轴制（1）采用冷拉钢材直接作轴。（2）直径小的光轧钢丝作轴。常常应用于一轴与多孔配合，且配合性质不同的情况。常常应用在农业、纺织机械中。此时采用基轴制配合可避免冷拉钢材的尺寸规格过多，而且节省加工费用。常常应用在仪器仪表中。（3）结构上的需要。例3.11已知D(d)=φ40，要求X=+20~+90μm，若采用基孔制，试确定孔、轴公差带和配合代号，并画出尺寸公差带图。解：（2）确定孔、轴公差等级〔Tf〕=查表3.2得TD=IT8=39μm，（3）确定轴的基本偏差代号Xmax=ES-eiXmin=EI-esTd=es-ei=按例3.10的方法确定孔、轴的公差等级。（2）（1）（3）（1）确定基准制：由题意为基孔制，孔的基本偏差代号为H。|+90-(+20)|=70≧TD+TdTd=IT7=25μm≤[Xmax]≥[Xmin]25=+90=+20即-26≤es≤-20查P44表3.4轴的基本偏差数值，(4)确定孔、轴公差带和配合代号孔：公差带图图3.20由式（2）由式（1）和式（3）配合:解得es≤-20解得es≥-26得该轴的基本偏差代号为f,其基本偏差数值es=轴：-25μmH8,f7。φ40H8/f73.5尺寸精度的检测图3.23P63验收原则、安全裕度和验收极限国家标准规定的验收原则：原则上只接受公差带内的工件，即只允许误废，不允许有误收。安全裕度A=f(u1,u2)量规尺寸的确定：通规的基本尺寸应等于被检工件的最大实体尺寸（MMS）；止规的基本尺寸应等于被检工件的最小实体尺寸（LMS）。检验孔的量规叫塞规；检验轴的量规叫环规或止规。光滑极限量规的止规用于控制工件的局部实际尺寸。止规的公差带紧靠工件的最小实体尺寸；通规的公差带中心偏离工件的最大实体尺寸一个Z1值距离。只有通规才有磨损尺寸，止规没有磨损尺寸。通规的磨损尺寸等于零件的最大实体尺寸。工作量规的公差及公差带TDTd孔用工作量规公差带轴用工作量规及其校对量规公差带例3.18计算孔和轴用各种量规的极限偏差和工作尺寸。408/7Hg解：由表3.2,3.4,3.5查出孔与轴的上、下偏差为408H0.039,0ESmmEI407g0.009,0.034esmmEImm由表3.18查出，T1和Z1的值，确定工作量规的形状公差和校对量规的尺寸公差。塞规尺寸公差T1=0.004mmZ1=0.006mm塞规形状公差T1/2=0.002mm卡规形状公差T1=0.003mmZ1=0.004mm塞规形状公差T1/2=0.0015mm校对量规尺寸公差Tp=T1/2=0.0015mm（3）画出工件和量规公差带图H8Td040mm2)407g轴用卡规通规（T