互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) - 機(jī)電工程學(xué)院

1、第一章 緒論授課課題：緒論基本要求：掌握互換性的概念、意義；了解互換性的分類及實現(xiàn)手段；掌握標(biāo)準(zhǔn)化的含義、意義。重點內(nèi)容：互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的含義。講授：公差配合與技術(shù)測量這門課程是高等學(xué)校機(jī)械類和近機(jī)類一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是教學(xué)計劃中聯(lián)系設(shè)計課程與工藝課程的紐帶，是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過渡到專業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁。本課程由幾何量公差與幾何量檢測兩部分組成。前一部分的內(nèi)容主要通過課堂教學(xué)和課外作業(yè)來完成。后一部分的內(nèi)容主要通過實驗課來完成。一、 課程研究對象機(jī)械設(shè)計和制造過程中的幾何量公差配合（簡稱公差配合）與檢測技術(shù)。機(jī)械專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計 本課程：公差與配合設(shè)計；檢測。

2、機(jī)械制造基礎(chǔ)金屬工藝學(xué)工程材料本課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)課 承上啟下是教學(xué)計劃中聯(lián)系設(shè)計課程與工藝課程紐帶，是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過渡到專業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁。 二、 基本概念1、 幾何量與幾何量公差幾何要素與幾何量 幾何要素形成機(jī)械零件幾何特征的點、線、面。 幾何量表示要素大小、形狀、位置及其精度的參量。包括：尺寸（含線性尺寸、角度尺寸）形狀誤差位置誤差表面粗糙度評定參數(shù)典型零件（齒輪、螺紋）的精度評定參數(shù)1.2 幾何量公差幾何量公差（簡稱公差）幾何量的允許變動量。幾何量公差在產(chǎn)品的設(shè)計中由設(shè)計者提出，并標(biāo)注在零件圖上作為技術(shù)要求。形位公差：t= 表示20h7軸線相對于40h7軸線的同軸度誤差不得超過0.05m

3、m.2.互換性的基本知識互換性概念互換性：一種產(chǎn)品、過程或服務(wù)替代另一產(chǎn)品、過程或服務(wù)能滿足同樣要求的性能。機(jī)器零件的互換性：同一規(guī)格的一批零部件，任取其一，不經(jīng)任何挑選和修配就能裝在機(jī)器上，并能滿足其使用功能要求的特性叫做互換性。舉例：機(jī)器上的螺釘、燈泡，自行車、縫紉機(jī)、鐘表上的零部件。機(jī)械制造業(yè)中的互換性通常包括幾何參數(shù)和力學(xué)性能的互換性的互換，本課程僅討論幾何參數(shù)的互換性。2.2 互換性的意義貫穿于產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用、維修和全過程。設(shè)計方面：可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡化了繪圖和計算工作，縮短設(shè)計周期，并有利于計算機(jī)輔助設(shè)計制造方面：有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采

4、用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，有利于計算機(jī)輔助制造，及實現(xiàn)加工過程和裝配過程機(jī)械化、自動化。從而提高生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本使用維修方面：減少了機(jī)器的使用和維修的時間和費(fèi)用，提高了機(jī)器的使用價值?；Q性在提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面具有重大意義?；Q性原則已成為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一個普遍遵守的原則，成為制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)。2.3 互換性的實現(xiàn)如何實現(xiàn)互換？若將同一規(guī)格零件的幾何量制作得完全相同顯然可以實現(xiàn)互換，但在生產(chǎn)上不可能（存在加工誤差），且沒有必要。而只要制成的零件參數(shù)值變動不大（加工誤差控制在規(guī)定的范圍（即公差）內(nèi)），保證零件充分接近即可實現(xiàn)互換性。 互換性

5、由公差保證。2.4 互換性的分類分類：互換性按其互換程度分為完全互換和不完全互換。完全互換不限定互換范圍，裝配時不需挑選和修配。不完全互換只能在一定范圍內(nèi)互換。如機(jī)器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困難，制造成本高，為此，生產(chǎn)中往往把零件的精度適當(dāng)降低，以便于制造，然后再根據(jù)實測尺寸的大小，將制成的相配零件分成若干組，使每組內(nèi)的尺寸差別比較小，最后，再把相應(yīng)的零件進(jìn)行裝配。主要適用于小批量和單件生產(chǎn)。應(yīng)用：零部件廠際協(xié)作應(yīng)采用完全互換，部件或構(gòu)件在同一廠制造和裝配時，可采用不完全互換。3. 標(biāo)準(zhǔn)化及優(yōu)先數(shù)系現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點是規(guī)模大，協(xié)作單位多，互換性要求高，為了協(xié)調(diào)各生產(chǎn)部門

6、和銜接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使分散的局部的生產(chǎn)部門和生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持必要的技術(shù)統(tǒng)一，成為一個有機(jī)的整體，必須有一種協(xié)調(diào)手段，以實現(xiàn)互換性生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化正是聯(lián)系這種關(guān)系的主要途徑和手段，是實現(xiàn)互換性的基礎(chǔ)。3.1 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)：是對重復(fù)性事物（產(chǎn)品，零、部件）和概念（術(shù)語、規(guī)則、代號和量值）所作的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)化：是指標(biāo)準(zhǔn)的制訂、發(fā)布和貫徹實施的全部活動過程。標(biāo)準(zhǔn)化是以標(biāo)準(zhǔn)的形式體現(xiàn)的，是一個不斷循環(huán)、不斷提高的過程。圖1-1 標(biāo)準(zhǔn)化工作過程標(biāo)準(zhǔn)的分類按標(biāo)準(zhǔn)的層次分：國際標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、國

7、家標(biāo)準(zhǔn)GB 、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB） 、地方標(biāo)準(zhǔn)DB和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB。按標(biāo)準(zhǔn)化對象特性分：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、安全衛(wèi)生與環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）、管理標(biāo)準(zhǔn)（生產(chǎn)組織標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)管理標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)）。按標(biāo)準(zhǔn)的法律屬性分：強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的范圍極廣，種類繁多，涉及到人類生活的各個方面。本課程研究的公差標(biāo)準(zhǔn)、檢測器具和方法標(biāo)準(zhǔn)，大多屬于國家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化的意義：標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化大生產(chǎn)的重要手段，是實現(xiàn)專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)（實現(xiàn)互換）的必要前提，是科學(xué)管理的重要組成部分。標(biāo)準(zhǔn)化同時是聯(lián)系科研、設(shè)計、生產(chǎn)、流通和使用等方面的紐帶，是使整個社會經(jīng)濟(jì)合理化的技術(shù)基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)化也是發(fā)展貿(mào)易、提高產(chǎn)品在

8、國際市場上競爭能力的技術(shù)保證。搞好標(biāo)準(zhǔn)化，對于加速發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)、提高產(chǎn)品和工程建設(shè)質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、搞好環(huán)境保護(hù)和安全衛(wèi)生以及改善人民生活等都有著重要作用。掌握標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)入市場3.2 優(yōu)先數(shù)系數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的意義：在機(jī)械設(shè)計中，常常需要確定很多參數(shù)，而這些參數(shù)往往不是孤立的，一旦選定，這個數(shù)值就會按照一定規(guī)律，向一切有關(guān)的參數(shù)傳播。例如，螺栓的尺寸一旦確定，將會影響螺母的尺寸、絲錐板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的鉆頭的尺寸等。由于數(shù)值如此不斷關(guān)聯(lián)、不斷傳播，所以，機(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意確定。故技術(shù)參量應(yīng)在一個理想的統(tǒng)一的數(shù)系中（優(yōu)先數(shù)系）選取。優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系優(yōu)先數(shù)系

9、：GB32180中規(guī)定以十進(jìn)制等比數(shù)列為優(yōu)先數(shù)系?；鞠盗校篟5的公比： q5； R10的公比： q10； R20的分比： q20； R40的公比： q40；補(bǔ)充系列：R80的公比： q80。優(yōu)先數(shù)：優(yōu)先數(shù)系的任何一個數(shù)值。優(yōu)先數(shù)系的應(yīng)用原則先基本系列；先大公比，后小公比。三、課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)和任務(wù)要求1 課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)第一部分第1章 緒論第二部分公差技術(shù)第2章 公差與配合 基礎(chǔ) 第3章 形位公差 第4章 表面粗糙度第三部分檢測技術(shù)第5章 技術(shù)測量基礎(chǔ)第四部分典型零件第7章 圓錐的公差配合的公差與 檢測技術(shù) 第8章 滾動軸承的公差與配合 第9章 螺紋的公差與配合 第10章鍵和花鍵的公差與配合 第11章圓柱齒輪傳動的公差與測量 2 課程的任務(wù)要求1.掌握公差與配合的基