互换性与技术测量知识点

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1、互换性与技术测量知识点第1章绪言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。互换性应具备的条件： 装配前不换 装配时不调整或修配装配后满足使用要求按互换性程度可分完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互 换）。按标准零部件和机构分外互换与内互换。互换性在机械制造中的作用1. 从使用方面看：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。2. 从制造方面看：便于实现自动化流水线生产。装配时，由于零 部件具有互换性，不需辅助加工和修配，可以减轻装配工的劳动量， 缩短装配周期。3. 从设计

2、方面看：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。标准与标准化是实现互换性的基础。标准分类（1）按一般分：技术标准、管理标准和工作标准。（2）按作用范围分：国际标准、国家标准、专业标准、地方标准和企业标准。（3）按标准的法律属性分：强制性标准和推荐性标准。国家强制性标准用代号“GB”表示。国家推荐性标准用代号GB/T”表示。优先数系的种类（1）基本系列 R5、R10、R20、R40（2）补充系列R80（3）派生系列选用优先数系的原则按“先疏后密”的顺序。第2章测量技术基础测量过程的四要素：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。测量仪器和测量工具统称为计量器具。计量器

3、具分类按其原理、结构和用途分为：（1）基准量具（2）通用计量器具（3）极限量规类（4）检验夹具按测量值获得方式的的不同，测量方法可分为：1. 绝对测量和相对（比较）测量法2. 直接测量和间接测量法测量误差：测得值与被测量真值之差。（基本尺寸相同用评定基本尺寸不相同用e评定第28页共26页（1）绝对误差测得值与被测量真值之差。(2)相对误差e测量的绝对误差的绝对值与被测量真值之比。1 x 客=回牝 LA! x 100%x x x(3)极限误差测量的绝对误差的变化范围。x-A . x x + A .或x0 = x A iimI随机误差一一不可消除，只能减小系统误差一一可消除粗大误差一一剔除控制几何

4、参数的技术规定就称“公差”，实际参数允许的最大变动量。误差在加工过程中产生区别VL公差由设计人员确定联系：公差是误差的最大允许值。第3章孔、轴结合尺寸精度设计与检测标准规定，图样上的尺寸以毫米为单位时，不需标注单位的名称或符 号。（1）公称尺寸一是指设计给定的尺寸（孔：D、轴：d ）。（2）实际尺寸一是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸（巳da）。（3）极限尺寸一是指允许尺寸变化的两个极端值。其中允许的最大尺寸为上极限尺寸（最大极限尺寸）（0 d ）；maxmax允许的最小尺寸为下极限尺寸（最小极限尺寸）（D _ d.）公称尺寸D,d和极限尺寸Dmax，D. ； d max，d .，是设计给定

5、的。实际尺寸D.，d.，是通过测量得到的。实际尺寸合格条件为：Dm.n V D. Dmaxdmin - da - max（4）尺寸偏差（简称偏差）一是指某一尺寸（极限尺寸、实际尺寸等） 减其公称尺寸所得的代数差。尺寸偏差分为极限偏差和实际偏差。（注 标时除“0”外必须带符号） 对极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差为极限偏差。上极限偏差（简称上偏差）（ES、es） 下极限偏差（简称下偏差）（EI、ei）es = d 一 dmaxei = d 一 dmin孔:上偏差 ES = D - D 轴：上偏差下偏差 EI = D - D下偏差孔、轴实际偏差实际偏差合格条件为ei e esEI E 丹论尺寸回魄

6、9：IJ?建忡力带不凸起NIC任任横翻draS*4.2 几何独装的阳加符号Wi 白 WB/T IIBZ20G81 l；GfbT 1142LWfS中规定的基Ife符母为 地，此符目已不呼使用&1 天性&如而怀注可逆要攻+可剧符璋地见GHZTf单一基准基准种类 公共基准（组合基准）三基面体系 几何公差带有形状、大小、方向和位置四个要素。几何公差带位置有浮动和固定两种形式。1. 形状公差带形状公差带是控制被测要素为线或面。形状公差有直线度、平面度、 圆度和圆柱度等主要几何特征项目。形状公差带的特点：不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的，只能 控制被测要素形状误差大小。2. 方向公差带方向公差带是控制

7、被测要素为线或面。方向公差有平行度、垂直度和 倾斜度等主要几何特征。方向公差是指实际关联要素相对基准要素的 理想方向的允许变动量。因此，方向公差有基准。广被测要素为面对基准面 I面被测要素为线对基准面线 被测要素为面对基准线:被测要素为线对基准线3. 位置公差带位置公差带是控制被测要素为点、线或面。位置公差主要有同心度、 同轴度、对称度和位置度等几何特征。位置公差是指实际关联要素相 对基准要素或基准和理论正确尺寸所确定的理想位置的允许变动量。 位置公差带的位置是固定的。4. 轮廓度公差带轮廓度公差带是控制被测要素为曲线或曲面。轮廓度公差分线轮廓度 和面轮廓度公差两种几何特征。无基准要求的轮廓度

8、公差为形状公 差，有基准要求的轮廓度公差为方向公差或位置公差。5. 跳动公差带跳动公差是按特定测量方法定义的综合的几何公差。跳动公差带是控制被测要素为圆柱体的圆柱面、圆柱端面，圆锥体的 圆锥面和曲面等组成要素。跳动公差的基准为圆柱体或圆锥体的轴线。跳动公差分圆跳动和全跳动。圆跳动分为径向圆跳动公差带、轴向圆跳动公差带和斜向圆跳动公差 带。全跳动公差分为径向全跳动和轴向全跳动公差带。跳动公差带能综合控制同一被测要素的形状误差、方向误差和位 置误差。例如径向圆跳动公差带可以同时控制同轴度误差和圆度误 差；径向全跳动公差带可以同时控制同轴度误差和圆柱度误差；轴向 全跳动公差带可以同时控制端面对基准轴

9、线的垂直度误差和平面度 误差。对某一被测要素给出跳动公差后，若不能满足功能要素时，则另 行给出形状、方向和位置公差，其公差值应遵守形状公差小于方向公 差，方向公差小于位置公差，位置公差小于跳动公差的原则。公差原则是指处理几何公差和尺寸公差之间关系应遵循的原则。公差原则分为独立原则和相关原则。，无：独立原则If包容要求亶最大实体要求回有：最小实体要求I可逆要求1.体外作用尺寸（EFS） 孔的体外作用尺寸用符号Dfe表示Da - f 匕 + /几何2. 体内作用尺寸（IFS）孔的体外作用尺寸用符号Dfi表示f D+九何f aa - /几何3. 最大实体状态（MMC）和最大实体尺寸（MMS）（1）最

10、大实体状态（MMC）是指实际要素在给定长度上处处位于尺寸公差带内，并具有实体最大（即材料最多，重量最重）的状态。（2）最大实体尺寸（MMS）是指在MMC状态下的极限尺寸。内、外表面（孔、轴）的最大实体尺寸为DM = DmlndM = d max4.最小实体状态（LMC）和最小实体尺寸（LMS）（1）最小实体尺寸（LMC）一是指实际要素在给定长度上处处位于尺 寸公差带内，并具有实体最小（即材料最少，重量最轻）的状态。（2）最小实体尺寸（LMS）是指在LMC状态下的极限尺寸。DL = Dmaxy d min5. 最大实体实效状态（MMVC）和最大实体实效尺寸（MMVS）（1）MMVC是指实际要素在

11、给定长度上处于最大实体状态MMC, 且其中心要素的f几何二t几何时综合极限状态。（2）MMVS是指在最大实体实效状态（MMVC）下的体外作用尺寸。内、外表面（孔、轴）的最大实体实效尺寸为MV DM 几何dMV dM * 几何6. 最小实体实效状态（LMVC）和最小实体实效尺寸（LMVS）（1）LMVC是指实际要素在给定长度上处于最小实体状态LMC且 其中心要素的f几何=t几何时综合极限状态。（2）LMVS 一是指在最小实体实效状态LMVC下体内作用尺寸。内、外表面（孔、轴）的最小实体实效尺寸为Dlv=Dl+ 几何dLV =几何单一要素的边界没有方向和位置的约束。关联要素的边界应与基准保持图样上

12、给定的方向或位置关系。边界尺寸（BS）一是指理想形状的极限包容面的直径或宽度。按边界尺寸可分：最大实体边界（MMB）、最大实体实效边界（MMVB）、最小实体边界（LMB）和最小实体实效边界（LMVB） 四种。独立原则是确定尺寸公差和几何公差相互关系应遵循的基本原则。图 样上给定的尺寸公差与几何公差要求均是独立的，应分别满足要求。 包容要求（ER）包容要求用于单一要素的一种相关要求。图样上应在其极限偏差或尺寸公差带代号后加注符号宣。包容要求的实际要素应遵守最大实体边界（MMB），即其作用尺寸应不超出最大实体尺寸（MMS）,其实际尺寸不超出最小实体尺寸（LMS）对轴、孔有包容要求时，其合格条件由以

13、下公式给出:d d = daLm in d = d+ f d=dk aLm in对孔：DD feaD =MD =LDm inDm ax即 DfeD i a=D DMax=Dm ind=d +fd=d+ tfea几何MVmax几何d=d dD=D-t f ea几何MVm in几何D=D D D=D对轴:对孔:m inMLm axa(4.13)(4.14)(4.15)(4.16)(4.18)(4.20)最大实体要求（MMR）最大实体要求适用于中心要素有几何公差要求的情况。它是控制实际 被测要素处于其最大实体实效边界之内的一种相关公差要求。当实际 尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其中心要素的的几何误差值

14、超出给定 几何公差值，即只允许尺寸公差尺寸公差补偿给几何公差。可逆要求（RR）用于最大实体要求（MMR）可逆要求不能单独使用， 只能与最大实体要求和最小实体要求一起使用，也没有自己的边界。 最小实体要求（LMR）最小实体要求适用于中心要素有几何公差要求的情况。它是控制实 际被测要素处于其最小实体实效边界之内的一种相关公差要求。当实 际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其中心要素的的几何误差值超出给 定几何公差值，即只允许尺寸公差尺寸公差补偿给几何公差。特征项目分为三大类，14个项目，（一）形状公差4项：直线度 平 面度 圆度 圆柱度（二）形状或位置公差2项：线轮廓度 面轮廓度（三）位置公差8项：平行

15、度垂直度倾斜度位置度同轴度对称 度圆跳动全跳动1. 对于有特殊功能要求的要素，一般采用独立原则；2. 有配合性质要求的要素，一般采用包容要求（ER）；3. 对于保证可装配性、无配合性质要求的要素，一般采用最大实体要 求（MMR）；4. 对于保证临界值的设计，以控制最小壁厚，保证最低强度要求的要 素，一般采用最小实体要求（LMR）。在确定被测要素的方向、位置和 跳动公差时，同时要确定基准要素。 基准的选用应遵循设计、工艺、测量和工作等基准统一的原则。直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动的未注公差，标准规定： H、K、L三级，其中H级最高，L级最低。 未注几何公差的公差数值形状 -方向-位置-圆

16、跳动-全跳动 第5章表而粗糙度设计与检测表面粗糙度轮廓是指加工后零件表面的微小峰谷高低（Z）程度和间距（S）状况（微观形状）。一般按S分：SVlmm为表面粗糙度轮廓；1WSW10mm为表面 波纹度轮廓；S10mm为f形状.（宏观形状）。表面粗糙度轮廓的产生原因：（1）切削后遗留的刀痕；（2）切削过程中切屑分离时的塑性变形；（3）以及机床等工装系统的振动等。表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响1. 对摩擦和磨损的影响零件越粗糙，阻力越大，磨损也越快，但表面不是越光滑越好。2. 对配合性质的影响3. 对抗疲劳强度的影响4. 对抗腐蚀性的影响提高表面粗糙的质量，可以增强其抗腐蚀能力。表面粗糙度轮廓的评

17、定1. 取样长度lr 一测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一段基准线长 度。规定取样长度的目的： 为了限制或减弱表面波纹度轮廓的影响。 排除形状误差等对表面粗糙度轮廓测量的影响。一般表面越粗糙，取样长度lr就越大。2. 评定长度ln测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一段最小的测 量长度。规定评定长度的目的：因为表面的峰谷和间距的不均匀性，为了可靠地反映表面粗糙度轮廓 的特性。3. 中线一中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线（1）轮廓最小二乘中线（m）在l r内，使轮廓上各点至该线的距离 Zi平方和为最小。（2）轮廓算术平均中线一在取样长度l r内，划分实际轮廓为上、下 两部分，且使上、下两部

18、分面积相等的线。从幅度、间距和 形状三个方面规定了相应的评定参数。1. 幅度参数（高度参数）（1）轮廓的算术平均偏差一Ra（2）轮廓的最大高度Rz轮廓最大高度Rz是指在取样长度lr内,最大轮廓峰高Zp和最大轮廓 谷深Zv之和。即RZ = ZPmax + ZVmin2. 间距参数3. 混合参数（形状参数）表面粗糙度轮廓评定参数共4个: 基本参数J Ra 一轮廓算术平均偏差2个 一 Rz 轮廓最大高度附加参数Rsm 轮廓单元平均宽度（辅助参数）Rmr（c）轮廓支承长度率2个表面粗糙度轮廓参数的选用1. 评定参数的选用（1）幅度参数（高度参数）的选用一即基本参数的选用一般情况下从幅度参数的轮廓算术平

19、均偏差Ra和轮廓最大高度Rz中任选一个。但一般优先选用轮廓算术平均偏差Ra，因为它反映 表面粗糙度特性的信息量大和用轮廓仪测量容易。Rz用于极光滑表面或粗糙表面（Ra6.3um）,一 般用双管显微镜测量。它用于处理部位小，峰谷小或有疲劳强度要 求的的零件表面的评定（2）间距参数和混合参数的选用一即附加参数的选用2. 参数值的选用（1）同一零件上，工作表面的幅度参数（高度参数）轮廓算术平均 偏差Ra（或轮廓最大高度Rz）值小于非工作表面；（2）摩擦表面的轮廓算术平均偏差Ra（或轮廓最大高度Rz）值小于非 摩擦表面；（3）一般情况过盈配合表面的轮廓算术平均偏差Ra （或轮廓最大高 度Rz）值小于间

20、隙配合的表面；（4）配合性质要求高的配合表面（如间隙小的配合表面）、受重载 荷作用的过盈配合表面轮廓算术平均偏差Ra（或轮廓最大高度Rz）值 都应较小；（5）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的重要零 件的圆角沟槽表面的轮廓算术平均偏差Ra（或轮廓最大高度Rz）值都 应较小；（6）在确定Ra（或Rz）值时，应注意与尺寸公差（T）和几何公差（t） 的协调。表面粗糙度轮廓技术要求在图形中标注的内容注写的位置e图5.10粗糙度要求注写的位置a 一表面粗糙度轮廓的单一要求，即幅度参数Ra、Rz （um）；b 第二个表面粗糙度轮廓要求,即附加参数如Rsm （mm）；c 加工方法；d一表面纹理

21、和纹理方向；e 加工余量（mm）。牛2. 表面粗糙度轮廓要求在图形中注法U 0.0025 - 0.8/ Ra 4 max 50参数极限值完整图形符号-0.8/ Ret 46,3极限值判断规则上、下限符号评定长度（含的个数）传输带或取样长度参数代号图5.11表面粗糙度轮廓单一要求标注示例位置a处一注写表面粗糙度的单一要求，即幅度参数及极限值该要 求不能省略 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下 限符号“ L”。如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时， 可省略“U”和“ L”的标注。若为单向下限值，则必需加注“ L”。 传输带和取样长度的标注：传输带是指两个滤波器的截止波

22、长值 之间的波长范围。长波滤波器的截止波长值就是取样长度lr。传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“一”隔开。在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连字号 “一”，来区别是短波还是长波。 参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之间用“/”隔开。 评定长度的标注：如果默认的评定长度(5lr)时，可省略标注。如果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如图5.11中所示上限为“16%规则”，下限为“最大规则”。为了避免误 解，在参数代号和极限值之间插入一个空格。表面粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法1.

23、一般规定(1) 对零件的每一表面一般只标注一次，并尽可能标注在相应尺寸 及其极限偏差的同一视图上。(2) 除非另有说明，所标注的表面粗糙度轮廓要求是对完工零件表 面。(3) 粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的注写和读取 方向一致。(4) 粗糙度的符号的尖端必须从材料外指向并接触零件表面。下面以表面粗糙度轮廓的幅度参数为例说明在零件图上的标注方法， 其他技术要求为默认采用标准化值。表面粗糙度轮廓的检测方法主要有：1.比较法 2.光切法 3.针描法 4.干涉法 5.激光反射法第6章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计滚动轴承的作用：支撑轴系滚动轴承的组成及种类：1. 组成:内圈、外圈滚动体和

24、保持架2. 种类按滚动体球轴承形状分Y滚子圆柱轴承轴承圆锥轴承按负荷厂向心轴承一径向力方向分推力轴承一轴向力L向心推力轴承一径向力、轴向力滚动轴承的公差等级是根据其外形尺寸精度和旋转精度确定。标准部件：是配合的基准件。即轴承内圈内径为基准孔外圈外径为基准轴。轴承内、外圈与轴颈、外壳孔配合采用单一径向平面平均直径。负荷类型 旋转负荷定向负荷摆动负荷第8章 键、花键结合的精度设计与检测键的作用：（1）传递转矩 （2）传递运动 （3）导向平键：普通平键和导向平键花键：矩形花键和渐开线花键普通平键联结的配合种类：松联结、正常联结和紧密联结定心精度高花键联结的特点日导向性好J承载能力强理论上花键有小径d

25、、大径D和键侧面B三种定心方式。矩形花键装配型式分为：固定联结紧滑动联结滑动联结 矩形花键结合的极限与配合选用是指确定联结精度和装配型式。矩形花键联结精度的选用主要根据定心精度和传递扭矩大小。几何公差（1）为了保证内、外花键小径定心表面的配合性质，故小径采用包 容要求；（2）一般规定位置度公差，并采用最大实体要求，位置度公差用于 控制对称度和等分度误差；（3）对单件和小批量生产规定对称度，并采用独立原则。第9章螺纹结合的精度设计与检测螺纹五要素：牙型、直径、线数、导程和旋向。螺纹种类：紧密螺纹、普通螺纹（紧固螺纹）和传动螺纹普通螺纹分粗牙和细牙两种。内螺纹小径D1、外螺纹大径d又称螺纹顶径。内

26、螺纹大径D、外螺纹小径dl又称螺纹底径。中径是指一个假想的圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸 起宽度相等的地方。影响螺纹结合精度的几何参数：中径和螺距。公差带代号是由公差等级和基本偏差代号组成国标规定了普通螺纹的旋合长度为短旋合长度（S）、中等旋合长度（N） 和长旋合长度（L）三组。普通螺纹公差精度由螺纹公差带和螺纹旋合长度形成了精密级、中等级和粗糙级三个等级。普通螺纹的标注：M 16xPh3P.5awo starts）-7g6g -S -LH|旅向代号佐旋代号）畛长度代号（短旋合代号）贼特征代号|外黔公差噂代号（中径公差带代号源，项缺差带代号为6g）尺寸代号（公称直径为16ms ,双

27、线细牙螺绞导程为,累距为L5nmi）1. 特征代号：普通螺纹“M ”（1）公称直径（d、D）（2）导程（Ph）螺距（P）2. 尺寸代号：公称直径、导程和螺距代号 单线粗牙：如M16螺纹1细牙：如M16X1.5多线螺纹：如16XPh3P1.53. 公差带代号：中径、顶径公差带代号中径和顶径公差带相同标1个，如M10X16g 中径和顶常用的中等精度不标公差带代号，如M16X2 径公差带配合代号：内、外螺纹公差带间用斜线分开，例如 M20X2 7H/7g6g中径公差带代号在前，顶径公差带在后，与尺寸代号间用半字线“一” 分开。4. 旋合长度代号：短旋合S,中等旋合N,长旋合L对短旋合和长旋合要求在公

28、差带代号后分别标注“N”或“L”。与公差带代号代号间用半字线“一”分开。中等旋合长度“N”不标。5. 旋向代号：对于左旋螺纹，要在旋合长度代号后标注“LH”。与旋合长度代号代号间用半字线“一”分开6. 完整的螺纹标注示例例 1 M6X0.755h6h S LH表示：普通螺纹公称直径d = 6mm; 螺距P=0.75mm细牙螺纹； 中径公差带为5h,顶径公差带为6h的外螺纹； 旋合长度为短旋合S; 螺纹旋向为左旋LH。第10章圆柱齿轮精度设计与检测齿轮传动的四个方面使用要求： 传递运动的准确性（运动精度） 传动的平稳性（平稳性精度） 载荷分布的均匀性（接触精度） 齿轮侧隙的合理性（不属于精度要求）齿轮侧隙的作用：（1）润滑（2）补偿热变形和弹性变形（3）补偿误差评定齿轮精度v 的必检参数齿距累积总偏差 传递运动准确：齿距累积偏差传动平稳:载荷分布:齿轮侧隙:单个齿距偏差齿廓总偏差螺旋线总偏差A FPA Fp kA匚PtFa齿厚偏差公法线长度偏差A EsnAEbn齿轮精度等级选用的选择方法：计算法和经验法（类比法）获得侧隙的方法：基齿厚制和基中心距制