第1章互换性与技术测量绪论.ppt

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互换性与测量技术互换性与测量技术鲁东大学鲁东大学交通学院交通学院郑红霞郑红霞Email:

第第1章章绪绪论论|1.1本课程的研究对象、任务及基本特点本课程的研究对象、任务及基本特点|1.2互换性互换性|1.3标准化与优先数系标准化与优先数系本节课学习目标本节课学习目标|掌握掌握互换性互换性的含义及分类；的含义及分类；|了解互换性与了解互换性与标准化标准化的关系及其在现代化生产中的关系及其在现代化生产中的重要意义；的重要意义；|掌握掌握优先数优先数的基本原理、特点及其应用。

的基本原理、特点及其应用。

|互换性是重点，标准化是实现互换性的前提和手互换性是重点，标准化是实现互换性的前提和手段，优先数系则是标准化的重要内容和实例段，优先数系则是标准化的重要内容和实例课程性质课程性质|机械类各专业的重要技术基础课（承上启下）机械类各专业的重要技术基础课（承上启下）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纽带，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁桥梁。

|机械设计方面的技术基础课机械设计方面的技术基础课机械设计内容有：

强度设计；传动设计；结构设计；精度设计（几何量精度设计），本课程只研本课程只研究精度设计。

究精度设计。

课程任务：

课程任务：

通过本课程的学习，应达到如下基本要求通过本课程的学习，应达到如下基本要求：

1）掌掌握握有有关关公公差差、测测量量的的基基本本概概念念、基基本本理理论论及及相相关关的的基基本术语和定义；本术语和定义；2）培养公差设计及几何量精度检测的基本能力；培养公差设计及几何量精度检测的基本能力；3）基本掌握几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则；基本掌握几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则；4）能能读读图图，学学会会根根据据机机器器和和零零件件的的功功能能要要求求，正正确确设设计计公公差与配合，并正确地标注图样；差与配合，并正确地标注图样；5）学会查工具书，如手册、标准等。

学会查工具书，如手册、标准等。

6）了了解解各各种种典典型型几几何何量量的的检检测测方方法法和和初初步步学学会会使使用用常常用用的的计量器具。

计量器具。

总之，总之，本课程的任务在于使学生获得机械工程技术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。

此外，也为后续课程及课程设计、毕业识和技能。

此外，也为后续课程及课程设计、毕业设计打好基础设计打好基础课程特点和学习方法课程特点和学习方法|课程特点课程特点（多、强、大多、强、大）z多：

多：

定义、符号、公式、标准规定和经验解法多；定义、符号、公式、标准规定和经验解法多；z强：

强：

原则性强，因为必须按国标有关规定进行设计；原则性强，因为必须按国标有关规定进行设计；z大：

大：

实际应用中灵活性大。

实际应用中灵活性大。

|学习方法学习方法记忆为主记忆为主,逻辑推理为辅逻辑推理为辅;记住概念、术语、原则和符号记住概念、术语、原则和符号,并理解各概念之并理解各概念之间的区别与联系。

间的区别与联系。

具体要求具体要求1、记好笔记、记好笔记;2、不迟到、不迟到,不早退不早退,更不要旷课更不要旷课;3、认真听讲、认真听讲,勤于思考勤于思考;4、独立、独立,认真地完成作业认真地完成作业;5、自学、自学成成绩绩考考核核“学生成绩学生成绩=平时成绩平时成绩（30%）+期末考试成绩期末考试成绩（70%）”期末考试成绩期末考试成绩70%作业作业15%（一定要按时交一定要按时交）出勤率出勤率15%平时成绩平时成绩30%第二节第二节互换性互换性定义定义:

满足以下三个条件满足以下三个条件：

（1）不经选择）不经选择

（2）不需要辅助加工及修配便能装配与更换；）不需要辅助加工及修配便能装配与更换；（3）装配与更换后能满足使用和生产上的需求。

）装配与更换后能满足使用和生产上的需求。

举例举例：

螺栓、轴承、变速箱、灯泡，螺栓、轴承、变速箱、灯泡，汽车、汽车、自行车、自行车、缝纫机、钟表上的零部件缝纫机、钟表上的零部件，螺钉螺母，滚动轴承，螺钉螺母，滚动轴承，机床、机床、汽车、电子产品、军工产品汽车、电子产品、军工产品机械制造中的互换性机械制造中的互换性是指在是指在同一规格同一规格的一批零部件中的一批零部件中,任取其一，不需任何任取其一，不需任何挑选挑选和附加的和附加的修配与调整修配与调整，就能，就能装在机器上，达到装在机器上，达到规定的功能要求规定的功能要求。

这样的一批零件。

这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零部件。

或部件就称为具有互换性的零部件。

说明：

说明：

（满足互换性的条件）（满足互换性的条件）由互换性定义可知，具有互换性的零部件必须满足：

由互换性定义可知，具有互换性的零部件必须满足：

1、同一规格；、同一规格；2、一般针对一批零部件而言；、一般针对一批零部件而言；3、应满足装配过程中三个阶段的要求：

、应满足装配过程中三个阶段的要求：

装配装配前前不挑不挑装配装配时时不调整或修配不调整或修配缺一不可缺一不可装配装配后后满足使用要求满足使用要求互换性的分类互换性的分类尺寸尺寸形状（宏观、微观）形状（宏观、微观）相对位置相对位置对几何要素的提出互换性要求。

一、一、按参数特性或使用要求分为：

按参数特性或使用要求分为：

1）几何参数互换性几何参数互换性（主要保证装配）狭义互换性规规定定几几何何参参数数的的公公差差以以保保证证产产品品的的理理论论几几何何参参数数与与实实际际几几何参数充分近似而达到的互换性。

何参数充分近似而达到的互换性。

2）功能互换功能互换（保证使用）广义互换性规定规定功能参数功能参数的极限范围所达到的互换性的极限范围所达到的互换性功能参数功能参数:

含几何参数及材料性能参数：

含几何参数及材料性能参数：

物理机械化学对性能提出互换性要求。

本课程只研究几何参数的互换性，即机械精度设计。

de形状精度形状精度尺寸精度位置精度位置精度微观轮廓精度微观轮廓精度fR二、二、按互换程度分：

按互换程度分：

1）完全互换完全互换绝对互换绝对互换装配或更换时，不挑、不调、不修的互换性。

（灯泡灯泡）2）不完全互换不完全互换相对互换（有限互换）相对互换（有限互换）因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换,在装配前需经过挑选、调整或修配等辅助处理。

不不完全互换完全互换（按实现方法不同）（按实现方法不同）分组互换分组互换调整互换调整互换修配互换修配互换分组互换分组互换|指同种零、部件加工好以后，在装配前要指同种零、部件加工好以后，在装配前要先进行先进行检测分组检测分组，然后按组进行装配，仅，然后按组进行装配，仅仅同组的零、部件可以互换，组与组之间仅同组的零、部件可以互换，组与组之间的零、部件不能互换。

例如有些滚动轴承的零、部件不能互换。

例如有些滚动轴承内、外圈滚道与滚动体的结合、活塞销与内、外圈滚道与滚动体的结合、活塞销与活塞销孔、连杆孔的结合，都是分组互换。

活塞销孔、连杆孔的结合，都是分组互换。

调整互换调整互换指同种零、部件加工好以后，在装配时要用指同种零、部件加工好以后，在装配时要用调整的方法改变它在部件或机构中的尺寸或调整的方法改变它在部件或机构中的尺寸或位置，方能满足功能要求。

例如燕尾导轨中位置，方能满足功能要求。

例如燕尾导轨中的调整镶条，在装配时要沿导轨移动方向调的调整镶条，在装配时要沿导轨移动方向调整它的位置，方可满足间隙的要求。

整它的位置，方可满足间隙的要求。

修配互换修配互换|指同种零、部件加工之后，在装配时要用指同种零、部件加工之后，在装配时要用去除材料的方法改变它的某一实际尺寸的去除材料的方法改变它的某一实际尺寸的大小，方能满足功能上的要求。

例如普通大小，方能满足功能上的要求。

例如普通车床尾座部件中的垫板，在装配时要对其车床尾座部件中的垫板，在装配时要对其厚度再进行修磨，方可满足普通车床头、厚度再进行修磨，方可满足普通车床头、尾顶尖中心的等高要求。

尾顶尖中心的等高要求。

三、对独立的标准部件或构件而言三、对独立的标准部件或构件而言1）内互换）内互换部部件件或或机机构构内内部部组组成成零零件件之之间间的的互互换换性性（标标准准件内部各零件之间）件内部各零件之间）2）外互换）外互换部件或机构与其外部相配零件间的互换性部件或机构与其外部相配零件间的互换性内、外互换的例子内互换内互换内互换内互换（采用分组互换）（采用分组互换）（采用分组互换）（采用分组互换）内、外套圈的滚道与滚动体之间内、外套圈的滚道与滚动体之间内、外套圈的滚道与滚动体之间内、外套圈的滚道与滚动体之间外互换（采用完全互换外互换（采用完全互换外互换（采用完全互换外互换（采用完全互换）内套圈与支承轴，内套圈与支承轴，内套圈与支承轴，内套圈与支承轴，外套圈与轴承座孔外套圈与轴承座孔外套圈与轴承座孔外套圈与轴承座孔图图图图11：

滚动轴承：

滚动轴承：

滚动轴承：

滚动轴承零部件厂际协作应采用零部件厂际协作应采用完全互换完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用可采用不完全互换不完全互换。

如何使零件具有互换性？

|零件完全相同（不可能、没必要），可按公差制造零件完全相同（不可能、没必要），可按公差制造|公公差差：

零零零零件件件件尺尺尺尺寸寸寸寸和和和和几几几几何何何何参参参参数数数数的的的的允允允允许许许许变变变变动动动动范范范范围围围围，包包包包括括括括尺尺尺尺寸公差、形状公差、位置公差等寸公差、形状公差、位置公差等寸公差、形状公差、位置公差等寸公差、形状公差、位置公差等|公差用来公差用来控制加工中的误差控制加工中的误差，以保证互换性的实现，以保证互换性的实现|设设计计者者的的任任务务：

要要正正确确地地确确定定公公差差，并并把把它它在在图图样样上上明确地表示出来。

明确地表示出来。

|在在满满足足功功能能要要求求的的前前提提下下，公公差差值值应应尽尽量量规规定定得得大大一一些，以便获得最佳的经济效益。

些，以便获得最佳的经济效益。

互换性的作用互换性的作用1）在设计设计方面，有利于最大限度采用标准件、通用件和标准件，大大简化绘图和计算工作，缩短设计周期。

便于计算机辅助设计CAD。

2）在制造制造方面，有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专用设备，提高生产效率。

3）在使用、维修使用、维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持久的运转。

提高了机器的使用寿命。

（如军用：

子弹、炮弹；民用：

备用轮胎、电子元件等）（维修方便）总结：

简化设计、有利加工、加快装配、容易维总结：

简化设计、有利加工、加快装配、容易维修、便于管理、降低成本修、便于管理、降低成本小结小结|理解并掌握：

互换性的概念及分类理解并掌握：

互换性的概念及分类|了解：

互换性原则在机械制造中的重要作用了解：

互换性原则在机械制造中的重要作用|要使具有互换性的产品几何参数完全一致，是不可能，也是不必要的。

在此情况下，要使同种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参数充分近似。

其近似程度可按产品质量要求的不同而不同。

零件几何参数的允许零件几何参数的允许变动量称为公差变动量称为公差。

|现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细和协作多。

为使社会生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格品种简化，使分散的、局部的生产环节相互协调和统一。

|标准与标准化正是实现互换性生产的主要途标准与标准化正是实现互换性生产的主要途径和手段，也是基础径和手段，也是基础第第2节节标准化及优先数系标准化及优先数系一、标准化一、标准化标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。

标准化是互换性生产的基础，没有标准化就没有互换性。

1）标准的定义）标准的定义为了在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定为了在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件。

共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件。

对对重复性事物和概念重复性事物和概念所作的所作的统一规定统一规定，它以科学技术和实，它以科学技术和实