1、第 1 页 共 27 页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
2、。3.从设计方面看：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、地方标准和第 2 页 共 27 页企业标准。（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
3、精度。测量仪器和测量工具统称为计量器具。计量器具分类按其原理、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 评定比较测量精度高低基本尺寸不相同用 评定第 3 页 共 27 页（1）绝对误差 测得值与被测量真值之差。 0x（2）相对误差 测量的绝对误差的绝对值与被测量真值之比。 %10|00xx（3）极限误差测量的绝对误差的变化范围。 lim0limxx或 li随机误差 不可消除，只能减小按误差性质可分 系
4、统误差 可消除粗大误差剔除控制几何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）公称尺寸是指设计给定的尺寸(孔：D 、轴：d ) 。第 4 页 共 27 页（2）实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸（ aD）。ad（3）极限尺寸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）（ ）；maxDd允许的最小尺寸为下极限尺寸（最小极限尺寸）（ ）。mini公称尺寸 D,d 和极
5、限尺寸 ， ； ， ，是设计给定的。maxDinmaxdin实际尺寸 ， ，是通过测量得到的。aDd实际尺寸合格条件为: maxminid（4）尺寸偏差（简称偏差）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)孔: 上偏差 轴: 上偏差 DESmax desmax下偏差 下偏差 Iin iin孔、轴实际偏差 Eadea实际偏差合格条件为第 5 页 共 27 页ESIaesia（5）尺寸公差（简称公
6、差）是指允许尺寸的变动量。孔：T D = | DmaxDmin| = | (Dmax- D)(Dmin- D|= | ESEI |轴：T d =| dmaxdmin |= |esei|偏差与公差区别： 偏差是代数值,有正负符号；而公差则是绝对值，不带符号（尺寸公差不能为零）。 偏差有基准 公称尺寸为基，公差无基准 。 偏差影响配合松紧，公差影响配合精度。 实际偏差是对单个零件的判断，公差是对一批零件的判断。公差带图由零线和公差带两部分组成。（6）标准公差是指国家标准所规定的任一公差值。基本偏差是指国家标准所规定的上极限偏差或下极限偏差，它一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。配合是指公称尺寸
7、相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。间隙配合 孔的公差带在轴的公差带之上的配合。配合的分类 过盈配合 孔的公差带在轴的公差带之下的配合。过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合，即公差带重叠。第 6 页 共 27 页（7）配合公差是指允许间隙或过盈的变动量，它等于配合的孔与轴的公差之和。用符号 表示。fT配合制（基准制）是指同一极限制的孔和轴组成的一种配合制度。配合制分基孔制和基轴制。基孔制配合的孔为基准孔,其代号为 H 基准孔的基本偏差为 EI = 0基轴制配合的轴为基准轴，其代号为 h 基准轴的基本偏差为 es = 0必须掌握的六个计算公式ESD maxD ； esd maxd （1）EI
8、D minD ； eid mind （2）TD=ESEI； T desei （3）Xmax（Y min ）ESei ； （4）Xmin（Y max ）EIes （5）Tf =X max（Y min）X min（Y max）|T DT d (6) 标准公差系列决定孔、轴公差带大小。标准公差系列是由不同的公差等级和不同的孔、轴公称尺寸的标准公差值构成的。公差等级共 20 个等级，等级依次降低，公差数值依次增大，精度越低。 基本偏差系列决定孔、轴公差带位置。基本偏差是确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线或位于零线的那个偏差。第 7 页 共 27 页孔和轴各有 28 种基本偏差。各种
9、基本偏差形成配合的特性（1） AH 与 h 和 ah 与 H 各形成 11 种间隙配合。（2） JS、JN 与 h 和 js、jn 与 H 各形成 5 种过渡配合。（3） PZC 与 h 和 pzc 与 H 各形成 12 种过盈配合。公差带用基本偏差的字母和公差等级数字表示，如 H7，f6 等。配合用相同公称尺寸与孔、轴公差带表示。孔、轴公差带写成分数形式，分子为孔的公差带，分母为轴的公差带。 （1） 零件图上：在公称尺寸后注出公差带代号或注出上、下偏差值，或者同时注出公差带代号和上、下偏差值。（2） 装配图上：在公称尺寸后注出孔、轴配合代号，或者同时注出孔、轴配合代号和孔、轴的极限偏差。（1
10、）一般情况下应优先选用基孔制 （2）轴与公称尺寸相同的多孔配合，且配合性质要求不同的情况，此时采用基轴制 标准公差等级的选用原则：在充分满足使用条件下，考虑工艺的可能性，应尽量选用精度较低的公差等级。孔的公差等级比轴的公差等级低一级。若孔选 IT7，则轴选 IT6。配合种类的选用通常有计算法、试验法和类比法。类比法是确定机械和仪器配合种类最常用的方法。第 4 章 几何精度设计与检测几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、第 8 页 共 27 页方向和相互位置的差异。在形状上的差异称形状误差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差。几何误差对零件使用性能的影响
11、： 影响零件的功能要求 影响零件的配合性质 影响零件的自由装配几何误差的研究对象几何要素构成零件几何特征的点、线、面称为几何要素。几何要素分类：1. 按结构特征分：（1）组成要素（轮廓要素）（2） 导出要素（中心要素）2. 按检测关系分： (1) 被测要素 （单一要素 关联要素）（2）基准要素基准理想的基准要素。1. 几何公差的类型、几何特征及其符号如表 4.1 所示。几何特征项目第 9 页 共 27 页几何公差分为形状公差(6 项)、方向公差（5 项）、位置公差（6 项）和跳动公差（2 项）共四类（19 项）。其中形状公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。方向公差、位置公差和跳动
12、公差是对关联要素提出的几何特征，因此，在大多数情况下都有基准要求。2. 几何公差的附加符号如表 4.2 所示几何特征项目第 10 页 共 27 页单一基准基准种类 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。 被测要素为面对基准面
