互换性与技术测量知识点[2].docx

互换性及技术测量学问点第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，并能满意运用性能要求的特性。互换性应具备的条件：装配前不换 装配时不调整或修配 装配后满意运用要求按互换性程度可分完全互换肯定互换及不完全互换有限互换。按标准零部件和机构格外互换及内互换。互换性在机械制造中的作用1. 从运用方面看：节约装配, 修理时间，保证工作的连续性和长久性，提高了机器的运用寿命。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，不需协助加工和修配，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。标准及标准化是实现互换性的根底。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：强制性标准和举荐性标准。国家强制性标准用代号“GB表示。国家举荐性标准用代号“GB/T表示。优先数系的种类1根本系列 R5, R10, R20, R402补充系列 R803派生系列选用优先数系的原那么按“先疏后密的依次。第2章 测量技术根底测量过程的四要素：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。计量器具分类按其原理, 构造和用途分为:（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. 肯定测量和相对(比拟)测量法2. 干脆测量和间接测量法测量误差 ： 测得值及被测量真值之差。 根本尺寸一样用评定比拟测量精度上下 根本尺寸不一样用评定1肯定误差测得值及被测量真值之差。（2） 相对误差测量的肯定误差的肯定值及被测量真值之比。（3） 极限误差测量的肯定误差的改变范围。或 随机误差 不行消退，只能减小按误差性质可分 系统误差 可消退 粗大误差剔除限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分 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及检测标准规定，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 ) 。2实际尺寸是指零件加工后通过测量获得的某一尺寸 。3极限尺寸是指允许尺寸改变的两个极端值。其中允许的最大尺寸为上极限尺寸最大极限尺寸 ；允许的最小尺寸为下极限尺寸最小极限尺寸 。公称尺寸D,d和极限尺寸，；，是设计给定的。实际尺寸，是通过测量得到的。实际尺寸合格条件为:（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外必需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 下偏差 下偏差 孔, 轴实际偏差 实际偏差合格条件为 （5） 尺寸公差简称公差是指允许尺寸的变动量。孔：TD = | DmaxDmin| = | (Dmax- D)(Dmin- D|= | ESEI |轴：Td =| dmaxdmin |= |esei|偏差及公差区分： 偏差是代数值,有正负符号；而公差那么是肯定值，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 。 偏差影响协作松紧，公差影响协作精度。 实际偏差是对单个零件的推断，公差是对一批零件的推断。公差带图由零线和公差带两局部组成。（6） 标准公差是指国家标准所规定的任一公差值。根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。协作是指公称尺寸一样的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。 间隙协作 孔的公差带在轴的公差带之上的协作。协作的分类 过盈协作 孔的公差带在轴的公差带之下的协作。 过渡协作 可能具有间隙或过盈的协作，即公差带重叠。（7） 协作公差是指允许间隙或过盈的变动量，它等于协作的孔及轴的公差之和。用符号表示。协作制基准制是指同一极限制的孔和轴组成的一种协作制度。协作制分基孔制和基轴制。基孔制协作的孔为基准孔,其代号为 H基准孔的根本偏差为 EI = 0基轴制协作的轴为基准轴，其代号为 h基准轴的根本偏差为es = 0必需驾驭的六个计算公式 ESDmaxD ； esdmaxd 1 EIDminD ； eidmind 2 TD=ESEI； Tdesei 3 XmaxYmin ESei ； 4 XminYmax EIes 5 Tf =XmaxYminXminYmax|TDTd (6) 标准公差系列确定孔, 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。 根本偏差系列确定孔, 轴公差带位置。根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。孔和轴各有28种根本偏差。各种根本偏差形成协作的特性（1） AH及h和ah及H各形成11种间隙协作。（2） JS, JN及h和js, jn及H 各形成5种过渡协作。（3） PZC及h和pzc及H各形成12种过盈协作。公差带用根本偏差的字母和公差等级数字表示，如H7，f6等。协作用一样公称尺寸及孔, 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, 轴协作代号，或者同时注出孔, 轴协作代号和孔, 轴的极限偏差。1一般状况下应优先选用基孔制 2轴及公称尺寸一样的多孔协作，且协作性质要求不同的状况，此时采纳基轴制 标准公差等级的选用原那么：在充分满意运用条件下，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。假设孔选IT7，那么轴选IT6。协作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协作种类最常用的方法。第4章 几何精度设计及检测几何误差是指零件加工后的实际形态, 方向和相互位置及志向形态, 方向和相互位置的差异。在形态上的差异称形态误差，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。几何误差对零件运用性能的影响： 影响零件的功能要求 影响零件的协作性质 影响零件的自由装配几何误差的探讨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. 按构造特征分：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基准要素基准志向的基准要素。几何特征工程1. 几何公差的类型, 几何特征及其符号如表4.1所示。几何特征工程几何公差分为形态公差(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。其中形态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, 位置公差和跳动公差是对关联要素提出的几何特征，因此，在大多数状况下都有基准要求。2. 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态, 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. 形态公差带形态公差带是限制被测要素为线或面。形态公差有直线度, 平面度, 圆度和圆柱度等主要几何特征工程。形态公差带的特点：不涉及基准，它的方向和位置均是浮动的，只能限制被测要素形态误差大小。2. 方向公差带方向公差带是限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志向方向的允许变动量。因此，方向公差有基准。 被测要素为面对基准面 面 被测要素为线对基准面基准 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限制被测要素为点, 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志向位置的允许变动量。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限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公差为形态公差，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。跳动公差带是限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。 跳动公差带能综合限制同一被测要素的形态误差, 方向误差和位置误差。例如径向圆跳动公差带可以同时限制同轴度误差和圆度误差；径向全跳动公差带可以同时限制同轴度误差和圆柱度误差；轴向全跳动公差带可以同时限制端面对基准轴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，假设不能满意功能要素时，那么另行给出形态, 方向和位置公差，其公差值应遵守形态公差小于方向公差，方向公差小于位置公差，位置公差小于跳动公差的原那么。公差原那么是指处理几何公差和尺寸公差之间关系应遵循的原那么。公差原那么分为独立原那么和相关原那么。 无：独立原那么 包涵要求t几何和T尺之间的关系 最大实体要求 有： 最小实体要求 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 2. 体内作用尺寸(IFS)孔的体外作用尺寸用符号Dfi表示 3. 最大实体状态MMC和最大实体尺寸MMS（1） 最大实体状态MMC是指实际要素在给定长度上到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, 外外表孔, 轴的最大实体尺寸为 4. 最小实体状态LMC和最小实体尺寸LMS(1) 最小实体尺寸LMC是指实际要素在给定长度上到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。 5. 最大实体实效状态(MMVC)和最大实体实效尺寸(MMVS)（1） MMVC是指实际要素在给定长度上处于最大实体状态MMC，且其中心要素的 f几何= 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, 外外表孔, 轴的最大实体实效尺寸为 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 是指在最小实体实效状态LMVC下体内作用尺寸。内, 外外表孔, 轴的最小实体实效尺寸为 单一要素的边界没有方向和位置的约束。关联要素的边界应及基准保持图样上给定的方向或位置关系。边界尺寸BS是指志向形态的极限包涵面的直径或宽度。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。独立原那么是确定尺寸公差和几何公差相互关系应遵循的根本原那么。图样上给定的尺寸公差及几何公差要求均是独立的，应分别满意要求。包涵要求ER包涵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 。包涵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, 孔有包涵要求时，其合格条件由以下公式给出： 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状况。它是限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可逆要求不能单独运用，只能及最大实体要求和最小实体要求一起运用，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状况。它是限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。特征工程分为三大类，14个工程，一形态公差4项：直线度 平面度 圆度 圆柱度二形态或位置公差2项：线轮廓度 面轮廓度 三位置公差8项：平行度 垂直度 倾斜度 位置度 同轴度 对称度 圆跳动 全跳动1. 对于有特别功能要求的要素，一般采纳独立原那么；2. 有协作性质要求的要素，一般采纳包涵要求ER；3. 对于保证可装配性, 无协作性质要求的要素，一般采纳最大实体要求MMR；4. 对于保证临界值的设计，以限制最小壁厚,保证最低强度要求 的要素，一般采纳最小实体要求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那么。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第5章 外表粗糙度设计及检测 外表粗糙度轮廓是指加工后零件外表的微小峰谷上下Z程度和间距S状况微观形态。一般按S分：S1mm 为外表粗糙度轮廓；1S10mm为外表 水纹度轮廓；S10mm为 f形态.宏观形态。外表粗糙度轮廓的产生缘由：(1) 切削后遗留的刀痕；(2) 切削过程中切屑别离时的塑性变形；(3) 以及机床等工装系统的振动等。外表粗糙度轮廓对零件运用性能的影响1. 对摩擦和磨损的影响 零件越粗糙，阻力越大，磨损也越快，但外表不是越光滑越好。2. 对协作性质的影响3. 对抗疲惫强度的影响4. 对抗腐蚀性的影响提高外表粗糙的质量，可以增加其抗腐蚀实力。外表粗糙度轮廓的评定1. 取样长度 lr 测量或评定外表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： 为了限制或减弱外表水纹度轮廓的影响。 解除形态误差等对外表粗糙度轮廓测量的影响。一般外表越粗糙，取样长度 lr 就越大。2. 评定长度 ln测量或评定外表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：因为外表的峰谷和间距的不匀称性，为了牢靠地反映外表粗糙度轮廓的特性。3. 中线中线是指具有几何轮廓形态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） 轮廓算术平均中线在取样长度l r 内，划分实际轮廓为上, 下两局部，且使上, 下两局部面积相等的线。从幅度, 间距和 形态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。2. 间距参数 3. 混合参数形态参数外表粗糙度轮廓评定参数共 4个：根本参数 Ra 轮廓算术平均偏差 2 个 Rz 轮廓最大高度 附加参数 Rsm 轮廓单元平均宽度(协助参数) Rmr(c) 轮廓支承长度率 2 个外表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 即根本参数的选用一般状况下从幅度参数的轮廓算术平均偏差 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，因为它反映外表粗糙度特性的信息量大和用轮廓仪测量简单。m，一般用双管显微镜测量。 它用于处理部位小，峰谷小或有疲惫强度要求的的零件外表的评定（2） 间距参数和混合参数的选用即附加参数的选用2. 参数值的选用（1） 同一零件上，工作外表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)值小于非工作外表；（2） 摩擦外表的轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度Rz)值小于非摩擦外表；（3） 一般状况过盈协作外表的轮廓算术平均偏差Ra或轮廓最大高度Rz值小于间隙协作的外表；（4） 协作性质要求高的协作外表如间隙小的协作外表, 受重载荷作用的过盈协作外表轮廓算术平均偏差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外表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，应留意及尺寸公差T和几何公差t的协调。外表粗糙度轮廓技术要求在图形中标注的内容注写的位置 粗糙度要求注写的位置a 外表粗糙度轮廓的单一要求，即幅度参数Ra, Rzm；b 第二个外表粗糙度轮廓要求,即附加参数如Rsm (mm)；c 加工方法；d 外表纹理和纹理方向；e 加工余量mm。2. 外表粗糙度轮廓要求在图形中注法位置a处 注写外表粗糙度的单一要求，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。假如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。假设为单向下限值，那么必需加注“ 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“隔开。在某些状况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保存连字号“，来区分是短波还是长波。 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：假如默认的评定长度( 5lr ) 时，可省略标注。假如不等于5lr时,那么应注出取样长度的个数。“16规那么，下限为“最大规那么。为了防止误会，在参数代号和极限值之间插入一个空格。外表粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法1对零件的每一外表一般只标注一次，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，所标注的外表粗糙度轮廓要求是对完工零件外表。3粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应及尺寸的注写和读取方向一样。4粗糙度的符号的尖端必需 从材料外指向并接触零件外表。下面以外表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纳标准化值。 外表粗糙度轮廓的检测方法主要有：1. 比拟法 2. 光切法 3. 针描法 4. 干预法 5. 激光反射法第6章 滚动轴承及孔, 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, 外圈滚动体和保持架2. 种类按滚动体 球轴承形态分 滚子 圆柱轴承 轴承 圆锥轴承按负荷 向心轴承径向力方向分 推力轴承轴向力 向心推力轴承径向力, 轴向力 滚动轴承的公差等级是依据其外形尺寸精度和旋转精度确定。标准部件：是协作的基准件。即轴承内圈内径为基准孔外圈外径为基准轴。轴承内, 外圈及轴颈, 外壳孔协作采纳单一径向平面平均直径。负荷类型 旋转负荷 定向负荷 摇摆负荷第8章 键, 花键结合的精度设计及检测键的作用：1传递转矩 (2) 传递运动 3导向平键：一般平键和导向平键花键：矩形花键和渐开线花键一般平键联结的协作种类：松联结, 正常联结和严密联结 定心精度高 花键联结的特点 导向性好 承载实力强理论上花键有小径d, 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及协作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依据定心精度和传递扭矩大小。几何公差（1） 为了保证内, 外花键小径定心外表的协作性质，故小径采纳包涵要求；（2） 一般规定位置度公差，并采纳最大实体要求，位置度公差用于限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，并采纳独立原那么。第9章 螺纹结合的精度设计及检测螺纹五要素：牙型, 直径, 线数, 导程和旋向。螺纹种类：严密螺纹, 一般螺纹(紧固螺纹)和传动螺纹一般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。内螺纹大径D, 外螺纹小径d1 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根本偏差代号组成国标规定了一般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。一般螺纹公差精度由螺纹公差带和螺纹旋合长度形成了精细级, 中等级和粗糙级三个等级。一般螺纹的标注：1.特征代号：一般螺纹“M 1公称直径d, D2导程Ph螺距P2.尺寸代号：公称直径, 导程和螺距代号单线 粗牙：如M16螺纹 细牙：如M16×多线螺纹：如16×3. 公差带代号：中径, 顶径公差带代号 中径和顶径公差带一样标1个，如M10×16g中径和顶 常用的中等精度不标公差带代号，如M16×2径公差带 协作代号: 内, 外螺纹公差带间用斜线分开, 例如 M20×2 7H/7g6g中径公差带代号在前，顶径公差带在后，及尺寸代号间用半字线“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差带代号后分别标注“N或“L。及公差带代号代号间用半字线“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。及旋合长度代号代号间用半字线“分开6. 完整的螺纹标注例如例1 M6×5h6h S LH表示： 一般螺纹公称直径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 圆柱齿轮精度设计及检测齿轮传动的四个方面运用要求: 传递运动的精确性运动精度 传动的平稳性平稳性精度 载荷分布的匀称性接触精度 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 传递运动精确：评定齿轮精度的必检参数 传动平稳： 载荷分布： 齿轮侧隙： 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