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互换性与技术测量
互换性与技术测量的思维导图，包含技术测量的概念、测量方法与测量工具、第三章测量技术基础、第四章几何公差检测（重点）、第五章表面粗糙度及检测等。
编辑于2021-11-24 11:04:38- 互换性
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互换性与技术测量
第二章 圆柱体结合的公差与配合 （计算题 填空 选择）
基本术语
几何要素
组成要素
公差组成要素
图纸上的理论正确组成要素
实际（组成）要素
可理解为加工出来的实物零件的轮廓线
提取组成要素
可理解为对零件进行检测时所测量的零件的部分轮廓线
拟合组成要素
由提取组成要素形成的并具有理想形状的组成要素
导出要素
公称导出要素
没有实际导出要素
测量导出要素
拟合导出要素
尺寸
基本尺寸
孔轴配合的要求：孔轴的基本尺寸要相同
基本尺寸由设计者给定 一般要符合标准尺寸系列 以减少刀具量具夹具的种类
极限尺寸
设计时给定
Dup Dlow
dup dlow
零件合格的条件： 1.提取要素要在上下极限尺寸之间 也可以等于极限尺寸 最大极限尺寸≥提取尺寸≥最小极限尺寸 2.零件的实际尺寸落在公差带内就是合格的
提取尺寸
由于测量误差的存在，提取尺寸并非尺寸的真值
最大实体尺寸
最小实体尺寸
有关偏差与公差的术语
偏差
偏差有正负
极限偏差
基本偏差
定义：最靠近零线的偏差
基本偏差系列
细节注意
1.基本偏差有26-5+7=28个字母代号 在26个英文字母中去掉5个字母(孔去掉I、L、O、Q、W，轴去掉i、 l、o、q、w)，加上7组字母(孔为CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC；轴为cd、ef、fg、js、za、zb、zc)。
2.其中JS(js)公差带是上下对称的
3.公差带j是近似上下对称的 基本偏差为下偏差
4.基本偏差规定了公差带的位置 标准公差决定了公差带的大小
轴的基本偏差
根据基本尺寸与公差等级查阅P24 P25的表格即可
孔的基本偏差
到时候在表上直接加就行
公差
尺寸公差
最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差 的绝对值
标准公差
表格 详见P19
公差等级
1.共有IT01 IT0~IT18 20个等级 IT01等级是精度最高的
2.公差等级越高（IT后的数字越小） 加工越困难
公差数值
1.同一公差等级 公称尺寸越大 公差数值越大
2.同一尺寸范围 公差等级越小 公差数值越小
公称尺寸不同时 不能用公差数值来衡量精度 要用公差等级来衡量精度
配合公差
Tf=Th+Ts
注意点
公差只有正值
公差带图
有关配合的术语
间隙配合
定义
间隙大小用X表示
应用
1.孔轴之间有相对滑动时
2.一般的定位配合
过盈配合
定义
过盈大小用Y表示 一般为负值
应用
1.联结件没有相对运动
2.过盈不大时用键连接传递扭矩 可拆卸
3.过盈大时靠孔轴的结合力传递扭矩 不可拆卸
过渡配合
定义
应用
1.定位精确
2.要求拆卸的相对静止的联结
配合制
基孔制
基轴制
应用详见公差与配合的选用
配合公差
公差与配合的选用
基准制的选择
基孔制
设计时优先使用基孔制
好处：孔难加工 采用基孔制可以大大减少刀具、量具的规格品种 经济性好
基轴制
1.同一个轴上装配好几个不同配合的零件时
2.与标准件配合时 例如安装轴承的孔与轴承配合时
非基准制
精度不高且需要经常拆装的情况
公差等级的选择
1.在满足使用要求的前提下 尽量选取低的公差等级
2.由于孔比轴更难加工 标准等级IT小于等于8时 推荐采用孔比轴低一级的配合 例如 H7/f6
配合方式选择
间隙
过盈
过渡
例题
最后确定下来的孔轴配合 最大间隙最大过盈等要在要求范围内
课后习题
这里要注意孔的基本偏差
第四章 几何公差检测（重点） （标注题 改错题 填空 选择）
几何公差及公差带
几何要素的分类
按照检测时的地位分
被测要素
基准要素
按照功能关系分
单一要素
关联要素
几何公差带的四要素
形状
大小
位置
方向
几何公差带
形状公差P66
单一实际要素的形状所允许的变动全量
注意点
形状公差只有这一个地方加直径符号
位置公差P68
关联实际要素的位置对基准所允许的变动量
注意点
平行度 这三种都可以
同轴度
全部都有直径标注
加直径符号的只有垂直度 同轴度 直线度 平行度
定位公差P75
跳动公差P77
圆跳动
径向圆跳动
端面圆跳动
斜向圆跳动
全跳动
径向全跳动
端面全跳动
注意点
跳动公差全部没有直径标注
几何公差的标注
1.公差框格
2.指引线
3.基准代号
4.注意
公差原则
基本概念
边界
由设计给定的具有理想形状的极限包容面
最大实体状态
对应材料最多时的状态
孔的最大实体状态对应孔径最小
轴的最大实体状态对应轴径最大
最小实体状态
对应材料最少时的状态
轴的最小实体状态对应轴径最小
孔的最小实体状态对应孔径最大
最大实体实效状态、尺寸、边界
最大实体实效状态
1.提取组成要素处于最大实体状态（孔最小轴最粗）
2.导出要素几何误差等于给定公差
最大实体实效尺寸
Dmv=Dmin-t
dmv=dmax+t
最大实体实效边界
尺寸为最大实体实效尺寸的边界 (包容原则 最大实体要求对应的边界)
最小实体实效状态、尺寸、边界
最小实体实效状态
1.提取要素处于最小实体状态（孔最大轴最细）
2.导出要素的几何误差等于给定误差
最小实体实效尺寸
Dlv=Dmax+t
dlv=dmin-t
最小实体实效边界
尺寸为最小实体实效尺寸的边界
公差原则
独立原则
独立原则的几何公差与尺寸公差是互不干涉的
相关原则
包容要求
尺寸要求
1.提取组成要素不超过最大实体尺寸 意思就是轴的实际尺寸加上导出要素的公差后要不超过最大实体尺寸
2.提取的局部尺寸不小于最小实体尺寸 意思就是轴的尺寸可以小，但是不能低于最小的尺寸
3.包容要求用于单一要素时 要有符号
例子
意思就是导出要素公差上限就是0.02了，不能再大了 但是轴依然可以再小 只要不超过最大实体尺寸就行
注意点
包容要求用于满足较严格配合要求的要求
最大实体要求
尺寸要求
1.提取组成要素不超过最大实体尺寸 意思就是轴的实际尺寸要老老实实的在最大实体尺寸与最小实体尺寸之间
2.提取局部尺寸和几何误差的综合结果不得超过最大实体实效边界
3.当提取组成要素处于最小实体状态时 几何误差值允许达到最大值 详见实例
4.最大实体要求中，几何公差框内要加
实例
这里直线度的最大误差超过了图样上的几何公差值 而对于包容要求来讲这是不允许的 这也是最大实体要求和包容要求的区别所在
注意点
最大实体要求适用于需要保证可装配性的场合
最大实体要求与包容原则的区别
遵守的边界不同
包容原则遵守的边界是最大实体边界，即尺寸公差决定的边界
最大实体要求遵守的边界是最大实体实效边界，即尺寸公差再加上几何公差
面对的要素不同
包容要求只适用于单一要素
最大实体要求只适用于导出要素
几何公差的选择
基准的选择P94
公差原则的选择
1.独立原则应用最广 适用于全部几何公差项目
2.包容要求主要用于满足配合性能的要求
3.最大实体要求只适用于导出要素 主要是满足可装配性要求的场合
几何公差项目的选择
几何公差值的选择
课后习题
第六章 光滑工件的检测及其标准 （选择 填空）
光滑工件尺寸的通用计量器具检测
量具
1.检验光滑工件尺寸时，可使用通用测量器具，也可使用极限量规
2.通用测量器具能测出工件实际尺寸的具体数值，能够了解产品质量情况，有利于对生产过程进行分析。但多数计量器具通常只用于测量尺寸，而无法测量工件上可能存在的形状误差。
3.量规检验尺寸的特征是判断被测零件是否在规定的极限尺寸范围内，以确定零件是否合格，它不能测出零件的实际尺寸
4.不论是使用通用计量器具还是光滑极限量规 都会有误差存在
基本概念
规范区与合格区
其中1为规范区 3为合格区
U为不确定度，合格区为规范区在前后去掉不确定度后的区域
不合格区
其中1为规范区 4为不合格区
只有测量结果处于不合格区才被判为不合格
不确定区
其中1为规范区 5为不确定区
在这一区域既不能确定其是否合格 也不能判定其不合格
要着力减少不确定度
验收原则
原则上只接收位于规定尺寸极限之内的工件
只允许有误废，不允许有误收
验收极限方式
内缩验收极限
规定安全裕度一般为工件公差的1/10确定 或查表6-1
用安全裕度来抵消不确定度
不内缩验收极限
上验收极限=最大极限尺寸
下验收极限=最小极限尺寸
这类方案使得误收误废可能发生
验收极限方式的选择
1.若对所有零件均采用内缩验收极限 既不经济 又不合理
2.对于公差等级较高以及遵循包容原则的零件 采用内缩验收极限
3.对于非配合以及一般公差的零件采取不内缩验收极限确定
4.当工艺能力指数CP≥1时，可选用不内缩方式，但对采用包容要求的尺寸，其最大实体尺寸一边应选用内缩方式
例题
光滑工件尺寸的光滑量规检测
量规的作用
一般用于对遵守包容要求的大规模生产的工件进行尺寸检测
多用来判断圆形孔、轴的合格性
光滑极限量规必须成对使用
量规的分类
工作量规
验收量规
校对量规
量规的形状
泰勒原则
孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸
在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸
通规
1.用于控制工件的体外作用尺寸
2.定形尺寸等于工件的最大实体尺寸
3.测量长度等于配合长度
止规
1.用于控制工件的实际尺寸
2.定形尺寸为工件的最小实际尺寸
检验时，通规能通过工件，而止规不能通过（顾名思义 通规止规），则认为工件是合格的。
通规理论上应是全形的、止规理论上应是非全形的。
第八章 常用结合件的公差与配合 （选择 填空 标注）
键与花键联接的公差与配合
平键
结构
注意平键的配合尺寸只有宽度 长度不是配合尺寸
平键的公差与配合
由于键是标准件 因此配合采用基轴制
平键和键槽配合尺寸的公差带和配合种类
平键和键槽非配合尺寸的公差带和配合种类
平键的标注
综合标注
花键
结构
键形
矩形花键
应用最多
渐开线花键
三角花键
特点
与单键相比，花键具有承载能力强、可传递较大的扭矩、定心精度高、导向性好
花键可作固定联结，也可作滑动联结
花键的制造工艺复杂，成本较高
花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴）
定心方式
小径定心
矩形花键采用小径定心
1.采用小径定心，矩形花键能保证和提高传动精度，提高产品性能和质量。
2.采用小径定心，有利于提高机器的使用寿命。
3.采用小径定心，有利于用齿轮精度标准的贯彻配套
4.采用小径定心，可减少刀、量具和工装规格，有利于集中生产和生产管理以及配套协作。
大径定心
键侧定心
花键的公差与配合
基准制
每种情况下花键配合的公差等级都不相同，且矩形花键结合采用基孔制
几何公差
内、外花键小径（定心直径）的尺寸公差和形位公差的关系必须采用包容要求。
在大批量生产时，采用花键综合量规来检验矩形花键，因此对键宽需要遵守最大实体要求。对键和键槽只需要规定位置度公差
在单件、小生产时，对键（键槽）宽规定对称度公差和等分度公差，并遵守独立原则，两者同值
花键的规格
N（键数）×d（小径）×D（大径）×B（厚度）
内花键：6×28H6×32H10×7H9
外花键：6×28g5×32a11×7f7
花键副
花键的标注
螺纹联结的公差与配合 （只有小题）
普通螺纹公差
要实现普通螺纹的互换性必须满足其使用要求 即旋合性和连接强度
旋合性：相互配合的内外螺纹可以自由旋入 并满足配合性质
连接强度：指相互结合的内外螺纹可以均匀接触 具有足够的连接强度
影响螺纹互换性的几何参数有：螺纹的大径、中径、小径、螺距和牙型半角
普通螺纹基本偏差
内螺纹的公差带在零线上方，其基本偏差为下偏差，用EI表示；
外螺纹的公差带在零线下方，其基本偏差为上偏差，用es表示
螺纹的标注
M14×Ph6P2(three starts)-7H-L-LH： 表示普通内螺纹、公称直径为14mm、导程为6mm、螺距为2mm的三线螺纹、中径和顶径公差带7H、旋合长度为长等、左旋螺纹。
螺纹中径合格判断标准
遵循泰勒原则
实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体牙型的中径， 任何部位的单一中径不允许超出最小实体牙型的中径
用光滑极限量规检验螺纹顶径，用螺纹量规检验其作用中径和底径的合格性
第九章 圆柱齿轮传动的极限与配合
齿轮传动的使用要求P197
传递运动的准确性
传动的平稳性
载荷分布的均匀性
传动侧隙
齿轮加工误差的来源P197
几何偏差
运动偏心
机床传动链的高频误差
滚刀的制造误差与安装误差
齿轮指标的分组
第七章 滚动轴承的极限与配合 （选择 填空 标注题）
概述
滚动轴承是具有两种互换性的标准零件
滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与孔座的配合 称为外互换
滚动体与轴承内圈的配合称为内互换
滚动轴承的公差等级和精度
普通级P0（精度最低）、高级P6、P6x、精密级P5、超精密级P4 最精密级P2（精度最高）
0级 用于旋转精度要求不高的一般机构中。 6级、5级、4级：用于旋转精度要求较高或转速较高的机构中。 2级：用于高精度、高转速的特别精密部件上。
滚动轴承内、外径配合公差及选用
滚动轴承的配合
内圈与轴颈配合选用基孔制
外圈与外壳配合选用基轴制
配合的选择
局部负荷
通常采用小间隙配合或过渡配合
循环负荷
通常采用过盈或较紧的过渡配合
摆动负荷
一般与受循环负荷的配合相同或稍松些
随着轴承尺寸增大，选择的过盈配合过盈越大，间隙配合间隙越大
标注
在装配图上，不用标注轴承的公差等级代号， 只需标注与之相配合的轴承座及轴颈的公差等级代号。 （意思是不要在轴承上标 要在轴上标）
小结
第五章 表面粗糙度及检测 （填空 选择 改错题）
概述
1.表面粗糙度的形成与影响
加工过程中由于刀痕 材料塑性变形等引起的
对工件的配合性能 耐磨性能等等都有影响
2.表面越粗糙越容易磨损 表面粗糙度越小仪器工作精度越高
3.对于配合而言
对于间隙配合 表面粗糙度大会使间隙很快增大，降低连接强度
对于过盈配合 表面粗糙度会减小过盈量 降低连接强度
表面粗糙度的评定
评定基准
中线、取样长度lr、评定长度ln
轮廓参数
评定参数
轮廓算数平均偏差Ra
取样长度lr内纵坐标Z(x)的绝对值的算数平均值
轮廓最大高度Rz
Rz=Rp+Rv 即最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和
附加参数
轮廓支承长度率Rmr(c)
Rmr(c)值大，表示该轮廓的凸起实体部分较多，即起支承载荷作用的长度上，接触刚度高，承载能力及耐磨性也好。
Rsm — 轮廓单元平均宽度
用于对涂渡性能 抗裂纹性能有要求时
表面粗糙度的标注
极限判断规则
16%规则
允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超 过规定值的个数少于总数的16％。
最大规则
表面粗糙度参数的所有实测值均不得超过规定值。 在Ra（或Rz）后面标注“max”或“min”的标记
标注原则
最上面那个标注不能单独使用
表面粗糙度标注示例
表面粗糙度的选择
1.原则上在满足功能的前提下选择大的表面粗糙度 以减小加工难度 降低成本
2.工作面表面粗糙度比非工作面的表面粗糙度要小
3.密封性 防腐蚀性要求高的表面表面粗糙度要小
4.应力集中的部位表面粗糙度要小
课后习题
第三章 测量技术基础 （填空 选择 计算题）
技术测量的概念
测量四要素
测量对象
测量方法
计量单位
测量精度
精密度
衡量随机误差的大小
正确度
衡量系统误差的大小
精确度 精(密)(正)确度
表示随机误差与系统误差综合影响的程度
量块
性质
稳定性
量块的材料是用铬锰合金制成的 膨胀系数小 性质稳定 不易变形
粘合性
把一个量块的工作表面沿着另一量块的工作表面滑动 稍微用力 两量块即可粘合在一起
准确性
有六级精度 00(精度最高) 0 1 2 3 除此之外还有K级作为校准 有五等精度 1 2 3 4 5精度依次降低
应用
使用时为了减少累计误差 一般不超过4~5块
选用量块时应从消去需 要数字的最小尾数开始，逐一选取。
测量方法与测量工具
测量方法P44
获得结果的方式
直接测量
间接测量
测量与被测量有函数关系的其他量 再通过函数关系得到被测量的值
比较的方式
绝对测量
相对测量
接触与否
接触测量
非接触测量
同一时刻测量的参数数目
单项测量
综合测量
按照对加工过程所起的作用
主动测量
加工过程中的测量
被动测量
加工完成后的测量
测量时工件所处的状态
静态测量
动态测量
测量工具
量规只能判断被测量的合格与否 不能获得被测量的具体数值
误差
误差的概念
绝对误差
相对误差
误差的来源
器具带来的误差
方法带来的误差
环境误差
误差的分类
系统误差
多次测量同一值时 误差的大小恒定或有一定规律
实践中系统误差不一定能完全消除
粗大误差
人为不正当操作带来的误差
分析误差时主要分析系统误差与随机误差 粗大误差应当予以剔除
随机误差
测量中误差的大小和正负以不可预测的方式变化
这类误差不能消除 只能设法减小对结果的影响
标准偏差P56 例题在P58
例题
课后习题
第一章 绪论 （填空 选择）
互换性
1.什么是互换性
1统一规格的零部件
2不需要挑选
3装配后满足要求
互换性：装配前，按一定的规格要求加工制造，装配时不需挑选修配或调整，装配后满足预定功能的使用要求
2.互换性的重要意义
给设计制造装配等带来极大便利
适用大批量生产也适应小批量生产
3.互换性的分类
互换的程度
完全互换
不完全互换
不宜用于厂际协作
标准零件
内互换
标准零件内部的互换 例如轴承内圈和外圈的互换
外互换
标准零件与其他零件的互换
4.互换性的前提
标准化是互换性的前提
优先数
1什么是优先数与优先数系
量纲为1的分级数系 十进制等比数列
有R5 R10 R20 R40四个基本数系 R80补充数系 Rr/p派生数系
r为5 10 20 40 p表示每隔p-1项取一个Rr系列的数
2.优先数的优点
1.相对差均匀 疏密适中 便于计算
2.优先数的积 商 仍为优先级
标准
标准按照颁发级别分为 国家标准 行业标准 地方标准 企业标准
课后习题
互换性的作用：
给设计制造装配等带来极大的便利P2
互换性的分类：
按照互换的程度分有完全互换与不完全互换 对于标准零件还有内互换与外互换
为什么要制定优先数和优先数系
减少尺寸规格的杂乱繁多 给组织生产、协作配套、使用维修带来便利
优先数系是一种什么数列
量纲为1的分级数列 十进制等比级数
有何特点
什么是派生系列