互换性与技术测量复习提纲.docx

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互换性与技术测量复习提纲

《互换性与测量技术》课程复习要点

课程名称：

《互换性与测量技术》

适用专业：

机械设计制造及其自动化、车辆工程等

辅导教材：

《互换性与技术测量》 管建峰、钟相强主编北京理工大学出版社

复习要点：

第一章绪论

1、互换性的含义：

机械制造中的互换性，是指按规定的几何、物理及其他质量参数的极限，来分别制造机械的各个组成部分，使其在装配与更换时不需辅助加工及修配，便能很好地满足使用和生产上的要求。

2、优先数和优先数系的定义、基本构成规律、数学特征

定义：

对各种技术参数进行协调、简化和统一的一种科学的数值制度。

«优先数和优先数系»标准（GB321—80）与ISO3采用的优先数相同—十进制几何级数

基本构成规律：

（1）数系的项值中依次包含：

…，0.001，0.01,0.1,1，10，100，…这些数，即由10的整数幂10N（其中N为整数）组成的十进数序列；

（2）十进数序列按：

…，0.001～0.01，0.01～0.1，0.1～1，1～10，10～100，100～1000，…的规律分成为若干区间，称为“十进段”；

（3）每个“十进段”内都按同一公比q细分为几何级数，从而形成一个公比为q的几何级数数值系列。

这样，可根据实际需要取不同的公比q，从而得到不同分级间隔的数值系列，形成优先数系。

数学特征

（1）包含性在R40系列中包含有R20系列中的全部项值；在R20系列中包含有R10系列的全部项值；在R10系列中包含有R5系列的全部项值；在R80系列中包含有R40系列的全部项值。

（2）延伸性系列中的项值可以向两端无限延伸。

（3）相对差同一系列中，任意相邻两项优先数的相对差近似不变。

（4）积、商、和幂同一系列中，任意两项的理论值之积和商，任意一项理论值的整数幂，仍为此系列中一个优先数的理论值。

（5）和与差同一系列中，两个优先数的和与差，一般不再为优先数。

第二章几何量测量基础

1.量块按“级”使用和按“等”使用有什么区别？

①按“级”使用

—忽略量块中心长度的制造误差，按量块的标称值使用。

②按“等”使用

—忽略了检定量块时的测量误差，按量块检定书中给定的中心长度使用。

2.用量块组合尺寸的依据是什么？

●尽量用少的块数

●按组合尺寸的最后一个尾数选取第一块

●每选一块量块都应去掉一个尾数

3.测量误差的定义

绝对误差：

=测得值x–真值

——用以对相同尺寸的测量精度进行评价

相对误差

——用以对不同尺寸的测量精度的评价

4．测量误差的分类

5.测量误差的评定

（1）随机误差的处理与评定

①随机误差的统计规律

•集中性对称性有界性

②对随机误差总体分布参数的估计

样本均值：

μ（总体数学期望）

样本标准差：

σ（总体均方差）

均值的标准差：

（总体数学期望的均方差）

样本均值的极限误差

③测量结果的表达

（2）系统误差的发现与消除

①定值系统误差——不能从系列测得值的数据处理中揭示

预先检定法异号法

②变值系统误差

—可以从系列测得值的数据处理和分析观察中揭示。

残差观察法

残差代数和检验法

变值系差的消除校正值法半周期法

（3）粗大误差的判别与剔除

①3准则（Paŭta准则）

●当n<50时，此法不可靠

●当n≤10时，此法不能剔除

②肖维勒准则（Chauvenet准则）

第三章极限与配合

一、基本术语和定义

（一）孔与轴

（二）有关尺寸的术语和定义

1．尺寸（Size）——以特定单位表示线性尺寸值的数值

2．基本尺寸（BasicSize）

——设计给定的尺寸。

通过它，应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸。

3．实际尺寸（ActualSize）

通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。

4．局部实际尺寸

——一个孔或轴的任意横截面中任何两相对点之间测得的尺寸。

5、作用尺寸（MatingSize）见（P81）

孔的作用尺寸在配合面全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸。

轴的作用尺寸在配合面全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。

6．极限尺寸（LimitsofSize）——一个孔或轴允许的尺寸的两个极端

*孔或轴允许的最大尺寸为最大极限尺寸

*孔或轴允许的最小尺寸为最小极限尺寸

7.最大实体状态（MMC）与最大实体极限（尺寸）（MML）

*最大实体状态——孔或轴具有允许的材料量为最多时的状态

*最大实体极限（尺寸）（MML）

－对应于孔或轴最大实体状态下的那个极限尺寸，即：

轴：

dmax

孔：

Dmin

8.最小实体状态（LMC）与最小实体极限（尺寸）（LML）

*最小实体状态－孔或轴具有允许的材料量为最少时的状态

*最小实体极限（尺寸）（LML）

－对应于孔或轴最小实体状态的那个极限尺寸，即：

轴：

dmin

孔：

Dmax

（三）有关偏差、公差的术语和定义

1.偏差--某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差.

*实际偏差=实际尺寸－基本尺寸

*极限偏差上偏差（ES.es）=最大极限尺寸-基本尺寸

下偏差（EI.ei）=最小极限尺寸-基本尺寸

2.尺寸公差（公差，Tolerance）

—允许尺寸的变动量，等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差的绝对值。

注：

偏差与公差的比较

①偏差——代数量，可正、可负、可为零；

公差——绝对值，无正、无负、不能为零。

②极限偏差—限制实际偏差；

公差—限制实际尺寸的变动量。

③偏差—不反映加工难易，只反映加工结果对基本尺寸的偏离；

公差—反映对制造精度的要求，基本尺寸一定时，反映加工难易。

④极限偏差—反映“公差带”的位置，影响配合松紧程度；

公差—反映“公差带”的大小，基本尺寸一定时，影响配合精度。

3.极限与配合图解

常用公差带图解法直观地分析了解极限与配合的情况

注意：

①孔、轴公差带要有区别；

②基本尺寸一定要注单位

极限偏差可不注单位，用μm为单位

③大小符合逻辑关系，比例协调

④由于公差及偏差的数值与基本尺寸数值相差甚大，在公差带图解中不需用同一比例绘出。

（四）关于配合的术语及定义

1.配合--基本尺寸相同的,互相结合的孔和轴公差带之间的关系.

2.间隙、过盈

间隙（X）--孔的尺寸减相配合的轴的尺寸所得的正差值

过盈（Y）--孔的尺寸减相配合的轴的尺寸所得的负差值.

3.极限间隙（Xmax.Xmin）.极限过盈（Ymax.Ymin）

●最小间隙（Xmin）Xmin=Dmin-dmax=EI-es

●最大间隙（Xmax）Xmax=Dmax-dmin=ES-ei

●最小过盈（Ymin）Ymin=Dmax-dmin

●最大过盈（Ymax）Ymax=Dmin-dmax

4.间隙配合--具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合

●特点孔的公差带在轴的公差带之上（含相接）;

5.过盈配合--具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合.

●特点孔的公差带在轴的公差带之下（含相接）;

6.过渡配合--可能具有间隙或过盈的配合.

●特点孔的公差与轴的公差带互相交叠;

7．配合公差

组成配合的孔、轴公差之和。

它是允许间隙或过盈的变动量。

配合公差是一个没有符号的绝对值。

配合公差Tf＝Th+Ts

对间隙配合，Tf=|Xmax–Xmin|

对过盈配合，Tf=|Ymin–Ymax|

对过渡配合，Tf=|Xmax–Ymax|

（五）关于配合制的术语及定义

--用同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度.

1、标准公差（IT）：

极限与配合制标准中所规定的任一公差。

2、基本偏差：

极限与配合制标准中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。

3.基孔制配合

基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。

实质—将孔公差带位置固定不动，而改变轴公差带的位置，从而形成不同松紧程度配合的配合制。

4.基轴制配合

基本偏差一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。

轴的最大极限尺寸与基本尺寸相等，即轴的上偏差为零。

∙实质—将轴公差带位置固定不动，而改变孔公差带的位置，从

而形成不同松紧程度配合的配合制。

二、公差值的标准化

会查表2－1标准公差数值表

三、基本偏差的标准化

1、轴的基本偏差

a~h:

es为基本偏差且es≤0h:

es=0基准轴代号

js:

两极限偏差对称于零线

j~zc:

ei为基本偏差且一般ei＞0

会查表2－5尺寸至500mm轴的基本偏差

.孔的基本偏差

1、通用规则：

EI=-es或ES=-ei

●通用规则的应用范围：

（1）A—H的所有孔

2）基本尺寸≤500mm，ITn≥IT9的K、M、N和ITn≥IT8的P~ZC，但>3mm，ITn≥IT9的N例外（ES＝0）。

（3）基本尺寸>500mm及<3mm,因标准规定孔、轴公差等级按同级考虑配合。

故在此尺寸范围内的所有基本偏差按通用规则换算

2、特殊规则ES=－ei＋△，△=ITn－ITn－1

●特殊规则的应用范围：

基本尺寸>3mm至≤500mm，且标准公差≤IT8的J、K、M、N和≤IT7的P~ZC要求：

会根据通用规则或特殊规则由相同代号的轴的基本偏差换算得到孔的基本偏差

第四章几何公差及检测

1、形位公差评定项目及其符号、公差带形状

2、最小条件与最小区域─形状误差的评定原则

（1）、最小条件（minimumcondition）

─被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。

此时对被测实际要素评定的误差值为最小。

（2）、最小区域（minimumzone）

─用符合最小条件的理想要素包容实际被测要素时，具有最小宽度f或直径φf的包容区域（其形状分别与各自的公差带形状一致），该包容区域的宽度或直径为误差值。

3、直线度误差的测量、用最小区域法评定

直线度误差评定的最小条件准则：

①误差曲线全部位于两平行直线之间

②两平行直线与误差曲线成高、低相间三点接触

4、采用独立原则、最大实体原则或包容原则时，各自遵守的边界，边界的尺寸是多少，在最大实体状态允许的形位误差的极限值和最小实体状态时允许的形位误差的极限值是多少？

5、会在设计图样上按要求标注形位公差

第五章表面结构参数及检测

1、理解取样长度的定义、目的、要求

定义：

用以判别和评定具有表面粗糙度特征的一段基准线长度

目的：

限制和削弱表面波纹度和形状误差对粗糙度测量结果的影响

要求：

在轮廓总的走向上量取，一个取样长度一般应包括5个以上的

轮廓峰和谷。

*取样长度应与粗糙度要求适应。

2、理解评定长度的定义、目的、要求

定义：

测量和评定表面粗糙度所必需的一段表面长度

目的：

客观全面地反映表面质量。

加工表面的均匀程度不同，若按同一取样长度依次测量几段轮廓，可得到不同的粗糙度值。

要求：

根据粗糙度要求来确定。

一般情况下，取ln＝5l

3、理解高度评定参数Ra、Rz、Ry及其计算方法

（1）轮廓算术平均偏差Ra

在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值

（2）微观不平度十点高度Rz

指在取样长度内，5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓谷深的平均值之和

（3）轮廓最大高度Ry

指在取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。

4、理解间距参数Sm、S、及其计算方法

（1）轮廓微观不平度的平均间距Sm

指在取样长度内轮廓微观不平度间距的平均值

轮廓微观不平度间距

指一个轮廓峰与相邻轮廓谷间包含的一段中线长度。

（2）轮廓单峰平均间距S

在取样长度l内轮廓单峰间距的平均值。

轮廓单峰间距Si,

是指两个相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度。

5、理解轮廓支承长度率tp及其计算方法（如P176练习题1）

轮廓支承长度率tp

轮廓支承长度p与取样长度l之比

6、会在设计图样上标注要求的表面粗糙度参数以及会解释表面粗糙度标注中各字符的含义

第六章光滑极限量规

一、什么是量规（gauge）

①量规没有刻度，定值专用量具，成对使用，仅判断工件合格与否；

②检验轴的量规叫环规或卡规，检验孔的叫塞规

③防止工件的作用尺寸超出MML的量规为通规,防止工件的局部实际尺寸超出LML的量规为止规；

④通规能通过且止规不能通过的被检工件为合格件。

二、极限尺寸判断原则（泰勒原则）和量规形式

1、极限尺寸判断原则（泰勒原则）的内容

①孔、轴作用尺寸不允许超出最大实体尺寸

②任何位置上的实际尺寸不允许超出最小实体尺寸

●这里“超出”，指占有材料量意义上的超出。

2、量规形式

名称

量规尺寸

量规型式

量规作用

通规

T

被检工件的MML

塞规：

被检孔的Dmin

全型：

在配合面的全长上，与被检工件相对应的完整表面。

控制工件的作用尺寸

环规：

被检轴的dmax

止规

Z

被检工件的LML

塞规：

被检孔的Dmax

不全型：

测量面应是点状的。

控制工件的实际尺寸

环规：

被检轴的dmin

三、工作量规公差

（1）通规和止规的公差带全部位于孔、轴尺寸公差带内；

（2）通规公差带的中线到工件最大实体尺寸的距离为Z，其磨损极限与工件的最大实体尺寸重合；

（3）止规的公差带从工件的最小实体尺寸起，向工件的公差带内分布。

五、测量器具的选择

*选用仪器的基本过程归纳：

第七章尺寸链

1、理解封闭环、组成环、增环、减环的概念

环尺寸链中的每一尺寸都称为环。

从尺寸链形成看“环”可分成：

①封闭环（A0，Closinglink）

——尺寸链中在装配过程或加工过程中最后形成（或自然获得）的一环。

注：

a）任何尺寸链都有，且仅有一个封闭环；

b）通常零件图上是不标注封闭环的尺寸的；

c）工艺过程不同则封闭环也不同。

只有确切知道加工（或安装）的安排后，才能确定封闭环。

②组成环（Ai，componentlink）

——尺寸链中对封闭环有影响的全部环。

这些环中的任一环的变动必能引起封闭环的变动。

增环尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环同向变动。

减环尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环反向变动。

2、掌握尺寸链（直线尺寸链）简图的画法

<1>将互相关联的尺寸联接成封闭的回路；

<2>判断封闭环————根据尺寸链的形成判断（加工或装配过程）；

<3>画出尺寸链简图

从封闭环的某一尺寸界限开始，依次画出组成环，环环相连不间断，最后到达封闭环的另一尺寸界限，并画出封闭环（用单箭头表示作图方向）。

<4>判断增环和减环，在尺寸链简图上标明增环与减环——和封闭环箭头同向为减环，反向为增环。

3、会用完全互换法计算尺寸链

（1）基本计算公式

①封闭环的基本尺寸：

（7－2）

②封闭环的极限尺寸：

（7－3）

（7－4）

③封闭环的极限偏差：

（7－5）

（7－6）

④封闭环的公差；

（7－7）

（2）正计算问题

已知：

各组成环的尺寸及极限偏差

求：

封闭环基本尺寸和极限偏差

（3）中间计算

已知：

封闭环及某些组成环的尺寸及极限偏差

求：

某一组成环的尺寸及极限偏差

第八章滚动轴承的公差与配合

第九章圆锥的公差与配合及检测

第十章螺纹公差及检测

第十一章键和花键的公差配合及检测

第十二章渐开线圆柱齿轮精度及检测

第十三章综合实验