互换性与技术测量复习提纲清考.docx
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互换性与技术测量复习提纲清考
互换性与技术测量复习提纲
第一章互换性概论
§1-1、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。
要点：
设计给公差；
加工按公差分别进行；
装配（更换）时， 不需辅助加工及修配；
装配（更换）后，能满足使用要求。
§1-3 技术测量的基本知识
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、测量误差的分类
测量误差按其性质分为三类：
系统误差、随机误差、粗大误差。
4、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——在测量时，对每次测得值的影响都是相同的。
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
—在测量时，对每次测得值的影响是按一定规律变化的。
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（Pa?
ta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）
第二章 光滑圆柱体结合的互换性
2-2 有关公差与配合的术语和定义
一、基本术语和定义
（二）有关尺寸的术语和定义
1．尺寸（Size）
2．基本尺寸（BasicSize）
3．实际尺寸（ActualSize）
4．局部实际尺寸
5、作用尺寸（MatingSize）见（P81）
6．极限尺寸（LimitsofSize）
7.最大实体状态（MMC）与最大实体极限（尺寸）（MML）
8.最小实体状态（LMC）与最小实体极限（尺寸）（LML）
（三）有关偏差、公差的术语和定义
1.偏差
*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）
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
（四）关于配合的术语及定义
1.配合
2.间隙、过盈
3.极限间隙（Xmax.Xmin）.极限过盈（Ymax.Ymin）
●最小间隙（Xmin） 间隙配合中Xmin=Dmin-dmax=EI-es
●最大间隙（Xmax） 间隙配合或过度配合中Xmax=Dmax-dmin=ES-ei
●最小过盈（Ymin）过盈配合中Ymin=Dmax-dmin
●最大过盈（Ymax） 过盈配合或过渡配合中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）;
平均情况：
Xav＝（Xmax+Xmin）／2
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）;
平均情况：
Yav＝（Ymax+Ymin）／2
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;
平均情况：
Zav＝（Xmax+Ymax）／2
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
1.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。
2.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。
相关作业：
P92 1
1．用已知数值，确定下列表中各项数值，绘出公差带图解并说明配合性质。
配合件
基本尺寸
mm
极限尺寸
mm
极限偏差
mm
公差
mm
间隙X或过盈Y
mm
基本尺寸与极限偏差标注
mm
绘公差带图解并说明配合性质
max
min
ES（es）
EI（ei）
Xmax或
Ymin
Xmin
或
Ymax
Zav
孔
20
20.033
20
+0.033
0
0.033
+0.074
+0.020
+0.047
Ф20
Ф20
间隙配合
轴
19.980
19.959
-0.020
-0.041
0.021
孔
40
40.025
40
+0.025
0
0.025
+0.008
-0.033
-0.0125
Ф40
Ф40
过渡配合
轴
40.033
40.017
+0.033
+0.017
0.016
孔
60
59.979
59.949
-0.021
-0.051
0.030
-0.002
-0.051
-0.0265
Ф60
Ф60
过盈配合
轴
60
59.981
0
-0.019
0.019
2-3．公差值的标准化
会查表2－1标准公差数值
2-4．基本偏差的标准化
一、轴的基本偏差
会查表2－5尺寸至500mm轴的基本偏差
三.孔的基本偏差
会查表2－6尺寸至500mm孔的基本偏差
相关作业：
P92 2
（1）并计算极限间隙，说明配合代号的含义
（1）
查表2－1知IT8=33um，IT7＝21um
H为下偏差且EI＝0 故上偏差ES＝＋33um
f为上偏差，由表2－5查得
es＝－20um
故ei＝es－IT7=－20－21＝－41um
为间隙配合，其Xmax＝33－（－41）＝+74um
Xmin＝0－（－20）＝+20um
2--8 光滑极限量规的设计
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最大实体尺寸的量规为通规,防止工件的局部实际尺寸超出最小实体尺寸的量规为止规；
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（p82）
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
第三章 形状和位置公差
1、形位公差评定项目及其符号、公差带形状 （P99 表3-1）
2、直线度误差的测量、用最小区域法评定（P133§3-7）
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
（如P159页练习题5
（2））
在给定平面内，用自准直仪按节距法测量直线度误差。
测得值如下表所列。
（2）用最小区域法求直线度误差；
解：
先求各点累加值，如下表：
0
1
2
3
4
5
6
7
8
相对读数
0
0
＋5
+5.5
-1
+1
-1
-0.5
+7
累积值
0
0
+5
+10.5
+9.5
+10.5
+9.5
+9
+16
过（1，0）和（7，9）两点
作下包容线，直线方程求出
为
过（3，10.5）作平行线，则该点到 的距离即是直线度误差Δ
3、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？
（如P159页练习题3）
如附图3—5所示，试分别说明各图在最大与最小实体状态时，允许的轴线直线度误差极限值和各自遵守的边界。
（a）如图所示,采用独立原则,轴线直线度误差不允许大于Ф0.012mm,不受尺寸公差带控制;最大实体状态时，允许的轴线直线度误差极限值为Ф0.012mm，最小实体状态时，允许的轴线直线度误差极限值为Ф0.012mm，独立原则无遵守边界.
（b）如图所示,尺寸公差和形状公差遵守最大实体原则,当该轴的实际尺寸处处为最大实体尺寸Ф10mm时,其轴线允许的直线度误差为给定的公差值Ф0.012mm；当轴的实际尺寸处处为最小实体尺寸Ф9.964mm时,允许的轴线直线度误差极限为Ф0.036+Ф0.012=Ф0.048mm.
遵守实效边界，其边界是直径等于实效尺寸dvc=Ф10+Ф0.012=Ф10.012mm的理想圆柱面。
（c）如图所示,Ф10
轴的尺寸公差与轴的形状公差遵守包容原则.
当处于最大实体状态即轴的实际尺寸处处为10mm时,不允许有直线度误差.当处于最小实体状态即轴的尺寸处处为最小实体尺寸Ф9.964mm时,轴线的直线度误差最大允许值为Ф0.036mm.遵守最大实体边界，其边界为直径是最大实体尺寸Ф10mm的理想圆柱面。
第四章表面粗糙度
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（P163）
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
（P162最下一行）
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。
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。
（P163（4））
要求：
根据粗糙度要求来确定。
（P170表4-5）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
（2）微观不平度十点高度Rz
（3）轮廓最大高度Ry
4、理解间距参数Sm、S、及其计算方法（如P176练习题1）
（1）轮廓微观不平度的平均间距Sm
（2） 轮廓单峰平均间距S
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
ηp＝b1+b2+…+bn
（如P176练习题1）
1．一实际轮廓如附图4—1所示，求；①Ra＝？
②Rz＝？
③Ry＝？
④Sm＝？
⑤S＝？
⑥tp＝？
（当c为Ry的50％时）。
（1）Ra=[（4×0.25×2＋8×0.25×3）＋（4×0.25×2＋8×0.25×3）]÷2.5=6.4um
（2）Rz=[4+8+4+8+8+（4+8+4+8+8）]÷5=12.8um
（3）Ry=
=16um
（4）
=（0.5*5）×1/5=0.5mm
（轮廓微观不平度间距是指轮廓波峰与相邻轮廓波谷间包含的中线长度。
n是取样长度l内包含的轮廓微观不平度间距的个数.）
（5）
（Si是轮廓的单峰间距,是指两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度）
（6）c为Ry的50%时，
（
是轮廓支承长度,在取样长度内平行于中线的直线与轮廓峰相截所得各段截线长度之和.）
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（如P176练习题2）
第2题．一加工表面的要求如附图4—2所示，试解释表面粗糙度标注中各字符的含义。
解：
图表示用去除材料方法获得表面,
Rz的最大允许值为1.6um,
Ry的最大允许值为6.3um,
加工方式为磨削
取样长度为1mm,
当水平截距c为Ry的50%时,轮廓支承长度率tp为70%，所给百分数为最小允许值.
加工纹理方向沿平行方向.
第六章圆柱齿轮传动的互换性
1、齿轮传动的使用要求
（1）传递运动的准确性—运动精度要求
（2）传动的平稳性—工作平稳性精度要求
（3）载荷分布均匀性—接触精度要求
（4）传动时，非工作面间隙适当—齿侧间隙要求
2、齿轮运动准确性的评定指标
3、齿轮运动平稳性的评定指标
4、载荷分布均匀性的评定指标
5、齿轮副侧隙的评定指标
运动精度
运动
平稳性精度
载荷分布均匀性
（接触）精度
齿侧间隙
第I公差组
控制
长周期误差
第II公差组
控制
短周期误差
第III公差组
控制
制造误差
控制
安装误差
控制
制造误差
控制
安装误差
Fi’
Fi’’
Fp
Fr
Fw
fi’
fi”
ff
±fpb
±fpt
Fβ
Fb
±Fpx
fx
fy
Ess、Esi
Ewms、
EWmi
±fa
接触斑点
圆周侧隙jt、
法向侧隙jn
6、齿轮的标注
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（如练习题1、2、3、4、5
（1））
（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（校核计算P257 3）
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
（相关作业：
P2691,2，）
尺寸链计算的注意事项：
首先要画尺寸链简图，确定封闭环，找出组成环；
并用文字说明在尺寸链简图中哪些环是增环，哪些是减环，封闭环是哪个。
1.有一套筒，按Φ65h11加工外圆，按Φ50H11加工内孔，求壁厚t的基本尺寸与极限偏差。
解：
①画尺寸链，确定封闭环
由尺寸链图，壁厚L0为加工完成后形成的尺寸，是封闭环；L1是增环，L2是减环，由Φ65h11即 可知
由Φ50H11即 可知
②求L0的基本尺寸和极限偏差
基本尺寸L0b=L1b-L2b=32.5-25=7.5mm
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