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互换性与技术测量——重点复习


第一章 绪论
本章学习目的是了解本课程的性质和任务。学习要求是懂得 互换性的含义;了解互换性与标准化的关系及其在现代化生产中 的重要意义;了解优先数的基本原理及其应用。 互换性原则是机械工业生产的基本技术经济原则,是我们在 设计、制造中必须遵循的。 △对几何要素的尺寸、形状、相对位置 尺寸、 尺寸 形状、相对位置提出互换性要求。 1.互换性的概述 互换性的概述 互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替 换的性能。零、部件在装配前不挑,装配时不调整或修配,装配后能 满足使用要求的互换性称完全互换;零、部件在装配时要采用分组装 配或调整等工艺措施,才能满足装配精度要求的互换性称不完全互换。 如装配时,还需要附加修配的零件,则不具有互换性。 2.实现互换性的前提 实现互换性的前提 标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设计和制 造,并按一定的标准进行检验,互换性才能实现。 3.优先数系 优先数系 由一系列十进制等比数列构成,代号 Rr。优先数系中的每个数都 是一个优先数。每个优先数系中,相隔 r 项的末项与首项相差 10 倍; 每个十进制区间中各有 r 个优先数。

第二章

光滑圆柱体结合的极限与配合

1.有关 尺寸 的术语有 有关“尺寸 的术语有:基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、实体 有关 尺寸”的术语有 尺寸、体外作用尺寸。 2.尺寸合格条件 尺寸合格条件:实际尺寸在极限尺寸的范围内。 尺寸合格条件 3.公差与偏差 公差与偏差的关系:公差 上偏差 下偏差。 公差=上偏差 下偏差。 公差与偏差 公差 上偏差-下偏差 4.“极限与配合图解”简称“公差带图解 公差带图解”,掌握其画法。公差带有 公差带图解 大小和位置两个参数。国家标准将这两个参数标准化,得到标准公差系 列和基本偏差系列。 5.按孔和轴的公差带之间关系的不同,配合 配合分为:间隙配合、过 间隙配合、 配合 间隙配合 盈配合和过渡配合 过渡配合。国家标准配合制规定有基孔制(基准孔基本偏差代 盈配合 过渡配合 号为 H)和基轴制(基准轴基本偏差代号为 h)两种。 6.标准公差系列 标准公差系列(标准公差值不分孔、轴,按基本尺寸和公差等 标准公差系列 级查教材表 2-1) (1)公差等级是确定尺寸精确程度的等级,国标对基本尺寸 ≤500mm 的孔、轴规定了 20 公差等级:只要公差等级相同,加工难易 程度就相同(孔和孔比,轴和轴比) ; (2)基本尺寸≤500mm,IT5~IT18 时,IT= a﹒i, a 是公差等级系数。从 IT6 开始,a 按优先数系 R5 取值,即公差等级 每增加 5 级,公差值增加 10 倍,例:IT12=10IT7。 7.基本偏差系列 国标分别规定了 28 个孔、轴基本偏差代号(孔: 基本偏差系列 A~ZC;轴:a~zc。,见教材图 2-12。数值可查教材表 2-6,2-7。 ) 8.同名配合 A~H 与 h,a~h 与 H 组成的基孔制和基轴制的同名 同名配合

配合(基准制同名的间隙配合)配合性质相同。基孔制和基轴制的同名 的过渡和过盈配合只有公差等级组合符合国标在换算孔的基本偏差时的 规定时, 配合性质才能相同。 9.尺寸公差、配合的标注 标注以及线性尺寸一般公差的规定和在图样 标注 上的表示方法,见本章有关内容。 10.公差与配合的选择 主要包括确定基准制、公差等级以及配合 公差与配合的选择 的种类。

第三章

测量技术基础

主要内容包括量值传递系统,量块基本知识,测量器具的分类及其 主要技术指标,测量误差的特点及分类,测量误差的处理方法,测量结 果的数据处理。

第四章

几何公差及检测

1.几何误差的研究对象是几何要素,根据几何要素特征的不同可 .几何误差的研究对象 分为:理想要素与实际要素、轮廓要素与中心要素、被测要素与基准 要素以及单一要素与关联要素等;国家标准规定的几何公差特征共有 19 项,熟悉各项目的符号、有无基准要求等。 2.几何公差 是形状公差和位置公差的简称。形状公差是指实际 . 单一要素的形状所允许的变动量。位置公差是指实际关联要素相对于基 准的位置所允许的变动量;几何公差带具有形状、大小、方向和位置 四个特征。几何公差带分为形状公差带、定向公差带、定位公差带和 跳动公差带四类。应熟悉常用几何公差特征的公差带定义、特征(形状、 大小、方向和位置),并能正确标注。 3.公差原则 是处理几何公差与尺寸公差关系的基本原则,它分为 . 独立原则和相关要求两大类。应了解有关公差原则的术语及定义,公 差原则的特点和适用场合,能熟练运用独立原则、包容要求。 4.了解几何误差的评定方法 掌握形状误差、定向误差和定位误 . 差之间的关系: 定位误差包含了定向误差和形状误差,定向误差包含 了形状误差。当零件上某要素同时有形状、定向和定位精度要求时,则 设计中对该要素所给定的三种公差(t 形状、t 定向和 t 定位)应符合: t 形状<t 定向<t 定位。 各项几何公差的控制功能不尽相同,应建立某些定向和定 位公差具有综合控制功能的概念。 5.正确选择几何公差 对保证零件的功能要求及提高经济效益都 . 十分重要。应了解几何公差的选择依据,初步具备几何公差特征、基准 要素、公差等级(公差值)和公差原则的选择能力。 6.几何误差的检测原则。 .几何误差的检测原则。

第五章

表面粗糙度

1.表面粗糙度轮廓的概念 表面粗糙度轮廓的概念 2.评定表面粗糙度轮廓的参数 时,规定了取样长度 l、评定长度 ln 和 评定表面粗糙度轮廓的参数 中线。 3.表面粗糙度轮廓的评定参数 表面粗糙度轮廓的评定参数

幅度参数 包括轮廓的算术平均偏差 Ra 轮廓的最大高度 Rz 间距特征参数 轮廓单元的平均宽度 RSm,轮廓的支撑长度率 Rmr(C)) 4.通常只给出幅度参数 Ra 或 Rz 及允许值 必要时可规定轮廓其他的 通常只给出幅度参数 评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。 如果采用标准取样长度,则在图样上可以省略标注取样长度值。 5.国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法。 国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法。 国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法 6.表面粗糙度轮廓的检测主要方法 表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较检验法、针描法、光切法 表面粗糙度轮廓的检测主要方法 和干涉法。

第六章

光滑工件尺寸的检测

1.用通用计量器具测量工件(GB/T3177-1997) 用通用计量器具测量工件( 用通用计量器具测量工件 - ) 通常车间使用的普通计量器具在选用时,应使所选择的计量器具不 确定度 u 不大于且接近于计量器具不确定度的允许值 u1;验收极限可采 用内缩和不内缩两种方式来确定,见下表。 确定验收极限的方式 内缩 方式 将工件的验收极限从 工件的极限尺寸向工件 的公差带内缩一个安全 裕度 A 验收极限 上验收极限尺寸= 最大极限尺寸-A 下验收极限尺寸= 最小极限尺寸+A 应用 主要用于采用 包容要求的尺寸 和公差等级较高 的尺寸

不内缩方 式

安全裕度 A=0

上验收极限尺寸= 最大极限尺寸 下验收极限尺寸= 最小极限尺寸

主要用于非配 合尺寸和一般公 差尺寸

2.用光滑极限量规检验工件(GB1597-2006) 用光滑极限量规检验工件( 用光滑极限量规检验工件 - ) 光滑极限量规是一种无刻度的专用检验量具,较通用计量器具方便 快捷,一般用于大批量生产有配合要求的零件。 光滑极限量规分为工作量规、验收量规和校对量规三种。孔用量规 称为塞规,轴用量规称为卡规或环规。轴用量规才有校对量规。 光滑极限量规的设计应遵循泰勒原则,但实际生产中,由于制造和 使用上的原因,往往偏离泰勒原则。符合泰勒原则的量规,通规应是全 形的,止规应是不全形(两点式) 。

工作量规的尺寸及作用

通规、止规的理想尺寸分别为 MMS 和 LMS。它们分别控制 被检工件的作用尺寸和实际尺寸。 为了防止误收, 量规的公差带必须由工件的尺寸公差带内缩。

工作量规的公差带

工作量规的工作尺寸计算

见例 6-3

被检工件的合格条件

被检工件应能被通规通过,止规不通过。

第七章

滚动轴承与孔、轴结合 的互换性

1.滚动轴承的公差等级 滚动轴承的公差等级 由高到低分为 2、4、5、6(6x) ,其中 0 级精度最低,称为 、0 普通级,应用最广。 2.滚动轴承与轴颈和壳体孔配合的配合尺寸公差带的特点 滚动轴承与轴颈和壳体孔配合的配合尺寸公差带的特点 滚动轴承单一平面平均内、外径( dmp、Dmp)是滚动轴承内、 外圈分别与轴颈和壳体孔配合的配合尺寸,它们的公差带均在零线下 方,且上偏差均为零(见图 7-2) 。 3.与滚动轴承相配合的轴颈和壳体孔的公差带 与滚动轴承相配合的轴颈和壳体孔的公差带 是从《极限与配合》标准中选出的,见图 7-3. 4.滚动轴承与轴颈和壳体孔配合的基准制 (由标准件决定) 由标准件决定) 滚动轴承与轴颈和壳体孔配合的基准制 由于滚动轴承是标准件,所以内圈与轴颈的配合采用基孔制;外圈 与壳体孔的配合采用基轴制。值得注意的是:内圈与轴颈的配合的配合 性质,不能只看轴的基本偏差代号。例如,内圈与基本偏差为 h 的轴配 合,形成的是过渡配合,与 k、m、n 的轴形成的是过盈配合。 5.滚动轴承配合的选择一般采用类比法 滚动轴承配合的选择一般采用类比法 选择时需考虑的因素较多,可根据轴承所受负荷的类型,先大致确 定配合类别,参见表 7-1~表 7-4。

第八章

常用结合件的互换性及其检测件结合的公差与配合

1.平键、半圆键连接的公差与配合(从《极限与配合》标准中选出) 平键、半圆键连接的公差与配合 平键 平键连接的键宽与键槽宽 b 是决定配合性质和配合精度的主要参数。 平键连接采用基轴制配合。国标对键宽规定了一种公差带(h8) ,对轴 和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带。由这些公差带构成三组配合,分别 得到规定的三种连接类型,即松连接、正常连接和紧连接,应根据使用要 求和应用场合确定其配合类别。 2.矩形花键连接的定心方式及极限与配合、花键的标注 矩形花键连接的定心方式及极限与配合、 矩形花键连接的定心方式及极限与配合 花键以矩形花键应用最广。国标规定了矩形花键连接的尺寸系列、 定心方式及极限与配合。 矩形花键连接定心方式: 矩形花键连接定心方式:国标规定矩形花键采用小径定心。

圆锥结合的公差与配合及其检测
1.圆锥结合的特点 圆锥结合具有较高的同轴度,自锁性好,密 .圆锥结合的 封性好,间隙和过盈可以调整等优点。 2.主要术语 圆锥结合的主要术语有:圆锥角 α、圆锥直径 . (最大圆锥直径 D、最小圆锥直径 d) 、锥度 C、公称圆锥、极限圆锥、 极限圆锥直径。 3.圆锥公差 《圆锥公差》 (GB/T11334—2005)规定了四项圆 . 锥公差及两种圆锥公差给定方法。 4.圆锥配合 圆锥配合的种类分为三种,分别是间隙配合、过盈 . 配合、紧密配合(也称过渡配合) 。圆锥配合有别于圆柱配合的主要特 点是:通过内、外圆锥相对轴向位置调整间隙或过盈,可 得到不同配合性质的配合。圆锥配合时,按确定内、外圆锥相对位置的 方法的不同,可分为结构型圆锥配合和位移型圆锥配合。 5.圆锥的检测方法有量规检验法和间接测量法。 .圆锥的检测方法有量规检验法和间接测量法。

螺纹的公差配合及测量
1.普通螺纹的主要术语和几何参数 基本牙型、大径(D、d) 普通螺纹的主要术语和几何参数 、 、中径(D2、d2) 、作用中径、单一中径(D2a、d2a) 、 小径(D1、d1) 实际中径、螺距(P) 、牙型角(α)与牙型半角(α/2) 、螺纹旋合 长度。 2.作用中径的概念及中径合格条件 作用中径的大小影响可旋合性, 作用中径的概念及中径合格条件 实际中径的大小影响连接可靠性。中径合格与否应遵循泰勒原则,将实际 中径和作用中径均控制在中径公差带内。 3.普通螺纹公差等级 螺纹公差标准中,规定了 d、d2 和 D1、D2 的 普通螺纹公差等级 公差。螺距和牙型不规定公差(由中径公差带控制)。 4.基本偏差 外螺纹,基本偏差是上偏差(es) ,有 e、f、g、h 四 基本偏差 种;对于内螺纹,基本偏差是下偏差(EI) ,有 G、H 两种。 公差等级和基本偏差组成了螺纹公差带。国标规定了常用公差带,见 表 8-6。一般情况下,应尽可能选用表中规定的优先选用的公差带。 5.螺纹的旋合长度和精度等级 螺纹的旋合长度和精度等级 螺纹的旋合长度分为短、中、长三种,分别用代号 S、N 和 L 表示。 当螺纹的公差等级一定时,旋合长度越长,加工时产生螺距累积偏差和 牙型半角偏差可能越大。因此,螺纹按公差等级和旋合长度规定了三种 精度等级:精密级、中等级、粗糙级。各精度等级的应用见本章有关内 容。同一精度等级,随旋合长度的增加应降低螺纹的公差等级。 6.螺纹在图样上的标注 螺纹在图样上的标注 7.螺纹的检测 分为综合检测和单项检测。 螺纹的检测

第九章 圆柱齿轮传动的互换性
1.齿轮传动的使用要求和各使用要求的评定指标 齿轮传动的使用要求和各使用要求的评定指标 齿轮传动有四个使用要求,不同用途的齿轮对这四个使用要求的侧 重点是不同的。影响齿轮使用要求的因素很多,对单个齿轮用两大类偏 差(轮齿同侧齿面偏差、径向综合偏差与径向跳动)作为使用要求的评 定指标。对渐开线圆柱齿轮副精度要求包括中心距偏差、轴线平行度偏 差、侧隙和齿厚以及轮齿接触斑点。

2.渐开线圆柱齿轮的精度等级 渐开线圆柱齿轮的精度等级 轮齿同侧齿面偏差精度等级从高到低依次为 0、1、 2、3、···12, 各有 13 个等级;径向综合偏差的精度等级从高到低依次为 4、5、···12 共 9 个等级。精度等级的确定方法有计算法和类比法。大多数情况下采 用类比法。 3. 齿轮坯的精度和齿面粗糙度的确定 见教材相关内容。 4. 侧隙和齿厚的确定 侧隙不是误差而是齿轮的一项使用要求。侧隙大小的获得,主要 决定于齿厚和中心距。 确定侧隙时,采用“基中心距制” ,就是在固定 中心距极限偏差的情况下,通过改变齿厚偏差而获得需要的侧隙。 5.齿轮的精度等级在图样上的标注及齿轮工作图的绘制 . 齿轮传动 的使用要求 传递运动的 准确性 影响使用要求的误差(或因素)

长周期误差:包括几何偏心和运动偏心分别引起的径向和切向长周期(一 转)误差。两种偏心同时存在,可能叠加,也可能抵消。这类误差用齿轮上 的长周期偏差作为评定指标 短周期(一齿)误差:包括齿轮加工过程中的刀具误差、机床传动链的短 周期误差。这类误差用齿轮上的短周期偏差作为评定指标

传动的 平稳性

载荷分布的 均匀性 侧隙的合理性

齿坯轴线歪斜、机床刀架导轨的误差等。此类误差用轮齿同侧齿面轴向偏 差来评定 影响侧隙的主要因素是齿轮副的中心距偏差和齿厚偏差

评定指标

公差或极限偏差

评定指标

公差

对传动性能的主 要影响

单个齿距偏差 fpt 齿 距 偏 差

单个齿距极限偏差±fpt

齿距累积偏差 Fp k

齿距累积极限偏差 Fp k

齿距累积总偏差 Fp 齿廓总偏差 Fα 轮 齿 同 侧 齿 面 偏 差 齿 廓 偏 差 齿廓形状偏差 ffα 齿廓倾斜偏差 fHα

齿距累积总公差 Fp 齿廓总公差 Fα 齿廓形状公差 ffα 齿廓倾斜极限偏差±fHα 径 向 综 合 偏 差

径 向 综 合 总 偏 差 Fi″

径向 综合 总公 差 Fi″ 其中 Fp、 i″、 r 、 F F Fi′ 是 长 周 期 偏 差, 影响齿轮传递 运动的准确性。 Fi″、Fr 反映几何 偏心引起的径向 误差,Fi′、Fp 反 映几何偏心、 运动 偏心引起切向误 差 fpt、 fi′、 i″及齿 、 f 廓偏差是短周期 偏差, 影响齿轮传 动的平稳性。 螺旋线偏差主要 影响载荷分布的 均匀性。

切 向 综 合 偏 差

切向综合总偏差 Fi′

切向综合总公差 Fi′

一齿切向综合偏差 fi′ 螺旋线总偏差 Fβ

一齿切向综合公差 fi′

径 向 综 合 偏 差 与 径 向 跳 动

一 齿 径 向 综 合 偏 差 fi″

一齿 径向 综合 公差 fi″

螺旋线总公差 Fβ 螺旋线形状公差 ff β 螺旋线倾斜极限偏差± fHβ 径向跳动 Fr 径向 跳动 公差 Fr

螺 旋 线 偏 差

螺旋线形状偏差 ff β

螺旋线倾斜偏差 fHβ


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