1互換性與測量技術基礎講授人：秦冬indl_1695@163.com機電學院機電系2緒論

1課程的研究對象和任務互換性的意義和作用機械產品的幾何量精度設計標準化與優先數本章內容課程性質是機械類各專業的一門重要的專業技術基礎課程，聯系《機械設計》與后續《機械加工工藝》等課程。課程的研究對象及任務對機械產品進行幾何量精度設計——從“精度”與“誤差”兩方面分析研究機械零件及機構的幾何參數。本課程的研究對象及任務極限與配合形位公差表面粗糙度本課程的研究對象及任務讀懂工程圖正確理解圖中標注的含義。會標注工程圖，能提出合理的圖面要求。本課程的研究對象及任務學完本課程后應達到的要求了解互換性和標準化的基本概念；熟悉本課程所介紹的各公差標準的基本內容，掌握其特點和應用原則；學會根據機器和零件的功能要求，選用合適的公差與配合，即進行精度設計，并能正確地標注到圖樣上；了解一般幾何參數測量的基礎知識；掌握各種典型零件的測量方法，學會使用常用的計量器具。本課程的研究對象及任務互換性概念同一規格的一批零部件，任取其一，不經任何挑選和修配就能裝在機器上，并能滿足其使用功能要求。要點同一規格的一批零件或部件；不經任何輔助工作（挑選、調整、修配等）；互換后仍滿足原定的使用要求（包括幾何參數和力學性能的互換）。如機器上的螺釘，汽車上的軸承等零部件；燈泡互換性的意義及作用互換性的分類按其互換范圍分為：

完全互換

裝配時不需挑選和修配。

不完全互換

裝配時允許挑選、調整和修配。如：軸承部件，在裝配內圈、外圈和滾珠時，通過測量將零件按照實際尺寸的大小分組，組內互換裝配，以保證內、外圈之間的半徑差變化小。按是否應用在標準部件分為：

內互換

是指組成標準部件的零件的互換。

外互換

是指標準部件與其它零部件的互換。互換性的意義及作用互換性的作用在設計方面

能最大限度地使用標準件，簡化繪圖和計算工作量，縮短設計周期，利于產品更新換代。在制造方面

利于組織專業化生產，使用專用設備和CAM技術。在使用和維修方面

便于及時更換喪失使用功能的零部件，對于易損件可提供備用件，既可及時維修、縮短停機時間，又減少維修成本。互換性的意義及作用機械產品的設計過程，一般需要進行三方面的分析計算：運動分析與計算

由運動學原理，確定機器或機構的合理的傳動系統，選擇合適的機構或元件，滿足運動方面的要求。強度的分析與計算

確定各零件合理的基本尺寸，進行結構設計，使其達到強度和剛度方面的要求。幾何精度的分析與計算零件基本尺寸確定后，要進行精度計算，以決定產品各部件的裝配精度、零件的幾何參數和公差。幾何量精度設計是機械產品精度設計中的重要內容，對機械產品的使用性能和制造成本，對企業的經濟效益有著重要的影響，有時甚至起決定性作用。機械產品的幾何量精度設計幾何量精度設計的基本概念按照機械產品的使用功能要求和經濟性要求，對構成機械產品的零部件的配合部位確定配合性質；確定各個零件上各處的尺寸精度、形狀和位置精度、表面質量；確定機械產品在軸向上的定位精度等。幾何量精度設計的任務在機械產品總裝配圖和部件裝配圖上，確定其各零件配合部位的配合代號和其他技術要求，并標注于裝配圖。確定各零件各處的尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度要求以及典型表面(如：鍵、圓錐、螺紋、齒輪等)公差要求等，并標注于零件圖上。機械產品的幾何量精度設計幾何量精度設計的原則互換性原則：經濟性原則：匹配性原則：最優化原則：機械產品的幾何量精度設計指同種零件在幾何參數方面能夠彼此互相替換的性能。

工藝性、合理的精度要求、合理選材、合理的調整環節、提高壽命。

根據機器中各部分對機械精度影響程度的不同，對其提出不同的精度要求和恰當的精度分配，做到恰到好處。探求并確定各組成零、部件精度處于最佳協調時的集合體。例如探求并確定先進工藝，優質材料等。實現互換性的條件——公差標準化幾何量公差允許零件幾何參數變動的范圍稱為幾何量公差。包括：尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度要求以及典型表面（如：鍵、圓錐、螺紋、齒輪等）公差。標準化標準是對重復性事物和概念所作的統一規定，作為共同遵守的準則和依據。我國標準分為國家標準（代號為GB）、行業標準（如機械標準JB）、地方標準（DB）和企業標準（QB）。國際標準化組織（ISO）。本課程研究的公差標準屬于國家基礎標準。涉及到的標準如：GB/T1800.1-1997、GB/T1801.1-1999等。標準化及優先數優先數和優先數系機械設計中參數不是孤立的，會按照一定規律傳遞。故機械產品中的各種技術參數不能隨意確定。如螺栓的尺寸，會影響螺母的尺寸、絲錐板牙的尺寸、螺栓孔的尺寸以及加工螺栓孔的鉆頭的尺寸等。為使產品的參數選擇能遵守統一的規律，必須對其數值作出統一規定。

《優先數和優先數系》（GB321—2005）是其中最重要的一個標準。

標準化及優先數《優先數和優先數系》（GB321—2005）規定：以十進制等比數列為優先數系；規定了五個系列，分別用R5、R10、R20、R40、R80表示，其中前四個是基本系列，R80為補充系列。級數的公比(r為每個十進段內的項數）：

R5的公比：q5=≈1.60；

R10的公比：q10=≈1.25；

R20的公比：q20=≈1.12；

R40的公比：q40=≈1.06；

R80的公比：q80=≈1.03。標準化及優先數優先數系的基本系列：

所有大于10的優先數可按表列數字乘以10，100…求得；所有小于1的優先數可按表列數字乘以0.1，0.01，…求得。標準化及優先數優先數系的派生系列：從基本系列中每隔幾項選取一個優先數，組成新的系列，即派生系列。常用的派生系列：如R10/3，即從基本系列R10中每逢三項取出一個優先數組成，其公比約為2。首項為1的派生系列R5/2是從基本系列R5中，每逢兩項取一個優先數組成的，即1.00，2.50，6.30，16.00，40.00，…

標準化及優先數優先數系的應用：為滿足技術與經濟的要求，應當按照R5、R10、R20、R40的順序，優先選用公比較大的基本系列，允許采用補充系列（R80）。也可以采用派生系列。如：確定零件的尺寸時，應盡量地采用優先數系的常用值。如減速器設計中，經力學計算，得出輸入軸的最小直徑為30.01mm，則該處直徑的基本尺寸按優先數系取值，即該處直徑的基本尺寸應為30mm。優先數除應用于標準尺寸外，還用于其它標準中。如國家標準在確定標準公差數值時，就是按R5系列的優先數值確定。標準化及優先數GB/T321-2005優先數和優先數系附錄什么是互換性？優先數的基本系列有哪些？什么是優先數的派生系列？寫出以下基本系列和派生系列中自1以后共5個優先數的