互換性與技術測量基礎

互換性與技術測量基礎北京信息科技大學機電工程學院2023/1/14互換性與技術測量基礎22023/1/14互換性與技術測量基礎32023/1/14互換性與技術測量基礎4緒論0.1互換性概述一、互換性的定義：同一規(guī)格的一批零部件，任取其一，不經(jīng)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的特性叫做互換性。機械制造業(yè)中的互換性通常包括幾何參數(shù)和力學性能的互換性的互換，本課程僅討論幾何參數(shù)的互換性。2023/1/14互換性與技術測量基礎5二、互換性的種類：

1、按互換性的程度可分為

1）完全互換（絕對互換）：裝配時不需挑選、調(diào)整和修配。

2）不完全互換（有限互換）：裝配時允許挑選、調(diào)整和修配?；蚪M內(nèi)零件可以互換，組與組之間不能互換。2023/1/14互換性與技術測量基礎6

2、對標準部件或機構(gòu)來說，互換性又分為：

1）外互換：部件或機構(gòu)與其裝配件間的互換性。如滾動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑與軸的配合，外圈外徑與軸承孔的配合。

2）內(nèi)互換：部件或機構(gòu)內(nèi)部組成零件間的互換性。如滾動軸承的外圈內(nèi)滾道、內(nèi)圈外滾道與滾動體的裝配。2023/1/14互換性與技術測量基礎7三、互換性的作用設計方面：可以最大限度地采用標準件、通用件和標準部件，大大簡化了繪圖和計算工作，縮短了設計周期，并有利于計算機輔助設計和產(chǎn)品的多樣化。制造方面：有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進工藝和高效率的專用設備，有利于計算機輔助制造，及實現(xiàn)加工過程和裝配過程機械化、自動化。使用維修方面：減少了機器的使用和維修的時間和費用，提高了機器的使用價值?？傊?，互換性原則是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的極為重要的技術經(jīng)濟原則。2023/1/14互換性與技術測量基礎8四、互換性生產(chǎn)的實現(xiàn)由于任何零件都要經(jīng)過加工的過程，無論設備的精度和操作工人的技術水平多么高，要使加工零件的尺寸、形狀和位置做得絕對準確，不但不可能，也沒有必要。只要將零件加工后各幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）所產(chǎn)生的誤差控制在一定的范圍內(nèi)，就可以保證零件的使用功能，同時還能實現(xiàn)互換性。即只要求制成零件的實際參數(shù)值變動不大，保證零件充分近似即可。2023/1/14互換性與技術測量基礎9公差：零件幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）允許的變動量稱為公差。它包括尺寸公差、形狀公差、位置公差。公差用來控制加工中的誤差，以保證互換性的實現(xiàn)。建立各種幾何參數(shù)的公差標準是實現(xiàn)對零件誤差的控制和保證互換性的基礎。完工后的零件是否滿足公差要求，要通過檢測加以判斷。因此，合理確定公差與正確進行檢測是保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)互換性生產(chǎn)的兩個必不可少的條件和手段。2023/1/14互換性與技術測量基礎100.2標準化概念標準制定的必要性：現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點是規(guī)模大，協(xié)作單位多，互換性要求高，為了正確協(xié)調(diào)各生產(chǎn)部門和準確銜接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，必須有一種協(xié)調(diào)手段，使分散的局部的生產(chǎn)部門和生產(chǎn)環(huán)節(jié)保持必要的技術統(tǒng)一。成為一個有機的整體，以實現(xiàn)互換性生產(chǎn)。標準與標準化正是聯(lián)系這種關系的主要途徑和手段，是實現(xiàn)互換性的基礎。2023/1/14互換性與技術測量基礎111、標準：標準為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對活動或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復使用的規(guī)則、導則或特性的文件。該文件經(jīng)協(xié)商一致制定并經(jīng)一個公認機構(gòu)的批準。一般指技術標準。技術標準：對產(chǎn)品和工程建設質(zhì)量、規(guī)格及檢驗方面所作的技術規(guī)定。我國的技術標準分三級：國家標準（GB）、部門標準（專業(yè)標準，如JB）、企業(yè)標準。2023/1/14互換性與技術測量基礎12基礎標準：指生產(chǎn)技術活動中最基本的、具有廣泛指導意義的標準。這類標準具有最一般的共性，因而是通用性最廣的標準。例如：極限與配合標準、形位公差標準、表面粗糙度標準等。2023/1/14互換性與技術測量基礎132、標準化：指在經(jīng)濟、技術、科學及管理等社會實踐中，對重復性事物和概念通過制定、發(fā)布和實施標準，達到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會效益的全部活動過程。在機械制造中，標準化是實現(xiàn)互換性生產(chǎn)、組織專業(yè)化生產(chǎn)的前提條件；是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本和提高產(chǎn)品競爭力的重要保證；是消除貿(mào)易障礙，促進國際技術交流和貿(mào)易發(fā)展，使產(chǎn)品打進國際市場的必要條件。2023/1/14互換性與技術測量基礎140.3本課程的研究對象及任務本課程是機械類及相關專業(yè)的一門重要的技術基礎課，從“精度”和“誤差”兩方面去分析研究機械零件及機構(gòu)的幾何參數(shù)，學完本課程后應達到如下要求：掌握互換性和標準化的基本概念；了解本課程所介紹的各個公差標準和基本內(nèi)容，掌握其特點和應用原則；學會根據(jù)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；掌握一般幾何參數(shù)測量的基礎知識；了解各種典型零件的測量方法，學會使用常用的計量器具。2023/1/14互換性與技術測量基礎15第一章極限與配合基本要求基本內(nèi)容：本課題主要論述幾何量的基本概念，有關幾何量精度的基本術語和定義，幾何參數(shù)誤差，線性尺寸精度，配合及其選用。重點內(nèi)容：線性尺寸精度、配合種類及選用。難點內(nèi)容：配合種類的選用。2023/1/14互換性與技術測量基礎161.2基本術語及其定義1、要素：構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面。2、尺寸要素：由一定大小的線性尺寸或角度尺寸確定的幾何形狀。3、實際（組成）要素：即實際尺寸。4、提取組成要素：按規(guī)定方法，由實際（組成）要素提取有限數(shù)目的點所形成的實際（組成）要素的近似替代。5、擬合組成要素：按規(guī)定方法，由提取組成要素形成的并具有理想形狀的組成要素。2023/1/14互換性與技術測量基礎171.2

基本術語及其定義孔和軸：在滿足互換性的配合中，孔和軸具有廣泛的含義，即：1）孔指圓柱形內(nèi)表面及其它內(nèi)表面中，由單一尺寸確定的部分，其尺寸由D表示；2）軸指圓柱形的外表面及其它外表面中由單一尺寸確定的部分，其尺寸由d表示。即：孔為包容面，軸為被包容面。如圖所示：d1D1D22023/1/14互換性與技術測量基礎181、有關尺寸的術語定義1）尺寸：用特定單位表示長度值的數(shù)值。2）公稱尺寸（基本尺寸）：由設計給定的尺寸，即規(guī)格尺寸，一般要求符合標準的尺寸系列。3）實際尺寸：通過測量所得的尺寸。包含測量誤差，且同一表面不同部位的實際尺寸往往也不相同。用Da、da表示。4）極限尺寸：允許尺寸變化的兩個極限值。兩者中大的稱為最大極限尺寸，小的稱為最小極限尺寸。孔和軸的最大、最小極限尺寸分別為

Dmax、dmax和Dmin、dmin表示。2023/1/14互換性與技術測量基礎195）作用尺寸孔的作用尺寸Df：在配合的全長上，與實際孔內(nèi)接的最大理想軸的尺寸。軸的作用尺寸df

：在配合的全長上，與實際軸外接的最小理想孔的尺寸。實際孔實際軸孔的作用尺寸軸的作用尺寸內(nèi)接的最大理想軸外接的最小理想孔2023/1/14互換性與技術測量基礎206）最大實體狀態(tài)（MMC）與最大實體尺寸（MMS）：孔或軸具有允許的材料量為最多時的狀態(tài)稱為最大實體狀態(tài)。在最大實體狀態(tài)下的極限尺寸稱為最大實體尺寸。即：軸的最大極限尺寸dM=dmax

；孔的最小極限尺寸DM=Dmin。2023/1/14互換性與技術測量基礎217）最小實體狀態(tài)（LMC）與最小實體尺寸（LMS）：孔或軸具有允許的材料量為最少時的狀態(tài)稱為最小實體狀態(tài)。在最小實體狀態(tài)下的極限尺寸稱為最小實體尺寸。即：軸的最小極限尺寸dL=dmin

；孔的最大極限尺寸DL=Dmax

。2023/1/14互換性與技術測量基礎222、有關公差與偏差的術語1）尺寸偏差：某一尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差。包括實際偏差和極限偏差。極限偏差又分上偏差（ES、es）和下偏差（EI、ei）。

ES=Dmax-Des=dmax-dEI=Dmin-Dei=dmin-d2023/1/14互換性與技術測量基礎232）尺寸公差：允許尺寸的變動量。等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數(shù)差的絕對值。也等于上、下偏差之代數(shù)差的絕對值?？?、軸的公差分別用Th和Ts表示。

Th=︱Dmax-Dmin︱=︱ES-EI︱Ts=︱dmax-dmin︱=︱es-ei︱2023/1/14互換性與技術測量基礎24公差與極限偏差區(qū)別：（1）從數(shù)值上看：極限偏差是代數(shù)值，正、負或零值是有意義的；而公差是允許尺寸的變動范圍，是沒有正負號的絕對值，也不能為零（零值意味著加工誤差不存在，是不可能的）。實際計算時由于最大極限尺寸大于最小極限尺寸，故可省略絕對值符號。（2）從作用上看：極限偏差用于控制實際偏差，是判斷完工零件是否合格的根據(jù)，而公差則控制一批零件實際尺寸的差異程度。（3）從工藝上看：對某一具體零件，公差大小反映加工的難易程度，即加工精度的高低，它是制定加工工藝的主要依據(jù)，而極限偏差則是調(diào)整機床決定切削工具與工件相對位置的依據(jù)。（4）兩者聯(lián)系：公差是上、下偏差之代數(shù)差的絕對值，所以確定了兩極限偏差也就確定了公差。2023/1/14互換性與技術測量基礎253）公差帶圖：由于基本尺寸、公差與偏差的數(shù)值相差較大，不便用同一比例表示，故采用公差帶圖。零線：表示基本尺寸的一條直線，以其為基準確定偏差和公差，零線以上為正，以下為負。尺寸公差帶：由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域。公差帶有兩個基本參數(shù)，即公差帶大小與位置。大小由標準公差確定，位置由基本偏差確定。孔軸ESEIeseiThTs0+-2023/1/14互換性與技術測量基礎264）標準公差：標準中表列的，用確定公差帶大小的任一公差。5）基本偏差：標準中表列的，用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差。一般為靠近零線的那個極限偏差。2023/1/14互換性與技術測量基礎27尺寸公差帶圖（舉例）畫出基本尺寸為?50，最大極限尺寸為?50.025、最小極限尺寸為?50mm的孔的公差帶圖;畫出基本尺寸為?50，最大極限尺寸為?49.975、最小極限尺寸為?49.959mm的軸的公差帶圖。2023/1/14互換性與技術測量基礎280-?50孔軸+0.025-0.025-0.041+2023/1/14互換性與技術測量基礎293、有關配合的術語定義1）配合：基本尺寸相同，相互結(jié)合的孔、軸公差帶之間的關系，稱為配合。

D（d）DmindmindmaxESEIThTsesei零線軸Dmax孔2023/1/14互換性與技術測量基礎302）配合的種類：根據(jù)其公帶位置不同，可分為三種類型：間隙配合、過盈配合和過渡配合。

0-基本尺寸孔軸孔軸孔軸間隙配合過盈配合過渡配合+2023/1/14互換性與技術測量基礎313）間隙配合具有間隙（包括最小間隙為零）的配合稱為間隙配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上。其特征值是最大間隙Xmax和最小間隙Xmin。孔的最大極限尺寸減去軸的最小極限尺寸所得的代數(shù)差稱為最大間隙，用Xmax表示。

Xmax=Dmax-dmin=ES-ei

孔的最小極限尺寸減去軸的最大極限尺寸所得的代數(shù)差稱為最小間隙，用Xmin表示。

Xmin=Dmin-dmax=EI-es實際生產(chǎn)中，平均間隙更能體現(xiàn)其配合性質(zhì)。

Xav=（Xmax+Xmin）/2孔XmaxXmin0+-軸2023/1/14互換性與技術測量基礎324）過盈配合具有過盈（包括最小過盈等于零）的配合稱為過盈配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下。其特征值是最大過盈Ymax和最小過盈Ymin?？椎淖钚O限尺寸減去軸的最大極限尺寸所得的代數(shù)差稱為最大過盈，用Ymax表示。

Ymax=Dmin-dmax=EI-es孔的最大極限尺寸減去軸的最小極限尺寸所得的代數(shù)差稱為最小過盈，用Ymin表示。

Ymin=Dmax-dmin=ES-ei實際生產(chǎn)中，平均過盈更能體現(xiàn)其配合性質(zhì)。

Yav=（Ymax+Ymin）/2軸0+YmaxYmin孔-2023/1/14互換性與技術測量基礎335）過渡配合可能具有間隙也可能具有過盈的配合稱為過渡配合。此時，孔的公差帶與軸的公差帶相互重疊。其特征值是最大間隙Xmax和最大過盈Ymax?？椎淖畲髽O限尺寸減去軸的最小極限尺寸所得的代數(shù)差稱為最大間隙，用Xmax表示。

Xmax=Dmax-dmin=ES-ei

孔的最小極限尺寸減去軸的最大極限尺寸所得的代數(shù)差稱為最大過盈，用Ymax表示。

Ymax=Dmin-dmax=EI-es

實際生產(chǎn)中，其平均松緊程度可能表示為平均間隙，也可能表示為平均過盈。即：Xav

（或Yav

）=（Xmax+Ymax）/2孔軸-XmaxYmax0+2023/1/14互換性與技術測量基礎346）配合公差：配合公差是指允許間隙或過盈的變動量。它是設計人員根據(jù)機器配合部位使用性能的要求對配合松緊變動的程度給定的允許值。它反映配合的松緊變化程度，表示配合精度，是評定配合質(zhì)量的一個重要的綜合指標。2023/1/14互換性與技術測量基礎35在數(shù)值上，它是一個沒有正、負號，也不能為零的絕對值。它的數(shù)值用公式表示為：對于間隙配合Tf=︱Xmax—Xmin︱

對于過盈配合Tf=︱Ymin—Ymax︱

對于過渡配合Tf=︱Xmax—Ymax︱

將最大、最小間隙和過盈分別用孔、軸極限尺寸或極限偏差換算后代入上式，則得三類配合的配合公差的共同公式為：

Tf=Th+Ts上式說明，配合精度取決于相互配合的孔和軸的尺寸精度，若要提高配合精度，則必須減少相配合的孔、軸的尺寸公差。2023/1/14互換性與技術測量基礎367）配合公差帶圖：用來直觀的表達配合性質(zhì)，即配合松緊及其變動情況的圖。0+-TfXmaxXminTfYmaxYminTfXmaxYmax間隙配合過盈配合過渡配合2023/1/14互換性與技術測量基礎37例：計算:孔mm與軸mm

孔mm與軸mm

孔mm與軸mm

配合的極限間隙或極限過盈、配合公差并畫出配合公差帶圖，說明配合類別。2023/1/14互換性與技術測量基礎381.3極限與配合國家標準的組成經(jīng)標準化的公差與偏差制度稱為極限制，它是一系列標準的孔、軸公差數(shù)值和極限偏差數(shù)值。配合制則是同一極限的孔和軸組成配合的一種制度。極限與配合國家標準主要由基準制、標準公差系列、基本偏差系列組成。2023/1/14互換性與技術測量基礎391、基準制：指以兩個相配合的零件中的一個零件為基準件，并確定其公差帶位置，而改變另一個零件（一般為非標準件）的公差帶位置，從而形成各種配合的一種制度。確定孔（或軸）的公差帶位置，改變軸（或孔）的公差帶位置可以得到很多配合，為便于現(xiàn)代大生產(chǎn)，簡化標準，標準對配合規(guī)定了兩種配合制：基孔制和基軸制。2023/1/14互換性與技術測量基礎401）基孔制：基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差軸的公差帶形成各種配合的一種制度?；字浦械目诪榛鶞士?，其下偏差為零。0+-軸軸軸軸軸軸軸間隙配合過渡配合過盈配合

過渡或過盈軸孔2023/1/14互換性與技術測量基礎412）基軸制：基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差孔的公差帶形成各種配合的一種制度?；S制中的軸為基準軸，其上偏差為零。0-孔孔孔孔孔孔孔間隙配合過渡配合過盈配合孔軸+2023/1/14互換性與技術測量基礎422、標準公差系列：標準公差系列是國家標準制定出的一系列標準公差數(shù)值。標準公差取決于公差等級和基本尺寸兩個因素。1）公差等級：確定尺寸精確程度的等級稱為公差等級。國家標準將標準公差分為20級，各級標準公差依次表示為IT01、IT0、IT1、IT2、···IT18

從IT01到IT18，等級依次降低，而相應的標準公差值依次增大。2023/1/14互換性與技術測量基礎43標準公差的特點：1）IT6可讀作：標準公差6級或簡稱6級公差。2）同一基本尺寸的孔與軸，其標準公差數(shù)值大小應隨公差等級的高低而不同。

公差等級↑，公差值↓3）同一公差等級的孔與軸，隨著基本尺寸大小的不同應規(guī)定不同的標準公差值。4）公差是加工誤差的允許值，同一等級的公差具有相同的加工難易程度?？傊?，標準公差的數(shù)值，一與公差等級有關，二與基本尺寸有關。2023/1/14互換性與技術測量基礎443、基本偏差系列：基本偏差是用來確定零件公差帶相對于零線位置的極限偏差。它是公差帶位置標準化的唯一指標。不同的公差帶位置與基準件將形成不同的配合。國家標準對孔和軸分別規(guī)定了28種基本偏差。2023/1/14互換性與技術測量基礎45基本偏差代號：用拉丁字母表示。大寫表示孔，小寫表示軸。在26個字母中除去易與其它混淆的I、L、O、Q、W，再加上七個用兩個字母表示的代號（CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、ZC），共有28個代號，即孔和軸各有28個基本偏差。其中JS和js相對于零線完全對稱。對于軸：a～h的基本偏差為上偏差es，其絕對值依次減小，j～zc的基本偏差為下偏差ei，其絕對值依次增大。對于孔：A～H的基本偏差為下偏差EI，其絕對值依次減小，J～ZC的基本偏差為上偏差ES，其絕對值依次增大。H為基準孔，基本偏差為下偏差，值為零；h為基準軸，基本偏差為上偏差，值為零。2023/1/14互換性與技術測量基礎462023/1/14互換性與技術測量基礎47孔和軸的基本偏差原則上不隨公差等級變化，只有極少數(shù)基本偏差（j、js、k)l例外。上圖中各公差帶只畫出了由基本偏差決定的一端，另一端取決于基本偏差與標準公差值的組合。2023/1/14互換性與技術測量基礎48公差帶的代號由基本偏差代號與公差等級代號組成，如H7、h6、M8、d9等等。在圖樣上標注尺寸公差時，可以標注極限偏差，（上偏差放在基本尺寸的右上角，下偏差放在基本尺寸的右下角，例）；如：、，也可以標注尺寸公差帶代號，如：?50H7、?50f6或者兩者都標注?50H7

（）、

?50f6（）。+0.0250-0.025-0.0412023/1/14互換性與技術測量基礎494、公差帶與配合的標準化標準公差系列中的任一公差與基本偏差系列中任一偏差組合，即可得到不同大小和位置的公差帶。在基本尺寸Ｄ≤500mm內(nèi)組成５４３種孔的公差帶和５４４種軸的公差帶。如果將這些孔軸公差帶在生產(chǎn)實際中都投入使用，顯然是不經(jīng)濟的，而且也不必要的。為了簡化公差帶種類，減少與之相適應的定值刀、量具和工藝裝備的品種和規(guī)格，對基本尺寸至500mm的孔、軸規(guī)定了優(yōu)先、常用和一般用途公差帶。書中表1.8和表1.9分別是軸和孔的一般用途公差帶（軸119種，孔105種），其中方框內(nèi)為常用公差帶（軸59種，孔44種），帶圓圈的為優(yōu)先公差帶（軸孔各有13種）。2023/1/14互換性與技術測量基礎502023/1/14互換性與技術測量基礎512023/1/14互換性與技術測量基礎52設計時應優(yōu)先使優(yōu)先公差帶，其次才使用常用公差帶，再其次才考慮使用一般用途公差帶。配合代號：標準規(guī)定，配合代號由相互配合的孔和軸的公差帶以分數(shù)的形式組成，孔的公差帶為分子，軸的公差帶為分母。例如：Φ40H8/f7，Φ80K7/h6。2023/1/14互換性與技術測量基礎53基準孔和基準軸與各種非基準件配合時，得到各種不同性質(zhì)的配合，如：A～H或a～h與基準件配合，形成間隙配合；J～N或j～n與基準件配合，基本上形成過渡配合，P～ZC或p～zc與基準件配合，基本上形成過盈配合。原則上，任意一對孔、軸公差帶都可以構(gòu)成配合，為了簡化公差配合的種類，減少定值刀、量具和工藝裝備的品種及規(guī)格，國家標準在尺寸≤500mm的范圍內(nèi)，規(guī)定了基孔制和基軸制的優(yōu)先（基孔制、基軸制各13種）和常用配合（基孔制59種，基軸制47種）。

2023/1/14互換性與技術測量基礎542023/1/14互換性與技術測量基礎552023/1/14互換性與技術測量基礎56例：下列配合屬于哪種基準制的哪種配合，確定其配合的極限間隙（過盈）和配合公差。并畫出其配合公差帶圖。

?50H8/f7，?30K7/h6，?30H7/p62023/1/14互換性與技術測量基礎570+-?50+0.039-0.025-0.0500+?30+0.006-0.015-0.0130+-?30+0.021+0.035+0.022-2023/1/14互換性與技術測量基礎581.4尺寸公差與配合的選擇尺寸公差與配合的選擇是機械設計和制造中的一個重要環(huán)節(jié)。公差與配合的選擇是否恰當，對產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、互換性及經(jīng)濟性都有重要的影響。選擇的原則應使機械產(chǎn)品的使用價值與制造成本的綜合經(jīng)濟效果最好。2023/1/14互換性與技術測量基礎591、配合制的選擇：基孔制和基軸制是兩種平行的配合制?；字婆浜夏軡M足要求的，用同一偏差代號按基軸制形成的配合，也能滿足使用要求。如：H7/k6與K7/h6的配合性質(zhì)基本相同，稱為“同名配合”。所以，配合制的選擇與功能要求無關，主要考慮加工的經(jīng)濟性和結(jié)構(gòu)的合理性。2023/1/14互換性與技術測量基礎60基孔制配合從制造加工方面考慮，兩種基準制適用的場合不同；從加工工藝的角度來看，對應用最廣泛的中小直徑尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞規(guī)、心軸等）檢驗。而一種規(guī)格的定尺寸刀具和量具，只能滿足一種孔公差帶的需要。對于軸的加工和檢驗，一種通用的外尺寸量具，也能方便地對多種軸的公差帶進行檢驗。由此可見：對于中小尺寸的配合，應盡量采用基孔制配合。2023/1/14互換性與技術測量基礎61基軸制配合在采用基軸制有明顯經(jīng)濟效果的情況下，應采用基軸制。1）用冷拉光軸作軸時。冷拉圓型材，其尺寸公差可達IT7～IT9，能夠滿足農(nóng)業(yè)機械、紡織機械上的軸頸精度要求，在這種情況下采用基軸制，可免去軸的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性質(zhì)的配合。2023/1/14互換性與技術測量基礎622）尺寸小于1mm的精密軸比同一公差等級的孔加工要困難，因此在儀器制造、鐘表生產(chǎn)和無線電工程中，常使用經(jīng)過光軋成型的鋼絲或有色金屬棒料直接做軸，這時也應該采用基軸制。3）同一基本尺寸的軸與多孔相配合，且配合性質(zhì)要求不同時。如圖所示的活塞部件中，活塞銷和活塞與連桿的配合，根據(jù)功能要求，活塞銷和活塞的配合應為過渡配合，而活塞銷與連桿的配合則應為間隙配合。2023/1/14互換性與技術測量基礎632023/1/14互換性與技術測量基礎64基準制的選擇按標準件而定采用標準件時，基準制的選擇按標準件而定。例如，滾動軸承為標準件，它的內(nèi)圈與軸頸配合無疑應是基孔制，而外圈與外殼孔的配合應是基軸制。

2023/1/14互換性與技術測量基礎65非基準制配合在實際生產(chǎn)中，由于結(jié)構(gòu)或某些特殊的需要，允許采用非配合制配合。即非基準孔和非基準軸配合，如：當機構(gòu)中出現(xiàn)一個非基準孔（軸）和兩個以上的軸（孔）配合時，其中肯定會有一個非配合制配合。如圖所示，箱體孔與滾動軸承和軸承端蓋的配合。由于滾動軸承是標準件，它與箱體孔的配合選用基軸制配合，箱體孔的公差帶代號為J7，箱體孔與端蓋的配合可選低精度的間隙配合J7/f9，既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位，還有利于降低成本。2023/1/14互換性與技術測量基礎662023/1/14互換性與技術測量基礎672、公差等級的選擇公差等級的選擇的實質(zhì)就是尺寸制造精度的確定，尺寸的精度與加工的難易程度、加工的成本和零件的工作質(zhì)量有關。公差等級越高，合格尺寸的大小越趨一致，配合精度就越高，但加工的成本也越高。公差與成本的關系如圖所示。因此，公差等級選擇的基本原則是：在滿足使用性能的前提下，盡量選擇較低的精度等級。2023/1/14互換性與技術測量基礎682023/1/14互換性與技術測量基礎69公差等級的選擇方法公差等級的選擇的方法一般采用類比法，對于已知配合要求的也可以用計算法確定其公差等級。1）計算法選擇公差等級的依據(jù)是

Tf=Th+TsTh與Ts的分配則可按工藝等價的原則來考慮。2023/1/14互換性與技術測量基礎702023/1/14互換性與技術測量基礎712）采用類比法選擇公差等級時應考慮的問題（1）應遵循工藝等價的原則，即相互結(jié)合的零件，其加工的難易程度應基本相當。根據(jù)這一原則，對于基本尺寸≤500mm的，當公差等級在IT8以上時，標準推薦孔比軸低一級，如：H8/m7，K7/h6；當公差等級在IT8以下時，標準推薦孔與軸同級，如：H9/h9，D9/h9，IT8屬于臨界值，IT8級的孔可與同級的軸配合，也可以與高一級的軸配合，如：H8/f8，H8/k7。對于基本尺寸＞500mm的，一般采用孔、軸同級配合。2023/1/14互換性與技術測量基礎72（2）與標準零件或部件相配合的零、部件的精度應相匹配。如：與齒輪孔相配合的軸的精度就受齒輪精度的制約；與滾動軸承相配合的外殼孔和軸的精度應當與滾動軸承的精度相匹配。（3）過盈、過渡和較緊的間隙配合，精度等級不能太低。一般孔的公差等級應不低于IT8級，軸的不低于IT7級。這是因為公差等級過低，使過盈配合的最大過盈過大，材料容易受到損壞；使過渡配合不能保證相配的孔、軸既裝卸方便又能實現(xiàn)定心的要求；使間隙配合產(chǎn)生較大的間隙，不能滿足較緊配合的要求。2023/1/14互換性與技術測量基礎73（4）在非配合制的配合中，當配合精度要求不高，為降低成本，允許相配合零件的公差等級相差2～3級。見書P26圖1.122023/1/14互換性與技術測量基礎743、配合種類的選擇配合種類的選擇主要就是根據(jù)零件的功能要求，確定配合的類型及非配合制的基本偏差代號。選擇的基本方法還是類比法、計算法和試驗法三種。類比法是選擇配合種類的主要方法。應用類比法選擇時，要考慮以下因素：1）配合件的工作情況選擇配合的類型時，應考慮配合件間有無相對運動、定心精度高低、配合件受力情況、裝配情況等。2023/1/14互換性與技術測量基礎752023/1/14互換性與技術測量基礎76各種基本偏差形成配合的特點1）間隙配合有A～H（a～h）共十一種，其特點是利用間隙貯存潤滑油及補償溫度變形、安裝誤差、彈性變形等所引起的誤差。生產(chǎn)中應用廣泛，不僅用于運動配合，加緊固件后也可用于傳遞力矩。不同基本偏差代號與基準孔（或基準軸）分別形成不同間隙的配合。主要依據(jù)變形、誤差需要補償間隙的大小、相對運動速度、是否要求定心或拆卸來選定。2023/1/14互換性與技術測量基礎772）過渡配合有JS～N（js～n）四種基本偏差，其主要特點是定心精度高且可拆卸。也可加鍵、銷緊固件后用于傳遞力矩。主要根據(jù)機構(gòu)受力情況、定心精度和要求裝拆次數(shù)來考慮基本偏差的選擇。定心要求高、受沖擊負荷、不常拆卸的，可選較緊的基本偏差，如N（n），反之應選較松的配合，如：K（k）或JS（js）。2023/1/14互換性與技術測量基礎78過盈配合有P～ZC（p～zc）13種基本偏差，其特點是由于有過盈，裝配后孔的尺寸被脹大而軸的尺寸被壓小，產(chǎn)生彈性變形，在結(jié)合面上產(chǎn)生一定的正壓力和摩擦力，用以傳遞力矩和緊固零件。選擇過盈配合時，如不加鍵、銷等緊固件，則最小過盈應能保證傳遞所需的力矩，最大過盈應不使材料破壞，故配合公差不能太大，所以公差等級一般為IT5～IT7。基本偏差根據(jù)最小過盈量及結(jié)合件的標準來選取。2023/1/14互換性與技術測量基礎793）配合件的生產(chǎn)情況按大批大量生產(chǎn)時，加工后所得的尺寸通常呈正態(tài)分布；而單件小批量生產(chǎn)時，加工所得的孔的尺寸多偏向最小極限尺寸，軸的尺寸多偏向最大極限尺寸，即呈偏態(tài)分布。所以，對于同一使用要求，單件小批生產(chǎn)時采用的配合應比大批大量生產(chǎn)時要松一些。如大批量生產(chǎn)時的φ50H7/js6的要求，在單件小批生產(chǎn)時應選擇φ50H7/h6。同樣，受其它工作條件的影響，配合的間隙或過盈也應隨之變化。見下表。2023/1/14互換性與技術測量基礎802023/1/14互換性與技術測量基礎81第三章形狀和位置公差內(nèi)容:形位誤差和形位公差的基本概念，

形位公差的標注及公差帶的分析.重點:形位公差的標注，公差帶四要素分析

公差原則.難點:形位公差帶四要素分析.

公差原則2023/1/14互換性與技術測量基礎823.1概述形狀和位置公差簡稱形位公差，它是針對構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面的幾何形狀和相互位置的誤差所規(guī)定的公差。零件在加工過程中由于受各種因素的影響，其幾何要素不可避免地會產(chǎn)生形狀誤差和位置誤差。因此，對零件的形狀和位置精度進行合理的設計、規(guī)定適當?shù)男螤詈臀恢霉钍鞘直匾摹?023/1/14互換性與技術測量基礎833.1.1形位公差的研究對象：形位公差的研究對象是零件的幾何要素，就是構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面。2023/1/14互換性與技術測量基礎84幾何要素的分類：（一）按結(jié)構(gòu)特征分：組成要素（輪廓要素）、導出要素（中心要素）；（二）按存在狀態(tài)分：實際要素、理想要素；（三）按所處地位分：被測要素、基準要素；（四）按功能關系分：單一要素、關聯(lián)要素。2023/1/14互換性與技術測量基礎853.1.2形位公差的特征項目極其符號2023/1/14互換性與技術測量基礎863.1.3形位公差的標注方法以公差框格的形式標注（兩格或多格）

0.05A公差特征符號公差值基準指引線(從上表中選)(以mm為單位)(由基準字母表示)(指向被測要素)2023/1/14互換性與技術測量基礎87注意:①公差值如果公差帶為圓形或圓柱形，公差值前加注?，如果是球形，加注Ｓ?。②基準單一基準用大寫表示；公共基準由橫線隔開的兩個大寫字母表示；如果是多基準，則按基準的優(yōu)先次序從左到右分別置于各格。③指引線用細實線表示。從框格的左端或右端垂直引出，指向被測要素。指引線的方向必須是公差帶的寬度方向。2023/1/14互換性與技術測量基礎88重要提示：①指引線指向被測要素時，要注意區(qū)分輪廓要素和中心要素。②基準符號用帶小圓的大寫字母以細實線與粗的短實線相連，基準要素也要注意區(qū)分輪廓要素和中心要素。2023/1/14互換性與技術測量基礎89幾點說明：1）對被測要素的數(shù)量說明，應標注在形位公差框格的上方。2）其他說明性要求應標注在形位公差框格的下方。0.05B6槽0.05在a、b范圍內(nèi)2023/1/14互換性與技術測量基礎903）如對同一要素有一個以上的形位公差特征項目的要求，其標注方法又一致時，為方便起見，可將一個框格放在另一個框格的下方。0.050.1A2023/1/14互換性與技術測量基礎914）當多個被測要素有相同的形位公差（單項或多項）要求時，可以從框格引出的指引線上繪制多個指示箭頭并分別與各被測要素相連。0.05共面2023/1/14互換性與技術測量基礎92一）被測要素的標注用帶箭頭的指引線將公差框格與被測要素相連，指引線的箭頭指向被測要素，箭頭的方向為公差帶的寬度方向。注意：1）注意指引線箭頭所指的位置和方向，否則公差要求的解釋可能不同。

2）指引線可以自公差框格的任意端引出，應垂直于框格，但不能自框格兩端同時引出。

3）指引線引出被測要素時可以彎折，但不得多于兩次。2023/1/14互換性與技術測量基礎93被測要素的主要標注方法如下：1）當被測要素為輪廓要素時，指引線的箭頭應指在該要素的輪廓線或其延長線上，并明顯的與尺寸線錯開（應與尺寸線至少錯開4mm）。Φd0.052023/1/14互換性與技術測量基礎942）當被測要素為中心要素時，指引線的箭頭應與被測要素的尺寸線對齊。當箭頭與尺寸線的箭頭重疊時，可代替尺寸線箭頭。ΦdΦd2023/1/14互換性與技術測量基礎953）當被測要素為圓錐體的軸線時，指引線的箭頭應與圓錐體直徑尺寸線對齊，必要時也可在圓錐體內(nèi)畫出空白的尺寸線，并將指引線的箭頭與該空白尺寸線對齊。Φ2023/1/14互換性與技術測量基礎96如圓錐體采用角度尺寸標注，則指引線應對著該角度尺寸線。2023/1/14互換性與技術測量基礎97二）基準要素的標注基準符號由粗短線、圓圈、連線和基準字母組成。無論基準符號在在圖樣上的方向如何，圓圈內(nèi)的字母均應水平書寫。AAAAAA舊新2023/1/14互換性與技術測量基礎981）當基準要素為輪廓線和表面時，基準符號應置于該要素的輪廓線或其延長線上標注，并明顯的與尺寸線錯開。AAA2023/1/14互換性與技術測量基礎992）當基準要素是軸線或中心平面或由帶尺寸的要素確定的點時，基準要素的連線應與該要素的尺寸線對齊，當基準符號與尺寸線的箭頭重疊時，可代替尺寸線的一個箭頭。AA2023/1/14互換性與技術測量基礎1003）當基準要素為中心孔或圓錐體的軸線時，則按如下方法標注。ΦAAAB2023/1/14互換性與技術測量基礎101如圖所示銷軸的三種形位公差標注，它們的公差帶有何不同？2023/1/14互換性與技術測量基礎102圖a為給定方向上素線的直線度，其公差帶為寬度等于公差值0．02mm的兩平行平面間的區(qū)域。圖b為軸線在任意方向的直線度，其公差帶為直徑等于公差值0．02mm的圓柱體內(nèi)的區(qū)域。圖c為給定方向上被測素線對基準素線的平行度，其公差帶為寬度等于公差值0．02mm且平行于基準A的兩平行平面間的區(qū)域。2023/1/14互換性與技術測量基礎1033.2形狀誤差與形狀公差見書P643.3位置誤差與位置公差見書P702023/1/14互換性與技術測量基礎104試將下列技術要求標注在圖中（1）左端面的平面度為0.01mm，右端面對左端面的平行度為0.04mm。（2）?70H7的孔的軸線對左端面的垂直度公差為0.02mm。（3）?210h7對?70H7的同軸度為0.03mm。（4）4-?20H8孔對左端面（第一基準）和?70H7的軸線的位置度公差為0.15mm。2023/1/14互換性與技術測量基礎105?210h7?70H74-?20H80.010.04AA

?0.02A?0.03BB∥?0.15AB2023/1/14互換性與技術測量基礎106將下列技術要求標注在圖上。（1）φ100h6圓柱表面的圓度公差為0.005mm。（2）φ100h6軸線對φ40P7孔軸線的同軸度公差為φ0.015。（3）φ40P７孔的圓柱度公差為0.005mm。（4）左端的凸臺平面對φ40P7孔軸線的垂直度公差為0.01mm。（5）右凸臺端面對左凸臺端面的平行度公差為0.02mm。2023/1/14互換性與技術測量基礎1070.005◎φ0.015C?

0.0050.01C⊥∥0.02AA2023/1/14互換性與技術測量基礎108說明下圖中標注的形位公差的含義。2023/1/14互換性與技術測量基礎109其含義為2023/1/14互換性與技術測量基礎1103.4公差原則公差原則是確定零件的位置、形狀和尺寸公差之間相互關系的原則。它分為獨立原則和相關原則。3.4.1有關術語定義1、作用尺寸1）體外作用尺寸（Dfe、dfe）2）體內(nèi)作用尺寸（Dfi、dfi）2、最大實體狀態(tài)、最大實體尺寸和最大實體邊界2023/1/14互換性與技術測量基礎1113、最小實體狀態(tài)、最小實體尺寸和最小實體邊界4、最大實體實效狀態(tài)、最大實體實效尺寸和最大實體實效邊界5、最小實體實效狀態(tài)、最小實體實效尺寸和最小實體實效邊界2023/1/14互換性與技術測量基礎1123.4.2獨立原則獨立原則是指圖樣上給定的各個尺寸和形狀、位置要求都是獨立的，應該分別滿足各自的要求。它是尺寸公差和形位公差相互關系遵循的基本原則，它的應用最廣。Φ0.02Φ20-0.032023/1/14互換性與技術測量基礎1133.4.3相關要求圖樣上給定的尺寸公差和形位公差相互有關的設計要求稱為相關要求。它分為包容原則、最大實體要求和最小實體要求。最大實體要求和最小實體要求還可用于可逆要求。2023/1/14互換性與技術測量基礎1141、包容要求（ER）包容要求是被測實際要素處處不得超越最大實體邊界的一種要求。它只適用于單一尺寸要求（圓柱面、兩平行平面）的尺寸公差與形狀公差之間的關系。采用包容要求的尺寸要素，應在其尺寸極限偏差或公差代號后面加注符號采用包容要求的尺寸要素其實際輪廓應遵守最大實體邊界，即其體外作用尺寸不超出最大實體尺寸，且其局部實際尺寸不超出最小實體尺寸。E2023/1/14互換性與技術測量基礎115例：表示的含義：當實際尺寸為Φ19.97mm時，偏離最大實體尺寸0.03mm時，準許的直線度誤差為0.03mm，而當實際尺寸為Φ20mm時，準許的直線度誤差為0。Φ20-0.03E2023/1/14互換性與技術測量基礎116包容要求是將尺寸誤差和形位誤差同時控制在尺寸公差范圍內(nèi)的一種公差要求，主要用于必須保證配合性質(zhì)的要素。2023/1/14互換性與技術測量基礎1172、最大實體要求（MMR）最大實體要求是被測要素的輪廓不超越最大實體實效邊界的一種要求。它即可以用于被測中心要素，也可用于基準中心要素。最大實體要求應用于被測中心要素時，應在被測要素形位公差框格中的公差值后標注符號；用于基準中心要素時，應在公差框格中相應的基準字母代號后標注符號。MM2023/1/14互換性與技術測量基礎118例：含義：當該軸處于最大實體狀態(tài)時，其軸線的直線度公差為Φ0.1mm，若軸的實際尺寸向最小實體尺寸方向偏離最大實體尺寸，則其軸線直線度誤差可以超出圖樣給出的公差值Φ0.1mm，但必須保證其體外作用尺寸不超出軸的最大實體失效尺寸Φ20.1mm，當軸的實際尺寸處處為最小實體尺寸Φ19.7mm，其軸線的直線度公差可達最大值，

t=Φ（0.3+0.1）=Φ0.4mmΦ0.1Φ20-0.3M2023/1/14互換性與技術測量基礎119與包容要求相比，最大實體要求可以得到較大的尺寸制造公差和形位制造公差，具有良好的工藝性和經(jīng)濟性。因此，最大實體要求主要用于保證裝配的互換性場合，一方面可用于零件尺寸精度和形位精度較低、配合性質(zhì)要求不嚴的情況，另一方面也可用于要求保證自由裝配的情況。另外，最大實體要求僅用于中心要素。對于平面、直線等輪廓要素，由于不存在尺寸公差對形位公差的補償問題，因而不具備應用條件。最大實體要求應用于基準要素（略）2023/1/14互換性與技術測量基礎1203、最小實體要求（LMR）最小實體要求是被測要素的實際輪廓應遵守其最小實體實效邊界。當其實際尺寸偏離最小實體尺寸時，準許其形位誤差值超出在最小實體狀態(tài)下給出的公差值的一種要求。它即可以用于被測中心要素，也可用于基準中心要素。最小實體要求應用于被測要素時，應在被測要素形位公差框格中的公差值后標注符號；用于基準中心要素時，應在公差框格中相應的基準字母代號后標注符號。LL2023/1/14互換性與技術測量基礎121最小實體要求應用于被測要素此時，被測要素的形位公差值是在該要素處于最小實體狀態(tài)時給出的。當被測要素的實際輪廓偏離其最小實體狀態(tài)，即實際尺寸偏離最小實體尺寸時，形位誤差值可以超出在最小實體狀態(tài)下給出的形位公差值。2023/1/14互換性與技術測量基礎122最小實體要求僅用于中心要素，主要用于保證零件強度和最小壁厚。由于最小實體要求的被測要素不得超越最小實體實效邊界，因而應用最小實體要求可以保證零件強度和最小壁厚尺寸。當被測要素偏離最小實體狀態(tài)時，可以擴大形位誤差的準許值，以增加形位誤差的合格范圍，獲得良好的經(jīng)濟效益。最小實體要求應用于基準要素（略）2023/1/14互換性與技術測量基礎1234、可逆要求（RR）在不影響零件功能要求的前提下，當被測軸線或中心平面的形位誤差值小于給出的形位公差值時，準許相應的尺寸公差增大。它通常和最大實體要求或最小實體要求一起應用。采用可逆的最大實體要求，應在被測要素的形位公差框格中的公差值后加注MR2023/1/14互換性與技術測量基礎124例：含義：當該軸處于最大實體狀態(tài)時，其軸線直線度公差為Φ0.1mm，若軸的直線度誤差小于給出的公差值，則準許軸的實際尺寸超出其最大實體尺寸Φ20mm，但必須保證其體外作用尺寸不超出其最大實體實效尺寸Φ20.1mm。Φ0.1Φ20-0.3MR2023/1/14互換性與技術測量基礎1253.5形位公差的選用形位公差對零件的使用性能有很大的影響，正確的選擇形位公差對保證零件的功能要求，以及提高經(jīng)濟效益都十分重要。它對保證軸類零件的旋轉(zhuǎn)精度、保證結(jié)合件的聯(lián)結(jié)強度和密封性、保證齒輪傳動零件的承載均勻性都有很重要的影響。形位公差的選用主要包括形位公差項目的選用、公差等級與公差值的選擇、公差原則的選擇和基準要素的選擇。2023/1/14互換性與技術測量基礎1263.5.1形位公差項目的選擇形位公差項目一般是根據(jù)零件的幾何特征、使用要求和經(jīng)濟性的方面因素，經(jīng)綜合分析后決定。在保證零件功能要求的前提下，盡量使形位公差項目減少、檢測方法簡便，以獲得較好的經(jīng)濟效益。具體應考慮以下幾點：1）幾何特征：是選擇單一要素公差項目的基本依據(jù)。位置公差項目是按要素間幾何方位關系制定的，所以關聯(lián)要素的公差項目應以它與基準間的幾何方位關系為基本依據(jù)。2023/1/14互換性與技術測量基礎1272）使用要求：零件的功能要求不同，對形位公差應提出不同的要求，所以應分析形位誤差對零件使用性能的影響。3）檢測的方便性：確定公差項目必須與檢測條件相結(jié)合，考慮現(xiàn)有檢測條件可能性和經(jīng)濟性。當同樣滿足零件的使用要求時，應選用檢測簡便的項目。4）形狀公差的控制功能：各項形位公差的控制功能不同，選擇時應盡量發(fā)揮能綜合控制的公差項目的職能，以減少形位公差項目。2023/1/14互換性與技術測量基礎1283.5.2

形位公差等級（公差值）的選擇形位公差等級的選擇原則與尺寸公差選擇原則相同，即在滿足零件使用要求的前提下，盡量選用低的公差等級。選擇的方法有計算法和類比法。GB/T0084-1996規(guī)定圖樣中標注的形位公差有未注公差值和注出公差值兩種。未注公差值是各類工廠中常用設備能保證的精度。未注公差值一般不注出。注出公差值是指要素的公差值大于或小于未注公差值時，在圖樣上給出的形位公差要求。2023/1/14互換性與技術測量基礎129選擇類比法時，主要考慮以下幾個問題：1）形位公差和尺寸公差的關系：通常，同一要素所給出的形狀公差、位置公差和尺寸公差應滿足如下關系

T形狀＜T位置＜T尺寸如同一平面上，平面度公差值應小于該平面對基準的平行度公差，平行度公差應小于其相應的尺寸公差值。2023/1/14互換性與技術測量基礎1302）有配合要求時形狀公差與尺寸公差的關系：有配合要求并要嚴格保證其配合性質(zhì)的要素，應采用包容要求。在工藝上，其形狀公差大多按分割尺寸公差的百分比來確定，即

T形狀=KT尺寸在常用尺寸公差等級IT5-IT8的范圍內(nèi)，通常取K=25%-65%。K值過小，會對工藝設備的精度要求過高，K值過大，則會使尺寸的實際公差過小，給加工帶來困難。2023/1/14互換性與技術測量基礎1313）形狀公差和表面粗糙度的關系：一般情況下，表面粗糙度Ra值約占形狀公差值的20%-25%。4）考慮零件的結(jié)構(gòu)特點：對于結(jié)構(gòu)復雜，剛性較差（如細長軸、薄壁件等）或不易加工和測量的零件，在滿足零件功能要求的前提下，可適當選用低一些的公差等級。5）凡有關標準已對形位公差作出規(guī)定的，如與滾動軸承相配合的軸和殼體孔的圓柱度公差、機床導軌的直線度公差等，都應按相應的標準確定。2023/1/14互換性與技術測量基礎132書中P92，表3.14—表3.18列出了各種形位公差等級的應用舉例，可供類比時參考。2023/1/14互換性與技術測量基礎1333.5.3公差原則和公差要求的選擇選擇公差原則應根據(jù)被測要素的功能要求，充分發(fā)揮公差的職能和采取該公差原則的可行性和經(jīng)濟性。1）獨立原則主要用于①尺寸精度和形位精度要求都較嚴。且需要分別滿足要求。②尺寸精度與形位精度要求相差較大。③保證運動精度、密封性等特殊要求，常提出與尺寸精度無關的形位公差要求。2023/1/14互換性與技術測量基礎1342）包容要求主要用于需嚴格保證配合性質(zhì)的場合。3）最大實體要求主要用于中心要素，保證可裝配性（無配合性質(zhì)要求）的場合。4）最小實體要求主要用于需要保證零件強度和最小壁厚的場合。5）可逆要求與最大（最小）實體要求聯(lián)用，能充分利用公差帶，擴大了被測要素實際尺寸范圍，使尺寸超過最大（最?。嶓w尺寸而體外（體內(nèi)）作用尺寸未超過最大（最?。嶓w實效邊界的“廢品”變?yōu)楹细衿?，提高了?jīng)濟效益，在不影響使用性能的前提下可以選用。2023/1/14互換性與技術測量基礎1353.5.4基準要素的選擇基準要素的選擇包括零件上基準部位的選擇、基準數(shù)量的確定、基準順序的合理安排等。1、基準部位的選擇：主要應根據(jù)設計和使用要求、零件的結(jié)構(gòu)特征，并兼顧基準統(tǒng)一等原則進行。具體考慮以下幾點：①選用零件在機器中定位的結(jié)合面作為基準部位；②基準要素應具有足夠的剛度和尺寸，以保證定位穩(wěn)定可靠；③選用加工精度較高的表面作為基準部位；④盡量統(tǒng)一裝配、加工和檢驗基準。這樣即可以消除基準不統(tǒng)一而產(chǎn)生的誤差，還可以簡化夾具、量具的設計制造。2023/1/14互換性與技術測量基礎1362、基準數(shù)量的選擇：一般來說，應根據(jù)公差項目的定向、定位幾何功能要求來確定基準的數(shù)量。定向公差大多只有一個基準，而定位公差則需要一個或多個基準。3）基準順序的安排：當選用兩個以上基準要素時，要明確基準要素的順序。此時，必須考慮零件的結(jié)構(gòu)特點以及裝配和使用要求。所選基準順序正確與否，直接影響零件的裝配性質(zhì)和使用性能，還會影響零件的加工工藝以及工藝裝備的設計等。2023/1/14互換性與技術測量基礎137第四章表面粗糙度基本內(nèi)容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的評定、選用及標注。重點內(nèi)容：表面粗糙度的評定、選用及標注。難點內(nèi)容：表面粗糙度的評定、選用。2023/1/14互換性與技術測量基礎1384.1概述4.1.1表面粗糙度的定義零件表面的形貌可分為三種情況：(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長和波高之比一般小于50。屬于微觀幾何形狀誤差。(2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長和波高之比等于50～1000的不平程度稱為波紋度。會引起零件運轉(zhuǎn)時的振動、噪聲，特別是對旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當大的目前表面波紋度還沒有制定國家標準。國際標準化組織第57技術委員會正在制定表面波紋度有關國際標準。(3)形狀誤差：零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。

2023/1/14互換性與技術測量基礎1394.1.2表面粗糙度對零件性能的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。影響零件的疲勞強度。影響零件的抗腐蝕性。影響零件的密封性。對零件的外觀、測量精度、表面光學性能、導電導熱性能和膠合強度等也有著不同程度的影響。2023/1/14互換性與技術測量基礎1404.2表面粗糙度的評定4.2.1基本術語取樣長度lr：評定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準線長度。應與表面粗糙度的大小相適應。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結(jié)果的影響，一般在一個取樣長度內(nèi)應包含５個以上的波峰和波谷。評定長度ln：為了全面、充分地反映被測表面的特性，在評定或測量表面輪廓時所必需的一段長度。評定長度可包括一個或多個取樣長度。表面不均勻的表面，宜選用較長的評定長度。評定長度一般按5個取樣長度來確定,稱為標準長度。2023/1/14互換性與技術測量基礎141rrrrr2023/1/14互換性與技術測量基礎142輪廓中線：輪廓中線是具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線，基準線有下列兩種：1）輪廓的最小二乘中線m：在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點輪廓偏距的平方和為最小。即：2023/1/14互換性與技術測量基礎1432）輪廓算術平均中線在取樣長度內(nèi)，將實際輪廓劃分上下兩部分，且使上下面積相等的直線。即：F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+Gm2023/1/14互換性與技術測量基礎1444.2.2評定參數(shù)：國家標準GB3505-83和GB/T1031-95中規(guī)定了6個評定參數(shù)，其中有關高度特性的參數(shù)3個，間距特性的參數(shù)有2個，形狀特性參數(shù)有1個，其中高度參數(shù)是主要的，稱為基本參數(shù)。1、幅度參數(shù)（高度參數(shù)）1）輪廓算術平均偏差Ｒa在取樣長度內(nèi)，被測實際輪廓上各點至輪廓中線距離絕對值的平均值，即2023/1/14互換性與技術測量基礎1452023/1/14互換性與技術測量基礎1462）微觀不平度十點高度Ｒy在取樣長度內(nèi)５個最大的輪廓峰高ypi平均值與5個最大輪廓谷深yvi平均值之和。y2023/1/14互換性與技術測量基礎1473）輪廓最大高度Ｒz在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點和最低點。

Rz=︱ypmax︱+︱yvmax︱2023/1/14互換性與技術測量基礎1482、間距特征參數(shù)輪廓單元的平均寬度RSm：在一個取樣長度內(nèi)輪廓單元寬度Xs的平均值。3、混合參數(shù)（形狀參數(shù)）輪廓的支撐長度率Rmr（c）：在給定水平位置c上輪廓的實體材料長度ML（c）與評定長度的比率。間距特征參數(shù)和混合參數(shù)是附加參數(shù)，其應用限于零件重要表面并有特殊要求時。2023/1/14互換性與技術測量基礎1494.2.3評定參數(shù)的數(shù)值規(guī)定表面粗糙度的參數(shù)值已經(jīng)標準化（GB/T1031-1995），選取時應按國家標準選取。表4.1Ra的數(shù)值（GB/T1031-1995)μm0.0120.0500.200.803.212.5500.0250.1000.401.606.325100表4.2Rz的數(shù)值（GB/T1031-1995)μm0.0250.201.6012.51008000.0500.403.22520016000.1000.806.3504002023/1/14互換性與技術測量基礎1504.3表面粗糙度的標注圖樣上所標注的表面粗糙度符號、代號，是該表面完工后所應達到的技術要求。4.3.1表面粗糙度的符號1）基本符號表示表面可以用任何方法獲得。表示表面是用去除材料的方獲得。表示用不去除材料的方法獲得?；虮３衷獱顟B(tài)的表面。2023/1/14互換性與技術測量基礎1512）輔助符號在上述三個符號的長邊上均可加一橫線，用于標注參數(shù)和說明。在上述三個符號上均可加一小圓，表示所有表面具有相同的表面粗糙度。2023/1/14互換性與技術測量基礎1524.3.2表面粗糙度的代號及其注法表面粗糙度的代號、數(shù)值及其有關規(guī)定在符號中注寫的位置見下圖：a1、a2處為粗糙度高度參數(shù)的允許值（μm）；b處標注加工方法、鍍涂或其它表面處理；c處標出取樣長度（mm）；d標出加工紋理方向符號；e處標出加工余量（mm）f處標出間距參數(shù)值（mm）或輪廓支承長度率。2023/1/14互換性與技術測量基礎153表面粗糙度的標注標注時將其標注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，符號的尖端必須從材料外指向被注表面。高度參數(shù)優(yōu)先選用輪廓的算術平均偏差Ra。當選用Ra時，只需在代號中標出其參數(shù)值，“Ra”本身可以省略；當選用Rz或Ry時，參數(shù)符號和參數(shù)值都應標出；2023/1/14互換性與技術測量基礎154當允許實測值中，超過規(guī)定值的個數(shù)少于總數(shù)的16%時，應在圖中標注上限值和下限值；當所有實測值不允許超過規(guī)定值時，應在圖樣上標注最大值或最小值。取樣長度：如按國標選用，則可省略標注；表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要時才規(guī)定。常見加工紋理方向符號見P114表4.8。2023/1/14互換性與技術測量基礎1552023/1/14互換性與技術測量基礎1564.4表面粗糙度的選用評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用Ra值，因為Ra能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：當表面過于粗糙（Ra＞6.3μm）或過于光滑（Ra

＜0.025μm

）時，可選用Rz，因為此范圍便于選擇用于測量Rz的儀器測量。當零件材料較軟時，因為Ra一般采用觸針測量。當測量面積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Rz值。2023/1/14互換性與技術測量基礎157參數(shù)值的選用：表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值。一般原則：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值?。荒Σ帘砻姹确悄Σ帘砻嬉。皇苎h(huán)載荷的表面要??；配合要求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應?。煌痪?，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。2023/1/14互換性與技術測量基礎158參數(shù)值可用類比法來確定。一般尺寸公差、表面形狀公差小時，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的函數(shù)關系。如機床的手輪或手柄。一般情況下，它們之間有一定的對應關系，設形狀公差為T，尺寸公差為IT，它們之間的關系可參照以下對應關系：若T≈0.6IT，則Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，則Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，則Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0.25IT，則Ra≤0.15T；Rz≤0.6T2023/1/14互換性與技術測量基礎159第六章常用結(jié)合件的互換性6.1

滾動軸承的互換性6.1.1滾動軸承的組成和形式1、作用：軸承是一種傳動支承部件，它既可以用于支承旋轉(zhuǎn)的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機械傳動中。2023/1/14互換性與技術測量基礎1602、分類：滑動軸承（銅軸瓦）：滾動軸承：按滾動體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、和滾針軸承等；按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承等。2023/1/14互換性與技術測量基礎1613、滾動軸承的組成：滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。2023/1/14互換性與技術測量基礎1624、滾動軸承的安裝形式：

外圈與箱體上的軸承座配合，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。通常外圈固定不動——因而外圈與軸承座為過盈配合；內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)——內(nèi)圈與軸也為過盈配合?？紤]到運動過程中軸會受熱變形延伸，一端軸承應能夠作軸向調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)好后應軸向鎖緊。2023/1/14互換性與技術測量基礎1635、滾動軸承的結(jié)構(gòu)特點：滾動軸承是一種標準件。有內(nèi)外兩種互換性。滾動軸承的精度要求很高。6、有關滾動軸承的國標規(guī)定：滾動軸承的國家標準不僅規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度（跳動公差等）、測量方法，還規(guī)定可與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。2023/1/14互換性與技術測量基礎1646.1.2滾動軸承的精度等級及其應用根據(jù)GB/T307.3-1996規(guī)定，滾動軸承按其基本尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度1）向心軸承分為0、6、5、4和2五個精度等級；2）圓錐滾子軸承分為0、6x、5和4級四個精度等級；3）推力軸承分為0、6、5和4四個精度等級。2023/1/14互換性與技術測量基礎165滾動軸承的尺寸精度是軸承內(nèi)徑（d）和外徑（D）的制造精度；軸承內(nèi)圈寬度（B）和外圈寬度（C）的制造精度；圓錐滾柱軸承裝配高度（T）的精度等。滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度是成套軸承內(nèi)、外圈的徑向跳動（Kia、Kea）；是成套軸承內(nèi)、外圈端面對滾道的跳動（Sia、Sea）；內(nèi)圈基準端面對內(nèi)孔的跳動（Sd）；外徑表面母線對基準端面的傾斜度的變動量（SD）等。2023/1/14互換性與技術測量基礎1666.1.3滾動軸承與軸、外