互換性復(fù)習(xí)課件

第一章緒論

本章學(xué)習(xí)目的是了解本課程的性質(zhì)和任務(wù)。學(xué)習(xí)要求是懂得互換性的含義；了解互換性與標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)系及其在現(xiàn)代化生產(chǎn)中的重要意義；了解優(yōu)先數(shù)的基本原理及其應(yīng)用。

互換性原則是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則，是我們在設(shè)計、制造中必須遵循的。尺寸形狀相對位置對幾何要素的提出互換性要求。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第一章緒論

1.互換性的概述

互換性簡單的說就是同一規(guī)格的零件或部件具有能夠彼此互相替換的性能。零、部件在裝配前不挑，裝配時不調(diào)整或修配，裝配后能滿足使用要求的互換性稱完全互換；零、部件在裝配時要采用分組裝配或調(diào)整等工藝措施，才能滿足裝配精度要求的互換性稱不完全互換。如裝配時，還需要附加修配的零件，則不具有互換性。

2.實現(xiàn)互換性的前提

標(biāo)準(zhǔn)化是實現(xiàn)互換性的前提。只有按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計和制造，并按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗，互換性才能實現(xiàn)。

3.優(yōu)先數(shù)系

由一系列十進(jìn)制等比數(shù)列構(gòu)成，代號Rr。優(yōu)先數(shù)系中的每個數(shù)都是一個優(yōu)先數(shù)。每個優(yōu)先數(shù)系中，相隔r項的末項與首項相差10倍；每個十進(jìn)制區(qū)間中各有r個優(yōu)先數(shù)。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第二章光滑圓柱體結(jié)合的極限與配合

1．有關(guān)“尺寸”的術(shù)語有：基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸、實體尺寸、體外作用尺寸。

2．尺寸合格條件：實際尺寸在極限尺寸的范圍內(nèi)。

3．公差與偏差的關(guān)系：公差=上偏差-下偏差。

4．“極限與配合圖解”簡稱“公差帶圖解”，掌握其畫法。公差帶有大小和位置兩個參數(shù)。國家標(biāo)準(zhǔn)將這兩個參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)公差系列和基本偏差系列。

5．按孔和軸的公差帶之間關(guān)系的不同，配合分為：間隙配合、過盈配合和過渡配合。國家標(biāo)準(zhǔn)配合制規(guī)定有基孔制（基準(zhǔn)孔基本偏差代號為H）和基軸制（基準(zhǔn)軸基本偏差代號為h）兩種。

6．標(biāo)準(zhǔn)公差系列（標(biāo)準(zhǔn)公差值不分孔、軸，按基本尺寸和公差等級查教材表2-1）

（1）公差等級是確定尺寸精確程度的等級，國標(biāo)對基本尺寸≤500mm的孔、軸規(guī)定了20公差等級：只要公差等級相同，加工難易程度就相同（孔和孔比，軸和軸比）；中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第二章光滑圓柱體結(jié)合的極限與配合

（2）基本尺寸≤500mm，IT5～I(xiàn)T18時，IT=a﹒i，

a是公差等級系數(shù)。從IT6開始，a按優(yōu)先數(shù)系R5取值，即公差等級每增加5級，公差值增加10倍，例：IT12=10IT7。

7．基本偏差系列

國標(biāo)分別規(guī)定了28個孔、軸基本偏差代號（孔：A～ZC；軸：a～zc。），見教材圖2-12。數(shù)值可查教材表2-6，2-7。

8．同名配合

A～H與h，a～h與H組成的基孔制和基軸制的同名配合（基準(zhǔn)制同名的間隙配合）配合性質(zhì)相同。基孔制和基軸制的同名的過渡和過盈配合只有公差等級組合符合國標(biāo)在換算孔的基本偏差時的規(guī)定時，配合性質(zhì)才能相同。

9．尺寸公差、配合的標(biāo)注以及線性尺寸一般公差的規(guī)定和在圖樣上的表示方法，見本章有關(guān)內(nèi)容。

10．公差與配合的選擇

主要包括確定基準(zhǔn)制、公差等級以及配合的種類。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第三章測量技術(shù)基礎(chǔ)測量技術(shù)的基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容包括量值傳遞系統(tǒng)，量塊基本知識，測量器具的分類及其主要技術(shù)指標(biāo)，測量誤差的特點及分類，測量誤差的處理方法，測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第四章幾何公差及檢測

1．幾何誤差的研究對象是幾何要素，根據(jù)幾何要素特征的不同可分為：理想要素與實際要素、輪廓要素與中心要素、被測要素與基準(zhǔn)要素以及單一要素與關(guān)聯(lián)要素等；國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的幾何公差特征共有19項，熟悉各項目的符號、有無基準(zhǔn)要求等。

2．幾何公差

是形狀公差和位置公差的簡稱。形狀公差是指實際單一要素的形狀所允許的變動量。位置公差是指實際關(guān)聯(lián)要素相對于基準(zhǔn)的位置所允許的變動量；幾何公差帶具有形狀、大小、方向和位置四個特征。幾何公差帶分為形狀公差帶、定向公差帶、定位公差帶和跳動公差帶四類。應(yīng)熟悉常用幾何公差特征的公差帶定義、特征(形狀、大小、方向和位置)，并能正確標(biāo)注。

3．公差原則是處理幾何公差與尺寸公差關(guān)系的基本原則，它分為獨(dú)立原則和相關(guān)要求兩大類。應(yīng)了解有關(guān)公差原則的術(shù)語及定義，公差原則的特點和適用場合，能熟練運(yùn)用獨(dú)立原則、包容要求、最大實體要求和最小實體要求。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第六章光滑工件尺寸的檢測

1.用通用計量器具測量工件（GB/T3177－1997）

通常車間使用的普通計量器具在選用時，應(yīng)使所選擇的計量器具不確定度u不大于且接近于計量器具不確定度的允許值u1；驗收極限可采用內(nèi)縮和不內(nèi)縮兩種方式來確定，見下表。

確定驗收極限的方式驗收極限應(yīng)用內(nèi)縮方式

將工件的驗收極限從工件的極限尺寸向工件的公差帶內(nèi)縮一個安全裕度A上驗收極限尺寸＝

最大極限尺寸－A下驗收極限尺寸＝

最小極限尺寸＋A

主要用于采用包容要求的尺寸和公差等級較高的尺寸不內(nèi)縮方式安全裕度A＝0上驗收極限尺寸＝

最大極限尺寸下驗收極限尺寸＝

最小極限尺寸

主要用于非配合尺寸和一般公差尺寸中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第六章光滑工件尺寸的檢測

2.用光滑極限量規(guī)檢驗工件（GB1597－2006）

光滑極限量規(guī)是一種無刻度的專用檢驗量具，較通用計量器具方便快捷，一般用于大批量生產(chǎn)有配合要求的零件。

光滑極限量規(guī)分為工作量規(guī)、驗收量規(guī)和校對量規(guī)三種?？子昧恳?guī)稱為塞規(guī)，軸用量規(guī)稱為卡規(guī)或環(huán)規(guī)。軸用量規(guī)才有校對量規(guī)。

光滑極限量規(guī)的設(shè)計應(yīng)遵循泰勒原則，但實際生產(chǎn)中，由于制造和使用上的原因，往往偏離泰勒原則。符合泰勒原則的量規(guī)，通規(guī)應(yīng)是全形的，止規(guī)應(yīng)是不全形（兩點式）。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院工作量規(guī)小結(jié)工作量規(guī)的尺寸及作用

通規(guī)、止規(guī)的理想尺寸分別為MMS和LMS。它們分別控制被檢工件的作用尺寸和實際尺寸。工作量規(guī)的公差帶

為了防止誤收，量規(guī)的公差帶必須由工件的尺寸公差帶內(nèi)縮。工作量規(guī)的工作尺寸計算

見例6-3被檢工件的合格條件被檢工件應(yīng)能被通規(guī)通過，止規(guī)不通過。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第七章滾動軸承與孔、軸結(jié)合的互換性

1.滾動軸承的公差等級

由高到低分為2、4、5、6（6x）、0，其中0級精度最低，稱為普通級，應(yīng)用最廣。

2.滾動軸承與軸頸和殼體孔配合的配合尺寸公差帶的特點

滾動軸承單一平面平均內(nèi)、外徑（dmp、Dmp）是滾動軸承內(nèi)、外圈分別與軸頸和殼體孔配合的配合尺寸，它們的公差帶均在零線下方，且上偏差均為零（見圖7-2）。

3.與滾動軸承相配合的軸頸和殼體孔的公差帶

是從《極限與配合》標(biāo)準(zhǔn)中選出的，見圖7-3.中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第七章滾動軸承與孔、軸結(jié)合的互換性

4.滾動軸承與軸頸和殼體孔配合的基準(zhǔn)制（由標(biāo)準(zhǔn)件決定）

由于滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，所以內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制；外圈與殼體孔的配合采用基軸制。值得注意的是：內(nèi)圈與軸頸的配合的配合性質(zhì)，不能只看軸的基本偏差代號。例如，內(nèi)圈與基本偏差為h的軸配合，形成的是過渡配合，與k、m、n的軸形成的是過盈配合。

5.滾動軸承配合的選擇一般采用類比法

選擇時需考慮的因素較多，可根據(jù)軸承所受負(fù)荷的類型，先大致確定配合類別，參見表7-1～表7-4。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第八章

常用結(jié)合件的互換性及其檢測

鍵結(jié)合的公差與配合及其檢測

1.平鍵、半圓鍵連接的公差與配合（從《極限與配合》標(biāo)準(zhǔn)中選出）

平鍵連接的鍵寬與鍵槽寬b是決定配合性質(zhì)和配合精度的主要參數(shù)。平鍵連接采用基軸制配合。國標(biāo)對鍵寬規(guī)定了一種公差帶（h8），對軸和輪轂的鍵槽寬各規(guī)定了三種公差帶。由這些公差帶構(gòu)成三組配合，分別得到規(guī)定的三種連接類型，即松連接、正常連接和緊連接，應(yīng)根據(jù)使用要求和應(yīng)用場合確定其配合類別。

2.矩形花鍵連接的定心方式及極限與配合、花鍵的標(biāo)注

花鍵以矩形花鍵應(yīng)用最廣。國標(biāo)規(guī)定了矩形花鍵連接的尺寸系列、定心方式及極限與配合。

矩形花鍵連接定心方式：國標(biāo)規(guī)定矩形花鍵采用小徑定心。《普通型平鍵(GB/T1096-2003)》對GB／T1096—1979的修訂。本標(biāo)準(zhǔn)與GB／T1096—1979的主要區(qū)別是：表中鍵寬6的極限偏差由“h9”改為“h8”；將表中方形截面鍵高度的極限偏差改為“h8”一種；將表中“平頭普通平鍵（B型）1000件的重量kg≈”刪去，增加“標(biāo)準(zhǔn)長度范圍”；標(biāo)記示例改為“GB／T1096鍵16×10×100”；標(biāo)記示例增加“普通A型平鍵、普通B型平鍵、普通C型平鍵”。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院圓錐結(jié)合的公差與配合及其檢測

1．圓錐結(jié)合的特點

圓錐結(jié)合具有較高的同軸度，自鎖性好，密封性好，間隙和過盈可以調(diào)整等優(yōu)點。

2．主要術(shù)語

圓錐結(jié)合的主要術(shù)語有：圓錐角α、圓錐直徑（最大圓錐直徑D、最小圓錐直徑d）、錐度C、公稱圓錐、極限圓錐、極限圓錐直徑。

3．圓錐公差

《圓錐公差》（GB/T11334—2005）規(guī)定了四項圓錐公差及兩種圓錐公差給定方法。

4．圓錐配合

圓錐配合的種類分為三種，分別是間隙配合、過盈配合、緊密配合（也稱過渡配合）。圓錐配合有別于圓柱配合的主要特點是：通過內(nèi)、外圓錐相對軸向位置調(diào)整間隙或過盈，可得到不同配合性質(zhì)的配合。圓錐配合時，按確定內(nèi)、外圓錐相對位置的方法的不同，可分為結(jié)構(gòu)型圓錐配合和位移型圓錐配合。

5．圓錐的檢測方法有量規(guī)檢驗法和間接測量法。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院螺紋的公差配合及測量

1.普通螺紋的主要術(shù)語和幾何參數(shù)基本牙型、大徑（D、d）、小徑（D1、d1）、中徑（D2、d2）、作用中徑、單一中徑（D2a、d2a）、實際中徑、螺距（P）、牙型角（α）與牙型半角（α/2）、螺紋旋合長度。

2.作用中徑的概念及中徑合格條件作用中徑的大小影響可旋合性，實際中徑的大小影響連接可靠性。中徑合格與否應(yīng)遵循泰勒原則，將實際中徑和作用中徑均控制在中徑公差帶內(nèi)。

3.普通螺紋公差等級螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了d、d2和D1、D2的公差。螺距和牙型不規(guī)定公差（由中徑公差帶控制)。

4.基本偏差外螺紋，基本偏差是上偏差（es），有e、f、g、h四種；對于內(nèi)螺紋，基本偏差是下偏差（EI），有G、H兩種。公差等級和基本偏差組成了螺紋公差帶。國標(biāo)規(guī)定了常用公差帶，見表8-6。一般情況下，應(yīng)盡可能選用表中規(guī)定的優(yōu)先選用的公差帶。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院螺紋的公差配合及測量

5.螺紋的旋合長度和精度等級

螺紋的旋合長度分為短、中、長三種，分別用代號S、N和L表示。當(dāng)螺紋的公差等級一定時，旋合長度越長，加工時產(chǎn)生螺距累積偏差和牙型半角偏差可能越大。因此，螺紋按公差等級和旋合長度規(guī)定了三種精度等級：精密級、中等級、粗糙級。各精度等級的應(yīng)用見本章有關(guān)內(nèi)容。同一精度等級，隨旋合長度的增加應(yīng)降低螺紋的公差等級。

6.螺紋在圖樣上的標(biāo)注

7.螺紋的檢測分為綜合檢測和單項檢測。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第九章圓柱齒輪傳動的互換性

1.齒輪傳動的使用要求和各使用要求的評定指標(biāo)

齒輪傳動有四個使用要求，不同用途的齒輪對這四個使用要求的側(cè)重點是不同的。影響齒輪使用要求的因素很多，對單個齒輪用兩大類偏差（輪齒同側(cè)齒面偏差、徑向綜合偏差與徑向跳動）作為使用要求的評定指標(biāo)。對漸開線圓柱齒輪副精度要求包括中心距偏差、軸線平行度偏差、側(cè)隙和齒厚以及輪齒接觸斑點。

2.漸開線圓柱齒輪的精度等級

輪齒同側(cè)齒面偏差精度等級從高到低依次為0、1、2、3、···12，各有13個等級；徑向綜合偏差的精度等級從高到低依次為4、5、···12共9個等級。精度等級的確定方法有計算法和類比法。大多數(shù)情況下采用類比法。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院第九章圓柱齒輪傳動的互換性

3.齒輪坯的精度和齒面粗糙度的確定

見教材相關(guān)內(nèi)容。

4.側(cè)隙和齒厚的確定

側(cè)隙不是誤差而是齒輪的一項使用要求。側(cè)隙大小的獲得，主要決定于齒厚和中心距。確定側(cè)隙時，采用“基中心距制”，就是在固定中心距極限偏差的情況下，通過改變齒厚偏差而獲得需要的側(cè)隙。

5．齒輪的精度等級在圖樣上的標(biāo)注及齒輪工作圖的繪制中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院齒輪傳動的使用要求影響使用要求的誤差（或因素）傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性長周期誤差：包括幾何偏心和運(yùn)動偏心分別引起的徑向和切向長周期（一轉(zhuǎn)）誤差。兩種偏心同時存在，可能疊加，也可能抵消。這類誤差用齒輪上的長周期偏差作為評定指標(biāo)傳動的平穩(wěn)性

短周期（一齒）誤差：包括齒輪加工過程中的刀具誤差、機(jī)床傳動鏈的短周期誤差。這類誤差用齒輪上的短周期偏差作為評定指標(biāo)載荷分布的均勻性齒坯軸線歪斜、機(jī)床刀架導(dǎo)軌的誤差等。此類誤差用輪齒同側(cè)齒面軸向偏差來評定側(cè)隙的合理性影響側(cè)隙的主要因素是齒輪副的中心距偏差和齒厚偏差中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)械與電子信息學(xué)院齒輪傳動使用要求的評定指標(biāo)(單個齒輪)評定指標(biāo)公差或極限偏差評定指標(biāo)公差對傳動性能的主要影響輪齒同側(cè)齒面偏差齒距偏差單個齒距偏差fpt單個齒距極限偏差±fpt徑向綜合偏差與徑向跳動徑向綜合偏差徑向綜合總偏差Fi″徑向綜合總公差Fi″其中Fp、Fi″、Fr、Fi′是長周期偏差，影響齒輪傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性。Fi″、Fr反映幾何偏心引起的徑向誤差，F(xiàn)i′、Fp反映幾何偏心、運(yùn)動偏心引起切向誤差fpt、、fi′、fi″及齒廓偏差是短周期偏差，影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。螺旋線偏差主要影響載荷分布的均勻性。齒距累積偏差Fpk齒距累積極限偏差Fpk齒距累積總偏差Fp齒距累積總公差Fp齒廓偏差齒廓總偏差Fα齒廓總公差Fα齒廓形狀偏差ffα齒廓形狀公差ffα一齒徑向綜合偏差fi″一齒徑向綜合公差fi″齒廓傾斜偏差fHα齒廓傾斜極限偏差±fHα切向綜合偏差