互换性与测量技术重点知识点总结

绪言

互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求，这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零，部件。

通常包括几何参数和机械性能的互换。

允许零件尺寸和几何参数的变动量就称为公差。

互换性课按其互换程度，分为完全互换和不完全互换。

公差标准分为技术标准和公差标准，技术标准又分为国家标准，部门标准和企业标准。

第一章 圆柱公差与配合

基本尺寸是设计给定的尺寸。实际尺寸是通过测量获得的尺寸。

极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极限值，即最大极限尺寸和最小极限尺寸。

最大实体状态是具有材料量最多的状态，此时的尺寸是最大实体尺寸。

与实际孔内接的最大理想轴的尺寸称为孔的作用尺寸，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸称为轴的作用尺寸。

尺寸偏差是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

尺寸公差是指允许尺寸的变动量。

公差=|最大极限尺寸 - 最小极限尺寸|=上偏差-下偏差的绝对值

配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔与轴公差带之间的关系。

间隙配合：孔德公差带完全在轴的公差带上，即具有间隙配合。

间隙公差是允许间隙的变动量，等于最大间隙和最小间隙的代数差的绝对值，也等于相互配合的孔公差与轴公差的和。

过盈配合，过渡配合

T=ai,

当尺寸小于或等于500mm时，i=0.45+0.001D(um),

当尺寸大于500到3150mm时，I=0.004D+2.1（um）.

孔与轴基本偏差换算的条件：1.在孔，轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合2.基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当3.保证按基轴制形成的配合与按基孔制形成的配合相同。

通用规则，特殊规则

例题

基准制的选用：1.一般情况下，优先选用基孔制。2.与标准件配合时，基准制的选择通常依标准件而定。3.为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔，轴公差带组合成配合。

公差等级的选用：1.对于基本尺寸小于等于500mm的较高等级的配合，由于孔比同级轴加工困难，当标准公差小于等于IT8时，国家标准推荐孔比轴低一级相配合，但对标准公差大于IT8级或基本尺寸大于500mm的配合，由于孔德测量精度比轴容易保证，推荐采用同级孔，轴配合。2.既要满足设计要求，又要考虑工艺的可能性和经济性。

各种配合的特性：间隙：主要用于结合件有相对运动的配合。

过盈：主要用于结合件没有相对运动的配合。

过渡：主要用于定位精确并要求拆卸的相对静止的联结。

第二章 长度测量基础

测量包括，测量对象，计量单位，测量方法，测量精度

量块在长度计量中作为实物标准，用以体现测量单位，并作为尺寸传递的媒介。

量块按制造精度分为00，0，1，2，3，k级。根据量块长度极限偏差，量块长度变动允许值，测量面的平面度，量块的研合性及测量面的表面粗糙度。

标尺间距：沿着标尺长度的线段测量得出的任何两个相邻标尺标记之间的距离。

标尺分度值：两个相邻标尺标记所对应的标尺值之差。

标尺范围：在给定的标尺上，两端标尺标记之间标尺值的范围。

测量范围：在允许误差限内计量器具的背测量值的范围。

长度计量中的五大原则：阿贝原则：在长度测量时，为了保证测量的准确，应使被测零件的尺寸线(简称被测线)和量仪中作为标准的刻度尺(简称标准线)重合或顺次排成一条直线。

圆周封闭原则：要求在圆周分度测量中充分利用这一自然基准，亦即利用整圆周上所有角间隔的误差之和等于零这一自然封闭特性，进行测量方案的选择和数据处理，从而提高测量精度。

最小变性原则：在测量过程中，控制测量温度及其变动、保证测量器具与被测零件有足够的等温时间、选用与被测零件线胀系数相近的测量器具、选用适当的测量力并保持其稳定、选择适当的支承点等，都是实现最小变形原则的有效措施 。

基准同一原则：测量基准要与加工基准和使用基准统一。即工序测量应以工艺基准作为测量基准，终检测量应以设计基准作为测量基准。

最短测量链原则：在间接测量中，与被测量具有函数关系的其它量与被测量形成测量链。形成测量链的环节越多，被测量的不确定度越大。因此，应尽可能减少测量链的环节数，以保证测量精度，称之为最短链原则。

误差：系统误差，随机误差，粗大误差。

按“级”使用时，以刻在量块上的标称长度为工作尺寸，忽略了量块的制造误差；

按“等”使用时，以量块检定证书上列出的实际尺寸为依据，忽略了检定量块实际尺寸时的测量误差；

第三章 形状和位置公差及检测

形状公差：直线度，平面度，圆度，圆柱度，线轮廓度，面轮廓度

位置公差：定向：平行度，垂直度，倾斜度

定位：同轴度，对称度，位置度

跳动：圆跳动（径向，端面），全跳动（径向，端面）

形状公差指单一实际要素的形状所允许的变动全量。

形状公差带指限制被测单一实际要素的形状变动的区域。

位置公差指关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量。

位置公差带指限制被测关联实际要素相对于基准要素的方向或位置变动的区域。

独立原则：是指图样上给定的尺寸公差与形位公差相互独立，互不相关，分别满足各自的公差要求的一项公差原则。

包容要求：实际要素处处不得超越最大实体边界，而实际要素的局部实际尺寸不得超越最小实体尺寸。

最大实体边界：指尺寸为最大实体尺寸，且具有正确几何形状的理想包容面

最小实体边界：指尺寸为最小实体尺寸，且具有正确几何形状的理想包容面。

最大实体实效边界：指尺寸为最大实体实效尺寸，且具有正确几何形状的理想包容面。

最小实体实效边界：指尺寸为最小实体实效尺寸，且具有正确几何形状的理想包容面

最大实体要求：控制被测要素的实际轮廓处于其最大实体实效边界之内的一种公差要求。

当被测要素的实际状态偏离了最大实体实效状态时，可将被测要素的尺寸公差的一部分或全部补偿给形状或位置公差。

D mv =Dm-t d mv=dm+t

端面全跳动的公差带与端面对轴线的垂直度公差带是相同的，因而两者控制位置误差的效果是一样的。

第四章 表面粗糙度及检测

取样长度l是用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上取。

评定长度Ln 轮廓中线m

表面粗糙度参数：高度参数(轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度试点高度Rz，轮廓最大高度Ry)，间距参数（轮廓单峰平均间距S，轮廓微观不平度的平均间距Sm），综合参数（轮廓支撑长度tp）

第五章 光滑极限量规

光滑极限量规是一种无刻度的专用检验工具，只能确定工件是否在允许的极限尺寸范围内，不能测量出实际尺寸。

通规按被测孔的最大实体尺寸制造，止规按被测孔的最小实体尺寸制造。

合格：通规通过，止规不通。

按不同用途可分为 工作量规，验收量规，校对量规

泰勒原则：是指控的作用尺寸应大于或等于孔的最小极限尺寸，并在任何位置上孔德最大实际尺寸应小于或等于孔的最大极限尺寸；轴的作用尺寸应小于或等于轴的最大极限尺寸，并在任何位置上轴的最小实际尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸。

第六章 滚动轴承的公差与配合

滚动轴承是机器上广泛应用的一种作为传动支撑的标准部件。由内圈，外圈，滚动体，和保持架组成。

滚动轴承配合尺寸的互换性称为完全互换性；滚动轴承组成零件之间的互换性称为不完全互换。

按公称尺寸精度和旋转精度分为五个精度等级，G,E,D,C,B,G最低，B最高。

滚动轴承内圈与轴配合应按基孔制，但内径的公差带位置却与一般基准孔相反。

滚动轴承国标将dmp的公差带分布在零线下侧。此时，当它与一般过渡配合的轴相配时，不但能保证获得不大的过盈，而且还不会出现间隙，从而满足了轴承内孔与轴的配合的要求，同事又可按标准偏差来加工轴。

轴承内圈与轴采用基孔制，外圈与壳体孔德配合采用基轴制。

第七章 尺寸链

尺寸链是在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组。

特点为：1.尺寸链的封闭性，即必须由一系列互相关联的尺寸排列称为封闭的形式。2.制约性，即某一尺寸的变化将影响其它尺寸的变化。

完全互换法是按尺寸链中各环的极限尺寸来计算公差的，但是在大量生产总，零件实际尺寸的分布是随机的，多数情况下可考虑成正态分布或偏态分布。如果加工中工艺调整中心接近公差带中心时，大多数零件的尺寸分布于公差带中心附近，靠近极限尺寸的零件数目极少。

第十一章 圆柱齿轮传动公差及检测

对齿轮传动的要求因用途的不同而异：

传递运动的准确性。

传动的平稳性。

载荷分布的均匀性。

传动侧隙。

产生加工误差的主要因素：

几何偏心。齿轮孔德几何中心与齿轮加工时的旋转中心不重合引起的。

运动偏心。分度蜗轮的加工误差及安装偏心引起的。

机床传动链的高频误差。

滚刀的安装误差。

前两个是长周期误差，影响齿轮运动的均匀性，后两个是短周期误差，影响齿轮工作平稳性

影响运动准确性的误差：切向综合误差△Fi' 齿距累积误差△Fp 齿圈径向跳动△Fr 径向综合误差 △F’’i ，公法线长度变动量△Fw

影响传动平稳性的误差：一齿切向综合误差△f'i 一齿径向综合误差△fi'' 齿形误差△ff

基节偏差△fpb 齿距偏差△fpt 螺旋线波度误差△ffβ

影响载荷分布均匀性的误差：齿向误差△Fβ 接触线误差△Fb 轴向齿距偏差△Fpx

齿轮副误差及其评定指标：轴线的平行度误差，齿轮副的中心距偏差△fa （接触斑点