1、1互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)產(chǎn)品尺寸和幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)2緒 論 互換性、公差及檢測(cè) 標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系 幾何測(cè)量的基本知識(shí)3 互換性與測(cè)量技術(shù)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)機(jī)械精度設(shè)計(jì)要求的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)生在制圖課、零件課、金屬工藝學(xué)、機(jī)械制造課、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)中都將要用到該課程的內(nèi)容。 該課的研究對(duì)象為幾何參數(shù)的互換性、公差標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)。4互換性 公差 檢測(cè) 互換性 公 差 檢 測(cè)5一、互換性定義 一種產(chǎn)品，過(guò)程或服務(wù)代替另一種產(chǎn)品，過(guò)程或服務(wù)能滿(mǎn)足同樣要求的能力。 對(duì)于機(jī)械行業(yè)，通常指同一規(guī)格的一批零(部)件，按規(guī)定技術(shù)要求制造，彼此能夠 相互替代使用，而且效果相同。 1.完全互換性：指在同規(guī)格的

2、零、部件中，任取其一，不需任何選擇、修配或調(diào)整，就能裝在機(jī)器上，并且滿(mǎn)足產(chǎn)品的使用要求。 6一、互換性定義 2.不完全互換性：將加工好的零件，根據(jù)實(shí)測(cè)尺寸的大小，把相配合的零件各分為若干組，使每組內(nèi)的尺寸差別比較小，然后再按相應(yīng)組進(jìn)行裝配，以滿(mǎn)足其使用要求。例如：50 孔 分為：5050.013； 50.01350.026；50.02650.039 50 軸 分為：49.9549.96； 49.9649.97；49.9749.98 然后將大孔與大軸，小孔與小軸配合，既零件的互換范圍限制在同一分組內(nèi)。7不完全互換應(yīng)用示例8二、互換性作用 它使產(chǎn)品制造：高效率，使用:持久連續(xù)。 1、設(shè)計(jì)：可充分利

3、用前人的經(jīng)驗(yàn)，采用標(biāo)準(zhǔn)零部件，縮短設(shè)計(jì)周期?？勺畲笙薅鹊牟捎脴?biāo)準(zhǔn)件。(如平鍵、V形帶）、通用件(如螺釘、螺母、墊片)、標(biāo)準(zhǔn)部件(如滾動(dòng)軸承），可大大簡(jiǎn)化繪圖和計(jì)算，縮短設(shè)計(jì)周期,有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(即CAD）和產(chǎn)品多種多樣化。 2、制造：有利于專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，有利于采用先進(jìn)工藝和高效率的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。 3. 裝配：可采用流水線(xiàn)作業(yè) 。9二.互換性作用 2、可及時(shí)用備件更換易損易壞零件，使產(chǎn)品連續(xù)持久工作。使用戶(hù)獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。 在使用和維修方面，零部件具有互換性，可及時(shí)更換磨損或損壞了的零部件，減少機(jī)器維修時(shí)間和費(fèi)用，提高機(jī)器使用價(jià)值。 總之，互換性在提高產(chǎn)品質(zhì)量及可靠

4、性，經(jīng)濟(jì)性等方面都有重大意義。10 三、種類(lèi) 按滿(mǎn)足互換性定義程度可分為： 1.完全互換性 2.不完全互換性 分組裝配法 百分之百符合定義，即不挑、不選、不修、不調(diào)的零（部）件。 附加挑選或調(diào)整的零（部件）。調(diào)整裝配法111213 公差是幾何參數(shù)允許的 變動(dòng)量 公差是設(shè)計(jì)要求， 是設(shè)計(jì)者所提出的 要求，公差要求應(yīng) 標(biāo)注在樣上。14公差標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展1902年英國(guó)紐瓦爾公司制定了最初的公差標(biāo)準(zhǔn)1924年英國(guó)制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)B.S.1641925年美國(guó)制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)A.S.A.B4a1926年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ISA）成立1947年二戰(zhàn)后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，改名ISO。我國(guó)1944年頒布過(guò)中國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CI

5、S） 1950后，參照前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)制定了一系列GB(OCT制)。 1978年，我國(guó)正式參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 15檢 測(cè) 檢測(cè)是檢驗(yàn)和測(cè)量的統(tǒng)稱(chēng)。為了保證機(jī)械零件的幾何精度和互換性，零件加工后必須對(duì)其幾何量加以檢測(cè)，以判斷它們是否符合設(shè)計(jì)要求。檢測(cè)是保證互換性生產(chǎn)的手段和措施。16例如：用游標(biāo)卡尺測(cè)量軸徑、孔徑17例如：用千分尺測(cè)量軸徑18標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系 標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn) 優(yōu)先數(shù)系與優(yōu)先數(shù)19 1、標(biāo)準(zhǔn)化 是制定標(biāo)準(zhǔn)和貫徹標(biāo)準(zhǔn)的全過(guò)程，是互換性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。 是指在一定范圍內(nèi)使用的統(tǒng)一規(guī)定，是人們活動(dòng)的依據(jù)。 2、標(biāo)準(zhǔn)20 機(jī)械行業(yè)主要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有： 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的英文縮寫(xiě)。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是

6、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的漢語(yǔ)拼音字頭。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分為兩類(lèi)，必須執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和推薦執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，（記為GB/T）。 此外還有地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。 ISO GB21 3、優(yōu)先數(shù)系與優(yōu)先數(shù) 1）數(shù)值傳播規(guī)律 數(shù)值傳播規(guī)律是指在機(jī)械設(shè)計(jì)中常需要選定一個(gè)數(shù)值作為某種產(chǎn)品的參數(shù)指標(biāo), 這個(gè)數(shù)值會(huì)按一定的規(guī)律影響并限定了有關(guān)產(chǎn)品的尺寸。 2）優(yōu)先數(shù)系 國(guó)標(biāo)GB321-80優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系規(guī)定十進(jìn)制等比數(shù)列為優(yōu)先數(shù)系。 3）優(yōu)先數(shù) 優(yōu)先數(shù)系中任意一項(xiàng)為優(yōu)先數(shù)。22 產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS) 產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS，Geometrical Product Specification)是一套有關(guān)工件幾何特性的技

7、術(shù)規(guī)范,它是覆蓋產(chǎn)品尺寸、 形狀位置公差和表面特征的標(biāo)準(zhǔn),貫穿于幾何產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、銷(xiāo)售、使用和維修等整個(gè)過(guò)程。23GPS的作用 GPS的發(fā)展與應(yīng)用有多種原因,最根本的是使產(chǎn)品的些基本性能得到了保證，主要體現(xiàn)在： (1)功能性 (2)安全性 (3)獨(dú)立性 (4)互換性 使產(chǎn)品能夠良好地工作 降低產(chǎn)品損耗使產(chǎn)品工作壽命延長(zhǎng)有利于產(chǎn)品的裝配和修理 24 新一代GPS體系簡(jiǎn)介 新一代GPS以數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，用計(jì)量數(shù)學(xué)為根基，給出產(chǎn)品功能、技術(shù)規(guī)范、制造與檢驗(yàn)之間的量值傳遞的數(shù)學(xué)方法，它蘊(yùn)含工業(yè)化大生產(chǎn)的基本特征，反映了技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在要求，為產(chǎn)品技術(shù)評(píng)估提供了“通用語(yǔ)言”，為

8、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及計(jì)量測(cè)試人員等建立了一個(gè)交流平臺(tái)。25 本課程的研究對(duì)象 本課程的研究對(duì)象就是幾何參數(shù)的互換性。即研究如何通過(guò)規(guī)定公差合理解決機(jī)器使用要求與制造要求之間的矛盾，及如何運(yùn)用技術(shù)測(cè)量手段保證國(guó)家公差標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施。 26 本課程的任務(wù) 本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得互換性與測(cè)量技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，了解互換性和測(cè)量技術(shù)學(xué)科的現(xiàn)狀和發(fā)展，具有繼續(xù)自學(xué)并結(jié)合工程實(shí)踐應(yīng)用、擴(kuò)展的能力。第1章 極限與配合27 1.1 概述 1.2 基本術(shù)語(yǔ)及其定義 1.3 極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的組成 1.4 尺寸公差與配合的選擇 1.5 一般公差 線(xiàn)性尺寸的未注公差1.1 概 述 28 “極限”用于

9、協(xié)調(diào)機(jī)器零件使用要求與制造經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾，“配合”則是反映零件組合時(shí)相互之間的關(guān)系。 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的極限與配合制，有利于機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造、使用與維修，有利于保證產(chǎn)品精度、使用性能和壽命等，也有利于刀具、量具、夾具和機(jī)床等工藝裝備的標(biāo)準(zhǔn)化。極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)29 GB/T 1800.1-2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）極限與配合 第1部分：公差、偏差和配合的基礎(chǔ);GB/T 1800.2-2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 極限與配合 第2部分：標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和孔、軸極限偏差表 ；GB/T 1801-2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 極限與配合 公差帶和配合的選擇； GB/T 18032003公差

10、與配合 尺寸至18mm孔、軸公差帶；GB/T 18042000一般公差 未注出公差的線(xiàn)性和角度尺寸的公差。1.2 基本術(shù)語(yǔ)及其定義 尺寸要素 組成要素 提取組成要素 擬合組成要素 導(dǎo)出要素 提取導(dǎo)出要素30由一定大小的線(xiàn)性尺寸或角度尺寸確定的幾何形狀由實(shí)際（組成）要素提取優(yōu)先數(shù)目的點(diǎn)所形成的實(shí)際（組成）要素的近似替代面和面上的線(xiàn)由提取組成要素形成的并具有理想形狀的組成要素由一個(gè)或幾個(gè)組成要素得到的中心點(diǎn)、中心線(xiàn)或中心面由一個(gè)或幾個(gè)提取組成要素得到的中心點(diǎn)、中心線(xiàn)或中心面 1.2.1 有關(guān)要素的術(shù)語(yǔ)定義 1.2.2 有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)定義 1.尺寸 2. 公稱(chēng)尺寸(D ，d) 公稱(chēng)尺寸是確定偏差位置

11、的起始尺寸。公稱(chēng)尺寸是從零件的功能出發(fā)，通過(guò)強(qiáng)度、剛度等方面的計(jì)算或結(jié)構(gòu)需要，并考慮工藝方面的其他要求后確定的，它一般應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)尺寸（GB 2822-2005）選取并在圖樣上標(biāo)注。311.2 基本術(shù)語(yǔ)及其定義以特定單位表示線(xiàn)性尺寸值的數(shù)值公稱(chēng)尺寸是由圖樣規(guī)范確定的理想形狀要素的尺寸 。 32 圖1.1 極限與配合示意圖1.2.1 有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)定義 3. 實(shí)際尺寸(Da ,da) 由于存在測(cè)量誤差，所以實(shí)際尺寸并非尺寸的真值。又由于存在形狀誤差，工件上各處的實(shí)際尺寸往往是不同的。 局部實(shí)際尺寸：任何兩相對(duì)點(diǎn)之間測(cè)得的尺寸。 4.極限尺寸 孔或軸允許的最大尺寸稱(chēng)為上極限尺寸，分別以 Dmax 和

12、dmax表示?？谆蜉S允許的最小尺寸稱(chēng)為下極限尺寸，分別以Dmin 和dmin表示。33通過(guò)測(cè)量獲得的尺寸尺寸要素允許的尺寸的兩個(gè)極端 1.2.1 有關(guān)尺寸的術(shù)語(yǔ)定義 5.最大實(shí)體狀態(tài)（MMC）與最大實(shí)體尺寸(MMS) 6.最小實(shí)體狀態(tài)（LMC）與最小實(shí)體尺寸(LMS)34 孔或軸具有允許的材料量為最多時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為最大實(shí)體狀態(tài)，在最大實(shí)體狀態(tài)下的極限尺寸稱(chēng)為最大實(shí)體尺寸。它是孔的下極限尺寸和軸的上極限尺寸的統(tǒng)稱(chēng)?？缀洼S的最大實(shí)體尺寸分別以DM和dM表示。 孔或軸具有允許的材料量為最少時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為最小實(shí)體狀態(tài)，在最小實(shí)體狀態(tài)下的極限 尺寸稱(chēng)為最小實(shí)體尺寸。 它是孔的上極限尺寸和軸的下極限尺寸的統(tǒng)稱(chēng)

13、?？缀洼S的最小實(shí)體尺寸分別以DL和dL表示。7.作用尺寸(Df,df) 在配合面的全長(zhǎng)上,與實(shí)際孔內(nèi)接的最大理想軸的尺寸稱(chēng)為孔的作用尺寸，與實(shí)際軸外接的最小理想孔的尺寸稱(chēng)為軸的作用尺寸，如圖1.2所示。358.極限尺寸判斷原則(泰勒原則) 孔或軸的作用尺寸不允許超過(guò)其最大實(shí)體尺寸，且在任何位置上的實(shí)際尺寸不允許超過(guò)其最小實(shí)體尺寸。 即用極限尺寸判斷原則判斷合格的孔或軸，其尺寸應(yīng)符合： 36對(duì)于孔：Df Dmin ； Da Dmax對(duì)于軸：df dmax ； da dmin1.2.2 有關(guān)公差與偏差的術(shù)語(yǔ) 1. 尺寸偏差（簡(jiǎn)稱(chēng)偏差） 某一尺寸減 其基本尺寸所得的代數(shù)差。37孔：上偏差ES=Dma

14、x -D； 下偏差 EI=Dmin-D； 實(shí)際偏差 Ea=Da-D軸：上偏差 es=dmax-d； 下偏差 ei=dmin-d； 實(shí)際偏差 ea=da-d1.2.2 有關(guān)公差與偏差的術(shù)語(yǔ) 2.尺寸公差（簡(jiǎn)稱(chēng)公差） 允許尺寸的變動(dòng)量。 38孔公差：Th = Dmax -Dmin = ES -EI軸公差：Ts = dmax -dmin = es -ei3.公差帶圖 公差帶圖是公差帶的圖解表示，由零線(xiàn)和公差帶組成。 零線(xiàn) 在公差帶圖中，表示公稱(chēng) 尺寸的一條直線(xiàn)，以其為基準(zhǔn)確 定偏差的零起點(diǎn)，正偏差位于零 線(xiàn)上方，負(fù)偏差位于零線(xiàn)的下方。 公差帶 在公差帶圖中，由代表 上、下偏差的兩平行直線(xiàn)所限定 的區(qū)

15、域。39公差帶示例40示 例50 的孔分別與50 50 50 配合，作出其公差帶圖。解：畫(huà)零線(xiàn)畫(huà)出上下偏差位置標(biāo)注出上下偏差值在孔公差帶上畫(huà)上斜線(xiàn)使之與軸公差帶區(qū)別411.2.2 有關(guān)公差與偏差的術(shù)語(yǔ) 4.標(biāo)準(zhǔn)公差 5.基本偏差 42 極限與配合制標(biāo)準(zhǔn)中，所規(guī)定的（確定公差帶大小的）任一公差。（見(jiàn)表1.4） 極限與配合制標(biāo)準(zhǔn)中，所規(guī)定的確定公差帶相對(duì)于零線(xiàn)位置的那個(gè)極限偏差。它可以是上偏差或下偏差,一般為靠近零線(xiàn)的那個(gè)極限偏差。1.2.3 有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)定義 1.孔和軸431.2.3 有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)定義 軸：通常指工件的圓柱形外尺寸要素，也包括非圓柱形外尺寸要素 （由二平行平面或切面形成的被包

16、容面）。如圖1.3所示零件的各外表面上，d1、d2、d3 各尺寸都稱(chēng)為軸。 孔：通常指工件的圓柱形內(nèi)尺寸要素，也包括非圓柱形內(nèi)尺寸要素（由二平行平面或切面形成的包容面）。如圖1.3所示零件的各內(nèi)表面上，D1、D2、D3、D4各尺寸都稱(chēng)為孔。44孔(D)和軸(d)45 1.2.3 有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)定義 2.配合 公稱(chēng)尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系。根據(jù)孔和軸公差帶之間的關(guān)系不同，配合分為三大類(lèi)，即： 間隙配合：孔公差帶在軸公差帶之上 過(guò)渡配合：孔公差帶與軸公差帶重疊 過(guò)盈配合：孔公差帶在軸公差帶之下46三類(lèi)配合公差帶471.2.3 有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)定義 3.間隙或過(guò)盈 4.間隙配合 4

17、8 孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差。此差值為正時(shí)稱(chēng)為間隙，用X表示；為負(fù)時(shí)稱(chēng)為過(guò)盈，用Y表示。 具有間隙（包括最小間隙為零）的配合。此時(shí)，孔的公差帶在軸的公差帶之上。見(jiàn)圖1.4a所示。1.2.3 有關(guān)配合的術(shù)語(yǔ)定義 5.過(guò)盈配合 6.過(guò)渡配合 49 具有過(guò)盈（包括最小過(guò)盈為零)）的配合。此時(shí),孔的公差帶在軸的公差帶的下方。如圖1.4b 所示。 可能具有間隙或過(guò)盈的配合。此時(shí)，孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊。見(jiàn)圖1.4c計(jì)算公式Xmax （或 Ymin ）= Dmaxdmin = ESeiXmin (或 Ymax ) = Dmindmax = EIes507.配合公差（Tf） 組成配合

18、的孔、軸公差之和。它是允許間隙或過(guò)盈的變動(dòng)量。518.配合公差帶圖 用來(lái)直觀地表達(dá)配合性質(zhì)，即配合松緊及其變動(dòng)情況的圖。在配合公差帶圖中，橫坐標(biāo)為零線(xiàn)，表示間隙或過(guò)盈為零；零線(xiàn)上方的縱坐標(biāo)為正值，代表間隙，零線(xiàn)下方的縱坐標(biāo)為負(fù)值，代表過(guò)盈。52例 題已知D=60mm Tf =49 m Xmax =+19m TD =30m ei=+11m 求作尺寸公差帶圖與配合公差帶圖。1，作尺寸公差帶圖：因?yàn)門(mén)f=TD+Td Td=Tf-TD=49-30=19Td=es-ei es=Td+ei=19+11=30Xmax=ES-ei ES=Xmax+ei=19+11=30TD=ES-EI EI=ES-TD=30

19、-30=053作圖如下2，作配合公差帶圖 已知 Xmax=+19 Ymax=EI-es=0-30=-30541.3 極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的組成 55 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的公差與偏差制度稱(chēng)為極限制。它是一系列標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要由基準(zhǔn)制，標(biāo)準(zhǔn)公差系列，基本偏差系列組成。1.3.1 基準(zhǔn)制56 基準(zhǔn)制是指以?xún)蓚€(gè)相配合的零件中 的一個(gè)零件為基準(zhǔn)件,并確定其公差帶 位置,而改變另一個(gè)零件(非基準(zhǔn)件)的 公差帶位置,從而形成各種配合的一種 制度.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定有基孔配合制和 基軸配合制。1.基孔配合制57 基本偏差為一定的孔的公差帶

20、，與不同基本偏差的軸公差帶形成各種配合的一種制度。如圖1.8a所示。 基孔制配合中的孔稱(chēng)為基準(zhǔn)孔，基準(zhǔn)孔的最小極限尺寸與基本尺寸相等，即孔的下偏差為0,其基本偏差代號(hào)為H,基本偏差為：EI = 0 。2.基軸配合制 58 基本偏差為一定的軸公差帶，與不同基本偏差的孔公差帶形成各種配合的一種制度。如圖1.8b所示。 基軸制配合中的軸稱(chēng)為基準(zhǔn)軸，基準(zhǔn)軸的最大極限尺寸與基本尺寸相等，即軸的上偏差為0,其基本偏差代號(hào)為h，基本偏差為：es = 0 。基孔制與基軸制公差帶圖591.3.2 標(biāo)準(zhǔn)公差系列 60 標(biāo)準(zhǔn)公差系列是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定出的一系列標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值,如表1.4所列。從表中可知，標(biāo)準(zhǔn)公差取決于公差

21、等級(jí)和基本尺寸兩個(gè)因素。1.公差等級(jí) 61 確定尺寸精確程度的等級(jí)稱(chēng)為公差等級(jí)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將標(biāo)準(zhǔn)公差分為20級(jí)，各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)公差用代號(hào)IT及數(shù)字01、0、1、2、18表示，IT是國(guó)際公差(ISO Tolerance)的縮寫(xiě)。如IT8稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)公差8級(jí).從IT01IT18等級(jí)依次降低。標(biāo)準(zhǔn)公差值的確定622.公差單位(公差因子) 公差單位是隨公稱(chēng)尺寸而變化用來(lái)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)公差的一個(gè)基本單位。生產(chǎn)實(shí)踐表明，影響其因素有三個(gè)：公稱(chēng)尺寸（D）、加工誤差和測(cè)量誤差。 當(dāng)公稱(chēng)尺寸500mm時(shí)，公差單位i按 下式計(jì)算：633.標(biāo)準(zhǔn)公差的計(jì)算規(guī)律 GB/T1800.31998中各個(gè)公差等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)公差值，在公稱(chēng)尺寸500m

22、m時(shí)的計(jì)算公式見(jiàn)表1.2 。可見(jiàn)對(duì)IT5IT18標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T = ai 。其中a為公差等級(jí)系數(shù) 對(duì)高精度IT01、IT0、IT1級(jí)，主要考慮測(cè)量誤差，所以標(biāo)準(zhǔn)公差與公稱(chēng)尺寸呈線(xiàn)性關(guān)系。 IT2IT4是在IT1IT5之間插入三級(jí)，使之成等比數(shù)列，公比q=（IT5/IT1）1/ 4。64表1.2 尺寸500mm的標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算式654.公稱(chēng)尺寸分段 公差等級(jí)相同而公稱(chēng)尺寸相近的公差數(shù)值計(jì)算結(jié)果相差甚微，因此，國(guó)標(biāo)將公稱(chēng)尺寸分成若干段（見(jiàn)表1.3），以簡(jiǎn)化公差表格。 尺寸分段后，標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算式中的公稱(chēng)尺寸D按每一尺寸分段首尾兩尺寸的幾何平均值代入計(jì)算。66例 題1.2 公稱(chēng)尺寸為30mm，求IT6=?

23、 IT7=?解：30mm屬于1830mm尺寸分段計(jì)算直徑：D= 23.24(mm)公差單位：i=0.45+0.001D =0.45+0.00123.241.31(m)標(biāo)準(zhǔn)公差：IT6=10i=101.3113(m） IT7=16i=161.3121(m）67表1.4 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值681.3.3 基本偏差系列 1.基本偏差代號(hào)及其規(guī)律 基本偏差的代號(hào)用拉丁字母表示，大寫(xiě)字母代表孔，小寫(xiě)字母代表軸。69基本偏差系列圖70基本偏差特點(diǎn) （1）對(duì)軸：a-h基本偏差是es, k-zc基本偏差是ei;（2）對(duì)孔：A-H基本偏差是EI, K-ZC基本偏差是ES（3）JS與js為雙向偏差，其基本偏差可以認(rèn)為是

24、上偏差（+IT/2），也可以認(rèn)為是下偏差（-IT/2）。（4） 從A-H(a-h)基本偏差的絕對(duì)值逐漸減?。?從K-ZC(k-zc)基本偏差的絕對(duì)值逐漸增大。（5） 基本偏差只確定公差帶靠近零線(xiàn)的一端，公差帶的另一端取決于公差等級(jí)和這個(gè)基本偏差的組合。 712.公差帶代號(hào)與配合代號(hào)(1)公差帶的代號(hào) 由基本偏差代號(hào)與公差等級(jí)數(shù)組成。標(biāo)注在零件圖上，有三種標(biāo)注方法 ：72 1) 用于大批量 2）用于中、小批量3）用于不定批量2.公差帶代號(hào)與配合代號(hào) （2）配合代號(hào) 孔和軸的公差帶代號(hào)以分?jǐn)?shù)形式組成配合代號(hào)，其中，分子為孔的公差帶代號(hào)，分母為軸的公差帶代號(hào)。 如：7330H8/f7 表示基孔制的間

25、隙配合；50K7/h6 表示基軸制的過(guò)渡配合。3.軸的基本偏差數(shù)值 74 軸的基本偏差數(shù)值是以基孔制為基礎(chǔ)，根據(jù)各種配合的要求，在生產(chǎn)實(shí)踐和大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果整理出一系列公式而計(jì)算出來(lái)的。軸的基本偏差計(jì)算公式如表1.5所示。表1.5 公稱(chēng)尺寸500mm的軸的基本偏差計(jì)算公式(m)75例 題 1.3 計(jì)算25g7的基本偏差 解：25屬于1830mm尺寸段， 故 D= =23.24mm 查表1.5 g的基本偏差計(jì)算式為： es =2.5D0.34 =2.523.240.347(m) 故25g7的基本偏差es=7(m)764.孔的基本偏差數(shù)值 公稱(chēng)尺寸500mm時(shí)，孔的基本偏差是從

26、軸的基本偏差換算得到的。 通用規(guī)則： 特殊規(guī)則： 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8的K、M、N和IT7的PZC 77對(duì)于AH EI= es 對(duì)于KZC ES= eiES= ei = ITnIT(n-1)5. 基本偏差表格查表應(yīng)注意：區(qū)別孔（大寫(xiě)字母查表1-7）、軸（小寫(xiě)字母查表1-6）代號(hào)。注意所屬尺寸段及單位。 JS和js的偏差為IT/2，對(duì)IT7IT11級(jí)若IT的值為奇數(shù)，則取偏差值為(IT-1)/2。對(duì)孔PZCIT7級(jí)及K、M、NIT8 級(jí)的基本偏差，查表時(shí)應(yīng)注意值的問(wèn)題。特例：當(dāng)D250315mm時(shí)，M6的ES= -9 (-11)。78例 題 1.4 查表確定25f6的極限偏差 查表1.4確定標(biāo)準(zhǔn)公

27、差值 IT6=13m 查表1.6確定25f6的基本偏差 es=20m 25f6的下偏差 ei=esIT6=2013=33(m) 25f6的極限偏差表示為25 79例 題例1：由代號(hào)查上下偏差50f6 IT6=16 es= -2540js8 IT8=39 es= +1925P8 IT8=33 ES= -2225P7 IT7=21 ES= -22+8= -1480例 題例2：由上下偏差查代號(hào) 25 由es=0可查得代號(hào)為h,由IT6=13可知代號(hào)為h6。25 由es=-0.02查得代號(hào)為f,由IT6=13可知代號(hào)為f6。260 由ES=-20+9=-11(符合特例規(guī)定)查得代號(hào)為M，由IT6=32

28、可知代號(hào)為M6。50 由ES=-34+9=-25查得代號(hào)為R，由IT7=25得代號(hào)R7。811.3.4 公差帶與配合的標(biāo)準(zhǔn)化82 在極限與配合制中，對(duì)公稱(chēng)尺寸500mm的常用尺寸段，標(biāo)準(zhǔn)推薦了孔、軸的一般、常用和優(yōu)先公差帶。如表1.8和表1.9所示。表中為一般用途公差帶，軸有116個(gè),孔有105個(gè);線(xiàn)框內(nèi)為常用的公差帶,軸有59個(gè),孔有44個(gè)；圓圈內(nèi)為優(yōu)先公差帶，軸、孔均有13個(gè)。在選用時(shí)，應(yīng)首先考慮優(yōu)先公差帶，其次是常用公差帶，再次為一般用途公差帶。尺寸至500mm的一般、常用和優(yōu)先的軸公差帶83尺寸至500mm的一般、常用和優(yōu)先的孔公差帶84表1.10 基孔制優(yōu)先、常用配合85表1.11

29、基軸制優(yōu)先、常用配合861.4 極限與配合的選擇 87 極限與配合的選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。極限與配合的選擇是否恰當(dāng)，對(duì)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、互換性及經(jīng)濟(jì)性都有著重要的影響。選擇的原則應(yīng)使機(jī)械產(chǎn)品的使用價(jià)值與制造成本的綜合經(jīng)濟(jì)效果最好。 極限與配合的選擇主要包括配合制、公差等級(jí)及配合種類(lèi)的選擇。1.4.1 配合制的選用 GB規(guī)定有基孔制配合與基軸制配合兩種配合制度，為了獲得不同的配合性質(zhì)，采用基孔制或基軸制都可滿(mǎn)足要求，如： 20H7/f6與20F7/h6的極限間隙相同，配合公差也相同。 20H7/k6與20K7/h6的極限間隙與過(guò)盈相同，Tf也相同。 20H7/p6與20P7/h6

30、的極限過(guò)盈相同，配合公差也相同。881.4.1 配合制的選用 1一般情況下優(yōu)先選用基孔制 采用基孔制可減少備用定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量，故經(jīng)濟(jì)性好。 2. 特殊情況下采用基軸制 采用冷拔成型的標(biāo)準(zhǔn)軸直接安裝可滿(mǎn)足使用要求時(shí)； 軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜剛性差：如曲軸、細(xì)長(zhǎng)軸； 基本尺寸相同，各段配合性質(zhì)不同： 如活塞銷(xiāo)；（見(jiàn)圖1.11） 3. 取決于標(biāo)準(zhǔn)部件：如滾動(dòng)軸承。 4.為滿(mǎn)足配合的特殊需要,有時(shí)可采用非基準(zhǔn)制89圖1.11 基準(zhǔn)制選擇示例 90圖1.11 基準(zhǔn)制選擇示例 91圖1.11 基準(zhǔn)制選擇示例 92與標(biāo)準(zhǔn)件配合及多件配合93多件配合基準(zhǔn)制選擇分析 若不考慮其它段，則采用基孔制與基軸制均可達(dá)到配

31、合要求，若采用基孔制，其公差帶圖如下：94多件配合基準(zhǔn)制選擇分析 為了加工裝配方便可將檔環(huán)孔、軸公差帶上移，由H8改為F8，g7改為k6，即檔環(huán)與軸的配合為50F8/k6，這樣檔環(huán)孔與軸就都是非基準(zhǔn)件了。 95圖1.12 非基準(zhǔn)制配合 96基準(zhǔn)制選擇原則 1一般情況下優(yōu)先選用基孔制 以減少備用定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量。 2. 特殊情況下采用基軸制 采用冷拔成型的標(biāo)準(zhǔn)軸直接安裝可滿(mǎn)足使用要求時(shí)； 軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜剛性差時(shí)； 基本尺寸相同，各段配合性質(zhì)不同，且中間松，兩邊緊的某些特殊結(jié)構(gòu)； 3. 與標(biāo)準(zhǔn)件配合，應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn)件。 4.多件配合,需綜合分析，必要時(shí)可采用非基準(zhǔn)制971.4.2 公差等級(jí)的

32、選用98 選擇公差等級(jí)時(shí)，要正確處理使用要求、制造工藝和成本之間的關(guān)系。選用的基本原則是，在滿(mǎn)足使用要求的前提下，盡量選用較低的公差等級(jí)。 公差等級(jí)可采用計(jì)算法或類(lèi)比法進(jìn)行選擇。1. 計(jì)算法 計(jì)算法選擇公差等級(jí)的依據(jù)是：Tf =ThTS 一批要求完全互換的零件，可根據(jù)配合要求的極限間隙或極限過(guò)盈量確定配合公差及相配合零件的公差等級(jí)。 同時(shí)注意： 對(duì)500mm的公稱(chēng)尺寸，當(dāng)公差等級(jí)在IT8及其以上高精度時(shí)，推薦孔比軸低一級(jí)，當(dāng)公差等級(jí)在IT9及以下較低精度級(jí)時(shí)，一般采用同級(jí)孔、軸配合。 對(duì)500mm的公稱(chēng)尺寸，一般采用同級(jí)孔、軸配合。99計(jì)算法應(yīng)用示例 某配合的孔軸，基本尺寸為80mm，要求配合

33、的Xmax=0.135mm, Xmin=0.055mm, 試確定孔、軸的公差等級(jí)。 解： Tf=Th+Ts=Xmax-Xmin =0.135-0.055=0.08mm 查表2-1知：IT8=0.046mm IT7=0.03mm 取 Th=IT8 Ts=IT7 由于：Tf=0.046+0.03=0.0760.08mm 孔軸公差等級(jí)選擇合適1002. 類(lèi)比法 相配合的孔、軸應(yīng)加工難易程度相當(dāng)， 即使孔、軸工藝等價(jià)。 各種加工方法能夠達(dá)到的公差等級(jí)如 表1.12所示，可供選擇時(shí)參考。 與標(biāo)準(zhǔn)零件或部件相配合時(shí)應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn) 件的精度相適應(yīng)。 過(guò)渡配合與過(guò)盈配合的公差等級(jí)不能 太低 ，一般不低于IT8級(jí) 。

34、101表1.13 公差等級(jí)應(yīng)用范圍1021.4.3 配合種類(lèi)的選用 103 1.計(jì)算法 根據(jù)配合部位的使用要求和工 作條件，按一定理論建立極限間隙 或極限過(guò)盈的計(jì)算公式。然后按計(jì) 算出的極限間隙或過(guò)盈選擇相配合 孔、軸的公差等級(jí)和配合代號(hào)（選 擇步驟見(jiàn)例題1.5）。例 題 1.5 公稱(chēng)尺寸為40mm的某孔、軸配合，由計(jì)算法設(shè)計(jì)確定配合的間隙應(yīng)在+0.022mm+0.066mm之間，試選用合適的孔、軸公差等級(jí)和配合種類(lèi)。 解： 選擇公差等級(jí) 由 Tf =XmaxXmin=ThTS 得：ThTS=6622= 44（m） 查表1.4知：IT7=25m ，IT6=16m，按工藝價(jià)原則，取孔為IT7級(jí)，

35、軸為IT6級(jí)， 則：ThTS=2516= 41 (m) 接近44m，符合設(shè)計(jì)要求。104 選擇基準(zhǔn)制優(yōu)先選用基孔制，則孔的公差帶代號(hào)為：40H7 選擇配合種類(lèi)因?yàn)槭情g隙配合，故軸的基本偏差應(yīng)在ah之間，且其基本偏差為上偏（es）。由Xmin= EIes得：es =EIXmin=022=22(m)查表1.5選取軸的基本偏差代號(hào)為f (es=25m)能保證Xmin的要求 驗(yàn)算：所選配合為40H7/f6 Xmax=ESei =25(41)=66mXmin=EIes =0(25)=25m均在0.022mm0.066mm之間，故所選符合要求。1052. 試驗(yàn)法 106 對(duì)于與產(chǎn)品性能關(guān)系很大的關(guān)鍵配合,

36、可采用多種方案進(jìn)行試驗(yàn)比較，從而選出具有最理想的間隙或過(guò)盈量的配合。這種方法較為可靠，但成本較高，一般用于大量生產(chǎn)的產(chǎn)品的關(guān)鍵配合。3. 類(lèi)比法 ah（或AH）11種基本偏差與基準(zhǔn)孔(或基準(zhǔn)軸)形成間隙配合，主要用于結(jié)合件有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或需方便裝拆的配合。 jsn（或JSN）5種基本偏差與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）一般形成過(guò)渡配合，主要用于需精確定位和便于裝拆的相對(duì)靜止的配合。 pzc（或PZC）12種基本偏差與基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)軸）一般形成過(guò)盈配合，主要用于孔、軸間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，需傳遞一定的扭矩的配合。 1073. 類(lèi)比法 掌握標(biāo)準(zhǔn)中各種基本偏差的使用特征 對(duì)間隙配合：a.b.c用于大間隙或熱動(dòng)配合；如內(nèi)燃

37、機(jī)排氣閥和導(dǎo)管的配合等。d.e.f用于一般工作溫度下的各種轉(zhuǎn)動(dòng)配合；如齒輪箱、電動(dòng)機(jī)泵等的轉(zhuǎn)軸與滑動(dòng)軸承的配合。g.h間隙較小，適用于精密滑動(dòng)配合；如車(chē)床尾座與頂尖與套筒的配合。cd. ef. fg三個(gè)基本偏差用得很少，其使用情況分別介于c與d、 e與f、f與g之間。 1083. 類(lèi)比法對(duì)過(guò)渡配合：j. js間隙出現(xiàn)的概率較大，用于易拆卸的配合；如聯(lián)軸節(jié)、齒圈與輪轂的配合，滾動(dòng)軸承外圈與座孔的配合。k平均間隙接近零的配合，用于較精密定位配合；如齒輪與軸、軸頸與軸承孔等的配合。m. n產(chǎn)生過(guò)盈的概率大，用于精密定位配合；如蝸輪的青銅輪緣與輪轂的配合、沖床上齒輪與軸的配合。 1093. 類(lèi)比法對(duì)過(guò)

38、盈配合：p過(guò)盈量小，要加緊固件才能傳遞一定的扭矩；如卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩輪與齒圈的配合、合金鋼制零件的小過(guò)盈配合。r靠過(guò)盈能承受中等的力和扭矩，傳遞大扭矩和沖擊負(fù)荷時(shí)需加緊固件；如蝸輪與軸的配合。s. t靠過(guò)盈能傳遞較大的扭矩，用于鋼和鑄鐵零件的永久性結(jié)合；如聯(lián)軸節(jié)與軸的配合。u. v靠過(guò)盈能傳遞很大的扭矩，應(yīng)用時(shí)應(yīng)驗(yàn)算Ymax時(shí)會(huì)不會(huì)使材料因變形過(guò)大而損壞。如火車(chē)輪轂與軸的配合。x-zc 過(guò)盈很大，目前很少使用。1103. 類(lèi)比法 分析零件的工作條件及使用要求 按GB規(guī)定的使用順序進(jìn)行選擇（幻57） 一般用途孔公差帶105種，軸116種； 常用公差帶（線(xiàn)框內(nèi)）孔44種，軸59種； 優(yōu)先選用公差帶（圓圈

39、內(nèi)）孔、軸各13種。 基孔制常用配合59種，優(yōu)先配合13種 基軸制常用配合47種，優(yōu)先配合13種 熟悉典型的配合實(shí)例供類(lèi)比參考 1111.5 一般公差 線(xiàn)性尺寸的未注公差 1.5.1 線(xiàn)性尺寸的一般公差的概念 線(xiàn)性尺寸的一般公差是在車(chē)間普通工藝條件下機(jī)床設(shè)備一般加工能力可保證的公差。在正常維護(hù)和操作情況下，它代表車(chē)間的一般加工的經(jīng)濟(jì)加工精度。 采用一般公差的尺寸和角度，在正常車(chē)間精度保證的條件下，一般可不檢驗(yàn)。1.5.2 標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定 1.5.3 線(xiàn)性尺寸的一般公差的表示方法 112精密級(jí)f 、中等級(jí)m 、粗糙級(jí)c、最粗級(jí)v。例如，選用中等級(jí)時(shí)，表示為GB/T1804m習(xí) 題 1 1.1 判

40、斷下列說(shuō)法是否正確1.一般來(lái)說(shuō)，零件的實(shí)際尺寸愈接近公稱(chēng)尺寸愈好。2.公差通常為正，在個(gè)別情況下也可以為負(fù)或零。3.孔和軸的加工精度愈高，則其配合精度也愈高。4.過(guò)渡配合的孔軸結(jié)合，由于有些可能得到間隙，有些可能得到過(guò)盈，因此，過(guò)渡配合可能是間隙配合，也可能是過(guò)盈配合。5.若某配合的最大間隙為15m，配合公差為41m，則該配合一定是過(guò)渡配合。1131.2 填空 1. 國(guó)標(biāo)規(guī)定有 和 兩 種配合制度，一般應(yīng)優(yōu)先選用 ，以減少 ，降低生產(chǎn)成本。 2. 國(guó)標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)公差有 級(jí)，其中最高級(jí)為 ，最低級(jí)為 ，而常用的配合公差等級(jí)為 。 3. 配合種類(lèi)分為 、 以 及 三大類(lèi)，當(dāng)相配合的孔軸需有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

41、或需經(jīng)常拆裝時(shí)，應(yīng)選 配合。1141.3 查表確定下列公差帶的極限偏差 25f7 60d8 50k6 40m5 50D9 40P7 30M7 80JS81151.4 查表確定下列各尺寸的公差帶代號(hào) 軸 孔 軸 孔1161.5 計(jì) 算 1.某配合的公稱(chēng)尺寸為25mm,要求配合的最大間隙為+0.013mm,最大過(guò)盈為 0.021mm。試決定孔、軸公差等級(jí),選擇適當(dāng)?shù)呐浜希▽?xiě)出代號(hào)）并繪制公差帶圖。 2.某配合的公稱(chēng)尺寸為30mm，按設(shè)計(jì)要求,配合的過(guò)盈應(yīng)為0.014-0.048mm。試決定孔、軸公差等級(jí)，按基孔制選定適當(dāng)?shù)呐浜希▽?xiě)出代號(hào)）。117第2章 技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ) 118 2.1 技術(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)

42、知識(shí) 2.2 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 2.3 用普通計(jì)量器具檢測(cè) 2.1 技術(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí) 119 2.1.1 技術(shù)測(cè)量的基本概念 技術(shù)測(cè)量主要研究對(duì)零件的幾何量（包括長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度、幾何形狀和相互位置誤差等）進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)，以確定機(jī)器或儀器的零部件加工后是否符合設(shè)計(jì)圖樣上的技術(shù)要求。幾何量的測(cè)量 測(cè)量是指為確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。幾何量測(cè)量過(guò)程應(yīng)包括以下四要素： 測(cè)量對(duì)象 測(cè)量單位 測(cè)量方法 測(cè)量精度120零件的幾何量幾何量中的長(zhǎng)度角度單位測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、計(jì)量器具和測(cè)量條件的綜合測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度檢驗(yàn)與檢定 121 檢驗(yàn)是確定被檢幾何量是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，

43、從而判斷其是否合格的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。檢驗(yàn)通常用量規(guī)、樣板等專(zhuān)用定值無(wú)刻度量具來(lái)判斷被檢對(duì)象的合格性，所以它不能得到被測(cè)量的具體數(shù)值。 檢定是指為評(píng)定計(jì)量器具的精度指標(biāo)是否合乎該計(jì)量器具的檢定規(guī)程的全部過(guò)程。例如，用量塊來(lái)檢定千分尺的精度指標(biāo)等。2.1.2 測(cè)量基準(zhǔn)和尺寸傳遞系統(tǒng) 1.長(zhǎng)度尺寸基準(zhǔn)和傳遞系統(tǒng) 在我國(guó)法定計(jì)量單位制中，長(zhǎng)度的基本單位是 米(m)。1983年第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)的決議， 規(guī)定米的定義為： 國(guó)際計(jì)量大會(huì)推薦用穩(wěn)頻激光輻射來(lái)復(fù)現(xiàn)它。 122一米是光在真空中，在1/299 792 458 s的時(shí)間間隔內(nèi)的行程長(zhǎng)度長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng)123線(xiàn)紋量具和端面量具 線(xiàn)紋量具可讀出具體測(cè)得值。

44、分為1、2、3等線(xiàn)紋尺，1等精度最高。 線(xiàn)紋量具的常用計(jì)量器具有游標(biāo)尺、千分尺等。 端面量具沒(méi)有具體測(cè)量值，僅能判斷零件是否合格。 端面量具的主要量具有量塊。124 游標(biāo)卡尺125千分尺126千分尺127 角度計(jì)量也屬于長(zhǎng)度計(jì)量范疇,弧度可用長(zhǎng)度比值求得,一個(gè)圓周角定義為360,因此角度不必再建立一個(gè)自然基準(zhǔn)。角度傳遞系統(tǒng)如圖所示：1282.角度尺寸基準(zhǔn)和傳遞系統(tǒng) 3. 量 塊 量塊是一種無(wú)刻度的標(biāo)準(zhǔn)端面量具。其制造材料多為特殊合金鋼，形狀主要有長(zhǎng)方六面體結(jié)構(gòu)，六個(gè)平面中有兩個(gè)互相平行的極為光滑平整的測(cè)量面，兩測(cè)量面之間具有精確的工作尺寸L。 129（1）量塊的尺寸 測(cè)量面上中心點(diǎn)的量塊長(zhǎng)度L

45、,為量塊的中 心長(zhǎng)度。量塊上標(biāo)出的數(shù)字為量塊長(zhǎng)度的標(biāo)稱(chēng)值，稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度。尺寸6mm的量塊,長(zhǎng)度標(biāo) 記刻在測(cè)量面上；尺寸6mm的量塊,長(zhǎng)度標(biāo)記 刻在非測(cè)量面上 。130量塊的特性與應(yīng)用 尺寸的準(zhǔn)確性； 尺寸的穩(wěn)定性； 尺寸的耐磨性； 量塊與量塊間的粘合性131量塊尺寸系列及應(yīng)用 量塊按一定的尺寸系列成套生產(chǎn)，國(guó)家量塊標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了17種成套的量塊系列，表2.1為從標(biāo)準(zhǔn)中摘錄的幾套量塊的尺寸系列。 在組合量塊尺寸時(shí)，為獲得較高尺寸精度，應(yīng)力求以最少的塊數(shù)組成所需的尺寸。例如，需組成尺寸為38.965mm，若使用83塊一套的量塊，參考表2.1，可按如下步驟選擇量塊尺寸 。132 38.965 需要的量

46、塊尺寸 - 1.005 第一塊量塊尺寸 37.96 - 1.46 第二塊量塊尺寸 36.5 - 6.5 第三塊量塊尺寸 30 第四塊量塊尺寸 （2）量塊的精度 GB6093-2001將量塊的制造精度從高到低分為0、 K(校準(zhǔn)級(jí))、1、2、3共5個(gè)級(jí)別。量塊的分“級(jí)”主要是按量塊長(zhǎng)度的極限偏差、長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值、量塊測(cè)量面的平面度、粗糙度及量塊的研合性等質(zhì)量指標(biāo)劃分的。 JJG146-2003將量塊按檢定精度由高到低分為 15 共五等。量塊的分“等”主要是根據(jù)量塊的長(zhǎng)度的測(cè)量不確定度、長(zhǎng)度變動(dòng)量允許值、平面平行性允許偏差和研合性等指標(biāo)劃分的。 133（3）量塊的使用和檢驗(yàn) 量塊的使用方法可分為按

47、“級(jí)”使用和按“等”使用。 量塊按“級(jí)”使用時(shí)，是以量塊的標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為工作尺寸，量塊按“等”使用時(shí)，是用量塊經(jīng)檢定后所給出的實(shí)際中心長(zhǎng)度尺寸作為工作尺寸。 134 2.1.3 計(jì)量器具和測(cè)量方法 1 計(jì)量器具 (1)計(jì)量器具的分類(lèi) 基準(zhǔn)量具 通用計(jì)量器具 極限量規(guī)類(lèi) 檢驗(yàn)夾具 135用來(lái)校對(duì)或調(diào)整計(jì)量器具，或作為標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行相對(duì)測(cè)量的量具能將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成可直接觀測(cè)的指示值或等效信息的測(cè)量工具 一種沒(méi)有刻度的專(zhuān)用檢驗(yàn)工具 和相應(yīng)的計(jì)量器具配套使用的一種專(zhuān)用的檢驗(yàn)工具 （2）計(jì)量器具的度量指標(biāo) 分度值 刻度間距 示值范圍 測(cè)量范圍 不確定度136計(jì)量器具刻尺或度盤(pán)上相鄰兩刻線(xiàn)所代表的量值之差 量?jī)x刻

48、度尺或度盤(pán)上兩相鄰刻線(xiàn)的中心距離 計(jì)量器具指示或顯示的最低值到最高值的范圍計(jì)量器具所能測(cè)量的零件最低值到最高值的范圍由于測(cè)量誤差的存在，對(duì)測(cè)量值不能肯定的程度 2 測(cè)量方法及其分類(lèi) 1371）按測(cè)得示值方式不同可分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量；2）按測(cè)量結(jié)果獲得方法分為直接測(cè)量和間接測(cè)量；3）按同時(shí)測(cè)量被測(cè)參數(shù)的多少可分為單項(xiàng)測(cè)量和 綜合測(cè)量；4）按被測(cè)量在測(cè)量過(guò)程中所處的狀態(tài)可分為靜態(tài) 測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量；5）按被測(cè)表面與量?jī)x間是否有機(jī)械作用的測(cè)量力 可分為接觸測(cè)量與不接觸測(cè)量；6）按測(cè)量精度的因素或條件是否相對(duì)穩(wěn)定可分為 等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量等等。2.2 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理 2.2.1. 測(cè)量誤差

49、及其產(chǎn)生的原因 1. 測(cè)量誤差 測(cè)量誤差是測(cè)得值與被測(cè)量真值之差。若以x表示測(cè)量結(jié)果 ,Q表示真值，則有 =X-Q Q=X 138 2. 測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因 139 測(cè)量器具誤差 基準(zhǔn)件誤差 測(cè)量方法誤差 環(huán)境條件引起的誤差 人為誤差 測(cè)量器具誤差 由測(cè)量器具內(nèi)在因素所造成的誤差，它與計(jì)量器具的工作原理，制造和裝配、調(diào)整等因素有關(guān)。 測(cè)量器具的設(shè)計(jì)應(yīng)符合阿貝原則：工件的被測(cè)長(zhǎng)度與量具的基準(zhǔn)刻線(xiàn)在同一直線(xiàn)上的原則。140游標(biāo)尺測(cè)量誤差如圖：游標(biāo)尺量爪傾斜 角而產(chǎn)生的測(cè)量誤差1： 1= S.tg = S. 設(shè)S=30mm d=20mm =0.0003弧度則 1=300.0003=0.009mm=9

50、m141千分尺測(cè)量誤差而千分尺測(cè)頭傾斜角產(chǎn)生的測(cè)量誤差2 2= dd = d(1-cos ) = d（1-1+ /2 ）=1/2d 2 2=1/2200.00032=910-4m1422.2.2 測(cè)量誤差分類(lèi)與處理 143測(cè)量誤差分為隨機(jī)誤差系統(tǒng)誤差粗大誤差 1.隨機(jī)誤差及其評(píng)定 隨機(jī)誤差 在相同測(cè)量條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化的誤差。 隨機(jī)誤差的分布規(guī)律和特性 絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出 現(xiàn)的概率大。 絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的概率 相等。 在一定的測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的絕 對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定界限。 隨著測(cè)量次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的算 術(shù)平均值趨于零

51、。 144單峰性對(duì)稱(chēng)性有界性抵償性標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)概率密度的影響145隨機(jī)誤差的評(píng)定 1.測(cè)量列的算術(shù)平均值 2.殘余誤差 3.標(biāo)準(zhǔn)偏差 4.算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 5.測(cè)量的極限誤差 6.測(cè)量列算術(shù)平均值的極限誤差 7.測(cè)量結(jié)果146比較兩列測(cè)量數(shù)據(jù)第一列 12.005、11.996、12.003、11.994、12.002x1=(12.005+11.996+12.003+11.994+12.002)/5=12mm第二列 11.990、12.006、11.995、12.015、11.994x2=(11.990+12.006+11.995+12.015+11.994)/5=12mm147兩列測(cè)量數(shù)據(jù)的

52、標(biāo)準(zhǔn)偏差148設(shè)上例的真值Q=12mm，則12第一列的測(cè)量精度較高。2.系統(tǒng)誤差及其消除 系統(tǒng)誤差 在相同測(cè)量條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一量值，測(cè)量誤差的大小和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。 149系統(tǒng)誤差定值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差線(xiàn)性系統(tǒng)誤差周期系統(tǒng)誤差復(fù)雜系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差分類(lèi)及處理1503. 粗大誤差及其剔除 粗大誤差（也稱(chēng)過(guò)失誤差）超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。 粗大誤差的產(chǎn)生是由于某些不正常的原因所造成的。發(fā)現(xiàn)和剔除粗大誤差的方法，通常是用重復(fù)測(cè)量或者改用另一種測(cè)量方法加以核對(duì)。對(duì)于等精度多次測(cè)量值，判斷和剔除粗大誤差較簡(jiǎn)便的方法是按3準(zhǔn)則。 151 4. 測(cè)量精度的分類(lèi) 表示測(cè)量結(jié)果中

53、隨機(jī)誤差的影響程度。 若隨機(jī)誤差小，則精密度高。 表示測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的影響程度。 若系統(tǒng)誤差小，則正確度高。 (也稱(chēng)精確度) 表示測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤 差和系統(tǒng)誤差綜合的影響程度。若隨機(jī)誤差 和系統(tǒng)誤差都小，則準(zhǔn)確度高。152精密度正確度準(zhǔn)確度 1. 直接測(cè)量法 已定系統(tǒng)誤差按代數(shù)和法合成，即 對(duì)于符合正態(tài)分布、彼此獨(dú)立的隨機(jī)誤差和 未定系統(tǒng)誤差，按方根法合成，即 1532.2.3 測(cè)量誤差合成 2. 間接測(cè)量法 間接測(cè)量是被測(cè)的量y與直接測(cè)量的量x1、x2、xn有一定的函數(shù)關(guān)系： 當(dāng)測(cè)量值x1、x2、xn有系統(tǒng)誤差 時(shí)，則函數(shù)y有測(cè)量誤差 當(dāng)測(cè)量值x1、x2、xn有隨機(jī)誤差 時(shí)，則函數(shù)也必然

54、存在隨機(jī)誤差 154 間接測(cè)量的例子例：用杠桿千分尺測(cè)量如圖定位塊的尺寸，測(cè)得：x1=20mm、x1=+40m、limx1=4m、x2=8mm、x2=30m、limx2=3m，求y的實(shí)際值及其測(cè)量的極限誤差。 1552.3 用普通測(cè)量器具檢測(cè) 用普通計(jì)量器具測(cè)量工件應(yīng)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 31771997進(jìn)行。該標(biāo)準(zhǔn)適用于車(chē)間用 的計(jì)量器具(游標(biāo)卡尺、千分尺和分度值不小于 0.5m的指示表和比較儀等)，主要用以檢 測(cè)公稱(chēng)尺寸至500mm,公差等級(jí)為IT6IT18的光滑工件尺寸,也適用于對(duì)一般公差尺寸的檢測(cè)。156 1.尺寸誤檢的基本概念 由于各種測(cè)量誤差的存在，有可能將本來(lái)處于零件公差帶內(nèi)的

55、合格品判為廢品，或?qū)⒈緛?lái)處于零件公差帶以外的廢品誤判為合格品，前者稱(chēng)為“誤廢”,后者稱(chēng)為“誤收”。誤廢和誤收是尺寸誤檢的兩種形式。 157 2. 驗(yàn)收極限與安全裕度(A) 驗(yàn)收極限是指檢測(cè)工件尺寸時(shí)判斷合格與否的尺寸界限。 上驗(yàn)收極限尺寸=上極限尺寸-A 下驗(yàn)收極限尺寸=下極限尺寸+A158驗(yàn)收極限方式的確定 方法 1：驗(yàn)收極限是從圖樣上標(biāo)定的最大極限尺寸和最小極限尺寸分別向工件公差帶內(nèi)移動(dòng)一個(gè)安全裕度A來(lái)確定,如圖2.9所示。安全裕度A由工件公差T確定，A的數(shù)值一般取工件公差的1/10 。 方法 2：驗(yàn)收極限等于圖樣上標(biāo)定的最大極限尺寸和最小極限尺寸,即安全裕度A等于零。159 3. 計(jì)量器

56、具的選擇原則 選擇的計(jì)量器具應(yīng)與被測(cè)工件的外形 位置、尺寸的大小及被測(cè)參數(shù)特性相適應(yīng)，使 所選計(jì)量器具的測(cè)量范圍能滿(mǎn)足工件的要求。 選擇計(jì)量器具應(yīng)考慮工件的尺寸公差，使所選計(jì)量器具的不確定度值既要保證測(cè)量精度要求，又要符合經(jīng)濟(jì)性要求。160 例 題 1 被檢驗(yàn)零件尺寸為孔90H9 ,試確定驗(yàn)收極限、選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)量器具。 解 查得：90H9的極限偏差為90 由表2.6中查得：A=8.7m，u1=7.8m 。 按照方法1的原則確定驗(yàn)收極限，則： 上驗(yàn)收極限=90+0.087-0.0087=90.0783mm 下驗(yàn)收極限=90+0+0.0087=90.0087mm 由表2.8查得分度值為0.01mm

57、的內(nèi)徑千分尺，在 尺寸大于50100mm內(nèi),不確定度數(shù)u1=0.008mm， 因0.008 u1=0.0078，故基本可滿(mǎn)足使用要求。161E例 題 2工件尺寸為 ，試選擇合適的測(cè)量器具并求出上、下驗(yàn)收極限尺寸。解 因?yàn)榇斯ぜ袷匕菀?，故?yīng)按方法1（即內(nèi)移原則）確定驗(yàn)收極限。 由表7-6查得A=3.3m u1=3m由表7-8查得i=0.005mm的比較儀的不確定1=3m=u1，能滿(mǎn)足要求。 確定驗(yàn)收極限： 上驗(yàn)收極限=dmax-A=30-0.0033=29.9967mm 下驗(yàn)收極限=dmin+A=29.967+0.0033=29.9703mm 162例 題 3上述工件，因受檢測(cè)條件的限制，

58、今采用i=0.01mm的外徑千分尺測(cè)量，試確定安全裕度A的值及驗(yàn)收極限。 解 由表7-7查得千分尺不確定度1=4m，故1u1=3m A=1/0.9=0.004/0.90.004mm 確定新的驗(yàn)收極限：上驗(yàn)收極限=dmax- A=30-0.004=29.996mm下驗(yàn)收極限=dmin+ A=29.967+0.004=29.971mm163習(xí) 題 2 2.1 測(cè)量的實(shí)質(zhì)是什么？一個(gè)完整的幾何測(cè)量過(guò)程包括哪幾個(gè)要素？ 2.2 量塊按“等”或按“級(jí)”使用，哪一種使用情況存在著系統(tǒng)誤差？哪一種使用情況僅存在著隨機(jī)誤差？ 2.3 什么是測(cè)量誤差？測(cè)量誤差有幾種表示形式？為什么規(guī)定相對(duì)誤差？164習(xí) 題 2

59、 2.4 隨機(jī)誤差的評(píng)定指標(biāo)是什么？隨機(jī)誤差能消除嗎？應(yīng)怎樣對(duì)它進(jìn)行處理？ 2.5 怎樣表達(dá)單次測(cè)量和多次測(cè)量重復(fù)測(cè)量的測(cè)量結(jié)果？測(cè)量列單次測(cè)量值和算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差有何區(qū)別？ 2.6 GB/T3177-1997光滑工件尺寸的檢驗(yàn)規(guī)定了哪兩種驗(yàn)收極限方式來(lái)驗(yàn)收工件？這兩種方式的驗(yàn)收極限各如何確定？165習(xí) 題 2 2.7 在同一測(cè)量條件下，用立式光較儀重復(fù)測(cè)量某軸的同一部位直徑10次，各次測(cè)量值按測(cè)量順序分別為（單位為mm）： 20.042 20.043 20.040 20.043 20.042 20.043 20.040 20.042 20.043 20.042 設(shè)測(cè)量列中不存在定值系統(tǒng)誤

60、差，試確定以測(cè)量列算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式。 166習(xí) 題 2 2.10 用普通計(jì)量器測(cè)量下列的孔和軸時(shí)，試分別確定它們的安全裕度、驗(yàn)收極限以及應(yīng)使用的計(jì)量器具的名稱(chēng)和標(biāo)尺分度值。 50e9 60js8 40h7 50H14 167第3章 幾何公差168 3.1 概述 3.2 形狀誤差與形狀公差 3.3 方向、位置、跳動(dòng)誤差與 方向、位置、跳動(dòng)公差 3.4 公差原則 3.5 幾何公差的選用 3.6 幾何誤差的檢測(cè)原則3.1 概 述 169 我國(guó)幾何公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目前推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T 1182 2008產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）幾何公差 形狀、方向、位置和跳動(dòng)公差標(biāo)注；GB/T 1