武漢理工大學(xué)(付鳳嵐)互換性1.1緒論

1、機(jī)電工程學(xué)院付風(fēng)嵐本章結(jié)構(gòu)本章結(jié)構(gòu)研究對象研究對象: : 過程中的幾何量過程中的幾何量 公差配合（簡稱公差配合）與檢測技術(shù)公差配合（簡稱公差配合）與檢測技術(shù) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械零件）（機(jī)械零件）機(jī)械專業(yè)機(jī)械專業(yè)的學(xué)科基的學(xué)科基礎(chǔ)課礎(chǔ)課機(jī)械設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械制機(jī)械制造基礎(chǔ)造基礎(chǔ)金屬工藝學(xué)金屬工藝學(xué)工程材料工程材料 (簡稱公差設(shè)計(jì)簡稱公差設(shè)計(jì))是教學(xué)計(jì)劃中聯(lián)系設(shè)計(jì)課程與工藝課是教學(xué)計(jì)劃中聯(lián)系設(shè)計(jì)課程與工藝課程的紐帶程的紐帶, ,是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過渡到專業(yè)是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過渡到專業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁課學(xué)習(xí)的橋梁. . 本課程性質(zhì)本課程性質(zhì):學(xué)科基礎(chǔ)課學(xué)科基礎(chǔ)課 承上啟下承上啟下點(diǎn)要素

2、點(diǎn)要素: :圓錐頂點(diǎn)圓錐頂點(diǎn)5 5 球心球心8 8線要素線要素: :素線素線6 6軸線軸線7 7面要素面要素: :球面球面1;1;圓錐面圓錐面2;2;環(huán)狀平面環(huán)狀平面3;3;圓柱面圓柱面4 4；漸開線齒面；漸開線齒面9 9412367859-表示幾何要素大小、形狀、位置表示幾何要素大小、形狀、位置及及 其精度的參量。其精度的參量。尺寸尺寸形狀誤差形狀誤差位置誤差位置誤差表面粗糙度評定參數(shù)表面粗糙度評定參數(shù)典型零件典型零件( (齒齒 輪、螺紋等輪、螺紋等) )的精度評定參數(shù)的精度評定參數(shù)包括：包括：含線性尺寸含線性尺寸( (簡稱簡稱) )角度尺寸角度尺寸( (簡稱簡稱) )基本基本幾何量公差幾何

3、量公差( (簡稱簡稱) ) 幾何量的允許變動(dòng)幾何量的允許變動(dòng) 量。量。G 0.008 G3.2 10-0.013-0.0283.2尺寸公差尺寸公差:T=-0.013-(-0.028)=0.041mm表示要求該軸實(shí)際尺寸在表示要求該軸實(shí)際尺寸在9.9729.987之間之間表面粗糙度公差（允許值）：表面粗糙度公差（允許值）：3.2 um形位公差形位公差: t= 0.01 mm表示要求表示要求10 軸軸線對軸軸線對G面的垂直度誤差不得超過面的垂直度誤差不得超過0.01 mm尺寸尺寸形狀誤差形狀誤差位置誤差位置誤差表面粗糙度評定參數(shù)表面粗糙度評定參數(shù)典型零件典型零件( (齒齒 輪、螺紋等輪、螺紋等)

4、)的精度評定參數(shù)的精度評定參數(shù)含線性尺寸含線性尺寸( (簡稱簡稱) )角度尺寸角度尺寸( (簡稱簡稱) )基本基本基本基本 機(jī)械零件的機(jī)械零件的: : - - 同一規(guī)格零件按規(guī)定的同一規(guī)格零件按規(guī)定的，能夠彼此相互替換使用而，能夠彼此相互替換使用而 效果相同的效果相同的。 技術(shù)要求技術(shù)要求1 1.2 2.3 3. . 軸軸 圖號圖號02 比例比例1:1 材料材料 45 . 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 制圖制圖 審核審核 . 日期日期2228283060140其余互換性互換性機(jī)械性能互換性機(jī)械性能互換性理化性能互換性理化性能互換性本課程討論本課程討論對同一批零件而言，當(dāng)對同一批零件而言，當(dāng)其原材料相同時(shí)，其其原材

5、料相同時(shí)，其主要在主要在貫穿在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和維修的全貫穿在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和維修的全過程：過程：1)1)：零、部件具有互換性，就零、部件具有互換性，就可以最大限度地利用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)推部可以最大限度地利用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)推部件，從而簡化制圖、計(jì)算工作，件，從而簡化制圖、計(jì)算工作，2)2)：便于組織生產(chǎn)協(xié)便于組織生產(chǎn)協(xié)作，進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)。采用高效率的生產(chǎn)作，進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)。采用高效率的生產(chǎn)設(shè)備，有利于實(shí)現(xiàn)加工過程和裝配過程機(jī)設(shè)備，有利于實(shí)現(xiàn)加工過程和裝配過程機(jī)械化、自動(dòng)化。從而械化、自動(dòng)化。從而。3)3)：零、部件具有互換：零、部件具有互換性可以及時(shí)更換已經(jīng)磨損或損壞了的零、部

6、性可以及時(shí)更換已經(jīng)磨損或損壞了的零、部件，減少機(jī)器的維修時(shí)間和費(fèi)用，保證機(jī)器件，減少機(jī)器的維修時(shí)間和費(fèi)用，保證機(jī)器連續(xù)而持久地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而連續(xù)而持久地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而。如何實(shí)現(xiàn)互換性如何實(shí)現(xiàn)互換性 ？ 如果將同一規(guī)格零件的幾何量如果將同一規(guī)格零件的幾何量制作得完全相同顯然可以實(shí)現(xiàn)互換制作得完全相同顯然可以實(shí)現(xiàn)互換性，但這不可能，也不必要。事實(shí)性，但這不可能，也不必要。事實(shí)上只要將同一規(guī)格零件的幾何量控上只要將同一規(guī)格零件的幾何量控制在公差允許的范圍內(nèi)，使同一規(guī)制在公差允許的范圍內(nèi)，使同一規(guī)格零件的幾何量彼此充分近似，就格零件的幾何量彼此充分近似，就可以實(shí)現(xiàn)互換性可以實(shí)現(xiàn)互換性 機(jī)器機(jī)器零件是制零件是制

7、造單元造單元配合要求配合要求配配合設(shè)計(jì)合設(shè)計(jì)1 1零件的結(jié)合零件的結(jié)合就有就有且機(jī)械零件多以且機(jī)械零件多以的的和和的形式結(jié)合的形式結(jié)合。 零件動(dòng)、靜結(jié)合形式及其結(jié)合松緊程零件動(dòng)、靜結(jié)合形式及其結(jié)合松緊程度的正確與否至關(guān)重要度的正確與否至關(guān)重要,它直接影響著機(jī)它直接影響著機(jī)器及其零部件的性能、質(zhì)量、壽命和可靠器及其零部件的性能、質(zhì)量、壽命和可靠性等性等 基本尺寸相同的包容面和被包容面基本尺寸相同的包容面和被包容面的結(jié)合有的結(jié)合有不同形式。不同形式。 11活塞活塞 22活塞銷活塞銷 3-3-連桿連桿 44曲軸曲軸 5-5-缸體缸體曲軸活塞機(jī)構(gòu)曲軸活塞機(jī)構(gòu)12354例：活塞與缸體、活塞銷例：活塞與缸

8、體、活塞銷 與連桿與連桿 孔之間必須是孔之間必須是，活塞銷與活塞之間必須是固定的靜配合活塞銷與活塞之間必須是固定的靜配合24動(dòng)配合動(dòng)配合動(dòng)配合動(dòng)配合靜配靜配合合靜配靜配合合 機(jī)械零件大多以機(jī)械零件大多以和和的形式結(jié)合的形式結(jié)合, /T18001997 作作定義定義 使得機(jī)械零件大多為使得機(jī)械零件大多為 包容面和被包容面的結(jié)包容面和被包容面的結(jié)合大多為合大多為 孔孔孔孔( (輪輪轂鍵槽轂鍵槽) )孔孔( (軸軸鍵槽鍵槽) )軸軸軸軸( (鍵鍵) ) 使得機(jī)器的性能、質(zhì)量、壽命和可靠性，以及振使得機(jī)器的性能、質(zhì)量、壽命和可靠性，以及振動(dòng)、噪聲、摩擦磨損等很大程度上取決于動(dòng)、噪聲、摩擦磨損等很大程度

9、上取決于孔、軸的結(jié)孔、軸的結(jié)合形式及其結(jié)合松緊程度與松緊均勻程度的正確與否。合形式及其結(jié)合松緊程度與松緊均勻程度的正確與否。 如何實(shí)現(xiàn)孔、如何實(shí)現(xiàn)孔、軸的配合要求？軸的配合要求？軸軸軸軸孔孔軸軸孔、軸之間轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合孔、軸之間轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合孔、軸之間移動(dòng)結(jié)合孔、軸之間移動(dòng)結(jié)合孔、軸之間靜結(jié)合孔、軸之間靜結(jié)合孔孔孔孔原理原理孔、軸之間轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合孔、軸之間轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合軸軸孔孔10 0+0.02110-0.028-0.0131010.0219.9729.987之間之間:孔孔軸軸孔、軸之間移動(dòng)結(jié)合孔、軸之間移動(dòng)結(jié)合孔、軸之間固定結(jié)合孔、軸之間固定結(jié)合軸軸孔孔1010.021之之間間:10.039 10.023之間之間

10、:10 0+0.02110+0.023+0.039最小過盈最小過盈被驗(yàn)零件合格與否而不獲取量被驗(yàn)零件合格與否而不獲取量 值的過程。值的過程。通通端端止止端端通通端端止止端端通通端端止止端端通通端端止止端端合格合格不合不合格格通通端端止止端端通通端端止止端端不合不合格格工件工件量規(guī)量規(guī) 測量的作用測量的作用: : 獲取被測量量值以判斷其是否滿足設(shè)獲取被測量量值以判斷其是否滿足設(shè)計(jì)要求計(jì)要求; ;根據(jù)量值進(jìn)行工藝分析和質(zhì)根據(jù)量值進(jìn)行工藝分析和質(zhì)量控制量控制. . 檢驗(yàn)的作用檢驗(yàn)的作用: : 判斷被驗(yàn)零件是否滿足設(shè)計(jì)要求判斷被驗(yàn)零件是否滿足設(shè)計(jì)要求( (合合格與否格與否).). 測量誤差測量誤差 -

11、 對對進(jìn)行測量所得進(jìn)行測量所得與與之間的差值。之間的差值。 一般一般, 公差主要用來控制加工誤差公差主要用來控制加工誤差. 但對高精密加工但對高精密加工, 主要用來補(bǔ)償測量誤差主要用來補(bǔ)償測量誤差測量誤差測量誤差 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化是發(fā)展貿(mào)易、提高產(chǎn)品在國際是發(fā)展貿(mào)易、提高產(chǎn)品在國際市場的競爭能力的技術(shù)保證市場的競爭能力的技術(shù)保證 應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)化原則應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)化原則 - 擇標(biāo)準(zhǔn)公差擇標(biāo)準(zhǔn)公差與配合與配合。 公差標(biāo)準(zhǔn)（例）：公差標(biāo)準(zhǔn)（例）：GB/T1800極限與配合極限與配合；GB/T1182 形狀和位形狀和位 置公差置公差；GB/T3505表面粗表面粗 糙度糙度；GB/T10095 漸開線園柱齒輪精漸

12、開線園柱齒輪精 度度等等 數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的意義數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的意義 當(dāng)選定一個(gè)數(shù)值作為當(dāng)選定一個(gè)數(shù)值作為參數(shù)指標(biāo)時(shí)，該數(shù)值會(huì)按參數(shù)指標(biāo)時(shí)，該數(shù)值會(huì)按一定的規(guī)律，向一切有關(guān)一定的規(guī)律，向一切有關(guān)和材料中傳播，例如：和材料中傳播，例如：M16-6H形成牽一發(fā)而形成牽一發(fā)而動(dòng)全身的現(xiàn)象動(dòng)全身的現(xiàn)象故故: :技術(shù)參量應(yīng)在技術(shù)參量應(yīng)在r基本系列基本系列R5 R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 R10 R10 1.00 1.00 1.251.25 1.60 1.60 2.00 2.00 2.50 2.50 3.153.1

13、5 4.004.00 5.00 5.00 6.30 6.30 8.00 8.00 10.0010.00 R20R20 1.001.00 1.121.12 1.25 1.25 1.40 1.40 1.60 1.60 1.80 1.80 2.00 2.00 2.24 2.24 2.50 2.50 2.80 2.80 3.15 3.15 3.55 3.55 4.004.00 4.50 4.50 5.00 5.00 5.60 5.60 6.30 6.30 7.107.10 8.00 8.00 9.009.00 10.00 10.00 R40 R40 R80R80 補(bǔ)充系列補(bǔ)充系列 綜上所述綜上所述: : 設(shè)計(jì)者給出設(shè)計(jì)者給出 完工零件不超過公差完工零件不超過公差 零件的零件的均可得到滿足均可得到滿足. .1.1.6 1.1.6 公差技術(shù)公差