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1、第一章第一章 互换性与标准化的概念互换性与标准化的概念互换性的概念互换性的概念n举例：举例：机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表机器上的螺钉、灯泡，自行车、缝纫机、钟表上的零部件。上的零部件。互换性互换性互换性互换性：同一规格的一批零部件，能够彼此互相替换的同一规格的一批零部件，能够彼此互相替换的同一规格的一批零部件，能够彼此互相替换的同一规格的一批零部件，能够彼此互相替换的性能。性能。性能。性能。具体要求：具体要求：具体要求：具体要求：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的何挑选和修配就能装在机器上
2、，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。特性叫做互换性。具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足具有互换性的零部件在装配过程中，必须满足三个条件三个条件：装配后装配后 满足使用要求满足使用要求装配前装配前 不挑选不挑选装配时装配时 不调整或修配不调整或修配却一不可却一不可互换性的分类互换性的分类1.1.按程度分：按程度分：1)1)完全互换完全互换 装配或更换时，装配或更换时，不挑、不调、不修不挑、不调、不修的的互换性。互换性。2)2)不不完完全全互互换换 零零部部件件预预先先分分组组或或在在装装配配时时采采用用少少量量调调整整等等措措施施。（如如果果还还要要附附加加辅辅助助加加工工的的，则则
3、不不具有互换性）具有互换性）互换性的分类互换性的分类尺寸尺寸形状形状相对位置相对位置对几何要素的对几何要素的提出互换性要求。提出互换性要求。2.2.按决定的参数或使用要求分为：按决定的参数或使用要求分为：1)1)几何参数互换性几何参数互换性 (主要保证装配本，主要保证装配本，本课程内容本课程内容）2)2)功能互换功能互换（保证使用）（保证使用）机械机械物理物理 化学化学 对对性能性能提出互换性要求。提出互换性要求。公差的概念公差的概念误差误差:零部件的尺寸与图纸规定的尺寸之间的差值。零部件的尺寸与图纸规定的尺寸之间的差值。公差公差:图纸规定的零部件几何参数允许变动的范围。图纸规定的零部件几何参
4、数允许变动的范围。为了满足互换性要求，最理想的是同一规格的零部为了满足互换性要求，最理想的是同一规格的零部件的几何参数做的完全一样。这是不可能的，总是有件的几何参数做的完全一样。这是不可能的，总是有大或小的误差。大或小的误差。同时也是不必要的。只要同一规格的零部件的几何同时也是不必要的。只要同一规格的零部件的几何参数保持在一定范围内，就能达到互换的目的。这个参数保持在一定范围内，就能达到互换的目的。这个范围就是公差。范围就是公差。互换性的作用互换性的作用n设计方面：设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短和标准部件，大
5、大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的了设计周期，并有利于计算机辅助设计和产品的多样化。多样化。n制造方面：制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助进工艺和高效率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动制造，及实现加工过程和装配过程机械化、自动化。化。n使用维修方面：使用维修方面：减少了机器的使用和维修的时间减少了机器的使用和维修的时间和费用，提高了机器的使用价值。和费用，提高了机器的使用价值。标准和标准化的引入标准和标准化的引入n要使同种产品具有互换性，只
6、能使其几何参数、要使同种产品具有互换性，只能使其几何参数、功能参数充分近似。其近似程度可按产品质量功能参数充分近似。其近似程度可按产品质量要求的不同而不同。要求的不同而不同。n现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细现代化生产的特点是品种多、规模大、分工细和协作多。为使社会生产有序地进行，必须通和协作多。为使社会生产有序地进行，必须通过标准化使产品规格品种简化，使分散的、局过标准化使产品规格品种简化，使分散的、局部的生产环节相互协调和统一。部的生产环节相互协调和统一。标准的概念标准的概念n标标准准是是对对重重复复性性事事物物和和概概念念所所作作的的统统一一规规定定，它它以以科科学学、技技术术和
7、和实实践践经经验验的的综综合合成成果果为为基基础础，经经有有关关方方面面协协商商一一致致，由由主主管管机机构构批批准准，以以特特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。n标标准准的的范范围围极极广广，种种类类繁繁多多，涉涉及及到到人人类类生生活活的的各各个个方方面面。本本课课程程研研究究的的公公差差标标准准、检检测测器器具和方法标准，大多属于国家基础标准。具和方法标准，大多属于国家基础标准。标准的分类标准的分类n国家标准、部标准国家标准、部标准(行业标准行业标准)、地方标准和企业标准。、地方标准和企业标准。n对对需需要要在在全全国国范范围围内内统统一一的的技
8、技术术要要求求，应应当当制制定定国国家家标标准，代号为准，代号为GBGB。n对对没没有有国国家家标标准准而而又又需需要要在在全全国国某某个个行行业业范范围围内内统统一一的的技术要求，可制定技术要求，可制定行业标准行业标准，如机械标准（，如机械标准（JBJB）等；等；n对对没没有有国国家家标标准准和和行行业业标标准准而而又又需需要要在在某某个个范范围围内内统统一一的的技技术术要要求求，可可制制定定地地方方标标准准或或企企业业标标准准，它它们们的的代代号号分别用分别用DBDB、QBQB表示。表示。1.1.按标准的使用范围：按标准的使用范围：标准的分类标准的分类n国际标准、区域标准、国家标准、地方标
9、准和试行标准。国际标准、区域标准、国家标准、地方标准和试行标准。2.2.按标准的作用范围：按标准的作用范围：n基基础础标标准准、产产品品标标准准、方方法法标标准准、安安全全和和环环境境保保护护标标准准、卫生标准卫生标准3.3.按标准化对象的特征：按标准化对象的特征：n技术标准、工作标准和管理标准。技术标准、工作标准和管理标准。4.4.按标准的性质分：按标准的性质分：国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO）n在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成立了国际标准化组织（简称成立了国际标准化组织（简称ISOISO）和国际电和国际电工委员会（简称工委
10、员会（简称IECIEC），），由这两个组织负责制由这两个组织负责制定和颁发国际标准。我国于定和颁发国际标准。我国于19781978年恢复参加年恢复参加ISOISO组织后。陆续修订了自己的标准。修订的组织后。陆续修订了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向原则是，在立足我国生产实际的基础上向ISOISO靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换。产品互换。标准化标准化n 定定义义：标标准准化化是是指指标标准准的的制制订订、发发布布和和贯贯彻彻实实施施的的全全部部活活动动过过程程，包包括括从从调调查查标标准准化化对对象象开开始始，经经试
11、试验验、分分析析和和综综合合归归纳纳，进进而而制制订订和和贯贯彻彻标标准准，以以后后还还要要修修订订标标准准等等等等。标标准准化化是是以以标标准准的的形形式式体体现现的的，也也是是一一个不断循环、不断提高的过程。个不断循环、不断提高的过程。n意意义义：标标准准化化是是组组织织现现代代化化生生产产的的重重要要手手段段，是是实实现现互互换换性性的的必必要要前前提提，是是国国家家现现代代化化水水平平的的重重要要标标志志之之一一。它它对对人人类类进进步步和和科科学学技技术术发发展展起起着着巨巨大大的的推推动动作作用。用。优先数和优先数系的引入优先数和优先数系的引入n在机械设计中，常常需要确定很多参数，
12、而这些参数在机械设计中，常常需要确定很多参数，而这些参数往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定往往不是孤立的，一旦选定，这个数值就会按照一定规律，向一切有关的参数传播。规律，向一切有关的参数传播。n为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选择为使产品的参数选择能遵守统一的规律，使参数选择一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数一开始就纳入标准化轨道，必须对各种技术参数的数值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准值作出统一规定。优先数和优先数系国家标准（GB32180GB32180）就是其中最重要的一个标准，要求工业就是其中最重要的一个标准，要求工业产品技术参数尽可能采用它。产品
13、技术参数尽可能采用它。螺栓的直径尺寸螺栓的直径尺寸丝锥和板牙的尺寸丝锥和板牙的尺寸量规的尺寸量规的尺寸垫圈、板手的尺寸垫圈、板手的尺寸钻孔、钻头的尺寸钻孔、钻头的尺寸优先数和优先数系优先数和优先数系由一系列十进制等比数列构成的数系，代号由一系列十进制等比数列构成的数系，代号RrRr(r=5(r=5、1010、2020、4040、80)80)，每个数都是一个优先数。每个数都是一个优先数。R5 R5 公比公比 q5 q5 1.6 1.6 R10 R10 公比公比 q10q101.251.25R20 R20 公比公比 q20q201.121.12R40 R40 公比公比 q40q401.06 1.0
14、6 R80 R80 公比公比 q80q801.03 1.03 补充系列补充系列优先数：优先数：优先数：优先数：就是一种对各种技术参数进行简化、协调就是一种对各种技术参数进行简化、协调和统一的一种科学的数值制度。和统一的一种科学的数值制度。基本系列基本系列Rr/pRr/p 公比公比 派生系列派生系列优先数系的特点及选用规则优先数系的特点及选用规则n优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得优先数系的五个系列中任一个项值均为优先数。按公比计算得到的优先数的理论值，除到的优先数的理论值，除1010的整数幂外，都是无理数，工程技的整数幂外，都是无理数，工程技术上术上不能直接应用不能直接应用
15、。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根。实际应用的都是经过圆整后的近似值。根据圆整的精确程度，可分为：据圆整的精确程度，可分为：（1 1）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。）计算值：取五位有效数字，供精确计算用。（2 2）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效）常用值：即经常使用的通常所称的优先数，取三位有效数字。数字。（见书中（见书中P6P6表表1-11-1）n特点：特点：国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛国家标准规定的优先数系分档合理，疏密均匀，有广泛的适用性，简单易记，便于使用。的适用性，简单易记，便于使用。n选用规则：选用规则：应遵守应遵守先疏后密，先基本后
16、派生先疏后密，先基本后派生的规则的规则本课程的研究对象及任务本课程的研究对象及任务n本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，本课程是机械类及相关专业的一门重要的技术基础课，从从“精度精度”和和“误差误差”两方面去分析研究机械零件及两方面去分析研究机械零件及机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求：机构的几何参数，学完本课程后应达到如下要求：n掌握掌握互换性和标准化的基本概念；互换性和标准化的基本概念；n了解了解本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握本课程所介绍的各个公差标准和基本内容，掌握其特点和应用原则；其特点和应用原则；n学会学会根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与根据机器和零件的功能要求，选用合适的公差与配合，即进行精度设计，并能正确地标注到图样上；配合，即进行精度设计，并能正确地标注到图样上；n掌握掌握一般几何参数测量的基础知识；一般几何参数测量的基础知识；n了解了解各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量各种典型零件的测量方法，学会使用常用的计量器具。器具。