互换性与测量技术基础主讲 李志诚机械工程学院 金工教研室授课形式：讲授、实验、课上测验、作业结课要求： 必修课：闭卷考试70分；其它30分；考试时间120分钟限选课：闭卷考试70分；其它30分；考试时间100分钟任选课：闭卷考试70分；其它30分；考试时间100分钟提醒：根据天津科技大学学籍管理规定第十七条学生无故缺课累计超过该课程教学时数四分之一，或未完成平时作业累计达课程平时作业总量五分之一者，取消考核资格，成绩以零分计。 1第一章 绪论内容：互换性的几何参数及定义 优先数的应用及计算方法派生系列的优先数计算2作用：解决机械、电子等集成制造系统中，对大中小批量零件几何参数和相互关系的一门重要的基础课程。意义：为后续课程各种零件的尺寸设计、尺寸标注、尺寸选择打下基础。第一节 互换性的意义和作用31、互换性的含义 同一规格的零件，任取其一，不需任何挑选和修理就能装在机器上，并能满足其使用要求。2、何谓互换性 零件不经任何挑选、修理便能在同规格范围内相互代替。3、几何参数：零件在加工后形体上的尺寸大小、形状变化、位置关系。5、公差的含义： 加工后尺寸20.02。其中20为理想尺寸，0.02为 加工误差。0.2为允许公差。例：4、理想几何参数：绝对的尺寸、形状、位置。允许零件几何参数的变动量。46、互换性的种类完全互换：螺栓与螺母、轴承内外圈与滚子 、 自行车车条与条帽、垫圈等。零件装配时，需经挑选和加工。如分组、 修配。（仍然是规格相同，但各参数精度低，易加工。）零件装配时，不需任何挑选和加工。 不完全互换：常见的互换性零件：例如图示：57 7、互换性的作用、互换性的作用l l与设计的关系：与设计的关系：利用互换性的技术参数来利用互换性的技术参数来约束零件约束零件的尺寸。的尺寸。例如：例如：螺纹的螺距、螺纹的螺距、0.8; 1; 1.25; 1.5; 2 0.8; 1; 1.25; 1.5; 2 设计时必须采用这设计时必须采用这 些标准尺寸。轴承的内外经、些标准尺寸。轴承的内外经、6 6、 1010。l l与制造的关系与制造的关系：利用互换性的技术参数，各种零件可多厂家加工。利用互换性的技术参数，各种零件可多厂家加工。实现：简单加工、大批量生产，提高生产率，降低成本。实现：简单加工、大批量生产，提高生产率，降低成本。 l l与使用者的关系：与使用者的关系：符合互换性生产的零件可通用。符合互换性生产的零件可通用。效果：便于维修，找配件，节省时间和费用。效果：便于维修，找配件，节省时间和费用。 6第二节 标准化与优先数一、标准化的意义：标准化的来源：按国际、国家、行业、企业制定的标 准。意义：为厂家提供技术依据，增加互换性。如：螺距 、 模数、轴承直径。内容：p 基础标准：计量单位、术语、符号、p 产品标准：如角钢35355，220V或380V电压。p 方法标准：用计算、测试、工艺规程等。p 安全与环保：对噪音、水质、防护网的的限制。7二、优先数与优先数系二、优先数与优先数系 1 1、概、概 念：念：4 4、优先数系的组成：、优先数系的组成：P P5 5表表1-11-1按等比数列构成。在现行标准中，规定了按等比数列构成。在现行标准中，规定了5 5个公比系数，个公比系数， 即：即：R5R5、 R10R10、 R20R20、 R40R40、 R80R80其各自的其各自的公比公比分别是：分别是：q5=10q5=101/51/51.61.6（公比）；（公比）；-q40=10-q40=101/401/401.061.06共共5 5个系列。个系列。5 5、优先数的确定：、优先数的确定：R5 R5 ；R10 R10 ；R20R20；R40R40；R80R80代表代表5 5种基本优先数系，种基本优先数系，其特点是：（其特点是：（看例题）看例题）3 3、优先数系：、优先数系：是优先数系中的一个数字。是优先数系中的一个数字。优先数是一种科学的数值制度来自国家标准。优先数是一种科学的数值制度来自国家标准。2 2、优、优 先数：先数：是是一组一组有规律的数字。有规律的数字。8例：R5优先数系的优先数为： 首项为1 （ R5公比q5=1.6） 第二项为：1q5=11.6=1.6 第三项为：1.6q5=1.61.6=2.562.5 第四项为：2.5q5=2.51.6=4第五项为：4q5=41.6=6.46.3注：各项均取小一点，因公比q5=1.5849，而实际 取了1.6。96、派生系列：每隔几项取一个优先数，组成的新系列。例：在R10系列中，每逢三项取一个优先数（首项不 算），其优先数系的表达方式为：R10/3 q10=1.25q10=1.25；求求现行公比现行公比q q（每隔三项时）；（每隔三项时）；q=q10q10q10= q10q=q10q10q10= q103 3=1.25=1.253 3 2 2 则则R10/3R10/3系列系列的现行公比的现行公比q=2q=2则则R10/3R10/3系列的优先数分别为：系列的优先数分别为： 首项为首项为1 1 第二项为：第二项为：1q10q10q101q10q10q10 =1.9531252=1.9531252 第三项为：第三项为：2q=22=4 2q=22=4 第四项为：第四项为：4q=42=84q=42=8 第五项为：第五项为：8q=82=168q=82=16由由P P4 4表表1-11-1知：知：10举例一：举例一：写出下列派生系列的优先数，各取五项。写出下列派生系列的优先数，各取五项。1 1、R10/2R10/2解：公比解：公比q10=1.25q10=1.25；现行公比现行公比q=q10q=q102 2=1.25=1.252 21.61.6R10/2 R10/2系列的优先数分别为：系列的优先数分别为：首项为首项为1 1； 第二项为：第二项为：1q=1.251q=1.252 21.6 1.6 ；第三项为：第三项为：1.6q=2.561.6q=2.56取取2.52.5；第四项为：第四项为：2.5q=42.5q=4； 第五项为：第五项为：4q=6.44q=6.4取取6.36.3112、R10/5解：公比q10=1.25；现行公比q=q105=1.2553.15R10/5系列的优先数分别为：首项为1；第二项为：1q105=1.2553.0517=3.15 ；第三项为：3.153.159.92=10第四项为103.15=31.5=32 ；第五项为323.15=100.8=100123 3、R5/3R5/3解：公比解：公比q5=1.6q5=1.6；现行公比现行公比q5q53 3=1.6=1.63 3=4.096 4 =4.096 4R5/3R5/3系列的优先数分别为：系列的优先数分别为：首项为首项为1 1第二项为：第二项为：1q51q53 3=1=14=4 4=4 ；第三项为：第三项为：44=16 44=16 第四项为：第四项为：164 =64164 =64； 第五项为：第五项为：644=256644=256134 4、R20/3R20/3解：公比解：公比q20=1.12q20=1.12；现行公比现行公比q20q203 3=1.12=1.123 31.4049=1.41.4049=1.4R20/3R20/3系列的优先数分别为：系列的优先数分别为：首项为首项为1 1第二项为：第二项为：1q201q203 3=1.4=1.4；第三项为：第三项为：1.41.4=1.96=21.41.4=1.96=2第四项为：第四项为：21.4=2.821.4=2.8； 第五项为：第五项为：2.81.4=3.92=4 2.81.4=3.92=4 （第一章结束）（第一章结束）14