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1、互换性与技术测量主编 胡凤兰 任桂华华中科技大学出版社,第1章 绪 论,1.1 互换性概述 1.2 标准化概述 1.3产品几何量技术规范(GPS)1.4 本课程的研究对象及任务,第1章 绪 论,机械的系统设计 机械的参数设计 机械的精度设计,机械设计通常可分为,机械的系统设计是确定机械的基本工作原理和总体布局的设计，以保证总体方案的合理性和先进性。,机械的参数设计是确定机械各零件几何要素的标称值（公称值）的设计。,第1章 绪 论,精度设计是根据机械的功能要求，正确地对机械零件的尺寸精度、几何精度以及表面精度要求进行设计，并将它们正确地标注在零件图和装配图上。,本课程只研究机械的精度设计。,1.
2、1 互换性概述,1.1.1 互换性的定义,例如，机械或仪器上掉一个螺钉，换上一个相同规格的新螺钉就合适；灯泡坏了，买一个相同规格新的灯泡安上就能亮；汽车、拖拉机、自行车、电视、计算机、手表中某个机件磨损了，换上一个新的便能继续使用。零件的更换之所以这样方便，是因为这些合格的产品和零部件具有在尺寸、功能上能够彼此相互替换的性能，即它们具有互换性。,互换性的概念在日常生活中到处都能遇到。,1.1.1 互换性的定义,互换性在零部件的装配（或维修更换）过程中应该同时具备三个条件:,装配前，不需选择；装配时，不需修配和调整；装配后，可以满足预定的功能要求。,1.1.2 互换性的种类,互换性可分为完全互换
3、性和不完全互换性。,不完全互换性可以用分组装配法、调整法或其他方法来实现。,一般说来，对于厂际协作，应采用完全互换性。至于厂内生产的零部件的装配，可采用不完全互换性。,1.1.3 互换性的作用,互换性的作用表现在如下几个方面：,1.1.3 互换性的作用,1.1.4 互换性生产的实现,任何机械都是由若干最基本的零件构成。而零件都要经过加工的过程，加工零件过程中，由于种种因素的影响，零件各部分的尺寸、形状、方向和位置及表面粗糙度等几何量难以达到理想状态，总是存在或大或小的误差。但从零件的功能上看，不必要求零件几何量制造得绝对准确，只要求零件几何量在某一规定范围内变动，保证同一规格零件彼此充分近似，
4、这个允许变动的范围叫做公差。,1.公差,1.1.4 互换性生产的实现,2.检测,完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测是检验和测量的统称。,测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数据的过程。,检验是指确定零件的几何量是否在规定的极限范围内，并判断其是否合格。,例如：用游标卡尺测量轴径、孔径,例如：用千分尺测量轴径,1.1.4 互换性生产的实现,3.现代化生产的实现,现代化生产的特点是规模大、分工细、协作单位多、互换性要求高。,为适应生产中各部门的协调和各生产环节的衔接，必须有一种手段，使分散的、局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一，成为一个有机的
5、整体，以实现互换性生产。标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是互换性生产的基础。,1.2 标准化概述,1.2.1 标准化及其作用,1.标准化含义及其作用,含义：是在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布、实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程。标准化不是一个孤立的概念，而是一个活动过程，这个过程是从探索标准化对象开始，经调查、实验和分析，进而起草、制定和贯彻标准，而后修订标准。,1.2.1 标准化及其作用,作用：标准化在经济发展的历程中发挥重要的作用。实践证明，标准化是国民经济和社会发展的技术基础，是科技成果转化为生产力的桥梁，是组织现代化、节约化
6、生产的重要条件，是实现专业化协作生产的必要前提，是科学管理的重要组成部分。标准化同时也是推动技术进步、产业升级，提高产品质量、工程质量和服务质量，加速我国实现现代化，推进工业化建设，从而向信息化社会迈进的重要技术基础。,1.2.1 标准化及其作用,2.标准分类,标准按照其管辖范围可以分,国际标准国家标准,国际标准是指在国际范围内由众多国家、团体共同参与制订的标准。,国家标准是由国务院标准化行政主管部门制定的标准。,1.2.1 标准化及其作用,3.中国标准,自从我国发布第一个国家标准工程制图以来，基本形成了以国家标准为主体，行业标准、地方标准和企业标准相互协调配套的中国国家标准体系。,中国标准按
7、作用范围分,国家标准行业标准地方标准企业标准,1.2.1 标准化及其作用,中国标准按标准的法律属性分,强制性标准推荐性标准,中国标准化法规定：国家标准、行业标准分,强制性标准推荐性标准,1.2.1 标准化及其作用,中国国家标准的代号及其含义见下表：,表1.1 国家标准代号及其含义,1.2.2 优先数系和优先数,1.优先数系,1.2.2 优先数系和优先数,1.2.2 优先数系和优数,R5：公比q5=,R10：公比q10=,R20：公比q20=,R40：公比q40=,R80：公比q80=,各系列的公比qr如下：,表1.2 优先数系的基本系列（常用值）（摘自GB/T 3212005）,1.2.2 优
8、先数系和优先数,实际使用时，应按R5、R10、R20、R40的顺序优先选用。当基本系列不能满足要求时，才采用补充系列R80。,2.优先数,1.2.2 优先数系和优先数,优先数系的五个系列中任一个项值均称优先数，其数值可以分为以下几种:,计算值常用值化整值,为了使优先数系有更大的适应性，在基本系列的基础上，还可以获得派生系列。即从Rr系列中，每逢p项选取一个优先数，组成新的系列派生系列，以符号Rr/p表示，公比。,1.2.2 优先数系和优先数,3.优先数系的应用,1.2.2 优先数系和优先数,1.3 产品几何量技术规范(GPS),1.3.1 GPS的含义,产品几何量技术规范（GPS，Geomet
9、rical Product Specification)是面向产品开发全过程而构建的控制产品几何特性的一套完整标准，全面覆盖了从宏观到微观的产品几何特征的描述，全面规范了产品（工件）的尺寸、形状和位置及表面特征的控制要求和检测方法，贯穿于一切几何产品的研究、开发、设计、制造、检验、销售、使用和维修等整个过程。,1.3.1 GPS的作用,GPS是国际标准中影响最广的重要基础标准之一，它不仅是产品信息传递与交换的基础标准，也是产品市场流通领域中合格评定的依据，是工程领域必须依据的技术规范。具体作用主要表现在：,1.3.1 GPS的作用,1.4 本课程的研究对象及任务,1.4 本课程的研究对象及任务,学生在学完本课程后应达到下列要求：,1.4 本课程的研究对象及任务,习 题 1,1.1 什么叫互换性？为什么说互换性已成为现代化机械制造业中一个普遍遵守的原则？是否互换性只适用于大批生产？1.2 生产中常用的互换性有几种？它们有何区别？1.3 何谓公差、标准和标准化？它们与互换性有何关系？,
