《互换性与测量技术》课程教学资源（教案讲义）第一章 绪论（内蒙古农业大学：张丽春）

f*T*3to为专古农业大学ICTUR教案姓名张丽春学院机电工程学院课程名称互换性与测量技术适用专业机制、农机课程类型专业基础课2012年2月28日

教 案 姓 名 张 丽 春 学 院 机电工程学院 课 程 名 称 互换性与测量技术 适 用 专 业 机制、农机 课 程 类 型 专业基础课 2012 年 2 月 28 日

互换性与测量技术_课程教案第一次课次授课方式理论课讨论课口 实验课口习题课口 其他口课时2（请打√）安排授课题目（教学章、节或主题）：第一章绪论S1-1互换性与公差S1-2 标准化与优先数系S1-3几何量的检测概述S1-4本课程的性质、内容和基本要求教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握互换性和标准化的概念、优先数及优先数系的国家标准；熟悉检测的意义、测量的基本要素、检测的一般步骤。了解机械精度设计的基本内容和方法、本课程的研究对象、任务及要求。教学重点及难点：教学重点：互换性和标准化的概念教学难点：加工误差与公差：优先数和优先数系的构成。教学基本内容方法及手段采用多媒体和黑板相结合第一章绪论的教学手段。从互换性角度出一、互换性与公差的概念和作用发，围绕误差与公差来研究，如二、互换性的种类何解决使用与制造的矛盾。而这三、标准和标准化矛盾的解决是合理确定公差四、优先数和优先数系和采用适当的计量手段。五、几何量的检测概述六、本课程的性质、内容和基本要求作业、讨论题、思考题：1．什么是互换性？互换性分哪几类？

互换性与测量技术 课程教案 课次 第一次 授课方式 （请打√） 理论课 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 2 授课题目（教学章、节或主题）： 第一章 绪论 § 1-1 互换性与公差 § 1-2 标准化与优先数系 § 1-3 几何量的检测概述 § 1-4 本课程的性质、内容和基本要求 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握互换性和标准化的概念、优先数及优先数系的国家标准；熟悉检测的意义、测量 的基本要素、检测的一般步骤。了解机械精度设计的基本内容和方法、本课程的研究对象、 任务及要求。 教学重点及难点： 教学重点：互换性和标准化的概念 教学难点：加工误差与公差；优先数和优先数系的构成。 教 学 基 本 内 容 方法及手段 第一章 绪论 一、互换性与公差的概念和作用 二、互换性的种类 三、标准和标准化 四、优先数和优先数系 五、几何量的检测概述 六、本课程的性质、内容和基本要求 采用多媒体和黑板相结合 的教学手段。从互换性角度出 发，围绕误差与公差来研究，如 何解决使用与制造的矛盾。而这 一矛盾的解决是合理确定公差 和采用适当的计量手段。 作业、讨论题、思考题： 1. 什么是互换性？互换性分哪几类？ √

2什么是标准、标准化？3．什么是优先数系？基本教材和主要参考资料：《几何量公差与检测》第九版甘永立主编上海科学技术出版社出版参考教材：《互换性与技术测量》胡凤兰高等教育出版社《几何量公差与检测习题集》甘永立主编上海科学技术出版社出版课后小结：1.互换性的概述互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能。零、部件在装配前不挑，装配时不调整或修配，装配后能满足使用要求的互换性称完全互换；零、部件在装配时要采用分组装配或调整等工艺措施，才能满足装配精度要求的互换性称不完全互换。如装配时，还需要附加修配的零件，则不具有互换性。2.实现互换性的前提标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设计和制造，并按一定的标准进行检验，互换性才能实现。3.优先数系由一系列十进制等比数列构成，代号R。优先数系中的每个数都是一个优先数。每个优先数系中，相隔r项的末项与首项相差10倍；每个十进制区间中各有r个优先数第一章绪论

2. 什么是标准、标准化？ 3. 什么是优先数系？ 基本教材和主要参考资料： 《几何量公差与检测 》第九版 甘永立 主编 上海科学技术出版社出版； 参考教材： 《互换性与技术测量》 胡凤兰 高等教育出版社 《几何量公差与检测习题集》甘永立 主编 上海科学技术出版社出版。 课后小结： 1.互换性的概述 互换性简单的说就是同一规格的零件或部件具有能够彼此互相替换的性能。 零、部件在装配前不挑，装配时不调整或修配，装配后能满足使用要求的互换性称完 全互换；零、部件在装配时要采用分组装配或调整等工艺措施，才能满足装配精度要求的 互换性称不完全互换。如装配时，还需要附加修配的零件，则不具有互换性。 2.实现互换性的前提 标准化是实现互换性的前提。只有按一定的标准进行设计和制造，并按一定的标准进 行检验，互换性才能实现。 3.优先数系 由一系列十进制等比数列构成，代号 Rr。优先数系中的每个数都是一个优先数。每个 优先数系中，相隔 r 项的末项与首项相差 10 倍；每个十进制区间中各有 r 个优先数。 第一章 绪 论

s1互换性与公差一、互换性与公差的概念广义地说，互换性是指一种产品、过程或服务代替另一产品、过程或服务能满足同样要求的能力。机械产品零部件的互换性是指在制成的同一规格的零部件中任取一件，装配时不需经过任何挑选或修配，就能安装在整机上，并且能够达到规定的功能要求的特性。公差是指为了保证零件的功能要求而规定的零件几何量允许变动范围。在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大些，以获得最佳的技术经济效益。二、互换性的作用互换性有利于缩短设计周期、组织专业化和自动化生产，降低生产成本，而且在产品维修上以旧换新很方便。本课程仅讨论几何量的互换性及与之联系的几何量公差与检测。三、互换性的种类在不同场合，零部件互换的形式和程度有所不同。因此，互换性可分为完全互换性和不完全互换性两类。完全互换性简称互换性，以零部件装配时不需要挑选或修配为条件。例如圆柱齿轮减速器中的齿轮、齿轮轴、输出轴、螺钉、螺母等具有完全互换性。不完全互换性也称为有限互换性，在零部件装配时允许有附加的选择或调整。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。分组装配法：例如发动机连杆小头孔与活塞在装配前按实际尺寸的大小各分成几组，装配时大孔配大销，小孔配小销，来满足间隙配合要求

§1 互换性与公差 一、互换性与公差的概念 广义地说，互换性是指一种产品、过程或服务代替另一产品、过程或服务能满足同样要 求的能力。 机械产品零部件的互换性是指在制成的同一规格的零部件中任取一件，装配时不需经过 任何挑选或修配，就能安装在整机上，并且能够达到规定的功能要求的特性。 公差是指为了保证零件的功能要求而规定的零件几何量允许变动范围。在满足功能要求 的前提下，公差应尽量规定得大些，以获得最佳的技术经济效益。 二、互换性的作用 互换性有利于缩短设计周期、组织专业化和自动化生产，降低生产成本，而且在产品维 修上以旧换新很方便。本课程仅讨论几何量的互换性及与之联系的几何量公差与检测。 三、互换性的种类 在不同场合，零部件互换的形式和程度有所不同。因此，互换性可分为完全互换性和不 完全互换性两类。 完全互换性简称互换性，以零部件装配时不需要挑选或修配为条件。例如圆柱齿轮减速 器中的齿轮、齿轮轴、输出轴、螺钉、螺母等具有完全互换性。 不完全互换性也称为有限互换性，在零部件装配时允许有附加的选择或调整。 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。 分组装配法：例如发动机连杆小头孔与活塞在装配前按实际尺寸的大小各分成几组，装 配时大孔配大销，小孔配小销，来满足间隙配合要求

调整法：例如减速器中使用几种不同厚度尺寸的垫片9调整轴承3的一端与对应端盖2的底端之间的间隙的大小。一般来说，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，可以采用不完全互换性。例如，减速器上使用的滚动轴承，它与厂外产品（厂外其他零件）配合的内圈内孔部位和外圈外圆柱表面部位应具有完全互换性，而它本身在轴承厂内装配的零件和部位则可以不具有完全互换性。滚动轴承（图6-1)s2标准化与优先数系一、标准标准是指为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致并由公认机构批准，规定共同使用的和重复的一种规范性文件。标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。为了使分散的、局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一，必须制定标准并加以实施和进行标准化活动。标准化是互换性生产的基础。二、标准化标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对现实问题或潜在的问题制定共同使用和重复使用的条款的活动。标准化工作包括制定标准、发布标准、组织实施标准和对标准的实施进行监督的全部活动过程。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、制定和贯标准，而后修订标准。三、优先数系国标规定了包含项值1的十进等比数列为优先数系，并规定了四个基本系列R5、R10、R20、R40和一个补充系列R80。统称为Rr系列。优先数系的五个系列的公比如下：R5中的项值包含在R10中，R10中的项值包含在R20中，R10中的项值包含在R40中，R40中的项值包含在R80中。优先数系的五个系列中任一项值均称优数

调整法：例如减速器中使用几种不同厚度尺寸的垫片 9 调整轴承 3 的一端与对应端盖 2 的底端之间的间隙的大小。 一般来说，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，可以采 用不完全互换性。例如，减速器上使用的滚动轴承，它与厂外产品（厂外其他零件）配合的 内圈内孔部位和外圈外圆柱表面部位应具有完全互换性，而它本身在轴承厂内装配的零件和 部位则可以不具有完全互换性。滚动轴承（图 6-1） §2 标准化与优先数系 一、标准 标准是指为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致并由公认机构批准，规定共同使 用的和重复的一种规范性文件。标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳 社会效益为目的。为了使分散的、局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一，必须制 定标准并加以实施和进行标准化活动。标准化是互换性生产的基础。 二、标准化 标准化是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对现实问题或潜在的问题制定共同使用 和重复使用的条款的活动。 标准化工作包括制定标准、发布标准、组织实施标准和对标准的实施进行监督的全部活 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、制定和贯标 准，而后修订标准。 三、优先数系 国标规定了包含项值 1 的十进等比数列为优先数系，并规定了四个基本系列 R5、R10、 R20、R40 和一个补充系列 R80。统称为 Rr 系列。优先数系的五个系列的公比如下： R5 中的项值包含在 R10 中， R10 中的项值包含在 R20 中， R10 中的项值包含在 R40 中，R40 中的项值包含在 R80 中。优先数系的五个系列中任一项值均称优数

按公比Q计算得到的优先数的理论值，除10的整数幂外，都是无理数，在工程技术上不能直接应用。因此，实际应用的优先数的数值分为：①计算值取五位有效数字；②常用值取三位有效数字，经常使用；③化整值取两位有效数字。根据需要，还可以采用派生系列。它是指在Rr系列中每隔p项选取一个优先数，组成新的系列Rr/p。其公比为：例如派生系列R10/3，就是从基本系列R10中，自1以后，每逢三项取一个优先数组成的，即1.00，2.00，4.00，8.00，16.0，32.0优先数系有很广泛的应用，它适用于各种尺寸、参数的系列化和质量指标的分级，对保证各种工业产品品种、规格的合理简化分档和协调配套具有重大的意义。优先数系的选用顺序为：R5-R10-R20-R40-R80RrRr/p33几何量检测概述制定了先进的公差标准，对机械产品各零部件的几何量分别规定了合理的公差，若不采取适当的检测措施，那么，规定的公差形同虚设，不能实现零部件的互换性。因此，应按标准或技术要求进行检测，不合格者不予接收，方能保证零部件的互换性。检测的目的不仅仅在于判断工件合格与否，还有其积极的一面，这就是根据检测的结果，分析产生废品的原因，以便设法减少废品，进而消除废品。产品质量和生产率的提高，在一定程度上还有赖于检测准确度和效率的提高。34本课程的任务学生在学完本课程后应达到下列要求：

按公比 q 计算得到的优先数的理论值，除 10 的整数幂外，都是无理数，在工程技术上 不能直接应用。因此，实际应用的优先数的数值分为： ① 计算值 取五位有效数字； ② 常用值 取三位有效数字，经常使用； ③ 化整值 取两位有效数字。 根据需要，还可以采用派生系列。它是指在 Rr 系列中每隔 p 项选取一个优先数，组成 新的系列 Rr/p。其公比为：例如派生系列 R10/3，就是从基本系列 R10 中，自 1 以后，每 逢三项取一个优先数组成的，即 1.00，2.00，4.00，8.00，16.0，32.0 优先数系有很广泛的应用，它适用于各种尺寸、参数的系列化和质量指标的分级，对保 证各种工业产品品种、规格的合理简化分档和协调配套具有重大的意义。 优先数系的选用顺序为：R5→R10→R20→R40→R80 Rr→Rr/p §3 几何量检测概述 制定了先进的公差标准，对机械产品各零部件的几何量分别规定了合理的公差，若不采 取适当的检测措施，那么，规定的公差形同虚设，不能实现零部件的互换性。因此，应按标 准或技术要求进行检测，不合格者不予接收，方能保证零部件的互换性。 检测的目的不仅仅在于判断工件合格与否，还有其积极的一面，这就是根据检测的结果， 分析产生废品的原因，以便设法减少废品，进而消除废品。 产品质量和生产率的提高，在一定程度上还有赖于检测准确度和效率的提高。 §4 本课程的任务 学生在学完本课程后应达到下列要求：

①掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语和定义；②基本掌握本课程中几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则；③初步学会根据机器和零件的功能要求，选择几何量公差与配合；④能够查用本课程介绍的公差表格，正确标注图样③熟悉各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具

① 掌握标准化和互换性的基本概念及有关的基本术语和定义； ② 基本掌握本课程中几何量公差标准的主要内容、特点和应用原则； ③ 初步学会根据机器和零件的功能要求，选择几何量公差与配合； ④ 能够查用本课程介绍的公差表格，正确标注图样； ⑤ 熟悉各种典型几何量的检测方法和初步学会使用常用的计量器具