第二章 机械零件的几何精度
机械零件几何精度尺寸精度
第一节 互换性概念
一、互换性 1．互换性概念
指同一规格的一批零、部件中，任取其中一件，不 需要任何挑选或附加加工(如钳工修理)就能进行装配， 并能满足使用性能要求的一种特性。
例如手表、自行车等的零件损坏后，只要换上同样规 格的零件，就能恢复手表和自行车的功能。
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2．实现互换性的意义
凡重复生产、分散制造、集中装配的产品都应当具有互 换性。
(1)便于组织生产协作，进行专业化生产，提高生产效率， 降低产品成本
(2)便于及时更换失效的零件，方便维修，从而延长了机器 的使用寿命
(3)便于简化设计计算、制图工作，缩短设计周期，并有利 于用计算机进行辅助设计，这对发展系列产品、改进产 品性能都有重大作用。
孔----D
轴----d
3．实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的 尺寸。孔和轴的实际尺寸分别用Da和da表示。
由于存在测量误差 实际尺寸不一定是尺寸的真值；由于 形状误差，同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因 此实际尺寸只是接近真值的一个随机尺寸。真值是客观存 在的未知量，故只能以机测械零得件几的何精尺度尺寸寸精作度 为实际尺寸。
计算上例的孔、轴的公差
孔的公差Th =│Dmax - Dmin │= │40.038-40.007│=0.031 mm
或 Th =│ES- EI │=│+0.038 -（+0.007）│=0.031 mm
分组装配法是典 型的不完全互换 性
零件加工完后再用测量器具将零件 按实际尺寸的大小分为若干组（通 常分为2~4组），使每组零件间的实 际尺寸差别减少，然后按相应组进 行装配(例如大孔与大轴相配，小孔 与小轴相配)
分组装配法既保证装配机械精零度件几和何精使度用尺寸要精度求，又解决加工困难 的问题。
二、标准化、系列化及通用化
（由二平行平面或切面形成的
被包容面）
孔
轴
从加工制造过程来看，孔是越做越大的，而轴是越做小的；从装配 关系来讲，孔是包容面，轴机是械零被件包几容何精面度。尺寸精度
二、有关尺寸的术语及定义
1．尺寸 以特定单位表示线性尺寸值的数值。如 直径、宽度、高度、中心距等
2．基本尺寸 通过它并应用上、下偏差可算出极 限尺寸的尺寸。是设计者通过计算或根据经验而确 定的，可以是一个整数或一个小数值。（示意图）
下偏差： 最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。用代号 EI(孔)、ei(轴)表示。即EI=Dmin-D ei=dmin-d 实际偏差在极限偏差范围内即为合格。
说明：偏差可为正、负、零。 机械零件几何精度尺寸精度
例：已知某孔和轴的基本尺寸均为ø40mm，孔的最大极限尺 寸为ø40.038mm，最小极限尺寸为ø40.007mm，轴的最大极 限尺寸为ø40.015mm，最小极限尺寸为ø39.987mm。求孔和 轴的极限偏差，若某一轴实际尺寸为 Ø39.98mm，判断其合 格性。
企业标准
由企业自己制定，适用于对没有国家标准、行业标准和 地方标准而需要在企业内部统一的相关要求
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第二节 尺寸精度
一、孔和轴的定义
1．孔
孔通常指工件的圆柱形内表
面，也包括非圆柱形内表面， 即由两平行平面或切平面形成 的包容面。
2．轴
轴通常指工件的圆柱形外表
面，也包括非圆柱形外表面
1.标准化：为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜 在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动
2.系列化：对某些零、部件的技术参数协调、简化和统一， 制定其技术参数的标准，如齿轮的模数等
3.通用化：对不同规格的同类产品或不同类产品规定采用同 一结构和尺寸的零件、部件
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国家标准

4．极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个 极端。实际尺寸应位于其中，也可达到极限 尺寸。孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限 尺寸；孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限
尺寸 。（示意图）
孔和轴的最大极限尺寸分别用Dmax和 dmax表示，最小极限尺寸分别用Dmin和dmin表示。
尺寸合格条件： Dmin≤Da≤Dmax dmin≤da≤dmax
解 孔的上偏差ES =Dmax-D = 40.038-40= +0.038 mm
孔的下偏差EI= Dmin-D = 40.007-40= +0.007 mm
轴的上偏差es =dmax-d = 40.015-40= +0.015 mm
轴的下偏差ei= dmin-d = 39.987-40= -0.013 mm
轴的实际偏差=39.98 -40= -0.02mm ，不合格
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2.尺寸公差：允许尺寸的变动量。孔和轴的公差分别用Th、Ts表示。
计算： TD=Dmax-Dmin=ES-EI Td=dmax-dmin=es-ei 说明：①公差值始终为正。
②公差大小反映零件加工的难易程度，尺寸的精 确程度。基本尺寸相同的零件，公差值越大，精度要求越低， 加工越容易，反之，精度要求越高，加工越困难。
行业标准 我
国
标 准
地方标准
由国务院标准化行政主管部门制定,适用于需 要在全国范围内统一的技术要求
由国务院有关行政主管部门制定（如机械行业标准 JB），适用于没有国家标准而又需要在全国某个行 业范围内统一的技术要求
由由省、自治区和直辖市标准化行政主管部门制定，适 用于对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、 直辖市范围内统一的有关要求
零部件的互换性，通常包括几何参数、机械性能、物 理化学性能的互换。本章仅讨论几何参数的互换。
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3．互换性分类
互 完全互换性 换 性
不完全互换性
零件在装配或更换时，不需任 何选择、调整和修配，就能满足 预定的使用性能要求
零件在装配时允许有附加的选 择或调整但不允许修配，装配后 能满足预定的使用性能要求
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三、偏差、公差、公差带的术语及定义
1.尺寸偏差 尺寸偏差：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 实际偏差：实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
极限偏差：极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（示意图） 上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差 。用代号 ES(孔)、es(轴)表示。即 ES=Dmax-D es=dmax-d