课程名称： 机械精度设计基础 吉林大学机械科学与工程学院 闫振华
课程性质：技术基础课 必修课！学分 2.0 课程设置： 1. 课堂理论教学 2-16 周， 30 学时，闭卷考试 2. 实验教学 6 学时， 4 个实验 实验项目实验学时实验地点 1. 尺寸误差测量 4/3 学时机械材料馆 表面粗糙度测量 2/3 学时机械材料馆 形位误差测量 2 学时工科基地 齿轮精度检测 2 学时机械材料馆 543 《机械精度设计基础学习指导（校内印刷）》 —— 实验指导书
教材： 1. 陈晓华 编《机械精度设计与检测第二版》 主要参考书： 《机械精度设计与检测（ 第二版 ）》参考文献 [1] 、 [2] 教师：闫振华 电话：
考核成绩 卷面成绩 70% 平时成绩 30% 课堂出勤考核 作业 实验出勤及 实验报告
第一章 绪 论 机械的运动设计 机械的结构设计 机械的精度设计 机械设计机械设计 本课程主要研究
A E D C B F
一. 互换性 二. 公 差 三. 检 测 §1-1 机械精度设计的研究对象
1. 互换性定义：（广义） 互换性是指一种产品、过程或服务代替另 一种产品、过程或服务，能满足同样要求的能 力。 对于机械行业，通常是指同一规格的一批 零（部）件，按规定的技术要求制造或装配， 彼此能够互相替代使用，而且效果相同的性能。 如图 所示的圆柱齿轮减速器！
2. 互换性的作用： 1 ） 在制造方面，有利于专业化生产，有利于 采用先进工艺和高效率的专用设备，从而提高 产品质量，降低生产成本。 2 ） 在设计方面，可最大限度地采用标准件 （如平键、螺栓、螺母、垫片）、标准部件 （如滚动轴承），可大大简化绘图和计算工作， 缩短设计周期，有利于计算机辅助设计 （ CAD) 和产品品种多样化。
3 ）在使用和维修方面，零部件具有互换性， 能及时更换损坏了的零部件，提高机器的使用 价值。 互换性原则作用多多！因此，已成为现代 机械制造业中一个普遍遵守的原则！ 并不是所有情况下都要采用互换性原则，在 单件、小批量生产中，有时采用单个配置经济 性更好！这时，零件虽不能互换，但也有精度 设计与检测的要求。 但是！
3. 互换性的分类： 完全互换性 不完全互换性 互换性 完全互换性： 不挑、不选、不修、不调！ 不完全互换性：附加挑选或调整零（部）件 ! 不完全互换性种类： 分组装配法 调整装配法 修 配 法 大数互换法
D1D2D3 d1d2d3 分组装配法
调整垫片
公差定义： 几何量允许的变动量叫做公差。 公差标注在图纸上，用来控制制造误差！ 公差 尺寸公差 几何公差 表面粗糙度 公差是互换性生产的保证！在满足功能要求的 前提下，公差应尽量规定的大些！ 经济！
检测定义： 检测是检验与测量的统称。 为了保证机械零件的几何精度，零件加工完 后必须对其几何量加以检测，以保证零件符合 设计要求！ 检验的特点：能确定几何量是否合格，但得 不到具体的数值。 测量的特点：能获得几何量的具体数值！ 检测是实现互换性生产的手段和措施！！
§1-2 标准化与优先数系 一. 标准与标准化 二. 优先数系及优先数
1. 标准的定义： 标准是指在一定范围内使用的统一规定， 是 “ 为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商 一致制定，并由公认机构批准，共同使用和重 复使用的一种规范性文件。 ” 标准是互换性生产的基础，是人们活动的依 据！ 机械行业主要采用的标准有国际标准 （ ISO) 、国家标准（ GB 、 GB/T) 、地方标准 （ DB) 、行业标准 (JB/T) 、企业标准 (Q/BB,Q/HS) 等！
2. 标准化的定义： 制定标准和贯彻执行标准的全过程，包括 标准制定、宣传贯彻、检验检测、认证、监督 检查标准等活动。 标准是在不断更新的，保证使用最新颁布 的标准。
标准里涉及很多数值！数值不能随便选！ 1. 数值传播规律：见图 螺栓公称直径一定
2. 优先数系： GB/T 321—2005 《优先数和优先数系》规 定采用十进制等比数列作为优先系列。 公比 规定了 5 个系列： R5 系列 r=5 R10 系列 r=10 R20 系列 r=20 R40 系列 r=40 R80 系列 r=80 补充系列 称为 Rr 系列
R R R R
基本系列和补充系列具有如下规律： 1 ）延伸性 2 ）包容性与插入性 3 ）相对差比值不变性 有利于分级分档，如 R5 系列：
派生系列： 为了使优先数系具有更大的适应性，可从 Rr 系列中，每逢 p 项取一个优先数组成新的数 列，称之为派生系列，记为 Rr/p 。 如： R10/3 是 R10 数列中，每逢 3 项取一个 优先数而形成，例如： 首项取值不同，所得派生 系 列也不同！
数系选择原则： 先基本后补充，必要时用 派生！ 由疏到密，按照 R5 、 R10 、 R20 、 R40 的顺 序选取，以免规格过多。
3. 优先数： 优先数系中的数值称为优先数。 优先数一般为无理数，根据精度要求，有 3 种取法： 1 ）计算值： 2 ）常用值： 3 ）化整值： 取 5 位有效数字，用于精确计算 取 3 位有效数字，为通常所用值 取 2 位有效数字，一般不宜选用 化整值不可随便化整，应遵循 GB/T 19764—2005 《优先数和优先数化整值系列的 选用指南》的规定。
§1-3 几何量测量的基本知识 几何量的测量是为了确定被测几何量的量 值而进行的实验过程。 一. 测量值 任何几何量的测量值 x ，都可由表征几何 量的数值 q 和该几何量的计量单位 E 的乘积来 表示，即 q— 数值， E— 计量单位 如：用卡尺测得一直径 则：
任一测量值都由两部分组成： 一个完整的测量过程应包括 4 个要素： 被测对象 计量单位 测量方法 测量精度 实际的测量中，应该选择适当的检测仪器， 采用正确的测量方法，尽量减小测量误差，以 使测量值趋近于真值。
二. 长度量值的传递及量块 长度量值 角度量值 长度量值由国家基准波长开始，可通过两 个平行系统（线纹量具、端面量具）平行向下 传递。 线纹量具指的是具有刻度的量具。线纹量 具的特点是可知被测量的具体数值。线纹量具 的精度分为 1 、 2 、 3 等。 1 等精度最高 10 月 12 、 13 日，下午 1 点 30— 晚上 9 点，三教第四网络教室选实验。
端面量具得不到具体测量值，只能判断产品 是否合格。 线纹量具主要有卡尺、千分尺、高度尺。卡尺千分尺高度尺 量块 量规 国产成套量块的规格有： 91 块、 83 块、 46 块、 38 块等几种规格。
量块的分级： JJG 146—2003 将量块按制造精度分为 5 级： k （校准级）、 0 、 1 、 2 、 3 级，共 5 个等级。 量块的分 “ 级 ” 主要靠量块的极限偏差、平面度、 粗糙度及量块的研合性等指标划分。 量块的使用分级和分等：
量块的分等： JJG 146—2003 将量块按检定精度由高到 低分为 1—5 共 5 等。量块的分 “ 等 ” 主要是根据 量块长度的测量不确定度、长度变动量允许值、 平面平行性允许偏差和研合性等指标分。
量块组合成某一公称尺寸： 不超过 4 块，采用去尾数法。 如采用 83 块一套的量块，组成 mm 尺 寸。（查教材附表 1—3 ） 第一块 1.005mm 第二块 1.37mm 第三块 4mm 第四块 30mm
三. 计量器具的技术性能指标 计量器具的技术性能指标是选择和使用计 量器具的依据。 1. 刻度间距 1—2.5mm 2. 分度值 3. 示值范围 4. 计量器具测量范围和量程
四. 测量方法 测量方法可以从多个角度分类！ 1. 按所测几何量是否为被测几何量分 （ 1 ）直接测量法 （ 2 ）间接测量法 2. 按测量值是否为被测几何量的整体量值分 （ 1 ）绝对测量法 （ 2 ）相对测量法（比较测量法） 3. 按被测表面是否与测量头接触分 （ 1 ）接触测量法 （ 2 ）非接触测量法
4. 按同时被测几何量的多少分 （ 1 ）单项测量 （ 2 ）综合测量 5. 主动测量和动态测量 （ 1 ）主动测量（在线测量） （ 2 ）动态测量： 如：电动轮廓测量仪
作业： 教材 P9 ， 1-2,1-5,1-7,1-9 按时交作业，过后不收，作业 质量计入平时成绩！