1、.,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 馮雪君 E-mail :,幾何精度設(shè)計(jì)與檢測(cè),.,教材與參考書(shū)籍,教材 韓正銅主編，機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè) ，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007 參考書(shū)籍 1.甘永立主編 ，幾何量公差與檢測(cè) （第七版），上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006 2.閻蔭棠主編，幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1996 3.張玉等主編，幾何量公差與測(cè)量技術(shù)，東北大學(xué)出版社，2001 4.章玉麟主編，互換性與測(cè)量技術(shù)，中國(guó)林業(yè)出版社，1992 5.甘永立主編 ，幾何量公差與檢測(cè)習(xí)題試題集 （第五版），上海科學(xué)技術(shù)出版社， 2005 成績(jī)?cè)u(píng)定 筆試（閉卷）成績(jī)占70 平時(shí)成績(jī)（含實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、出勤）占30,

2、.,課程章節(jié)結(jié)構(gòu)及講授內(nèi)容,第一章 緒論 第二章 孔、軸尺寸精度設(shè)計(jì)與檢測(cè) 第三章 形狀和位置精度設(shè)計(jì)與檢測(cè) 第四章 表面粗糙度輪廓及其檢測(cè) 第五章 滾動(dòng)軸承公差與配合 第六章 圓錐公差與檢測(cè) 第七章 鍵聯(lián)結(jié)的公差與檢測(cè) 第八章 圓柱螺紋公差與檢測(cè) 第九章 圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)與檢測(cè) 第十章 尺寸鏈 第十一章 新技術(shù)在機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)中的應(yīng)用,.,第一章 緒論,本章內(nèi)容 概述 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù)系 測(cè)量技術(shù)的基本概念 計(jì)量器具與測(cè)量方法 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,1-1 概 述,公差 加工零件時(shí)，從零件的功能看，不必要求零件幾何量制造得絕對(duì)準(zhǔn)確，只要求零件幾何量在某一規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)，保證同一規(guī)

3、格零件彼此充分近似。此允許變動(dòng)的范圍叫做公差,.,1-1 概 述,機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程?？梢苑譃橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)三個(gè)階段 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 是確定機(jī)械的基本工作原理和總體布局，以保證總體方案的合理性與先進(jìn)性 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)，如傳動(dòng)系統(tǒng)、位移、速度、加速度等，又稱運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),.,1-1 概 述,參數(shù)設(shè)計(jì) 確定機(jī)構(gòu)各零件幾何要素的公稱值，故又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 參數(shù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是保證系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換和工作壽命。,.,1-1 概 述,精度設(shè)計(jì) 確定機(jī)械各零件幾何要素的允許誤差，也稱公差設(shè)計(jì) 精度設(shè)計(jì)主要依據(jù)是機(jī)械的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精度要求。在滿足功能要求的前提下，公差應(yīng)盡量規(guī)定得大些，以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)

4、效益。,.,1-1 概 述,幾何量檢測(cè)定義 檢測(cè)是檢驗(yàn)與測(cè)量的統(tǒng)稱。 測(cè)量的結(jié)果能夠獲得具體的數(shù)值；檢驗(yàn)的結(jié)果只能判斷合格與否。 幾何量檢測(cè)是指對(duì)零部件和整機(jī)制造完工后進(jìn)行測(cè)量和驗(yàn)收過(guò)程。,.,1-1 概 述,幾何量檢測(cè)目的 對(duì)加工后零件作出合格性判斷 通過(guò)檢測(cè)，尋找產(chǎn)生不合格產(chǎn)品根源，以便調(diào)整加工工藝系統(tǒng)，或采取有效措施，防止產(chǎn)生不合格品，減少以致消除廢品,.,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),互換性及其種類 定義 指某一產(chǎn)品與另一產(chǎn)品在尺寸、功能上能夠彼此互相替換的性能。也就是說(shuō)，按同一規(guī)格產(chǎn)品圖樣要求，在不同時(shí)空條件下制造出來(lái)的一批零部件，在總裝時(shí)，任取一個(gè)合格品，就能完好地裝在機(jī)器上，并

5、能達(dá)到預(yù)期的使用功能要求。這樣的零部件，就稱為具有互換性的零部件。,.,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,互換性分類 按互換性程度或范圍 完全互換（絕對(duì)互換） 零件在裝配或更換時(shí)，不需任何選擇、修配與輔助加工 不完全互換（有限互換） 可將零件的制造公差適當(dāng)放大后進(jìn)行加工，而在零件完工后，經(jīng)測(cè)量后并按實(shí)際尺寸的大小分為若干組，按相應(yīng)組進(jìn)行裝配(即大孔與大軸相配，小孔與小軸相配)，既可保證裝配精度要求，又使加工難度減小而降低制造成本。但這種互換僅在同組內(nèi)零件之間進(jìn)行，為不完全互換。,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),說(shuō)明 使用要求、制造水平與經(jīng)濟(jì)效益無(wú)矛盾時(shí)，可

6、以采用完全互換，反之，使用要求較高，制造水平受限，可采用不完全互換； 裝配時(shí)需附加修配或輔助機(jī)加工的零件不具有互換性； 實(shí)現(xiàn)不完全互換性方法有分組裝配法與調(diào)整法,.,按互換性使用要求 幾何參數(shù)互換 通過(guò)規(guī)定幾何參數(shù)的公差保證成品的幾何參數(shù)充分近似的互換，又稱狹義互換。本課程主要研究零件幾何參數(shù)的互換性。 功能互換 要保證零件使用功能要求，不僅取決于幾何參數(shù)一致性，還取決于其物理、化學(xué)、力學(xué)性能等參數(shù)的一致性。通過(guò)規(guī)定功能參數(shù)(如材料力學(xué)性能、理化性能等參數(shù))的公差所達(dá)到的互換為功能互換，又稱廣義互換。,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,按互換性應(yīng)用場(chǎng)合 外互換 是指部件或機(jī)構(gòu)與其相配件間的互

7、換性。如滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑與軸的配合，外圈外徑與機(jī)座孔的配合。 內(nèi)互換 是指在廠家內(nèi)部生產(chǎn)的部件或機(jī)構(gòu)內(nèi)部組成零件間的互換，如滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈滾道與滾動(dòng)體之間的裝配。 說(shuō)明：為使用方便，一般內(nèi)互換才采用不完全互換，且局限在廠家內(nèi)部進(jìn)行，而外互換采用完全互換，適用于生產(chǎn)廠家之外廣泛的范圍,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,互換性在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的作用 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 采用具有互換性標(biāo)準(zhǔn)零部件，大大簡(jiǎn)化繪圖、計(jì)算等設(shè)計(jì)工作量，也便于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，縮短設(shè)計(jì)周期 產(chǎn)品制造 同臺(tái)設(shè)備的各個(gè)零部件可分散在多個(gè)工廠同時(shí)加工。,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,產(chǎn)品裝配 零部件具有互換性，裝配作業(yè)順利，易于實(shí)

8、現(xiàn)流水作業(yè)或自動(dòng)化裝配，縮短裝配周期，提高裝配作業(yè)質(zhì)量 產(chǎn)品使用 容易保證其運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)性和持久性，提高使用價(jià)值。 產(chǎn)品管理 在技術(shù)和物資供應(yīng)以及計(jì)劃管理方面，便于實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)是指在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)和管理等社會(huì)實(shí)踐中，對(duì)重復(fù)性的事物和概念在一定范圍內(nèi)通過(guò)科學(xué)簡(jiǎn)化、優(yōu)選和協(xié)調(diào)，經(jīng)一定程序?qū)徟笏C發(fā)的統(tǒng)一規(guī)定。,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,標(biāo)準(zhǔn)分類 按一般習(xí)慣分：技術(shù)標(biāo)推、管理標(biāo)準(zhǔn)和工作標(biāo)準(zhǔn) 按作用范圍分：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 按標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中地位與作用分：基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、一般標(biāo)準(zhǔn) 按標(biāo)準(zhǔn)法律屬

9、性分：強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、推薦性標(biāo)準(zhǔn) 按對(duì)象的特性分：基礎(chǔ)、產(chǎn)品、方法、安全、衛(wèi)生、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,標(biāo)準(zhǔn)化 GB/T3935.11996的規(guī)定， “標(biāo)準(zhǔn)化”定義：在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)實(shí)際的或潛在問(wèn)題制定共同和重復(fù)使用的規(guī)則的活動(dòng)（主要包括制定、發(fā)布及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)）。,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化大生產(chǎn)重要手段，是實(shí)現(xiàn)專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)的必要前提，是科學(xué)管理的重要組成部分。 目前標(biāo)準(zhǔn)化顯著特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,數(shù)值分級(jí)制度與優(yōu)先數(shù)系 數(shù)值分級(jí)制度 各種產(chǎn)品功能與幾何參數(shù)都要用數(shù)值來(lái)表述，而此數(shù)值具有擴(kuò)散傳播性。經(jīng)過(guò)

10、反復(fù)擴(kuò)散傳播后，會(huì)造成相關(guān)產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)繁多雜亂，給組織生產(chǎn)、協(xié)作配套以及使用維修等帶來(lái)很大困難和浪費(fèi)。必須從全局出發(fā)，對(duì)各種技術(shù)參數(shù)加以協(xié)調(diào)、簡(jiǎn)化和統(tǒng)一數(shù)值分級(jí)制度,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,你可知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5? 你可知道油缸缸徑為什么是63, 80, 100, 125? 你可知道油缸壓力為什么是6.3, 16, 25, 31.5? 你可知道螺紋規(guī)格為什么是6, 8, 10, 12, 14, 16?,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,優(yōu)先數(shù)系 優(yōu)先數(shù)系就是對(duì)各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行協(xié)調(diào)、簡(jiǎn)化和統(tǒng)一的一種科學(xué)的數(shù)值制度 普遍采用優(yōu)先數(shù)

11、系為一種十進(jìn)制（“十進(jìn)制”是指數(shù)列的項(xiàng)值中包括1，10，100，和1，0.1，0.01，這些數(shù)）的近似等比數(shù)列 數(shù)列中兩相鄰數(shù)相對(duì)差為常數(shù) 數(shù)列中各數(shù)經(jīng)乘、除、乘方等運(yùn)算后還是數(shù)列中的數(shù),1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,為滿足我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)需要，國(guó)標(biāo)規(guī)定5個(gè)系列 國(guó)標(biāo)優(yōu)先數(shù)系Rr（ R5 、 R10 、 R20 、 R40 、 R80 ） 公比qr等于10的開(kāi)r次方 優(yōu)先數(shù)系的基本系列（常用值）見(jiàn)表1-1（優(yōu)先數(shù)系中每個(gè)數(shù)值稱為優(yōu)先數(shù)）,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,.,派生系列 在Rr系列中，每逢P(guān)項(xiàng)選取一個(gè)優(yōu)先數(shù)組成新的系列。 派生系列用基本系列代號(hào)之后加一斜線和表示項(xiàng)數(shù)的數(shù)字(2

12、，3，4)來(lái)表示。例如： R5/2：1，2.5，6.3，16，40，100 R10/3：1，2，4，8，16，31.5，63 ,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,為什么大螺絲從M36直接跳到M40？ 為什么齒輪的傳動(dòng)比有個(gè)6.3或者7.1？ 為什么外協(xié)廠打電話來(lái)說(shuō)140的方管沒(méi)有，而有120和160的？,.,一般來(lái)說(shuō)第一序列就是R5序列。 R5數(shù)系比R20數(shù)系優(yōu)先。,.,課程涉及到的尺寸分段、公差分級(jí)、表面粗糙輪廓度參數(shù)系列等都是按優(yōu)先數(shù)系制定的 實(shí)際優(yōu)先數(shù)系選用規(guī)則(2條） 先基本系列后派生系列 基本系列選用遵守“先疏后密”,1-2 互換性、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先數(shù),.,測(cè)量 幾何量測(cè)量是指為確定被

13、測(cè)幾何量的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 其實(shí)質(zhì)是將被測(cè)幾何量與作為計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而確定兩者比值的過(guò)程。,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,測(cè)量過(guò)程4要素 被測(cè)對(duì)象：本課程主要指幾何量，即長(zhǎng)度、角度、表面形狀和位置、表面粗糙度以及螺紋、齒輪的各種幾何參數(shù)。 計(jì)量單位：長(zhǎng)度計(jì)量基本單位為m，常用單位有mm、m；角度單位是rad或度、分、秒 測(cè)量方法：測(cè)量時(shí)所采用的測(cè)量原理、計(jì)量器具和測(cè)量條件的綜合 測(cè)量精度：測(cè)量結(jié)果與真值相一致的程度。,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,長(zhǎng)度基準(zhǔn)和尺寸傳遞 長(zhǎng)度基準(zhǔn)：1米是光在真空中于1/299792458秒的時(shí)間間隔所經(jīng)過(guò)的距離 長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng) 為了保證長(zhǎng)

14、度量值的準(zhǔn)確、統(tǒng)一，必須把復(fù)現(xiàn)的長(zhǎng)度基準(zhǔn)量值逐級(jí)準(zhǔn)確地傳遞到生產(chǎn)中所應(yīng)用的計(jì)量器具和工件上去 （圖1-1）,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,圖11 長(zhǎng)度量值傳遞系統(tǒng),.,量塊 量塊又稱塊規(guī)，是由兩個(gè)相互平行的測(cè)量面之間的距離來(lái)確定其工作長(zhǎng)度的高精度量具。 兩個(gè)量塊的測(cè)量面或一個(gè)量塊的測(cè)量面與一個(gè)玻璃(或石英)平面的測(cè)量面之間具有相互研合的能力，稱為量塊測(cè)量面的研合性,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,量塊長(zhǎng)度和偏差的有關(guān)術(shù)語(yǔ) 量塊（測(cè)量面上任意點(diǎn)）的長(zhǎng)度：自測(cè)量面上任意點(diǎn)到與其相對(duì)的另一測(cè)量面間的垂直距離 量塊的中心長(zhǎng)度：量塊一個(gè)測(cè)量面的中心點(diǎn)到與其相對(duì)的另一測(cè)量面間的垂直距離 量塊長(zhǎng)度的標(biāo)稱值

15、：指刻印在量塊上用以標(biāo)明其與主單位（m）之間比值的量值,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,量塊長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值：指用一定的方法，對(duì)量塊長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量所得到的量值 量塊的長(zhǎng)度變動(dòng)量：指量塊任意點(diǎn)長(zhǎng)度中的最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度之差的絕對(duì)值 量塊的長(zhǎng)度偏差：指量塊長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值與標(biāo)稱值之差,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,.,量塊的精度等級(jí) 量塊的分級(jí) JJG146-94量塊檢定規(guī)程規(guī)定量塊制造精度為6級(jí)：00、0、K、1、2、3級(jí)。其中00級(jí)精度最高，精度依次降低，3級(jí)精度最低。 量塊分“級(jí)”的主要依據(jù)是量塊長(zhǎng)度極限偏差（ D）和量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量的允許值Tv,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,量塊的分等 JJG14

16、6-94量塊檢定規(guī)程規(guī)定量塊檢定精度為6等：1、2、3、4、5、6等，其中1等的精度最高，精度依次降低，6等精度最低。 量塊分“等”的主要依據(jù)是量塊測(cè)量的不確定度允許值和量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量的允許值Tv 。,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,說(shuō)明： 量塊按“級(jí)”使用時(shí)，應(yīng)以量塊長(zhǎng)度的標(biāo)稱值作為工作尺寸，該尺寸包含了量塊的制造誤差。 量塊按“等”使用時(shí)，應(yīng)以經(jīng)檢定后所給出的量塊中心長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值作為工作尺寸，該尺寸排除了量塊制造誤差的影響，僅包含檢定時(shí)較小的測(cè)量誤差。 量塊按“等”使用的測(cè)量精度比量塊按“級(jí)”使用的測(cè)量精度高。,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,量塊的組合使用 為了減少量塊組合的累積誤差，量

17、塊組合力求最少塊數(shù)，一般不超過(guò)4塊 組成量塊組，可從消去所需工作尺寸的最小尾數(shù)開(kāi)始，逐一選取 例如：為了得到工作尺寸為38785mm的量塊組，從83塊一套的量塊（我國(guó)生產(chǎn)的成套量塊有91塊、83塊、46塊、38塊等）中可分別選取1.005mm、1.28mm、6.5mm、30mm等四塊量塊。,1-3 測(cè)量技術(shù)的基本概念,.,計(jì)量器具的分類 標(biāo)準(zhǔn)量具 以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的測(cè)量工具，包括單值量具(如量塊)和多值量具(如線紋尺)兩類。 極限量規(guī) 是一種沒(méi)有刻度的專用檢驗(yàn)工具，用以檢驗(yàn)零件要素實(shí)際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。 用這種工具不能得到被檢驗(yàn)工件的具體尺寸，但能確定被檢驗(yàn)工件是否合格，如光滑極限量

18、規(guī)、螺紋量規(guī)等。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,計(jì)量?jī)x器（量?jī)x） 能將被測(cè)幾何量的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀測(cè)的指示值（示值）或等效信息的計(jì)量器具 機(jī)械量?jī)x 如百分表、杠桿比較儀、內(nèi)徑百分表等 光學(xué)量?jī)x 如工具顯微鏡、光學(xué)分度頭、投影儀、干涉儀等 電動(dòng)量?jī)x 如電感測(cè)微儀、電動(dòng)輪廓儀等 氣動(dòng)量?jī)x 如水柱式氣動(dòng)量?jī)x、浮標(biāo)式氣動(dòng)量?jī)x等 計(jì)量裝置 為確定被測(cè)幾何量量值所需的計(jì)量器具和輔助設(shè)備的總體,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,計(jì)量器具的性能指標(biāo) 刻度間隔 計(jì)量器具標(biāo)尺或度盤(pán)上相鄰兩刻線中心的距離(一般取0.752.5mm)。 分度值 標(biāo)尺或度盤(pán)上相鄰兩刻線所代表的量值，即一個(gè)刻度間隔所代表的被測(cè)量的量值

19、。 由于分度值表示計(jì)量器具所能讀出的被測(cè)量值的最小單位，一般地說(shuō)，分度值越小，計(jì)量器具的精度越高。 長(zhǎng)度計(jì)量器具分度值一般有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm、0.01 mm、0.005 mm、0.002 mm、0.001mm 。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,示值范圍 指計(jì)量器具標(biāo)尺的指示范圍，即計(jì)量器具所能顯示或指示的最低值到最高值的范圍。 測(cè)量范圍 指計(jì)量器具在允許的誤差限內(nèi)所能測(cè)量的被測(cè)量值的范圍。 靈敏度 指計(jì)量器具對(duì)被測(cè)量變化的反應(yīng)能力。 對(duì)于一般長(zhǎng)度計(jì)量器具，靈敏度又稱放大比。 對(duì)于具有等分刻度的標(biāo)尺或度盤(pán)的量?jī)x，放大比K等于刻度間距c與分度值i之比，即Kci 。一般

20、地說(shuō)，分度值越小，計(jì)量器具靈敏度越高。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,示值誤差 是指計(jì)量器具上的示值與被測(cè)幾何量的真值的代數(shù)差。 一般來(lái)說(shuō)，示值誤差越小，則計(jì)量器具的精度就越高 測(cè)量不確定度 指對(duì)由于測(cè)量誤差的存在而使測(cè)量結(jié)果不能肯定的程度，是一項(xiàng)評(píng)定測(cè)量質(zhì)量的重要指標(biāo)。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,測(cè)量方法分類 按獲得測(cè)量結(jié)果的方法 直接測(cè)量 無(wú)需將被測(cè)量與其他量進(jìn)行函數(shù)關(guān)系的輔助計(jì)算，直接得到被測(cè)量值的測(cè)量。如:用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑 間接測(cè)量 直接測(cè)量量與被測(cè)量之間有已知函數(shù)關(guān)系，從而得到被測(cè)量值的測(cè)量，如用弓高弦長(zhǎng)法測(cè)量圓弧的半徑值 說(shuō)明：直接測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，其測(cè)量精度只與

21、測(cè)量過(guò)程有關(guān)；間接測(cè)量精度不僅取決于實(shí)測(cè)幾何量的測(cè)量精度，還與所依據(jù)的計(jì)算公式和計(jì)算的精度有關(guān)。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,按計(jì)量器具示值方式 絕對(duì)測(cè)量 計(jì)量器具顯示或指示的示值即是被測(cè)幾何量的量值。 相對(duì)測(cè)量(比較測(cè)量) 計(jì)量器具顯示或指示出被測(cè)幾何量相對(duì)于已知標(biāo)準(zhǔn)量的偏差，被測(cè)幾何量的量值為已知標(biāo)準(zhǔn)量與該偏差值的代數(shù)和。 一般說(shuō)，相對(duì)測(cè)量測(cè)量精度比絕對(duì)測(cè)量的高。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,圖13 機(jī)械比較儀測(cè)量軸徑 1-量塊 2被測(cè)工件,.,按計(jì)量器具的測(cè)量元件與被測(cè)零件表面之間是否有機(jī)械接觸 接觸測(cè)量 指計(jì)量器具的測(cè)量元件與被測(cè)零件表面有機(jī)械接觸并有測(cè)量力存在的測(cè)量。接觸測(cè)量

22、會(huì)造成測(cè)頭與被測(cè)零件的磨損和變形，引起測(cè)量誤差，所以要控制測(cè)量力的大小和變化 非接觸測(cè)量 指計(jì)量器具的測(cè)量元件與被測(cè)零件表面沒(méi)有機(jī)械接觸的測(cè)量。例如光學(xué)影像法測(cè)量、光學(xué)干涉法測(cè)量、氣動(dòng)量?jī)x測(cè)量孔徑、磁力測(cè)厚等。因無(wú)測(cè)量力的存在故非接觸測(cè)量適用于薄壁和材料較軟的零件的測(cè)量。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,按工件上同時(shí)被測(cè)的參數(shù)的多少 單項(xiàng)測(cè)量 分別對(duì)工件上的每個(gè)參數(shù)進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量的一種測(cè)量方法。例如，在小型工具顯微鏡上用投影法分別測(cè)量螺紋中徑、螺距和牙型半角 綜合測(cè)量 將影響互換性的有關(guān)參數(shù)綜合測(cè)得合格與否的結(jié)論，或?qū)⒂嘘P(guān)參數(shù)折合為一個(gè)主參數(shù)或綜合誤差進(jìn)行測(cè)量的一種測(cè)量方法，如用螺紋量規(guī)檢驗(yàn)螺紋

23、零件,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,按測(cè)量條件在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中是否發(fā)生變化 等精度測(cè)量 是指決定測(cè)量精度的全部因素或條件都不變的測(cè)量。例如，由同一人員、用同一臺(tái)儀器、在同樣的條件下、以同樣的方法和測(cè)量次數(shù)、同樣仔細(xì)地進(jìn)行同一個(gè)量的測(cè)量。 不等精度測(cè)量 是指在測(cè)量過(guò)程中決定測(cè)量精度的全部因素或條件可能完全改變或部分改變的測(cè)量。 說(shuō)明：一般情況下都采用等精度測(cè)量。不等精度測(cè)量數(shù)據(jù)處理比較麻煩，只應(yīng)用于重要科研實(shí)驗(yàn)中的高精度測(cè)量。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,按測(cè)量在工藝過(guò)程中所起的作用 主動(dòng)測(cè)量 也稱在線測(cè)量，是指在零件加工過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量信息可以反饋，從而控制加工過(guò)程，及時(shí)防止廢品的

24、產(chǎn)生。 被動(dòng)測(cè)量 指零件加工一道工序或所有工序完成以后所進(jìn)行的測(cè)量。其測(cè)量結(jié)果只能用于發(fā)現(xiàn)和剔除廢品。,1-4 計(jì)量器具和測(cè)量方法,.,誤差及其產(chǎn)生原因 誤差的基本概念 測(cè)量誤差 是指測(cè)得值與被測(cè)量真值之間的差異在數(shù)值上的表現(xiàn)形式。 在實(shí)際測(cè)量時(shí)，常用約定真值、相對(duì)真值或不存在系統(tǒng)誤差情況下的多次測(cè)量的算術(shù)平均值來(lái)代表真值。 絕對(duì)誤差 是指被測(cè)量的測(cè)得值與其真值之差 相對(duì)誤差 是指絕對(duì)誤差的絕對(duì)值與被測(cè)量真值之比。實(shí)際應(yīng)用中，可用被測(cè)量的測(cè)得值代替真值進(jìn)行估算,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,測(cè)量誤差來(lái)源 計(jì)量器具的誤差 是指計(jì)量器具本身所具有的誤差，包括在計(jì)量器具的設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試以及使

25、用等階段產(chǎn)生的各項(xiàng)誤差 基準(zhǔn)件誤差 計(jì)量器具均有基準(zhǔn)件，如刻線尺、分度盤(pán)、量塊等，這些基準(zhǔn)件不可避免地存在誤差。 原理誤差 指計(jì)量器具工作原理與結(jié)構(gòu)布置上造成的測(cè)量誤差。,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,阿貝原則是指在設(shè)計(jì)計(jì)量器具或測(cè)量零件時(shí)，應(yīng)將被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度安置在同一直線上的原則。 圖14所示為用游標(biāo)卡尺測(cè)量軸的直徑，由于軸徑與讀數(shù)刻線尺的基準(zhǔn)長(zhǎng)度木在一條直線上，不符合阿貝原則。 圖15所示為用干分尺測(cè)量軸徑，被測(cè)件的尺寸線和千分尺的讀數(shù)線在一條直線上，符合阿貝原則。,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,圖14 用游標(biāo)卡尺測(cè)量軸徑 圖 15 用千分尺測(cè)量軸徑,.,測(cè)量力引起的誤差 測(cè)量力是指測(cè)

26、量過(guò)程中被測(cè)表面承受的測(cè)量壓力。測(cè)量力的存在必將引起被測(cè)零件和測(cè)量裝置產(chǎn)生變形，從而引起測(cè)量誤差。 計(jì)量器具的制造與安裝誤差 計(jì)量器具是由許多零部件組成的，它們?cè)谥圃旌桶惭b中均不可避免地存在誤差，從而引起計(jì)量器具的誤差而給測(cè)量過(guò)程帶來(lái)測(cè)量誤差。例如，導(dǎo)軌的直線度誤差、分劃板的刻線誤差、安裝偏心誤差以及傳動(dòng)件的間隙等。,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,方法誤差 是指測(cè)量方法不完善或被測(cè)件安裝定位方式不當(dāng)、位置不正等所引起的測(cè)量誤差。 環(huán)境誤差 是指測(cè)量時(shí)的環(huán)境（如溫度、濕度、振動(dòng)、磁場(chǎng)、灰塵等因素）變化引起的誤差。溫度是首先要考慮的因素。20是國(guó)內(nèi)外規(guī)定的測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)溫度。 人員誤差 是指測(cè)量者的

27、主觀因素(如技術(shù)熟練程度、工作疲勞程度、測(cè)量習(xí)慣、思想情緒等)而引起的測(cè)量誤差。,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,測(cè)量誤差的分類 系統(tǒng)誤差 是指在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。前者稱為定值系統(tǒng)誤差（如比較測(cè)量時(shí)量塊的誤差），后者稱為變值系統(tǒng)誤差（分度盤(pán)安裝偏心的誤差即是按正弦規(guī)律變化）。 隨機(jī)誤差 是指在相同的測(cè)量條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的數(shù)值和符號(hào)與其測(cè)量的次序不存在確定的關(guān)系，但在各次測(cè)量誤差的總體上服從正態(tài)分布，這樣的測(cè)量誤差屬于隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差的分布服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 粗大誤差 是指對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生明顯歪曲的測(cè)量誤差。含有粗大誤

28、差的測(cè)得值稱為異常值，它的數(shù)值相對(duì)比較大或比較小。,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,測(cè)量精度分類 精密度 反映測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差的影響程度。它是指在一定測(cè)量條件下連續(xù)多次測(cè)量所得的測(cè)得值之間相互接近的程度。若隨機(jī)誤差小，則精密度高。 正確度 反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的影響程度。若系統(tǒng)誤差小，則正確度高。 準(zhǔn)確度 反映測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合影響程度。若系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，則準(zhǔn)確度高，反之準(zhǔn)確度低。,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,測(cè)量列中隨機(jī)誤差的處理 隨機(jī)誤差的特性與分布規(guī)律 單峰性 絕對(duì)值小的隨機(jī)誤差比 絕對(duì)值大的隨機(jī)誤差出現(xiàn)概率大 對(duì)稱性 絕對(duì)值相等、符號(hào)相反 的隨機(jī)誤差出現(xiàn)

29、的概率相等。 有界性 在一定的測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超出一定的界限。 抵償性 隨著測(cè)量次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨于零，即各次隨機(jī)誤差的代數(shù)和趨于零,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,測(cè)量列中隨機(jī)誤差的處理步驟 計(jì)算測(cè)量列中各個(gè)測(cè)得值的算術(shù)平均值 計(jì)算殘差 估算標(biāo)準(zhǔn)偏差（貝塞爾公式） 計(jì)算測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 單次測(cè)量值的測(cè)量結(jié)果表示為 算術(shù)平均值的測(cè)量結(jié)果可表示為,1-5 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理,.,測(cè)量列中系統(tǒng)誤差的處理 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的方法 定值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)比法 即通過(guò)改變測(cè)量條件進(jìn)行不等精度測(cè)量來(lái)揭示常值系統(tǒng)誤差。如，在相對(duì)測(cè)量中，用量塊作標(biāo)準(zhǔn)件并按其標(biāo)稱尺寸使用時(shí)，由量塊的尺寸偏差引起的系統(tǒng)誤差可用高精度的量?jī)x進(jìn)行檢定來(lái)發(fā)現(xiàn)它。 變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)殘差觀察法 根據(jù)測(cè)量列的各個(gè)殘差大小和符號(hào)的變化規(guī)律，直接由殘