機(jī)械零件精度設(shè)計(jì)與產(chǎn)品檢測(cè)

1、測(cè)量的種類一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法1.1.測(cè)量方法是根據(jù)測(cè)量對(duì)象的特點(diǎn)來選擇和確定的測(cè)量方法是根據(jù)測(cè)量對(duì)象的特點(diǎn)來選擇和確定的一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法2. 測(cè)量方法的分類 2.1 按獲得被測(cè)結(jié)果的方法分類l直接測(cè)量直接測(cè)量：測(cè)量時(shí)，直接從測(cè)量器具上讀出被測(cè)幾 何量的大小值 l間接測(cè)量間接測(cè)量 ：被測(cè)幾何量無法直接測(cè)量時(shí)，首先測(cè)出與被測(cè)幾何量有關(guān)的其他幾何量，然后，通過一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算來求得被測(cè)幾何量的尺寸值一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法 例如：在測(cè)量一個(gè)截面為圓的劣弧的幾何量所在圓的直徑D。由于無法直接測(cè)量，可以間接測(cè)量圓的直徑1.測(cè)出該劣弧的弦長(zhǎng)b以及相應(yīng)的弦高h(yuǎn)2. 通過公式D=h

2、+b2/4h計(jì)算出其直徑D一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法2. 測(cè)量方法的分類 2.2 據(jù)被測(cè)結(jié)果讀數(shù)值的不同分類（讀數(shù)值是否直接表示被測(cè)尺寸）l絕對(duì)測(cè)量（全值測(cè)量）絕對(duì)測(cè)量（全值測(cè)量）： 測(cè)量器具的讀數(shù)值直接表示被測(cè)尺寸。 l相對(duì)測(cè)量（微差或比較測(cè)量）相對(duì)測(cè)量（微差或比較測(cè)量） 測(cè)量器具的讀數(shù)值表示被測(cè)尺寸相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的微差值或偏差。 (特點(diǎn)：對(duì)零、精度高）一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法2. 測(cè)量方法的分類 2.3 根據(jù)零件的被測(cè)表面是否與測(cè)量器具的測(cè)量頭有機(jī)械接觸分類 l接觸測(cè)量：接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)量頭與零件被測(cè)表面以機(jī)械測(cè)量力接觸。 不接觸測(cè)量：不接觸測(cè)量：測(cè)量器具的測(cè)量頭與被測(cè)表面不接觸，不

3、存在機(jī)械測(cè)量力。 一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法2. 測(cè)量方法的分類 2.4 根據(jù)同時(shí)測(cè)量參數(shù)的多少分類 l單項(xiàng)測(cè)量單項(xiàng)測(cè)量：?jiǎn)为?dú)測(cè)量零件的每一個(gè)參數(shù)。 綜合測(cè)量綜合測(cè)量：測(cè)量零件兩個(gè)或兩個(gè)以上相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合指標(biāo)。 一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法 2. 測(cè)量方法的分類 2.5 根據(jù)測(cè)量對(duì)機(jī)械制造工藝過程所起的作用不同 l被動(dòng)測(cè)量被動(dòng)測(cè)量：在零件加工后進(jìn)行的測(cè)量 。 主動(dòng)測(cè)量主動(dòng)測(cè)量：在零件加工過程中進(jìn)行的測(cè)量 。 一一. .測(cè)量方法測(cè)量方法 2. 測(cè)量方法的分類 2.6 根據(jù)被測(cè)量或敏感元件（測(cè)量頭）在測(cè)量中相對(duì)狀態(tài)的不同分類 l靜態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài) 。

4、 動(dòng)態(tài)測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量時(shí)，被測(cè)表面與測(cè)量頭處于工作（或模擬）過程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 。 二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 1. 分類：按其測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途分為五類 基準(zhǔn)量具和量?jī)x基準(zhǔn)量具和量?jī)x 通用量具和量?jī)x通用量具和量?jī)x ：固定刻線量具、游標(biāo)量具、螺旋測(cè)微量具、機(jī)械式量：固定刻線量具、游標(biāo)量具、螺旋測(cè)微量具、機(jī)械式量?jī)x、光學(xué)量?jī)x、氣動(dòng)量?jī)x、電動(dòng)量?jī)x儀、光學(xué)量?jī)x、氣動(dòng)量?jī)x、電動(dòng)量?jī)x 極限規(guī)極限規(guī) 檢驗(yàn)量具檢驗(yàn)量具 主動(dòng)測(cè)量裝置主動(dòng)測(cè)量裝置二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 常用通用量具和量?jī)x常用通用量具和量?jī)x 游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 常用通用量具和量?jī)x常用通用量具和量?jī)x 螺旋測(cè)微

5、器螺旋測(cè)微器二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 2. 度量指標(biāo)： 測(cè)量中應(yīng)考慮的測(cè)量工具的主要性能測(cè)量中應(yīng)考慮的測(cè)量工具的主要性能 它是選擇和使用測(cè)量工具的依據(jù)。它是選擇和使用測(cè)量工具的依據(jù)。二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 機(jī)械比較儀機(jī)械比較儀二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 l刻度間距（隔）刻度間距（隔）C C：簡(jiǎn)稱刻度，標(biāo)尺上相鄰兩刻線中心線之間的實(shí)際距離（或圓周弧長(zhǎng)）。（12.5mm）l分度值（刻度值、精度值）i ：簡(jiǎn)稱精度，它是指測(cè)量器具標(biāo)尺上一個(gè)刻度間距所代表的測(cè)量數(shù)值。 示值范圍：測(cè)量器具標(biāo)尺上全部刻度間隔所代表的測(cè)量數(shù)值。 2. 度量指標(biāo)：二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 l量程量程：計(jì)量器具示值范圍的

6、上限值與下限值之差。 l靈敏度：能引起量?jī)x指示數(shù)值變化的被測(cè)尺寸的最小變動(dòng)量。 示值誤差：量具或量?jī)x上的讀數(shù)與被測(cè)尺寸實(shí)際數(shù)值之差。 2. 度量指標(biāo)：二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 測(cè)量范圍：測(cè)量器具所能測(cè)量出的最大和最小的尺寸范圍。一般地，將測(cè)量器具安裝在表座上，包括：1）標(biāo)尺的示值范圍 2）表座上安裝儀表的懸臂能夠上下移動(dòng)的最大和最小的尺寸范圍。 2. 度量指標(biāo)：二二. .測(cè)量器具測(cè)量器具 l測(cè)量力： 在測(cè)量過程中量具或量?jī)x的測(cè)量頭與被測(cè)表面之間的接觸力。 放大比（傳動(dòng)比）K ：指量?jī)x指針的直線位移（或角位移）與引起這個(gè)位移的原因（即被測(cè)量尺寸變化）之比。這個(gè)比等于刻度間距與分度值之比，即K=

7、C/ i。 2. 度量指標(biāo)：三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 1.測(cè)量誤差 被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值與被測(cè)量的真值之間的差異 =XQ 測(cè)量誤差絕對(duì)誤差：=XQ 相對(duì)誤差： =/Q（/X） 用來判定相同被用來判定相同被測(cè)幾何量的測(cè)量測(cè)幾何量的測(cè)量精確度精確度 用來判定不同大用來判定不同大小的同類幾何量小的同類幾何量的測(cè)量精確度的測(cè)量精確度 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 例如：有兩個(gè)被測(cè)量的實(shí)際測(cè)得值X1=100mm，X2=10mm，1=2=0.01mm則其相對(duì)誤差為：1=1/ X1100%=0.01/100100%=0.01%2=2/ X2100%=0.01/10100%=0.

8、1%由上例可以看出，兩個(gè)不同大小的被測(cè)量，雖然具有相同大小的絕對(duì)誤差，其相對(duì)誤差是不同的，顯然，12，表示前者的精確度比后者高。 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 2.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因 l計(jì)量器具誤差計(jì)量器具誤差l計(jì)量器具誤差是指由于計(jì)量器具本身存在的誤差而引起計(jì)量器具誤差是指由于計(jì)量器具本身存在的誤差而引起的測(cè)量誤差。的測(cè)量誤差。l具體地說是由于計(jì)量器具本身的設(shè)計(jì)、制造以及裝配、具體地說是由于計(jì)量器具本身的設(shè)計(jì)、制造以及裝配、調(diào)整不準(zhǔn)確而引起的誤差，一般表現(xiàn)在計(jì)量器具的示值誤差調(diào)整不準(zhǔn)確而引起的誤差，一般表現(xiàn)在計(jì)量器具的示值誤差和重復(fù)精度上。和重復(fù)精度上。三三. .測(cè)量誤差及其處

9、理測(cè)量誤差及其處理 2.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因 l 基準(zhǔn)件誤差基準(zhǔn)件誤差l所有的基準(zhǔn)件或基準(zhǔn)量具，雖然制作的非常精確，但是所有的基準(zhǔn)件或基準(zhǔn)量具，雖然制作的非常精確，但是都不可避免的存在誤差。基準(zhǔn)件誤差就是指作為標(biāo)準(zhǔn)量的基都不可避免的存在誤差?；鶞?zhǔn)件誤差就是指作為標(biāo)準(zhǔn)量的基準(zhǔn)件本身存在的誤差。準(zhǔn)件本身存在的誤差。基準(zhǔn)件的誤差應(yīng)不超過總測(cè)量誤差的基準(zhǔn)件的誤差應(yīng)不超過總測(cè)量誤差的1/31/5 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 2.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因 l 方法誤差方法誤差l方法誤差是指選擇的測(cè)量方法和定位方法不完善所引起方法誤差是指選擇的測(cè)量方法和定位方法不完善所引起的誤差。的誤差。l 環(huán)境誤

10、差環(huán)境誤差l環(huán)境誤差是指由于環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致所環(huán)境誤差是指由于環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致所引起的測(cè)量誤差。引起的測(cè)量誤差。影響測(cè)量結(jié)果的環(huán)境因素有溫度、濕度、振動(dòng)和灰塵等。影響測(cè)量結(jié)果的環(huán)境因素有溫度、濕度、振動(dòng)和灰塵等。長(zhǎng)度計(jì)量中規(guī)定標(biāo)長(zhǎng)度計(jì)量中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度為準(zhǔn)溫度為20三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 2.測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因 l 人員誤差及讀數(shù)誤差人員誤差及讀數(shù)誤差l人員誤差是指由于人的主觀和客觀原因所引起的測(cè)量誤差。人員誤差是指由于人的主觀和客觀原因所引起的測(cè)量誤差。l測(cè)量力引起的變形誤差測(cè)量力引起的變形誤差使用計(jì)量器具進(jìn)行接觸測(cè)量時(shí)，測(cè)量力使零件與測(cè)量頭接觸

11、使用計(jì)量器具進(jìn)行接觸測(cè)量時(shí)，測(cè)量力使零件與測(cè)量頭接觸的部分發(fā)生微小變形而產(chǎn)生測(cè)量誤差。的部分發(fā)生微小變形而產(chǎn)生測(cè)量誤差。三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 3.測(cè)量誤差分類l 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，誤差的數(shù)值大小和符號(hào)均保持不變；或按某次重復(fù)測(cè)量時(shí)，誤差的數(shù)值大小和符號(hào)均保持不變；或按某一確定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。一確定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。 定值系統(tǒng)誤差定值系統(tǒng)誤差 變值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 3.測(cè)量誤差分類l 隨機(jī)誤差隨

12、機(jī)誤差l 指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱為隨量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。機(jī)誤差。從表面看，隨機(jī)誤差沒有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然從表面看，隨機(jī)誤差沒有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然性，因此也講其稱為偶然誤差。性，因此也講其稱為偶然誤差。 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 3.測(cè)量誤差分類l 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差l 指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量指在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)幾何量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差

13、稱為隨機(jī)誤時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。從表面看，隨機(jī)誤差沒有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然性，差。從表面看，隨機(jī)誤差沒有任何規(guī)律，表現(xiàn)為純粹的偶然性，因此也將其稱為偶然誤差。因此也將其稱為偶然誤差。 多次重復(fù)測(cè)量，誤差的變化服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以，可利多次重復(fù)測(cè)量，誤差的變化服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以，可利用統(tǒng)計(jì)原理和概率論對(duì)它進(jìn)行處理。用統(tǒng)計(jì)原理和概率論對(duì)它進(jìn)行處理。 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 3.測(cè)量誤差分類l 粗大誤差（也叫過失誤差）粗大誤差（也叫過失誤差）l 是指超出了在一定條件下可能出現(xiàn)的誤差。是指超出了在一定條件下可能出現(xiàn)的誤差。l它的產(chǎn)生是由于測(cè)量

14、時(shí)疏忽大意（如讀數(shù)錯(cuò)誤、計(jì)算錯(cuò)誤等）它的產(chǎn)生是由于測(cè)量時(shí)疏忽大意（如讀數(shù)錯(cuò)誤、計(jì)算錯(cuò)誤等）或環(huán)境條件的突變（沖擊、振動(dòng)等）而造成的某些較大的誤差?；颦h(huán)境條件的突變（沖擊、振動(dòng)等）而造成的某些較大的誤差。在處理數(shù)據(jù)時(shí)，必須按一定的準(zhǔn)則從測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除在處理數(shù)據(jù)時(shí)，必須按一定的準(zhǔn)則從測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除。 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 4.測(cè)量精度分類 測(cè)量精度是指幾何量的測(cè)得值與其真值的接近程度。 a）精密度高）精密度高 b）正確度高）正確度高 c）準(zhǔn)確度高）準(zhǔn)確度高 d）準(zhǔn)確度低）準(zhǔn)確度低 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 4.測(cè)量精度分類l 精密度精密度l 在同一條件下對(duì)同

15、一幾何量進(jìn)在同一條件下對(duì)同一幾何量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，該幾何量各次測(cè)量行多次測(cè)量時(shí)，該幾何量各次測(cè)量結(jié)果的一致程度。結(jié)果的一致程度。 它表示測(cè)量結(jié)果受隨機(jī)誤差的它表示測(cè)量結(jié)果受隨機(jī)誤差的影響程度。若隨機(jī)誤差小，則精密影響程度。若隨機(jī)誤差小，則精密度高。度高。三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 4.測(cè)量精度分類l 正確度正確度l 在同一條件下對(duì)同一幾何量進(jìn)在同一條件下對(duì)同一幾何量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，該幾何量測(cè)量結(jié)果行多次測(cè)量時(shí)，該幾何量測(cè)量結(jié)果與其真值的符合程度。與其真值的符合程度。 它表示測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差的它表示測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差的影響程度。若系統(tǒng)誤差小，則正確影響程度。若系統(tǒng)誤差小，則正確

16、度高。度高。三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 4.測(cè)量精度分類l 準(zhǔn)確度（或稱精確度）準(zhǔn)確度（或稱精確度） 表示對(duì)同一幾何量進(jìn)行連續(xù)多次表示對(duì)同一幾何量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得到的測(cè)得值與真值的一致程測(cè)量所得到的測(cè)得值與真值的一致程度。它表示測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差和隨度。它表示測(cè)量結(jié)果受系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合影響程度。若系統(tǒng)誤差機(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。和隨機(jī)誤差都小，則準(zhǔn)確度高。 三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 5.隨機(jī)誤差的特性與處理 實(shí)驗(yàn)： 對(duì)某一零件用相同的方法進(jìn)行150次重復(fù)測(cè)量，可得150個(gè)測(cè)得值，然后將測(cè)得的尺寸進(jìn)行分組。 從7.

17、131、7.1327.141mm，每隔0.001mm為一組，分十一組，各測(cè)得值及出現(xiàn)次數(shù)如表所示 ：l 隨機(jī)誤差的特性隨機(jī)誤差的特性頻率直方圖頻率直方圖 將上述實(shí)驗(yàn)的測(cè)量總次數(shù)將上述實(shí)驗(yàn)的測(cè)量總次數(shù)N無限增大（無限增大（N），而分組間），而分組間隔隔x無限減小無限減小(x0)，且用橫坐標(biāo)表示隨機(jī)誤差，縱坐標(biāo)表示，且用橫坐標(biāo)表示隨機(jī)誤差，縱坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的隨機(jī)誤差的概率密度，則可以得到如圖所示的光滑曲線，對(duì)應(yīng)的隨機(jī)誤差的概率密度，則可以得到如圖所示的光滑曲線，即隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線，也稱高斯曲線即隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線，也稱高斯曲線 。三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 5.隨機(jī)誤差的特

18、性與處理 1）對(duì)稱性：絕對(duì)值相等、符號(hào)相反的誤差出現(xiàn)的概率相等；2）單峰性：絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的概率大；3）有界性：在一定的測(cè)量條件下，誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過一定的界限；4）抵償性：在相同條件下，當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，各隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值隨測(cè)量次數(shù)的增加而趨近于零。（對(duì)稱性）l 隨機(jī)誤差的特性隨機(jī)誤差的特性三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 5.隨機(jī)誤差的特性與處理 隨機(jī)誤差的特性隨機(jī)誤差的特性 y概率密度隨機(jī)誤差（=測(cè)得值真值）標(biāo)準(zhǔn)偏差，也稱為均方根誤差正態(tài)分布函數(shù)式為：三三. .測(cè)量誤差及其處理測(cè)量誤差及其處理 5.隨機(jī)誤差的特性與處理 l 隨機(jī)誤差的特性隨機(jī)誤差的特性標(biāo)準(zhǔn)偏差的大小反映了隨機(jī)誤差的分散特性和測(cè)量精度的高低。123 通過計(jì)算，隨機(jī)誤差在3范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為99.73%，已接近100%，所以一般以3作為隨機(jī)誤差的極限誤差。由于被測(cè)量的真