互換性與測量技術（簡體書）

本教材是按照高等學校機械學科本科專業規範、培養方案和課程教學大綱的要求，結合有關學校教學改革、課程改革的經驗而編寫的普通高等教育規劃教材。本教材主要針對互換性與測量技術所涉及的內容，全書共九章，分為緒論、測量技術基礎、極限與配合、幾何公差與檢測、表面粗糙度與檢測、光滑工件尺寸檢測與量規設計、典型零部件的公差與檢測、尺寸鏈、漸開線圓柱齒輪公差與檢測等。每章都有學習指導、本章小結、課後習題與思考題。本書可作為高等學校機械類/近機類各專業的教材，也可供有關工程技術人員作為參考書使用。

劉琨明，青島理工大學專職教師，主講機械製造工藝學、互換性與技術測量、機械製造基礎、金屬工藝學、煉鐵機械等課程，主持和參與的精品課程：互換性原理與測量、機械製造工藝學、機械製造基礎。

結合機械精度設計應用實例，詳解公差標準應用。

目 錄
第1章 緒論 1
1.1 互換性與公差的概述 1
1.1.1 互換性的概念 1
1.1.2 公差的概念 1
1.1.3 互換性的種類及應用 2
1.2 標準化與優先數系 3
1.2.1 標準與標準化 3
1.2.2 優先數和優先數系 5
1.3 本課程的性質與特點 8
1.3.1 本課程的性質 8
1.3.2 本課程的特點 8
本章小結 8
習題與思考題 9
第2章 測量技術基礎 10
2.1 概述 10
2.1.1 測量的基本概念 10
2.1.2 測量的4個要素 10
2.2 長度和角度測量 11
2.2.1 長度基準與量值傳遞 11
2.2.2 量塊 12
2.2.3 角度基準與量值傳遞 13
2.2.4 角度量塊 13
2.3 計量器具與測量方法 14
2.3.1 計量器具的分類 14
2.3.2 計量器具的基本技術指標 14
2.3.3 測量方法的分類 16
2.3.4 測量的基本原則 18
2.4 測量誤差 19
2.4.1 測量誤差的概念 19
2.4.2 測量誤差的來源 20
2.4.3 測量誤差的種類 21
2.4.4 關於測量精度的幾個概念 21

2.5 各類測量誤差的處理 22
2.5.1 隨機誤差的處理 22
2.5.2 系統誤差的處理 26
2.5.3 粗大誤差的處理 28
2.6 等精度測量列的數據處理 28
2.6.1 直接測量列的數據處理 28
2.6.2 間接測量列的數據處理 30
本章小結 32
習題與思考題 32
第3章 極限與配合 33
3.1 極限與配合的術語和定義 33
3.1.1 有關尺寸的術語與定義 34
3.1.2 有關偏差與公差的術語和定義 36
3.1.3 有關配合的術語及定義 38
3.2 尺寸極限與配合的標準 42
3.2.1 標準公差系列 42
3.2.2 基本偏差系列 45
3.2.3 一般、常用和優先的公差帶與配合 53
3.3 尺寸公差帶與配合的選用 56
3.3.1 基準制的選用 57
3.3.2 公差等級的選用 58
3.3.3 配合種類的選用 61
3.3.4 選用實例 64
3.4 大尺寸段、小尺寸段的極限與配合 68
3.4.1 大尺寸段的極限與配合 68
3.4.2 小尺寸段的極限與配合 72
本章小結 73
習題與思考題 73
第4章 幾何公差與檢測 75
4.1 概述 75
4.1.1 幾何要素及其分類 76
4.1.2 幾何公差的特徵項目及其符號 77
4.1.3 幾何公差在圖樣上的標注方法 78
4.1.4 幾何公差和幾何公差帶的特徵 79
4.2 形狀公差及誤差評定 80
4.2.1 形狀公差 80
4.2.2 形狀誤差及其評定 84

4.3 方向公差、位置公差和跳動公差及誤差評定 84
4.3.1 基準及誤差評定 84
4.3.2 方向公差 85
4.3.3 位置公差 91
4.3.4 跳動公差 93
4.4 公差原則與相關要求 96
4.4.1 基本概念 96
4.4.2 獨立原則 99
4.4.3 包容要求(ER) 99
4.4.4 最大實體要求 100
4.4.5 最小實體要求 104
4.4.6 可逆要求 106
4.5 幾何公差的選用 108
4.5.1 幾何公差特徵項目的選用 108
4.5.2 公差原則的選用 109
4.5.3 基準要素的選用 111
4.5.4 幾何公差值的選用 111
本章小結 117
習題與思考題 117
第5章 表面粗糙度與檢測 121
5.1 概述 121
5.1.1 表面粗糙度的概念 121
5.1.2 表面粗糙度對零件使用性能的影響 122
5.2 表面粗糙度的評定 123
5.2.1 取樣長度與評定長度 123
5.2.2 中線 124
5.2.3 評定參數 125
5.2.4 評定參數的數值規定 127
5.3 表面粗糙度的標注 128
5.3.1 表面粗糙度的符號和代號 128
5.3.2 極限值判斷規則 129
5.3.3 表面粗糙度在圖樣上的標注 129
5.3.4 表面粗糙度的簡化注法 132
5.4 表面粗糙度的選用 133
5.4.1 評定參數的選用 133
5.4.2 評定參數值的選用 134
5.5 表面粗糙度的檢測 135
5.5.1 比較法 136
5.5.2 光切法 136
5.5.3 針觸法 136
5.5.4 干涉法 137
本章小結 137
習題與思考題 137
第6章 光滑工件尺寸和檢測及其量規設計 139
6.1 光滑工件尺寸的檢驗 139
6.1.1 誤收與誤廢 140
6.1.2 驗收極限 141
6.1.3 檢驗光滑工件尺寸的計量器具的選擇 143
6.2 光滑極限量規的設計 145
6.2.1 光滑極限量規的功用及種類 145
6.2.2 量規的設計 146
本章小結 152
習題與思考題 152
第7章 典型零部件的公差與檢測 153
7.1 鍵與花鍵的用途和分類 153
7.1.1 鍵連接的用途 153
7.1.2 鍵連接的分類 153
7.2 平鍵連接的公差與配合 154
7.2.1 平鍵的結構和尺寸 154
7.2.2 平鍵連接的公差與配合 155
7.2.3 平鍵的圖樣標注 156
7.2.4 平鍵的檢測 157
7.3 矩形花鍵連接的公差與配合 158
7.3.1 矩形花鍵的結構和尺寸 158
7.3.2 矩形花鍵連接的定心方式 159
7.3.3 矩形花鍵連接的公差與配合 159
7.3.4 矩形花鍵的標記 162
7.3.5 矩形花鍵的檢測 162
7.4 螺紋連接的公差與檢測 163
7.4.1 普通螺紋的基本牙型和主要幾何參數 163
7.4.2 普通螺紋幾何參數誤差對互換性的影響 165
7.4.3 作用中徑和螺紋中徑合格性的判斷 167
7.4.4 普通螺紋的公差與配合 167
7.4.5 普通螺紋的檢測 173
7.4.6 梯形螺紋公差和滾珠絲杠副公差 174
7.5 滾動軸承公差與配合 185
7.5.1 滾動軸承的精度等級 185
7.5.2 滾動軸承內徑和外徑的公差帶及其特點 185
7.5.3 滾動軸承與軸和外殼孔的配合及其選擇 188
本章小結 194
習題與思考題 195
第8章 尺寸鏈 196
8.1 概述 196
8.1.1 尺寸鏈的定義及特點 196
8.1.2 尺寸鏈的基本術語 197
8.1.3 尺寸鏈的分類 197
8.2 尺寸鏈的建立與分析 198
8.2.1 確定封閉環 198
8.2.2 查找組成環 199
8.2.3 畫尺寸鏈線圖 199
8.2.4 尺寸鏈的計算及方法 200
8.3 用完全互換法計算尺寸鏈 201
8.3.1 概念 201
8.3.2 基本公式 201
8.3.3 計算舉例 202
8.4 用大數互換法計算尺寸鏈 206
8.4.1 概念 206
8.4.2 基本公式 206
8.4.3 計算舉例 207
8.5 保證裝配精度的其他措施 208
8.5.1 分組法 208
8.5.2 修配法 208
8.5.3 調整法 209
本章小結 209
習題與思考題 209
第9章 漸開線圓柱齒輪公差與檢測 211
9.1 齒輪傳動及其使用要求 211
9.1.1 齒輪傳動 211
9.1.2 齒輪傳動的使用要求 211
9.2 齒輪的加工誤差及其分類 213
9.2.1 加工誤差的主要來源 213
9.2.2 齒輪加工誤差的分類 214
9.3 齒輪的評定指標及檢測 214
9.3.1 傳遞運動準確性的評定指標及檢測 215
9.3.2 傳動平穩性的評定指標及檢測 218
9.3.3 載荷分佈均勻性的評定指標及檢測 221
9.3.4 側隙評定指標及檢測 223
9.4 齒輪安裝誤差的評定指標 225
9.4.1 齒輪副中心距偏差fα 225
9.4.2 齒輪副軸線平行度誤差 226
9.5 漸開線圓柱齒輪精度標準 226
9.5.1 齒輪評定指標的精度等級及選擇 226
9.5.2 齒輪側隙指標公差值的確定 233
9.5.3 檢驗項目的選擇 235
9.5.4 齒輪坯公差 236
9.5.5 齒輪齒面和基準面的表面粗糙度要求 238
9.5.6 圖樣上齒輪精度等級的標注 239
9.6 齒輪精度設計案例 239
9.7 新舊國標對照 241
本章小結 243
習題與思考題 243
參考文獻 244