一 : 互换性与测量技术用哪个版本的教材好呢，有没有谁知道西北工大用的什?
互换性与测量技术
互换性与测量
用哪个版本的教材好呢，有没有谁知道西北工大用的什么书。
我记得好像有个什么中国机械标准委员会类似的编了个相关标准的书，有谁知道吗
推荐电子工业出版社的<<互换性与测量技术基础(高等院校机械类统编教材)>>, 本书系统全面的介绍了互换性与测量技术基础知识。本书可作为教材，供高等院校机械类、仪器仪表及机械电子类专业的师生使用，也可作为工具书供从事机械设计、机械制造、标准化与计量等工作的工程技术人员参考使用。
二 : 互换性与测量技术实验报告
第一章 概述
互换性与测量技术实验是理论教学的重要环节和组成部分，通过实验使学生加深对公差与配合一些基本概念和知识的学习和掌握。（www.61k.com］培养学生理论联系实际的能力和实际操作的技能，提高学生的综合素质。
本系列实验共有尺寸精度测量和形位误差的测量两部分其中形径误差的测量由于涉及到该课程几个章节的主要内容而作为综合性实验课。尺寸精度的测量作为公差与配合的测量基础，它与形状误差的测量基本构成了该门课程所涉及的主要基本理论知识。
互换性与测量技术课程是工科学生的必修课，因此该系列实验对工科学生提高工程理论水平和学习掌握相关专业课程的知识奠定了基础。
第二章 实验要求及注意事项
1．实验前按要求认真进行预习。
2．准时到达实验室，除与实验有关的书籍文具外，其它物品不得带入室内。
3．保持室内整洁、肃静，禁止随地吐痰，不准喧哗及打闹。
4．爱护量仪，预习阅读实验指导书，只有在完全弄清楚仪器各部分功用及操作方法之后，方可动手操作仪器。
5．细心维护量仪，不动与本实验无关的量仪，不要正对仪器精密表面及光学镜头呵气或咳嗽，不得用各种形式擦抹光学镜头。尽可能少用手接触精密表面。
6．认真填写实验报告，要求整洁、准确，独立完成。
7．实验完毕，擦好仪器，摆好椅凳，搞好卫生，方可离开。
8．有事要请假，无故不作实验者，以不及格论。
9．凡不遵守本规定，经指出不听者，指导教师有权停止其实验。损坏仪器或设备者按学院有关规定处理。
量块的使用与维护
1．量块的使用
量块是一种高精度的端面量具，通常用于进行长度值的传递，检定和校正计量器具。在精密测量中，常以量块作为标准尺寸进行比较测量，还可用于检验量规等精密零件。在精密加工中，用于调整机床和钳工划线等。在所开实验中，用量块作为标准尺寸来调整比较仪的零位，进行比较测量（相对测量）。由此可测出被测长度相对量块中心长度的偏差值。 1
互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
图1
量块的中心长度是以相互平行的上、下测量面之间的距离确定的。（www.61k.com）其名义尺寸通常标在非工作面上，且数字右侧为上测量面，左侧为下测量面。当量块尺寸小于6mm时，则标在上测量面上(图1)。
我国量块国家标准，(GB6093—85)按制造精度，将量块分为6级，即00级、0级、1级、2级、3级、校准级K。其中00级最高，3级最低。此外，国家计量局标准按量块的检定精度，把量块分为6等，即l、2、3、4、5、6等，其中1等最高、6等最低。
按级使用时直接取其名义尺寸作为中心长度的工作尺寸，而按等使用时，则需根据量块检定证书查出所需量块的实际偏差，并以其实际尺寸作为中心长度的工作尺寸。
图2
通常量块是成套供应的，使用时需从成套量块中选取若干适当的量块以组合成所需尽寸。选择时应从所需尺寸的最后一位数字开始，依次递减。如所需尺寸为8．856mm，可选取L006、1．05、1．8和5mm的四块量块。由于量块有一重要特性，即研合性，故可将选好的量块研合在一起。研合时，首先需将测量面用汽油擦洗干净，然后将一量块的下测量面与另一量块的上测量面靠在一起，稍加压力，再轻轻转正，并沿长度方向向前推进即可粘合在一起(图2)。研合时，要以大尺寸量块为基础，依次将小尺寸的量块研合上去(图3)。
2
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图3
为了减少量块组合后的总误差，除正确研配外，还应以尽可能少的量块数目组成量块组，通常总块数不应超过四块。（www.61k.com］
为了扩大量块的用途、还可将量块与量块附件组合使用。成套量块附件一般包括底座、各种尺寸的夹持具、各种夹块及三棱平尺等。其中平面夹块与量块组合后，夹持在夹持具上可以作为内尺寸的基准长度，也可代替卡规直接检验单件或小批生产的零件的外径或其它尺寸(图4)。
图4
2．量块的维护
使用量块时，严禁用手触摸测量面，并要轻拿轻放，避免碰撞，进行研合时，测量面必须清洗干净，否则可能划伤测量面，从而影响量块的研合性能。使用后应立即将量块用汽油清洗干净，擦干后涂上防锈油并放回盒内。
量仪的使用与维护
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计量仪器(简称量仪)种类很多，在我们所开设的实验中，主要使用光学量仪(如立式光学比较仪、测长仪、工具显微镜、双管显微镜等)和机械式量仪(如内径指示表、脉动仪、齿轮双面啮合检查仪等)，也有电动量仪(如电动轮廓仪等)。［www.61k.com)正确使用与维护量仪不仅会减少测量误差，而且会延长仪器的寿命。
1．正确调节量仪
各种量仪在测量时都要先进行调节，如视度调节、物镜焦距凋节、零位调节等。
（1）视度调节：当目镜视场内的刻度线、指标线、米字线模糊不清时，应作视度调节，也就是调节目镜焦距。为此，只要转动目镜头上的视度环(通常为滚花帽)即可。不同的人视度不同。实验时应先调——下视度环。需作视度调节的光学量仪有立式光较仪、测长仪、双管显微镜、干涉显微镜、平直仪、工具显微镜等。
（2）物镜焦距调节：当目镜视场内的工件影像模糊不清时，应调节物镜焦距。需注意的是，在转动调节手轮之前应先搞清调节部分是否处于锁紧状态，如对小型工具显微镜进行粗调时，就需先松开锁紧螺钉，否则将使量仪受到损伤。凋节后影像边缘应十分清晰。实验中需进行物镜调焦的光学量仪有：双管显微镜、干涉显微镜、工具显微镜、投影仪等。
（3）零位调节：使用各种比较仪进行相对测量时，通常要先进行零位调节。为保证调节后零位不发生变化，往往用螺钉锁紧，称之为锁紧螺钉，因此调节前必须先松开锁紧螺钉，待调好零位后，再行锁紧。例如调节立式光较仪的零位时，需进行粗调、精调和微调，而在粗调和精调前都应先松开锁紧螺钉，再进行调节(图5)。在对内径指示表、基节仪等量仪进行零位调节时，也应注意此间题。实验时应按实验步骤进行操作，不要随意转动量仪的手轮。
图5
2．减小对准误差
测量时，通常要进行两个方面的对准工作，一是对准被测零件所要测量的尺寸，二是对准读数装置的刻线。如果对不准就会产生较大的测量误差，影响测量精度。因此应正确操作，以减少对准误差。
(1)尺寸对准：在接触测量中，测量头未对准被测尺寸时就会产生图6所示的尺寸对准 4
互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
误差。［www.61k.com）因此应合理地选用测量头和对准方法。实验证明，对于接触测量，采用点接触及在运动中读数的方法，可以减少对准误差。如在立式光较仪上测量轴径时，选用了球形测头，为了能对准圆柱体的直径，则需前后移动被测零件，以找出最大点位置(即直径位置)进行读数。再如，使用内径指示表测量孔径时，采用点接触，也要摆动测头以找出读数的转折点(最小点)，详见实验1—1和实验1—3。
图6
对于非接触测量，如用工具显微镜，投影仪等测量零件尺寸时，通常是用虚线、实线或轮廓线对准被测零件放大影像的边缘。此时，影响对准精度的因素很多，操作者主要是要认真调焦，使影像边缘十分清晰，并进行正确的瞄准(采用压线法或对线法)，详见实验4
一 (2)示值对准：在尺寸对准后进行读数，也就是操作者判读指示线在刻度尺上或指针在
刻度盘上的示值位置时，要进行对准刻线和估读指示线在刻线间隔中的位置。因此示值对准误差包括刻线对准误差、视差相估读误差。操作者在读数时，应尽量减小这三项误差。
3．减少温度的影响
温度的高低和变化对测量、特别是精密测量有较大的影响，除恒温、定温外，使用时应防止局部热源的影响．如阳光、灯光对量仪的直接照射、人体和量仪、量块的接触、呼气等都应尽量避免。
4．细心维护量仪
为了正确使用和维护量仪应注意以下几点：
（1）应对照实验指导书进行操作，有问题时可请教指导教师。
（2）操作时用力要轻、动作要稳、切勿急燥。
（3）转动手轮前需先搞清是否有锁紧装置。
（4）不要随意转动固定被测零件的螺钉、手柄，以防零件落下砸坏仪器。
（5）光学镜头是光学量仪的重要部件，严禁随意用纸或布擦抹。
（6）仪器上的工作面是精密表面，不要用手触摸以免生锈。或对着镜头呵气。
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第三章 实验项目
实验一 形状和位置误差测量
一、实验目的
1．熟悉普通量具的使用，熟悉箱体零件的基本技术要求和检验方法，了解有关形状与位置误差的定义。(www.61k.com)
2．掌握用合象水平仪测量直线度误差的方法及数据处理，加深对直线度误差定义的理解。
3．掌握平面度测量方法及数据处理方法。
二、实验属性
本实验属综合性实验，综合运用本课程第二章、第三章、第四章、第六章有关形状误差中尺寸、量块、公差测量的知识点。
三、实验仪器设备及目标
1．内径百分表、千分尺、游标卡尺、平板
2．合像水平仪、导轨
3．小平板磁力表架、可调支撑、百分表、大平板
四、实验要求：
1．实验前认真复习有关形状误差及尺寸公差的定义及测量方法、熟悉运用量具的使用方法，预习实验指导书、制定实验大纲、确定实验方法和步骤。
2．实验时应精心操作仪器设备，对实验数据应边测量边核对，测量过程中出现的问题应请指导教师处理。
3．分析和处理实验数据，做出被测工件是否合格的结论，按实验报告统一格式的要求完成实验报告。
1．箱体的检测
一、实验原理
如图1-1为箱体零件图，检验项目如下：
1．用内径百分表测量孔的尺寸；
2．用游标卡尺或千分尺测量孔心距；
3．用游标卡尺或千分尺测量两孔轴线平行度；
4．用指示表测量孔的轴线对底面的平行度。
检验箱体零件的基本方法列表如下：
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图1
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二、实验步骤
1．按零件图仔细研究零件技术要求，必须看懂各个检验项目的意义和代表符号； 2．根据零件技术要求和特点以及设备条件，决定测量方法，选择测量器具并拟出测量步骤；
3．对各指定项目逐一进行测量； 4．实验数据
箱 体 检 验
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5．按技术要求对箱体零件作出适用性结论，并分析测量误差及测量方法的优缺点。(www.61k.com]
2．用合像水平仪测量直线度
一、实验原理
合像水平仪是一种高精度的测量仪，它具有测量准确度高，测量范围大（±5mm/m），测量效率高，价格便宜等优点，其结构如图1-2a、b所示。它由底板1和壳体4组成外壳基体，其内部则由杠杆2，水准器8，两个棱镜7，测量系统9、10、11以及放大镜6组成。使用时将合象水平仪置于桥板上进行测量。
测量时，经棱镜7反射分别将水泡两端的半个像投影上来，可从放大镜6中观察。当水泡玻璃管处于水平位置时，水泡象在棱镜两边是对称的，如图1-2a所示。若因直线度误差引起水平仪倾斜一角度，则水泡象将呈现如图1-2d的形式，此时旋转读数旋钮9，使水准器转动一角度，使水平仪调水平，水泡象相合，然后可从旋钮9的刻度盘上读数。
测微螺杆10移动量S导致水准器的转角a与被测量表面相邻两点的高低差h有确切的对应关系。即：h=0.01?a(mm)
式中，0.01——合像水平仪的分度值（mm/m）
?——桥板节距
a——角度读数值（格）
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图1-2
二、实验步骤
1．量出被测表面总长，确定相邻两测点之间的距离（节距），按节距?调整桥板（图1-3）的两园柱中心距
图1-3
2．将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置，每放一个节距后，要旋转微分筒9合像，使放大镜中出现如图1-2c所示的情况，此时即可进行读数。［www.61k.com]如此顺测（从首点至终点），回测（由终点至首点）各一次。回测时桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据。必须注意，如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应检查原因并加以消除后重测。
3．实验数据
直线度误差测量
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4．根据各测点的累积值，在坐标纸上取点，作图时不要漏掉首点（零点），然后连接各点，得出误差折线。［www.61k.com）
5．用两条平行直线包容误差折线，其中一条直线必须与误差折线两个最高（最低）点相切，在两切点之间，应有一个最低（最高）点与另一条平行直线相切。这两条平行直线之间的区域才是最小包容区域。从平行于纵坐标方向画出这两条平行直线间的距离，此距离就是被测表面的直线度误差值f（格）。
6．得出工件是否合格的结论并分析测量误差产生的原因。
3．平面度测量
一、实验原理
将大平板看作理想平面，将被测小平板用可调支撑置于大平板上，用可移动百分表在大平板上的移动测得小平板上若干点相对大平板的高度差、经数据处理求出小平板的平面度误差值。 二、实验步骤
1．测量方法：
（1）把被测工件擦洗干净，用三个千斤顶支承在测量平板上，如图1-4
（2）移动表架，调整三个支承的千斤，使1、2两点调零，3、4两点基本调平。 （3）按照一定均布的栅格（9、16、25等）用百分表测出每个栅格的一点读数（这些读数是相对于“零面”的高度，而“零面”与基准平面是平行的）。
2．数据处理方法
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以上测取的读数中最大值与最小值之差并非是工件的平面度误差，因为评定平面度误差应按照最小包容区域法，该方法规定如下：
图1-4
由两平行平面包容被测实际
表面时，至少有三点或四点相接触，
相接触的高低点分布有下列三种形
式之一者，即属最小区域。［www.61k.com］
注：0表示最高点，□表示最低点，
如图1-5。
此时平面度误差即为最大最
小值之差
在测得的数据中，一般是不符
合以上三种形式的，这就需要对测
得数据进行变换处理，其方法如下：
（a）建立零平面：将图1-6a
各点的数据减去其中最大值，将结
果注于图1-6b 图1-5
（b）确定转轴：通过最高点（0点）并最有利于减小最大平面度的任一行，列或斜行为转轴（用0-0标出）根据各点距离，按比例增大或减小其数值。注意应在各点不出现正值的前提下，尽量减小最大值与最小值之差。
（c）旋转一次检查是否符合准则的其中一条，这样经过一次或数次旋转，即可符合判别准则。
（d）求出平面度误差（当符合判别准则时，其最大最小值之差，即为平面度误差）。图1-6c符合三角准则。
误差为f?
?0(?30)?30um
图1-6
3．实验数据
平面度误差的测量
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4．得出被测工件是否合格的结论并分析测量误差产生的原因。(www.61k.com］
实验二 长度尺寸测量
1．用投影立式光学计测工件外径尺寸
测量长度尺寸器具大致分两类：一类是有刻线和标尺的各种通用量具或仪器，如游标量具，分厘量具，表类及各种测微仪。使用这些器具能够测得工件的实际尺寸或其偏差。另一类是没刻线的测量器具，如各种报限量规。用量规不能测得工件实际尺寸的大小，只能确定被测工件是在报限尺寸范围内。随着现代科学技术的发展，光栅、激光、数显等技
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术已广泛用于长度测量中。(www.61k.com］
一、实习目的：
1．学习光学计的结构原理和使用方法。
2．掌握测量外径尺寸的方法
3．学习直接测量结果的处理方法。
二、实验属性：验证性实验
三、实验仪器设备及器材：
JD3型投影立式光学计、标准量块
四、实验要求：
1．实验前要预习有关章节的内容及实验指导
书的内容。实验时严格按操作规程操作，认真记录
实验数据，对同一园柱零件固定部位进行多次（10
次）重复测量，并计算测量结果。
2．实验后认真整理实验数据并根据轴件的尺
寸和形状公差，作出适用性结论。
3．按实验报告的规定格式完成实验报告。
五、实验原理
投影立式光学计（图2-1）是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。用量块作为长度基础，用相对测量方法来测量各种工件的外形尺寸。
光学计是利用光线反射现象产生放大作用（即光学杠杆放大原理）进行测量的仪器。 光学杠杆变换，是利用光路方向变化，将测杆的位移转换为标尺影象的位移。如图2-2透明的玻璃标尺位于物镜的焦平面上，光源发出的光线照射标尺，经物镜成平行光束，到反射镜反射，又经物镜成象于焦平面上。当测杆发生位移X时，使反射镜偏转?角，则由反射镜反射的光线与入射光线之间偏转2?标尺上0点的象移至0′，其位移为y=f·tg2?≈·?,而x=a·tg≈a?，故放大比为：
k?y/x(f?tg2?)/(a?tg?)?(2f)/a
设投影物镜的放大倍数为V1,读数放大
镜的放大率为V2则投影光学计的总放大倍数
n?k?v1?v2?2f?v?v1?v2 a
令焦距，f=200mm，a=5mm，V=18.75倍，
V2=1.1倍 则n?
倍
由上式可知，
当测量杆移动一个微小距
14 2fV?2?200??18.5?1.1?1650a5
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离0.001mm时，经过1650倍的放大后，就相当于在影屏上所看到移动1.65mm距离一样。（www.61k.com］ 六、实验步骤
1．选择测帽：测平面或园柱面用球测帽，测小于10mm的园柱面用刀口形测帽，测球面用平测帽。
2．按被测件的基本尺寸组合量块。 图2-2
3．调整仪器零位：将组合好的干净量块放在工作台上，将横臂9下降，使测量帽与量块接触，直到投影屏上出现分划板刻线召时，固紧螺钉8，松开横臂9前胶木螺钉22，转动微动手轮7，使刻线零位与指标线重合，固紧22，零位如有所偏移，需调节螺丝6，并多次拔动测帽提升器20，直到刻线象零位与指标线严格重合后，才可进行测量。
4．取下量块，将被测件放在工作台上缓慢来回滚动，记下刻尺上最大值（转折点），在一个零件同一部位重复10次测量，逐次记下数据。
5．实验数据
用投影立式光学计测量外径尺寸
表2-1
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6．计算测量结果，得出适用性结论，并分析测量误差产生的原因。［www.61k.com)
2．用万能测长仪测工件内孔内径尺寸
一、实验目的
1．学习万能测长仪的结构原理和使用方法
2．加深对内孔尺寸测量特点的了解
二、实验属性：验证性实验
三、实验仪器及目标
JDS万能测长器，标准件。
四、实验要求：
1．实验前认真复习有关形状误差及尺寸公差的定义及测量方法、熟悉运用量具的使用方法，预习实验指导书、制定实验大纲、确定实验方法和步骤。
2．实验时应精心操作仪器设备，对实验数据应边测量边核对，测量过程中出现的问题应请指导教师处理。
3．分析和处理实验数据，做出被测工件是否合格的结论，按实验报告统一格式的要求完成实验报告。
五、实验原理
测长仪的基准尺固定在测量轴7上，测量外尺寸时是直接把被测件与仪器的基准尺作比较。测量之前选使仪器头座及尾架的两测头接触，在测微目镜5中记下测量轴上的读数，再将工件放入两测头之间，记下第二次读数，两次读数之差，即测量轴在纵向轴线上移动 16
互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
的距离，它就是被测的尺寸。(www.61k.com）图2-3为读数装置示意图。图中1为固定标尺，其上刻有每格代表0.1毫米的刻线，共10格（即总长代表1毫米），2为可用手轮3（图3-1中之6）转动的园分划板，其上刻有螺距为0.1mm的阿基米德螺旋线4和有100个分格的园刻尺5，螺旋线4转一周，也就是螺旋线上每一点沿径向移动0.1毫米，此时园刻尺转过100格（一周），所以园刻尺上的每一小格代表0.1?0.001毫米。
100
图2-3
在目镜视场中，我们只能看到毫米尺，螺旋线及园刻尺的一小部分，如图2-4所示，先将读数对好零位（图2-4a），在放上被测件后，将看到毫米尺上“7”毫米的刻线落在0.1毫米尺上的刻线4和5之间（图2-4b），故知此时之读数值大于7.4而小于7.5毫米，小数的百分位和千分位将从园刻尺上读出。转动手轮6（图附2），使毫米刻线对称的置于双螺旋线中间，而箭头指在0.051毫米，这时得到的读数值为7.451毫米。（图2-4b）。
（a） （b）
图2-4
六、实验步骤
1．接通电源，转动测微目镜的调节环，以调节视度。
2．把洗净标准平放在工作台上，用弹簧片压牢（图2-5），松开位于手轮14中心之紧固螺钉24，转动手轮14使工作台下降至较低位置，以便安装测钩。
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互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
图2-5
3．将一对测钩分别装在测量轴和尾管上（图2-5），测钩方向垂直向下，沿轴向移动测量轴及尾管，使两测钩头部的楔槽对齐，固紧测钩。（www.61k.com］
4．上升工作台，使两测钩伸入标准环内至所需之测量位置，再固紧手轮螺钉24。
5．退移尾管，同时转动工作台横向移动手柄15，使测钩之内测头在标准环端面上刻有标线的直径方向上与标准环接触。再先用手扶稳测量轴，之后将重锤引线通过滑轮挂在挂钩10上，并使测量轴上的测钩内测头徐缓地与标准环接触（注意勿使测头在重锤拉力作用下碰击标准环）。
6．用标准环上所标志的尺寸来对起始值，转动螺丝6，用指标对准微米刻度尺的数（按标准环的实际微米数）缓慢转动手轮15，使工作台前后移动，此时以目镜中观察毫米刻线的移动情况，找准示值由小到大再由大到小的转折点（2-6a），再在此位置上按（图2-6b）所示回转方向摆动工作台（松开固紧螺钉16后，扳动手轮17），找准毫米刻线示值由大到小到大的转折点；松开螺钉25；转动螺钉4，使毫米刻尺的数（按标准环的实际毫米数）处于螺旋双线的中央，这样就可以以起始值为0.0000来进行读数。
图2-6
7．取下标准环，换上被测件，使工作台重复上述的调整工作。
8．按图2-7所示，在孔的三个截面两个方向上，共测6个点，按孔的公差要求判断被测孔径是否合格。
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互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
图2-7
9．实验数据
用万能测长仪测量内径
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10．根据数据处理的结果得出被测工件是否合格的结论，并分析测量误差产生的原因。［www.61k.com)
第四章 实验项目涉及的主要仪器设备简介
附录A：投影立式光学计简介
一、规格
（一）投影光学计管的主要数据：
1．投影光学计的总放大率 1650×
2．投影物镜的放大率 18.75×
3．读数放大镜的放大率 1.1 ×
4．光学杠杆的放大率 80×
5．分划板分度值 0.001mm
6．投影屏上分划视宽度 1.65mm
7．分划板分度范围 ±0.1mm
8．测量压力 (2 4-0.2)N
9．零位调节范围 20格
10．测量杆的自由升降距离 0.5mm
11．投影光学计管外径配合尺寸 φ28h6
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互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
12．测量杆与测帽配合的外径尺寸 φ6g6
（二）测量范围： (0~180)mm
（三）仪器精度：
1．仪器的示值误差：在±60μm范围内 ±0.2μm
超过±60±m范围 ±0.25μm
2．仪器的示值不稳定性 0.1μm
（四）工作台主要尺寸：
1．圆形平面工作台(直径) φ88mm
2．圆形带筋工作台(直径) φ88mm
3．方形带筋工作台(长×宽) (142×130)mm
4．辅助工作台测轴与测帽配合的外径尺寸 φ6g6
5．小三点工作台平行度允差 0.0015mm
(五)仪器重量：
1净重 21kg
2毛重(包括箱) 40kg
(六)仪器外形尺寸
长×宽×高 (340×160×750)mm
二、测量原理简述
投影立式光学计的测量原理如（附1）所示， 由白炽灯泡1发出的光线经过聚光镜2和滤色片6，再通过隔热玻璃7照明分划板8的刻线面，再通过反射棱镜9后射向准直物镜12。（www.61k.com］由于分划板8的刻线面置于准直物镜12的焦平面上，所以成像光束通过准直物镜12后成为一束平行光入射于平面反光镜13上，根据自准直原理，分划板刻线的像被平面反光镜13反射后，再经准直物镜12被反射棱镜9反射成像在投影物镜4的物平面上，然后通过投影物镜4，直角棱镜3和反光镜5成像在投影屏10上，通过读数放大镜11观察投影屏10上的刻线像。
由于测帽15接触工件后，其测量杆14使平面反光镜13倾斜了一个角度?，在投影屏上就可以看到刻线的像也随着移动了一定的距离，其关系计算如下（附2）。
又设：测量杆移动的距离为S，其平面反光镜则以O为轴线摆动?角， 因此tg??S
?
（其中?为测量杆轴线至平面反光镜13的摆动轴线O之距离）所以?
又设：入射在平面反光镜13上的主光线为M N，根据反射定律，当平面反光镜转动了?角时，其反射光线与入射光线夹角应为2?角，因此M点转动到M1点，令MNI=f （即准直物镜焦距）。 因此：光学杠杆的传动比K?tf?tg2??，所以t=f·tg2? sa?tg?
由于?角很小，可视作tg2?=2?，tg?=?
21
互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
故得：K?2f a
2f?v1?v2 a假设投影物镜放大率为V1，读数放大镜的放大率为V2 则投影光学计的总放大率n?k?v1?v2??
令光学计的准直物镜焦距f=200mm，a=5mm，v1=18.75×，V2=1.1 × 故n?2?200?18.75?1.1?1650? 5
由上式可知，当测量杆移动一个微小的距离-0.001mm，经过1650×的放大后，就相当于在投影屏上所看到的1.65mm的距离。[www.61k.com]
附1 光学计管的测量原理图 附2 光学杠杆传动比示意图
说明 1．15W灯泡 2．聚光镜 3．直角棱镜 4．投影物镜 5．反光镜
6．滤色片 7．隔热玻璃 8．分划板 9．反射棱镜 10．投影屏
11．读数放大镜 12．准直物镜 13．平面反光镜 14．测量杆 15．测帽
附录B：万能测长仪简介
22
互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
卧式测长仪是以精密刻度尺为基准，利用平面螺旋线式读数装置的精密长度计量仪器，该仪器带有多种专用附件，可用于测量内，外尺寸和内，外螺纹中径。(www.61k.com）仪器可用绝对测量法及相对（比较）测量法进行测量，故称万能测长仪。该仪器在设计制造过程中完全符合计量仪器基本设计原则——阿贝原则。
仪器的外观及各部位功用见图附3
图附3
1—底座；2—轴座紧固螺钉；3—限位杆；4—0.1mm刻尺位置调节手柄；5—目镜；6—园分划板手柄；7—测轴固定螺钉；8—光源；9—测量轴；10—挂钩；11—测头；12—工作台水平回转手柄；13—工作台；14—升降手轮；15—工作台横向移动手柄；16、17—工作台偏摆手柄及固定螺钉；18—尾座测头调整螺钉；19—尾管紧固螺钉；20—尾管；21—尾座轴向微动手柄；22—尾管紧固螺钉；23—工作台弹簧力调节手轮；24—紧固螺钉。
附录C：合像水平仪简介
（见本书第10页、11页）略
23
互换性实验报告 互换性与测量技术实验报告
第五章 参考文献
1．杨思烈，余锴，形位公差与技术测量，辽宁人民出版社，1981
2．范德良，公差与技术测量，辽宁科学出版社，
24 1983
三 : 互换性与技术测量B张镭
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
卷（作业考核 线上）卷
学习中心： 院校学号： 姓名
（共 页）
一、是非题 （正确的在括号中画“√”，错误的画“×”）（每小题1分，共12分） 1.（√）不完全互换生产方式仅限于在部件或机器制造厂内部采用。 2.（×）优先选用基孔制是因为孔比轴难加工。
3.（√）公差带代号是由基本偏差代号和公差等级数字组成。
4.×）有相对运动的配合应选用间隙配合，无相对运动的配合均选用过盈配合。 5.（×）圆度的公差带形状是一个圆。
6.（√）当轴的端面对基准轴线有垂直度要求时，可以用全跳动公差来控制。 7.（×）零件尺寸精度要求越低，表面粗糙度数值越小
8.（×）轴用光滑极限量规的止规的最小实体尺寸应等于被测轴的最小实体尺寸。
9.（×）与滚动轴承内圈内径相配合的轴，和与外圈外径相配合的箱体孔，均应选用基孔制。 10.（×）矩形花键的定心方式有三种，即大径定心、小径定心和键侧定心。 11.（×）加工误差只有通过测量才能得到，所以加工误差实质上就是测量误差。 12.（√）圆度误差实质上就是回转体零件同一正截面轮廓半径变化量的最大值。 二、选择题（每小题1分，共10分）
1.本课程是从____?________角度分析和研究零件和机构。
?误差；?工艺；?标准化；?保证质量
2. 比较孔或轴的加工难易程度的高低是根据_____?_______。
?公差值的大小；?公差等级系数的大小；?标准公差因子；?基本尺寸的大小
课程名称: 互换性与技术测量 1
3.30E8／h8与?30E9／h9的_____?_______。
?最小间隙相同；?最大间隙相同；?平均间隙相同；?间隙变动范围相同
4.当相配孔、轴既要求对准中心，又要求装拆方便时，应选用______?______。
?A.间隙配合；?过盈配合；?过渡配合；?间隙配合或过渡配合
5. 形位公差带的形状决定于______?______。
?公差项目；?图样标注方法；?被测要素形状；?公差项目和图样标注方法。
?0.16. 孔的内径为?500mm
,当测得轴心线直线度误差为?0.012mm ，则孔内径尺寸最小只能为______?______才合格。
??50mm；??50.01mm；??50.112 mm；??49.988 mm
7.测量零件某一表面的粗糙度，规定评定长度包含三个取样长度，在三个取样长度内测量并经计算得到的Rz分别为19.2?m、18.4?m、19.4?m。则该表面的值Rz为 ? 。
?18.4；?19.4?m；?19.2?m；?19?m
8. 计量器具不确定度约为测量不确定度的______?______。
?0.45倍；?0.9倍；? 1/10；? 1/3。
9. 深沟球轴承外圈固定，内圈旋转，主要承受重力和由于安装偏心带来的离心力。在设计图样上该内圈与轴颈的配合采用较紧的配合，它决定于该内圈相对于负荷的方向___?_____。
?静止；?摆动；?旋转；?摆动和旋转
10. 单键联接的主要工作尺寸键宽b由_____?______确定。
?轮毂宽度；?轴的直径；?扭矩大小；?电机功率
三、简答题（每小题4分，共28分）
1.完全互换性与不完全互换性之间有什么区别?
答：1完全互换性是不经挑选和修配就能实现互换;
2不完全互换性是通过选择分组，组内零件实现互换。
2.配合分几大类？各类配合中孔和轴公差带的相对位置分别有什么特点？
答： 根据孔和轴公差带之间的位置关系，配合分三类：1 间隙配合中孔的公差带位于轴的公差带之上；2过盈配合中轴的公差带位于孔的公差带之上；3 过渡配合中孔的公差带与轴的公差带位置互相交叠。 课程名称: 互换性与技术测量 2
3.试比较圆柱面素线直线度和给定一个方向的直线度的公差带有何异同？
答：1 圆柱面素线直线度是在给定平面内的直线度，其公差带是在给定平面内，距离为公差值t的二平行直线之间的区域。
2给定一个方向的直线度的公差带是给定方向距离为公差t的二平行平面之间的区域
4.说明如下图所示的零件图被测要素所遵守的公差原则，公差边界及边界尺寸，并分析当实际尺寸为?29.985mm时，相应的形状或位置公差值是多少？
答：1 包容要求，最大实体边界，边界尺寸”￠30mm，当实际尺寸为￠29.985mm时相的轴线直线度公差值为￠0.015mm。
2 最大实体要求，最大实体实效边界，边界尺寸为￠30.02mm，当实际尺寸为￠29.985mm时，相应的同轴度公差值为￠0.035mm。
5.解释表面粗糙度参数上、下限值和最大、最小值的表达方法，并说明其含义。
答：1 表面粗糙度上限值或下限值要求在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数小于总数 的16%时，在图样上标注不需要特殊标注。
2 在表面粗糙度参数的最大值或者最小值要求在表面粗糙度的所有实测值中超过规定值时，在图样上标注时须将max或min标注在相应参数值之后。
6. 什么是位置要素？对工作量规的通规公差带为什么要规定位置要素？
答：1通规尺寸公差带中心到工件最大实体尺寸的距离称为位置要素z，
2 用通规检验工件时，要通过每一个被检合格件，磨损较多，为了延长量规的使用寿命，故规定位置要素。
课程名称: 互换性与技术测量 3
7. 解释如下标记的含义：
8×46H6×50H10×9H9 GB/T 1144-2001
答：外花键标记：键数8，内花键小径尺寸及公差带为46H6，大径尺寸及公差带为50H10，键宽尺寸及公差带9H9，GB/T 1144-2001为国家标准号。
四、计算题（10分）（每小题10分，共40分）
1.某基轴制配合中孔、轴的基本尺寸为?30mm，最大过盈为-0.035mm，最小过盈为-0.001mm，取孔公差为0.021mm，试计算孔和轴的极限偏差，并画出孔轴的尺寸公差带图解。
解：1轴es=0， ei=-0.013mm。孔ES=-0.014mm，EI=-0.035mm
2. 已知?18M8/h7中孔、轴的公差IT7=0.018mm,IT8=0.027mm，?18M8孔的基本偏差为+0.002mm, 试计算这个配合的极限间隙(或过盈), 并分别画出孔、轴的尺寸公差带图解。
解：1 Xmax=+0.025mm，Ymax=-0.02m
课程名称: 互换性与技术测量 4
3. 计算检验 ? 45N7
（已知：N7的基本偏差为
－0.008mm，IT7=0.025mm，量规的T=0.003mm，Z=0.004mm）
解：通规“T”:￠45
止规“Z”：￠45=0.027-0.0305或￠44.9725=0-0.003， =0.004
-0.0012或￠44.996=0-0.003
4.与 6309/P6 型滚动轴承(d=45mm,D =100mm，6 级精度) 配合的外壳孔的公差带代号为H6，标准公差IT6=22μm，其外圈单一平面平均外径的公差为13μm，试画出配合的尺寸公差带图，并计算出它们的极限间隙或过盈。
解：Ymax=-35 μm，Ymin=0 μm，过盈配合。
课程名称: 互换性与技术测量 5
五、标注题（10分）
1.将下列各项技术要求标注在下图中：
（1）2－φD2孔遵守包容原则，它们的圆度公差皆为0.005mm,表面粗糙度要求皆为Ra≤1.6μm。
（2）2－φD2孔轴线分别相对于它们的公共基准轴线的同轴度公差为0.01mm。
（3）φD1孔轴线相对于2－φD2孔公共基准轴线的垂直度公差为0.015mm。
（4）端面F的平面度公差为0.05mm，端面F对2－φD2孔公共基准轴线的垂直度公差为0.1mm。
课程名称: 互换性与技术测量 6
四 : 互换性与技术测量B张镭97
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
卷（作业考核 线上）卷
学习中心： 院校学号： 姓名
（共 页）
一、是非题 （正确的在括号中画“√”，错误的画“×”）（每小题1分，共12分） 1.（√）不完全互换生产方式仅限于在部件或机器制造厂内部采用。 2.（×）优先选用基孔制是因为孔比轴难加工。
3.（√）公差带代号是由基本偏差代号和公差等级数字组成。
4.（×）有相对运动的配合应选用间隙配合，无相对运动的配合均选用过盈配合。 5.（×）圆度的公差带形状是一个圆。
6.（√）当轴的端面对基准轴线有垂直度要求时，可以用全跳动公差来控制。 7.（×）零件尺寸精度要求越低，表面粗糙度数值越小
8.（×）轴用光滑极限量规的止规的最小实体尺寸应等于被测轴的最小实体尺寸。
9.（×）与滚动轴承内圈内径相配合的轴，和与外圈外径相配合的箱体孔，均应选用基孔制。 10.（×）矩形花键的定心方式有三种，即大径定心、小径定心和键侧定心。 11.（×）加工误差只有通过测量才能得到，所以加工误差实质上就是测量误差。 12.（√）圆度误差实质上就是回转体零件同一正截面轮廓半径变化量的最大值。 二、选择题（每小题1分，共10分）
1.本课程是从___?_________角度分析和研究零件和机构。
?误差；?工艺；?标准化；?保证质量
2. 比较孔或轴的加工难易程度的高低是根据___?_________。
?公差值的大小；?公差等级系数的大小；?标准公差因子；?基本尺寸的大小
3.30E8／h8与?30E9／h9的_____?_______。
?最小间隙相同；?最大间隙相同；?平均间隙相同；?间隙变动范围相同 4.当相配孔、轴既要求对准中心，又要求装拆方便时，应选用______?______。
?A.间隙配合；?过盈配合；?过渡配合；?间隙配合或过渡配合 5. 形位公差带的形状决定于______?______。
?公差项目；?图样标注方法；?被测要素形状；?公差项目和图样标注方法。 6. 孔的内径为?500
?0.1
mm
,当测得轴心线直线度误差为?0.012mm ，则孔内径尺寸最小只能为_____?_______才合格。
??50mm；??50.01mm；??50.112 mm；??49.988 mm
7.测量零件某一表面的粗糙度，规定评定长度包含三个取样长度，在三个取样长度内测量并经计算得到的
Rz分别为19.2?m、18.4?m、19.4?m。则该表面的值Rz为 ? 。
?18.4；?19.4?m；?19.2?m；?19?m
8. 计量器具不确定度约为测量不确定度的____?________。
?0.45倍；?0.9倍；? 1/10；? 1/3。
9. 深沟球轴承外圈固定，内圈旋转，主要承受重力和由于安装偏心带来的离心力。在设计图样上该内圈与轴颈的配合采用较紧的配合，它决定于该内圈相对于负荷的方向___?_____。 ?静止；?摆动；?旋转；?摆动和旋转
10. 单键联接的主要工作尺寸键宽b由_____?______确定。 ?轮毂宽度；?轴的直径；?扭矩大小；?电机功率
三、简答题（每小题4分，共28分） 1.完全互换性与不完全互换性之间有什么区别? 答：（1）完全互换性是不经挑选和修配就能实现互换； （2）不完全互换性是通过选择分组，组内零件实现互换。
2.配合分几大类？各类配合中孔和轴公差带的相对位置分别有什么特点？ 答：（1）根据孔和轴公差带之间位置关系，配合分三类； （2）间隙配合中孔的公差带位于轴的公差带之上； （3）过盈配合中轴的公差带位于孔的公差带之上；
（4）过渡配合中孔的公差带与轴的公差带位置相互交叠。
3.试比较圆柱面素线直线度和给定一个方向的直线度的公差带有何异同？
答：（1）圆柱面索线直线度是在给定平面内的直线度，其公差带是在给定平面内，距离为公差值t的两平行直线之间的区域。
（2）给定一个方向的直线度的公差带是在给定方向上距离为公差值t的两平行平面之间的区域。 4.说明如下图所示的零件图被测要素所遵守的公差原则，公差边界及边界尺寸，并分析当实际尺寸为
?29.985mm时，相应的形状或位置公差值是多少？
答：（a）包容要求，最大实体边界，边界尺寸Φ30mm，当实际尺寸为Φ29.985mm时，相应的轴线直线度公差值为Φ0.015mm。
（b）最大实体要求，最大实体实效边界，边界尺寸Φ30.02mm ，当实际尺寸为Φ29.985mm时，相应的同轴度公差值为Φ0.035mm。
5.解释表面粗糙度参数上、下限值和最大、最小值的表达方法，并说明其含义。
答：（1）表面粗糙度上限值或下限值要求在表面糟糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16%时，在图样上标注时不需特殊标注。
（2）表面粗糙度参数的最大值或最小值要求在表面粗糙度的所有实测值中不得超过规定值时，在图样上标注时须将max或min标注在相应参数值之后。
6. 什么是位置要素？对工作量规的通规公差带为什么要规定位置要素？ 答：（1）通规尺寸公差带中心到工件最大实体尺寸之间的距离称为位置要素z。
（2）用通规检验工件时，要通过每一个被检合格件，磨损较多，为了延长量规的使用寿命，故规定位置要素。
7. 解释如下标记的含义：
8×46H6×50H10×9H9 GB/T 1144-2001 答：8×46H6×50H10×9H9 GB/T 1144-2001
外花键标记：键数8，内花键小径尺寸及公差带为46H6大径尺寸及公差带为50H10，键宽尺寸及公差
带9H9，GB/T1144-2001为国家标准号。
四、计算题（10分）（每小题10分，共40分）
1.某基轴制配合中孔、轴的基本尺寸为?30mm，最大过盈为-0.035mm，最小过盈为-0.001mm，取孔公差为0.021mm，试计算孔和轴的极限偏差，并画出孔轴的尺寸公差带图解。 解：（1）轴es=0，ei=-0.013mm。孔ES=-0.014mm，EI=-0.035mm
+
0-
-14
-35
②
μm单位：
2. 已知?18M8/h7中孔、轴的公差IT7=0.018mm,IT8=0.027mm，?18M8孔的基本偏差为+0.002mm, 试计算这个配合的极限间隙(或过盈), 并分别画出孔、轴的尺寸公差带图解。 解: ①Xmax=+0.025mm，Ymax=-0.020mm
-+2
②
单位：μ
m
3. 计算检验 ? 45N7（已知：N7的基本偏差为－0.008mm，IT7=0.025mm，量规的T=0.003mm，Z=0.004mm）
0.02750
解：通规“ T ”： ?45?或?44.9725?0.0305?0.0030，
0.00400
止规“ Z ”： ?45?或?44.9960?0.0012?0.0030
+0-
μm单位：
4.与 6309/P6 型滚动轴承(d=45mm,D =100mm，6 级精度) 配合的外壳孔的公差带代号为H6，标准公差
IT6=22μm，其外圈单一平面平均外径的公差为13μm，试画出配合的尺寸公差带图，并计算出它们的极限间隙或过盈。
解：Ymax=-35μm，Ymin=0μm，过盈配合。
0-
五、标注题（10分）
1.将下列各项技术要求标注在下图中：
（1）2－φD2孔遵守包容原则，它们的圆度公差皆为0.005mm,表面粗糙度要求皆为Ra≤1.6μm。 （2）2－φD2孔轴线分别相对于它们的公共基准轴线的同轴度公差为0.01mm。 （3）φD1孔轴线相对于2－φD2孔公共基准轴线的垂直度公差为0.015mm。
（4）端面F的平面度公差为0.05mm
，端面F对2－φD2孔公共基准轴线的垂直度公差为0.1mm。
五 : 互换性与技术测量：互换性与技术测量-图书信息，互换性与技术测量-内容
互换性_互换性与技术测量 -图书信息
（www.61k.com）作 者：杨铁牛主编
出 版 社：电子工业出版社
出版时间：2010-6-1
版 次：1页 数：227字 数：384000印刷时间：2010-6-1开 本：16开纸 张：胶版纸印 次：1I S B N：9787121109492包 装：平装
互换性_互换性与技术测量 -内容简单介绍
本书根据“互换性与技术测量”课程学时压缩的情况，编写时尽量贯彻既完整全面又简洁实用的思想。其主要内容包括：互换性与标准化概论、圆柱体结合尺寸精度的控制与评定、测量技术基础、几何公差及检测、表面轮廓特征的控制与评定、典型零部件的几何精度设计、圆柱齿轮传动误差的评定与齿轮的精度设计、机械系统的精度设计和机械精度设计与实例分析。附录中还列出“常用词汇中英文对照”和若干工程示意图，书中所有工程实例可利用索引查找，并为任课教师免费提供电子课件。
本书是机械工程及其自动化专业的教学用书，也可以作为近机类专业如轻工机械、化工机械等专业的教学用书，同时可供科研及生产单位从事产品设计和计量测试等工作的工程技术人员使用。
互换性_互换性与技术测量 -1.图书信息
书 名: 互换性与技术测量互换性_互换性与技术测量 -2.图书信息
书 名: 互换性与技术测量互换性_互换性与技术测量 -3.图书信息
作者：邢闽芳本书是《高等学校应用型特色规划教材》系列教材之一，本书在编写中，结合了近年来教育改革成果和应用型本科教育的特点，将理论与实际应用紧密联系，实用性强。全书前后呼应，整体性强；采用了新的国家标准；表述独特、通俗易懂；便于自学。
全书共分8章，内容包括：绪论，轴和孔结合的极限与配合（其中包括滚动轴承公差与配合），测量技术基础，形状和位置公差及检测，表面粗糙度及其检测，光滑工件尺寸检测和量规设计，零件典型表面（键与花键、螺纹和丝杠、齿轮、圆锥等）的公差配合与检测，尺寸链。全书重点介绍了常见几何参数的精度设计方法和各类公差选择、标注、查表与解释以及几何量的常见检测方法和数据处理。
本书可以作为应用型本科院校机械设计、制造类专业的教材，也可作为成人教育学院、内授大学、电视大学、高等职业技术学院等机电类专业本科及专科的教材，还可以从事机械设计与机械制造的工程技术人员的参考用书。
第1章 绪论
1.1 机械产品的几何量精度设计概述
1.2 互换性及实现互换性的条件
1.3 本课程的性质与要求
1.4 本章实训
1.5 习题与练习
第2章 轴、孔结合的极限与配合
2.1 《极限与配合》基本概念
2.2 《极限与配合》国家标准的主要内容及规定
2.3 零件的尺寸精度和配合的设计
2.4 滚动轴承的精度和互换性
2.5 本章实训
2.6 习题与练习
第3章 测量技术基础
3.1 概述
3.2 测量误差及数据处理
3.3 本章实训
3.4 习题与练习
第4章 形状和位置公差及检测
4.1 概述
4.2 形状和位置公差及其功能要求
4.3公差原则
4.4 零件的形位精度设计
4.5 形状和位置误差的评定与检测
4.6 本章实训
4.7 习题与练习
第5章 表面粗糙度及其检测
5.1 概述
5.2 表面粗糙度的评定
5.3 表面精度设计——表面粗糙度的评定参数及其数值的选用
5.4 表面粗糙度符号、代号及其标注
5.5 表面粗糙度的检测
5.6 本章实训
5.7 习题与练习
第6章 光滑工件尺寸检测和量规设计
6.1 光滑工件尺寸检测
6.2 光滑极限量规设计
6.3 位置量规（综合量规）设计简单介绍
6.4 本章实训
6.5 习题与练习
第7章 零件典型表面的公差配合与检测
7.1 键与花键的公差配合与检测
7.2 螺纹的公差配合与检测
7.3 圆柱齿轮传动的精度与检测
7.4 圆锥结合的公差配合与检测
7.5 本章实训
7.6 习题与练习
第8章 尺寸链
8.1 概述
8.2 尺寸链的确立与分析
8.3 尺寸链的计算方法
8.4 本章实训
8.5 习题与练习
参考答案
互换性_互换性与技术测量 -4图书信息
互换性与技术测量书号：14627ISBN：7-111-14627-1作者：韩进宏主编印次：1-15责编：高文龙开本：16(B5)字数：​定价：￥21.00所属丛书：新世纪高校机电类规划教材装订：平出版日期：2010-11-16
互换性_互换性与技术测量 -5图书信息
书名：互换性与技术测量（第2版）
书号：9787302263326
作者：邢闽芳、房强汉、兰利洁
定价：32元
出版日期：2011-9-1
出版社：清华大学出版社
本书的编写结合了近年来教育改革成果和应用型本科教育的特点，将理论与实际应用紧密联系，实用性强。全书前后呼应，整体性强； 采用了最新颁布的国家标准，表述独特、通俗易懂； 便于自学。
全书共分8章，内容包括： 绪论，轴、孔结合的极限与配合（其中包括滚动轴承的精度和互换性），测量技术基础，几何公差及检测，表面粗糙度及其检测，光滑工件尺寸检测和量规设计，零件典型表面（键与花键、螺纹、齿轮、圆锥等）的公差配合与检测，尺寸链。全书重点介绍了常见几何参数的精度设计方法和各类公差选择、标注、查表与解释，介绍了几何量的常见检测方法和数据处理。
本书可以作为应用型本科院校机械设计、制造类专业的教材，也可作为成人教育学院、函授大学、电视大学、高等职业技术学院等机电类专业本科及专科的教材，还可作为从事机械设计与机械制造的工程技术人员的参考用书。
前言
“互换性与技术测量”是应用型高等院校机械类、仪器仪表类和机电结合类各专业重要的主干技术基础课程，是和机械工业发展紧密联系的基础学科。本教材切合当前教育改革需要，侧重培养适应21世纪现代工业发展要求的机械类高级应用技术型人才。
在机械产品的精度设计和制造过程中，如何正确应用相关的国家标准和零件精度设计的原则、方法进行机械产品的精度设计，如何运用常用的、现代的检测技术手段来保证机械零件加工质量是本课程教学的培养目标。
根据应用型本科院校机械类、仪器仪表类和机电结合类各专业的培养目标及对毕业生的基本要求，本书本着注重理论与实践紧密联系的原则，既保证了必要、足够的理论知识内容，又增强了理论知识的应用性、实用性； 既突出了常见几何参数及典型表面的公差要求的标注、查表、解释以及对几何量的常见检测方法和数据处理的内容，又适当地保证了对国家标准制订的基本原理的解释、分析。本书以实际例子，说明理论内容，尤其是重点化解难以理解的理论内容。为了满足教学和自学的需要，巩固和加深对有关内容的理解，本教材提供大量的实训、适量的习题。
随着经济技术的迅猛发展，国家标准也在不断更新和修订。为了保证先进性，本教材绝大部分依据最新国家标准进行编写。
本书由福建工程学院邢闽芳副教授主编，山东交通学院房强汉副教授和沈阳建筑大学兰利洁副教授任副主编。本书第1、2、4、6章由邢闽芳编写，第7章由房强汉编写，第3、5、8章由兰利洁编写。参加编写工作的还有： 山东交通学院刘泽深、吴承格。全书由邢闽芳统稿和定稿。
由于编者水平有限，时间仓促，书中难免有不足和错漏之处，恳请读者批评指正。
编者
2011年7月
第1章绪论
1.1机械产品的几何量精度设计概述
1.1.1机械产品的几何量精度设计
1.1.2机械产品的几何量精度设计实例
1.2互换性及实现互换性的条件
1.2.1互换性概述
1.2.2实现互换性的条件——公差标准化和技术测量
1.3本课程的性质与要求
1.3.1本课程的性质
1.3.2本课程的基本要求
习题
第2章轴、孔结合的极限与配合
2.1极限与配合基本概念
2.1.1轴和孔
2.1.2尺寸
2.1.3尺寸偏差和公差
2.1.4配合
2.2国家标准《极限与配合》的主要内容及规定
2.2.1极限制
2.2.2配合制
2.2.3一般公差——未注公差的线性和角度尺寸的公差
2.3零件的尺寸精度和配合的设计
2.3.1基准配合制的选择
2.3.2尺寸公差等级的选择
2.3.3配合的选择
2.4滚动轴承的精度和互换性
2.4.1滚动轴承简单介绍
2.4.2滚动轴承的精度规定
2.4.3滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择
2.4.4滚动轴承配合的精度设计实例
本章实训
习题
第3章测量技术基础
3.1概述
3.1.1测量与检验的概念
3.1.2计量单位与长度基准
3.1.3长度量值传递系统
3.1.4量块及其应用
3.1.5计量器具和测量方法的分类
3.2测量误差及数据处理
3.2.1概述
3.2.2测量误差的种类及特性
3.2.3测量数据的处理
本章实训
习题
第4章几何公差及检测
4.1概述
4.1.1几何要素及其分类
4.1.2几何误差对零件的使用功能的影响
4.1.3几何公差项目及其符号
4.1.4几何公差的标注方法
4.1.5几何公差带的概念
4.2几何误差的评定与检测规定
4.2.1几何误差及其评定
4.2.2基准的建立和体现
4.2.3几何误差检测原则及检测方案
4.3公差原则
4.3.1概述
4.3.2独立原则
4.3.3包容要求
4.3.4最大实体要求
4.3.5最小实体要求
4.3.6可逆要求
4.4零件几何精度设计
4.4.1几何公差项目的选择
4.4.2几何公差基准的选择
4.4.3公差原则的选择
4.4.4几何公差等级的选择
4.4.5几何精度设计应用实例
本章实训
习题
第5章表面粗糙度及其检测
5.1概述
5.1.1表面粗糙度的概念
5.1.2表面粗糙度对零件使用性能的影响
5.2表面粗糙度的评定
5.2.1基本术语和定义
5.2.2表面粗糙度的评定参数
5.3表面粗糙度的评定参数及其数值的选用
5.3.1评定参数的选用
5.3.2评定参数值的选用
5.4表面粗糙度的符号、代号及其标注
5.4.1表面粗糙度的符号、代号
5.4.2表面粗糙度要求的图样标注
5.4.3表面粗糙度要求的简化注法
5.5表面粗糙度的检测
5.5.1检测的基本原则
5.5.2测量方法
本章实训
习题
第6章光滑工件尺寸检测和量规设计
6.1光滑工件尺寸检测
6.1.1光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限
6.1.2计量器具的选择
6.2光滑极限量规设计
6.2.1光滑极限量规的作用和分类
6.2.2光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
本章实训
习题
第7章零件典型表面的公差配合与检测
7.1键与花键的公差配合与检测
7.1.1键联结的公差配合与检测
7.1.2矩形花键联结的公差配合与检测
7.2螺纹的公差配合与检测
7.2.1概述
7.2.2普通螺纹的公差配合
7.2.3普通螺纹的检测
7.3圆柱齿轮传动的精度与检测
7.3.1概述
7.3.2单个齿轮的评定指标及检测
7.3.3渐开线圆柱齿轮精度标准
7.3.4齿轮副的精度和齿侧间隙
7.3.5圆柱齿轮的精度设计
7.3.6齿轮精度检测
7.4圆锥结合的公差配合与检测
7.4.1圆锥配合的分类和基本参数
7.4.2圆锥公差
7.4.3圆锥配合
7.4.4圆锥的公差注法
7.4.5锥度与圆锥角的检测
本章实训
习题
第8章尺寸链
8.1概述
8.1.1尺寸链的定义
8.1.2尺寸链的组成
8.1.3尺寸链的种类
8.2尺寸链的确立与分析
8.2.1尺寸链的确立
8.2.2尺寸链的分析及尺寸链计算要解决的问题
8.3尺寸链的计算方法
8.3.1极值法(完全互换法)
8.3.2统计法(概率法或大数法)
8.3.3分组法
本章实训
习题
参考文献
互换性与技术测量（第2版）
第1章绪论
本章要点及学习指导
（1) 机械产品的精度设计是机械设计与制造中重要的环节之一，设计是否正确、合理，对机械产品的使用性能和制造成本、对企业生产的经济效益和社会效益都有着重要的影响。
（2) 通过“机床——小型立式台钻”实例分析，结合学习的“机械制图”、“机械设计”等课程，了解机械产品精度设计的基本内容，明确精度设计的任务。
（3) 了解在机械产品的制造、装配和使用过程中，一般遵循“互换性”原则的理由。
（4) 掌握互换性概念的基本内容、互换性的作用、互换性的种类及其应用。
（5) 掌握实现互换性的条件——公差标准化和测量技术的基本内容。
（6) 了解公差标准化应用实例——标准尺寸的应用。
（7) 明确本课程的性质与基本要求。
1.1机械产品的几何量精度设计概述
本节介绍机械产品的几何量精度设计的基本概念和基本任务。
1.1.1机械产品的几何量精度设计
机械产品(如： 各类机器设备——机床、各类机构——减速器及其他传动装置及各类机械产品)设计通常除了进行机械产品的总体开发、方案设计、运动设计、结构设计、强度和刚度设计计算之外，还必须进行机械产品的精度设计。而几何量精度设计是机械产品的精度设计中的重要内容。几何量精度设计是否正确、合理，对机械产品的使用性能和制造成本，对企业生产的经济效益和社会效益都有着重要的影响，有时甚至起决定性作用。
1. 几何量精度设计的基本概念
机械产品的几何量精度设计是指按照机械产品的使用功能要求和机械加工及检测的经济合理的原则，对构成机械产品的零部件的配合部位确定配合性质； 确定各个零件上各处的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量以及零件上典型表面精度； 确定机械产品在轴向上的定位精度（涉及尺寸链计算和确定轴向尺寸公差)等。
2. 几何量精度设计的任务
机械产品的几何量精度设计的主要任务如下：
(1) 在机械产品的总装配图和部件装配图上，确定各零件配合部位的配合代号和其他技术要求，并将配合代号和相关要求标注在装配图样上。
(2) 确定组成机械产品的各零件上各处尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度要求以及典型表面（如： 键、圆锥、螺纹、齿轮等)公差要求等内容，并在零件图样上进行正确标注。
1.1.2机械产品的几何量精度设计实例
以小型机床——立式台钻主轴部件的几何量精度设计为例，具体说明“几何量精度设计”的主要内容。
如图1.1所示是台钻主轴部件的装配示意图。台钻主轴部件主要由主轴箱、主轴、齿条套筒、齿轮轴、花键套筒、皮带轮（塔轮)、轴承、挡圈、端盖、键、密封圈、螺母等零件组成。
1. 台钻的基本工作原理
如图1.1所示，台钻主轴部件的工作原理是由电动机带动皮带轮经三角带传至主轴皮带轮和花键套筒，再经花键传动至主轴，并使与主轴联结的钻头旋转。花键套筒上的皮带轮为5级塔轮，变换V形胶带在塔轮上的级位，可获得五种转速，达到变速要求。
2. 台钻的几何量精度设计的主要内容
(1) 在台钻主轴部件的装配图样中，确定其各零件之间配合部位的配合代号或其他技术要求，并进行图样标注，注出相关的技术要求。
(2) 经过尺寸链计算，确定主轴上各零件轴向尺寸及其公差，以保证它们在轴向上的定位要求。
(3) 在台钻的各零件图中，确定各处尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度要求、键与键槽的公差以及齿轮齿面公差要求等，并进行图样标注，注出相关的技术要求。
台钻主轴部件装配示意图、花键套筒和箱体的零件示意图如图1.1、图2.17、图2.23所示。
3. 台钻零件加工、部件装配和台钻使用过程中遵循的原则
1) 台钻零件的加工、部件装配过程
由图1.1可知，台钻由多种零件组成，有轴承、键、弹性挡圈、弹簧、螺母等标准件或通用件，有箱体、主轴、齿条套筒、花键套筒、齿轮轴、压紧螺母和挡圈等非标准件，还有密封圈、油毛毡等非金属标准件等。这些零件由不同工厂、不同车间、不同工人生产，如： 轴承是由专业化的轴承制造厂家制造； 键、螺母、弹性挡圈、弹簧、密封圈等由专业化的标准件厂生产； 非标准件由一般的机械制造厂加工制造。当这些零件加工合格后，都汇聚到台钻的装配车间。当装配一定批量的台钻时，为了提高装配效率，在装配车间的装配线上，各个装配工位按照一定的节拍进行装配。装配工人在一批相同规格的零件中不经选择、修配或调整地任取其中1个零件就能装配在一起，最后装配成一台满足预定使用功能要求的台钻。
2) 台钻的使用及修配过程
当台钻使用一段时间后，其中一些易损件，如： 轴承中的滚动体——滚珠、密封圈、齿轮齿面等容易磨损。当磨损到一定程度，就会影响台钻的使用功能。这时要求迅速更换易损件，使台钻尽快修复，从而保证台钻尽早可靠地正常工作。
由台钻的加工、装配和使用过程可知，只有台钻中的零件具有相互更换的性能，才能满足快速装配和修配的要求。零件 “相互更换”的性能称为几何量“互换性”，简称“互换性”。它是全球化、专业化、协作生产机械产品中一般要遵循的原则。
1.2互换性及实现互换性的条件
随着机械行业的发展和科学技术的提高，经济市场需要各式各样物美价廉的机械电子产品。而组成这些技术装备和机械电子产品的各个零（部)件，在现代化的机械产品的设计、制造和使用过程中，普遍遵守1个原则——“互换性”原则。
1.2.1互换性概述
1. 互换性
所谓“互换性”是指在机械产品装配时，从制成的同一规格的零（部)件中任意取一件，不需进行任何辅助工作（挑选、调整或修配等)，就能与其他零（部)件安装在一起而组成一台机械产品，并且达到预定的使用功能要求。
2. 互换性的作用
互换性的作用主要体现在以下三个方面。
(1) 在设计方面： 能最大限度地使用标准件，因此可以简化绘图和计算工作量，使设计周期缩短，有利于机械产品更新换代和计算机辅助设计技术的应用。
(2) 在制造方面： 有利于组织专业化生产，使用专用设备和计算机辅助制造（CAM）技术。
(3) 在使用和维修方面： 便于及时更换已经丧失使用功能的零（部)件，对于某些易损件可以提供备用件，这样既可以及时维修，缩短停机时间，又减少维修成本。
互换性在提高机械产品质量和可靠性、提高企业经济效益等方面均具有重大意义。但是，互换性原则未必适用于所有的机械产品，有的零（部)件就采用单配制，零（部)件就不具有互换性，但也有公差和检测要求。
3. 互换性的种类
(1) 按互换的范围，可以将互换性分为完全互换（也称绝对互换)和不完全互换（也称有限互换)。
在同一规格的零（部)件中，经过分组，在组内具有互换性，此类型称为不完全互换。
例如滚动轴承，其外圈外径和箱体孔直径的配合尺寸以及内圈内径和轴颈直径的配合尺寸（图1.1中?52JS7和?25j6等)均采用完全互换； 轴承内、外圈滚道的直径与滚动体直径的结合尺寸，因其装配精度很高，则采用分组互换，即不完全互换。
(2) 对于标准部件或非标准机构来讲，互换性又可分为外互换和内互换。
外互换是指标准部件与机构之间配合的互换性。例如： 轴承与轴颈、箱体孔直径的配合尺寸（图1.1中?52JS7和?25j6)属于外互换。
内互换是指标准部件内部各零件之间的互换性。例如，滚动轴承内、外圈的滚道直径与滚动体直径的结合尺寸为内互换。
1.2.2实现互换性的条件——公差标准化和技术测量
1. 几何量公差及其标准化
机械产品的零（部)件具有互换性，也就是说： 相互更换的2个相同规格的零（部)件，其几何参数——尺寸、形状、位置以及表面微观形状等应一致。
在零件的加工过程中，由于各种因素（机床误差、刀具误差、切削变形、切削热、刀具磨损等)的影响，使零件的几何参数不可避免地存在误差，因此，无法将一批相同规格的零件制成完全一致，或者说，无法将零件的几何参数加工成绝对准确。
从满足零件的互换性要求和机械产品的使用性能出发，也不要求将零件制造得绝对准确。只要求将零件的几何参数误差控制在一定范围内，即制成的一批相同规格的零（部)件的几何参数具有一致性。
这个允许零件几何参数变动的范围称为几何量公差。
1) 几何量公差
几何量公差包括： 尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度要求以及典型表面（如：
键、圆锥、螺纹、齿轮等)公差。
2) 公差标准化
简单说，公差标准化是指几何量的公差应在一定范围内进行规范、统一，并要求相关制造企业和管理机构遵照执行。
在现代化生产中，标准化是项重要的技术措施。因为某一机械产品的制造，往往涉及地区内、国内许多制造厂家和有关部门，甚至还要进行国际间协作。如果没有在一定范围内共同遵守的技术标准，就不能达到“互换性”要求。
所谓标准是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件。
标准分类： 我国按标准使用的范围分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。
3) 公差标准化应用实例
公差标准化实例很多。例如，图1.1所示的配合尺寸都应进行标准化，这个经过标准化的尺寸称为标准尺寸，即尺寸数值应按优先数选取。
国家标准GB/T 321—1980《优先数和优先数系》规定十进制等比数列为优先数系，并规定了四个基本系列，分别用符号R5，R10，R20和R40来表示，并依次称为R5系列、R10系列、R20系列和R40系列。R80系列为补充系列。
优先数系R5，R10，R20和R40公比q分别是510，1010，2010和4010，它们的1～10常用数值见表1.1。
表1.1优先数系列公比和1～10的常用值
优先数系列公比q1～10的常用值
R5系列q5=510≈1.61.001.602.504.006.3010.00
R10系列q10=1010≈1.25
1.001.251.602.002.503.15
4.005.006.308.0010.00
续表
优先数系列公比q1～10的常用值
R20系列q20=2010≈1.12
1.001.121.251.401.601.802.002.24
2.502.803.153.554.004.505.005.60
6.307.108.009.0010.00
R40系列q40=4010≈1.061.001.061.121.181.251.321.401.50
1.601.701.801.902.002.122.242.36
2.502.652.803.003.153.353.553.75
4.004.254.504.755.005.305.606.00
6.306.707.107.508.008.509.009.50
10.00
从表1.1中可知： R5系列的常用值中包含在R10系列的常用值之中； R10系列的常用值中包含在R20系列的常用值之中； 由此类推，等等。
四个基本系列的小于1和大于10的常用数可按照十进制向两端进行扩展，如： 在R5系列中，大于10的常用数为10，16，25，40，63，100，…。
优先数系具有一系列的优点： 相邻两项的相对差相同，疏密适当，前后衔接不间断，简单易记，运用方便。工程技术人员应在一切标准化领域中尽可能地采用优先数系列中的优先数，以达到对各种技术参数协调、简化和统一的目的。
为了满足技术与经济的要求，应当按照R5，R10，R20，R40的顺序，优先选用公比较大的基本系列，而且允许采用补充系列——R80系列。
在确定零件的尺寸时，应尽量地采用优先数系的常用值。如图1.1所示台钻的设计中，经力学计算，得出主轴的最小直径为16.98mm，则该处直径的公称尺寸按优先数系取值，即该处直径的公称尺寸应为17mm（为R40系列)。
优先数还应用于IT6～IT18的公差等级系数α值之中，见表2.3。
此外，在几何量精度设计中均应采用最新颁布的几何量公差等国家标准，实现在全国范围内的公差标准化。
2. 技术测量
在机械产品的几何量精度设计之后，工人按照零件图上的各项要求进行加工。各个零件完工之后，须采用适当的计量器具、正确的测量方法和数据处理方法对零件进行检测，从而判断零件是否达到零件图纸上各公差标准的要求。只有将真正符合标准要求的零（部)件装配成机械产品，才能使机械产品发挥设计时规定的使用功能，其零（部）件才能具有互换性。计量器具、检测方法和手段等构成技术测量，技术测量是保证实现互换性的重要手段。
对工件进行检验和测量（简称检测），其目的不仅在于仲裁零件是否合格，而且还要根据检测结果，分析产生废品的原因，以便减少废品，最终消除废品，降低制造成本。
要使检测的结果准确可靠，必须在计量上保证长度计量单位的统一，并在全国范围内规定严格的量值传递系统以及相应的测量方法，制定有关计量器具、测量方法和数据处理的规定，以保证必要的检测精度，最终确保零（部）件具有互换性。
综上所述，机械产品的几何量精度设计及其检测是保证企业生产的机械产品质量与制造成本的2个重要的技术环节。
1．3本课程的性质与要求
〖*4/5〗1.3.1本课程的性质
“互换性与技术测量”课程是高等工科应用型本科院校机械类各专业（包括车辆、材料、仪表仪器等专业）的一门重要的技术基础课程，是联系机械设计与后续机械加工工艺等课程的纽带，是从专业基础课学习过渡到专业课程学习的桥梁。
1.3.2本课程的基本要求
学习者在学习本课程之前，应具有一定的理论知识和初步的机械制造生产实践知识。在完成本课程的学习任务以后，应达到以下基本要求：
(1) 建立几何参数互换性与标准化的概念。
(2) 认识有关几何参数公差标准的基本内容和主要规定。
(3) 初步掌握选用国家标准规定的各几何参数公差与配合； 在机械产品的装配图和零
件图样上，按常见几何参数公差与配合的要求正确标注，会解释和查用有关标准。
(4) 会正确选择、使用在机械制造现场中常用的计量器具，能对一般的、常见的几何
量进行综合检测和数据处理，并作出合格性的正确判断。
(5) 会设计光滑极限量规。
本书为了强化应用能力的学习，每章均有实例应用，将理论知识与几何量精度设计有机地结合在一起，使学习者更容易理解理论知识。本书突出教学重点和教学的基本点，使学习者在有限的学习时间内，掌握必要的内容，达到基本要求。
习题
1. 填空题
(1) “互换性”是指在机械产品装配时，从制成的同一规格的零（部）件中，不需进行任何辅助工作（等），就能与其他零（部）件安装在一起而组成一台机械产品，并且达到预定的要求。
(2) 按互换的范围，可以将互换性分为和 。
对于标准部件或非标机构来讲，互换性又可分为和。
(3) 实现互换性的条件有和。
(4) 在确定轴类零件上轴径基本尺寸时，应按取值。
(5) R5数系的公比为，每逢项,数值增大到10倍。
(6) R40系列10～100的常用值。
(7) 20～100W系列的日光灯，该系列的符号为。
2. 选择题
(1) IT6～IT18标准公差的计算公式为 10i,16i,25i,40i,64i,100i,160i,250i,……，公差单位i前的公差等级系数约为（)系列的常用数值。
A. R5B. R10C. R20D. R40
(2) 螺纹公差的等级自3级起，其公差等级系数为0.50，0.63，0.80，1.00，1.25，1.60，2.00，它们属于（）优先数的系列。
A. R5B. R10C. R20D. R40
(3) 下列优先数系中，（）为基本系列。
A. R5B. R10C. R80D. R40
3. 简答题
(1) 机械产品的零（部) 件是否具有“互换性”的意义？
(2) 为什么技术测量是实现互换性的重要手段？
(3) 本课程的性质和要求是什么？
第2章轴、孔结合的极限与配合
第2章轴、孔结合的极限与配合
本章要点及学习指导
(1) 通过图1.1台钻的尺寸精度设计实例，介绍如何根据台钻的使用功能要求设计、
确定组成台钻的各零件之间的配合和零件上各相关尺寸公差的方法。学会在机械产品的装配图和零件图上正确标注的方法，这是机械类工程技术人员最基本的能力之一。
（2） 介绍在机械产品的几何量精度设计中，与尺寸公差、配合关系密切的国家最新颁布的标准——《极限与配合》的基本内容，简要介绍标准的构成及其原理。
（3） 重点介绍应用《极限与配合》的基本方法、步骤，使学习者初步掌握机械产品的零件尺寸公差和配合的设计方法和具体要求。
涉及极限与配合的最新国家标准有：
GB/T 1800.1—2009 《产品几何技术规范（GPS) 极限与配合 第1部分： 公差、偏差和配合的基础》
GB/T 1800.2—2009 《产品几何技术规范（GPS) 极限与配合 第2部分： 标准公差等级和孔、轴极限偏差表》
GB/T 1801—2009 《产品几何技术规范（GPS) 极限与配合公差带和配合的选择》
GB/T 1804—2000 《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》
GB/T 4458.5—2003 《机械制图尺寸公差与配合注法》
2.1极限与配合基本概念
由图1.1台钻主轴部件装配图可知： 各零件之间多处反映了轴与孔的结合。轴与孔结合在机械制造中应用广泛。
2.1.1轴和孔
在图1.1台钻花键套筒上，?24轴和皮带轮孔配合，此轴上还有宽度尺寸为4mm的键槽与键配合，它们都是轴和孔的配合。其中，1个配合表面是圆柱面，另1个是两平行平面，这就涉及1个概念： 狭义的轴、孔和广义的轴、孔。
1. 狭义的轴和孔
狭义的轴指工件的圆柱形外表面，狭义孔指工件的圆柱形内表面。轴为被包容面，而孔为包容面。如图1.1所示，花键套筒上?24轴被皮带轮孔包容，它们是狭义的轴和孔。
2. 广义的轴和孔
广义的轴指由单一尺寸确定的外表面。如键由单一尺寸——宽度b确定的两平行平面组成外表面。轴是被包容面，如图2.1(a)所示，键被键槽包容。
广义的孔指由单一尺寸确定的内表面。如： 键槽由单一尺寸——宽度b确定的两平行平面组成内表面，键槽是孔。键槽指轴键槽（见图2.1(b)）和毂键槽（见图2.1(c)），它们包容键。
图2.1键与键槽
（a) 键与轴键槽、毂键槽的配合； (b) 轴键槽； (c) 毂键槽
图2.2方轴与方孔
(a) 方孔； （b) 方轴
又如： 在图2.2中，若方轴的宽度a等于方孔的宽度A，方轴的高度b等于方孔的高度B。当方轴放入方孔中，则组成两组轴与孔的结合。它们都是广义的轴和孔。
2.1.2尺寸
尺寸指以特定单位表示线性尺寸的数值。
特定单位指在机械制图中，图样上的尺寸通常以mm（毫米) 为单位。当单位为mm时，在标注时常将单位省略，仅标注数字。但单位不是mm时，应标注数字和单位。
尺寸包括长度、直径、宽度、高度、深度和中心距等。
1. 公称尺寸（轴d、孔D)
公称尺寸指由图样规范确定的理想形状要素的尺寸，且是按优先数系列选取的尺寸。即公称尺寸应是标准尺寸，它是理论值。公称尺寸可以是整数或1个小数值。
图2.17中，直径?25、轴长55、键槽宽4等均为公称尺寸。
2. 局部尺寸（轴da、孔Da)
局部尺寸指通过测量获得的尺寸。
提取组成要素的局部尺寸指一切提取组成要素上两对应点之间距离。
提取圆柱面的局部尺寸指要素上两对应点之间的距离。其中，两对应点之间的连线通过拟合圆圆心； 横截面垂直于由提取表面得到的拟合圆柱面的轴线。
两平行提取表面的局部尺寸指两平行对应提取表面上两对应点之间的距离。其中，所有对应点的连线均垂直于拟合中心平面； 拟合中心平面是由两平行提取表面得到的两拟合平行平面的中心平面（两拟合平行平面之间的距离可能与公称距离不同)。
互换性_互换性与技术测量 -6图书信息
书名：互换性与技术测量
本书按教学规律阐述了机械零部件的互换性和检测技术的基础知识，介绍了几种典型机械零件公差与配合的基本原理和方法以及国家标准在设计中的应用。全书共分10章，第1章阐述互换性的基本概念；第2～4章阐述极限与配合、形状和位置公差、表面粗糙度等机械零件公差与配合的基础知识；第5～7章阐述滚动轴承、键和花键、圆柱齿轮等典型零件的精度设计基础知识；第8、9章阐述测量技术的基础知识；第10章阐述机械零件精度设计；附录中阐述本书的一些相关实验。本书各章附有相关的复习与思考，以配合教学的需要，也便于读者自学。
本书按照2007年底前颁布的国家标准编写，内容新颖，实用性强。适用于高等工科院校机械类和近机械类各专业的课程教学，也可供从事机械设计、制造、标准化和计量测试等工作的各类工程技术人员参考使用。
互换性与技术测量的发展与机械工业的发展密切相关，本课程因近代工业互换性生产的发展而产生，主要研究如何以公差、检测、标准来保证实现互换性生产。目前，互换性与技术测量课程已成为高等工科院校机械类和近机械类各专业必修的主干技术基础课程。它不仅将标准化领域的有关部分结合在一起，还涉及机械设计、机械制造、质量控制、生产组织管理等许多内容。
本书共分10章，主要围绕公差配合（第1～7章）与技术测量（第8～10章)2个方面展开，采用最新的国家标准，结合编者多年的实践经验和教学心得，并参考了许多同类教材编写而成。本书适用面广，教师可根据具体情况进行教学内容的取舍。
本书公差配合部分的描述依据教学大纲基本要求，侧重于阐述和解释国家工业基础标准以及标准的应用，力求语言简练，条理清楚。同时较详细地讲述了各种测量方法和测量器具，并给出了大量的应用实例，尽可能做到理论与实践相结合。全书各章后面设置了复习与思考，以配合教学需要，也便于读者自学。
本书由周玉凤和杜向阳担任主编，金全意担任副主编。周玉凤编写第1～4章和第6章，金全意编写第5章，杜向阳编写第7～10章。
由于编者的水平、时间有限，书中难免存在错误和不当之处，恳请广大读者批评指正。
编 者
2008年12月
1 绪论1
1.1 互换性概述1
1.1.1 互换性的概念1
1.1.2 互换性的分类及其在机械制造中的作用1
1.1.3 实现互换性的条件2
1.2 标准与标准化3
1.2.1 标准的级别3
1.2.2 标准的种类4
1.3 优先数和优先数系4
1.4 测量技术的重要性7
1.5 本课程的性质与任务7
复习与思考8
2 极限与配合9
2.1 几何参数误差的种类9
2.2 极限与配合的基本术语和定义9
2.2.1 孔与轴的定义9
2.2.2 有关尺寸的术语定义10
2.2.3 有关偏差、公差的术语定义11
2.2.4 有关配合的术语定义13
2.3 标准公差和基本偏差系列17
2.3.1 标准公差系列17
2.3.2 基本偏差系列19
2.4 公差带和配合的表示方法及其图样标注25
2.4.1 公差带和配合的表示方法25
2.4.2 公差带和极限偏差在零件图中的标注25
2.4.3 配合在装配图中的标注28
2.5 一般、常用和优先的公差带与配合29
2.5.1 一般、常用和优先的公差带29
2.5.2 常用和优先配合29
2.6 线性尺寸的一般公差31
2.6.1 一般公差的概念31
2.6.2 线性尺寸的一般公差31
2.7 极限与配合的选用32
2.7.1 配合基准制的选择32
2.7.2 公差等级的选择33
2.7.3 选择配合的一般原则35
复习与思考39
3 形状和位置公差40
3.1 概述40
3.1.1 形位公差的研究对象40
3.1.2 形位公差的特征项目及符号41
3.1.3 基准和基准体系42
3.1.4 形位公差带的概念43
3.2 形位公差的基本标注方法44
3.2.1 形位公差代号44
3.2.2 被测要素的标注方法45
3.2.3基准要素的标注方法47
3.3 形位公差带48
3.3.1 形状公差与公差带48
3.3.2 形状或位置公差与公差带50
3.3.3 位置公差与公差带50
3.4 公差原则56
3.4.1 独立原则57
3.4.2 相关要求57
3.5 形位公差的选择68
3.5.1 形位公差项目的选择68
3.5.2 基准的选择69
3.5.3 形位公差值的选择69
3.5.4 公差原则的选择74
3.6 形状与位置公差未注公差值的规定74
复习与思考76
4 表面粗糙度78
4.1 表面结构78
4.2 表面粗糙度的概念79
4.2.1 表面粗糙度的定义79
4.2.2 表面粗糙度对零件机械性能的影响79
4.3 表面粗糙度的评定80
4.3.1 基本术语80
4.3.2 评定参数83
4.4 表面粗糙度参数值及其选用85
4.4.1 评定参数的选择85
4.4.2 评定参数值的选择85
4.5 表面粗糙度的标注88
4.5.1 表面粗糙度的符号及代号89
4.5.2 各项参数、符号的注写位置89
4.5.3 表面粗糙度的标注方法及实例92
复习与思考92
5 滚动轴承的公差与配合93
5.1 概述93
5.1.1 滚动轴承的组成和类型93
5.1.2 滚动轴承的安装形式94
5.2 滚动轴承的精度等级及应用94
5.3 滚动轴承内径与外径的公差带及其特点95
5.4 滚动轴承与轴和壳体的配合97
5.4.1 轴颈和外壳孔的公差带97
5.4.2 滚动轴承配合的选择99
5.5 配合表面及端面形位公差和表面粗糙度103
复习与思考105
6 键和花键的公差与配合106
6.1 平键公差与配合106
6.1.1 平键和键槽配合尺寸的公差带与配合种类106
6.1.2 平键和键槽非配合尺寸的公差带108
6.1.3 键槽的形位公差108
6.1.4 平键和键槽的表面粗糙度108
6.1.5 键槽尺寸和公差在图样上的标注 108
6.2 矩形花键109
6.2.1 矩形花键的基本尺寸109
6.2.2 矩形花键连接的几何参数和定心方式110
6.2.3 矩形花键连接的公差与配合111
6.2.4 矩形花键连接的形位公差和表面粗糙度112
6.2.5 矩形花键连接的标记114
复习与思考114
7 圆柱齿轮公差与配合应用115
7.1 齿轮传动的使用要求115
7.2 齿轮加工误差116
7.3 圆柱齿轮传动精度的评定指标119
7.3.1 传递运动准确性的评定指标119
7.3.2 传动平稳性的评定指标124
7.3.3 载荷分布均匀性的检测项目128
7.3.4 影响侧隙的单个齿轮因素及其检测130
7.4 齿轮副精度的评定指标131
7.5 图样标注134
7.6 圆柱齿轮传动精度设计134
7.6.1 圆柱齿轮精度等级确定134
7.6.2 齿轮误差检验组的选择137
7.6.3 齿轮副精度设计138
7.6.4齿坯精度和齿轮各表面粗糙度139
复习与思考140
8 几何量测量142
8.1 概述142
8.1.1 测量的基本概念142
8.1.2 基准与量值传递142
8.2 量块的基础知识144
8.2.1 量块的分级144
8.2.2 量块的分等145
8.3 测量器具的测量方法146
8.3.1 测量器具146
8.3.2 测量方法147
8.3.3 度量指标148
8.4 测量误差及数据处理149
8.4.1 测量误差与精度149
8.4.2 各类测量误差的处理152
8.4.3 测量结果的数据处理157
复习与思考159
9 光滑极限量规161
9.1 光滑极限量规作用与分类161
9.2 光滑极限量规的公差162
9.3 量规设计165
9.3.1 量规形式的选择165
9.3.2 量规极限尺寸的计算165
9.3.3 量规的技术要求167
复习与思考168
10 机械零件精度设计169
10.1 概述169
10.2 轴类零件的精度设计170
10.2.1 尺寸公差的确定172
10.2.2 形位公差的确定172
10.2.3 表面粗糙度的确定174
10.2.4 轴类零件精度设计与标注实例175
10.3 齿轮类零件精度设计175
10.3.1 齿坯精度设计175
10.3.2 齿轮啮合精度设计176
10.3.3 齿轮精度设计实例176
10.4 箱体类零件精度设计178
10.4.1 油缸体精度设计实例178
10.4.2 拨动叉几何精度设计实例179
10.4.3 减速箱体几何精度设计实例180
复习与思考182
附录A 表面粗糙度试验183
A1 比较法检测表面粗糙度183
A2光切显微镜检测表面粗糙度185
A3 干涉显微镜检测表面粗糙度188
A4 表面粗糙度检查仪检测表面粗糙度191
附录B 圆柱齿轮检测实验197
B1 径向跳动检查仪检测齿圈径向跳动197
B2 周节仪检测齿距偏差和齿距累积误差199
附录C 轴类和箱体类零件的综合性检测实验204
C1 箱体形位误差的测量205
C2 精密心轴的测量205
附录D 齿轮设计性试验208
参考文献210
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