互換性與技術測量

本書按教學規律闡述了機械零部件的互換性和檢測技術的基礎知識，介紹了幾種典型機械零件公差與配合的基本原理和方法以及國家標準在設計中的應用。全書共分10章，第1章闡述互換性的基本概念；第2～4章闡述極限與配合、形狀和位置公差、表面粗糙度等機械零件公差與配合的基礎知識；第5～7章闡述滾動軸承、鍵和花鍵、圓柱齒輪等典型零件的精度設計基礎知識；第8、9章闡述測量技術的基礎知識；第10章闡述機械零件精度設計；附錄中闡述本書的一些相關實驗。本書各章附有相關的複習與思考，以配合教學的需要，也便於讀者自學。

本書按照2007年底前頒布的國家標準編寫，內容新穎，實用性強。適用於高等工科院校機械類和近機械類各專業的課程教學，也可供從事機械設計、製造、標準化和計量測試等工作的各類工程技術人員參考使用。

1 緒論1

1.1 互換性概述1

1.1.1 互換性的概念1

1.1.2 互換性的分類及其在機械製造中的作用1

1.1.3 實現互換性的條件2

1.2 標準與標準化3

1.2.1 標準的級別3

1.2.2 標準的種類4

1.3 優先數和優先數系4

1.4 測量技術的重要性7

1.5 本課程的性質與任務7

複習與思考8

2 極限與配合9

2.1 幾何參數誤差的種類9

2.2 極限與配合的基本術語和定義9

2.2.1 孔與軸的定義9

2.2.2 有關尺寸的術語定義10

2.2.3 有關偏差、公差的術語定義11

2.2.4 有關配合的術語定義13

2.3 標準公差和基本偏差系列17

2.3.1 標準公差系列17

2.3.2 基本偏差系列19

2.4 公差帶和配合的表示方法及其圖樣標註25

2.4.1 公差帶和配合的表示方法25

2.4.2 公差帶和極限偏差在零件圖中的標註25

2.4.3 配合在裝配圖中的標註28

2.5 一般、常用和優先的公差帶與配合29

2.5.1 一般、常用和優先的公差帶29

2.5.2 常用和優先配合29

2.6 線性尺寸的一般公差31

2.6.1 一般公差的概念31

2.6.2 線性尺寸的一般公差31

2.7 極限與配合的選用32

2.7.1 配合基準制的選擇32

2.7.2 公差等級的選擇33

2.7.3 選擇配合的一般原則35

複習與思考39

3 形狀和位置公差40

3.1 概述40

3.1.1 形位公差的研究對象40

3.1.2 形位公差的特徵項目及符號41

3.1.3 基準和基準體系42

3.1.4 形位公差帶的概念43

3.2 形位公差的基本標註方法44

3.2.1 形位公差代號44

3.2.2 被測要素的標註方法45

3.2.3 基準要素的標註方法47

3.3 形位公差帶48

3.3.1 形狀公差與公差帶48

3.3.2 形狀或位置公差與公差帶50

3.3.3 位置公差與公差帶50

3.4 公差原則56

3.4.1 獨立原則57

3.4.2 相關要求57

3.5 形位公差的選擇68

3.5.1 形位公差項目的選擇68

3.5.2 基準的選擇69

3.5.3 形位公差值的選擇69

3.5.4 公差原則的選擇74

3.6 形狀與位置公差未注公差值的規定74

複習與思考76

4 表面粗糙度78

4.1 表面結構78

4.2 表面粗糙度的概念79

4.2.1 表面粗糙度的定義79

4.2.2 表面粗糙度對零件機械性能的影響79

4.3 表面粗糙度的評定80

4.3.1 基本術語80

4.3.2 評定參數83

4.4 表面粗糙度參數值及其選用85

4.4.1 評定參數的選擇85

4.4.2 評定參數值的選擇85

4.5 表面粗糙度的標註88

4.5.1 表面粗糙度的符號及代號89

4.5.2 各項參數、符號的注寫位置89

4.5.3 表面粗糙度的標註方法及實例92

複習與思考92

5 滾動軸承的公差與配合93

5.1 概述93

5.1.1 滾動軸承的組成和類型93

5.1.2 滾動軸承的安裝形式94

5.2 滾動軸承的精度等級及應用94

5.3 滾動軸承內徑與外徑的公差帶及其特點95

5.4 滾動軸承與軸和殼體的配合97

5.4.1 軸頸和外殼孔的公差帶97

5.4.2 滾動軸承配合的選擇99

5.5 配合表面及端面形位公差和表面粗糙度103

複習與思考105

6 鍵和花鍵的公差與配合106

6.1 平鍵公差與配合106

6.1.1 平鍵和鍵槽配合尺寸的公差帶與配合種類106

6.1.2 平鍵和鍵槽非配合尺寸的公差帶108

6.1.3 鍵槽的形位公差108

6.1.4 平鍵和鍵槽的表面粗糙度108

6.1.5 鍵槽尺寸和公差在圖樣上的標註 108

6.2 矩形花鍵109

6.2.1 矩形花鍵的基本尺寸109

6.2.2 矩形花鍵連接的幾何參數和定心方式110

6.2.3 矩形花鍵連接的公差與配合111

6.2.4 矩形花鍵連接的形位公差和表面粗糙度112

6.2.5 矩形花鍵連接的標記114

複習與思考114

7 圓柱齒輪公差與配合應用115

7.1 齒輪傳動的使用要求115

7.2 齒輪加工誤差116

7.3 圓柱齒輪傳動精度的評定指標119

7.3.1 傳遞運動準確性的評定指標119

7.3.2 傳動平穩性的評定指標124

7.3.3 載荷分佈均勻性的檢測項目128

7.3.4 影響側隙的單個齒輪因素及其檢測130

7.4 齒輪副精度的評定指標131

7.5 圖樣標註134

7.6 圓柱齒輪傳動精度設計134

7.6.1 圓柱齒輪精度等級確定134

7.6.2 齒輪誤差檢驗組的選擇137

7.6.3 齒輪副精度設計138

7.6.4 齒坯精度和齒輪各表面粗糙度139

複習與思考140

8 幾何量測量142

8.1 概述142

8.1.1 測量的基本概念142

8.1.2 基準與量值傳遞142

8.2 量塊的基礎知識144

8.2.1 量塊的分級144

8.2.2 量塊的分等145

8.3 測量器具的測量方法146

8.3.1 測量器具146

8.3.2 測量方法147

8.3.3 度量指標148

8.4 測量誤差及數據處理149

8.4.1 測量誤差與精度149

8.4.2 各類測量誤差的處理152

8.4.3 測量結果的數據處理157

複習與思考159

9 光滑極限量規161

9.1 光滑極限量規作用與分類161

9.2 光滑極限量規的公差162

9.3 量規設計165

9.3.1 量規形式的選擇165

9.3.2 量規極限尺寸的計算165

9.3.3 量規的技術要求167

複習與思考168

10 機械零件精度設計169

10.1 概述169

10.2 軸類零件的精度設計170

10.2.1 尺寸公差的確定172

10.2.2 形位公差的確定172

10.2.3 表面粗糙度的確定174

10.2.4 軸類零件精度設計與標註實例175

10.3 齒輪類零件精度設計175

10.3.1 齒坯精度設計175

10.3.2 齒輪嚙合精度設計176

10.3.3 齒輪精度設計實例176

10.4 箱體類零件精度設計178

10.4.1 油缸體精度設計實例178

10.4.2 撥動叉幾何精度設計實例179

10.4.3 減速箱體幾何精度設計實例180

複習與思考182

附錄A 表面粗糙度試驗183

A1 比較法檢測表面粗糙度183

A2 光切顯微鏡檢測表面粗糙度185

A3 干涉顯微鏡檢測表面粗糙度188

A4 表面粗糙度檢查儀檢測表面粗糙度191

附錄B 圓柱齒輪檢測實驗197

B1 徑向跳動檢查儀檢測齒圈徑向跳動197

B2 周節儀檢測齒距偏差和齒距累積誤差199

附錄C 軸類和箱體類零件的綜合性檢測實驗204

C1 箱體形位誤差的測量205

C2 精密心軸的測量205

附錄D 齒輪設計性試驗208

參考文獻210