本书包括绪论、光滑圆柱体结合的公差与配合、形状和位置公差及检测、表面粗糙度、滚动轴承与孔和轴结合的互换性、尺寸链、圆锥结合的互换性、螺纹结合的互换性、键和花键的互换性、圆柱齿轮的互换性等共二章，并另附习题及实验指导书。本书概括了互换性与测量技术基础这门课的主要内容，分析介绍了我国公差与配合方面的新标准，阐述了技术测量的基本原理，同时也介绍了国内外一些新的测量技术。本书可供高等院校机械类各专业作为专业教材，并可供其他行业的工程技术人员及计量、检验人员参考。本书另有习题参考解答，向授课教师免费提供，需要者请参见书末的信息反馈表。

互换性与测量技术课程是机械类各专业课程体系中一门重要的技术基础课程。随着各院校机械设计课程体系改革的不断展开、深入以及对外交流的日益增加, 原有课程正面临着变革和发展的新机遇, 同时, 新课程体系对该类课程提出了新的要求。为了更好地适应当前课改需求, 编写了本教材, 供各院校“互换性与测量技术” 课程使用。 本课程内容特点是涉及面广, 它不仅将制造业的基础标准与计量技术结合在一起, 而且涉及机械设计、制造、质量控制、生产组织管理等许多领域。它是教学计划中联系设计课程与工艺课程的纽带, 是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。根据本学科的教学特点, 强调卓越工程能力的培养, 以此确定本教材的内容导向。本书编写的指导思想是: 以学生为本, 以让学生看懂、便于自学、培养卓越工程师能力为目标, 在课程内容体系上下功夫, 以学生容易接受的逻辑思路, 帮助学生完成由基础课学习向专业课学习的过渡。 为了适应不同学科专业、不同发展方向的学生的学习需求, 本书结合后续机械设计课程设计, 及时把本学科最新标准、最新发展成果和本课程教改教研成果引入其中, 重点突出,简明扼要, 适合教学。 全书共分为10 章, 内容包括绪论、尺寸公差与配合、几何公差与检测、表面粗糙度与检测、几何量测量基础、尺寸链、滚动轴承的公差与配合、键联接的公差与检测、渐开线圆柱齿轮的公差与检测、圆柱螺纹公差与检测。 本书由武汉理工大学胡业发、张宏任主编, 石绘、吴彦春任副主编, 全书由张宏统稿,武汉大学陈小圻教授任主审。第1 章由胡业发、张宏、石绘编写; 第2 章由石绘、胡业发编写; 第3 章由张宏、郑银环(武汉理工大学) 编写; 第4 章由张宏、江连会编写; 第5 章由石绘、程飞月(武汉理工大学) 编写; 第6 章由张宏、江连会编写; 第7 章由吴彦春、齐红方(华夏理工学院) 编写; 第8 章由石绘、齐红方编写; 第9 章和第10 章由吴彦春、胡业发编写。 本书的编写得到了武汉理工大学有关部门给予的经费资助和机械工业出版社的大力支持, 在此表示衷心的感谢。 由于编者水平有限, 书中难免存在欠妥之处, 敬请读者批评指正。 编　者

前　言
第1 章　绪论 1
　1. 1　研究对象 2
　1. 2　基本概念 3
　　1. 2. 1　互换性 3
　　1. 2. 2　标准化 5
　　1. 2. 3　优先数系 6
第2 章　尺寸公差与配合 9
　2. 1　基本术语与定义 10
　　2. 1. 1　有关孔、轴的定义 10
　　2. 1. 2　有关线性尺寸的术语与定义 10
　　2. 1. 3　有关尺寸偏差和公差的术语与
定义 11
　　2. 1. 4　有关配合的术语与定义 13
　　2. 1. 5　补充有关尺寸的概念 17
　2. 2　常用尺寸公差带与配合标准 18
　　2. 2. 1　标准公差系列 18
　　2. 2. 2　基本偏差系列 21
　　2. 2. 3　极限与配合在图样上的表示 30
　　2. 2. 4　一般、常用和优先的公差带与
配合 30
　2. 3　常用尺寸公差与配合的选择 33
　　2. 3. 1　配合基准制的选择 34
　　2. 3. 2　标准公差等级的选择 36
　　2. 3. 3　配合种类的选择(非基准孔(轴)
基本偏差代号的选择) 39
　2. 4　线性尺寸的未注公差 46
第3 章　几何公差与检测 47
　3. 1　基本概念 48
　　3. 1. 1　零件几何要素及其分类 48
　　3. 1. 2　几何公差的特征项目及其符号 49
　3. 2　几何公差 50
　　3. 2. 1　几何公差带 50
　　3. 2. 2　几何公差在图样上的标注方法 60
　3. 3　公差原则 65
　　3. 3. 1　有关术语及定义 65
　　3. 3. 2　独立原则 67
　　3. 3. 3　相关要求 69
　3. 4　几何公差的选择 74
　　3. 4. 1　几何公差特征项目的选择 74
　　3. 4. 2　基准的选择 75
　　3. 4. 3　几何公差值的选择 75
　　3. 4. 4　公差原则的选择 79
　3. 5　几何误差评定与检测原则 81
　　3. 5. 1　几何误差的评定 81
　　3. 5. 2　几何误差的检测原则 84
第4 章　表面粗糙度与检测 87
　4. 1　基本概念 88
　　4. 1. 1　表面粗糙度的界定 88
　　4. 1. 2　表面粗糙度对零件工作性能的
影响 89
　4. 2　表面粗糙度的评定 89
　　4. 2. 1　轮廓滤波器、取样长度及评定
长度 89
　　4. 2. 2　表面粗糙度轮廓中线 90
　　4. 2. 3　表面粗糙度的评定参数 91
　4. 3　表面粗糙度的标注 93
　　4. 3. 1　表面粗糙度的符号和极限值判断
规则 93
　　4. 3. 2　表面粗糙度的代号 93
　　4. 3. 3　表面粗糙度在图样上的标注
方法 95
　4. 4　表面粗糙度的选择 97
　　4. 4. 1　表面粗糙度评定参数的选择 97
　　4. 4. 2　表面粗糙度评定参数值的选择 97
　4. 5　表面粗糙度的检测 98
　　4. 5. 1　比较法 98
　　4. 5. 2　针描法 98
　　4. 5. 3　光切法 99
　　4. 5. 4　干涉法 100
第5 章　几何量测量基础 101
　5. 1　概述 102
　5. 2　长度和角度计量单位与量值传递 103
　　5. 2. 1　基本计量单位与计量基准 103
Ⅴ　
　　5. 2. 2　量值传递系统 103
　　5. 2. 3　量块 103
　　5. 2. 4　角度单位与多面棱体 106
　5. 3　测量方法与计量器具 107
　　5. 3. 1　测量方法的分类 107
　　5. 3. 2　计量器具的分类 109
　　5. 3. 3　计量器具的技术性能指标 110
　5. 4　测量误差 111
　　5. 4. 1　测量误差与测量精度 111
　　5. 4. 2　测量误差的来源 113
　　5. 4. 3　测量误差的分类 114
　5. 5　各类测量误差的处理 115
　　5. 5. 1　测量列中随机误差的处理 115
　　5. 5. 2　测量列中系统误差的处理 117
　　5. 5. 3　测量列中粗大误差的处理 118
　5. 6　等精度测量结果的数据处理 119
　　5. 6. 1　直接测量结果的数据处理 119
　　5. 6. 2　间接测量结果的数据处理 120
第6 章　尺寸链 123
　6. 1　尺寸链的基本概念 124
　　6. 1. 1　尺寸链的基本术语及其定义 124
　　6. 1. 2　尺寸链的分类 125
　　6. 1. 3　尺寸链的建立 126
　　6. 1. 4　尺寸链的计算 127
　6. 2　用完全互换法计算尺寸链 128
　　6. 2. 1　极值法计算公式 128
　　6. 2. 2　设计计算 129
　　6. 2. 3　校核计算 130
　　6. 2. 4　工艺尺寸计算 131
　6. 3　用大数互换法计算尺寸链 132
　　6. 3. 1　统计法计算公式 132
　　6. 3. 2　设计计算 132
　　6. 3. 3　校核计算 133
　6. 4　用其他方法解装配尺寸链 134
　　6. 4. 1　分组法 134
　　6. 4. 2　调整法 135
　　6. 4. 3　修配法 135
第7 章　滚动轴承的公差与配合 136
　7. 1　滚动轴承概述 137
　7. 2　滚动轴承的精度 138
　　7. 2. 1　滚动轴承的公差等级及其应用 138
　　7. 2. 2　滚动轴承内、外径公差带 139
　　7. 2. 3　与滚动轴承配合的轴颈和轴承座孔
的常用公差带 140
　7. 3　选择滚动轴承与轴颈、轴承座孔配合时
应考虑的主要因素 140
　7. 4　与滚动轴承配合的轴颈和轴承座孔的
精度设计 143
　　7. 4. 1　轴颈和轴承座孔的尺寸公差带的
确定 143
　　7. 4. 2　轴颈和轴承座孔的几何公差与表面
粗糙度值的确定 146
　　7. 4. 3　轴颈和轴承座孔精度设计举例 147
第8 章　键联接的公差与检测 149
　8. 1　平键联接的公差与配合 150
　　8. 1. 1　平键联接的使用要求与主要
尺寸 150
　　8. 1. 2　影响平键联接使用要求的因素
分析及控制 150
　　8. 1. 3　平键联接的公差与配合的确定 151
　8. 2　矩形花键联接的公差与配合 153
　　8. 2. 1　矩形花键的使用要求、几何参量
与定心方式 153
　　8. 2. 2　影响矩形花键使用要求的因素
分析及控制 154
　　8. 2. 3　矩形花键联接的公差与配合 155
　8. 3　单键槽与矩形花键的检测 158
　　8. 3. 1　单键槽的检测 158
　　8. 3. 2　矩形花键的检测 160
第9 章　渐开线圆柱齿轮的公差与
检测 161
　9. 1　齿轮传动的使用要求和加工误差 162
　　9. 1. 1　齿轮传动的使用要求 162
　　9. 1. 2　影响齿轮使用要求的主要误差 164
　9. 2　单个齿轮精度指标(强制性检测
精度指标) 167
　　9. 2. 1　齿轮传递运动准确性的强制性
检测精度指标 167
　　9. 2. 2　齿轮传动平稳性的强制性检测
精度指标 168
　　9. 2. 3　轮齿载荷分布均匀性的强制性
检测精度指标 169
　　9. 2. 4　侧隙指标 171
　9. 3　评定齿轮精度时可采用的非强制性
检测
9. 3. 1　切向综合总偏差和一齿切向
综合偏差 173
　　9. 3. 2　径向综合总偏差和一齿径向
综合偏差 174
　　9. 3. 3　径向跳动 175
　9. 4　齿轮精度等级 175
　9. 5　齿轮精度设计 183
　　9. 5. 1　齿轮精度等级的确定 184
　　9. 5. 2　最小法向侧隙和齿厚极限偏差的
确定 185
　　9. 5. 3　齿坯、齿轮轴中心距和轴线
平行度 187
　　9. 5. 4　齿轮齿面表面粗糙度、轮齿接触
斑点 190
　　9. 5. 5　齿轮精度等级在图样上的标注 191
　9. 6　应用示例 192
第10 章　圆柱螺纹公差与检测 194
　10. 1　普通螺纹精度设计概述 195
　　10. 1. 1　螺纹种类及使用要求 195
　　10. 1. 2　普通螺纹的基本牙型和几何
参数 195
　10. 2　普通螺纹几何参数误差对其互换性
的影响 198
　　10. 2. 1　大径、小径误差对普通螺纹互换性
的影响 199
　　10. 2. 2　螺距累积偏差对普通螺纹互换性
的影响 199
　　10. 2. 3　牙型半角误差对普通螺纹互换性
的影响 200
　　10. 2. 4　中径误差对普通螺纹互换性的
影响 200
　　10. 2. 5　保证普通螺纹互换性的条件 201
　10. 3　普通螺纹的标记 202
　10. 4　普通螺纹精度 203
　　10. 4. 1　普通螺纹公差带的基本结构 203
　　10. 4. 2　普通螺纹的公差等级 204
　　10. 4. 3　普通螺纹的基本偏差 204
　　10. 4. 4　普通螺纹的旋合长度 205
　　10. 4. 5　普通螺纹精度设计 206
　　10. 4. 6　过渡配合螺纹精度设计 208
　　10. 4. 7　过盈配合螺纹精度设计 208
　10. 5　螺纹的检测 211
　　10. 5. 1　螺纹的综合检验 211
　　10. 5. 2　螺纹的单项测量 212
参考文献