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。

　　　　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。它是和机械工业发展紧密联系的基础学科，是切合当前教育改革需要，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的教材。

　　在机械产品的精度设计和制造过程中，如何正确地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，如何运用常规、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，以贯穿本课程始终的实际例子，说明理论内容，尤其是重点化解难于理解的理论内容。为了满足教学和自学的需要，巩固、加深和理解有关内容，本书提供了大量的实训、适量的习题和练习。

　　随着经济技术的迅猛发展，国家标准也在不断地更新和修订。为了保证本书的先进性，本书全部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任主编，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。参加本书编写工作的还有徐州空军学院武晨光，北京联合大学田宏宇、刘晓彤，南京工程学院(宿迁学院) 周德廉和长春工程学院杨威。全书由邢闽芳统稿和定稿。

　　本书承蒙清华大学精密仪器系潘尚峰副教授主审，并提出了许多宝贵的意见和建议，在此表示感谢。同时，对清华大学出版社的编审人员及为本书编写出版工作提供帮助的所有人员表示衷心的感谢。

　　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  

目    录

第1章  绪论 1

1.1  机械产品的几何量精度设计概述 1

1.1.1  机械产品的几何量精度设计 1

1.1.2  机械产品的几何量精度

设计实例 2

1.2  互换性及实现互换性的条件 4

1.2.1  互换性概述 4

1.2.2  实现互换性的条件——

公差标准化和技术测量 5

1.3  本课程的性质与要求 7

1.3.1  本课程的性质 7

1.3.2  本课程的基本要求 7

1.4  本章实训 8

1.5  习题与练习 8

第2章  轴、孔结合的极限与配合 10

2.1  《极限与配合》基本概念 11

2.1.1  轴和孔 12

2.1.2  尺寸 13

2.1.3  尺寸偏差和公差 14

2.1.4  配合 16

2.1.5  本节实训 21

2.2  《极限与配合》国家标准的主要

内容及规定 21

2.2.1  极限制 22

2.2.2  配合制 34

2.2.3  一般公差——未注公差的

线性和角度尺寸的公差 37

2.2.4  本节实训 39

2.3  零件的尺寸精度和配合的设计 39

2.3.1  基准配合制的选择 40

2.3.2  尺寸公差等级的选择 41

2.3.3  配合的选择 43

2.4  滚动轴承的精度和互换性 51

2.4.1  滚动轴承简介 51

2.4.2  滚动轴承的精度规定 52

2.4.3  滚动轴承的配合件尺寸

公差及其选择 55

2.4.4  滚动轴承配合的精度

设计实例 61

2.5  本章实训 62

2.6  习题与练习 63

第3章  测量技术基础 66

3.1  概述 67

3.1.1  测量与检验的概念 67

3.1.2  计量单位与长度基准 68

3.1.3  长度量值传递系统 68

3.1.4  量块及其应用 68

3.1.5  计量器具和测量方法

的分类 72

3.2  测量误差及数据处理 75

3.2.1  概述 75

3.2.2  各类测量误差及其

数据处理 78

3.2.3  测量精度的分类 83

3.2.4  测量列的数据处理 84

3.3  本章实训 88

3.4  习题与练习 89

第4章  形状和位置公差及检测 91

4.1  概述 92

4.1.1  几何要素及其分类 92

4.1.2  形位误差对零件的使用

功能的影响 93

4.1.3  形位公差项目及其符号 94

4.1.4  形位公差的标注方法 94

4.1.5  形位公差带的概念 106

4.2  形状和位置公差及其功能要求 108

4.2.1  形状公差的功能要求

及公差带 108

4.2.2  形状或位置公差的功能

要求及其公差带 110

4.2.3  位置公差的功能要求及

其公差带 110

4.3  公差原则 116

4.3.1  概述 117

4.3.2  独立原则 118

4.3.3  包容要求 120

4.3.4  最大实体要求 123

4.3.5  最小实体要求 127

4.3.6  可逆要求 128

4.4  零件的形位精度设计 130

4.4.1  形位公差项目的选择 131

4.4.2  形位公差基准的选择 131

4.4.3  公差原则的选择 132

4.4.4  形位公差等级(或公差值)

的选择 133

4.5  形状和位置误差的评定与检测 140

4.5.1  形状和位置误差及其评定 140

4.5.2  形状和位置误差的检测 145

4.6  本章实训 163

4.7  习题与练习 164

第5章  表面粗糙度及其检测 173

5.1  概述 173

5.1.1  表面粗糙度的概念 173

5.1.2  表面粗糙度对零件使用

性能的影响 174

5.2  表面粗糙度的评定 175

5.2.1  基本术语和定义 176

5.2.2  表面粗糙度的评定参数 177

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 181

5.3.1  评定参数的选择 181

5.3.2  评定参数值的选用 182

5.4  表面粗糙度符号、代号及

其标注 185

5.4.1  表面粗糙度的符号、

代号 186

5.4.2  表面粗糙度要求的

图样标注 189

5.5  表面粗糙度的检测 190

5.5.1  检测的基本原则 190

5.5.2  测量方法 190

5.6  本章实训 191

5.7  习题与练习 192

第6章  光滑工件尺寸检测和

        量规设计 194

6.1  光滑工件尺寸检测 195

6.1.1  光滑工件尺寸的验收原则、

安全裕度和验收极限 195

6.1.2  计量器具的选择 198

6.2  光滑极限量规设计 203

6.2.1  光滑极限量规的作用

和分类 203

6.2.2  光滑极限量规的设计

原理和工作量规的设计 204

6.3  位置量规(综合量规)设计简介 210

6.3.1  概述 210

6.3.2  位置量规设计 212

6.3.3  位置量规的设计实例 218

6.4  本章实训 219

6.5  习题与练习 220

第7章  零件典型表面的公差

        配合与检测 223

7.1  键与花键的公差配合与检测 223

7.1.1  键联接的公差配合与检测 223

7.1.2  矩形花键联接的公差配合

与检测 228

7.1.3  本节实训 234

7.2  螺纹的公差配合与检测 234

7.2.1  概述 234

7.2.2  普通螺纹的公差配合 242

7.2.3  机床丝杠和螺母的公差 251

7.2.4  普通螺纹的检测 255

7.2.5  本节实训 257

7.3  圆柱齿轮传动的精度与检测 264

7.3.1  概述 264

7.3.2  单个齿轮的评定指标

及检测 268

7.3.3  渐开线圆柱齿轮精度标准 274

7.3.4  齿轮副的精度和齿侧间隙 281

7.3.5  圆柱齿轮的精度设计 287

7.3.6  齿轮精度检测(GB/T 18620—2001) 291

7.3.7  本节实训 299

7.4  圆锥结合的公差配合与检测 300

7.4.1  圆锥配合的分类和

基本参数 300

7.4.2  圆锥公差 304

7.4.3  圆锥配合 308

7.4.4  圆锥的公差注法 318

7.4.5  锥度与圆锥角的检测 320\

7.5  本章实训 322

7.6  习题与练习 323

第8章  尺寸链 327

8.1  概述 328

8.1.1  尺寸链的含义及其特性 328

8.1.2  尺寸链的组成 329

8.1.3  尺寸链的代号 330

8.1.4  尺寸链的分类 330

8.2  尺寸链的确立与分析 332

8.2.1  尺寸链的确立 332

8.2.2  尺寸链的分析及尺寸链

计算要解决的问题 334

8.3  尺寸链的计算方法 334

8.3.1  极值法(完全互换法) 334

8.3.2  统计法(部分互换法，或

不完全互换法，或概率法，

或大数法) 336

8.3.3  分组法 339

8.3.4  修配法 340

8.3.5  调整法 340

8.4  本章实训 342

8.5  习题与练习 343

参考答案 345

参考文献 354

SDF

　　

　　

IV

　

　　

V