互換性與測量技術基礎（簡體書）

《全國高等教育機電類專業規劃教材：互換性與測量技術基礎》是根據機電類和相關專業培養計劃對機械基礎課程體系改革的需要而編寫。主要內容包括：互換性與標準化的基本概念；孔和軸的極限與配合；形狀和位置公差及檢測；表面粗糙度及檢測；測量技術基礎；滾動軸承的互換性；鍵結合的互換性及檢測：圓錐結合的精度設計與標注；漸開線圓柱齒輪傳動的互換性及其檢測；螺紋聯接的互換性及檢測；尺寸鏈等。書中貫徹了有關最新國家標準的思想和原則，為加深對互換性基本概念的理解和常見幾何參數公差與配合的應用，在每章後都安排了思考題。
《全國高等教育機電類專業規劃教材：互換性與測量技術基礎》可作為普通高等院校、高等職業技術學院、高等專科學校、職工大學、成人教育學院的機械類和近機類專業機械學科技術基礎課的教材，也可供有關製造業的工程技術人員、現場管理人員、操作技術工人參閱。

《全國高等教育機電類專業規劃教材:互換性與測量技術基礎》可作為普通高等院校、高等職業技術學院、高等專科學校、職工大學、成人教育學院的機械類和近機類專業機械學科技術基礎課的教材，也可供有關制造業的工程技術人員、現場管理人員、操作技術工人參閱。

互換性與測量技術基礎是機械類、測試技術及儀器類專業必修的技術基礎課，是聯系設計系列和工藝系列課程的紐帶，也是架設在基礎課、實踐教學課和專業課之間的橋梁，其內容主要是標準化和工程計量學有關部分的有機結合。互換性與測量技術是利用數控技術、計算機輔助設計和輔助制造、計算機集成制造系統等先進技術進行現代化生產的基本條件。互換性與測量技術已滲透到機械設計、機械制造、質量控制、生產組織和管理及產品的售后服務各個領域。互換性與技術測量是現代機械工業生產中不可缺少的生產原則和有效的技術措施。
本書共十一章，以互換性與技術測量兩大內容展開，以常見幾何參數的公差項目、公差選擇、標注和含義為重點，突出互換性的基本理論和互換性在機械設計中的應用。注重理論聯系實際和應用能力的培養及工程素質教育，把幾何參數的檢測方法與生產實踐緊密聯系在一起。教材中所用的標準都是最新國家標準。
本書由劉金華、譚湘夫任主編，鄧根清、夏志華為副主編。第一章、第二章、第六章由劉金華編寫，第三章由李平華編寫，第四章由夏志華編寫，第五章由陳維克編寫，第七章由胡華榮編寫，第八章、第十章由譚湘夫編寫，第九章由鄧根清編寫，第十一章由何國旗編寫。全書由湖南工業大學劉金華負責統稿，明興祖教授擔任主審。
本書可作為普通高等院校、高等職業技術學院、高等專科學校、職工大學、成人教育學院的機械類和機電類專業的教學用書。本書也可供有關制造業的工程技術人員、現場管理人員、操作技術工人參閱。
由于編者水平有限，加之時間倉促，書中疏漏之處在所難免，懇請同仁和廣大讀者批評指正。
編者
2012年11月

第一章緒論
第一節概述
一、互換性的概念
二、互換性在機械製造中的作用
三、互換性的分類
第二節誤差和公差
一、誤差
二、公差
第三節互換性與標準化
一、標準與標準化
二、計量工作
三、優先數系與優先數
第四節本課程的研究對象、任務及要求
一、本課程的研究對象
二、本課程的任務
三、本課程的基本要求
思考題

第二章孔和軸的極限與配合
第一節概述
第二節極限與配合的基本術語及定義
一、有關孔和軸的定義
二、有關尺寸的術語及定義
三、有關偏差、尺寸公差、公差帶的術語及定義
四、有關配合的術語及定義
第三節極限與配合標準的主要內容
一、標準公差及標準公差系列
二、基本偏差及基本偏差系列
三、基準制
四、公差配合在圖樣上的標注
五、一般、常用、優先公差帶與配合
第四節線性尺寸的未注公差
第五節尺寸精度設計
一、基準制的選擇
二、公差等級的選擇
三、配合的選擇
思考題

第三章形狀和位置公差及檢測
第一節概述
一、形位公差的研究對象
二、形位公差的項目及其符號
三、形位公差的標注
第二節形狀公差及檢測
一、形狀公差項目及形狀公差帶特徵
二、形狀誤差的檢測
第三節位置公差及檢測
一、基準和基準體系
二、位置公差項目及位置誤差的評定
三、定向公差及定向誤差的檢測
四、定位公差與定位誤差的檢測
五、跳動公差及跳動誤差的檢測
第四節公差原則
一、術語及定義
二、公差原則
三、公差原則的應用
第五節形位公差的選擇
一、形位公差項目的確定
二、基準的選擇
三、公差原則的選擇
四、形位公差值的選擇
五、未注形位公差的規定
思考題

第四章表面粗糙度及檢測
第一節概述
一、表面粗糙度的概念
二、表面粗糙度對產品質量的影響
第二節表面粗糙度的評定
一、基本術語
二、評定參數
第三節表面粗糙度的選擇
一、表面粗糙度評定參數的選擇
二、表面粗糙度參數值的選擇
第四節表面粗糙度的標注
一、表面粗糙度符號
二、表面粗糙度的代號及其標注
三、表面粗糙度在圖樣中的標注
第五節表面粗糙度的檢測
一、樣板比較法
二、光切法
三、干涉法
四、觸針法
思考題

第五章測量技術基礎
第一節概述
一、基本概念
二、計量單位、長度基準
三、量值的傳遞
第二節常用測量方法和測量器具
一、常用測量方法
二、常用測量器具
第三節測量誤差及數據處理
一、測量誤差種類和產生的原因
二、各類測量誤差的處理
第四節光滑工件尺寸的檢測
一、光滑極限量規
二、驗收極限及測量器具的選擇
三、光滑工件的測量
思考題

第六章滾動軸承的互換性
第一節概述
一、滾動軸承的結構和種類
二、滾動軸承配合性質要求
三、滾動軸承代號
第二節滾動軸承的公差等級及選用
一、滾動軸承的公差等級
二、滾動軸承公差等級選用
三、滾動軸承內外徑的公差帶
第三節滾動軸承與軸、外殼孔的配合及選擇
一、軸頸和外殼孔的公差帶
二、滾動軸承配合選擇原則
三、配合表面的形位公差及表面粗糙度
四、滾動軸承配合選擇實例
思考題

第七章鍵結合的互換性及檢測
第一節鍵的作用及種類
第二節平鍵的互換性及檢測
一、平鍵聯接的公差與配合
二、平鍵聯接的檢測
第三節花鍵聯接的互換性與檢測
一、矩形花鍵的基本參數
二、矩形花鍵的形位公差和表面粗糙度
三、矩形花鍵聯接的公差配合及選擇
四、花鍵的標注和檢測
思考題

第八章圓錐結合的精度設計與標注
第一節概述
一、圓錐配合的特點
二、圓錐體配合的種類
三、圓錐配合中的基本參數
第二節圓錐系列和圓錐公差
一、錐度和錐角系列
二、圓錐公差
三、圓錐公差的確定方法
第三節圓錐結合的精度設計
一、圓錐配合的形成方式
二、圓錐配合的精度設計方法
三、圓錐配合精度設計舉例
第四節角度和錐度的檢測
一、直接測量圓錐角
二、用量規檢驗圓錐角偏差和基面距偏差
三、間接測量圓錐角或錐度
思考題

第九章漸開線圓柱齒輪傳動的互換性及其檢測
第一節概述
一、對齒輪傳動的使用要求
二、齒輪加工誤差的來源及影響
第二節單個齒輪的誤差項目及其檢測
一、影響齒輪傳動平穩性的因素及檢測參數
二、影響傳遞運動準確性的因素及檢測參數
三、影響齒輪載荷分佈均勻性的因素及檢測
四、影響齒輪副側隙的單個齒輪因素及測量
第三節齒輪副誤差評定及檢測
一、軸線平行度偏差及檢測
二、接觸斑點及檢測
三、齒輪副側隙及檢測
四、中心距極限偏差
五、齒輪副切向綜合誤差
第四節齒輪精度標準及選擇
一、齒輪精度等級及其選擇
二、齒輪副側隙及側隙值的確定
三、齒輪公差組的檢驗組及其選擇
四、齒坯公差
思考題

第十章螺紋聯接的互換性及檢測
第一節概述
一、螺紋的分類及使用要求
二、普通螺紋聯接的主要參數
第二節普通螺紋幾何參數誤差對互換性的影響
一、螺紋直徑偏差的影響
．二、螺距誤差的影響
三、牙側角偏差的影響
四、作用中徑對螺紋旋合性的影響
五、普通螺紋合格性的判斷原則（泰勒原則）
第三節普通螺紋的公差與基本偏差
一、螺紋的基本偏差
二、螺紋的公差
三、螺紋的旋合長度
第四節螺紋的公差精度設計與標注
一、普通螺紋的公差精度設計與標注
二、梯形螺紋的精度設計與標注
第五節螺紋的檢測
一、綜合檢驗
二、單項測量
思考題

第十一章尺寸鏈
第一節概述
一、尺寸鏈的定義和特性
二、尺寸鏈的組成
三、尺寸鏈的種類
第二節用極值法計算尺寸鏈
一、建立尺寸鏈
二、極值法公式
三、用極值法解裝配尺寸鏈
四、用極值法求工藝尺寸鏈
第三節用統計法計算尺寸鏈
一、統計法基本公式
二、計算方法
第四節保證裝配精度的其他尺寸鏈計算方法
一、分組互換法
二、修配法
三、調整法
思考題
參考文獻

一、表面粗糙度的概念
由于零件各表面的作用不同，要求不同，加工方法也不盡相同，因此，有的零件表面可以粗糙些，有的則要求光滑些，這種加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性被定義為表面粗糙度（surface roughness）。它是一種微觀幾何形狀誤差，也稱為微觀不平度。它主要是由于在機械零件切削的過程中，刀具相對零件運動的軌跡、刀具與零件表面摩擦后遺留的刀痕、刀具和零件表面間的切屑分離時的塑性變形和工藝系統的高頻振動等因素造成的。
機械零件是由封閉的表面所構成的，機械產品中的各種結合和接觸面都是由不同零件的表面形成的，因此零件的表面質量直接影響到產品的質量。零件的實際表面是復合性的，有宏觀的表面起伏，也有微觀的加工痕跡，可用不同的指標來進行界定，通常是按波距大小進行界定的。波距小于1mm的屬于表面粗糙度，波距在1～10mm的屬于表面波度，波距大于10mm的屬于形狀誤差（圖4—1）。其中，表面粗糙度是評定機械零件和產品質量的一個重要指標。
二、表面粗糙度對產品質量的影響
表面粗糙度對機械零件使用性能和使用壽命影響很大，尤其對在高溫、高速和高壓條件下工作的機械零件影響更大，主要表現在以下幾方面。
1.對耐磨性的影響
具有表面粗糙度的兩個零件，當它們接觸并產生相對運動時，只能在輪廓的峰頂處發生接觸產生摩擦阻力，同時使零件產生磨損。一般說，零件表面越粗糙，摩擦因數就越大，磨損就越快，零件的耐磨性越差。
必須指出，零件表面越光滑，其磨損量不一定越小。在使用過程中，零件的磨損量除受表面粗糙不平的影響外，還與磨損后金屬微粒的刻劃作用以及潤滑油被擠出和分子間的吸附作用等因素有關，特別光滑的零件表面由于分子間吸附作用加大、接觸表面的潤滑油被擠掉而形成千摩擦，磨損反而加劇。磨損量與表面粗糙度的關系如圖4—2所示。