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第一篇 互换性与测量技术
1.1 互换性及其作用
相同规格的零件（或部件），若具有在装配前不需任何挑选、装配过程中不需要任何修配或调整、在装配后都能满足使用性能要求的相互代换的性能，则认为这样的零件或部件具有互换性。
保证产品具有互换性的生产，称为互换性生产。
第1章 尺寸极限与配合
互换性的作用
从设计上来看，采用互换性原则，设计标准件，可简化绘图、计算等工作，从而缩短设计周期。
从制造方式上来看，采用互换性原则，可分别制造，为专业化生产创造了条件，促进了自动化生产的发展。有利于提高产品产量和质量，有利于降低产品成本。
从装配上来看，采用互换性原则，装配时不需要辅助加工和修配，减轻了装配工人的劳动强度，缩短了装配周期。由于具有互换性的零、部件装配时可以采用流水作业的方式进行，所以装配生产率能够大幅度提高。
互换性的作用
从使用上来看，采用互换性原则，可以用备件代换已损坏的零、部件，减少修理的时间和费用，保证机器工作的连续性和持久性。提高机器的使用价值。
采用互换性原则，是贯彻“优质、高产、安全、低耗”方针的重要技术措施。
但是，并不是在任何情况下互换性生产都是最有效的生产方式。
互换性的作用
1.2尺寸极限与配合的基本术语与定义
为使零件具有互换性，必须保证零件的尺寸、几何形状和相互位置，以及表面特征要求具有一致性。就尺寸而言，互换性要求零件尺寸具有一致性，并不是要求零件尺寸完全相同，而是要求尺寸在某一合理的范围内；对于相互结合的零件，这个范围既要保证相互结合的尺寸之间形成一定的关系，以满足不同的使用要求，又要在制造上是经济合理的，这样就形成了“极限与配合”的概念
1.2.1孔和轴
孔：主要指圆柱形内表面，也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。
轴：主要指圆柱形外表面，也包括其他外表面中由单一尺寸确定的部分。
1.2.2尺寸
尺寸： 用特定单位表示线性尺寸值的数值。
国际标准单位：mm
公称尺寸：指由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。其数值应圆整后按国家标准中《标准尺寸》的基本系列选取，以减少定值刀具、量具的规格。孔、轴配合时的公称尺寸应相同。
提取组成要素的局部尺寸：是指一切提取组成要素上两对应点之间距离的统称。该尺寸可以通过测量得到。非真值
极限尺寸：指允许尺寸变化的两个界限值，由使用上的要求确定。其中，较大的一个界限值称为上极限尺寸；较小的一个界限值称为下极限尺寸。
提取组成要素
公称尺寸与极限尺寸
1.2.3偏差、尺寸公差及公差带
1、尺寸偏差指某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差，简称偏差。偏差可正可负可为0。
偏差分为极限偏差和实际偏差
极限偏差又分为上极限偏差（ES和es）
和下极限偏差（EI和ei）。
实际偏差是实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差。
2、尺寸公差
公差是一个无正负号的数值，且不为零。
尺寸公差指尺寸允许的变动量，简称公差T。
孔公差
轴公差
3、尺寸公差带
尺寸公差带是公差带图中，代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域，简称公差带。
基本偏差是确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差。一般指靠近零线的那个偏差。
4、基本偏差
极限与配合示意图
例1.1 零件图上孔的标注尺寸为
轴的标注尺寸为
；试确定孔和轴的极限偏差、极限尺寸、公差、基本偏差，并画出公差带图。
解：由孔、轴的标注尺寸可知：
孔和轴的公称尺寸： D＝d＝30mm
孔和轴的极限偏差： ES＝＋0.033mm，EI＝0；es＝＋0.013mm，ei＝－0.008mm
孔的上极限尺寸： D max＝D＋ES＝30＋0.033＝30.033mm
孔的下极限尺寸： D min＝D＋EI＝30＋0＝30mm
轴的上极限尺寸： d max ＝d＋es＝30＋0.013＝30.013mm
轴的下极限尺寸： d min＝d＋ei＝30＋(－0.008)＝29.992mm
孔公差： T D＝D max－D min ＝ES－EI＝0.033－0＝0.033mm
轴公差： T d＝d max－d min ＝es－ei＝0.013－(－0.008)＝0.021mm
孔的基本偏差： EI＝0
轴的基本偏差： ei＝－0.008mm
公差带图
1.2.4配合
（1）配合：公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
（2）间隙或过盈：孔的尺寸减去与其相配合的
轴的尺寸所得的代数差。此差值为正
时是间隙，为负是过盈。
（3）间隙配合：是具有间隙（包括最小间 隙等于零）的配合。其极限值为最大间隙Xmax和最小间隙Xmin。
具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。其极限值为最大过盈Ymax和最小过盈Ymin。
间隙配合
过盈配合
（4）过盈配合
可能具有间隙或过盈的配合。其极限值为最大间隙和最大过盈。标准中规定的过渡配合的间隙或过盈一般都较小。
（5）过渡配合
配合公差TF：允许间隙或过盈的变动量，
即: 对间隙配合TF = |Xmax Xmin|=TD+Td
对过盈配合TF = |Ymin Ymax| =TD+Td
对过渡配合TF = |Xmax Ymax| =TD+Td
（6）配合公差
配合公差TF 表示配合的精确精度；尺寸公差TD、Td则表示加工的精确程度。
（7）配合公差带
配合公差带的大小表示配合的精度。对间隙配合为最大间隙与最小间隙之间的公差带；对过盈配合为最大过盈与最小过盈之间的公差带；对过渡配合为最大间隙与最大过盈之间的公差带。
1.2.5配合制
配合制同一极限制的孔和轴组成的一种配合制度。即以孔和轴相配零件中的一个为基准件，并选定公差带，然后按使用要求的最小间隙或最小过盈，确定非基准件公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。
基孔制配合是基本偏差为一定的孔公差带，与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。H
基轴制配合是基本偏差为一定的轴公差带，与不同基本偏差的孔形成各种配合的一种制度。h
（a）基孔制 （b）基轴制
例1.2 试确定例1.1中孔和轴相配合时的基准制、配合性质、极限间隙或极限过盈及配合公差。
解：由例1.1中已知：ES＝＋0.033mm，EI＝0；es＝＋0.013mm，ei＝－0.008mm
孔的下极限偏差EI＝0可知孔为一基准孔，故为基孔制配合。
由图1.6可知孔的公差带与轴的公差带相互交叠，故为过渡配合。
配合时的最大间隙： X max ＝ES－ei＝+0.033－(－0.008)＝0.041mm
配合时的最大过盈： Y max ＝EI－es＝0－0.013＝－0.013mm
配合公差： T f ＝X max －Y max ＝0.041－(－0.013)＝0.054mm
或： T f＝TD＋Td＝0.033＋0.021＝0.054mm
1.3极限与配合标准
为了实现互换性和满足各种使用要求，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》国家标准对不同的公称尺寸，规定了一系列的标准公差（决定尺寸公差带的大小）和基本偏差（决定尺寸公差带的位置），组合构成各种公差带，然后由不同的孔、轴公差带结合，形成各种配合。
尺寸≤500mm，IT5至IT18的标准公差因子计算式为：
式中， 为公差单位（ m）；D为零件的公称尺寸（mm）。
其中：第一项主要反应加工误差，第二项反应测量误差。
1、标准公差因子
标准公差因子是计算公差的基本单位。
标准公差因子与公称尺寸呈一定的函数关系。
标准公差是国标规定的用以确定公差带大小的任一公差值。
标准公差由公差单位及公差等级系数组成。
1.3.1标准公差系列
2、标准公差等级
确定尺寸精确程度的等级，称为标准公差等级。
在国标中，标准公差T是用公差等级系数a与公差单位i的乘积来表示，即T = ai
标准公差分20个等级，用IT和数字表示，即IT01，IT0，IT1，…，IT18，等级依次降低，公差值依次增大。
各级公差之间分布的规律性强，便于向高、低两端延伸，若现有等级不够用时，还可以根据计算公式自行延伸。
公称尺寸≤500mm的标准公差的计算公式
公差等级 公式 公差等级 公式 公差等级 公式
IT01 0.3+0.008D IT6 10i IT13 250i
IT0 0.5+0.012D IT7 16i IT14 400i
IT1 0.8+0.020D IT8 25i IT15 640i
IT2 (IT1)(IT5/IT1)1/4 IT9 40i IT16 1000i
IT3 (IT1)(IT5/IT1)2/4 IT10 64i IT17 1600i
IT4 (IT1)(IT5/IT1)3/4 IT11 100i IT18 2500i
IT5 7i IT12 160i
3、公称尺寸分段
在标准公差及基本偏差的计算公式中，公称尺寸一律以所属尺寸段内首、尾两个尺寸的几何平均值来进行计算。
国标将＜500mm公称尺寸分成13段 ，对同一尺寸段内的所有公称尺寸，在相同公差等级情况下，规定相同的标准公差。公称尺寸分段如表1.2所示。
标准公差计算举例
例1.3 公称尺寸为45mm，计算IT6及IT8的标准公差。
解：45mm在＞30～50mm尺寸段内。
几何平均直径D = = 38.73mm
公差单位：
查表1-2：IT6=10i=15.6 m≈16 m
IT8=25i=39 m
表1.3 标准公差数值（摘自GB/T 1800.1—2009）
公称尺寸 /mm 标准公差等级 IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18
m mm ≤3 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 0.10 0.14 0.25 0.40 0.60 1.0 1.4
＞3～6 1.0 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.2 1.8
＞6～10 1.0 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.5 2.2
＞10～18 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.10 1.8 2.7
＞18～30 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 0.20 0.33 0.52 0.84 1.30 2.1 3.3
＞30～50 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.5 3.9
＞50～80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1.90 3.0 4.6
＞80～120 2.5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.5 5.4
＞120～180 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.0 6.3
＞180～250 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.90 4.6 7.2
＞250～315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.2 8.1
＞315～400 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 0.54 0.89 1.40 2.30 3.60 5.7 8.9
＞400～500 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.3 9.7
＞500～630 9 11 16 22 32 44 70 110 175 280 440 0.70 1.00 1.75 2.80 4.40 7.0 11.0
＞630～800 10 13 18 25 36 50 80 125 200 320 500 0.80 1.25 2.00 3.20 5.00 8.0 12.5
＞800～1000 11 15 21 28 40 56 90 140 230 360 560 0.90 1.40 2.30 3.60 5.60 9.0 14.0
＞1000～1250 13 18 24 33 47 66 105 165 260 420 660 1.05 0.65 2.60 4.20 6.60 10.5 16.5
＞1250～1600 15 21 29 39 55 78 125 195 310 500 780 1.25 1.95 3.10 5.00 7.80 12.5 19.5
＞1600～2000 18 25 35 46 65 92 150 230 370 600 920 1.50 2.30 3.70 6.00 9.20 15.0 23.0
＞2000～2500 22 30 41 55 78 110 175 280 440 700 1100 1.75 2.80 4.40 7.00 11.0 17.5 28.0
＞2500～3150 26 36 50 68 96 135 210 330 540 860 1350 2.10 3.30 5.40 8.60 13.5 21.0 33.0
基本偏差系列
1、基本偏差特点
除了J和j外，基本偏差均指靠近零线的、
偏差绝对值较小的那个极限偏差。
基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写
字母代表孔，小写代表轴。在26个字母
中，除去I、L、O、Q、W，加上CD、 EF、FG、ZA、ZB、ZC、JS，共有28个，即孔和轴各有28个基本偏差。
1、基本偏差特点
轴的基本偏差：从a～h为上偏差es（为负
值或零）；从j～zc为下偏差ei（多为正
值）。对于孔的基本偏差：从A～H为下偏
差EI（为正值或零）；从J～ZC为上偏差ES
（多为负值）。
H和h的基本偏差均为零。
以Js和js为基本偏差组成的公差带完全对
称于零线。 （ ）
K、M、N的基本偏差为上偏差；k的基本偏差为下偏差，但精度等级不同，其基本偏差数值不同，故同一代号有两个位置。
在基本偏差系列图中，仅绘出了公差带的
一端，对公差带的另一端未绘出，因为它
取决于公差等级和这个基本偏差的组合。
1、基本偏差特点
2、公差带代号、配合代号及其标注
公差带的代号由基本偏差代号与标准公差等级数组成。如30h7、25g6为轴的公差带代号（基本偏差代号字母小写），50H8、30F7为孔的公差带代号（基本偏差代号字母大写）。
配合代号：标准规定，用孔和轴的公差带代号以分数形式组成配合代号，其中，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。如20H8/f 7表示基孔制的间隙配合；50JS7/h 6表示基轴制的过渡配合
3、轴和孔的基本偏差系列
将轴的基本偏差代号和公差等级代号组合就构成轴的公差带代号。如g6、f7等。
轴的各种基本偏差是在基孔制的基础上根据生产实践经验和科学试验制订的，具体数值列于表1-4中。
轴的另一极限偏差：ei = es – T
（1）轴的基本偏差的确定
（2）孔的基本偏差系列
孔的基本偏差是在基轴制基础上制订的。是根据同一字母的轴的基本偏差，按一定规则换算得到：
①通用规则（倒影规则）：用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相同，而符号相反。适用于所有公差等级的A～H、公差等级低于IT8的K、M、N和公差等级低于IT7的P～ZC。
②特殊规则：对于公差等级高于或等于IT8的K～N孔和公差等级高于或等于IT7的P～ZC。孔的基本偏差ES，与其同名代号轴的基本偏差ei的符号相反，而绝对值相差一个 值。
同名配合
同名配合（H7/r6和R7/h6，H8/f8和F8/h8）的孔、轴公差带及配合性质比较
解：由表1.3查得 IT6=13 m，IT7=21 m；
由表1-4查得f的基本偏差es = 20 m
则 25H7：ES=+21 m，EI=0
25f6：es= 20 m， ei=es IT6= 33 m
查表1-5得F的基本偏差EI=+20 m，
故 25F7：ES=EI+IT7=41 m，EI=+20 m，
25h6：es=0，ei=0 13= 13 m
25H7/f6：Xmax=ES-ei=54，Xmin=EI-es=20
25F7/h6：Xmax=ES-ei=54，Xmin=EI-es=20
4、应用举例
例1.4 确定 25H7/f6及 25F7/h6配合中孔与轴的极限偏差，并计算极限间隙。
解：由表1-3查得 IT6=13 m，IT7=21 m；
由表1-4查得 p的基本偏差ei=+22 m
则 25H7：ES=+21 m，EI=0
25p6：ei=22 m， es=ei+IT6=35 m
25P7：查表1-5得P的基本偏差ES= -22+Δ= -14，
（Δ=IT7-IT6=21-13=8）EI=ES-IT7= -35
25h6：es=0，ei=-IT6= -13
25H7/p6：Ymax=EI-es=-35； Ymin=ES-ei=-1
25P7/h6：Ymax=EI-es=-35； Ymin=ES-ei=-1
4、应用举例
例1.5 确定 25H7/p6及 25P7/h6配合中孔与轴的极限偏差，并计算极限过盈。
25H7/p6和25P7/h6孔轴公差带
1.4 国标规定的公差带与配合
一般（105种）、常用（44种）和优先（13种）孔公差带
1、孔、轴公差带的确定
一般（119种）、常用（59种）和优先（13种）轴公差带
2、孔、轴的优先和常用配合
国标规定的孔、轴公差带和配合均属推荐性质，如果情况允许，在生产中尽量在此范围内选取。当有特殊需要时，可以根据生产和使用的要求自行选用公差带并组成配合。
国标在规定孔、轴公差带选用的基础上还规定了孔、轴公差带的组合。表1.6为基孔制常用配合59种，优先配合13种。表1.7为基轴制常用配合47种、优先配合13种。
项目一 尺寸极限与配合
机械制造基础●机械工业出版社
1. 基孔制常用、优先的配合
2. 基轴制常用、优先的配合
1.5 尺寸极限与配合的选用
一般情况下应优先选用基孔制H；
1.5.1基准制的选择
有利于刀、量具的标准化、系列化，提高经济性
例如如果某机器有 30H7/f6、 30H7/k6及 30H7/t6三种配合，则刀、量具只有一种；
若变成 30F7/h6、 30K7/h6及 30T7/h6配合，性质相同，但刀、量具变成三种。
特殊情况应选用基轴制h。例如：
直接采用IT9～IT11的冷拉圆钢作轴 ；
光轧成型的钢丝直接做轴 ；
当同一轴与基本尺寸相同的几个孔相配合，且配合性质不同时，应考虑采用基轴制。
例如：
当同一轴与基本尺寸相同的几个孔相配合，且配合性质不同时，应考虑采用基轴制。
若与标准件配合，应以标准件为基准件来确定采用基孔制还是基轴制；
为满足配合的特殊要求，允许采用任一孔、轴公差带组成的非基准配合来配合。
例如 40D11/k5
90J7/f9
1.5.2 标准公差等级的选用
公差等级选择的高低直接影响产品的使用性能和加工的经济性，公差等级过低，产品质量得不到保证；公差等级过高，将使制造成本增加，所以，必须综合考虑这两个方面。
选用公差等级的原则是：在充分满足使用要求的前提下，考虑工艺的可能性，尽量选用精度低的公差等级。
公差等级 应 用
IT5 配合性质稳定，主要用在要求配合精度、形状精度很高之处：如机床中与D级滚动轴承配合的箱体孔，与E及滚动轴承配合的机床主轴，机床尾座与套筒，精密丝杆轴颈等。又如精密机械（如仪表）、高速机械（如发动机）中的轴颈。
IT6 配合性质能达到较高的均匀性，用于要求精密配合处。如与E级滚动轴承相配合的孔、轴颈；与齿轮、蜗轮、带轮、凸轮等连接的轴颈；机床丝杆轴颈、摇臂钻立柱、6级精度齿轮的基准孔等。
IT7 应用条件与6级基本相似，精度稍低。在一般机械制造中应用广泛。如联轴器、带轮、凸轮的孔径；7、8级齿轮基准孔，9、10级齿轮基准轴等。
IT8 用于精度要求中等时。例如，9至12级齿轮基准孔，11、12级齿轮基准轴等。
IT9～IT10 用于只有一般要求的配合。例如轴套外径与孔配合，操纵件与轴配合，空转皮带轮与轴，光学仪器中的一般配合，发动机中机油泵体内孔，键宽与键槽宽的配合，纺织机械中的一般配合零件。
IT11～T12 配合精度很低，适用于对配合。例如，机床中法兰盘止口与孔，滑块与滑移齿轮凹槽，钟表中不重要的工件，手表制造中所用的工具及设备中的未注公差尺寸，纺织机械中低精度的间隙配合。
表1,8 标准公差等级应用范围
1.5.3 配合的选用
选择配合主要是为了解决配合零件在机器工作时的相互关系，以保证机器中各个零件能协调动作，实现预定的任务。正确地选择配合，可以提高机器的性能，质量和使用寿命，并使加工经济合理。
基准制和公差等级确定后，配合的选择就是根据使用要求（即给定的极限间隙或过盈），确定非基准件的基本偏差代号。
选择配合时，应首先考虑选用标准中规定的优先配合，其次是常用配合，再次采用一般用途孔、轴公差带组成的配合，必要时可选用任意孔、轴公差带组成的配合。
解（1）选基准制 因无特殊要求，故选基孔制。
（2）确定公差等级
因为TF=X’max X’min=210 80=130 m
由表1-2查得 50mm ，IT9=62 m
Tf=TD+Td=62+62=124 m＜TF =130 m
故确定孔、轴都为IT9级（公差等级低于IT8）。
（3）确定配合代号
1）孔：因已选定基孔制，故孔的公差带为 50H9，
查表得 ES=+0.062mm，EI=0。
例 1.6有一对基本尺寸为 50mm孔、轴配合，要求间隙在+80～+210 m之间，试确定合适的配合。
2）轴：∵间隙配合轴的基本偏差为上偏差，Xmin=EI-es
∴ es=EI-Xmin=0-80= --80 m
由表1-4查得 50mm 基本偏差es= -80 m代号是d，
故轴的公差带为d9，
计算ei=es–IT9=–80–62=–142 m
（4）检验 50H9/d9是否满足要求：
∵ Xmin=EI–es=0–(–80) ≥ TF=X’min= +80 m
Xmax=ES–ei=+62–(–142)=+204 m ≤X’max =+210 m
故 50H9/d9满足使用要求。
各类配合的特性：
a～h（或A～H）11种基本偏差与基准孔（或基准轴）形成间隙配合。主要用于有相对运动的配合，或用于常拆卸而定心精度要求不高的定位配合。其中由a（或A）形成的间隙最大，然后逐渐依次减小，由h（或H）形成的间隙最小，其配合的最小间隙为零。 ；
选择配合的方法
各类配合的特性：
Js～n（或Js～N）5种基本偏差与基准孔（或基准轴）形成过渡配合。主要用于定心精度要求较高并需要拆装的配合，公差等级多用于IT6～8级范围 ；
选择配合的方法
各类配合的特性：
p～zc（或P～ZC）12种基本偏差与基准孔（或基准轴）形成过盈配合。主要用于没有相对运动的配合，使孔、轴结合为一整体传递扭矩，公差等级多用≤IT7级范围。其中由p（或P）形成的过盈最小，当公差等级较低时如H8/p7则形成过渡配合，此后过盈依次增大，而至zc（或ZC）形成的过盈最大
选择配合的方法
1.5.4 一般公差线性尺寸的未注公差
线性尺寸的一般公差的概念：线性尺寸的一般公差是指在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。在正常维护和操作情况下，它代表车间的一般加工的经济加工精度。线性尺寸的一般公差主要用于低精度的非配合尺寸。采用一般公差的尺寸在正常车间精度保证的条件下，一般可不检验。
采用一般公差，图样上该尺寸后不需注出其极限偏差数值。可简化图样，使图样清晰易读；突出了图样上注出公差的尺寸，从而使人们在对这些注出公差的尺寸进行加工和检验时给予应有的重视。
线性尺寸的一般公差主要用于较低精度的非配合尺寸。当功能上允许的公差等于或大于一般公差时，均应采用一般公差。
1.6常用测量器具及使用
1.6.1 游标卡尺
是一种通用量具，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量的尺寸范围大等特点，可以用它来测量零件精度为IT9～ITl6的外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距等，应用范围很广
游标卡尺的测量范围有0～150mm、0～200mm、0～300mm、0～500mm等多种
1.6常用测量器具及使用
1.6.1 游标卡尺
1.6常用测量器具及使用
1.6.1 游标卡尺
0.02mm游标卡尺刻线原理
1.6常用测量器具及使用
1.6.1 游标卡尺
0.02mm刻度值的游标卡尺读数示例（示值为17.36mm）
1.6常用测量器具及使用
1.6.1 游标卡尺
带表卡尺
数显游标卡尺
1.6常用测量器具及使用
1.6.2螺旋测微量具
千分尺是比游标卡尺更为精确的测量工具，其测量准确度为0.01mm。有外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、螺纹千分尺和公法线千分尺等，并分别测量或检验零件的外径、内径、深度、厚度、螺纹的中径和齿轮的公法线长度等。千分尺按其测量范围有0～25mm、25～50mm、50～75mm、75～100mm、100～125mm等多种规格。本节仅介绍外径千分尺
1.6常用测量器具及使用
1.6.2螺旋测微量具
0～25mm外径千分尺
1.6常用测量器具及使用
1.6.2螺旋测微量具
外径千分尺的示值
1.6常用测量器具及使用
1.6.3指示式量具
0～3mm百分表
内径百分表
1.6常用测量器具及使用
1.6.4工件尺寸检验的验收方法
为了保证足够的测量精度，实现零件的互换性，必须按国家标准GB/T3177—2009《产品几何技术规范（GPS）光滑工件尺寸的检验》规定的验收原则及要求验收工件，并正确、合理地选择计量器具
（1）验收原则—所用验收方法应只接收位于规定的极限尺寸之内的工件，即允许有误废而不允许有误收。
（2）安全裕度（A）—测量不确定度的允许值。它由被测工件的尺寸公差值确定，一般取工件尺寸公差值的10%左右。
（3）验收极限—检验工件尺寸时判断合格与否的尺寸界限。
1.6常用测量器具及使用
1.6.4工件尺寸检验的验收方法
方法1：上验收极限＝上极限尺寸－安全裕度A，下验收极限＝下极限尺寸＋安全裕度A。
方法2：上验收极限＝上极限尺寸，下验收极限＝下极限尺寸。安全裕度A值等于零。适用非配合尺寸和一般公差的尺寸验收。
1.尺寸链的定义
在零件设计、制造和装配过程中，由相互联系的一组尺寸（或角度）所形成的封闭图形称为尺寸链。
工艺尺寸链示例
封闭性
关联性
1.7尺寸链
1.7.1尺寸链的基本概念
① 封闭环： 在加工过程中，被间接保证的或最后形成的尺寸，
用 A0 表示。每个尺寸链有且仅有一个封闭环。
② 组成环： 组成环是加工过程中直接获得的尺寸，用 Ai（i ＝
1、2、3…）表示。
按其对封闭环的影响不同又可分为增环和减环。
a. 增环：当该环变化引起封闭环同向变化时，称为增环。
b. 减环：当该环变化引起封闭环反向变化时，称为减环。
2.尺寸链的组成
组成尺寸链的每一个尺寸称为尺寸链的环，
环可分为封闭环和组成环。
3.尺寸链计算的基本公式
工艺尺寸链的计算方法有极值法和概率法两种。
概率法适用于解算组成环数较多且大批大量生产的尺寸链；
生产中一般多采用极值法（或称极大极小值法）。
尺寸链计算符号
① 封闭环的基本尺寸计算
② 封闭环的极限尺寸计算
③ 封闭环的上下偏差计算
④ 封闭环的公差计算
⑤ 平均尺寸计算法
将已知各环的偏差写成对称分布形式。
尺寸链的解算大致分为两种类型：
正计算：已知全部组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸。
反计算：已知封闭环的极限尺寸，求组成环的极限尺寸。
1.7.2 尺寸链的建立
1.确定封闭环： “间接、最后”获得的尺寸，是“自然而然”形成的尺寸。
在大多数情况下，封闭环可能是零件设计尺寸中的一个或者是加工余量值。
在零件的设计图中，封闭环一般是未注的尺寸（即开环）。
2.查找组成环： 组成环应遵循“路线最短、环数最少” 原则。
3.判断增减环：定义直接判别
箭头法
增减环的判别
与封闭环箭头方向相同：为减环
与封闭环箭头方向相反：为增环
4．画尺寸链图
图1.32 齿轮轴部件的装配尺寸链
例1.7 如图1.32所示为某减速器的齿轮轴部件装配示意图。要求齿轮轴与轴承端面的间隙为0.2mm～0.7mm。试建立装配尺寸链。
1.7.3尺寸链的解算
尺寸链的解算大致分为两种类型：
（1）正计算：已知全部组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸。零件图上对设计尺寸链的分析和验算常属于此类情况。
（2）反计算：已知封闭环的极限尺寸，求某一个或几个组成环的极限尺寸。装配图设计时根据装配精度要求具体确定相关各零件的尺寸公差就属于这类计算。
尺寸链的解算方法有：极值法（完全互换法）、大数互换法、分组法、修配法和调整法。对于装配尺寸链，须根据生产批量、互换性要求来选择其中一种进行计算；对于零件尺寸链，一般采用极值法解算。生产中极值法更为常用所以这里重点介绍。
1.7.3尺寸链的解算
例1.8 如图1.35所示为齿轮轴组件装配图。要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.lmm～0.35mm。已知：轴端面距离A1=43mm,挡圈A2=A5=5mm,齿轮厚度A3=30mm,弹性挡圈A4= mm（标准件）。现采用完全互换法装配，试确定各组成环的公差和极限偏差
1.7.3尺寸链的解算
解 ① 画装配尺寸链
② 确定各组成环的公差
③ 确定各组成环的极限偏差
选择一个零件作为“协调环”，其余组成环按照“入体原则”写极限偏差。选择协调环时应注意：不能选择标准件、几个尺寸链的公共组成环或者该部件中有几个相同零件中的一个作为协调环
The End！

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