教學(xué)課件：《公差配合與技術(shù)測量》

第1章緒論互換性概述

1.1標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化

1.2優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系

1.3本課程的性質(zhì)與學(xué)習(xí)要求

1.4本章學(xué)習(xí)任務(wù)1.掌握互換性的基本概念，互換性的分類及互換性存在的必要性；2.了解標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化概念；3.熟悉優(yōu)先數(shù)與優(yōu)先數(shù)系的特點；4.明確本課程的性質(zhì)、學(xué)習(xí)要求。本章主要內(nèi)容1.1互換性概述1.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化1.3優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系1.4本課程的性質(zhì)與學(xué)習(xí)要求問題：

汽車的輪胎壞了、家里的水龍頭漏水了、自行車的螺釘?shù)袅恕?。去市場隨便買一個更換上就搞定了；插座、插頭、鍵盤、鼠標(biāo)基本上想換就可以換。生活中的這些便利性是如何在技術(shù)上得以保證的呢？技術(shù)上要求這些通用的配件要具備互換性。1.1互換性概述1.1.1互換性的概念在機(jī)械和儀器制造工業(yè)中,互換性是指在同一規(guī)格的一批零件或部件中,不需作任何挑選,調(diào)整或輔助加工(如鉗工修配),就能進(jìn)行裝配,并能滿足機(jī)械產(chǎn)品的使用性能要求。例如，同型號的軸承、螺釘?shù)鹊?。能夠保證具有互換性的生產(chǎn)，稱為遵守互換性原則的生產(chǎn)。1.1互換性概述1.1.2互換性的分類完全互換：一批零、部件在裝配或更換時，不作任何選擇，不需調(diào)整或修配，就能滿足預(yù)定的使用要求。

不完全互換：僅組內(nèi)零件可以互換，組與組之間不能互換互換性分類

1.1互換性概述1.1.3互換性在機(jī)械制造中的作用（1）在產(chǎn)品設(shè)計方面，有利于最大限度采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，大大簡化繪圖和計算工作，縮短設(shè)計周期。便于計算機(jī)輔助設(shè)計和產(chǎn)品品種的多樣化設(shè)計。（2）在加工制造方面，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，采用先進(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，尤其是計算機(jī)輔助制造的產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效率，降低成本，便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。（3）在使用維修方面，可以減少機(jī)器的維修時間和費用，保證機(jī)器能連續(xù)持久的運轉(zhuǎn)，提高機(jī)器的利用率和延長機(jī)器的使用壽命。1.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化1.2.1標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化的含義國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20000.1-2002規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)化的定義是：為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同的和重復(fù)的使用規(guī)則的活動。標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)化的主要體現(xiàn)形式，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20000.1-2002規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的含義是：為在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對活動或結(jié)果規(guī)定的共同的和重復(fù)使用的規(guī)則、導(dǎo)則或特性文件。1.2標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化1.2.2標(biāo)準(zhǔn)的分類和分級企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的分級特征基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)安全、衛(wèi)生、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)組織標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)管理標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)管理標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)不同標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的分類1.3優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系

在機(jī)械設(shè)計中，常常需要確定很多參數(shù)，而這些參數(shù)往往不是孤立的，一旦選定，這個數(shù)值就會按照一定規(guī)律，向一切有關(guān)的參數(shù)傳播。所以，機(jī)械產(chǎn)品中的各種技術(shù)參數(shù)不能隨意確定。為使產(chǎn)品的參數(shù)選擇能遵守統(tǒng)一的規(guī)律，使參數(shù)選擇一開始就納入標(biāo)準(zhǔn)化軌道，必須對各種技術(shù)參數(shù)的數(shù)值作出統(tǒng)一規(guī)定?！秲?yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》國家標(biāo)準(zhǔn)就是其中最重要的一個標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)盡可能采用它。1.3優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五個不同公比的十進(jìn)制近似等比數(shù)列作為優(yōu)先數(shù)系，分別用系列號R5、R10、R20、R40和R80表示，其中前四個系列作為基本系列，R80為補(bǔ)充系列，僅用于分級很細(xì)或基本系列中的優(yōu)先數(shù)不能滿足需要的特殊場合。1.3優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系各系列的公比分別為：1）R5系列的公比為：q5=≈1.60；2）R10系列的公比為：q10=≈1.25；3）R20系列的公比為：q20=≈1.12；4）R40系列的公比為：q40=≈1.06；5）R80系列的公比為：q80=≈1.03。1.4本課程的性質(zhì)與學(xué)習(xí)要求1.本課程的性質(zhì)本課程是機(jī)械類、近機(jī)械類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，它與機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造等專業(yè)課有著密切的關(guān)系，是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過度到專業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁。本課程的內(nèi)容在生產(chǎn)過程中應(yīng)用廣泛，它由公差配合和技術(shù)測量兩部分組成。本課程的研究對象是幾何量參數(shù)的互換性，即研究如何通過規(guī)定公差，合理解決機(jī)器使用要求與制造要求之間的矛盾，以及如何運用技術(shù)測量手段保證國家公差標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實施。1.4本課程的性質(zhì)與學(xué)習(xí)要求2.本課程的學(xué)習(xí)要求1）掌握互換性原理的基礎(chǔ)知識；2）基本掌握本課程所介紹的各種公差標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容、特點和應(yīng)用原則；3）初步學(xué)會根據(jù)機(jī)器和零件的功能要求，選擇合理的公差并能正確地標(biāo)注到圖樣上；4）掌握一般幾何參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識；5）熟悉各種典型零件的測量方法和初步學(xué)會使用常用的計量器具。第2章極限與配合極限與配合的基本知識

2.1極限與配合的國家標(biāo)準(zhǔn)

2.2標(biāo)準(zhǔn)公差帶與配合

2.3線性尺寸的一般公差

2.4公差與配合的選用

2.5本章學(xué)習(xí)任務(wù)1．熟悉基本術(shù)語和定義，掌握有關(guān)尺寸偏差、尺寸公差的概念及其與極限尺寸的關(guān)系、配合的概念及其配合的種類、盈隙量的計算；2.掌握尺寸公差帶的組成要素（標(biāo)準(zhǔn)公差、其本偏差）和正確應(yīng)用；3.掌握極限與配合標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定；4.學(xué)會準(zhǔn)確繪制公差帶圖、公差配合圖和配合公差帶圖；5.學(xué)會公差配合在圖紙上的標(biāo)注方法和會查閱有關(guān)表格。2.1極限與配合的基本知識

2.1.1孔和軸的定義2.1.2常用尺寸的定義2.1.3常用偏差和公差的定義2.1.4常用配合的定義2.1.1孔和軸的定義孔通常指工件的圓柱形內(nèi)表面，也包括由單一尺寸確定的非圓柱形內(nèi)表面（由二平行平面或切面形成的包容面）。

軸通常指工件的圓柱形外表面，也包括由單一尺寸確定的非圓柱形外表面（由二平行面或切面形成的被包容面）。2.1.2常用尺寸的定義1.尺寸指用特定單位表示線性尺寸值的數(shù)值。尺寸指的是長度的值，由數(shù)字和特定單位兩部分組成。2.基本尺寸（D，d）指設(shè)計時給定的尺寸，一般要符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。基本尺寸是在設(shè)計時根據(jù)零件的強(qiáng)度、剛度、運動、工藝和結(jié)構(gòu)等要求確定的尺寸，它只是尺寸的基本大小。3.實際尺寸（Da、da）指通過測量獲得的尺寸。由于存在測量誤差，實際尺寸并非尺寸的真值。由于形狀誤差，同一表面不同部位的實際尺寸往往不相等。4.極限尺寸（Dmax、dmax、Dmin、dmin）指允許尺寸變化的兩個界限值。一個孔或軸允許的最大尺寸稱為最大極限尺寸（Dmax,dmax）。一個孔或軸允許的最小尺寸稱為最小極限尺寸（Dmin,dmin）。只要實際尺寸在兩個極限尺寸之間，即為合格產(chǎn)品。5.最大實體狀態(tài)(MMC)與最大實體尺寸(MMS)

孔和軸具有允許的材料最多時的狀態(tài)稱為最大實體狀態(tài)，在該狀態(tài)下的尺寸稱為最大實體尺寸。孔的最大實體尺寸DM＝Dmin；軸的最大實體尺寸dM＝dmax。6.最小實體狀態(tài)(LMC)與最小實體尺寸(LMS)

孔和軸具有允許的材料最少時的狀態(tài)稱為最小實體狀態(tài)，在該狀態(tài)下的尺寸稱為最小實體尺寸?？椎淖钚嶓w尺寸DL＝Dmax；軸的最小實體尺寸dL＝dmin。2.1.3常用偏差和公差的定義1.尺寸偏差尺寸偏差是指某一尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。尺寸偏差可以為正、負(fù)或零值。由于尺寸有極限尺寸、實際尺寸之分，因此尺寸偏差可分為極限偏差和實際偏差。（1）極限偏差極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為極限偏差。由于極限尺寸有最大極限尺寸和最小極限尺寸之分，極限偏差又可分為上偏差和下偏差。上偏差是指最大極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差（ES,es）。下偏差是指最小極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差（EI,ei）?？椎纳掀頔S=Dmax－D軸的上偏差

es=dmax－d孔的下偏差EI=Dmin－D軸的下偏差

ei=dmin－d（2）實際偏差實際尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為實際偏差。計算公式：孔：Ea=Da－D軸：ea=da－d零件合格條件：孔：EI≤Ea≤ES軸：ei≤ea≤es2.尺寸公差允許尺寸的變動量叫做尺寸公差。它等于最大極限尺寸與最小極限尺寸代數(shù)差的絕對值，也等于上偏差與下偏差代數(shù)差的絕對值。計算公式如下?？椎墓睿篢h=∣Dmax-Dmin∣=ES-EI軸的公差：Ts=∣dmax-dmin∣=es-ei公差與偏差（極限偏差）的區(qū)別與聯(lián)系從數(shù)值上看偏差可以為正負(fù)；公差一定為正；從工藝上看公差的大小表示對一批零件尺寸允許的差異范圍，反映尺寸制造精度，即零件加工的難易程度極限偏差的大小表示尺寸允許變動的界限，是判斷零件尺寸合格的依據(jù)。3.公差帶圖公差帶圖由零線和公差帶組成。由于公差或偏差的數(shù)值比基本尺寸的數(shù)值小得多，在圖中不便用同一比例表示，同時為了簡化，在分析有關(guān)問題時，不畫出孔、軸的結(jié)構(gòu)，只畫出放大的孔、軸公差區(qū)域和位置。采用這種表達(dá)方法的圖形稱為公差帶圖。（1）零線表示基本尺寸的一條直線。（2）公差帶在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域稱為尺寸公差帶。2.1.4常用配合的定義1.配合基本尺寸相同的，相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系稱為配合。這種關(guān)系決定了結(jié)合零件之間的松緊程度。2.間隙與過盈孔尺寸減去相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差，當(dāng)此值為正值時稱為間隙，用符號X表示，間隙數(shù)值應(yīng)標(biāo)“+”號；當(dāng)此值為負(fù)值時稱為過盈，用符號Y表示，過盈數(shù)值前面應(yīng)標(biāo)上“－”號。3.配合的類別——間隙配合、過盈配合和過渡配合。（1）間隙配合指具有間隙的配合，此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上，如下圖所示。計算公式：最大間隙最小間隙平均間隙間隙配合主要用于孔、軸間的活動連接。間隙的作用在于貯藏潤滑油，補(bǔ)償溫度引起的熱變形，補(bǔ)償彈性變形及制造與安裝誤差。間隙的大小影響孔軸間相對運動的活動程度。（2）過盈配合指具有過盈的配合，此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下，如下圖所示。計算公式：最大過盈最小過盈平均過盈過盈配合主要用于孔、軸間的緊固連接，不允許兩者間有相對運動。裝配時，要加壓力才能使軸進(jìn)入孔中，也可使孔的溫度升高或使軸的溫度降低，即采用熱脹冷縮方法進(jìn)行裝配。（3）過渡配合指可能具有間隙或過盈的配合，此時，孔和軸的公差帶相互交疊如下圖所示。計算公式：最大間隙最大過盈平均過盈過渡配合主要用于孔、軸間的定位連接。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的過渡配合的間隙或過盈的絕對值一般都比較小，因此可以保證結(jié)合零件有很好的對中性和同軸度，并且便于拆卸和裝配。4.配合公差及配合公差帶圖1）配合公差指允許間隙或過盈的變動量。它是設(shè)計人員根據(jù)機(jī)器配合部位使用性能的要求對配合松緊變動的程度給定的允許值。它反映配合的松緊變化程度，表示配合精度，是評定配合質(zhì)量的一個重要的綜合指標(biāo)。其計算公式如下。配合公差等于配合孔的公差與軸得公差之和。2)配合公差帶圖以零間隙（零過盈）為零線，用適當(dāng)?shù)谋壤嫵鰳O限間隙或極限過盈，以表示間隙或過盈允許的變動范圍的圖形。它很好的反映了配合的性質(zhì)。零線以上表示間隙，零線以下表示過盈，符號I代表配合公差帶。2.2極限與配合的國家標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1標(biāo)準(zhǔn)公差系列2.2.2基本偏差系列2.2.3極限與配合在圖樣上的標(biāo)注2.2極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)2.2.1標(biāo)準(zhǔn)公差系列標(biāo)準(zhǔn)公差系列是國家標(biāo)準(zhǔn)制訂出的一系列標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值，用以確定公差帶的大小。1.標(biāo)準(zhǔn)公差等級確定零部件尺寸精確程度的等級稱為標(biāo)準(zhǔn)公差等級。國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了20個公差等級，IT01、IT0、IT01---IT18。“IT”表示標(biāo)準(zhǔn)公差，后面的數(shù)字表示公差等級；IT01精度最高（同一基本尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差值最小），其余精度依次降低（同一基本尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差值依次增大），IT18精度最低（同一基本尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差值最大）。標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表（摘自GB/T1800.1－2009）基本尺寸mm標(biāo)

準(zhǔn)

公

差

等

級IT01IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT9IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18大于至—30.30.50.81.223469142540600.10.140.250.40.611.4360.40.611.52.545812183048750.120.180.30.480.751.21.8690.40.611.52.546915223658900.150.220.360.580.91.52.29180.50.81.223581118274370190.180.270.430.71.11.82.718300.611.52.546913213352841300.210.330.520.841.32.13.330500.711.52.5471116253962901600.250.390.6211.62.53.950800.81.2235813193046741201900.30.460.741.21.934.68012011.52.546915223554871402200.350.540.871.42.23.55.41201801.223.5581218254063901602500.40.6311.62.546.3180250234.57914202946721151852900.460.721.151.852.94.67.22503152.5468121623325281130293200.520.811.32.13.25.28.131540035791318253657891402303600.570.891.42.33.65.78.9400500468101520274063971552504000.630.971.552.546.39.7ummm注：基本尺寸小于1mm時，無IT14至IT18。2.標(biāo)準(zhǔn)公差因子（i，I）及公差等級系數(shù)（a）標(biāo)準(zhǔn)公差因子（i，I）是用以確定標(biāo)準(zhǔn)公差的基本單位，是制訂標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表的基礎(chǔ)。公差等級系數(shù)（a）是IT5--IT18的各級公差所包含的標(biāo)準(zhǔn)公差因子。在基本尺寸一定的情況下，a值大小反映了加工方法的難易程度，是決定標(biāo)準(zhǔn)公差大小的惟一參數(shù)。3.基本尺寸分段國標(biāo)對基本尺寸進(jìn)行了分段，基本尺寸可分為主段落和中間段落。將至3150mm的基本尺寸分為21個主段落。將至500mm的常用尺寸段分為13個主段落，主段落用于標(biāo)準(zhǔn)公差中的基本尺寸分段。對同一尺寸段內(nèi)所有的基本尺寸規(guī)定了相同的標(biāo)準(zhǔn)公差因子。同一尺寸段內(nèi)按首尾兩尺寸的幾何平均值作為公式中的D值，即?？紤]到基本尺寸的因素，不能以公差值的大小來判斷零件精度的高低，而應(yīng)以公差等級作為判斷的依據(jù)。2.2.2基本偏差系列1.基本偏差代號基本偏差的代號用拉丁字母表示，大寫代表孔的基本偏差，小寫代表軸的基本偏差。除去易于其它代號混的I，L，O，Q，W(i，l，o，q，w)5個字母外，再加上用CD，EF,FG,JS，ZA,ZB,ZC(cd,ef,fg,js，za,zb,zc)兩個字母表示的7個代號，共有28個代號，即孔和軸各有28個基本偏差。如下圖所示。2.配合制配合制是指以兩個相配合的零件中的一個零件的公差帶位置固定，而改變另一個零件（非基準(zhǔn)件）的公差帶位置，從而形成各種配合的一種制度。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種基準(zhǔn)制度，基孔制和基軸制。基孔制常用與優(yōu)先配合（GB/T1801－2009）基孔制常用配合59種，優(yōu)先配合13種優(yōu)先選用配合

基軸制常用與優(yōu)先配合（GB/T1801－2009）基軸制常用配合47種，優(yōu)先配合13種優(yōu)先選用配合

3.基本偏差數(shù)值（1）軸的基本偏差數(shù)值軸的基本偏差數(shù)值是以基孔制為基礎(chǔ)，依據(jù)各種配合的要求，從生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和有關(guān)統(tǒng)計分析的結(jié)果中整理出一系列公式而計算出來的。

（2）孔的基本偏差數(shù)值孔的基本數(shù)值是從軸的基本偏差數(shù)值換算而來的。換算前提是同名配合的配合性質(zhì)不變，即基孔制的配合變成同名基軸制的配合時，其配合性質(zhì)（極限間隙或極限過盈）不變,孔的基本偏差數(shù)值直接從表中查得。2.2.3極限與配合在圖樣上的標(biāo)注1．公差帶代號與配合代號（1）公差帶代號孔、軸的公差帶代號由基本偏差代號與公差等級數(shù)字組成。例如，H8，F(xiàn)7，K7等為孔的公差帶代號；h7，f6，r6等為軸的公差帶代號。（2）配合代號配合代號用孔、軸的公差帶代號的組合表示，寫成分?jǐn)?shù)形式，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號，如。若指某些基本尺寸的配合，則基本尺寸表在配合代號之前，如。2．公差與配合在圖樣上的標(biāo)注（1）在零件圖上的標(biāo)注零件圖上，在基本尺寸之后標(biāo)注公差帶代號，或標(biāo)注上、下偏差數(shù)值，或同時標(biāo)出公差帶代號及上、下偏差數(shù)值。（2）在裝配圖上的標(biāo)注裝配圖上，在基本尺寸之后標(biāo)注配合代號。2.3國標(biāo)中規(guī)定的公差帶與配合

國標(biāo)規(guī)定了20個等級的標(biāo)準(zhǔn)公差和軸、孔各28種基本偏差代號，從理論上講可以形成560種公差帶。值得注意的是：（1）實際上有許多種公差帶在生產(chǎn)上幾乎不用，如A01、ZA18等。（2）公差帶種類過多，將使公差帶表格過于龐大而不能使用，生產(chǎn)中需要配備相應(yīng)的定值刀具和量具，不經(jīng)濟(jì)。為了減少定值刀具、量具和工藝裝配的數(shù)量和規(guī)格，國家標(biāo)準(zhǔn)對公差帶的種數(shù)加以限制。1.一般、常用和優(yōu)先公差帶

為了使用方便，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的一般、常用和優(yōu)先選用的軸公差帶共有119種，其中常用配合59種和優(yōu)先選用13種。常用公差帶

優(yōu)先選用公差帶

一般用途的公差帶

為了使用方便，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的一般、常用和優(yōu)先選用的孔公差帶共有105種，其中常用配合44種和優(yōu)先選用13種。常用公差帶

優(yōu)先選用公差帶

一般用途的公差帶

2.常用和優(yōu)先配合

基孔制常用與優(yōu)先配合（GB/T1801－2009）基孔制常用配合59種，優(yōu)先配合13種優(yōu)先選用配合

基軸制常用與優(yōu)先配合（GB/T1801－2009）基軸制常用配合47種，優(yōu)先配合13種優(yōu)先選用配合

2.4線性尺寸的一般公差1.一般公差的含義線性尺寸的一般公差是指一般加工條件下可保證的公差。線性尺寸的一般公差在圖樣上不單獨注出，而是在圖樣上，技術(shù)文件或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中作出總的說明。線性尺寸的一般公差主要用于較低精度的非配合尺寸。在圖樣、技術(shù)文件或標(biāo)準(zhǔn)中用該標(biāo)準(zhǔn)號和公差等級符號表示。2.四個精度等級國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1804-2000規(guī)定了線性尺寸的一般公差等級和極限偏差。一般公差等級分為四級，f（精密級）,m（中等級）,c（粗糙級）,v（最粗級）。2.5

公差與配合的選用

2.5.1配合制的選擇2.5.2公差等級的選擇2.5.3配合類型的選擇2.5公差與配合的選用

公差與配合的選擇包括配合制、公差等級及配合種類的選擇。2.5.1配合制的選擇1．優(yōu)先選用基孔制。中等尺寸高精度的孔,一般用鉸刀、拉刀等定尺寸刀具加工，為了減少備用的定尺寸刀、量具的品種規(guī)格，優(yōu)先選用基孔制。通常加工孔比軸更困難，而且所用刀具量具尺寸規(guī)格也多些，減少定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量。

2．在同一根軸上（基本尺寸相同），有多種配合時，采用基軸制（多種配合）。只有在明顯經(jīng)濟(jì)效益時，如冷拔鋼作軸，或在統(tǒng)一基本尺寸上要裝配幾個不同配合的零件時，才選用基軸制。3.與標(biāo)準(zhǔn)件配合時基準(zhǔn)值的選擇常依標(biāo)準(zhǔn)件而定，如與滾動軸承內(nèi)圈配合的軸應(yīng)該選用基孔制，而與滾動軸承外圈配合的孔則宜選擇基軸制。4.特殊場合采用非基準(zhǔn)制。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：為了滿足配合的特殊需要，允許采用非基準(zhǔn)制配合，即采用任一孔、軸公差帶（基本偏差代號非H的孔或h的軸）組成的配合。例如，隔套是將兩個滾動軸承隔開以提高剛性作軸向定位用。為了安裝方便，隔套與齒輪軸筒的配合應(yīng)選用間隙配合。5.基本尺寸大于500～3150mm的配合，一般采用基孔制的孔、軸同級配合。如為了滿足某些配合的特殊需要如Φ95K7/d11、Φ60D10/js6。2.5.2公差等級的選擇選擇公差等級時要正確處理機(jī)器零件的使用要求、制造工藝和生產(chǎn)成本之間的關(guān)系。公差等級的選擇，使用要求是第一位的。其選擇原則是：在滿足使用要求的前提下，盡可能選取較低的公差等級。選擇時需要考慮以下四個方面：1.工藝等價原則2.加工精度與成本的關(guān)系3.配合性質(zhì)4.與相配合零件的精度相適應(yīng)2.5.3配合種類的選擇配合種類的選擇主要就是根據(jù)零件的功能要求，確定配合的類型及非配合制的基本偏差代號。選擇方法主要有三種：類比法、計算法和試驗法。（1）計算法——根據(jù)一定的理論和公式，算出所需間隙和過盈。（2）試驗法——對機(jī)器性能影響很大又特別重要的配合，可通過試驗得出最佳極限間隙或過盈。（3）類比法——按同類型機(jī)器或機(jī)構(gòu)中，經(jīng)過生產(chǎn)實踐驗證的已用配合的實例，再考慮所設(shè)計機(jī)器的使用要求，并進(jìn)行分析對比確定所需配合的方法。

類比法是選擇配合種類的主要方法。應(yīng)用類比法選擇時，首先要考慮配合件間有無相對運動、定心精度高低、配合件受力情況、裝配情況等。用類比法選擇配合時，不應(yīng)簡單搬用，必須掌握各類配合的特點和應(yīng)用場合，并充分研究配合件的工作條件和使用要求，進(jìn)行合理選擇。此外，還要考慮配合件的工作情況的影響。例如，承受載荷情況、工作時結(jié)合件是否有相對運動、溫度變化、潤滑條件、裝拆情況、生產(chǎn)類型以及材料的物理化學(xué)性能、力學(xué)性能等的影響。根據(jù)不同的工作條件，結(jié)合件配合的間隙量或過盈量必須相應(yīng)地改變。本章小結(jié)14235公差與配合的選用基本術(shù)語及定義極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)線性尺寸的一般公差國標(biāo)中規(guī)定的公差帶與配合你掌握了多少？第3章測量技術(shù)基礎(chǔ)測量技術(shù)的基本知識

3.1測量方法（計量器具）

3.2測量誤差

3.3測量結(jié)果

3.43.1測量技術(shù)的基本知識3.1.1測量技術(shù)的概念3.1.2長度基準(zhǔn)和量值傳遞3.1.3量塊的基本知識3.1測量技術(shù)的基本知識在機(jī)械制造業(yè)中所說的技術(shù)測量或精密測量主要是指幾何參數(shù)的測量，包括長度、角度、表面粗糙度和形位誤差等的測量。測量就是將被測量和一個作為測量單位(計量單位)的標(biāo)準(zhǔn)量，通過一定的測量工具和測量方法進(jìn)行比較，從而確定被測的量值過程。3.1.1測量技術(shù)的概念測量：為確定被測幾何量而進(jìn)行的操作試驗過程。

測量的實質(zhì)：將被測幾何量L與計量單位E進(jìn)行比較。

測量的基本方程式：q＝L/E；L＝q×E

這個公式說明在被測量值L一定的情況下，比值q的大小完全決定于所采用的計量單位E，而且成反比關(guān)系。同時也說明計量單位E的選擇決定于被測量值所要求的精確程度，測量過程四要素：1)測量對象

主要是有關(guān)幾何精度方面的參數(shù)量

(長度，角度，表面粗糙度，形狀和位置誤差以及螺紋，齒輪的各幾何參數(shù)等)。2)計量單位在我國法定計量單位中，長度的基本單位是米，常用單位有毫米和微米。角度單位為弧度及度，分，秒。3)測量方法測量方法是指進(jìn)行測量時所采用的測量原理、測量器具（計量器具）和測量條件（環(huán)境和操作者）的總和。4)測量精度測量精度是指測量結(jié)果與真值的一致程度。不考慮測量精度而得到的測量結(jié)果是沒有任何意義的。3.1.2長度基準(zhǔn)和量值傳遞（1）長度基準(zhǔn)為了保證長度測量的精度，首先需要建立國際統(tǒng)一的、穩(wěn)定可靠的長度基準(zhǔn)。在我國法定計量單位中，長度單位是米（m）。18世紀(jì)末：米等于經(jīng)過巴黎的地球子午線的四千萬分之一；1889年：國際米原器，即從國際計量局訂制的30根米尺中，選出了作為統(tǒng)一國際長度單位量值的一根米尺；1983年：“米”是光在真空中在1/299792458s的時間間隔內(nèi)行進(jìn)路程的長度。

米定義的復(fù)現(xiàn)主要采用穩(wěn)頻激光輻射。我國使用碘吸收穩(wěn)定的0.663μm氦氖激光輻射作為波長標(biāo)準(zhǔn)來復(fù)現(xiàn)“米”的定義。（2）量值傳遞3.1.3量塊的基本知識量塊又稱塊規(guī)，是沒有刻度的橫截面為矩形的平面平行端面量具。量塊除了作為長度基準(zhǔn)的傳遞媒介以外，還可有以下的作用：

1)生產(chǎn)中被用來檢定和校準(zhǔn)測量工具或量儀；

2)相對測量時用來調(diào)整量具或量儀的零位；

3)有時量塊還可以直接用于精密測量、精密劃線和精密機(jī)床的調(diào)整。1.量塊的材料、形狀和尺寸量塊用鉻錳鋼等特殊合金鋼或線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨以及不易變形的其它材料制成。其形狀有長方體和圓柱體兩種，常用的是長方體。長方體的量塊有兩個平行的測量面，其余為非測量面。測量面極為光滑、平整，其表面粗糙度Ra值達(dá)0.012μm以上，兩測量面之間的距離即為量塊的工作長度（標(biāo)稱長度）。標(biāo)稱長度到5.5mm的量塊，其公稱值刻印在上測量面上；標(biāo)稱長度大于5.5mm的量塊，其公稱長度值刻印在上測量面左側(cè)較寬的一個非測量面上。

量塊的基本長度量塊中心長度的實際值材料：鉻錳鋼等特殊合金鋼或線膨脹系數(shù)小、性能穩(wěn)定、耐磨、不易變形

L上、下測量面極為光滑、平整，具有粘合性40理想量塊實際量塊4040.001量塊的標(biāo)稱長度(=基本長度)2.量塊的精度等級長度量塊的分級量塊按制造精度分為6級，即00，0，1，2，3，K級，其中00級精度最高，3級精度最低。K級為校準(zhǔn)級，用來校準(zhǔn)0，1，2級量塊。量塊的“級”主要是根據(jù)量塊長度極限偏差和量塊長度變動量的允許值（公差）來劃分的。量塊按“級”使用時，以量塊的標(biāo)稱長度作為工作尺寸。該尺寸包含了量塊的制造誤差，不需要加修正值，使用較方便。但不如按“等”使用的測量精度高。長度量塊的分等量塊按檢定精度分為1～6等，其中1等精度最高，6等精度最低。量塊按等使用時，是以量塊檢定書列出的實測中心長度作為工作尺寸，該尺寸排除了量塊的制造誤差，只包含檢定時較小的測量誤差。按“等”使用量塊，在測量上需要加入修正值，比按“級”使用的測量精度高。3.量塊的特性與選用

成套生產(chǎn)的量塊共有17種套別總塊數(shù)尺寸系列

mm間隔mm塊數(shù)總塊數(shù)尺寸系列

mm間隔mm塊數(shù)830.511.0051.01~1.491.5~1.92.0~9.510~100---0.010.10.5101114951610911.01~1.491.5~1.92.0~9.510~1001.001~1.00910.50.010.10.5100.001-4951610911量塊的使用（組合）

為了減少量塊的組合誤差，應(yīng)盡量減少量塊的組合塊數(shù)，一般不超過4~5塊。選用量塊時，應(yīng)從所需組合尺寸的最后一位數(shù)開始，每選一塊至少應(yīng)減去所需尺寸的一位尾數(shù)。例如，從83塊一套的量塊中選取尺寸為36.745mm的量塊組，選取方法為：

36.745………所需尺寸

－1.005

………第一塊量塊尺寸

35.74

－1.24

………第二塊量塊尺寸

34.5

－4.5

………第三塊量塊尺寸

30.0………第四塊量塊尺寸

量塊使用的注意事項1）量塊必須在使用有效期內(nèi)，否則應(yīng)及時送專業(yè)部門檢定；2）使用環(huán)境良好，防止各種腐蝕性物質(zhì)及灰塵對測量面的損傷，影響其粘合性；3）分清量塊的“級”與“等”，注意使用規(guī)則；4）所選量塊應(yīng)用航空汽油清洗、潔凈軟布擦干，待量塊溫度與環(huán)境溫度相同后方可使用；5）輕拿、輕放量塊，杜絕磕碰、跌落等情況的發(fā)生；6）不得用手直接接觸量塊，以免造成汗液對量塊的腐蝕及手溫對測量精確度的影響；7）使用完畢，應(yīng)用航空汽油清洗所用量塊，并擦干后涂上防銹脂存于干燥處。3.2測量方法（計量器具）3.2.1測量方法的分類3.2.2計量器具的分類3.2.3計量器具的基本度量指標(biāo)3.2.4常用的計量器具3.2.5計量器具的選用3.2.1測量方法的分類廣義的測量方法，是指測量時所采用的測量原理、計量器具和測量條件的總和。但是在實際工作中，測量方法一般是指獲得測量結(jié)果的具體方式，測量方法可從不同的角度進(jìn)行分類。1.按所測得的量（參數(shù)）是否為欲測之量分類⑴直接測量從測量器具的讀數(shù)裝置上得到欲測之量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差。⑵間接測量先測出與欲測之量有一定函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量，然后按相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式，求得欲測之量的測量結(jié)果。一般來說，直接測量比間接測量（受計算公式和計算精度影響）的精度高，無法進(jìn)行直接測量的場合采用間接測量。2.按所測讀數(shù)是否代表被測量值的絕對數(shù)字分類⑴絕對測量從測量器具上直接得到被測參數(shù)的整個量值的測量。⑵相對測量將被測量和與其量值只有微小差別的同一種已知量（一般為測量標(biāo)準(zhǔn)量）相比較，得到被測量與已知量的相對偏差。3.按測量時計量器具的測頭與被測表面之間是否有機(jī)械作用的測量力分類（1）接觸測量測量器具的測頭與零件被測表面接觸后有機(jī)械作用力的測量。為了保證接觸的可靠性，測量力是必要的，但它可能使計量器具或工件產(chǎn)生變形，從而造成測量誤差。（2）非接觸測量計量器具的敏感元件與被測工件表面不直接接觸，沒有機(jī)械作用的測量力。此時可利用光、氣、電、磁等物理量關(guān)系使測量裝置的敏感元件與被測工件表面聯(lián)系。非接觸測量沒有測量力引起的測量誤差，因此特別適用于薄結(jié)構(gòu)易變形工件的測量。但這種測量方法對工件形狀有一定要求，同時要求工件定位可靠，沒有顫動，并且表面清潔。4．按零件上同時被測參數(shù)的多少分類(1)單項測量即單獨地彼此沒有聯(lián)系地測量零件的單項參數(shù)。這種方法一般用于量規(guī)的檢定、工序間的測量，或者為了工藝分析、調(diào)整機(jī)床等目的。(2)綜合測量測量零件幾個相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)，從而綜合判斷零件的合格性。綜合測量一般用于終結(jié)檢驗(驗收檢驗)，測量效率高，能有效保證互換性，特別用于成批或大量生產(chǎn)中。5．按被測工件在測量時所處狀態(tài)分類(1)靜態(tài)測量測量時被測零件表面與計量器具測頭處于靜止?fàn)顟B(tài)。(2)動態(tài)測量測量時被測零件表面與計量器具測頭處于相對運動狀態(tài)，或測量過程是模擬零件在工作或加工時的運動狀態(tài)，它能反映生產(chǎn)過程中被測參數(shù)的變化過程。6.按被測量是否在加工過程中進(jìn)行分類（1）在線測量指在加工過程中對工件進(jìn)行測量的方法。其測量結(jié)果直接用來控制零件的加工過程，決定是否繼續(xù)加工或判斷工藝過程是否正常、是否需要進(jìn)行調(diào)整，故能及時防止廢品的發(fā)生。主要用于自動化生產(chǎn)線上。（2）離線測量指在加工后對工件進(jìn)行測量的測量方法，測量結(jié)果僅限于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品。7.按對同一量進(jìn)行多次測量時影響測量誤差的各種因素是否改變分類⑴等精度測量在測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件不變。在一般情況下，為了簡化測量結(jié)果的處理，大都采用等精度測量。實際上，絕對的等精度測量是做不到的。⑵不等精度測量在測量過程中，決定測量精度的全部因素或條件可能完全改變或部分改變。3.2.2計量器具的分類1.量具量具是一種具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供一個或多個已知量值的器具?？煞譃椋簡沃盗烤撸ㄈ缌繅K）和多值量具（如線紋尺）。量具的特點是一般沒有放大裝置。2.量規(guī)量規(guī)是沒有刻度的專用計量器具，用來檢驗工件實際尺寸和形位誤差的綜合結(jié)果。量規(guī)只能判斷工件是否合格，而不能獲得被除數(shù)測幾何量的具體數(shù)值，如光滑極限量規(guī)、螺紋量規(guī)等。3、量儀量儀是指能將被測量轉(zhuǎn)換成可直接觀測的指示值或等效信息的計量器具。其特點是一般都有指示、放大系統(tǒng)。根據(jù)所測信號的轉(zhuǎn)換原理和量儀本身的結(jié)構(gòu)特點。4、計量裝置計量裝置是指為確定被測量所必需的測量裝置和輔助設(shè)備的總體。它能夠測量同一工件上較多的幾何參數(shù)和形狀比較復(fù)雜的工件，有助于實驗檢測自動化或半自動化。3.2.3計量器具的基本度量指標(biāo)(1)刻線間距c計量器具標(biāo)尺或刻度盤上兩相鄰刻線中心線間的距離。通常是等距刻線。為了適于人眼觀察和讀數(shù)，刻線間距一般為0.75～2.5mm。(2)分度值i計量器具標(biāo)尺上每一刻線間距所代表的量值即分度值。一般長度量儀中的分度值有0.1mm、0.05mm、0.02mm、0.01mm、0.001mm、0.0005mm等。實驗用立式光學(xué)比較儀i＝0.001mm。有一些計量器具（如數(shù)字式量儀）沒有刻度尺，就不稱分度值而稱分辨率。分辨率是指量儀顯示的最末一位數(shù)所代表的量值。例如，F(xiàn)604坐標(biāo)測量機(jī)的分辨率為1μm。(3)測量范圍計量器具所能測量的被測量最小值到最大值的范圍稱為測量范圍。外徑百分尺的測量范圍為0～25mm、25～50mm、50～75mm等；立式光學(xué)比較儀的測量范圍為0～180mm，如圖3-3所示。測量范圍的最大、最小值稱為測量范圍的“上限值”、“下限值”。(4)示值范圍由計量器具所顯示或指示的最小值到最大值的范圍。立式光學(xué)比較儀的示值范圍為±100μm，如下圖所示。測量器具參數(shù)示意

（5）靈敏度S計量器具反映被測幾何量微小變化的能力，對于給定的被測量值，被觀測變量的增量與相應(yīng)的被測量的增量之比，即。在分子、分母同一類量的情況下，靈敏度也稱為放大比或放大倍數(shù)。（6）示值誤差計量器具顯示的數(shù)值與被測量的真值之差為示值誤差。它主要由儀器誤差和儀器調(diào)整誤差引起。一般可用量塊作為真值來檢定計量器具的示值誤差。（7）測量的重復(fù)性誤差在相同的測量條件下，對同一被測量進(jìn)行連續(xù)多次測量時，所測得值的分散程度即為重復(fù)性誤差。它是計量器具本身各種誤差的綜合反映。（8）不確定度表示由于測量誤差的存在而對被測幾何量不能肯定的程度。3.2.4生產(chǎn)中常用的計量器具機(jī)械加工生產(chǎn)中，測量尺寸的計量器具種類很多，常見的有游標(biāo)類量具（游標(biāo)卡尺、高度游標(biāo)卡尺等）、螺旋測微量具（外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺等）、百分表等。具體介紹見課本。3.2.5計量器具的選用為了獲得正確可靠的測量結(jié)果，在測量過程中，要注意應(yīng)用并遵守有關(guān)測量原則。

阿貝原則是要求在測量過程中被測長度與基準(zhǔn)長度應(yīng)安置在同一直線上的原則。

基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是要求測量基準(zhǔn)要與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一，即工序測量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)，終結(jié)測量應(yīng)以設(shè)計基準(zhǔn)作為測量基準(zhǔn)。

最短測量鏈原則是由測量信號從輸入到輸出量值通道的各個環(huán)節(jié)所構(gòu)成的測量鏈，其環(huán)節(jié)越多測量誤差越大。

最小變形原則是測量器具與被測零件都會因?qū)嶋H溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力（重力和測量力）而發(fā)生變形，形成測量誤差。

封閉原則是在閉合的圓周分度中，全部角度分量的偏差的總和為零。在檢測封閉圓周中各分量的角度（或弧長）時，根據(jù)封閉原則可不需高精度標(biāo)準(zhǔn)，用相對法進(jìn)行檢測。

3.3測量誤差3.3.1測量誤差的基本概念3.3.2測量誤差的產(chǎn)生原因3.3.3測量誤差的分類3.3.4測量精度3.3.1測量誤差的基本概念測量誤差常用兩種指標(biāo)來評定：絕對誤差和相對誤差。（1）絕對誤差即測得值減去被測量的真值所得的代數(shù)差。若真值為μ，測得值為L，測量誤差為δ，則δ＝L一μ（2）相對誤差即絕對誤差與被測之量的真值之比，稱為相對誤差，常用百分?jǐn)?shù)表示。即相對誤差為ε＝δ／L×100％當(dāng)被測之量值相等(或很接近)時，｜δ｜的大小可反映測量準(zhǔn)確度；當(dāng)被測之量值不相等(尤其是它們相差懸殊)時，f可反映測量準(zhǔn)確度。

3.3.2測量誤差的產(chǎn)生原因（1）計量器具誤差（2）標(biāo)準(zhǔn)件誤差（3）測量方法誤差（4）測量環(huán)境誤差（5）人員誤差3.3.3測量誤差的分類根據(jù)測量誤差的性質(zhì)、出現(xiàn)規(guī)律和特點，可分為三大類，即系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。（1）系統(tǒng)誤差在同一條件下，多次測量同一量值時，誤差的絕對值和符號保持恒定，或者當(dāng)條件改變時，其值按某一確定的規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差按其出現(xiàn)的規(guī)律又可分為常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。

a.定值系統(tǒng)誤差在相同測量條件下，多次測量同一量值時，其大小和方向均不變的誤差。

b.變值系統(tǒng)誤差在相同測量條件下，多次測量同一量值時，其大小和方向按一定規(guī)律變化的誤差。（2）隨機(jī)誤差在相同的測量條件下，多次測量同一量值時，其絕對值大小和符號均以不可預(yù)知的方式變化著的誤差，稱為隨機(jī)誤差。所謂隨機(jī)，是指它的存在以及它的大小和方向不受人的支配與控制，即單次測量之間無確定的規(guī)律，不能用前一次的誤差來推斷后一次誤差。但是對多次重復(fù)測量的隨機(jī)誤差，按概率與統(tǒng)計方法進(jìn)行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，它們是有一定規(guī)律的。（3）粗大誤差由于測量不正確等原因引起的明顯歪曲測量結(jié)果的誤差或大大超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，稱為粗大誤差。粗大誤差主要是由于測量操作方法不正確和測量人員的主觀因素造成的。一個正確的測量，不應(yīng)包含粗大誤差，所以在進(jìn)行誤差分析時，主要分析系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，并應(yīng)剔除粗大誤差。3.3.4測量精度測量精度是測量誤差的相對概念，二者是從不同角度說明同一概念的術(shù)語。測量誤差越大，則測量精度越低；測量誤差越小，則測量精度越高。1.正確度正確度表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度，理論上可用修正值來消除。它是用于評定系統(tǒng)誤差的精度指標(biāo)。在測量中系統(tǒng)誤差愈小，則正確度愈高。2.精密度精密度表示測量結(jié)果中隨機(jī)誤差大小的程度，表明測量結(jié)果隨機(jī)分散的特性，是指在多次測量中所得到的數(shù)值重復(fù)一致的程度，是用于評定隨機(jī)誤差的精度指標(biāo)。在測量中隨機(jī)誤差愈小，則精密度愈高。3.精確度精確度表示測量結(jié)果中隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差綜合影響的程度，說明測量結(jié)果與真值的一致程度。在測量中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，則精確度愈高。

通常正確度高，精密度不一定高；反之亦然。但準(zhǔn)確度高，則精密度和正確度都高。如圖所示的打靶示例，圓圈表示靶心，黑點表示彈孔。其中，圖a表示系統(tǒng)誤差小而隨機(jī)誤差大，即打靶的正確度高而精密度低；圖b表示系統(tǒng)誤差大而隨機(jī)誤差小，即打靶的正確度低而精密度高；圖c表示系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，即打靶的精確度高。abc3.4測量結(jié)果3.4.1系統(tǒng)誤差的處理3.4.2隨機(jī)誤差的處理3.4.3粗大誤差的處理3.4.1系統(tǒng)誤差的處理(1)常值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)由于常值系統(tǒng)誤差的大小和方向不變，對測量結(jié)果的影響也是一個定值。因此它不能從一系列測得值的處理中揭示，而只能通過實驗對比方法去發(fā)現(xiàn)，即通過改變測量條件進(jìn)行不等精度測量來揭示常值系統(tǒng)誤差。(2)變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)變值系統(tǒng)誤差可以從系列測量值的處理和分析觀察中發(fā)現(xiàn)，方法有多種，常用的方法有殘余誤差觀察法，即將測量列按測量順序排列(或作圖)觀察各殘余誤差的變化規(guī)律。(3)系統(tǒng)誤差的消除①誤差根除法即從產(chǎn)生誤差的根源上消除，這是消除系統(tǒng)誤差的最根本方法。為此，在測量之前，應(yīng)對測量過程中可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的環(huán)節(jié)作仔細(xì)分析，找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源并加以消除。②誤差修正法這種方法是預(yù)先檢定出計量器具的系統(tǒng)誤差，將其數(shù)值反向后作為修正值，用代數(shù)法加到實際測得值上，即可得到不包含該系統(tǒng)誤差的測量結(jié)果。③誤差抵消法根據(jù)具體情況擬定測量方案，進(jìn)行兩頭測量，使得兩次測量讀數(shù)時出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差大小相等、方向相反，再取兩次測得值的平均值作為測量結(jié)果，即可消除系統(tǒng)誤差。3.4.2隨機(jī)誤差的處理1）計算算數(shù)平均值；2）計算殘差；3）計算標(biāo)準(zhǔn)偏差；4）計算測量列算數(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；5）測量列的極限誤差和測量結(jié)果；3.4.3粗大誤差的處理粗大誤差的數(shù)值比較大，會對測量結(jié)果產(chǎn)生明顯的歪曲。因此，必須采用一定的方法判斷并加以剔除。判斷粗大誤差的基本原則，應(yīng)以隨機(jī)誤差的實際分布范圍為依據(jù)，凡超出該范圍的誤差，就有理由視為粗大誤差。判斷粗大誤差的準(zhǔn)則有拉依達(dá)準(zhǔn)則（或稱3σ準(zhǔn)則）、肖維納準(zhǔn)則、格拉布斯準(zhǔn)則、T檢驗準(zhǔn)則以及狄克遜準(zhǔn)則等。第4章形位誤差形位公差的基本知識

4.1形位公差及公差帶

4.2公差原則

4.3形位公差的選擇

4.4形位誤差的檢測

4.54.1形位公差的基本知識

4.1.1形位公差的研究對象4.1.2形位公差的幾何特征及符號4.1.3形位公差的標(biāo)注4.1.1形位公差的研究對象——幾何要素形位公差的研究對象是構(gòu)成零件幾何特征的點、線(直線、圓或其它曲線)、面(平面、圓柱面、圓錐面、球面或其它曲面)，因此構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面統(tǒng)稱要素。形狀公差是以要素本身的形狀為研究對象，而位置公差則是研究要素之間某種確定的方向或位置關(guān)系。1.按結(jié)構(gòu)特征分類(1)輪廓要素構(gòu)成零件外形為人們直接感覺到的點、線、面。(2)中心要素輪廓要素對稱中心所表示的點、線、面。其特點是它不能為人們直接感覺到，而是通過相應(yīng)的輪廓要素才能體現(xiàn)出來。2.按存在狀態(tài)分類(1)實際要素即零件上實際存在的要素，可以通過測量反映出來的要素代替。(2)理想要素它是具有幾何意義的要素；是按設(shè)計要求，由圖樣給定的點、線、面的理想形態(tài)，它不存在任何誤差，是絕對正確的幾何要素。3.按所處地位分類(1)被測要素圖樣中給出了形位公差要求的要素，是測量的對象。(2)基準(zhǔn)要素用來確定被測要素方向和位置的要素?；鶞?zhǔn)要素在圖樣上都標(biāo)有基準(zhǔn)符號或基準(zhǔn)代號。4.按功能關(guān)系分類(1)單一要素僅對被測要素本身給出形狀公差的要素。(2)關(guān)聯(lián)要素與零件基準(zhǔn)要素有功能要求的要素。4.1.2形位公差的幾何特征及符號形狀公差為4個：直線度、平面度、圓度、圓柱度；形狀、方向或位置公差2個：線輪廓度、面輪廓度；方向公差為3個：平行度、垂直度、傾斜度；位置公差為4個：位置度、同軸度、同心度、對稱度；跳動公差為2個：圓跳動和全跳動。4.1.3形位公差的標(biāo)注1．公差框格與基準(zhǔn)符號在技術(shù)圖樣中標(biāo)注形位公差時，應(yīng)繪制公差框格，注明形位公差值及有關(guān)符號。根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，形位公差要求在矩形方框中給出，稱為框格標(biāo)注。該方框由二格或多格組成，框格中的內(nèi)容從左到右按順序填寫，框格內(nèi)容包括：公差特征符號、公差值、基準(zhǔn)等。（1）公差特征符號根據(jù)零件的工作性能要求，由設(shè)計者從表中選定。（2）公差值用線性值，以mm為單位表示。如果公差帶是圓形或圓柱形的，則在公差值前面加注φ；如果是球形的，則在公差值前面加注Sφ。（3）基準(zhǔn)基準(zhǔn)符號如下圖所示。相對于被測要素的基準(zhǔn)，由基準(zhǔn)字母表示。為不致引起誤解，字母E、I、J、M、O、P、L、R、F不采用。1)基準(zhǔn)符號在公差框格中的標(biāo)注①單一基準(zhǔn)要素用大寫字母表示。②由兩個要素組成的公共基準(zhǔn)，用由橫線隔開的兩個大寫字母表示。③由兩個或兩個以上要素組成的基準(zhǔn)體系，如多基準(zhǔn)組合，表示基準(zhǔn)的大寫字母應(yīng)按基準(zhǔn)的優(yōu)先次序從左至右分別置于各格中。2)基準(zhǔn)符號在基準(zhǔn)要素和圖樣上的標(biāo)注①用帶小圓的大寫字母以細(xì)實線與粗的短橫線相連，如圖4-5a所示，表示基準(zhǔn)的字母也應(yīng)注在公差框格內(nèi)如圖4-5b所示，基準(zhǔn)代號中的字母要水平書寫。a）b）c）圖4-5基準(zhǔn)符號在圖樣上的標(biāo)注示例一②當(dāng)基準(zhǔn)要素是輪廓線或表面時，在要素的外輪廓上或在它的延長線上(但應(yīng)與尺寸線明顯的錯開)標(biāo)注基準(zhǔn)符號，如圖4-5a和c所示?；鶞?zhǔn)符號還可置于用圓點指向?qū)嶋H表面的參考線上，如圖4-6a所示。③當(dāng)基準(zhǔn)要素是軸線或中心平面或由帶尺寸的要素確定的點時，則基準(zhǔn)符號中的線與尺寸線一致，如圖4-6b和c所示。如果尺寸線處安排不下兩個箭頭，則另一箭頭可用短橫線代替，如圖4-6c所示。a）b）c）圖4-6基準(zhǔn)符號在圖樣上的標(biāo)注示例二（4）指引線指引線用細(xì)實線表示。指引線一端與公差框格相連，可從框格左端或右端引出，指引線引出時必須垂直于公差框格，另一端帶有箭頭。公差帶的寬度方向就是指引線給定的方向，如圖4-7a和b所示?；蛘咧敢€垂直于被測要素，如圖4-7c所示。對于圓度，公差帶的寬度是形成兩同心圓的半徑方向，如圖4-7d所示。圖4-7指引線標(biāo)注示例2.公差框格在圖樣上的標(biāo)注（1）當(dāng)公差涉及輪廓線或輪廓面時，將箭頭置于要素的輪廓線或輪廓線的延長線上，但必須與尺寸線明顯地分開，如圖4-8（a）所示。箭頭也可指向引出線的水平線，引出線引自被測面，如圖4-8（b）所示。當(dāng)公差涉及要素的中心線、中心面或中心點時，箭頭應(yīng)位于相應(yīng)尺寸線的延長線上，如圖4-8（c）所示。圖4-8公差框格在圖樣上的標(biāo)注一2)當(dāng)被測要素為軸線、球心或中心平面時指引線箭頭應(yīng)與該要素的尺寸線對齊。3)當(dāng)被測要素為單一要素的軸線或各要素的公共軸線、公共平面時，指引線的箭頭可直接指在軸線或中心線上。4)當(dāng)對同—要素有一個以上的公差特征項目要求時，為方便起見可將一個框格放在另一個框格的下方，如圖4-9a所示。5)當(dāng)一個以上的要素作為被測要素。如6個要素，應(yīng)在框格上方標(biāo)明，如“6×”、“6槽”。6)對幾個表面有同一數(shù)值的公差帶要求，其表示方法如圖4-9b所示。7)理論正確尺寸的標(biāo)注。對于理論正確尺寸的標(biāo)注，如圖4-9c所示。圖4-9公差框格在圖樣上的標(biāo)注二8）被測要素為螺紋中徑軸線，圖樣中若畫出螺紋中經(jīng)，則指引線箭頭應(yīng)與中經(jīng)尺寸線對齊，若沒有畫出中徑指引線箭頭可與螺紋尺寸線對齊，被測要素仍為螺紋中徑軸線。9）特殊表示法對適用于視圖所示的所有輪廓線或輪廓面的形位公差要求，應(yīng)采用全周符號，即在公差框格的指引線彎折處畫出一個細(xì)實線小圓圈。在公差帶內(nèi)如果要進(jìn)一步限制被測要素的形狀，則應(yīng)在公差值后面加注限制符號。4.2形位公差及公差帶

4.2.1有關(guān)術(shù)語4.2.2形狀公差及公差帶4.2.3方向公差及公差帶4.2.4位置公差與公差帶4.2.5跳動公差及公差帶4.2.1有關(guān)術(shù)語形位公差是指被測實際要素的允許變動全量，所以，形狀公差是指單一實際要素的形狀所允許的變動量。位置公差是指關(guān)聯(lián)實際要素的位置對基準(zhǔn)所允許的變動量。形位公差帶是空間線或面之間的區(qū)域，比尺寸公差帶即數(shù)軸上兩點之間的區(qū)域要復(fù)雜。形位公差帶是表示實際被測要素允許變動的區(qū)域，它體現(xiàn)了被測要素的設(shè)計要求，也是加工和檢驗的根據(jù)。形位公差帶包括公差帶形狀、大小、方向和位置四個因素。4.2.2形狀公差及公差帶形狀公差是單一實際被測要素對其理想要素的允許變動全量，形狀公差帶是單一實際被測要素允許變動的區(qū)域。形狀公差有直線度、平面度、圓度、圓柱度4個項目。下面具體介紹。1.直線度（1）在給定平面內(nèi)的直線度

其公差帶是距離為公差值t的兩平行直線之間的區(qū)域。如圖所示,被測表面的素線必須位于軸向平面內(nèi)，且距離為公差值0.1mm的兩平行直線之間。（2）在給定方向上的直線度當(dāng)給定方向上，公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖是一個方向的示例，被測棱線必須位于箭頭所指方向距離為公差值0.2mm的兩平行平面內(nèi)。

（3）任意方向上的直線度在任意方向上其公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖所示，?d圓柱體的軸線必須位于直徑為公差值0.03mm的圓柱面內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，形位公差值前加注“?”，表示其公差帶為一圓柱面內(nèi)區(qū)域。2.平面度平面度公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖所示，被測表面必須位于距離為公差值0.08mm的兩平行平面內(nèi)。3.圓度

圓度公差帶是垂直于軸線的任一正截面上半徑差為公差值t的兩同心圓之間的區(qū)域。如圖所示，圖a框格中標(biāo)注的0.03的意義是：被測圓柱面任一正截面的圓周必須位于半徑差為公差值0.03mm的兩同心圓之間；圖b框格中標(biāo)注的0.1的意義是：被測圓錐面任一正截面上的圓周必須位于半徑為公差值0.1mm的兩同心圓之間。

4.圓柱度圓柱度公差帶是半徑差為公差值t的兩同軸圓柱面之間的區(qū)域。如圖所示，被測實際圓柱表面必須位于半徑差為公差值0.05mm的兩同軸圓柱面之間。

線輪廓度和面輪廓度有兩種情況：無基準(zhǔn)要求的和有基準(zhǔn)要求的，所以其公差帶除有大小和形狀要求外，位置可能固定，也可能浮動。無基準(zhǔn)要求時，理想輪廓線（面）用尺寸并加注公差來控制，這時理想輪廓線（面）的位置是不定的（形狀公差）。有基準(zhǔn)要求的理想輪廓線（面）用理論正確尺寸并加注基準(zhǔn)來控制，這時理想輪廓線（面）的位置是唯一的，不能移動（位置公差）。1.線輪廓度

線輪廓度公差帶是包絡(luò)一系列直徑為公差值t的圓的兩包絡(luò)線之間的區(qū)域，諸圓的圓心應(yīng)位于理想輪廓線上。如圖所示。圖a為無基準(zhǔn)要求的線輪廓公差，圖b為有基準(zhǔn)要求的線輪廓度公差。在平行于圖樣所示投影面的任一截面上，被測輪廓線必須位于包絡(luò)一系列直徑為公差值0.04mm且圓心位于具有理論正確幾何形狀的線上的兩包絡(luò)線之間。2．面輪廓度

面輪廓度公差帶是包絡(luò)一系列直徑為公差值t的球的兩包絡(luò)面之間的區(qū)域，諸球的球心應(yīng)位于理想輪廓面上。如圖所示。圖a為無基準(zhǔn)要求的面輪廓度公差，圖b為有基準(zhǔn)要求的面輪廓度公差。被測輪廓面必須位于包絡(luò)一系列球的兩包絡(luò)面之間，諸球的直徑分別為公差值0.02mm（圖a）、0.1mm（圖b），且球心位于具有理論正確幾何形狀的面上的兩包絡(luò)面區(qū)域。4.2.3方向公差及公差帶（1）平行度

①給定一個方向的平行度要求時，公差帶是距離為公差t且平行于基準(zhǔn)線(或平面)、位于給定方向上的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖，被測軸線必須位于距離為公差值0.2mm且在給定方向上平行于基準(zhǔn)軸線的兩平行平面之間。②給定相互垂直的兩個方向的平行度要求時，公差帶是兩對互相垂直的距離分別為t1和t2且平行于基準(zhǔn)線的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖，被測軸線必須位于距離分別為公差值0.2mm和0.1mm，在給定的互相垂直方向上且平行于基準(zhǔn)軸線的兩組平行平面之間。③給定任意方向的平行度要求時，在公差值前加注φ，公差帶是直徑為公差值t且平行于基準(zhǔn)線的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖，被測軸線必須位于直徑為公差值0.03mm且平行基準(zhǔn)軸線的圓柱面內(nèi)。（2）垂直度垂直度公差用于限制被測要素對基準(zhǔn)要素垂直的誤差。①給定一個方向的垂直度要求時，(在給定方向上)公差帶是距離為公差值t且垂直于基準(zhǔn)面(或直線、軸線)的兩平行平面之間的區(qū)域。如下圖，被測面必須位于距離為公差值0.08mm且垂直于基準(zhǔn)線A(基準(zhǔn)軸線)的兩平行平面之間。②給定相互垂直的兩個方向的垂直度要求時，公差帶是互相垂直的距離分別為t1和t2且垂直于基準(zhǔn)面的兩對平行平面之間的區(qū)域。如圖，被測軸線必須位于距離分別為公差值0.2mm和0.1mm的互相垂直且垂直于基準(zhǔn)平面的兩對平行平面之間。

③給定任意方向的垂直度要求時，在公差值前加注φ，公差帶是直徑為公差值t且垂直于基準(zhǔn)面的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。如圖，被測軸線必須位于直徑為公差值φ0.01mm且垂直于基準(zhǔn)面A(基準(zhǔn)平面)的圓柱面內(nèi)。（3）傾斜度傾斜度公差用于限制被測要素對基準(zhǔn)要素成一般角度的誤差。①被測線和基準(zhǔn)線在同一平面內(nèi)，其公差帶是距離為公差值t且與基準(zhǔn)線成一給定角度的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖，被測軸線必須位于距離為公差值0.08mm且與A—B公共基準(zhǔn)成一理論正確角度的兩平行平面之間。②被測線與基準(zhǔn)線不在同一平面內(nèi)，其公差帶是距離為公差值t且與基準(zhǔn)成一給定角度的兩平行平面之間的區(qū)域。如被測線與基準(zhǔn)不在同一平面內(nèi)，則被測線應(yīng)投影到包含基準(zhǔn)軸線并平行于被測軸線的平面上，公差帶是相對于投影到該平面的線而言。如圖，被測軸線投影到包含基準(zhǔn)軸線的平面上，它必須位于距離為公差值0.08mm并與A—B公共基準(zhǔn)線成理論正確角度60°的兩平行平面之間。③給定任意方向的傾斜度要求時，在公差值前加注φ，公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域，該圓柱面的軸線應(yīng)與基準(zhǔn)平面成一給定的角度并平行于另一基準(zhǔn)平面。如圖，被測軸線必須位于直徑為公差值φ0.1mm的圓柱面公差帶內(nèi)，該公差帶的軸線應(yīng)與基準(zhǔn)表面A(基準(zhǔn)平面)成理論正確角度60°并平行于基準(zhǔn)平面B。4.2.4位置公差與公差帶（1）位置度①點的位置度如公差值前加注φ，公差帶是直徑為公差值t的圓內(nèi)的區(qū)域。圓公差帶的中心點的位置由相對于基準(zhǔn)A和B的理論正確尺寸確定。如圖，兩個中心線的交點必須位于直徑為公差值0.3mm的圓內(nèi)，該圓的圓心位于由相對基準(zhǔn)A和B(基準(zhǔn)直線)的理論正確尺寸所確定的點的理想位置上。

②線位置度公差帶是距離為公差值t且以線的理想位置為中心線對稱配置的兩平行直線之間的區(qū)域。中心線的位置由相對于基準(zhǔn)A的理論正確尺寸確定，此位置度公差僅給定一個方向。如圖，每根刻線的中心線必須位于距離為公差值0.05mm且由相對于基準(zhǔn)A的理論正確尺寸所確定的理想位置對稱的諸兩平行直線之間。

③平面或中心平面的位置度公差帶是距離為公差值t且以面的理想位置為中心對稱配置的兩平行平面之間的區(qū)域。面的理想位置是由相對于三基面體系的理論正確尺寸確定的。如圖，被測表面必須位于距離為公差值0.05mm，且以相對于基準(zhǔn)線B(基準(zhǔn)軸線)和基準(zhǔn)表面A(基準(zhǔn)平面)的理論正確尺寸所確定的理想位置對稱配置的兩平行平面之間。

（2）同軸度①點的同軸度(同心度)

公差帶是直徑為公差值φt且與基準(zhǔn)圓心同心的圓內(nèi)的區(qū)域。如圖，外圓的圓心必須位于直徑為公差值φ0.01mm且與基準(zhǔn)圓心同心的圓內(nèi)。

②軸線的同軸度公差帶是直徑為公差值φt的圓柱面內(nèi)的區(qū)域，該圓柱面的軸線與基準(zhǔn)軸線同軸。如圖，大圓柱面的軸線必須位于直徑為公差值φ0.08mm且與公共基準(zhǔn)線A—B(公共基準(zhǔn)軸線)同軸的圓柱面內(nèi)。（3）對稱度

中心平面對稱度公差，其公差帶是距離為公差值t且相對基準(zhǔn)的中心平面對稱配置的兩平行平面之間的區(qū)域，如圖所示。如圖a，被測中心平面必須位于距離為公差值0.08mm且相對于基準(zhǔn)中心平面A對稱配置的兩平行平面之間。如圖c，被測中心平面必須位于距離為公差值0.08mm且相對于公共基準(zhǔn)中心平面A—B對稱配置的兩平行平面之間。

4.2.5跳動公差與公差帶跳動公差是關(guān)聯(lián)實際要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周或幾周時所允許的最大跳動量。跳動公差分為圓跳動和全跳動。跳動公差的特點：跳動公差帶相對于基準(zhǔn)軸線有確定的位置；跳動公差帶可以綜合控制被測要素的位置、方向和形狀。（1）圓跳動圓跳動公差是被測要素某一固定參考點圍繞基準(zhǔn)軸線旋轉(zhuǎn)一周時(零件和測量儀器間無軸向位移)允許的最大變動量t。圓跳動公差適用于每一個不同的測量位置。圓跳動可能包括圓度、同軸度、垂直度或平面度誤差，這些誤差的總值不能超過給定的圓跳動公差。①徑向圓跳動徑向圓跳動通常是圍繞軸線旋轉(zhuǎn)一整周，也可對部分圓周進(jìn)行限制。公差帶是垂直于基準(zhǔn)軸線的任一測量平面內(nèi)、半徑差為公差值t且圓心在基準(zhǔn)軸線上的兩同心圓之間的區(qū)域。如圖，當(dāng)被測要素圍繞基準(zhǔn)線A(基準(zhǔn)軸線)并同時受基準(zhǔn)表面B(基準(zhǔn)平面)的約束旋轉(zhuǎn)一周時，在任—測量平面內(nèi)的徑向圓跳動量均不得大于0.1mm。②端面圓跳動公差帶是在與基準(zhǔn)同軸的任一半徑位置的測量圓柱面上距離為t的兩圓之間的區(qū)域。如圖，被測面圍繞基準(zhǔn)線D(基準(zhǔn)軸線)旋轉(zhuǎn)一周時，在任一測量圓柱面內(nèi)軸向的跳動量均不得大于0.1mm。③斜向圓跳動公差帶是在與基準(zhǔn)同軸的任一測量圓錐面上距離為t的兩圓之間的區(qū)域。除另有規(guī)定，其測量方向應(yīng)與被測面垂直。如圖，被測面圍繞基準(zhǔn)線C(基準(zhǔn)軸線)旋轉(zhuǎn)一周時，在任一測量圓錐面上的跳動量均不得大于0.lmm。（2）全跳動

全跳動控制的是整個被測要素相對于基準(zhǔn)要素的跳動總量。①徑向全跳動公差帶是半徑差為公差值t且與基準(zhǔn)同軸的兩圓柱面之間的區(qū)域。如圖，被測要素圍繞公共基準(zhǔn)線A—B作若干次旋轉(zhuǎn)，并在測量儀器與工件間同時作軸向的相對移動時，被測要素上各點間的示值差均不得大于0.1mm，測量儀器或工件必須沿著基準(zhǔn)軸線方向并相對于公共基準(zhǔn)軸線A—B移動。

②端面全跳動公差帶是距離為公差值t且與基準(zhǔn)垂直的兩平行平面之間的區(qū)域。如圖，被測要素圍繞基準(zhǔn)軸線A作若干次旋轉(zhuǎn)，并在測量儀器與工件間作徑向相對移動時，在被測要素上各點間的示值差均不得大于0.01mm。測量儀器或工件必須沿著輪廓具有理想正確形狀的線和相對于基準(zhǔn)軸線A的正確方向移動。4.3公差原則

4.3.1有關(guān)術(shù)語4.3.2獨立原則4.3.3相關(guān)原則公差原則就是處理尺寸公差和形位公差關(guān)系的規(guī)定。公差原則分為獨立原則和相關(guān)原則。