目錄
前言
章幾何量測量技術基礎知識1
節測量和檢驗的基本概念1
一、測量技術的含義1
二、測量要素及測量過程6
第二節長度、角度量值的傳遞8
一、長度基準8
二、長度量值的傳遞繫統9
三、量塊及傳遞繫統10
四、溯源性14
五、角度量值的傳遞繫統15
第三節測量方法和計量器具的分類17
一、測量方法的分類17
二、計量器具的分類19
三、計量器具的基本技術性能指標20
第四節測量誤差及其數據處理22
一、測量誤差概述22
二、測量誤差的分類及數據處理27
三、測量精度的分類31
四、等精度測量列的數據處理31
第五節光滑工件尺寸的檢驗（GB/T 3177—2009）33
一、誤收與誤廢33
二、安全裕度與預收極限33
三、計量器具的選擇36
四、驗收極限方式和相應計量器具的選擇示例38
第二章幾何公差與幾何誤差的檢測42
節零件的幾何要素和幾何公差的特征項目42
一、零件的幾何要素42
二、零件的幾何誤差45
三、幾何公差的特征項目及其符號46
第二節幾何公差在圖樣上的標注方法54
一、幾何公差框格和基準符號54
二、幾何公差被測要素的標注方法63
三、幾何公差基準要素的標注方法68
四、幾何公差數值的標注72
五、幾何公差附加符號的標注72
六、幾何公差的簡化標注方法73
七、幾何公差的識讀74
第三節幾何公差和幾何誤差的檢測方法75
一、幾何公差的含義和幾何公差帶的特性75
二、幾何誤差的檢測原則76
三、形狀公差帶和形狀誤差的檢測方法79
四、基準及其應用90
五、輪廓度公差帶和輪廓度誤差的檢測方法92
六、方向公差帶和平行度、垂直度及傾斜度誤差的檢測方法96
七、位置度公差帶和同心度、同軸度、對稱度及位置度誤差的檢測
方法106
八、跳動公差帶和圓跳動、全跳動誤差的檢測方法117
第四節幾何誤差的評定準則126
一、實際要素的體現126
二、形狀誤差及其評定126
三、方向誤差及其評定134
四、位置誤差及其評定134
第五節公差原則136
一、公差原則的一般術語及定義136
二、獨立原則138
三、相關要求138
（一）包容要求138
（二）實體要求140
（三）小實體要求145
（四）可逆要求147
（五）零幾何公差149
第六節幾何公差的選擇150
一、幾何公差的特征項目及基準要素的選擇150
二、幾何公差原則的選擇153
三、幾何公差數值的選用154
第三章光滑極限量規和功能量規165
節光滑極限量規概述166
一、極限尺寸判斷原則166
二、光滑極限量規的檢驗原理167
三、光滑極限量規的種類168
第二節光滑極限量規的設計172
一、光滑極限量規的設計原理172
二、光滑極限量規的型式與尺寸175
三、光滑極限量規的定形尺寸公差帶和各項公差182
四、光滑極限量規工作部分極限尺寸的計算和各項公差的確定
示例188
第三節功能量規193
一、功能量規的功用和種類193
二、功能量規的設計原理193
三、功能量規工作部分的定形尺寸公差帶和各項公差195
第四章技術測量常用量具與量儀202
節遊標量具202
一、遊標卡尺的結構形式和用途202
二、遊標卡尺的刻線原理和讀數方法203
三、其他遊標卡尺205
四、遊標卡尺的使用及注意事項207
第二節測微螺旋量具209
一、外徑千分尺的結構209
二、外徑千分尺的讀數原理和讀數方法211
三、其他測微螺旋量具212
第三節機械式量儀223
一、百分表和千分表223
二、內徑百分表228
三、杠杆百分表230
四、杠杆齒輪比較儀231
五、扭簧比較儀232
第四節角度量具233
一、刀口形直尺233
二、直角尺234
三、遊標角度尺238
四、正弦規243
五、V形架247
第五節量塊與量規250
一、成套量塊250
二、角度量塊255
三、光滑極限量規259
四、量針與塞尺263
五、中心規、半徑樣板與螺紋樣板266
六、普通螺紋量規269
七、工具圓錐量規275
第六節水平儀284
一、水平儀的用途和分類284
二、水準式水平儀的結構和規格285
三、電子水平儀288
第七節電動量儀與氣動量儀291
一、電動量儀291
二、氣動量儀293
第八節光學測量儀器297
一、光學平直儀297
二、自準直儀299
三、立式光學計301
四、測長儀303
五、經緯儀306
六、光切顯微鏡311
七、干涉顯微鏡312
八、工具顯微鏡312
第九節其他測量儀器316
一、聲級計316
二、測振儀319
（一）旋轉機械振動標準319
（二）工作原理321
（三）使用方法323
（四）使用注意事項323
三、溫度測量儀323
（一）分類及其工作原理323
（二）主要技術指標和選用方式327
四、轉速測量表328
第五章表面結構特征及其檢測331
節表面結構特征概述331
一、表面結構特征的定義331
二、表面結構特征對零件工作性能的影響332
三、國內外有關表面結構特征的標準332
第二節表面結構的評定335
一、表面結構的基本術語335
二、表面結構評定常用參數338
三、表面結構評定參數值的規定344
第三節表面結構特征技術要求在零件圖上的標注345
一、表面結構特征的技術要求345
二、表面結構特征的基本圖形符號和完整圖形符號349
三、表面結構特征代號在零件圖上標注的規定和方法358
四、機械零件表面結構要求的選用367
五、表面結構特征技術要求在完整圖形上的標注示例369
第四節表面結構特征的檢測373
一、用比較法檢測表面粗糙度374
二、用印模法測量表面粗糙度375
三、用表面粗糙度檢查儀測量表面粗糙度376
四、用光切法測量表面粗糙度383
五、用顯微干涉法測量表面粗糙度385
第六章典型零件的公差配合及其檢測388
節圓錐的公差配合及其檢測388
一、圓錐公差與配合的基本術語和基本概念388
二、圓錐配合類型及其形成和影響因素分析394
三、圓錐公差與表面結構特征要求的選用400
四、圓錐（角）的檢測409
第二節滾動軸承的公差與配合及其檢測412
一、滾動軸承的代號412
二、滾動軸承的公差420
三、滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合424
四、滾動軸承測量和檢驗的原則及方法434
第三節螺紋的公差與配合及其檢測475
一、螺紋及幾何參數特性475
二、普通螺紋幾何參數誤差對互換性的影響483
三、螺紋中徑合格性判斷條件486
四、普通螺紋公差配合與表面結構要求的選用488
五、機床絲杠、螺母公差配合495
六、普通螺紋的檢測498
（一）螺紋的綜合檢驗499
（二）螺紋的單項測量500
第四節鍵與花鍵的公差與配合及其檢測508
一、鍵聯接及其類型508
二、普通平鍵聯接的公差、配合與檢測511
三、矩形花鍵聯接的公差、配合與檢測520
四、圓柱直齒漸開線花鍵聯接的公差、配合與檢測530
第五節圓柱齒輪傳動的公差及其檢測548
一、齒輪傳動的使用要求548
二、影響齒輪傳動使用要求的主要誤差552
三、齒輪的強制性檢測精度指標、側隙指標及其檢測559
四、評定齒輪精度時可采用的非強制性檢測精度指標及其檢測575
五、齒輪精度指標的公差（偏差允許值）及其精度等級與齒輪坯
公差580
六、齒輪副中心距極限偏差和軸線平行度公差589
七、齒輪側隙指標的極限偏差592
第七章尺寸鏈及其計算597
節尺寸鏈的基本概念597
一、尺寸鏈的基本術語及其定義597
二、尺寸鏈的分類603
第二節尺寸鏈圖606
一、尺寸鏈圖的繪制606
二、尺寸鏈的建立607
第三節尺寸鏈的分析和計算611
一、尺寸鏈的計算類型611
二、用完全互換法計算尺寸鏈的基本公式614
三、尺寸鏈的計算實例615
第四節用大數互換法計算尺寸鏈618
一、統計公差公式619
二、設計計算620
三、校核計算621
第八章量具量儀的使用與維護保養622
節金屬直尺、內外卡鉗及其使用622
一、金屬直尺及其使用622
二、內、外卡鉗及其使用623
第二節軸套類零件的測量628
一、長度的測量628
二、軸徑的測量634
三、 孔徑的測量639
四、錐度的測量644
五、圓度誤差的測量647
（一） 用光學分度頭檢測軸的圓度誤差647
（二）用圓度儀檢測圓度誤差652
六、軸類零件幾何誤差的檢測654
第三節常用典型零件的檢測657
一、殘缺圓柱體的檢測657
二、角度的檢測660
三、圓錐的檢測666
四、箱體的檢測670
第四節新技術在測量中的應用674
一、新測量技術簡介674
二、測量技術應用與發展趨勢678
三、測量新技術與新型測量儀器683
（一）光柵測量技術683
（二）激光測量技術686
（三）三坐標測量機及其應用687
第五節量具與量儀使用注意事項694
一、量具與量儀使用時的注意事項694
二、量具和量儀的選擇703
第六節量具與量儀的維護和保養705
一、量具與量儀的日常維護705
二、量具與量儀的管理和保養706
附錄709
附錄A軸的基本偏差數值表（摘自GB/T 18001—2009）709
附錄B孔的基本偏差數值表（摘自GB/T 18001—2009）711
附錄C軸的極限偏差數值表（摘自GB/T 18002—2009）713
附錄D孔的極限偏差數值表（摘自GB/T 18002—2009） 722
附錄E普通螺紋極限偏差數值表（摘自GB/T 2516—2003）730
參考文獻746

前言
隨著現代機械制造技術的不斷發展，機械設備在工業企業中的作用和地位也顯得越來越重要。機械是現代社會進行生產和服務的五大要素（即人力、資金、能量、材料和機械）之一，而能量和材料的生產也必須有機械的參與。任何現代產業和工程領域，甚至智能制造都需要應用機械，例如發電設備、農業機械、冶金礦山機械、交通運輸機械、儀器儀表和自動化裝置，乃至人們日常生活中普遍應用的自行車、鐘表、照相機以及品類繁多的智能家用電器等。各個工程領域的發展，特別是現代人工智能的飛速進步，都要求機械工程有與之相適應的發展，都需要機械工程提供所必需的機械設備。機床工業屬於機械工業的一部分，也稱為機械工業裝備，是關繫國計民生、高鐵動車、航空航天、國防科技尖端建設的基礎工業和戰略性產業。金屬切削機床是加工機器零件的主要設備，它所擔負的工作量，約占機器總制造工作量的 40%～60%，機床工業技術水平直接影響機械制造工業產品的終質量和勞動生產率。在世界範圍內，特別是西方發達國家，機床工業廣泛受到各國政府的重點關注，一個國家機床工業發展水平的高低，實際上標志著這個國家制造能力的大小。
裝備工業是促進國民經濟發展的活力的重要領域，機械設計則是裝備工業的重要基礎，機械設計的水平是裝備工業產品質量和獲得綜合經濟效益的關鍵。裝備工業產品（包括其他工業產品中的機械部分）的機械設計通常應包括方案設計、結構設計、強度設計及精度設計。精度設計一般應包括裝備工業產品的力學性能、物理性能、化學性能等性能參數的精度問題，幾何量的精度設計是機械產品設計的重要部分。機械產品的幾何精度設計，通常應包括尺寸公差、幾何公差、表面結構以及機械零件幾何要素之間的結合等技術要求的綜合分析和處理，選擇和確定相關參數的公差，生產中也常稱之為公差與配合設計。對裝備工業產品而言，當方案設計、結構設計、強度設計確定之後，公差與配合的設計即幾何精度設計是保證產品性能和經濟性綜合效果極為重要的技術措施，它在產品研究、開發、設計、制造以及運行維修等各方面均發揮著重要作用。
我國非常重視機械產品幾何精度的理論研究和標準化技術的發展，並且獲得了一批具有國際先進水平的成果。20世紀50年代末，我國首次發布了《極限與配合》的繫列技術標準；我國的《形狀和位置公差》的標準化工作開始於20世紀60年代初。進入21世紀以來，為適應全球經濟一體化的需要，我國對有關公差與配合方面的標準，參照或等同ISO國際標準和國外工業先進國家的標準進行了修訂，形成了既與國際接軌同時又體現我國幾何精度理論研究和標準化技術成果的新標準體繫，為保證裝備工業產品質量的不斷提高、推動裝備工業的迅速發展，奠定了堅實的技術基礎。
2018年11月16日，國際計量大會通過了有關修訂國際單位制的決議，明確自2019年5月20日起，7個國際單位制（SI）基本單位全部實現由物理常數定義。為紀念這一裡程碑式變革，國際計量組織將2019年第20個“5·20世界計量日”主題定為“國際單位制——根本性飛躍”。
2019年5月20日起，全世界將采用新的國際單位制，時間單位“秒（s）”、長度單位“米（m）”等7個基本單位全部從實物改為常數定義。這是國際單位制（SI）自1960年創立以來重大的變革，標志著其定義不再與實物關聯，而是根據定義復現單位量值。
國際單位制規定了7個具有嚴格定義的基本單位，分別是時間單位“秒（s）”、長度單位“米（m）”、質量單位“千克（kg）”、電流單位“安培”、溫度單位“開爾文（K）”、物質的量單位“摩爾（mol）”和發光強度單位“坎德拉（cd）”。
中國計量科學研究院院長方向說，國際單位制（SI）是從“米制”發展起來的國際通用的測量語言，是人類描述和定義世間萬物的標尺。
新的國際單位制啟用後，新定義用自然界恆定不變的“常數”替代了實物，保障了國際單位制的長期穩定性。“定義常數”不受時空和人為因素的限制，保障了國際單位制的客觀通用性。新定義可在任意範圍復現，保障了國際單位制的全範圍準確性。
新國際單位制生效後要進行的首要工作，恰恰是保證普通用戶、產業界人士以及科研人員的量值測量仍是連續的、穩定的。國際單位制測量方法的變革，有助於重新梳理和構建測量手段、測量能力，進而提升產品質量，為質量強國和智能制造提供技術基礎。
為配合機械制造行業產業轉型升級,加強機械制造工藝裝備合理使用和發揮應有的效益，為廣大青年技術工人充實到一些優秀的大型鄉鎮企業和集團化民營企業,提供一套內容起點低、層次結構合理的機械制造工藝裝備的實用參考書，我們組織了一批具有職業教育示範院校資格的高職高專、技師學院、高級技工學校有多年豐富理論教學經驗和高超的實際操作水平的教師，編寫了本書。
本書共八章，主要內容包括：幾何量測量技術基礎知識，幾何公差與幾何誤差的檢測，光滑極限量規和功能量規，技術測量常用量具與量儀，表面結構特征及其檢測，典型零件的公差配合及其檢測，尺寸鏈及其計算，為了更好地發揮機床工藝裝備的效益，更好地服務企業，充分發掘機床工藝裝備的潛能，專門介紹了測量量具量儀的使用與維護保養等知識。
本書適合於職業技術院校、技師學院和高級技工學校機械設計與制造專業以及機電一體化專業、模具設計與制造專業、數控技術應用專業、汽車維修與應用專業、儀器儀表檢測等機械制造相關專業教學使用，還可供機械設計與制造、模具設計與制造等工程技術人員、模具生產管理人員、中等職業學校教師參考使用。
本書由邱言龍、王兵任主編，李文菱、蔡伍軍任副主編，參加組稿和編寫的人員還有王秋傑、汪友英、聶正斌、雷振國等；周少玉、魏天普、彭燕林等為資料收集，數據統計和圖片整理做了大量工作，在此一並表示感謝！本書由李德富、劉迎久、胡新華擔任審稿工作，李德富任主審；全書由邱言龍統稿。
由於編者水平所限，加之時間倉促，搜集資料方面的局限，知識更新不及時等，新標準層出不窮，掛一漏十，書中錯誤在所難免，望廣大讀者不吝賜教，以利提高！歡迎讀者通過Email：qiuxm6769@sinacom與作者聯繫!
編者
2019.8