第1章緒論

1.1互換性概述 1

1.1.1互換性的含義 1

1.1.2互換性的分類 1

1.1.3互換性的作用 2

1.1.4互換性的實現 3

1.2標準與標準化 3

1.2.1標準 3

1.2.2標準化 4

1.3優先數與優先數繫 4

1.3.1優先數繫和公比 4

1.3.2優先數繫的特點 6

1.3.3派生繫列和優先數的選用 6

思考題與習題 6



第2章測量技術基礎

2.1概述 8

2.1.1測量 8

2.1.2測量的四要素 9

2.1.3幾何量測量技術的發展歷史 10

2.2測量單位 10

2.2.1長度基準 10

2.2.2尺寸傳遞繫統 11

2.2.3角度基準與角度量值傳遞繫統 11

2.2.4量塊 12

2.3測量方法 16

2.3.1測量方法的分類 16

2.3.2測量器具及其分類 17

2.3.3測量器具的特性指標 17

2.4測量結果 19

2.4.1測量誤差的來源 19

2.4.2測量誤差的表示方法 20

2.4.3誤差分類和測量精度 21

2.4.4隨機誤差的處理 22

2.4.5繫統誤差的處理 28

2.4.6粗大誤差的處理 28

2.4.7測量誤差的合成 29

思考題與習題 32



第3章極限與配合

3.1基本術語和定義 34

3.1.1要素的術語和定義 35

3.1.2孔和軸的定義 35

3.1.3尺寸的術語和定義 36

3.1.4偏差、公差和公差帶 36

3.1.5有關配合的術語和定義 39

3.2極限與配合國家標準的構成 42

3.2.1標準公差 42

3.2.2ISO配合制 43

3.2.3基本偏差 44

3.2.4極限與配合在圖樣上的標注 50

3.2.5優先、常用公差帶及配合 51

3.2.6一般公差 52

3.3極限與配合的選擇和應用 54

3.3.1配合制的選用 54

3.3.2公差等級的選用 55

3.3.3配合的選擇 57

思考題與習題 60



第4章幾何公差

4.1概述 63

4.1.1幾何公差的術語和定義 64

4.1.2幾何特征和符號 65

4.1.3基準 66

4.2幾何公差標注 67

4.2.1幾何公差規範標注 67

4.2.2被測要素的標注 68

4.2.3基準要素的標注 69

4.2.4幾何公差的特殊標注 70

4.3幾何公差的公差帶 72

4.3.1幾何公差帶的概念 72

4.3.2形狀公差的公差帶 72

4.3.3方向公差的公差帶 74

4.3.4位置公差的公差帶 76

4.3.5跳動公差的公差帶 77

4.3.6輔助平面和要素 80

4.4獨立原則和特殊要求 82

4.4.1獨立原則 82

4.4.2包容要求 82

4.4.3實體要求和小實體要求 83

4.4.4可逆要求 86

4.5幾何公差的選擇 86

4.5.1幾何特征的選擇 86

4.5.2幾何公差值的選擇 87

4.5.3基準的選擇 91

4.5.4特殊要求的選擇 91

4.5.5幾何公差的選用和標注實例 92

4.6幾何誤差的判定 93

4.6.1形狀誤差及其判定 93

4.6.2方向誤差及其判定 93

4.6.3位置誤差及其判定 93

4.7幾何誤差的檢測 94

4.7.1幾何誤差檢測的原則和標準條件 94

4.7.2直線度誤差的檢測與評定 96

4.7.3平面度誤差的檢測與評定 99

思考題與習題 103



第5章表面結構

5.1概述 107

5.2表面粗糙度的評定 109

5.2.1基本術語 109

5.2.2表面粗糙度的評定參數 111

5.2.3評定參數數值的規定 113

5.3表面粗糙度的標注 114

5.3.1標注表面粗糙度的圖形符號 114

5.3.2表面粗糙度完整圖形符號的組成 115

5.3.3表面粗糙度要求在圖樣上的標注 116

5.4表面粗糙度的選用 120

5.4.1表面粗糙度評定參數的選用 120

5.4.2表面粗糙度參數值的選用 120

5.5表面粗糙度的檢測 121

思考題與習題 124



第6章光滑極限量規

6.1概述 126

6.1.1量規的作用 126

6.1.2量規的種類 126

6.1.3光滑極限量規的尺寸與形狀 128

6.2量規的公差帶 128

6.3工作量規的設計 130

6.3.1量規的設計原則及其型式與結構 130

6.3.2量規的技術要求 131

6.3.3量規設計應用舉例 132

思考題與習題 134



第7章滾動軸承的互換性

7.1滾動軸承的精度等級及其應用 135

7.1.1滾動軸承的精度等級 135

7.1.2滾動軸承精度等級的應用 136

7.1.3滾動軸承的內徑、外徑公差帶及其特點 136

7.2軸和軸承座孔與滾動軸承的配合 137

7.2.1軸和軸承座孔的公差帶 137

7.2.2軸和軸承座孔與滾動軸承配合的選用 139

7.2.3配合表面的其他技術要求 142

7.2.4選用舉例 143

思考題與習題 143



第8章螺紋的公差與配合

8.1概述 145

8.1.1螺紋的種類和使用要求 145

8.1.2普通螺紋的基本牙型和主要幾何參數 146

8.2普通螺紋幾何參數對互換性的影響 148

8.3普通螺紋的極限與配合 149

8.3.1普通螺紋的公差帶 149

8.3.2旋合長度 152

8.3.3普通螺紋的公差帶選用 153

8.3.4普通螺紋在圖樣上的標注 154

8.4螺紋檢測 156

8.4.1綜合檢測 156

8.4.2單項檢測 156

思考題與習題 160



第9章漸開線圓柱齒輪精度

9.1概述 161

9.1.1對齒輪傳動的使用要求 161

9.1.2我國現行的齒輪精度標準 163

9.2單個齒輪的偏差項目 163

9.2.1輪齒同側齒面偏差 163

9.2.2徑向綜合偏差與徑向跳動 165

9.2.3齒厚偏差和公法線長度偏差 166

9.3齒輪的精度等級及其應用 167

9.3.1齒輪的精度等級 167

9.3.2齒輪精度等級的選用 167

9.3.3齒輪檢驗項目的選擇 168

9.3.4偏差的允許值 169

9.3.5齒輪精度等級在圖樣上的標注 175

9.4齒輪副的精度 176

9.4.1齒輪副的中心距偏差 176

9.4.2齒輪副軸線的平行度偏差 177

9.4.3齒輪副的接觸斑點 177

9.4.4齒輪副法向側隙及齒厚極限偏差 177

9.5齒輪坯的精度與齒面粗糙度 180

9.5.1名詞術語 180

9.5.2齒坯公差的選擇 181

9.5.3齒面粗糙度 183

9.6齒輪精度設計舉例 183

思考題與習題 186



第10章鍵和矩形花鍵的互換性

10.1鍵聯結和花鍵聯結的特點 187

10.2平鍵聯結的公差與配合 188

10.3花鍵聯結的公差與配合 191

思考題與習題 195



參考文獻

“互換性與測量技術”是工科院校機械類專業的一門實用性較強的專業基礎課。“互換性”屬於標準化範疇，研究如何通過設計公差與配合而合理地解決使用要求和制造難度之間的矛盾；“測量技術”屬於計量學範疇，研究如何運用測量手段保證國家標準的貫徹實施。

本書是編者參考了許多同類教材，專門為工科院校“互換性與測量技術”課程編寫的，具有以下特點：

① 以精度設計為主線，突出重點。全書共分10章，第1章為緒論，主要介紹互換性；第2章介紹測量技術基礎；第3～5章介紹“極限與配合”“幾何公差”和“表面結構”，這些內容占實際圖紙精度標注的90%以上，是精度設計的三個重要方面，也是課程的重中之重；第6章介紹量規，是檢驗的主要手段；第7～10章介紹滾動軸承、螺紋、齒輪和鍵聯結的互換性。在掌握了三大精度的基礎上，學習這些典型零件的公差、配合與檢測並不困難。

② 全部采用的國家標準。隨著技術水平的發展，國家標準不斷修訂，掌握的國家標準便於學生日後更快地適應工作崗位，與國際接軌。

③ 遵循“內容精選、夠用為度、適當擴展、便於參考”的原則編寫，對於教學和自學都非常方便。如果學時有限，其中的很多內容可以安排學生自主學習。對於應用很少的內容，未做過多介紹；對於較為常用的部分，則提供了大量的標準和圖表，在學習和工作的過程中可以作為參考書來使用。

④ 注重舉例，選用了較多與生產實際緊密結合的例子，應用性強。

⑤ 涉及大量檢測方面的內容，宜結合實驗課來學習。

本書由河北石油職業技術大學李鳳秀（第5～8章）、孫莉莉（第1～4章和第10章）、吳靜然（4.7、5.5、8.4節，第9章）編寫一工控設備有限公司提供技術支持，河北石油職業技術大學趙樹忠教授主審。

本書的編寫得到了許多同仁的大力支持和幫助，在此表示衷心感謝！

由於編者水平所限，書中不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正！



編  者

2022年5月