极限配合与技术测量

极限配合与技术测量

极限配合与技术测量

第1章　孔、轴的极限与配合

第5章　技术测量

第4章　表面粗糙度

第3章　形状和位置公差

第2章　技术测量基础

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第 1 章　孔、轴的极限与配合

极限与配合的术语及其定义1.1

极限与配合的基本内容1.2

极限与配合的应用1.3

1.1.1 　尺寸的术语及其定义

1.1 　极限与配合的术语及其定义返回返回


尺　　寸

公称尺寸

实际尺寸

● 尺寸是指用特定单位表示线性尺寸值的数值。

● 也称为基本尺寸，是设计时给定的尺寸，它是计算极限尺寸和极限偏差的起始尺寸。孔用 D表示，轴用 d表示。

● 实际尺寸是用两点法测得的尺寸。由于零件存在着形状误差，所以不同部位的实际尺寸不尽相同，故往往把它称为局部实际尺寸。

极限尺寸● 极限尺寸是允许尺寸变动的两个界限尺寸。两个界限尺寸中较大的一个为上极限尺寸，较小的为下极限尺寸。

尺寸

1.1.2 　极限和公差的术语及其定义

1.1 　极限与配合的术语及其定义


尺寸偏差

尺寸公差

公差带及公差带图

● 尺寸偏差简称为偏差，指某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸）减去其公称尺寸所得的代数差。孔用 E 表示，轴用 e 表示。

● 尺寸公差是上极限尺寸与下极限尺寸之差，或上极限偏差与下极限偏差之差。它是允许尺寸变动的量。孔和轴的公差分别用 Th 和 Ts 表示。

● 公差带是由上、下极限偏差所确定的一个允许尺寸变动的区域。为了说明公称尺寸、极限偏差和公差三者之间的关系，需要画出公差带图。

ES=Dmax－ D, EI=Dmin－ D

es=dmax－ d， ei=dmin－ d

Δa=Da－ D， δa=da－ d

各种偏差的

计算公式

Th=︱ Dmax－ Dmin︱ =︱ ES－EI︱

Ts=︱ dmax－ dmin︱ =︱ es－ ei︱

公差与极

限尺寸和

极限偏差

的关系各种尺寸、偏差

与公差的关系

孔、轴公差带

图公差带图示

例

1.1.3 　配合的术语及其定义

1.1 　极限与配合的术语及其定义


配合定义

配合类别

配合公差

● 配合是指公称尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。

● 包括间隙配合、过盈配合和过渡配合。

● 配合公差是指间隙或过盈的允许变动量，用 Tf表示。

间隙配合

2minmax

av

esEImaxminmin

eiESminmaxmax

XXX

dDX

dDX

过盈配合

2minmax

av

eiESminmaxmin

esEImaxminmax

YYY

dDY

dDY

过渡配合

2maxmax)av(av

eiESmaxminmax

eiESminmaxmax

YXYX

dDY

dDX

对于间隙配合

对于过盈配合

对于过渡配合 maxmaxf

maxminf

minmaxf

YXT

YYT

XXT

配合公差带

图

1.2.1 　基准

1.2 　极限与配合的基本内容返回返回


　　基孔制是指以孔的公差带位置为基准固定不变，与不同基本偏差的轴的公差带形成不同配合的一种制度。

　　基轴制是指以轴的公差带位置为基准固定不变，与不同基本偏差的孔的公差带形成不同配合的一种制度。

1.2.2 　标准公差系列　　 1. 标准公差的等级和作用　　 GB/T 1800.1—2009 在公称尺寸不大于 500 mm 内规定了 IT01 、 IT0、 IT1 、 IT2 、…、 IT17 、 IT18 共 20 个标准公差等级，在公称尺寸 500~3 150 mm 内规定了 IT1~IT18 共 18 个标准公差等级。其中， IT01 等级最高，依次降低， IT18 为最低级。标准公差的大小，即标准公差等级的高低，决定了孔、轴的尺寸精度和配合精度。在确定孔、轴公差时，应按标准公差等级取值，以满足标准化和互换性的要求。　　 2. 基本尺寸分段　　为了减少公差数目，统一公差值，简化公差表格，特别考虑到便于应用，国标对基本尺寸进行了分段。尺寸分段内的所有基本尺寸，在相同公差等级的情况下，规定相同的标准公差值。

1.2 　极限与配合的基本内容


1.2.3 　基本偏差系列　　 1. 基本偏差及其作用基本偏差一般是指上极限偏差或下极限偏差中离零线最近的那一个。它的作用是决定孔、轴公差带相对于零线的位置。为了改变配合性质，只要改变孔或轴当中一个零件的公差带位置就可达到目的。



1.2.3 　基本偏差系列　　 2. 基本偏差数值　　轴、孔基本偏差的数值已经标准化，生产中直接查表即可。查表步骤如下：◆根据基本偏差代号的大小写决定是查轴还是孔的基本偏差表。◆在表的横行中找到该代号，并查出该代号基本偏差是上偏差还是下偏差。◆以基本尺寸所在的尺寸段为横行，以该代号为竖列，其相交点即为基本偏差数值。　　 3. 另一极限偏差值的确定　　另一个极限偏差的数值可由基本偏差和标准公差按下列公式计算：



基本偏差为下偏差时基本偏差为上偏差时

ES=EI+IT， es=ei+ITEI=ES+IT， ei=es－ IT

1.2.3 　公差带与配合在图样上的标注



公称尺寸不大于 500 mm 时推荐使用的孔的公差带

公称尺寸不大于 500 mm时推荐使用的轴的公差带

1.2.3 　公差带与配合在图样上的标注



对功能上无特殊要求的要素可给出一般公差。一般公差可应用在线性尺寸、角度尺寸、形状和位置等几何要素。为了明确而统一地处理这类尺寸的公差要求问题，国家标准 GB/T 1804—2000中规定了线性尺寸一般公差的等级和极限偏差。

1.3.1 　基准制的选用　基准制的选择主要应考虑零件结构、加工工艺、装配工艺以及经济性。也就是说，所选择的基准制应当有利于零件的加工、装配和降低制造成本。国家标准推荐优先选用基孔制，因为加工轴所用的刀具一般为非定值刀具，同一把刀可加工不同尺寸的轴件。采用基孔制可减少刀具和量具的品种、规格、数量，降低孔的加工成本。显然，基孔制是经济合理的选择。但并不是在所有情况下基孔制都是最好的选择。

1.3　极限与配合的应用返回返回


1.3.2 　公差等级的选用　公差等级选用的基本原则是：在满足使用要求的前提下，尽量选用较低的公差等级。公差等级越高，加工难度越大，生产成本也随之增加；反之，则成本将相应降低。

1.3　极限与配合的应用


◆ 一般非配合尺寸要比配合尺寸的精度低。◆ 遵守工艺等价原则。◆ 在满足配合要求的前提下，孔、轴的公差等级可以任意组合。◆ 与标准件配合的零件，其尺寸精度由标准件的精度要求所决定。◆ 用类比法确定尺寸精度时，可参考各公差等级的应用范围。◆ 在满足设计要求的前提下，应尽量考虑工艺的可行性和经济性。◆ 在选择尺寸公差等级时，应同时考虑表面粗糙度的要求。

1.3.3 　配合类别的选用　

1.3　极限与配合的应用


间隙配合

过渡配合

过盈配合

● 主要用于结合件间具有相对运动的场合，有时利用其容易装卸的特点，用于各种静联结，这时需要加紧固件。

● 主要用于精确定心，结合件间无相对运动、可拆卸的静联结。要传递扭矩时，需要加紧固件。

● 主要用于结合件之间无相对运动、不可拆卸的静联结。

第 2 章　技术测量基础

测量基础知识2.1

测量长度尺寸的常用量具2.2

测量角度的常用量具2.3

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光滑极限量规2.4

测量误差2.5

2.1.1 　计量器具的分类　　　

2.1 　测量基础知识返回返回


标准量具

通用量具

极限量规

● 用来校对或调整计量器具，或作为标准尺寸进行相对测量的量具称为标准量具。可分为定值标准量具（如量块、角度块等）和变值标准量具（如标准线纹尺等）。

●将被测量转换成可直接观测的指示值或等效信息的测量工具，称为通用量具。按其工作原理，通用量具分为固定刻线量具、游标类量具、螺旋测微量具和机械类量具等。

● 极限量规是一种没有刻度（线）的用于检验被测量是否处于给定的极限偏差之内的专用检验工具，如光滑极限量规、螺纹量规、位置量规等。

检验夹具●检验夹具是一种专用的检验工具，它在和相应的计量器具配套使用时，可方便地检验出被测件的各项参数。

计量器具分类

2.1.2 　计量器具的基本计量指标　　　

2.1 　测量基础知识


计量指标定　　义

分度值　计量器具刻度尺或刻度盘上相邻两刻线所代表的量值之差称为分度值（又称为刻度值），用 i来表示，单位为 mm 。

刻度间距　计量器具刻度尺或刻度盘上两相邻刻线中心的距离称为刻度间距，用 a来表示，单位为 mm 。

示值范围　计量器具所指示或显示的最低值到最高值的范围称为示值范围。测量范围　在允许误差限度内，计量器具所能测量的最低值到最高值的范围称为测量范围。灵敏度　计量器具示值装置对被测量变化的反应能力称为灵敏度，用 k表示。测量力　测量过程中，计量器具与被测表面之间的接触力称为测量力。

示值误差　计量器具示值与被测量真值之间的差值称为示值误差。修正值　为清除或减少计量器具的系统误差，用代数法加到测量结果上的值称为修正值。

2.1.3 　测量方法的分类　　　

2.1 　测量基础知识


◆ 接触测量是指仪器的测量头与零件被测表面直接接触，并有机械作用的测量力存在。◆非接触测量是指仪器的测量头与零件被测表面不接触，没有机械作用的测量力。

◆综合测量是指同时测量工件上的几个有关参数，综合地判断工件是否合格。◆ 单项测量是指分别测量工件的各个参数。例如，分别测量螺纹的螺距或半角等。

◆绝对测量是指从量具或量仪上直接读出被测几何量数值的方法。◆ 相对测量（比较测量或微差测量）是指通过读取被测几何量与标准量的偏差来确定被测几何量数值的方法。

◆ 直接测量是指被测量的量值能直接从测量器具上获得的测量方法。直接测量又可分为绝对测量和相对测量。◆ 间接测量是指通过测量与被测量有已知函数关系的其他量而得到该被测量量值的测量方法。

间接测

量

2.2.1 　游标量具　 1.游标卡尺的结构和用法根据用途不同，游标量具分为游标卡尺、游标深度尺和游标高度尺等。游标卡尺的结构如下图所示。使用时，松开紧固螺钉即可。外测量爪用来测量工件的外径和长度，内测量爪用来测量孔径和槽宽，测深尺用来测量工件的深度。

2.2 　测量长度尺寸的常用量具返回返回


1— 尺身； 2— 内测量爪； 3—紧固螺钉；4—游标尺； 5— 测深尺； 6—外测量爪

2.2.1 　游标量具　 2.游标卡尺的刻线原理和读数刻线原理　游标卡尺的刻度精度代表测量精度，它的最小刻度值有 0.1 mm 、 0.05 mm 和 0.02 mm三种，游标卡尺是以游标尺的零线为基准进行读数的。游标卡尺各种刻度值的读数方法均相同，只是刻度精度有所区别。下面以精度为 0.02 mm 的游标卡尺为例，介绍其刻线原理及读数方法。主尺上每小格为 1 mm ，当两量爪合拢时，主尺上 49 mm处刚好等于游标尺上的 50 格。因此，游标尺上每小格为（ 49÷50 ） mm=0.98 mm 。主尺与游标尺每格相差为（ 1－ 0.98 ） mm=0.02 mm 。

2.2 　测量长度尺寸的常用量具


2.2.1 　游标量具　 2.游标卡尺的刻线原理和读数读数　游标卡尺的读数步骤如下：　（ 1 ）确定游标卡尺精度。（ 2 ）将内（外）测量爪与工件被测表面接触，读出主尺零线与游标尺零线之间的数值（以整毫米数计）。（ 3 ）在游标上找到三根刻线，中间的一根与主尺的某一刻线对齐，而两旁的刻线偏向中间线。将游标尺上对齐的刻线序号乘以卡尺精度值，即为工件尺寸的小数部分。（ 4 ）将整数值和小数部分相加，即为被测工件的尺寸。



上面是精度为 0.02 mm 的游标卡尺，其读数是多少？

2.2.2 　螺旋测微量具　 1.外径千分尺的结构与用途外径千分尺主要由尺架、测微螺杆、测力装置（固定套筒和微分套筒）和锁紧装置（棘轮和螺钉）等组成，其测量精度较高，如下图所示。



2.2.2 　螺旋测微量具　 2.外径千分尺的刻线原理与读数刻线原理　外径千分尺测微螺杆的螺距为 0.5 mm ，当微分套筒转动 1周时，测微螺杆就会推进或退出 0.5 mm 。微分套筒圆周上刻有 50 等份的小格，因此，当它转过 1 格（ 1/50周）时，测微螺杆推进或退出的数值为0.5 mm×1/50=0.01 mm ，这就是外径千分尺能读出 0.01 mm 的原理。



2.2.2 　螺旋测微量具　 2.外径千分尺的刻线原理与读数读数　游标卡尺的读数步骤如下：　（ 1 ）读出固定套筒上的尺寸，即固定套筒上露出刻线的尺寸。（ 2 ）读出微分套筒上的尺寸。要看清微分套筒圆周上哪一格与固定套筒的水平基准线对齐，将格数乘以0.01 mm 即得出微分套筒上的读数。（ 3 ）将固定套筒与微分套筒上的读数相加，即为外径千分尺上测得的尺寸。



上面图（ a ）、（ b）的读数各是多少？

2.2.3 　量块　 1. 量块的形状、用途及尺寸系列量块是机械制造中长度尺寸的标准，也称块规。量块可用于对量具和量仪进行校正，也可以用于精密划线和精密机床的调整。量块是用不易变形且耐磨性好的材料（如铬锰钢）制成的六面体，它有两个工作面和四个非工作面，如右图所示。



2.2.3 　量块　 2. 量块的尺寸组合及使用方法为了减少量块组合的积累误差，使用量块时，应尽量减少使用的块数，一般要求不超过 5块。选用量块时，应根据所需组合的尺寸，从最后一位数字开始选择，每选一块，应使尺寸数字的位数减少一位，以此类推，直到组合成完整的尺寸。



要组成 38.935 mm 的尺寸，试选择组合的量块。

2.2.3 　百分表　 1. 结构和用途百分表是在零件加工或机器装配时用来检验尺寸精度和形状精度的一种量具。百分表的测量精度为 0.01 mm ，测量范围有 0～ 3 mm 、 0～ 5 mm和 0 ～ 10 mm 等规格。百分表的结构如右图所示，主要由测量头、测量杆、表针、表盘和表杆等组成。常用百分表有钟表式和杠杆式两种。



2.2.3 　百分表　 2.刻线原理与读数如下页图所示，百分表测量杆上齿条的齿距为 0.625 mm ，当测量杆上升 1 mm 时（即上升 1/0.625=1.6齿）， 16 个齿的小齿轮 1正好转过 1/10周，与其同轴的 100 个齿的大齿轮 1 也转过 1/10周，与大齿轮 1啮合的10 个齿的小齿轮 2连同大指针就转过了 1周。由此可知，测量杆上升 1 mm ，大指针转过了 1周。由于表盘上共刻有 100 个小格的圆周刻线，因此，大指针每转 1 个小格，表示测量杆移动了 0.01 mm ，故百分表的测量精度为 0.01 mm 。百分表要装夹在万能表架或磁性表架上使用。测量时，测量杆被推向管内，测量杆移动的距离等于小指针的读数与大指针的读数之和。



百分表的工作原

理

百分表的安装方

法

2.3.1 　万能角度尺　 1.Ⅰ型万能角度尺的结构和规格游标万能角度尺用来测量工件和样板内的内、外角度及角度划线。按其分度值不同，可分为 5′ 和 2′ 两种；按其尺身的形状不同，可分为扇形（Ⅰ型）和圆形（Ⅱ型）两种。Ⅰ型万能角度尺的结构如右图所示，其主要由主尺、 90° 角尺、游标尺、基尺、紧固螺钉、刀口形直尺和连接块等组成。

2.3　测量角度的常用量具返回返回


2.3.1 　万能角度尺　 2.Ⅰ型万能角度尺的刻线原理与读数方法如图所示，主尺刻线每格为 1° ，游标刻线将主尺上 29° 所占的弧长等分为 30 格，每格所对应的角度为（ 29/30 ） ° ，因此，游标 1 格与主尺 1格相差为 1°－（ 29/30 ） °= （ 1/30 ） °=2′ ，即游标万能角度尺的测量精度为2′ 。游标万能角度尺的读数方法与游标卡尺的读数方法相似，即先在主尺上读出游标尺零线右边的刻度整数，然后在游标上读出分数的数值（格数 ×2′ ），两者相加就是被测量工件的角度值。

2.3　测量角度的常用量具


2.3.1 　万能角度尺　 3.Ⅰ型万能角度尺的测量范围 Ⅰ型游标万能角度尺的测量范围为 0°～ 320° ，其共分为四段，即 0°～ 50° 、 50°～ 140° 、 140°～ 230° 、 230°～ 320° 。各测量段的 90°角尺、直尺位置配置和测量方法如下图所示。



2.3.2 　正弦规　 1. 结构与用途正弦规是利用三角法测量角度的一种精密量具，一般用来测量带锥度或角度的零件。正弦规由一个钢制长方体和两个精密圆柱体组成，如右图所示。两个圆柱体的直径相同，它们的中心距要求很精确，一般有 100 mm 和 200 mm 两种。两个圆柱体的中心连线要与长方体平面严格平行。



2.3.2 　正弦规　 2. 使用方法用正弦规测量工件时，应在平板上进行，圆柱的一端用量块垫高，直到零件被测表面与平板平行为止，如右图所示。这时，根据所垫量块高度尺寸和正弦规中心距计算工件的锥度，计算公式为



L

h2sin

式中， 2α为被测零件的锥度； h为所垫量块高度（ mm ）； L为正弦规两个圆柱体的中心距（ mm ）。

1.光滑极限量规的分类

2.4　光滑极限量规


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1.光滑极限量规的分类



2.泰勒原则泰勒原则规定：孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸，即孔的作用尺寸应不小于下极限尺寸，而轴的作用尺寸应不大于上极限尺寸；孔或轴在任何位置上的实际尺寸（即局部实际尺寸）不允许超过最小实体尺寸，即孔的实际尺寸应不大于上极限尺寸，轴的实际尺寸应不小于下极限尺寸。



3. 量规的结构进行量规设计时，应明确量规设计原则，合理选择量规的结构，然后根据被测工件的尺寸公差带计算出量规的极限偏差，并绘制量规的公差带图及量规的零件图。通规和止规的形状对检验的影响如图（ a ）和图（ b ）所示。光滑极限量规的设计应符合极限尺寸判断原则，只有在保证被检验工件的形状误差不致影响配合性质的前提下，才允许使用偏离极限尺寸判断原则的量规。



图（ a）通规形状对检验的影响

图（ b）止规形状对检验的影响

4. 量规的技术要求工作量规的形状误差应在量规的尺寸公差带内，形状公差为尺寸公差的 50% ，但形状公差应小于 0.001 mm 时，由于制造和测量都比较困难，都规定为 0.001 mm 。量规测量面的材料可用淬火钢（合金工具钢、碳素工具钢等）和硬质合金，也可在测量面上镀耐磨材料，测量面的硬度应为 58~65 HRC 。量规测量面的表面粗糙度主要是从量规使用寿命、工件表面粗糙度以及量规制造的工艺水平等方面考虑的。一般对量规测量面的表面粗糙度要求应比对被检工件的表面粗糙度要求严格些。



5. 量规的使用要求（ 1 ）使用时一定要使量规标记上的基本尺寸公差代号与工件相同。（ 2 ）检验时，要保持量规工作部分与工件同轴，保证量规与工件间均匀的接触力。（ 3 ）保持量规与被检工件表面洁净，以免影响检验结果。（ 4 ）量规使用时要轻拿轻放，不要磕碰量规工作表面，使用后应擦净、涂油，妥善保管。



2.5.1 　测量误差的概念　被测量的测量值与真值之差称为测量误差，即

Δ=X－ X0式中， Δ 为测量误差（ mm ）； X 为测量值（ mm ）； X0 为被测量的真值（ mm）。往往可以用实验方法估算出测量误差可能达到的最大界限值 ±Δlim ，即

－ Δlim＜ X－ X0＜ +Δlim 　　由此可以估算出真值 X0 在 X±Δlim 内。在测量工作中，根据实际需要通常有两种表达测量误差的方法。一种是绝对误差表示法，即 Δ=X－ X0；另一种是相对误差表示法，即相对误差 ε为

2.5　测量误差


XXX

XX

00

0

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2.5.2 　测量误差产生的原因　

2.5　测量误差


计量器具的误差

方法误差

环境误差

● 计量器具的误差产生的原因很多，有设计的原理误差，制造过程中的加工、装调、安装误差，使用过程中的运行误差等。

● 由于所用测量方法不当或因对被测对象认识不全面而引起的误差，都是方法误差。

●环境误差是指由于测量时的条件与规定的条件不一致所引起的误差。测量时，对环境条件首要要求是温度条件。其他条件则根据测量精度要求而定。

人员误差●人员误差是指由于测量人员的主观因素和操作技术所引起的误差。例如，测量人员使用计量器具不正确、读尺的姿势不正确存在读尺视差等造成的测量误差。

产生的原因

2.5.3 　测量误差的分类　

2.5　测量误差


系统误差

随机误差

粗大误差

● 在相同条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝对值与符号保持恒定，或在条件改变时，按某一确定规律变化的误差即系统误差。有定值与变值两种。

● 在相同条件下多次重复测量同一测量值时，误差的数值和符号以不可预计的方式变化，此类误差称为随机误差。

● 粗大误差是指明显歪曲测量结果的误差，一般由测量人员主观因素造成。例如，读错数值、记录错误、操作违规等，所以也称为过失误差。

第 3 章　形状和位置公差

形状和位置公差概述3.1

形位公差的标注3.2

形状和位置公差的检测与评定3.3

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形状和位置公差及其公差带3.4

公差原则与公差要求3.5

3.1.1 　零件的几何要素　 1. 按几何特征分几何要素按几何特征可分为组成要素和导出要素。组成要素是指构成零件的外轮廓并能为人们直接感觉到的要素，如图（ a ）所示的球面、圆锥面、端平面、圆柱面、锥顶、素线。导出要素是指由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面，如图（ a ）、（ b ）所示的球心、轴线、中心平面。　　

3.1 　形状和位置公差概述返回返回


3.1.1 　零件的几何要素　 2. 按存在的状态分几何要素按存在的状态可分为公称要素和实际要素。公称要素是指由技术制图或其他方法确定的理论正确的要素。它们具有几何学意义，不存在任何误差。实际（组成）要素是指接近实际（组成）要素所限定的工件实际表面的组成要素部分，是零件上实际存在的要素。零件加工时，由于种种原因会产生形位误差，所以实际零件上存在的是有形位误差的要素。　　

3.1 　形状和位置公差概述


3.1.1 　零件的几何要素　 3. 按在形位公差中所处的地位分几何要素按在形位公差中所处的地位可分为被测要素和基准要素。被测要素是被测公称要素和被测提取要素的统称。被测要素是指给出了形状或（和）位置公差要求的组成要素或导出要素。在技术图样中，被测要素都是没有形位误差的要素，即为被测公称要素。上图中， φd2圆柱面和 φd2圆柱的台肩面设计了形位精度。在完工零件上，它们是检测的对象，即为被测提取要素。基准要素是用来确定被测要素的方向和位置的组成要素或导出要素。在技术图样中，基准要素都是没有形位误差的要素，即为基准公称要素，通常称为基准。上图中， φd2圆柱轴线是基准。　　



被测要素

与基准要

素

3.1.2 　形位公差带　形位公差带是由一个或几个理想的几何线或面所限定的区域，一般用线性公差值表示其大小。线性公差值是指被测提取要素在评定时被给定的相应几何特征的最小包容区域的宽度或直径。公差带的形状由提取要素被给定的形位公差的几何特征及其标注方式决定，其主要形状及描述如右图所示。　　



圆内的区域

圆柱面内的区域

两同轴圆柱面之间的区域

两等距线或两平行直线之间的区域

两同心圆之间的区域圆球面内的区域

两等距面或两平行平面之间的区域

3.1.3 　形位公差的几何特征符号和附加符号　　　



位置公差

方向公差

形状公差

跳动公差

几何特征符号

附加符号

附加符号

被测要素被测要素

基准要素基准要素

基准目标基准目标

理论正确尺寸

理论正确尺寸

自由状态条件

自由状态条件

延伸公差

带

延伸公差

带最大实体要求

最小实体要求

1— 箭头； 2— 几何特征符号； 3— 公差值

3.2.1 　被测要素的标注　 1.被测要素标注符号形位公差标注符号由公差框格和指引线（带箭头）组成，如图所示。公差框格为划分成两格或多格的矩形框格。一般形状公差的公差框格为两格，位置公差的公差框格为 3~5 格。公差框格在图样上一般水平放置，特殊情况下也允许竖直放置。公差要求就注写在公差框格内，公差框格水平放置时，各格按自左至右顺序依次填写几何特征符号、公差值、基准；公差框格竖直放置时，则应从框格最下方的第一格起向上依次填写几何特征符号、公差值、基准。

3.2 　形位公差的标注返回返回


3.2.1 　被测要素的标注　 2.被测要素标注的基本要求和方法对于有形位公差要求的被测要素应该用指引线将其与公差框格连接。连接时，指引线无箭头的一端应从形位公差框格的一端连出，而有箭头的一端则应指向被测要素。指引线箭头的方向不影响公差的定义。

3.2 　形位公差的标注


被测要素的标注

3.2.2 　基准要素的标注　 1. 基准要素标注符号与公差框格第 3~5 格内的基准字母相对应的基准要素，在图样上必须用基准标注符号来表示。基准标注符号由基准三角形、连线、方框和基准字母组成，如右图所示。字母标注在基准方框内，连线一端应从基准方框垂直引出，与一个涂黑的或空白的三角形相连，涂黑的或空白的基准三角形含义相同。必要时连线可以弯折一次，以保证与水平放置的基准方框垂直。



3.2.2 　基准要素的标注　 2. 基准要素标注的基本要求和方法基准要素的标注如下图所示。



3.2.3 　形位公差的其他标注　 1.被测要素的简化标注当多个被测要素具有相同形位公差几何特征和公差值要求时，可以用一个形位公差框格和多条指引线标注，如图（ a ）所示。如果要求这几个被测要素具有公共公差带，则应在公差值后加注“ CZ”字样，如图（ b ）所示。当对同一被测要素有多个形位公差几何特征要求时，为方便起见可以将这些框格绘制在一起，只用一根指引线，如图（ c ）所示。



3.2.3 　形位公差的其他标注　 2. 用文字做附加说明的标注为了说明公差框格中所标注形位公差的其他附加要求，可以在公差框格的上方或下方附加文字说明。属于被测要素数量的说明，应写在公差框格的上方；属于解释性说明（包括对测量方法的要求等）应写在公差框格的下方，如右图所示。



3.2.3 　形位公差的其他标注　 3. 公差原则的标注当被测要素或者基准要素采用某种公差原则时，应根据需要采用规范的公差原则符号，单独或者同时标注在相应公差值和（或）基准字母的后面，如右图所示。



3.2.3 　形位公差的其他标注　 4. 理论正确尺寸的标注理论正确尺寸是指当给出一个或一组要素的位置、方向或轮廓度公差时，分别用来确定其理论正确位置、方向或轮廓的尺寸，如图（ a ）所示；也可用于确定基准体系中各基准之间的方向、位置关系，如图（ b）所示。



3.2.3 　形位公差的其他标注　 5.附加标记的标注



如果轮廓度特征适用于横截面的整周轮廓或由该轮廓所示的整周表面时，应采“用全”周符号标

注。

当以螺纹轴线为被测要素或基准要素时，该轴线默认为螺纹中径圆柱的轴线。标注时图样中应画出螺纹中径，并且将指引线箭头（或基准三角形）与螺纹中径尺寸线对齐。

为了正确检测形位误差，便于选择合理的检测方案，国家标准共规定了 5 种形位误差检测原则。

3.3　形状和位置公差的检测与评定

第 3 章　基本体及其截切与相贯

返回返回

检测原则说　　明与拟合要素比较原则　通过将被测提取要素与其拟合要素相比较来评定形位误差

测量坐标值原则

　通过测量被测提取要素上各点的坐标值（如直角坐标值、极坐标值、圆柱面坐标值），并经过数据处理获得形位误差值

测量特征参数原则

　通过测量被测提取要素上的特征参数来表示形位误差值，用来检测相关形位误差

测量跳动原则

　在被测提取要素绕基准轴线回转过程中，沿给定方向测量其对某参考点或线的变动量，变动量为指示计的最大与最小示值之差

控制实效边界原则　检测被测实际要素是否超过实效边界，以判断零件合格与否的一种原则

3.4.1 　形状公差及其公差带　 1. 直线度公差　　

3.4 　形状和位置公差及其公差带返回返回


1

2

3

● 在给定平面内的直线度

● 在给定方向上的直线度

● 在给定任意方向上的直线度

3.4.1 　形状公差及其公差带　 2.平面度公差　　平面度公差带为间距等于公差值 t 的两平行平面所限定的区域，如下图所示。

3.4 　形状和位置公差及其公差带


3.4.1 　形状公差及其公差带　 3.圆度公差　　圆度公差带为在给定横截面内、半径差等于公差值 t的两同心圆所限定的区域，如下图所示。



3.4.1 　形状公差及其公差带　 4.圆柱度公差　　圆柱度公差带为半径差等于公差值 t 的两同轴圆柱面所限定的区域，如下图所示。



3.4.1 　形状公差及其公差带　 5.无基准的线轮廓度公差　　无基准的线轮廓度公差带为直径等于公差值 t、圆心位于被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两等距包络线所限定的区域，如下图所示。



3.4.1 　形状公差及其公差带　 6.无基准的面轮廓度公差　　无基准的面轮廓度公差带为直径等于公差值 t 、球心位于被测要素理论正确形状上的一系列圆球的两等距包络面所限定的区域，如下图所示。



3.4.2 　方向公差及其公差带　 1.平行度公差　　平行度公差是指被测提取要素对某一具有理论正确方向的拟合要素所允许的最大变动量，拟合要素的理论正确方向平行于基准。根据被测要素和基准要素可以分别是线要素或者面要素，公差带定义有右侧几种形式。



线对基准体系 1的平行度公差线对基准

线的平行度公差

线对基准面的平行度公差

线对基准体系 2的平行度公差

面对基准面的平行度公差

面对基准线的平行度公差

平行度公差

3.4.2 　方向公差及其公差带　 2.垂直度公差　　垂直度公差是被测提取要素对某一具有理论正确方向的拟合要素所允许的最大变动量，拟合要素的理论正确方向应垂直于基准。根据被测要素和基准要素分别可以是线要素或者面要素，公差带定义有右侧几种形式。



线对基准体系的垂直度

公差

线对基准面的垂直

度公差

面对基准线的垂直

度公差

线对基准线的垂直

度公差

面对基准面的垂直

度公差

垂直度公差

3.4.2 　方向公差及其公差带　 3.倾斜度公差　　倾斜度公差是被测提取要素对一具有理论正确方向的拟合要素所允许的最大变动量，拟合要素的理论正确方向应相对于基准倾斜某一规定角度，此角度由理论正确角度来确定。对于平行度和垂直度，由于相应的理论正确角度为 0° 和 90° ，都是特别角度，故在图样上可以省略理论正确角度的标注。根据被测要素和基准要素可以分别是线要素或者面要素，公差带定义有右侧几种形式。



倾斜度公差

线对基准线的倾斜度公差

线对基准面的倾斜度公差

面对基准线的倾斜度公差

面对基准面的倾斜度公差

3.4.3 　位置公差及其公差带　 1. 同心度和同轴度公差　　同心度和同轴度公差是指被测提取要素对某一具有理论正确位置的拟合要素所允许的最大变动量，拟合要素的理论正确位置应与基准重合。被测要素和基准要素分别可以是点要素或者线要素，公差带定义有点的同心度和轴线的同轴度两种。　　点的同心度公差　点的同心度公差带为直径等于公差值 t 的圆周所限定的区域。　　轴线的同轴度　轴线的同轴度公差带为直径等于公差值 t 的圆柱面所限定的区域。



3.4.3 　位置公差及其公差带　 2. 对称度公差　　对称度公差是指被测提取要素对某一具有理论正确位置的拟合要素所允许的最大变动量，拟合要素的理论正确位置应与基准重合，通常适用于导出要素。被测要素一般为面要素，基准要素可以是线要素或者面要素。



3.4.3 　位置公差及其公差带　 3. 位置度公差　　位置度公差指被测提取要素对某一具有理论正确位置的拟合要素所允许的最大变动量，拟合要素的理论正确位置应由基准和理论正确尺寸决定。　　点的位置度公差　点的位置度公差带为直径等于公差值 t 的圆球面所限定的区域。　　线的位置度公差　在给定一个方向上，线的位置度公差带为间距等于公差值 t、对称于线的理论正确位置的两平行平面所限定的区域。轮廓平面或中心平面的位置度公差　轮廓平面或中心平面的位置度公差带为间距等于公差值 t ，且对称于被测面理论正确位置的两平行平面所限定的区域。



3.4.3 　位置公差及其公差带　 4. 相对于基准体系的线轮廓度公差　　相对于基准体系的线轮廓度公差带为直径等于公差值 t 、圆心位于由两基准平面确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆的两等距包络线所限定的区域，如下图所示。



3.4.3 　位置公差及其公差带　 5. 相对于基准体系的面轮廓度公差　　相对于基准体系的面轮廓度公差带为直径等于公差值 t 、球心位于由基准平面 A确定的被测要素理论正确几何形状上的一系列圆球的两等距包络面所限定的区域，如下图所示。



3.4.4 　跳动公差及其公差带　 1.圆跳动公差　　圆跳动公差是指被测提取要素绕基准轴线做无轴向移动的回转一周时（零件和测量仪器间无轴向位移），由位置固定的指示计在给定方向上测得的最大与最小示值之差所允许的最大变动量。径向圆跳动公差　径向圆跳动公差带为在任一垂直于基准轴线的横截面内、半径差等于公差值 t 、圆心在基准轴线上的两同心圆所限定的区域。端面圆跳动公差　端面圆跳动公差带为与基准轴线同轴的任一半径的圆柱截面上间距等于公差值 t 的两圆所限定的圆柱面区域。　　斜向圆跳动公差　斜向圆跳动公差用于除圆柱面和端面要素之外的其他回转要素（如圆锥面、球面等）。



3.4.4 　跳动公差及其公差带　 2.全跳动公差　　全跳动公差是被测提取要素绕基准轴线做无轴向移动回转，同时指示计沿给定方向的理想直线连续移动（或被测提取要素每回转一周，指示计沿给定方向的理想直线做间断移动），由指示计在给定方向上测得的最大与最小示值之差所允许的最大变动量。径向全跳动公差　径向全跳动公差带为半径差等于公差值 t且与基准轴线同轴的两圆柱面所限定的区域。端面全跳动公差　端面全跳动公差带为间距等于公差值 t且垂直于基准轴线的两平行平面所限定的区域。



3.5.1 　有关术语及定义　 1. 局部实际尺寸　　局部实际尺寸简称为实际尺寸，是指在实际要素的任意正截面上两对应点之间测得的距离。 2. 最大实体状态及最大实体尺寸最大实体状态MMC 是实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最大时的状态，此状态下的极限尺寸则称为最大实体尺寸 MMS 。 3. 最小实体状态及最小实体尺寸最小实体状态 LMC 是实际要素在给定长度上处处位于尺寸极限之内并具有实体最小时的状态，此状态下的极限尺寸则称为最小实体尺寸 LMS。

3.5 　公差原则与公差要求返回返回


3.5.1 　有关术语及定义　 4. 最大实体实效状态及最大实体实效尺寸最大实体实效状态MMVC 是在给定长度上实际要素处于最大实体状态且其导出要素的形位误差等于给出公差值时的综合极限状态，此状态下的体外作用尺寸则称为最大实体实效尺寸 MMVS 。 5. 最小实体实效状态及最小实体实效尺寸最小实体实效状态 LMVC 是在给定长度上实际要素处于最小实体状态且其导出要素的形状或位置误差等于给出公差值时的综合极限状态，此状态下的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸 LMVS 。 6.边界由设计给定的具有理想状态的极限包容面称为边界。

3.5 　公差原则与公差要求


3.5.2 　独立原则　独立原则是确定尺寸公差和形位公差的相互关系应遵循的基本原则。独立原则是指对于零件上的某一要素，在图样上给定的每一个尺寸公差、形位公差要求各自独立，应分别满足各自要求。独立原则是对零件精度要求较严的一种公差原则，适用于零件上的一切要素。遵循独立原则的零件如下图所示。



3.5.3 　相关要求　 1. 包容要求包容要求是要求单一要素的实际轮廓不得超出最大实体边界，其实际尺寸不得超出最小实体尺寸的一种公差原则。 2. 最大实体要求最大实体要求 MMR 是控制被测要素的实际轮廓处于其最大实体实效边界之内，即必须遵守最大实体实效边界的一种公差要求，适用于轴线、中心平面等导出要素。 3. 最小实体要求最小实体要求 LMR 是控制被测要素的实际轮廓处于其最小实体实效边界之内，即必须遵守最小实体实效边界的一种公差要求，适用于轴线、中心平面等导出要素。





3.5.3 　相关要求　 4. 可逆要求国家标准定义了可逆要求，即当导出要素的形位误差值小于给出的形位公差值时，允许在满足零件功能要求的前提下扩大尺寸公差的一种公差原则。它通常与最大实体要求或最小实体要求一起应用。可逆要求用于最大实体要求　可逆要求应用于最大实体要求时，应在被测要素的形位公差框格中的公差值后面标注双重符号。可逆要求用于最小实体要求　可逆要求应用于最小实体要求时，应在被测要素的形位公差框格中的公差值后面标注双重符号。

3.5.4 　形位公差的解释　在生产实践中，设计者应当能根据零件的功能要求，给定被测要素的形位公差，确定基准要素，而且标注的形式必须符合国家标准的规定；生产操作者应能看懂图样上的形位公差特征项目、被测要素和基准要素、公差值的大小以及相关要求。



第 4 章　表面粗糙度

表面粗糙度概述4.1

表面粗糙度的选用与标注4.2

表面粗糙度的测量4.3

返回返回

4.1.1 　表面粗糙度对零件使用性能的影响　

4.1 　表面粗糙度概述返回返回


对耐磨性的影响

对耐腐蚀性的影响对配合性质

的影响

对疲劳强度的影响

对结合面密封性的影响

4.1.2 　表面粗糙度的基本术语　

4.1 　表面粗糙度概述


表面轮廓

取样长度

评定长度

●平面与实际表面相交所得的轮廓称为表面轮廓。该轮廓为截屏面，按照相截方向的不同，它又分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓。

● 取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的一段基准线的长度。

●评定长度是被评定轮廓所必需的一段长度。它可以包括1 个或几个取样长度。

中　　线● 中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。中线是评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线。中线的几何形状与工件表面几何轮廓的走向一致。

基本术语

4.1.3 　表面粗糙度的评定术语　 1.评定轮廓的算术平均偏差评定轮廓的算术平均偏差 Ra 是指在一个取样长度内，轮廓纵坐标值 Z（ x）绝对值的算术平均值，如下图所示。



xxZlr

Ralr

d1

0

4.1.3 　表面粗糙度的评定术语　 2. 表面粗糙度轮廓的最大高度表面粗糙度轮廓的最大高度 Rz是指在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和，如下图所示。



maxmax ZvZpRvRpRz

4.2.1 　表面粗糙度符号、代号的标注方法　表面粗糙度的符号、代号的含义及标注如下。

4.2 　表面粗糙度的选用与标注返回返回


符　　号含　　义标　　注

　基本图形符号，未指定工艺方法的表面，当通过一个注释解释时可单独使用

　扩展图形符号，用去除材料方法获得的表面；仅当其含义是“被加工表面”时可单独使用

　扩展图形符号，不去除材料的表面；也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管这种状况是通过去除材料或不去除材料形成的

4.2.2 　表面粗糙度在图样中的标注　表面粗糙度在图样中的标注如下。

4.2 　表面粗糙度的选用与标注


表面结构要求的注写方法

表面结构要求在轮廓线上的标注

用指引线引出标注表面结构要求

4.3.1 　比较法　比较法是将被测表面与已知高度参数值的粗糙度比较样块相比较，通过视觉和触觉来判断被测表面粗糙度的方法。为了使判断比较准确，选用粗糙度比较样块的材料、表面形状和加工方法应尽可能与被测表面相同，也可从加工零件中选出样品，经过检定合格后作为表面粗糙度比较样块使用。比较法使用简便，但判断的准确程度有限，所以适用于车间中近似评定粗糙度较大的工件。

4.3　表面粗糙度的测量返回返回


4.3.2 　光切法　光切法是利用光切原理来测量表面粗糙度数值的一种方法，其原理如下图所示。

4.3　表面粗糙度的测量


4.3.3 　干涉法　干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度数值的一种方法，其原理如右图所示。



b

aRz

2

1—光源； 2—聚光滤色镜组； 3—反射镜； 4、 5—光栏； 6、 9、 11、 17—物镜； 7、 14—分光镜； 8—滤色片； 10—补偿镜； 12、 13—反光镜； 15—分划板； 16—目镜

干涉条纹

干涉显微镜的测量原理

4.3.4 　针描法　针描法是利用触针在被测表面上轻轻划动，从而测出其表面粗糙度数值的一种方法，其原理如右图所示。



1—触针； 2—传感器； 3—驱动箱； 4— 指示表； 5—电气箱；6— 定位块； 7— 工作台； 8—记录器； 9—被测工件

第 5 章　技术测量

平键、花键的联结公差与检验5.1

普通螺纹的连接公差与检验5.2

渐开线圆柱齿轮的公差与检验5.3

返回返回

5.1.1 　平键联结的公差和检验　 1.平键概述根据用途不同，平键可分为普通平键、导向平键。其中，普通平键用于静联结，导向平键用于动联结。平键的键联结是通过键和键槽的侧面来传递转矩的，因此，平键配合的主要参数是键和键槽的宽度。

5.1 　平键、花键的联结公差与检验返回返回


5.1.1 　平键联结的公差和配合　 2.平键联结的公差与配合键属于标准件，键联结采用基轴制配合。键联结的配合种类分为较松联结、一般联结和较紧联结。平键联结的配合性质及应用如下：

5.1 　平键、花键的联结公差与检验


配合种类尺寸 b的公差

配合性质及应用键轴槽轮毂槽

较松联结

h9

H9 D10 主要用于导向平键，轮毂可在轴上做轴向移动

一般联结 N9 JS9 键在轴上及轮毂中均固定，用于载荷不大的场合

较紧联结 P9 P9 键在轴上及轮毂中均固定，而比上一种配合更紧。主要用于载荷较大，或载荷具有冲击性及双向传递转矩的场合

5.1.1 　平键联结的公差和配合　 3.平键的检验键联结需要检验的主要项目有键宽和键槽宽度、键槽深度及键槽的位置误差。平键的测量可用通用量具，也可用量规，如右图所示。



5.1.2 　矩形花键联结的公差与检验　 1.矩形花键概述花键是指轴和轮毂上有多个凸起和凹槽构成的周向联结件。花键联结由内花键和外花键两个零件组成，具有定心精度高、导向性好、承载能力强等优点。按齿形不同，花键可以分为矩形花键和渐开线花键。花键联结有大径定心、小径定心和键槽宽定心三种定心方式。矩形花键主要有大径 D、小径 d和键宽 B三个参数，如右图所示。



5.1.2 　矩形花键联结的公差与检验　 2.矩形花键联结的公差与配合根据承载能力的不同，矩形花键尺寸规定了轻、中两个系列，内、外花键的基本尺寸都是相同的。矩形花键的位置度公差如下图所示。



5.1.2 　矩形花键联结的公差与检验　 2.花键的检验矩形花键的检验包括尺寸检验和形位误差检验。对于单件小批生产的内、外花键可用通用量具分别对花键参数进行单项测量，对于大批生产的内、外花键可采用综合量规进行测量。内、外花键综合量规的形状与被测花键相对应，如下图所示。



5.2.1 　普通螺纹概述　 1.螺纹种类及使用要求普通螺纹　普通螺纹又称为紧固螺纹，主要用于紧固或连接零件，如螺栓螺母的连接。普通螺纹使用时应具有良好的旋合性和一定的连接强度。　　传动螺纹　传动螺纹一般用于传递动力和位移，如机床工作台的传动丝杠和测量仪器测微螺杆上的螺纹。这种螺纹使用时应具有传递动力的可靠性、传递位移的准确性和合理的间隙，以保证其强度可靠、传动比准确和具有足够的贮存润滑油的空间。　　紧密螺纹　紧密螺纹又称为密封螺纹，主要用于要求两个零件间紧密配合且无泄漏的场合，如管螺纹。这类螺纹应具有一定的过盈量以保证不泄漏气体或液体。

5.2 　普通螺纹的连接公差与检验返回返回


5.2.1 　普通螺纹概述　 2.普通螺纹的基本牙型和几何参数基本牙型　普通螺纹的基本牙型是指通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状，它决定了螺纹的几何参数。普通螺纹牙型是以两个贴合着且其底边平行于螺纹轴线的等边三角形（即原始三角形）为基础的。

5.2 　普通螺纹的连接公差与检验


大径

几何参数牙型角

和牙型半角

旋合长度

小径

大径

螺距和导程

中径

5.2.2 　螺纹几何误差对螺纹互换性的影响　 1.普通螺纹中径偏差对螺纹互换性的影响中径偏差是指中径实际尺寸（以单一中径体现）与中径基本尺寸的代数差。假设螺纹只有这一种误差时，若外螺纹的中径偏差小于内螺纹的中径偏差，则可以保证内外螺纹的旋合性；若外螺纹的中径偏差大于内螺纹的中径偏差，则会产生干涉而难以旋合。但是若外螺纹的中径过小或内螺纹的中径过大，则会削弱其连接强度。由此可以看出，中径偏差直接影响螺纹的使用性能。



5.2.2 　螺纹几何误差对螺纹互换性的影响　 2.螺距误差对螺纹互换性的影响螺距误差分为单个螺距偏差和螺距累积误差两种。前者指单个螺距的实际尺寸与基本尺寸之差，后者指旋合长度内任意两个牙之间在中径上对应点沿轴向距离的实际尺寸与基本尺寸间的差值。螺距累积误差对螺纹的旋合性影响更明显。螺距累积误差会使内、外螺纹发生干涉而不能旋合。



5.2.2 　螺纹几何误差对螺纹互换性的影响　 3.牙型半角误差对螺纹互换性的影响牙型半角误差是指牙型半角的实际值与公称值的代数差，如右图所示。假设内螺纹 1 具有理想牙型，外螺纹 3 只有牙型半角误差。若左侧牙型半角误差 Δ （ α1/2 ）为负值，右侧牙型半角误差Δ （ α2/2 ）为正值，会在内、外螺纹中径上方的左侧和中径下方的右侧产生干涉而影响旋合性。



5.2.3 　普通螺纹的公差与配合　 1.普通螺纹公差带的基本结构普通螺纹公差带与尺寸公差带类似，由两个基本要素构成，即公差带的位置和公差带的大小。普通螺纹的公差带是以基本牙型为零线沿着基本牙型的牙顶、牙侧和牙底连续分布的，在垂直于螺纹轴线方向计量大、中、小径的偏差和公差，如下图所示。



内螺纹的公差带位

置

5.2.3 　普通螺纹的公差与配合　 2.螺纹的公差等级螺纹公差带的大小由公差值 T 决定，并按大小分为若干级，用阿拉伯数字表示。 3.螺纹的基本偏差国家标准规定公差带的位置由基本偏差决定，即由公差带相对基本牙型的距离决定。外螺纹的上极限偏差 es 和内螺纹的下极限偏差 EI为基本偏差。对内螺纹规定了 G 和 H 两种基本偏差，对外螺纹规定了 e 、 f 、 g 和h这 4 种公差带位置。 H 和 h 的基本偏差为零， G 的基本偏差为正值， e、 f 和 g 的基本偏差为负值。



5.2.3 　普通螺纹的公差与配合　 4.螺纹的旋合长度与精度等级螺纹的精度不仅取决于螺纹直径的公差等级，而且与旋合性有关。当公差等级一定时，旋合长度越长，加工时产生的螺距累积误差和牙型半角误差就可能越大，对螺纹旋合性的影响也越大。因此，公差等级相同的螺纹，旋合长度不同，则螺纹精度也不相同。一般将同一直径螺纹的旋合长度分为短、中、长旋合长度，代号分别为Ｓ、Ｎ和Ｌ。 5.螺纹的公差带及选用根据使用场合的不同，螺纹的公差等级分为精密、中等和粗糙 3 个等级。精密级用于精密螺纹，配合性质稳定，且定位精度高，如航空用的螺纹；中等级用于一般用途的螺纹，如机床或汽车上用的螺纹；粗糙级用于不重要或者制造有困难的螺纹，如在热轧棒料上或深盲孔内加工的螺纹。公差等级中 3 、 4 、 5 级是精密级， 6 级是中等级， 7 、 8 、 9 级是粗糙级。



5.2.4 　螺纹的检验　 1.综合测量通常利用螺纹量规和光滑极限量规对螺纹进行综合测量。外螺纹的检测如下图所示。



5.2.4 　螺纹的检验　 1. 单项测量单项测量用于螺纹的工艺分析或螺纹量规及螺纹刀具的质量检查。所谓单项测量，即分别测量螺纹的每个参数，主要是中径、螺距和牙型半角3 个参数。



利用三针法测量螺纹中径

用钢直尺测量外螺纹的螺距

用牙型角样板测量

外螺纹的牙型角

5.3.1 　齿轮传动的使用要求　

5.3　渐开线圆柱齿轮的公差与检验返回返回


传递运动的准确性

传动的平稳性

载荷分布的均匀性

● 要求从动轮与主动轮的运动转角之比在一定的范围内稳定，以此限制齿轮在旋转一周范围内传动比的不均匀性，从而保证从动齿轮与主动齿轮的运动准确协调

● 要求在传递运动的过程中工作平稳，没有振动、冲击和噪声，这就要求限制瞬时传动比的变动范围

● 要求齿轮啮合时，啮合轮齿沿全齿宽均匀接触，使齿面上的载荷均匀分布，避免因局部接触应力过大而导致齿面过早磨损，甚至轮齿断裂，影响齿轮的使用寿命

侧隙的合理性

● 为了贮存润滑油，补偿由温度、弹塑性变形、制造误差及安装误差所引起的尺寸变形，防止齿轮卡死等，要求齿轮副啮合时非工作齿面间应留有一定的间隙，即齿侧间隙

使用要求

5.3.2 　齿轮的主要加工误差及其来源　 1.影响传递运动准确性的主要误差影响传递运动准确性的主要误差是以齿轮旋转一周为周期的误差（称为低频误差）。它主要来源于几何偏心和运动偏心。 2.影响传动平稳性的主要误差影响传动平稳性的误差主要包括齿轮的基圆齿距误差和齿廓误差。它们以齿轮转过一个齿距角为周期，因此也称为高频误差。 3.影响载荷分布均匀性的主要误差齿轮工作时，齿面接触不良会影响载荷在齿面上分布的均匀性。影响齿高方向载荷分布均匀性的是基圆齿距误差和齿廓误差，影响齿宽方向载荷分布均匀性的是齿向误差。

5.3　渐开线圆柱齿轮的公差与检验


5.3.3 　齿轮副的安装误差及其偏差　 1. 中心距误差及其极限偏差中心距误差是指实际中心距与理论中心距之差。中心距误差会影响齿轮工作时侧隙的大小。当实际中心距小于设计中心距时，会使侧隙减小；反之，会使侧隙增大。中心距极限偏差 ±fa 是中心距误差 Δfa 允许变动的界限值，即

－ fa≤Δfa≤+fa



5.3.3 　齿轮副的安装误差及其偏差　 2. 轴线平面内平行度误差及其偏差轴线平面内平行度误差 Δf∑δ

是在两轴线的公共平面上测量的两轴线的平行度误差，公共平面应通过较长的轴线和另一轴线的某一端点，如右图所示。





5.3.3 　齿轮副的安装误差及其偏差　 3.垂直平面内轴线平行度误差及其偏差垂直平面内轴线平行度误差 Δf∑β 是指在与公共平面垂直的平面上两轴线的平行度误差。垂直平面内平行度偏差 f∑β 的推荐最大值为

式中， L为较大的轴承跨距（ mm ）； Fβ 为螺旋线总偏差（ μm ）。轴线平面内平行度偏差 f∑δ 的推荐最大值为

f∑δ=f∑β

Fb

Lf

5.0

5.3.4 　渐开线圆柱齿轮精度　 1.齿轮精度标准的适用范围 GB/T 10095.1—2008 规定了单个渐开线圆柱齿轮轮齿同侧齿面的精度制，包括齿距（位置）、齿廓（形状）、齿向（方向）和切向综合精度。GB/T 10095.2—2008 规定了单个渐开线圆柱齿轮有关径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值。 2. 精度等级及公差值 GB/T 10095.1—2008 规定了齿轮的 13 个精度等级，即 0 、 1 、 2 、…、 12 级。其中， 0 级精度最高， 12 级精度最低。 GB/T 10095.2—2008 中的 F″i 和 f″i 只规定了 4~12 共 9 个精度等级。



5.3.5 　渐开线圆柱齿轮测量　 1. 单项测量公法线长度变动　在齿轮一周范围内，实际公法线的最大长度与最小长度之差称为公法线长度变动，用 ΔFw

表示。ΔFw=Wmax－Wmin

　　测量公法线长度变动可以用公法线千分尺，如右图所示。



5.3.5 　渐开线圆柱齿轮测量　 1. 单项测量齿厚的测量　齿厚偏差是指在齿轮分度圆柱面上，法向齿厚的实际值与公称值之差。因此，齿厚应在分度圆上测量。测量齿厚通常用齿轮游标卡尺，如右图所示。



5.3.5 　渐开线圆柱齿轮测量　 2.综合测量与单项测量比较，综合测量有以下优点：（ 1 ）综合测量能连续地反映出整个齿轮运动过程中所有啮合点上的误差，能较全面地代表齿轮的使用质量。（ 2 ）综合测量的结果代表各单项误差的综合。（ 3 ）综合测量的效率高，更有利于实现机械化和自动化。综合测量的缺点是：每种规格的齿轮需要配备一种专用的测量齿轮，因而只适用于成批生产，而不适用于小批、单件生产，也不适用于大尺寸齿轮的检查。并且传统的综合测量不便于作工艺误差分析。通常，生产中进行误差分析时，还需作单项测量。



结束语

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极限配合与技术测量