互换性与公差 第6章 常用结合件的互换性教材
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互换性第六章
d
通 min
= Dmin
= + es + VB
通规最大尺寸=工件孔的最小尺寸+es+VB
d
通 max
D
min
止规最大尺寸=工件孔最大尺寸 止规最小尺寸=工件孔最大尺寸-ei
d
止 max=ຫໍສະໝຸດ Dmaxd
止 min
= Dmax − ei
19
2、环规公差（用于检验工件轴） 1）止规最小尺寸=工件轴最小尺寸。 止规最大尺寸=工件轴最小尺寸+ES,无磨损
12
2）画出验收极限图 ） （1）用零件图表示
（2）用公差带图表示
13
例4已知：Φ200h9；Φ30f7；Φ60H11 求：1、查表确定各轴孔的极限偏差。 2、确定安全裕度A，不确定允许值µ。 3、确定验收极限。 4、画出验收极限图（用公差带图表示图6-10~6-12） 解1：由P16~22 表2-4 2-7知 Φ200h9=Φ 200 Φ60H11=Φ 60
第六章： 第六章：光滑工件尺寸的检测
光滑件 有阻隔件
简介
1、内容：验收极限的定义；轴用和孔用量规 2、难点：验收极限图的建立；量规公差的选择； 量规的设计及举例 3、重点：验收极限图的计算；量规公差带的分布规律； 量规的设计计算
1
概述： 1、光滑件：轴、孔无间断阻隔的零件。 2、检测方式： 1）极限量规：专用检验工具。 2）通用量具：用卡尺、千分尺直接测量 实际尺寸。 3、测量误差的基本概念
当止规通不过工件孔时，则工件小于其max尺寸。 17 结论：合格的孔应：通过止不过，即合格。
2、轴用光滑极限量规（环规、卡规） 一个叫止规，一个叫通规，成对使用。 通规＜工件max尺寸；止规＞工件min尺寸 分析： 当通规通过工件轴，则工件小于其 max尺寸。 当止规通不过工件轴，则工件大于其 min尺寸。 结论：合格的轴应当是：通过止不过。 （二）量规按用途分类
《互换性与技术测量》教材改革初探
《 圆柱 齿轮公差》 Ｇ ／１０ ５１ ０８ Ｇ Ｆ１０ ５２ ０ ８ 替代 （ ＢＴ ０ ９ ．—２ ０ ， ＢＦ０ ９ ．—２ ０ ）
（ Ｂ ｉ０ ５１ ２ ０ ． Ｂ ０ ９ ． ０ １ 。 要 的变 化 是 ： 准 Ｇ ｆ ０ ９ ． — ０ １Ｇ ￣１０ ５２—２０ ）主 标
量》 为新增 加的实践应用章节 ， 目的在于使读者学 习完本教材 其 后， 用生产实践 中最常 ｒ的轴类 工件（ 见 减速 器输 出轴 ） 和箱体类 工件（ 减速器 箱体 ） 的实例 自测学 习效 果 ， 叶了本教科 书的实 突ｌ Ｊ 用性 。具体变动见下表
以 多年 的理 论 教 学 生 产 实 践 经 验 ，编 著 了一 本 适 应 生产 一线 的 教 科 书 ， 填 补 中 国 高 校这 方 面 的空 白 。 以
合理分拆难点 重 组 、 合章 节 整
的 标 准 之 一 。新 国 标 的 主 要 变 动 内 容 是 ： 极 限 与 配 合 》 《
＼
的简单化 ，旧国标的 １ 个项 目被 ７个必须检测 的项 目（ ｐＦ ｋ ７ Ｆ ；ｐ ； ； ｔＦ Ｅ ｎ ； ｈ ） Ｆ ｆ ； Ｂ；ｓ Ｅ ｎ 所替代 。 ｐ
落实到实处 。《 极限 与配 合》 除 ｒ基本 术语 中“ ， 实体 尺寸 ” ， 外 还 将“ 尺寸链 ” 并入该章的最后一 节。 技术测量基础》 《 中将 “ 滑极 光 限量规 ” 的专用量 具并入其 中。 普通结合件 的互换性》 《 为重组章 节， 将轴 承 、 单键 与花键 、 网锥 ， 通螺纹重组整 合 ， 普 目的在 于突
是 量 规 的制 造 公 差 ， ， 量 规 的 位 置 要 素 。《 何 公 差 》 ｚ为 几
（ Ｂ ｌ８ Ｇ ｆ １２—２ ０ ． Ｂ Ｉ２ ９—２ ０ ， Ｂ ｌ６ １—２０ ） 替 代 ０ ８ Ｇ ｇ４ ４ ＇ ０９ Ｇ ｆ ６７ ０９
第六章常用结合件的互换性
螺纹基本牙型
4.单一中径:一假想圆柱的直径, 4.单一中径:一假想圆柱的直径,该圆柱的母 单一中径 线通过螺纹牙型上的沟槽宽度等于二分之一 基本螺距的地方。 基本螺距的地方。 5.螺距P:相邻两牙中径线上对应点间的轴向 螺距P: 5.螺距P:相邻两牙中径线上对应点间的轴向 距离。 距离。 6.导程L:同一螺旋线上相邻两牙中径线上对 导程L: 6.导程L:同一螺旋线上相邻两牙中径线上对 应点间的轴向距离。单线螺纹,L=P, ,L=P,多线螺 应点间的轴向距离。单线螺纹,L=P,多线螺 (n—螺纹线数) 纹,L=nP (n—螺纹线数) 7.牙型角a和牙型半角a/2： 7.牙型角a和牙型半角a/2： 牙型角 a/2
=1.732∣△ fp=1.732∣△P∑∣
3)若内螺纹具有螺距误差,为保证旋合性, 3)若内螺纹具有螺距误差,为保证旋合性,应 若内螺纹具有螺距误差 把内螺纹的中径加上一数值f 把内螺纹的中径加上一数值fp。 2.牙型半角误差对互换性的影响 2.牙型半角误差对互换性的影响 1)牙型半角误差也会影响螺纹的可旋合性与 1)牙型半角误差也会影响螺纹的可旋合性与 连接强度 2)同样 可将牙型半角误差转变成中径当量 同样， 2)同样，可将牙型半角误差转变成中径当量 为保证旋合性， fа/2，为保证旋合性，把具有牙型半角误差 的外螺纹的中径减去一数值f 的外螺纹的中径减去一数值fа/2，把具有牙 型半角误差的内螺纹的中径加上一数值f 型半角误差的内螺纹的中径加上一数值fа/2。
三.滚动轴承互换性的特点 1.滚动轴承外圈与外壳孔的配合,采用基轴制 滚动轴承外圈与外壳孔的配合 采用基轴制; 1.滚动轴承外圈与外壳孔的配合 采用基轴制 内圈与轴颈的配合采用基孔制。 内圈与轴颈的配合采用基孔制。 2.公差带位置 2.公差带位置 1)轴承内圈通常与轴一起旋转 轴承内圈通常与轴一起旋转. 1)轴承内圈通常与轴一起旋转.为防止内圈和 轴颈的配合相对滑动而产生磨损, 轴颈的配合相对滑动而产生磨损,影响轴承的 工作性能,要求配合面间具有一定的过盈, 工作性能,要求配合面间具有一定的过盈,但 过盈量不能太大。因此国标GB307.1 84规定 GB307.1- 规定： 过盈量不能太大。因此国标GB307.1-84规定： 内圈基准孔公差带位于以公称内径d 内圈基准孔公差带位于以公称内径d为零线的 下方。即上偏差为零，下偏差为负值。 下方。即上偏差为零，下偏差为负值。
互换性与技术测量第六章3
国标按螺纹公差等级和旋合长度规定 了三种类型的公差带，分别是精密级、 了三种类型的公差带，分别是精密级、中 等级和粗糙级，代表着不同的加工难度。 等级和粗糙级，代表着不同的加工难度。 国标中规定了不同直径和螺距所对应 的旋合长度，分为短 ）、中 ）、长 的旋合长度，分为短（S）、中（N）、长 三种旋合长度 旋合长度， 6.15。 （L）三种旋合长度，表6.15。一般情况 组应比N组高一个公差等级； 下，S组应比N组高一个公差等级；L组应 比N组低一个公差等级。一般多用N组。 组低一个公差等级。一般多用N
9）螺纹旋合长度 螺纹旋合长度是指内外螺纹旋合时 螺旋面接触部分的轴向长度。 螺旋面接触部分的轴向长度。
旋合长度Biblioteka 三、螺纹几何参数对互换性的影响螺纹联接要实现其互换性, 螺纹联接要实现其互换性,必须保证良好 的旋合性和一定的联接强度。影响螺纹互 的旋合性和一定的联接强度。 换性的主要几何参数有五个:大径、小径、 换性的主要几何参数有五个:大径、小径、 中径、螺距和牙型半角。 中径、螺距和牙型半角。这几个参数在加 工过程中不可避免地会产生一定的加工误 不仅会影响螺纹的旋合性、接触高度、 差,不仅会影响螺纹的旋合性、接触高度、 配合松紧、还会影响联接的可靠性, 配合松紧、还会影响联接的可靠性,从而影 响螺纹的互换性。 响螺纹的互换性。
螺纹中径合格性判断原则： 螺纹中径合格性判断原则： 由于作用中径的存在以及螺纹中径公差的 综合性， 综合性，因此中径合格与否是衡量螺纹互换 性的主要依据。 性的主要依据。判断中径的合格性应遵循泰 勒原则: 勒原则: 实际螺纹的作用中径不允许超出最大实体 牙型的中径， 牙型的中径，任何部位的单一中径不允许超 出最小实体牙型的中径。用表达式即为： 出最小实体牙型的中径。用表达式即为： 外螺纹： 外螺纹： d 2 fe ≤ d 2 M = d 2 max d 2 a ≥ d 2 L = d 2 min 内螺纹： 内螺纹： D2 fe ≥ D2 M = D2 min D2 a ≤ D2 L = D2 max
互换性复习大纲
配合。
制的轴配合，属于的孔与0039.0026.0088.05050---ΦΦmm 第一章 极限与配合非常清楚地理解有关尺寸、公差、偏差、配合等方面的术语、定义。
牢固掌握标准中的28个基本偏差代号以及它们的分布规律。
掌握公差带的概念和公差带图的画法，并能熟练查取标准公差和基本偏差表格，正确进行有关计算。
初步学会公差与配合的正确选用，并能正确标注在图上。
通过本章的学习，要求了解《极限与配合》中的概念和基本规定，掌握应用国家标准进行机械产品的精度设计方法，包括：尺寸公差和配合的选择及在图样上的正确标注。
是在设计时根据零件的强度、刚度和结构要求确定的尺寸。
孔N 的基本偏差是ES ，其绝对值必定大于0。
零件的实际尺寸越接近基本尺寸越好。
已知基本尺寸为φ50mm 的轴，其最小极限尺寸为φ49.98mm ，公差为0.01mm ，则它的上偏差是 mm ，下偏差是 mm 。
尺寸φ80JS8，已知IT8=46μm ，则其最大极限尺寸是 mm 。
国家标准规定：为了满足配合的特殊需要，允许采用非基准制配合。
对过渡配合或过盈配合，一般要求间隙或过盈的变动较小，因此应选用较高的公差等级？为什么优先采用基孔制配合？对较高精度的中小尺寸孔，一般采用定值刀具（如钻头、铰刀、拉刀）和定值量具（塞规）进行加工和检验。
采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格和数量，故经济性好。
实例： 对ɸ50mm 的配合可能有很多种：按基孔制有ɸ50H7/g6， ɸ50H7/k6， ɸ50H7/s6，…。
而保持同样配合性质也可采用基轴制，有ɸ50G7/h6， ɸ50K7/h6， ɸ50S7/h6，…。
按基孔制只需要用于ɸ50H7孔的一种规格的定值刀量具。
按基轴制，则对ɸ50G7、 ɸ50K7、 ɸ50S7等孔，各需一种规格的定值刀量具。
为了减少定值刀、量具的规格和数量，宜采用基孔制。
计算题：有一孔轴配合为，请确定：孔的：Dmax= Dmin= ES=×××已知某孔，轴配合的最大间隙Xmax=+30μm ，孔的下偏差 EI=-11μm,轴的公差Ts=16μm轴的下偏差ei=-16μm ，试求孔，轴的上偏差，孔的公差，配合公差，基准制和配合类别，并汇出尺寸公差带图和配合公差带图。
互换性第六章 光滑工件尺寸检验和光滑
解：
① 查标准公差数值表、孔轴基本偏差表，确定孔轴上下偏差。 ② 查表6－5确定检验IT8孔的工作量规公差数值T=4um，
Z=6um；确定检验轴用工作量规公差数值T=3um，Z=4um； 得校对规公差数值Tp=1.5um。 ③ 画出孔、轴及其工作量规、校对规的公差带图，标出所有 极限偏差值，图6－9。 ④ 以工件基本尺寸线为零线，写出所有工作量规、校对规的 极限尺寸，并转换为标注尺寸。 ⑤ 绘制工作量规的工作图并标注几何精度等方面的要求，图 6－10和图6－11。
➢ 分类：
按用途分类 ①工作量规：加工工件的操作者使用，新的或磨损较少； ②验收量规：检验员或用户使用，旧的或磨损较多，未 超磨损极限；
③ 校对量规：检验轴用工作量规的量规；
TT－制造轴用通规用的校对量规； ZT－制造轴用止规用的校对量规； TS－检验轴用旧通规报废用的校对量规；
按被测工件类型 ① 赛规（被测件为孔）； ② 卡规（被测件为轴）。
二、测量器具的选择
❖ 测量极限误差是产生“误收”、”误废“的原因。
❖ 测量极限误差（测量不确定度）U包括测量器具的 不确定度u1和测量方法的不确定度u2.
❖ 测量器具的不确定度u1是产生“误收”、”误废 “的主要因素。故依据u1选择计量器具非常重要。 通用测量器具测量工件，参照国标GB/T31771997。标准适用于车间用计量器具，主要用以检测 IT6～IT18的工件尺寸。
第六章 光滑工件尺寸检验和光滑 极限量规设计
1. 光滑工件尺寸的检验（GB3177-1982—— GB/T3177-1997）
2. 光滑极限量规（GB/T1957-1981） 本章分别介绍两个标准的内容。
第一节 光滑工件尺寸检验
1. 加工车间环境下零件的一般检验方法：
互换性与测量技术重点知识点总结
互换性与测量技术重点知识点总结绪言互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配就能装在机器上，达到规定的功能要求，这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零,部件。
通常包括几何参数和机械性能的互换.允许零件尺寸和几何参数的变动量就称为公差.互换性课按其互换程度，分为完全互换和不完全互换.公差标准分为技术标准和公差标准，技术标准又分为国家标准，部门标准和企业标准.第一章圆柱公差与配合基本尺寸是设计给定的尺寸。
实际尺寸是通过测量获得的尺寸.极限尺寸是指允许尺寸变化的两个极限值，即最大极限尺寸和最小极限尺寸。
最大实体状态是具有材料量最多的状态，此时的尺寸是最大实体尺寸。
与实际孔内接的最大理想轴的尺寸称为孔的作用尺寸，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸称为轴的作用尺寸。
尺寸偏差是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
尺寸公差是指允许尺寸的变动量。
公差=｜最大极限尺寸—最小极限尺寸｜=上偏差—下偏差的绝对值配合是指基本尺寸相同的,相互结合的孔与轴公差带之间的关系。
间隙配合：孔德公差带完全在轴的公差带上,即具有间隙配合。
间隙公差是允许间隙的变动量，等于最大间隙和最小间隙的代数差的绝对值,也等于相互配合的孔公差与轴公差的和。
过盈配合,过渡配合T=ai,当尺寸小于或等于500mm时，i=0.45+0。
001D(um）,当尺寸大于500到3150mm时，I=0.004D+2。
1（um）.孔与轴基本偏差换算的条件：1。
在孔，轴为同一公差等级或孔比轴低一级配合2。
基轴制中孔的基本偏差代号与基孔制中轴的基本偏差代号相当3。
保证按基轴制形成的配合与按基孔制形成的配合相同。
通用规则，特殊规则例题基准制的选用:1。
一般情况下，优先选用基孔制。
2。
与标准件配合时，基准制的选择通常依标准件而定.3。
为了满足配合的特殊需要，允许采用任一孔,轴公差带组合成配合。
公差等级的选用：1。
对于基本尺寸小于等于500mm的较高等级的配合，由于孔比同级轴加工困难，当标准公差小于等于IT8时,国家标准推荐孔比轴低一级相配合，但对标准公差大于IT8级或基本尺寸大于500mm的配合,由于孔德测量精度比轴容易保证，推荐采用同级孔，轴配合。
08-09互换性第六章
“T” 工作量规 制造公差带 工作量规 磨损公差带
Z
校对量规 制造公差带
Tp
孔 公 差 带
轴 公 差 带
T
T/2
T/2
Tp
“TT”
Tp
图6-6
20
图6-6中工作量规的“通规”除制造公差T外，还规 定有磨损公差带。这是因为在检验工件时，通规要经常 通过被检孔或轴而产生磨损，为了保证通规的合理使用 寿命，特将通规的制造公差带相对于被检工件的公差带 内移一定距离。 GB/T 1957—1981对工作量规的制造公差T和位置要素Z （通规制造公差带中心到被检工件最大实体尺寸之间的 距离）作了规定，见表6-5。要求新通规的实际尺寸必 须在制造公差带内，而使用磨损后的尺寸可以允许超出 制造公差带，直至磨损到磨损极限(即被检工件的最大 实体尺寸)时才停止使用。
0.011
0.020
＞400～450
0.012
＞450～500
0.013
0.025
＞500～600
＞600～700
0.030
不注 确： 定当 度千 可分 小尺 于采 表用 列微 数差 值比 ，较 约测 为量 时 ， 。 其
11
-
60%
＞700～ 1000
0.150
表6-3 千分尺和游标卡尺的不确定度
上验收极限
dmax(MMS)
A
Td
上验收极限 下验收极限
TD
下验收极限
A
Dmin(MMS)
(a) 孔公差带
dmin(LMS)
(b) 轴公差带
图 6-3 实际尺寸服从偏态分布的 验收极限
(3)当工件的实际尺寸服从偏态分布时(如①手控加工， ②刀具磨损时，为了避免出现不可修复的废品，轴尺寸多 偏大，孔尺寸多偏小)，可只对尺寸偏向的一侧选用内缩 方式，另一侧不内缩，如图6-3。 (4)对于非配合尺寸和采用一般公差的尺寸，可用不 内缩方式。 (5)单件生产一般按极限尺寸验收。
互换性作业
第6章 常用结合件的Байду номын сангаас换性 思考与习题
1.滚动轴承的基本尺寸精度包含哪几项？
2.简述滚动轴承各级精度的应用情况？
3.滚动轴承与轴、外壳孔的配合特点？ 4.在装配图上对轴承的配合的标注？ 5.键的分类和主要用途？ 6.键连接的公差与配合特点？
7.普通螺纹的分类和主要用途？
8.举2例螺纹件的标记？
第7章 渐开线圆柱齿轮传动的互换性 思考与习题
1.齿轮的加工误差有哪四种形式并简述？
2.轮齿同侧齿面偏差有哪些并简述？ 3.径向综合偏差与径向跳动有哪些并简述？ 4.齿厚偏差及齿侧间隙有哪些并简述？ 5.齿轮精度设计主要包括四个方面并简述？
1.滚动轴承的基本尺寸精度包含哪几项？
2.简述滚动轴承各级精度的应用情况？
3.滚动轴承与轴、外壳孔的配合特点？ 4.在装配图上对轴承的配合的标注？ 5.键的分类和主要用途？ 6.键连接的公差与配合特点？
7.普通螺纹的分类和主要用途？
8.举2例螺纹件的标记？
第7章 渐开线圆柱齿轮传动的互换性 思考与习题
1.齿轮的加工误差有哪四种形式并简述？
2.轮齿同侧齿面偏差有哪些并简述？ 3.径向综合偏差与径向跳动有哪些并简述？ 4.齿厚偏差及齿侧间隙有哪些并简述？ 5.齿轮精度设计主要包括四个方面并简述？
公差配合与技术测量第六章 常用标准件的公差配合及检测
2
１．配合尺寸的公差与配合
• 键标准件，所以键宽和键槽宽的配合采用基轴制配合。 • 对键宽规定一种公差带； • 对轴和轮毂的键槽宽各规定三种公差带，构成三种不同性
质的配合：较松联结、一般联结、较紧联结。 • 键宽与键槽宽b的公差带如图所示。
3
２．非配合尺寸的公差
• 非配合尺寸中，键高h的极限偏差为h11，键长L的极限偏 差为h14，轴槽长的极限偏差为H14，其他如t1、t2的极限 偏差见表6-1。
16
2、几何参数误差对互换性的影响
影响互换性的参数： 大径、小径、中径, 螺距、牙型半角。
1）中径误差对互换性的影响： 当外螺纹的中径大于内螺纹的中径时，会影
响旋合性。反之，若外螺纹中径过小，则配合太 松，难以使牙侧间接触良好，影响连接可靠性。
17
2）螺距误差对互换性的影响： 螺距误差包括局部误差和累积误差。局部误 差与旋合长度无关。螺距误差使内外螺纹无 法旋合。 方法：将外螺纹的中径减小一个数值，或将 内螺纹的中径加大一个数值。
15
5）、螺距P和导程Ph 螺距：指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴 向距离。 导程：指一条螺旋线上，相邻两牙在中径线对 应两点间的轴向距离。
6）、牙型角和牙型半角 /2 在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。
普通螺纹其＝600 在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线垂线间的夹角。
7）、螺纹旋合长度L 两相配螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。
宽定心。
9
二、矩形花键的公差与配合
• 矩形花键的公差带按表6-4选取。 • 为了减少加工和检验内花键用花键拉刀和花键量规的规格
和数量，矩形花键联结采用基孔制配合。 • 定心直径d的公差带在一般情况下，内外花键取相同的公
１．配合尺寸的公差与配合
• 键标准件，所以键宽和键槽宽的配合采用基轴制配合。 • 对键宽规定一种公差带； • 对轴和轮毂的键槽宽各规定三种公差带，构成三种不同性
质的配合：较松联结、一般联结、较紧联结。 • 键宽与键槽宽b的公差带如图所示。
3
２．非配合尺寸的公差
• 非配合尺寸中，键高h的极限偏差为h11，键长L的极限偏 差为h14，轴槽长的极限偏差为H14，其他如t1、t2的极限 偏差见表6-1。
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2、几何参数误差对互换性的影响
影响互换性的参数： 大径、小径、中径, 螺距、牙型半角。
1）中径误差对互换性的影响： 当外螺纹的中径大于内螺纹的中径时，会影
响旋合性。反之，若外螺纹中径过小，则配合太 松，难以使牙侧间接触良好，影响连接可靠性。
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2）螺距误差对互换性的影响： 螺距误差包括局部误差和累积误差。局部误 差与旋合长度无关。螺距误差使内外螺纹无 法旋合。 方法：将外螺纹的中径减小一个数值，或将 内螺纹的中径加大一个数值。
15
5）、螺距P和导程Ph 螺距：指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴 向距离。 导程：指一条螺旋线上，相邻两牙在中径线对 应两点间的轴向距离。
6）、牙型角和牙型半角 /2 在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。
普通螺纹其＝600 在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线垂线间的夹角。
7）、螺纹旋合长度L 两相配螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。
宽定心。
9
二、矩形花键的公差与配合
• 矩形花键的公差带按表6-4选取。 • 为了减少加工和检验内花键用花键拉刀和花键量规的规格
和数量，矩形花键联结采用基孔制配合。 • 定心直径d的公差带在一般情况下，内外花键取相同的公
互换性教学大纲
课程编号：总学分：2互换性技术测量基础（Microcomputer Principle & Interfacing Technique）课程性质：学科大类专业基础课适用专业：数控技术应用（专科）、机电一体化专业（专科）、机械制造设计及自动化学时分配：课程总学时：30学时其中：理论课学时：26学时；实验：4学时先行、后续课程情况：先行课：《机械制图》。
后续课：机械制造基础、机械设计基础、工装夹具等教材：《互换性与技术测量基础》胡凤兰主编，北京：高等教育出版社。
2010.5参考书目：1.《公差配合与技术测量》陈泽民、忻良昌主编机械工业出版社2.《互换性与技术测量基础》（上、下册）李柱主编计量出版社3.《互换性与技术测量》廖念钊等编著中国计量出版社4．《公差配合与技术测量》薛彦成编著机械工业出版社5.《互换性与测量技术基础》廖念钊主编，中国计量出版社, 。
6.《互换性与技术测量》北京农业机械化学院编，农业出版社。
一、课程的目的与任务《互换性与技术测量》是研究零件互换性和技术测量方面的一门科学。
它是当今机制工艺与专业工程技术人员进行设计、制造、装配、维修等所必须学习和掌握的一门专业技术基础课，其理论和实践性很强。
本课程的主要任务是使学生获得机械零件的几何精度及其相互配合的基础理论；掌握参数一般的测量技术；掌握互换性的基本概念和有关公差配合标准的术语及其定义；熟悉有关公差配合标准的基本内容和表格，并能应用；熟悉技术测量的基本知识，了解主要测量工具的工作原理，基本结构及其测量调整的使用方法；具有对机械零件的一般几何量作技术测量的初步能力；会设计光滑极限量规和简单的综合量规。
二、课程教学基本要求1.了解互换性、机械加工精度的概念。
2.理解有关公差配合的术语及定义。
包括尺寸、配合、实体状态与实体尺寸、作用尺寸、极限尺寸判断原则(泰勒原则)、孔与轴、基准制、标准公差、基本偏差以及公差带代号。
3.熟练掌握公差标准的应用，了解光滑圆柱体公差的国标简介。
6-典型零部件的互换性
（2）滚动轴承的定位 ） 轴承内圈
周向： 周向：与传动轴颈配合 轴向：轴肩（或轴套） 轴向：轴肩（或轴套）定位
轴承外圈
周向：与外壳孔配合 周向： 轴向： 轴向：轴承端盖定位
（3）滚动轴承的工作状态 ）
外圈与外壳孔固定， 外圈与外壳孔固定，内圈随轴颈旋转 内圈与轴颈固定， 内圈与轴颈固定，外圈随外壳孔旋转
2. 滚动轴承及其相配轴、孔的公差带 滚动轴承及其相配轴、
（1）配合基准制 ）
内圈与轴颈：基孔制（基准孔公差带特殊） 内圈与轴颈：基孔制（基准孔公差带特殊） 外圈与外壳孔： 外圈与外壳孔：基轴制
（2）轴颈与外壳孔的常用公差带 ）
级轴承： 对于 0 级和 6 级轴承： 轴颈公差带：17种（图6－4） 轴颈公差带： 种 － ） 外壳孔公差带： 种 外壳孔公差带： 16种（图6－5） － ）
形状公差： 附表6－ ） 形状公差：圆柱度（附表 －1） 位置公差： 轴颈相对轴回转轴线的径向圆跳动） 位置公差：同轴度（轴颈相对轴回转轴线的径向圆跳动）
轴肩对轴回转轴线的端面跳动） 附表 附表6－ 垂直度（轴肩对轴回转轴线的端面跳动） (附表 － 1)
外壳孔（箱体孔）： 外壳孔（箱体孔）：
公差原则： 公差原则：对两外壳孔的同轴度公差采用最大实体要求的 零形位公差原则 。 如： 几何公差： 附表6－ ） 几何公差：圆柱度（附表 －1） 位置公差： 外壳孔对公共基准轴线的径向圆跳动） 位置公差：同轴度（外壳孔对公共基准轴线的径向圆跳动） 垂直度（外壳孔肩对基准轴线的端面跳动）(附表 －1) 外壳孔肩对基准轴线的端面跳动） 附表 附表6－
普通平键配合的公差带图
键宽公差带
D10
轴槽公差带 轮毂槽公差带
H9 + 0 h8 N9 h8 P9 JS9 h8 P9
第6章 互换性与技术测量
配合有间隙配合与过盈配合，它是指孔的尺寸减去相配
合的轴的尺寸所得的代数差。差值为正时，称为间隙，用X
表示；差值为负时，称为过盈，用Y表示。
第6章 互换性与技术测量
2）配合种类
（1）间隙配合。具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合 称为间隙配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上（见图 6-3）。
第6章 互换性与技术测量
0.039 0
50 0..079 ，轴 0 054
，求Ymax、Ymin及Tf。
解： Ymax=Dmin-dmax=50-50.079=-0.079
Ymin=Dmax-dmin=50.039-50.054=-0.015
Tf=|Ymin-Ymax|=|-0.015-(-0.079)|=0.064
第6章 互换性与技术测量
例6-1 已知孔 40 0 0.025，轴 限偏差与公差。
40 0..009 0 025
，求孔与轴的极
解：
孔的上偏差ES=Dmax-D=40.024-40=+0.025
孔的下偏差EI=Dmin-D=40-40=0 轴的上偏差es=dmax-d=39.991-40=-0.009 轴的下偏差ei=dmin-d=39.975-40=-0.025 孔公差TD=|Dmax-Dmin|=|ES-EI|=|40.025-40|=0.025 轴公差TD =|dmax-dmin|=|es-ei|=|39.991-39.975|=0.016
Tf=|Xmax-Ymax|=|0.030-(-0.034)|=0.064
第6章 互换性与技术测量 6.1.2标准公差与基本偏差 1.标准公差系列
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，标准公差值见表6-1，由表可以看出，标准公差与公差等 级及基本尺寸有关。 1）公差等级 公差等级是用来确定尺寸精确程度的等级。在基本尺寸 一定的情况下，公差等级系数是决定标准公差大小的惟一参 数。
互换性技术与测量第6章
5
6.1.3 光滑工件尺寸检验示例
被测工件为 φ 50H12 mm(无配合要求)，试确定验收极限并选 择合适的测量器具。 解：① 确定验收极限。该孔精度要求不高为IT12级，无配 合要求，故验收极限按不内缩方案确定。取安全裕度A=0。 其上、下验收极限为 上验收极限= D = 50.25 mm 下验收极限= D = 50 mm ② 选择测量器具。按工件基本尺寸50 mm，工件的公差 =0.25 mm，由表6-1确定测量器具的不确定度允许值 µ1 =0.023 mm。从表6-2查得分度值为0.02 mm的游标卡尺 的不确定度 µ ′ 为0.020 mm，小于允许值 µ1 = 0.023 mm， 故能满足使用要求。
14
Hale Waihona Puke 8根据量规不同用途，分为工作量规、验收量规和校对量规三 类： 1．工作量规 工人在加工时用来检验工件的量规。一般用的通规是新制的 或磨损较少的量规。工作量规的通规用代号“T”来表示， 止规用代号“Z”来表示。 2．验收量规 检验部门或用户代表验收工件时用的量规。一般，检验人员 用的通规为磨损较大但未超过磨损极限的旧工作量规；用 户代表用的是接近磨损极限尺寸的通规，这样由生产工人 自检合格的产品，检验部门验收时也一定合格。
2
6.1.1 工件验收原则、安全裕度与验收极限
1．内缩方案 验收极限是从规定的最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向公 差带内移动一个安全裕度A。孔尺寸的验收极限： 上验收极限=最小实体尺寸-安全裕度(A) 下验收极限=最大实体尺寸+安全裕度(A) 轴尺寸的验收极限： 上验收极限=最大实体尺寸-安全裕度(A) 下验收极限=最小实体尺寸+安全裕度(A) 按内缩方案验收工件，并合理的选择内缩的安全裕度A，将 会没有或很少有误收，并能将误废量控制在所要求的范围 内。
6.1.3 光滑工件尺寸检验示例
被测工件为 φ 50H12 mm(无配合要求)，试确定验收极限并选 择合适的测量器具。 解：① 确定验收极限。该孔精度要求不高为IT12级，无配 合要求，故验收极限按不内缩方案确定。取安全裕度A=0。 其上、下验收极限为 上验收极限= D = 50.25 mm 下验收极限= D = 50 mm ② 选择测量器具。按工件基本尺寸50 mm，工件的公差 =0.25 mm，由表6-1确定测量器具的不确定度允许值 µ1 =0.023 mm。从表6-2查得分度值为0.02 mm的游标卡尺 的不确定度 µ ′ 为0.020 mm，小于允许值 µ1 = 0.023 mm， 故能满足使用要求。
14
Hale Waihona Puke 8根据量规不同用途，分为工作量规、验收量规和校对量规三 类： 1．工作量规 工人在加工时用来检验工件的量规。一般用的通规是新制的 或磨损较少的量规。工作量规的通规用代号“T”来表示， 止规用代号“Z”来表示。 2．验收量规 检验部门或用户代表验收工件时用的量规。一般，检验人员 用的通规为磨损较大但未超过磨损极限的旧工作量规；用 户代表用的是接近磨损极限尺寸的通规，这样由生产工人 自检合格的产品，检验部门验收时也一定合格。
2
6.1.1 工件验收原则、安全裕度与验收极限
1．内缩方案 验收极限是从规定的最大实体尺寸和最小实体尺寸分别向公 差带内移动一个安全裕度A。孔尺寸的验收极限： 上验收极限=最小实体尺寸-安全裕度(A) 下验收极限=最大实体尺寸+安全裕度(A) 轴尺寸的验收极限： 上验收极限=最大实体尺寸-安全裕度(A) 下验收极限=最小实体尺寸+安全裕度(A) 按内缩方案验收工件，并合理的选择内缩的安全裕度A，将 会没有或很少有误收，并能将误废量控制在所要求的范围 内。
互换性与测量技术-第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
❖当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用。
2.键和花键的分类
❖键的分类：常用的键联结有平键（包括普通平键和导向平 键）、半圆键、切向键和楔键联结，其中以平键联结应用最 广泛。
❖花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键和三角 形花键联结，其中以矩形花键联结应用最广泛。
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
（1）圆头（A型） （2）平头（B型） （3）单圆头（C型）
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
6.2普通平键联结的公差与配合
普通平键的基本结构和配合尺寸 普通平键联结的公差与配合 普通平键键槽尺寸和公差在图样上 的标注
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
1.平键的基本结构与配合尺寸
平键联结的基本构成 ：平键联结是由键、轴键键槽、轮 毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴键槽和轮毂 键槽的侧面相互接触来传递转矩。 平键联结的配合尺寸：键和轴键槽、轮毂键槽的宽度尺 寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮 毂槽深等都属于非配合尺寸。
P9
JS9 键在轴和轮毂中均固定，用于载荷不大的场合
P9
键在轴和轮毂中均牢固的固定，主要用于载荷 较大、有冲击和双向转矩的场合
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合 ❖ 4.平键公差带图
b
D10
H9 0 -
h8
JS9 N9 h8
键宽公差带 轴槽公差带 轮毂槽公差带
h8
P9
P9
+
松联结
正常联结
紧密联结
❖国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定三种公差带，构成三 种配合形式，分别对应于松联结、正常联结和紧密联结。
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合 ❖ 3.普通平键联结的三类配合及应用
2.键和花键的分类
❖键的分类：常用的键联结有平键（包括普通平键和导向平 键）、半圆键、切向键和楔键联结，其中以平键联结应用最 广泛。
❖花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键和三角 形花键联结，其中以矩形花键联结应用最广泛。
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
（1）圆头（A型） （2）平头（B型） （3）单圆头（C型）
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
6.2普通平键联结的公差与配合
普通平键的基本结构和配合尺寸 普通平键联结的公差与配合 普通平键键槽尺寸和公差在图样上 的标注
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合
1.平键的基本结构与配合尺寸
平键联结的基本构成 ：平键联结是由键、轴键键槽、轮 毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴键槽和轮毂 键槽的侧面相互接触来传递转矩。 平键联结的配合尺寸：键和轴键槽、轮毂键槽的宽度尺 寸是配合尺寸。其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮 毂槽深等都属于非配合尺寸。
P9
JS9 键在轴和轮毂中均固定，用于载荷不大的场合
P9
键在轴和轮毂中均牢固的固定，主要用于载荷 较大、有冲击和双向转矩的场合
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合 ❖ 4.平键公差带图
b
D10
H9 0 -
h8
JS9 N9 h8
键宽公差带 轴槽公差带 轮毂槽公差带
h8
P9
P9
+
松联结
正常联结
紧密联结
❖国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定三种公差带，构成三 种配合形式，分别对应于松联结、正常联结和紧密联结。
第6章 平键、矩形花键联结的公差与配合 ❖ 3.普通平键联结的三类配合及应用
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大 非配合尺寸。
学
《
互
换
A
性
与
测
L
量
技
术
》
A
h d-t t t1
d+t1
A—A
b
这里t和t1为轴、毂 槽深，实际标注时 标注d-t和d+t1。
6.2.3键连接结合精度的确定
武 键是一种标准部件，故采用基轴制。
汉
理 GB规定键宽b公差带为h9，并规定了三种配合。
工
大
配合种类
尺寸b的公差
应用范围
学
键
轴槽
床的主轴轴承，高精度仪器和高转速机构中使用的轴承。
滚动轴承的配合特点？
武
汉 理 工 大 学
《
互
换
性
与
测
量 技
滚动轴承外圈外径D和内圈内径d是配合尺寸，分别与壳体
术 》
孔和轴颈相配合。由于滚动轴承是精密的标准部件，使用 时不能再进行附加加工。因此，轴承内圈与轴采用基孔制
配合，外圈与外壳孔采用基轴制配合。
技 术
应选用愈紧的配合。
》
6.1.5 形位公差及表面粗糙度的确定
武 汉 理
为了保证轴承的正常运转，除了正确地选择轴承与轴颈 及箱体孔的公差等级及配合外，还应对轴颈和箱体孔的形位
工 公差及表面粗糙度提出要求。
大 学
形状公差：主要是轴颈和箱体孔的表面圆柱度要求。
《 互
位置公差：主要是轴肩端面的跳动公差。
（） （）
大 3．滚动轴承配合，在装配图上只须标注轴颈和外壳孔的公差带代号。 （ ）
学 4．0级轴承应用于转速较高和旋转精度也要求较高的机械中。（）
《 5．滚动轴承国家标准将内圈内径的公差带规定在零线的下方。（）
互 6．滚动轴承内圈与基本偏差为g的轴形成间隙配合。（ ）
换 性 与 测
7. 平键联接中，键宽与轴槽宽的配合采用基轴制。 （ ） 8．滚动轴承外圈与基本偏差为H的外壳孔形成（ ）配合 A．间隙；
套圈滚道的小于180°的部分圆周上。
武 负载类型示例：
汉 理 工 大 学
《 互 换 性 与 测 量 技 术 》
武 汉
负载的大小：
理
工
轻负载： P≤0.07C
大 学
正常负载：0.07C＜P≤0.15C
《
重负载： P＞0.15C
互
其中：C为轴承的额定负载，数据可以从有关手册中查找。
换
性 与
受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合应松些。
大
学 （1）负荷的类型
《 互
局部负载：不动圈受大小方向不变的的合成径向负载，
换 通常采用小间隙配合或过渡配合。
性
与 测 量
循环负载：动圈受大小方向不变的的合成径向负载， 通常采用过盈或较紧的过渡配合。
技
术 摆动负载：不动圈受大小方向不变的的合成径向负载和 》 旋转负载联合作用，即合成径向负载经常变动地作用在
性 轴承。 与 测 6级（中等精度等级）轴承应用于旋转精度和转速较高的旋转机构
量 中。如普通机床的主轴轴承，精密机床传动轴使用的轴承。
技 术 》
5、4级（高精度等级）轴承应用于旋转精度高和转速高的旋转机构 中。如精密机床的主轴轴承，精密仪器和机械使用的轴承。
2级轴承应用于旋转精度和转速很高的旋转机构中。如精密坐标镗
6.1.2 滚动轴承的精度等级及其配合
武 滚动轴承的精度？国标规定，滚动轴承精度，分为0、6、
汉 理 工
5、4、2五个精度等级。
0 6 5 4 2（新国标）
大
低
高
学
G E D C B（旧国标）
《
互 0级（普通精度等级）轴承应用最广。常用于中等负荷、中等转速
换 和旋转精度要求不高的场合。如减速器、水泵、普通电机中使用的
《 互
联结应用最广泛。
换
性
与
测
量 技
平键A 型
平键B 型
平键C 型
半圆键
术
钩头楔 键
》
内外花 键
6.2.1平键结合的特点
武
汉
理
工 顶面留
L
大 学
有间隙
《
互 换 性 与 测 量 技 术 》
两侧面
b
接触
特点如下：
武 汉
两侧面是工作面，键的上表面与轮毂槽底有间隙。
理 工
因此，键宽与轴槽宽、轮毂槽宽为b为配合尺寸，其它为
测
量
技
术
》
其他因素：如温度等。
武
汉 理
轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻零件的温
工 大
度。轴承的内圈可能因热胀而使配合变松；外圈
学 会因热胀而使配合变紧。选择配合时应考虑温度
《 的影响。
互
换 性
当对轴承有较高旋转精度要求时，为消除
与 测
弹性变形和振动的影响，应避免采用带间
量 隙的配合，但也不能太紧。轴承转速越高，
K6 Js5、K5、M5
正确地选用轴和外壳孔的公差带，对于充分发挥轴承的技术性能和保
证机构的运转质量、使用寿命有着重要的意义。
武 影响公差带选用的因素较多，如轴承的工作条件（负荷类型、负荷大
汉 理 工
小、工作温度、旋转精度、轴向游隙），配合零件的结构、材料及安 装与拆卸的要求等。一般根据轴承所承受的负荷类型和大小来决定。
汉 8. 已知轴孔直径 d=48mm，配合公差为H7/n6，查表填写有关参数。 理 工 大 学
《 互 换 性 与 测 量 技 术 》
6.3 齿轮传动的互换性
第6章 常用结合件的互换性
武
汉
理
工 大
6.1 滚动轴承的互换性
学
6.2 键和花键结合的互换性
《 互
6.3 齿轮传动的互换性
换
性
与
测
量
技
术
》
6.1 滚动轴承的互换性
武 6.1.1 滚动轴承的简介
汉
理 工
轴承的作用？支撑轴并传递运动和动力。
大
学
《
互 换 性 与 测 量 技 术 》
武 汉
滚动轴承的特点和组成？是一种标准部件，一般由内 圈、外圈、滚动体（钢珠或滚子）和保持架（又称隔离圈）
6.1.3 滚动轴承公差特点
武 国标规定了滚动轴承内外径平均直径公差，以确定结合直
汉 理
径的公差带。
工 平均内径：在轴承内圈任一横截面内测得的内圈内径的最
大 学
大与最小直径的平均值，用dmp表示。
（
《 平均外径：在轴承外圈任一横截面内测得的外圈外径的最
互 换
大与最小直径的平均值，用Dmp表示。
性
＞10～18 ＞18～30 ＞30～50 ＞50～80 ＞80～ ＞120～
学 A．轴槽H9，毂槽D10；
《 B．轴槽N9，毂槽Js9；
互 C．轴槽P9，毂槽P9； 换
性 填空题
与 1．根据国家标准的规定，向心滚动轴承按其尺寸公差和旋转精度分为
测 量 技
个公差等级，其中 级精度最低， 级精度最高。 2．滚动轴承国家标准将内圈内径的公差带规定在零线的
，在多数情
术 况下轴承内圈随轴一起转动，两者之间配合必须有一定的 。
250
武 汉 理 工
上偏 0差
0
0
0
0
0
0
级 下偏
平均直径
差
-11
-13
-15
-18
-25
-30
大
上下偏差
学
（
（微米）
上偏
6差
0
0
0
0
0
0
《 互
级 下偏 差
-9
-11
-13
-15
-18
-20
换
性 滚动轴承的公差带有什么特点呢？
与
测
量 技 术
基本偏差是上偏差，公差带在零线的 下方，与光滑圆柱体公差不同。
与
内径d（mm）
120
180
测
量 技 术 》
上偏 0差
0
级 下偏
平均直径
差
-8
上下偏差
0
0
0
0
0
-10
-12
-15
-20
-25
（微米）
上偏
6差
0
0
0
0
0
0
级 下偏 差
-7
-8
-10
-12
-15
-18
外径D（mm）
＞30～ ＞50～ ＞80～ ＞120～ ＞150～ ＞180～
50
80
120
150
180
合，而成为过渡配合。
在多数情况下，外圈安装在壳体中不动，但希望温升时游
动等，所以二者的配合稍松。
武 汉 理 工 大 学
《 互 换 性 与 测 量 技 术 》
6.1.4 滚动轴承配合的选择
武 选择滚动轴承配合之前，必须首先确定轴承的精度等级。精度等级确 汉 定后，轴承内、外圈基准结合面的公差带也就随之确定。因此，选择 理 配合其实就是选择与内圈结合的轴的公差带及与外圈结合的孔的公差
理 工
键连接的作用？是一种标准部件，用以连接轴及轴上
大 零件（毂）并传递运动和动力。
学
L
《 互
b
换
性
与
测
量
技
术
》
二、键和花键的分类
武 键的分类：常用的键联结有平键（包括普通
汉
平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔键
理 工
联结，其中以平键联结应用最广泛。