极限配合与技术测量总复习(沈学勤版含习题答案).

第三部分车、钳工工艺与技能训练共同知识

极限配合与技术测量

本章重点内容：

1、(光滑圆柱体)尺寸公差、偏差、配合的基本概念及有关计算。

2、标准公差、基本偏差、公差带代号及基准制。

3、尺寸公差带、配合公差带作图。

4、配合性质的判别方法。

5、游标卡尺、千分尺、百分表的刻线原理及读数方法。

6、技术测量基础知识。

7、形位公差概念、种类、符号、标注及形位公差四要素。

8、表面粗糙度的概念、标注及识读。

本章内容提要：

一、尺寸公差、偏差、配合的基本概念及有关计算

1、尺寸：以特定单位表示线性尺寸的数值称为尺寸。（机械工程中以毫米作为特定单位）

基本尺寸：指设计时给定的尺寸。孔基本尺寸用“L”表示，轴用“l”表示。

实际尺寸：指通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。

极限尺寸：指一个孔或轴允许的尺寸的两个界值，较大的一个叫最大极限尺寸，较小的一个叫最小极限尺寸。

2、尺寸公差：指尺寸允许的变动量。尺寸公差是一个正值，公差的大小反映了工件的加工难易程度，公差大加工容易，反之加

工困难。孔用“”表示，轴用“”表示。

尺寸公差=最大极限尺寸—最小极限尺寸=上偏差—下偏差>0即：–>0 >0

3、尺寸偏差：某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减去基本尺寸所得的代数差。

实际偏差=实际尺寸-基本尺寸

极限偏差=极限尺寸-基本尺寸

（1）、上偏差：

（2）、下偏差：

注意：公差和极限偏差是两种不同的概念。公差大小决定允许尺寸的变动范围，公差值是绝对值。极限偏差决定极限尺寸相对其基本尺寸的位置（在公差带图中），极限偏差可以是正值、负值或零。

4、配合

（1）配合：是指基本尺寸相同、相互结合的孔轴公差带之间的位置关系。

（2）配合这一概念来反映零件组装后的松紧程度。

（3）分类：间隙配合过盈配合过渡配合

（4）配合相关计算公式。

二、尺寸公差带、配合公差带及作图

1、尺寸公差带：尺寸公差带 (简称公差带) 它是由代表上下偏差的二条直线所限定的一个区域。用图表示的公差带，称为公差带图。

公差带包括公差带的大小和公差带的位置两个要素。公差带的大小由标准公差确定，公差带的位置由基本偏差确定。

2、作图步骤（1）、先画出零线，标“+”、“—”用箭头指向零线表示基本尺寸，标注基本尺寸。

（2）、用适当比例作出孔轴的公差带。

（3）、标注孔轴上、下偏差值及其他要求标注的数值。

3、配合公差带图作法

先画出零线代表基本尺寸，零线的上方为正，代表极限间隙，下方为负，代表极限过盈。用极限间隙和极限过盈两条直线所限定的区域，就是配合公差带。

三、标准公差、基本偏差，公差带代号、配合代号

1、标准公差

是国标规定拥有确定公差带大小的任一公差，标准公差用表示。（1）、标准公差等级：确定尺寸精确程度的等级称为标准公差等级。标准公差共分20级。全部标准公差等级系列为：高﹤————公差等级————﹥低

01、0、1、2、…17、18

小﹤————标准公差值————﹥大

（2）、标准公差数值：与公差等级和基本尺寸有关。

同一基本尺寸的孔和轴，标准公差等级高，标准公差数值小；标准公差等级低，标准公差数值大。而同一公差等级的孔和轴，基本尺寸大，则标准公差数值大，基本尺寸小，则标准公差值小。同一公差等级、同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差数值是相同的。同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差也被认为具有同等精确程度。

（3）、公差等级的选用

公差等级的选用原则：首先是在满足零件使用要求的前提下，尽

可能选用较低的公差等级，目的在于解决零件的使用性能要求和制造成本之间的矛盾。

常用配合精度：5~ 13，其中5~ 7为高级精度，8~ 10为中级精度，11~ 13属于低级精度。

2、基本偏差

为了满足不同配合性质的需要，对轴、孔公差带的位置予以标准化。标准中规定了孔、轴各28种公差带位置分别用不同的拉丁字母表示。

(1)、定义：基本偏差是本标准极限与配合制中，用以确定公差带相对于零线位置的极限偏差(上偏差或下偏差)，一般指靠近零线的那个极限偏差。

（2）、基本偏差代号

基本偏差代号用拉丁字母按顺序排列表示，大写字母表示孔，小写字母表示轴。

在26个拉丁字母中去掉易与其他含义混淆的五个字母：I、L、O、Q、W (i、l、o、q、w)，同时增加、、、、、、（、、、、、)七个双字母。注：基本偏差系列中的H (h)其基本偏差为零， ()与零线对称，上偏差

() =＋12，下偏差() =－2，上下偏差均可作为基本偏差。

3、公差带代号、配合代号

（1）、公差带代号：孔、轴公差带代号由标准公差等级代号（数值）和基本偏差代号（字母）组成。如：100H7 、50f8、80G9

等。

（2）、配合代号：用孔、轴公差带代号的组合形式表示，写成分数形式，其中分子表示孔公差带代号，分母是轴公差带代号。如：Φ100H87 Φ50F99

四、配合性质的识别方法

1、根据孔、轴公差带图识别。

（1）、孔公差带在轴公差带上方为间隙配合。

（2）、孔公差带在轴公差带下方为过盈配合。

（3）、孔公差带、轴公差带相互交叠为过渡配合。

2、根据公式识别

（1）、≥时为间隙配合

（2）、≥时为过盈配合

（3）、以上两条同时不成立时，则为过渡配合。

3、根据配合代号判别

（1）、()为间隙配合。如：Φ100H87 Φ50F99

（2）、优先配合系列中()为过渡配合。如：Φ100K76

（3）、优先配合系列中()为过盈配合。如：Φ50H7u6

4、配合等级

在基本尺寸小于500时，以孔的8为界，高于8的孔均与高一级的轴配合。如H76；低于8的孔均与同级的轴配合，如：H99；8的孔可以与同级或高一级的轴配合，如H88、H87。

五、配合制度

1、基孔制：指孔的基本偏差为一定，孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成的各种配合的一种制度。

基孔制的特点：（1）、基孔制中的孔为基准孔，用“H”表示。

（2）、基准孔的公差带位于零线的上方，其下偏差为零。

（3）、基准孔的最小极限尺寸等于基本尺寸。2、基轴制：指轴的基本偏差为一定，轴的公差带与不同基本偏差孔的公差带形成的各种配合的一种制度。

基孔制的特点：（1）、基轴制中的孔为基准轴，用“h”表示。

（2）、基准轴的公差带位于零线的下方，其上偏差为零。

（3）、基准轴的最大极限尺寸等于基本尺寸。3、基准制的选用

（1）、优先选用基孔制。可以减少定尺寸刀具、量具的规格品种，经济效益好。

（2）、基轴制的应用，如同一直径的轴，需要装上不同配合的零件宜采用基轴制。

（3）、与标准件配合时应以标准件选用基准制，标准件为孔选基孔制，标准件为轴时选用基轴制。

六、游标卡尺、千分尺、百分表的刻线原理读数方法

1、游标卡尺（中等精度量具106）

（1）、刻线原理：游标卡尺的读数精度是利用主尺和游标刻线间的距离之差来确定的，常用游标卡尺的精度有：0.1、0.05、0.02。如：精度0.02的游标卡尺的刻线原理，副尺50格对准主尺49格（49），则副尺每格长度为49/50=0.98，主、副尺每格差值为1-0.98=0.02.利用主、副尺每格差差值，该游标卡尺的最小读数精确值就是0.02。

（2）、读数方法：

第一步：读取整数值，主尺上副尺零刻线左侧正毫米数值。

第二步：读取小数值，副尺与主尺刻线对齐的刻线数值，用此数

值和精度

的乘积为小数部分。

第三步：整数值+小数值=测量值。

2、千分尺（又称为分厘卡，是精密测微量具）

（1）、刻线原理：千分尺测微螺杆上的螺距为0.50，当微分筒转一圈时，测微螺杆就沿轴向移动0.50。固定套管上刻有间隔为0.50的刻线，微分筒圆锥面的圆周上共刻有50格，因此微分筒每转一格，测微螺杆就移动0.550=0.01，因此该千分尺的精度值为0.01。

（2）、读数方法：

第一步：在固定套筒上读出其与微分筒边缘靠近的刻线数值（包

括正毫米数

和半毫米数）。

第二步：在微分筒上读出其与固定套筒的基准线对齐的刻线数值。

第三步：尺寸读数是把以上两个数相加。

3、百分表（百分表用来检验机床精度和测量工件的尺寸、形状和位置误差。）

（1）、刻线原理：百分表的分度值为0.01，表面刻度盘上共有100个等分格，

按百分表的齿轮机构的传动原理，量杆移动1时，指针回转一圈。当指针偏转一格时，量杆移动的距离为1/100=0.01。

（2）、读数方法：先读短指针与起始位置“0”之间的读数，再读长指针在表盘上所指的小数部分值，两个数值相加就是被测尺寸。

七、形位公差

1、形位公差符号包括：

（1）形位公差特征项目符合。

（2）形位公差的框格和指引线。

（3）形位公差的数值和其他有关符号。

（4）基准符号

形位公差特征项目符号：（如下表）

2、形位公差带四个要素

形位公差带：形位公差带是指用来限制实际要素变动的区域。构成零件的实际要素的点、线、面都必须处在该区域内，零件才合格。

（1）、公差带的形状(9种形状)

（2）、公差带的大小

指公差带的宽度t或直径ф t

（3）、公差带的方向

公差带的方向即评定被测要素误差的方向。

形状公差带的方向：是公差带延伸方向，它与测量方向垂直。公差带的方向的实际方向是由最小条件决定的。

位置公差带的方向：也是公差带的延伸方向，它与测量方向垂直。公差带的实际方向与基准保持图样上给定的几何关系。（4）、公差带的位置

公差带的位置，对于定位公差，以及多数跳动公差，一般由设计确定，与被测要素的实际状况无关，可以称为位置固定的公差带；对于形状公差、定向公差和少数跳动公差，项目本身并不规定公差带位置，其位置随被测实际要素的形状和有关尺寸的大小而改变，可以称为位置浮动的公差带。

3、形位公差的识读

学习形位公差的目的：掌握零件图样上形位公差符号的含义，了解技术要求，保证产品质量。在识读形位公差时，应先从标注中确定被测要素、基准要素、公差项目、公差值、公差带的要求好有关文字说明等。

八、表面粗糙度的概念、标注及识读。

1、表面粗糙度的概念

通常以一定的波距与波高之比来划分。一般比值大于1000为形状误差、小于40者为表面粗糙度，介于两者之间为表面波度。表面粗糙度是指加工表面上所具有较小间距和峰谷所组成的微

观几何特性。

(1) 取样长度

用于判别表面粗糙度特征的一段基准线长度，称为取样长度，代号为l。

(2) 评定长度

评定轮廓所必须的一段长度称为评定长度，代号为。它可以包括1个或几个取样长度。

(3) 轮廓中线

中线是具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。

2、表面粗糙度的评定参数。

（1）、轮廓算术平均偏差

在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。

（2）、轮廓最大高度

在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，称为轮廓最大高度。

国标规定采用中线制来评定表面粗糙度，推荐优先选用轮廓算术平均偏差。

3、表面粗糙度数值的选择

(1) 在满足零件表面功能要求的情况下，尽量选用大一些的数

值。

(2) 一般情况下，同一个零件上，工作表面(或配合面)的粗糙

度数值应小于非工作面(或非配合面)的数值。

(3) 摩擦面、承受高压和交变载荷的工作面的粗糙度数值应小

一些。

(4) 尺寸精度和形状精度要求高的表面，粗糙度数值应小一些。

(5) 要求耐腐蚀的零件表面，粗糙度数值应小一些。

(6) 有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的，应按相应标准确定表面粗糙度数值

4、表面粗糙度的测量方法

(1)比较法

比较法就是将被测零件表面与表面粗糙度样板，通过视觉、触感或其它方法进行比较后，对被检表面的粗糙度作出评定的方法。常用于生产现场 .

(2)光切法

光切法就是利用“光切原理”来测量零件表面的粗糙度.

(3)干涉法

干涉法就是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度 .

(4)针描法

针描法又称感触法，它是利用金刚石针尖与被测表面相接触，当针尖以一定速度沿着被测表面移动时，被测表面的微观不平将使触针在垂直于表面轮廓方向上产生上下移动，将这种上下移动转换为电量并加以处理。

5、表面粗糙度的标注与识读

图样上表面粗糙度符号的标注方法

表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廓线、尺寸界限、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。如图A 、 B

A B

带有横线的表面粗糙度符号应按C、D图的规定标注。

C D

九、技术测量基础知识

1.有关测量的基本概念

（1）测量：就是把被测之量与具有计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量是计量单位的倍数或分数的实验过程。

（2）检验：是指为确定被测几何量是否在规定的极限范围内，从而判定是否合格，而不一定能得出具体的量值。

（3）检定：于测量器具和标准件存在误差，需要对它们用高精度的计量器具，按照国家规定的检定程序定期的进行检验，并给出校正值。

（4）测量四个要素

被测对象计量单位测量手段测量精度

2、长度单位、基准和尺寸传递

（1）长度单位和基准

在我国法定计量单位中，长度单位是米(m)，与国际单位制一致。机械制造中常用的单位是毫米().

随着科学技术的进步，人类对“米”的定义也是在一个发展和完善的过程中。1983年第十七届国际计量大会通过米的新定义为“光在真空中在1／299 792 458s时间间隔内行程的长度”。

2、计量器具和测量方法的分类

（1）量具

量具通常是指结构比较简单的测量工具，包括单值量具、多值量具和标准量具等。

（2）量规

量规是一种没有刻度的，用以检验零件尺寸或形状、相互位置的专用检验工具。它只能判定零件是否合格，而不能得出具体尺寸。如光滑极限量规，位置量规等。

（3）量仪

量仪即计量仪器，是指能将被测的量值转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量具。按工作原理和结构特征，量仪可分为机械式、电动式、光学式、气动式，以及它们的组合形式——光机电一体的现代量仪。

3、测量误差和数据处理

（1）测量误差就是指测量结果与被测量的真值之差。

绝对误差

相对误差

当被测量值相等或相近时，绝对误差的大小可反映测量的精确程度；当被测量值相差较大时，则用相对误差较为合理。在长度测量中，相对误差应用较少。

（2）测量误差产生的原因：

测量器具的误差

方法误差

人员误差

环境误差

（3）测量误差的分类

系统误差：在相同条件下多次重复测量同一量值时，误差的数值和符号保持不变；或在条件改变时，按某一确定规律变化的误差称为系统误差

随机误差：在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的绝

对值和符号以不可预定的方式变化着，但是对测量列整体加以分析和计算，可以找到全体测得值中所含随机误差的分布范围，从而确定其极限值。误差出现的整体是服从统计规律的，这种类型的误差叫随机误差。

粗大误差：粗大误差的数值较大，它是由测量过程中各种错误造成的，对测量结果有明显的歪曲，如已存在，应予剔除。

本章练习题

一、填空题

1、“极限配合与技术测量”课程的主要任务是学习和研究，围绕零件的和及其之间的关系，合理解决、与之间的矛盾。

2、是机械产品的基础。

3、表面粗糙度的选用，应在满足表面质量要求的前提下，尽量选用的

表面粗糙度。

4、遵循互换性原则生产，不仅能提高，而且能有效保证，降低，所以互换性是机器和仪器

制造中的重要生产原则。。

5、加工误差可分为、、、四类。

6、零件的精度是由来体现的，合格件的误差大小由控制。公差值的大小已经，公差的大小由给定。

7、对同一尺寸来说，公差值大就是允许的加工误差，加工，零件的制造成本 ;公差值小就是允许的加工误差，精度加工，零件的制造成本 ;所以零件的公差值大小，与零件的密切相关，直接影响产品成本的高低。

8、在现代生产中，和是一项重要的技术措施。

9、根据生产中的试卷需要，现行标准分为：、、和四级，如果其他标准规定与国家标准有矛盾时，应以为准。

10、表面粗糙度是指加工表面所具有的和

所组成的微观几何形状特征。

11、凡在公差要求范围内的零件均为零件，凡超出公差要求的范围的零件均为零件。

12、根据零件的不同，互换性可分为和两种。