極限配合與技術測量

職業(yè)教育實用教材極限配合與技術測量目錄第1章概述第一節(jié)互換性概述第二節(jié)幾何量的誤差與測量第三節(jié)標準及標準化第四節(jié)優(yōu)先數和優(yōu)先數系第五節(jié)本課程的性質和任務本章習題第2章尺寸極限與配合第一節(jié)基本概念第二節(jié)極限與配合的標準化第三節(jié)公差與配合的選用本章習題第3章技術測量基礎第一節(jié)概述第二節(jié)常用長度量具與量儀第三節(jié)角度量具及測量第四節(jié)測量誤差第五節(jié)測量器具的選擇本章習題第4章形狀和位置公差及其檢測第一節(jié)概述第二節(jié)形位公差的標注方法第三節(jié)形位公差及公差帶第四節(jié)公差原則第五節(jié)形位誤差的評定及檢測本章習題目錄第6章技術測量第一節(jié)光滑工件尺寸的檢驗第二節(jié)平鍵與花鍵的聯接公差及檢測第三節(jié)普通螺紋聯接公差及檢測第四節(jié)漸開線圓柱齒輪的互換性及檢測本章習題第5章表面粗糙度第一節(jié)概述第二節(jié)表面粗糙度的評定第三節(jié)表面粗糙度的標注及選用第四節(jié)表面粗糙度的檢測本章習題第1章概述

知識目標本章主要介紹互換性的含義、幾何量的誤差與測量、標準與標準化的概念及標準化與互換性生產的關系、優(yōu)先數和優(yōu)先數系等。能力目標了解本課程的性質和任務，為接下來課程的學習打下基礎。第一節(jié)互換性概述一、互換性的概念所謂互換性是指同規(guī)格的一批產品在尺寸、功能上能夠具有彼此相互替換的功能。機械制造業(yè)中的互換性是指對同一規(guī)格的一批零件或部件任取其一，不需作任何挑選、調整或附加修配（如鉗工修配）就能進行裝配，并且具有滿足機械產品使用性能要求的一種特性。這樣的一批零件或部件，稱為具有互換性的零件或部件?；Q性原則是產品設計的最基本原則。零件或部件的互換性，既包括幾何參數（如零件的尺寸、形狀、位置和表面粗糙度等）的互換性，又包括物理、機械性能參數（如強度、硬度和剛度等）的互換性。本書僅對幾何參數的互換性加以論述。二、互換性的種類按互換性的程度互換性可分為完全互換性（也稱絕對互換）和不完全互換性（也稱有限互換）。

完全互換性是指當零部件在裝配或更換時，不需作任何選擇、調整或修配，就能滿足預期的使用要求。不完全互換性是指在裝配前允許有附件的選擇，裝配時允許有附件的調整，但不允許修配，裝配后能滿足預期的使用要求。若裝配精度高，采用完全互換性要求零件的制造公差很小，從而造成加工困難，這樣制造成本也顯著增加。這時，可將零件的制造公差放大，以便于加工。對加工后的零件，通過測量將零件按其實際尺寸的大小分成若干組，使各組內零件間實際尺寸的差別變小，再按對應組進行裝配，這樣既保證預定的裝配精度，又解決零件加工困難，也不會過多地增加制造成本。這種組內零件具有互換性，而組與組之間零件不具備互換性，屬于不完全互換。對標準化部件或機構來講，其互換性可分為內互換性和外互換性。內互換性是指部件或機構內部組成零件間的互換性。例如，滾動軸承內、外圈滾道直徑與滾動體(滾珠或滾柱)直徑間的配合互換性。外互換性是指部件或機構與其相配合件間的互換性。

三、互換性的作用

互換性廣泛用于機械制造的產品設計、零件的加工和裝配、機器的使用和維修等各個方面。

從設計方面，按互換性原則進行設計可以簡化繪圖和計算工作,縮短設計周期，并有利于用計算機進行輔助設計。

從制造方面，互換性能促使高效率地生產，便于組織社會化大生產協(xié)作，進行專門化生產。由于產品單一，分工精細，可采用專用設備，提高勞動生產率。從裝配方面，當零件具有互換性時，可采用集中裝配，這樣可大幅度地提高裝配效率，也為實現裝配過程的機械化和自動化創(chuàng)造條件，從而可減輕裝配工人的勞動強度，進一步提高勞動生產率。從使用和維修方面，在零部件磨損或損壞后，可快速維修或更換，從而縮短維修時間，延長機器的使用壽命，保證機器工作的連續(xù)性和持久性?？傊?，遵循互換性原則進行設計、制造、裝配、使用和維修,可大大降低產品成本，提高生產率，降低勞動強度，也為標準化、系列化、通用化奠定基礎。因此，互換性原則是機械制造業(yè)中的重要生產原則和有效技術措施。第二節(jié)幾何量的誤差與測量一、幾何量的誤差要保證零件具有互換性，就必須保證零件幾何參數的準確性。在零件加工過程中，由于會受到各種因素的影響，不可能做得絕對準確，其制得的零件幾何參數總不可避免地會產生誤差，這樣的誤差稱為幾何量誤差。幾何量誤差主要包括尺寸誤差、形位誤差和表面微觀形狀誤差（表面粗糙度）等。雖然零件上的幾何量誤差可能會影響零件的使用功能和互換性，但實踐證明，只要將這些誤差控制在一定的范圍內，即將零件幾何量實際值的變動限制在一定范圍內，保證同一規(guī)格的零件彼此充分近似，則零件的使用功能和互換性都能得到保證。因此，為了限制誤差，提出公差的概念。公差即允許工件尺寸、幾何形狀和相互位置參數存在變動的范圍，它包括尺寸公差和形位公差等。工件的誤差在公差范圍內，為合格件；超出公差范圍，為不合格件。誤差是在加工過程中產生的，而公差則是由設計人員給定的。二、幾何量的測量測量是生產中不可缺少的技術手段，是實現互換性生產的技術保證。測量的目的，不僅在于判斷零件是否合格，還要依據測量的結果，分析產生不合格的原因，及時采取必要的工藝措施，提高加工精度，減少不合格產品，提高合格率，從而降低生產成本和提高生產率。幾何量測量在我國具有悠久的歷史。早在秦朝，就已統(tǒng)一度量制度。但由于我國歷史上長期的封建統(tǒng)治，科學技術未能得到發(fā)展，測量技術和計量器具處于落后狀態(tài)，直到新中國成立后才扭轉這種局面。1959年國務院發(fā)布《關于統(tǒng)一計量制度的命令》，正式確定采用國際米制作為我國的基本長度計量單位。1977年國務院發(fā)布《中華人民共和國計量管理條例》，健全各級計量機構和長度量值傳遞系統(tǒng)，保證全國計量單位的統(tǒng)一。1984年發(fā)布《關于在我國統(tǒng)一實行法定計量單位的命令》，在全國范圍內統(tǒng)一實行以國際單位制為基礎的法定計量單位。1985年頒布了計量法。這樣，在國家、省市、企業(yè)各級計量機構管理下，我國的長度計量單位基本得到統(tǒng)一，尺寸的準確傳遞也得以實現。與此同時，我國的計量器具也有較大的發(fā)展，不僅能生產較多品種的計量儀器，而且計量儀器的精度也得到很大的提高，有些甚至達到世界領先水平。第三節(jié)標準及標準化一、標準及標準化的概念要實現互換性，則要求設計、制造、檢驗等項工作按照統(tǒng)一標準進行。在我國國家標準《標準化基本術語》（GB3935.1—1982）中，把“標準”定義為對重復件事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定?！皹藴省奔词且环N“規(guī)定”，它的制訂是以科學、技術和實踐經驗的綜合成果為基礎，經有關方面協(xié)商一致，由主管機構批準，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據?！皹藴驶钡亩x是在經濟、技術、科學及管理等社會實踐中，對重復性事物和概念通過制訂、發(fā)布和實施標準達到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會效益。制訂“標準”是“標準化”中的一項工作。二、標準的分類與級別

1.標準的分類按照標準化對象的特征，標準可分為基礎標準、產品標準、方法標準、衛(wèi)生標準、安全與環(huán)境保護標準等。以標準化共性要求和前提條件為對象的標準稱為基礎標準，如計量單位、術語、符號、優(yōu)先數系、機械制圖、極限與配合、零件結構要素等。這類標準具有最一般的共性，因而是通用性最強的標準。本課程主要涉及的就是此類標準，如極限與配合標準、形位公差標準、表面粗糙度標準等。

2.標準的級別目前我國標準分為4級，即國家標準、專業(yè)標準(部委標準)、地方標準和企業(yè)標準。三、標準化與互換性生產的關系標準化是實現互換性的前提?，F代化生產的特點是規(guī)模大、分工細、協(xié)作多，為適應生產中各個單位、部門之間的協(xié)調和銜接，必然通過“標準”使分散的、局部的生產部門和生產環(huán)節(jié)保持必要的統(tǒng)一。因此，標準化是保證互換性生產的手段，而互換性又為標準化活動及其進一步發(fā)展提供條件?？梢哉f，如果不要求互換性，就不需要進行標準化。四、標準化的作用從作用上講，標準化的影響是多方面的。世界各國的經濟發(fā)展過程表明，標準化是組織現代化大生產的重要手段，是實現專業(yè)化協(xié)作生產的必要前提，是科學管理的重要組成部分。標準化同時是聯系科研、設計、生產和使用等方面的紐帶，是使整個社會經濟合理化的技術基礎。標準化也是發(fā)展貿易，提高產品在國際市場上競爭能力的技術保證?，F代化的程度越高，對標準化的要求也越高。搞好標準化，對于加速發(fā)展國民經濟，提高產品和工程建設質量，提高勞動生產率，搞好環(huán)境保護和安全衛(wèi)生以及改善人民生活等都有重要的作用。第四節(jié)優(yōu)先數和優(yōu)先數系

在產品設計中，需要確定許多技術參數。即使同一類產品的同一技術參數，也需要取不同的數值，以形成不同規(guī)格的產品系列，來滿足不同情況下的使用要求。產品系列的確定是否合理，與技術參數的數值如何選擇密切相關。當選定一個數值作為某產品的參數指標時，這個數值就會按一定的規(guī)律，向一切有關材料和制品的相應指標傳播。例如，若螺紋孔的大徑尺寸一定，則其相應的攻絲前鉆孔用的鉆頭直徑、加工螺紋所用的絲錐的尺寸以及檢驗該螺紋孔所用的螺紋塞規(guī)的尺寸等也隨之確定下來，這種情況稱為數值的傳播。因此，為了既能滿足用戶對產品的多種需要，又能簡化生產、節(jié)約原材料、降低成本，必須對產品的技術參數進行合理的簡化和統(tǒng)一。優(yōu)先數和優(yōu)先數系正是進行這種簡化和統(tǒng)一的一種科學的數值制度。第四節(jié)優(yōu)先數和優(yōu)先數系

國家標準（GB／T321—1980）規(guī)定的優(yōu)先數系是由公比為、

、、和，且項值中含有10的整數冪的理論等比數列導出的一組近似的等比數列。各數列分別用符號R5、R10、R20、R40和R80表示，稱為R5系列、R10系列、R20系列、R40系列和R80系列。其中前4個系列為常用的基本系列，而R80系列則作為補償系列。前4個系列的公比分別為：

R5系列的公比q5=≈1.5849≈1.60R10系列的公比q10=≈1.2589≈1.25R20系列的公比q20=≈1.1220≈1.12R40系列的公比q40=≈1.0593≈1.06

第四節(jié)優(yōu)先數和優(yōu)先數系

優(yōu)先數系中的任何一個項值均為優(yōu)先數，其值見表1-1。從表1-1可以發(fā)現，R5系列的項值包含在R10系列中，R10系列的項值包含在R20系列之中，R20系列的項值包含在R40系列之中。此外，為了使優(yōu)先數系有更大的適應性，可從基本系列中每隔幾項選取一個優(yōu)先數，組成一個新的系列，這種新的系列稱為派生系列。例如，派生系列R，就是從基本系列R10中每隔一項取出一個優(yōu)先數組成的，當首項為1時，R系列為1.00，1.60，2.50，6.30，10.00……

采用等比數列作為優(yōu)先數系可使相鄰兩個優(yōu)先數的相對差相同，且運算方便，簡單易記。選用基本系列時，應遵守先疏后密的規(guī)則，即應當按照R5、R10、R20、R40的順序，優(yōu)先采用公比較大的基本系列，以免規(guī)格過多。表1-1優(yōu)先數學的基本系列（常用值）R5R10R20R40R5R10R20R40R5R10R20R401.001.601.001.251.602.001.001.121.251.401.601.802.001.001.061.121.181.251.321.401.501.601.701.801.902.002.122.504.002.503.154.002.242.503.153.554.004.52.242.362.502.652.803.003.153.353.553.754.004.254.504.756.3010.005.006.308.0010.005.005.606.307.108.009.0010.005.005.305.606.006.306.707.107.508.008.509.009.5010.00第五節(jié)本課程的性質和任務

《極限配合與技術測量》是職業(yè)技術學校機械冷加工專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。在教學計劃中，本課程是聯系設計類課程和機械制造工藝類課程的紐帶，是從基礎課及其他技術基礎課向專業(yè)課過渡的橋梁。學生學習完本課程后，應達到如下基本要求：

(1)掌握互換性和標準化的基本概念及有關的基本術語和定義。

(2)掌握幾何量公差的內容、特點及其檢測。

(3)掌握公差與配合方面的基本計算方法。

(4)掌握幾何量公差代號的標注和識讀。

(5)理解常用量具的讀數原理和使用方法。

第2章尺寸極限與配合知識目標本章主要介紹極限與配合中的基本術語及定義、極限與配合的標準化、公差與配合的選用等內容。能力目標

1.了解極限與配合中基本術語的概念與作用；

2.掌握極限與配合之間的聯系與區(qū)別；

3.掌握標準公差與基本偏差的結構、特點和基本規(guī)律以及公差與配合的選用原則，為合理選用尺寸公差與配合、進行尺寸精度設計打下基礎。第一節(jié)基本概念

1997年至1998年對GB1800—1979進行了修訂，修訂后的GB/T1800由3部分組成：

GB/T1800.1—1997《極限與配合基礎第1部分：詞匯》；

GB/T1800.2—1998《極限與配合基礎第2部分：公差、偏差和配合的基本規(guī)定》；

GB/T1800.3—1998《極限與配合基礎第3部分：標準公差與基本偏差數值表》。

1999年又制定GB/T1800.4—1999《極限與配合標準公差等級和孔、軸的極限偏差值表》。同時對GB1801—1979、GB1802—1979進行修訂，修訂后的結果為GB/T1801—1999《極限與配合公差帶與配合的選擇》。

2000年對GB/T1804—1992《一般公差線性尺寸的未注公差》和GB/T11335—1989《未注公差角度的極限偏差》進行了修訂，修訂后的結果為GB/T1804—2000《一般公差未注公差的線性尺寸和角度尺寸的公差》。

第一節(jié)

基本概念

一、有關孔和軸的定義孔是指工件的圓柱形內表面及其他非圓柱形內表面中由單一尺寸確定的部分。軸是指圓柱形外表面及其他非圓柱形外表面中由單一尺寸確定的部分，也就是說孔為包容面，軸為被包容面。

二、有關尺寸的術語和定義

1.尺寸

尺寸是指以特定單位表示線性尺寸值的數值。線性尺寸值包括直徑、半徑、寬度、高度、深度、厚度及中心距等。在技術圖樣上，尺寸的特定計量單位為mm，若以此為單位時，一般可省略不寫。

2.基本尺寸

通過基本尺寸應用上、下偏差可算出極限尺寸的數值稱為基本尺寸?；境叽缬稍O計時給定，是在設計時考慮零件的強度、剛度、工藝及結構等方面的因素，通過試驗、計算或依據經驗確定?？缀洼S的基本尺寸分別以字母D和d表示，為減少定值刀具、量具的規(guī)格，基本尺寸應盡量采用標準尺寸。第一節(jié)基本概念

3.實際尺寸實際尺寸是指通過測量獲得的某一孔、軸的尺寸。由于存在測量誤差，零件實際尺寸并非被測量零件尺寸的真值。又由于加工誤差的存在，同一零件同一幾何要素不同部位的實際尺寸也各不相同，如圖2-2所示?？缀洼S的實際尺寸分別以Da和da表示。

圖２－２實際尺寸第一節(jié)基本概念

4.極限尺寸極限尺寸是指一個孔或軸允許的尺寸的兩個極端。孔或軸允許的最大尺寸稱為最大極限尺寸，孔或軸允許的最小尺寸稱為最小極限尺寸?？椎淖畲蠛妥钚O限尺寸分別以Dmax和Dmin表示，軸的最大和最小極限尺寸分別以Dmax和Dmin表示。極限尺寸是以基本尺寸為基數來確定的，它用于控制實際尺寸。尺寸合格條件為：Dmin≤Da≤Dmax

；Dmin≤da≤Dmax

。如圖2-3所示，孔的基本尺寸（D）為30mm，孔的最大極限尺寸Dmax為30.021mm，孔的最小極限尺寸Dmin為30mm；軸的基本尺寸d為30mm，軸的最大極限尺寸dmax為29.993mm,軸的最小極限尺寸dmin為29.980mm。

（a）孔的極限尺寸（b）軸的極限尺寸圖2-3極限尺寸第一節(jié)基本概念

三、有關偏差與公差的術語和定義

1.尺寸偏差某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數差稱為尺寸偏差，簡稱偏差。偏差包括實際偏差和極限偏差，而極限偏差又包括上偏差和下偏差。

(1)實際偏差。實際尺寸減去其基本尺寸所得的代數差稱為實際偏差。實際偏差也可以為正值、負值或零。合格零件的實際偏差應在上、下偏差之間?？椎膶嶋H偏差為：

Ea=Da-D(2－1)

軸的實際偏差為：

ea=da-d

（2－2）第一節(jié)基本概念

(2)極限偏差。極限尺寸減去其基本尺寸所得的代數差稱為極限偏差。最大極限尺寸減去其基本尺寸所得的代數差稱為上偏差?？椎纳掀钣肊S表示；軸的上偏差用es表示。最小極限尺寸減去其基本尺寸所得的代數差稱為下偏差?？椎南缕钣肊I表示，軸的下偏差用ei表示，如圖2-4所示。極限偏差可由下列公式表示：ES=Dmax-DEI=Dmin-Des=dmax-d

ei=dmin-d

偏差是代數差，由于實際尺寸和極限尺寸可能大于、小于或等于基本尺寸，所以偏差可能是正值、負值或零。合格的孔和軸，其實際偏差應位于極限偏差范圍之內。即：

EI≤Ea≤ES

ei≤ea≤es

國標規(guī)定，在圖樣和技術文件上標注極限偏差數值時，上偏差標在基本尺寸的右上角，下偏差標在基本尺寸的右下角。當偏差為零值時，必須在相應的位置標注“0”，而不能省略.當上、下偏差數值相等而符號相反時，可簡化標注。

圖２－４極限與配合示意圖第一節(jié)基本概念

(3)尺寸偏差計算示例。例2-1孔的基本尺寸D＝50mm，極限尺寸Dmax＝50.025mm，Dmin＝50mm；軸的基本尺寸d＝50mm，極限尺寸dmax＝49.950mm，

dmin＝49.934mm?，F測得孔、軸的實際尺寸分別為Da＝50.010mm，da＝49.946mm，求孔、軸的極限偏差和實際偏差。解孔的極限偏差為：

ES＝Dmax-D=50.025－50＝＋0.025mmEI=Dmin-D＝50－50＝0mm

軸的極限偏差為：

es=dmax-d＝49.950－50＝－0.050mm

ei=dmin-d＝49.934－50＝－0.066mm

孔的實際偏差為：

Ea=Da-D＝50.010－50＝＋0.010mm

軸的實際偏差為：

ea=da-d＝49.946－50＝－0.054mm第一節(jié)基本概念

2.尺寸公差尺寸公差是最大極限尺寸與最小極限尺寸之差，或上偏差與下偏差之差，它是決定尺寸允許的變動量。尺寸公差簡稱為公差，用T表示。孔和軸的公差分別以Th和Ts表示，其表達式為：Th=|Dmax-Dmin|＝ES－EITs＝|dmax-dmin|=es－ei

尺寸公差是用絕對值定義的，沒有正、負之分；同時因加工誤差不可避免，即零件的實際尺寸總是變動的，故公差不能取零值。公差值越小表示精度越高，加工越困難。例2-2求例2-1中孔和軸的尺寸公差。解孔的尺寸公差為：Th=|Dmax-Dmin|＝|50.025-50|＝0.025mm

軸的尺寸公差為：Ts＝|dmax-dmin|＝|49.950-49.934|＝0.016mm第一節(jié)基本概念

3.零線、公差帶與公差帶圖解為了使用方便，在實際應用中一般不畫出孔和軸，而是將截面圖中有關公差部分按規(guī)定比例放大畫出，如圖2-5所示。該圖稱為極限與配合圖解，簡稱公差帶圖解。它是由零線和公差帶兩部分組成的。

圖2-5公差帶圖解第一節(jié)基本概念

(1)零線。在公差帶圖解中，表示基本尺寸的一條直線稱為零線。以零線為基準確定偏差和公差。通常，公差帶圖的零線水平放置，零線以上為正偏差，零線以下為負偏差，與零線重合為零偏差。偏差值以mm為單位時，可省略單位標注，而以為單位時，則必須注明。

(2)公差帶。在公差帶圖解中，公差帶代表上偏差和下偏差或最大極限尺寸和最小極限尺寸的兩條直線所限定的一個區(qū)域。公差帶有兩個要素：一是公差帶的大小，它取決于公差數值的大??；二是公差帶的位置，它取決于極限偏差的大小。為了區(qū)別，一般在同一圖中，孔和軸的公差帶的剖面線的方向應該相反，且疏密程度不同（或孔的公差帶用剖面線，而軸的公差帶用網點表示）。第一節(jié)基本概念

四、有關配合的術語和定義

1.配合配合是指基本尺寸相同、相互結合的孔和軸公差帶之間的位置關系。上述定義說明，相互配合的孔和軸的基本尺寸應該是相同的。孔、軸裝配后的松緊程度取決于相互配合的孔和軸公差帶之間的關系。

2.間隙與過盈孔的尺寸減去相配合軸的尺寸之差為正稱為間隙，用符號X表示?？缀洼S的尺寸之差為負稱為過盈，用符號Y表示。間隙數值前應標“＋”號；過盈數值前應標“－”號。第一節(jié)基本概念

3.配合的種類根據孔、軸公差帶相對位置的不同，配合可分為3大類，即間隙配合、過渡配合和過盈配合。

(1)間隙配合。間隙配合是指具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之上。在間隙配合中，孔的最大極限尺寸減去軸的最小極限尺寸之差稱為最大間隙，用Xmax表示，即：

Xmax=Dmax-dmin=(D+ES)-(d+ei)=ES-ei

孔的最小極限尺寸減去軸的最大極限尺寸之差稱為最小間隙，用Xmin表示，即:

Xmin=Dmin-dmax=(D+EI)-(d+es)=EI-es

在間隙配合中，最大間隙等于孔的上偏差減去軸的下偏差所得的代數差；最小間隙等于孔的下偏差減去軸的上偏差所得的代數差。最大、最小間隙統(tǒng)稱為極限間隙，它是允許間隙的兩個極端。第一節(jié)

基本概念

(2)過渡配合。過渡配合是指可能具有間隙或過盈的配合。此時孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊。在過渡配合中，孔的最大極限尺寸減軸的最小極限尺寸之差稱為最大間隙，即：

Xmax=Dmax-dmin=(D+ES)-(d+ei)=ES-ei

孔的最小極限尺寸減去軸的最大極限尺寸之差稱為最大過盈，即：

Ymax=Dmin-dmax=(D+EI)-(d+es)=EI-es

過渡配合中也可能出現孔的尺寸減軸的尺寸為零的情況，這個零值稱為零間隙，也可稱為零過盈，但它不能代表過渡配合的性質特征，代表過渡配合松緊程度的特征值是最大間隙和最大過盈。第一節(jié)基本概念

(3)過盈配合。過盈配合是指具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下，如圖2-7c所示。在過盈配合中，孔的最小極限尺寸減軸的最大極限尺寸之差稱為最大過盈，用Ymax表示，即：

Ymax=Dmin-dmax=(D+EI)-(d+es)=EI-es

孔的最大極限尺寸減軸的最小極限尺寸之差稱為最小過盈，用Ymin表示，即:

Ymin=Dmax-dmin=(D+ES)-(d+ei)=ES-ei

在過盈配合中，最大過盈等于孔的下偏差減去軸的上偏差所得的代數差；最小過盈等于孔的上偏差減去軸的下偏差所得的代數差。最大、最小過盈統(tǒng)稱為極限過盈，它是允許過盈的兩個極端。零間隙和零過盈都是孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數差等于零時的狀態(tài)。判斷是零間隙還是零過盈，需要看該配合是屬于間隙配合還是過盈配合。在配合中，孔的下偏差大于或等于軸的上偏差，該配合即為間隙配合；而當孔的上偏差小于或等于軸的下偏差，該配合即為過盈配合。第一節(jié)基本概念

圖２－７配合的類型第一節(jié)基本概念

4.配合公差配合公差是指允許間隙或過盈的變動量，用Tf表示。不論是間隙配合、過渡配合或過盈配合，配合公差都等于孔公差與軸公差之和，即：

Tf=Th+Ts

對于間隙配合，配合公差等于最大間隙與最小間隙之差的絕對值；對于過渡配合，配合公差等于最大間隙與最大過盈之差的絕對值；對于過盈配合，配合公差等于最小過盈與最大過盈之差的絕對值。用公式表達如下：間隙配合:

Tf=|Xmax-Xmin|

過渡配合:

Tf=|Xmax-Ymax|

過盈配合:

Tf=|Ymin-Ymax|

第二節(jié)極限與配合的標準化

極限與配合的國家標準是由標準公差系列和基本偏差系列兩部分構成。標準公差用于確定公差帶的大小，基本偏差用于確定公差帶的位置。一、標準公差系列標準公差是指極限與配合國家標準中所規(guī)定的任一公差，由若干標準公差組成的系列稱為標準公差系列，見表2-1。標準公差數值是由公差等級和基本尺寸所決定的。基本尺寸mm110標準公差等級IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18大于至75mm－30.81.2234610142540600.10.140.250.40.611.43611.52.545812183048750.120.180.30.480.751.21.861011.52.546915223658900.150.220.360.580.91.52.210181.2235811182743701100.180.270.430.71.11.82.718301.52.546913213352841300.210.330.520.841.32.13.330501.52.54711162539621001600.250.390.6211.62.53.95080235813193046741201900.30.460.741.21.934.6801202.5461015223554871402200.350.540.871.42.23.55.41201803.55812182540631001602500.40.6311.62.546.3表2-1標準公差數值第二節(jié)極限與配合的標準化

1.公差等級在極限與配合國家標準中，同一公差等級對所有基本尺寸的一組公差認為具有同等精確程度。在國家標準中，標準公差用IT表示，共分20個等級。各級標準公差的代號依次為IT01、IT0、IT1、IT2…IT18。其中IT01等級最高，往后依次降低，IT18等級最低。其相應的標準公差在基本尺寸相同的條件下，隨公差等級的降低而增大，見表2-1的每一橫行所示。標準公差等級IT01和IT0在工業(yè)上很少用到，其公差數值見表2-2。在確定零件尺寸公差時，應盡量從表2-1中選取標準公差。規(guī)定和劃分公差等級的目的在于簡化和統(tǒng)一對公差的要求，使規(guī)定的等級即能滿足不同的使用要求，又能大致代表各加工方法的精度，這樣更有利于設計與制造．表2-2IT01和IT0的標準公差數值基本尺寸/mm標準公差等級基本尺寸/mm標準公差等級基本尺寸/mm標準公差等級IT01IT0IT01IT0IT01IT0大于至大于至大于至－36103610180.30.40.40.50.50.60.60.8183050803050801200.60.60.81111.21.51201802503154001802503154005001.222.53423456第二節(jié)極限與配合的標準化

2.基本尺寸如果對于同一個公差等級有一個基本尺寸，就對應一個公差值，那么這樣會形成一個龐大的公差數值表，使用很不方便。同時，經計算結果表明，當標準公差等級級別相同、基本尺寸相差不大時，公差值很接近。因此，為了減少標準公差數目，簡化公差表格，便于應用，國標對基本尺寸進行分段?；境叽绶侄魏?，同一尺寸段內所有的基本尺寸在相同公差等級的情況下，具有相同的標準公差值。國標對基本尺寸的分段見表2-3。表2-3基本尺寸分段主段落中間段落主段落中間段落大于至大于至大于至大于至－3無細分段25031525028028031536315400315355355400610400500400450450500101810141418500630500560560630183018242430630800630710710800305030404050800100080090090010005080506565801000125010001120112012508012080100100120125016001250140014001600120180120140160140160180160020001600180018002000180250180200225200225250200025002000224022402500250031502500280028003150第二節(jié)極限與配合的標準化

二、基本偏差系列如前所述，基本偏差用于確定公差帶的位置。為滿足機器中各種不同性質和松緊程度的配合，需要有一定系列不同的公差帶位置以組成各種不同的配合。基本偏差是指兩個極限偏差中靠近零線或位于零線的那個偏差。因此公差帶在零線之上，以下偏差為基本偏差；公差帶在零線之下，以上偏差為基本偏差。國標對孔和軸規(guī)定28種基本偏差，它們用拉丁字母表示。大寫代表孔的基本偏差，小寫代表軸的基本偏差。在26個拉丁字母中，除去5個與其他含義相混淆的I、L、O、Q、W（i、l、o、q、w），剩下的21個字母加上7個雙寫的字母CD、EF、FG、ZA、ZB、ZC、JS（cd、ef、fg、za、zb、zc、js），共28個作為基本偏差的代號。這28個基本偏差代號反映了28種公差帶的位置，構成基本偏差系列，如圖2-9所示。第二節(jié)極限與配合的標準化

圖２－９基本偏差系列圖第二節(jié)極限與配合的標準化

圖中所畫公差帶為開口公差帶，這是因為基本偏差只確定公差帶的位置，而不能表示公差帶的大小，開口段的極限偏差由公差等級來決定。由圖可見，基本偏差有如下特點：

(1)孔與軸同字母的基本偏差相對零線基本呈對稱分布。對于孔，A～H的基本偏差為下偏差EI，J～ZC（JS除外）的基本偏差為上偏差ES。對于軸，a～h的基本偏差為上偏差es，j～zc（js除外）的基本偏差為下偏差ei。

(2)代號JS和js形成的公差帶相對于零線對稱分布。故JS和js的基本偏差可為上偏差（數值為＋IT/2），也可為下偏差（數值為－IT/2）。為了統(tǒng)一起見，GB/T18003—1998規(guī)定，js的基本偏差為上偏差，JS的基本偏差為下偏差。

(3)h和H的基本偏差均為零，即h的上偏差es＝0，H的下偏差EI＝0。

(4)代號K、k、N隨公差等級的不同而有兩種基本偏差（K、k可為正值或零值，N可為負值或零值），而代號M的基本偏差數值隨公差等級的不同則有3種不同的情況（正值、負值或零值）。

第二節(jié)極限與配合的標準化

三、配合制基本尺寸相同的孔和軸相配合，孔和軸的公差帶位置可有多種不同的方案，均可達到相同的配合要求。為了簡化和有利于標準化，國標對配合的組成規(guī)定了兩種基準制，即基孔制和基軸制。

(1)基孔制?；字剖侵富酒顬橐欢ǖ目椎墓顜Вc不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度，如圖2-10a所示。在基孔制配合中，孔為基準孔，以下偏差作為基本偏差，它的公差帶位于零線上方，且基本偏差（下偏差）為零，即EI＝0。基準孔的代號為H。

(2)基軸制?；S制是指基本偏差為一定的軸公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度，如圖2-10b所示。在基軸制配合中，軸為基準軸，以上偏差作為基本偏差，它的公差帶位于零線下方，且基本偏差（上偏差）為零，即es＝0?；鶞瘦S的代號為h。第二節(jié)極限與配合的標準化

圖2-10基準制示意圖第二節(jié)極限與配合的標準化

四、公差帶代號與配合代號

1.公差帶代號對于基本尺寸一定的孔和軸，若給定基本偏差代號和公差等級，則其公差帶的位置和大小便完全確定。標準規(guī)定，在基本偏差之后加注公差等級代號（數字），稱為公差帶代號，如H8、F8、D9等為孔的公差帶代號；h7、f7、k6等為軸的公差帶代號。若指某一確定尺寸的公差帶，則基本尺寸標在公差代號之前，如20F8、20h7等。

2.配合代號將配合的孔、軸公差帶代號寫成分數形式，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號，稱為配合代號，如H8/f7、K7/h6、H9/h9等。若指某一確定基本尺寸的配合，則基本尺寸在配合代號之前，如50H8/f7或50H8/f7。第二節(jié)極限與配合的標準化

五、基本偏差的確定

1.軸的基本偏差的確定當基本尺寸≤500mm時，軸的基本偏差數值是按公式計算而得（具體可參閱相關國標）。按計算公式計算并經圓整后軸的基本偏差列于表2-4中。軸的基本偏差確定后，在已知公差等級的情況下，可確定軸的另一個極限偏差。（表2-4見書上20～23頁）第二節(jié)極限與配合的標準化

2.孔的基本偏差的確定當基本尺寸≤500mm時，孔的基本偏差都是由相應代號軸的基本偏差的數值按照一定規(guī)則換算得到的。換算的前提是在孔、軸的同一公差等級或比軸低一級的配合條件下，在基軸制配合中，軸的基本偏差代號與基孔制配合中軸的基本偏差代號相當時，使基軸制形成的配合與基孔制形成的配合相同（如H9/f9與F9/h9，H7/p6與P7/h6）。在滿足上述原則的情況下，孔的基本偏差可按以下兩種規(guī)則進行換算：（1）通用規(guī)則。（2）特殊規(guī)則。第二節(jié)極限與配合的標準化

六、公差與配合在圖樣上的標注

在零件圖上，基本尺寸之后要標注上下偏差數值，或標注公差帶代號，或同時標注公差帶代號及上下偏差數值，如圖2-12所示。

圖2-12公差與配合在零件圖上的標注第二節(jié)極限與配合的標準化

在裝配圖上，基本尺寸之后標注配合代號，即標注孔、軸的公差帶代號，也可同時標注上下偏差數值，如圖2-13所示。

圖2-13公差與配合在裝配圖上的標注第二節(jié)極限與配合的標準化

七、公差帶與配合的標準化國家標準規(guī)定20個公差等級和28種基本偏差。對于基本尺寸不大于500mm，其基本偏差J限用于（IT6、IT7、IT8）3個標準公差等級，基本偏差j限用于（IT5、IT6、IT7、IT8）4個標準公差等級。因此，可以得到孔的公差帶有（28－1）×20＋3＝543種，軸的公差帶有（28－1）×20＋4＝544種。這么多孔、軸公差帶如都得到應用，可組成近30萬對配合，顯然這是不經濟的。因此，國標GB/T1801—1999對基本尺寸不大于500mm的孔、軸規(guī)定了一般、常用和優(yōu)先3種公差帶，如圖2-14和圖2-15所示。第二節(jié)極限與配合的標準化

圖2-14尺寸不大于500mm孔的一般、常用和優(yōu)先公差帶第二節(jié)極限與配合的標準化

如圖2-14所示，列出孔的一般公差帶105種，框格內為常用公差帶44種，圓圈內為優(yōu)先公差帶13種。如圖2-15所示，列出軸的一般公差帶116種，框格內為常用公差帶59種，圓圈內為優(yōu)先公差帶13種。選用公差帶時，應按優(yōu)先、常用、一般公差帶的順序選取。若一般公差帶中也沒有滿足要求的公差帶，允許按國標規(guī)定的基本偏差和標準公差等級組成所需的公差帶。

第二節(jié)極限與配合的標準化圖2-15尺寸不大于500mm軸的一般、常用和優(yōu)先公差第二節(jié)極限與配合的標準化

八、一般公差——線性尺寸的未注公差線性尺寸的一般公差主要用于較低精度的非配合尺寸。當功能上允許的公差等于或大于一般公差時，均應采用一般公差。只有當零件某部位的功能允許一個比一般公差更大的公差，且采用該公差比一般公差更為經濟時，可不采用一般公差而采用該公差，且相應的極限偏差要在基本尺寸后標出。采用一般公差有以下優(yōu)點：

(1)簡化制圖，使圖樣清晰易讀。

(2)節(jié)省圖樣設計時間，設計人員不必逐一考慮一般公差的公差值。

(3)簡化檢驗要求，有助于質量管理。

(4)突出了圖樣上標注公差的重要因素，以便加工和檢驗時引起重視。

(5)便于供需雙方達成協(xié)議，避免不必要的爭議。第二節(jié)極限與配合的標準化

九、基準溫度極限與配合制規(guī)定的基準溫度是20℃，它有兩層含意：一是指標準中和圖樣上規(guī)定或標注的極限與配合都是指20℃；二是指檢驗時，測量檢驗結果都是以工件和測量器具的溫度在20℃時為準。當零件在高于或低于基準溫度的條件下工作時，工作間隙和過盈必然不同于在基準溫度下，按配合零件極限尺寸所確定的間隙和過盈。所以，當零件的工作溫度不是基準溫度，特別是在高溫或低溫條件下，孔、軸材料不同，其線膨脹系數相差較大時，應考慮溫度造成的熱變形影響。在選擇配合時，應進行必要的核算和修正。若工作時，間隙或過盈變小，則所選配合的間隙或過盈應適當加大，反之應適當減小。第三節(jié)公差與配合的選用

一、公差與配合的選用原則和方法

1.公差與配合的選用原則在公差與配合的選用中，應遵循兩大基本原則：

(1)保證產品性能優(yōu)良，制造上經濟可行。

(2)嚴格執(zhí)行各項標準。

2.公差與配合的選用方法公差與配合的選用方法有計算法、試驗法和類比法。

(1)計算法。計算法是指按照潤滑或塑性變形等理論推導出計算公式，從而確定公差與配合。其關鍵是正確地確定所需的間隙和過盈量。

(2)試驗法。試驗法是指通過專門的試驗結果，經統(tǒng)計分析后找出最合理的間隙或過盈量。其特點是周期長、成本高、結果可靠。

(3)類比法。類比法是指以經過生產驗證的類似的機械、機構和零部件為樣板來選取公差與配合，也就是憑經驗選取。其要點是深入調查研究，認真分析對比。

第三節(jié)公差與配合的選用

二、基準制的選擇一般情況下，無論選用基孔制配合還是基軸制配合，都可以滿足同樣的使用要求，因而從滿足使用要求方面講，基孔制配合和基軸制配合是完全等效的。也就是說，配合制的選擇基本上與使用要求無關。在實際機械設計中，基準制的選擇應綜合考慮零件結構、加工工藝性及經濟性等多方面的因素，并遵循下列原則進行。第三節(jié)公差與配合的選用

1.一般情況下優(yōu)先選用基孔制配合因中小尺寸的孔多采用定值刀具(如鉆頭、鉸刀、拉刀等)加工，用定值量具（如極限量規(guī)）檢驗，所以一種規(guī)格的定值刀具、量具只能加工或檢測一種規(guī)格的孔，而軸的加工卻不存在此類問題。

2.當與標準件相配合時，需按標準件的規(guī)定選用基準制滾動軸承內圈與軸配合時，滾動軸承為標準件，故采用基孔制。同理，滾動軸承外圈與殼體配合時，應采用基軸制。

3.在某些特殊場合，允許采用任一孔、軸公差帶組成的非基準件配合非基準件配合是指相配合的兩個零件既不是基準孔，也不是基準軸。當一個孔與幾個軸相配合，或一個軸與幾個孔相配合，其配合性質又各不相同時，有的配合采用非基準件的配合較為合理。第三節(jié)公差與配合的選用三、公差等級的選擇選擇標準公差等級就是要正確處理零件的使用要求與制造工藝的復雜程度及成本之間的矛盾。公差等級選擇過低，零件加工容易，生產成本低，但零件的使用性能也較差；公差等級選擇過高，零件的使用性能雖好，但零件加工困難，且生產成本高。所以，必須綜合考慮使用性能和經濟性能兩方面的因素，正確合理地選擇公差等級。選擇公差等級的基本原則是在滿足使用要求的前提下，盡量選取低的公差等級。用類比法選擇公差等級時，應掌握各個公差等級的應用范圍、配合尺寸公差等級的選擇和各種加工方法所能達到的公差等級，具體見表2-10、表2-11和表2-12。應用公差等級010123456789101112131415161718量塊√√√量規(guī)√√√√√√√配合尺寸√√√√√√√√√特別精密的配合√√√√非配合尺寸√√√√√√√原材料尺寸√√√√√√√表2-10公差等級的主要應用范圍公差等級應用IT5主要用在配合公差、形狀公差要求很小的地方，其配合性質穩(wěn)定，一般用在機床、發(fā)動機、儀表等重要部位應用，如機床主軸與精密滾動軸承的配合、發(fā)動機活塞銷與連桿和活塞孔的配合。IT6配合性能可達較高的均勻行，主要用在與滾動軸承相配合的孔，軸與齒輪，蝸輪，聯軸器，皮帶輪，凸輪等連接的軸徑，機床絲杠軸徑，6級精度齒輪的基準孔，7、8級精度齒輪基準軸徑。IT7IT7精度比IT6稍低，應用條件與IT6基本相似，在一般機械中應用較為廣泛，如聯軸器、皮帶輪、凸輪等孔徑，夾具中固定鉆套，7級、8級齒輪基準孔，9、10級齒輪基準軸IT8IT8在機械制造中屬于中等精度，在一般機械中應用也較廣泛，如9～12級齒輪基準孔，11、12級齒輪基準軸等。IT9～IT10用于一般要求，或長度精度要求較高的配合，如軸套的外徑與內孔、軸、單鍵與花鍵等。IT11～IT13多用于各種沒有嚴格要求，只要求便于連接配合。例如螺栓和螺孔、鉚釘和孔等配合。表2-11

配合尺寸公差等級的應用范圍加工方法公差等級（IT）010123456789101112131415161718研磨√√√√√√√珩磨√√√√圓磨√√√√平磨√√√√金剛石車√√√金剛石鏜√√√拉削√√√√鉸孔√√√√√車√√√√√鏜√√√√√銑√√√√表2-12各種加工方法可能達到的公差等級第三節(jié)公差與配合的選用用類比法選擇公差等級時，還應考慮以下幾個方面。

1.工藝等價原則

2.相互配合零件的精度

3.配合性質

4.主、次配合表面四、配合的選擇在確定基準制和公差等級之后，就確定基準孔或基準軸的公差帶以及相應的非基準件公差帶的大小，因此配合的選擇實際上就是要確定非基準件公差帶的位置，即確定非基準件的基本偏差代號。采用類比法選擇配合時，應從以下幾方面入手。

1.確定配合的類別配合有間隙配合、過渡配合和過盈配合3種類別。設計時究竟應選擇哪一種配合類別，主要取決于使用要求。

2.按工作條件確定配合的松緊配合的類別確定后，若待定的配合部位與供類比的配合部位在工作條件上存在一定的差異，應對配合的松緊程度（即間隙或過盈量的大小）作適當的調整。第3章技術測量基礎

學習目標了解游標卡尺、千分尺、百分表、角度尺的種類、結構、原理、使用方法及維護保養(yǎng)，知道測量器具的選擇原則、安全裕度、測量誤差的評定方法等。能力目標

1.熟悉法定長度計量單位、英制單位及它們之間的換算關系;2.掌握游標卡尺、千分尺、百分表、角度尺的讀數方法等。測量技術提出的要求是選用測量器具要合理；測量方法要得當；測量精度要準確；測量效率要高、測量成本要低，還必須具有正確的操作方法等。在實際操作中，量具是測量時不可缺少的工具，不僅要求技術操作人員學會合理地選用量具，還必須能正確地使用和保養(yǎng)量具。

第一節(jié)概述

一、測量技術的含義測量技術包括測量和檢驗。測量是指把被測量的量與有測量單位的標準量進行比較的過程。一個完整的測量技術過程應包括測量對象、測量單位、測量方法和測量精度等4個方面；檢驗是指確定被測幾何量是否在規(guī)定的極限范圍之內，從而判斷是否合格。檢驗不一定得出具體的量值。第一節(jié)概述二、長度基準與計量單位

1.長度基準

1983年第17屆國際計量大會審計并批準通過了米的定義：1m是光在真空中（1/299792458）秒的時間間隔內所行程的長度。

2.計量單位國際單位制的基本長度單位是米（m），而在機械制造業(yè)中通常規(guī)定以毫米（mm）作為計量長度的單位，在技術測量中也用到微米（μm）為計量單位；在超精密測量中采用納米（nm）為長度計量單位。m、mm、μm、nm之間的換算關系如下：1m=1000mm1mm=1000μm1μm=1000nm

有關米制法定長度計量單位見表3-1。表3-1法定長度計量單位

單位名稱代碼對基本單位的比微米毫米厘米分米米十米百米千米ummmcmdmmdamhmkm0.000001m0.001m0.01m0.1m基本單位m10m100m1000m第一節(jié)概述

三、測量器具的種類測量器具可按其工作原理分以下幾種：（1）標準測量器具。常用來校對和調整其他測量器具，或作為標準量和被測工件進行比較。（2）通用量具和量儀。有刻度并能量出具體數值的量具和量儀。按結構特點又分：（1）固定刻線量具，如鋼直尺、皮尺、卷尺等。（2）游標量具，如游標卡尺、齒厚游標卡尺、深度和高度游標卡尺以及游標量角器等。（3）螺旋測微量具，如外徑千分尺、內徑千分尺、深度千分尺等。（4）機械式量具，如百（千）分表、扭簧比較儀等。（5）光學量具，如光學計、測長儀、干涉儀、投影儀等。

第二節(jié)常用長度量具與量儀一、簡單量具

1.鋼直尺鋼直尺是一種用來測量長度的量具。常用它來測量工件長度、寬度和厚度等，其規(guī)格按鋼直尺的長度劃分有0～150mm、0～300mm、0～500mm、0～1000mm、0～2000mm?，F場使用的鋼直尺一般用不銹鋼薄板制成，如圖3-1所示。所謂的測量范圍就是所能測定的最大長度，取決于鋼直尺的規(guī)格。鋼直尺的最小刻度為0.5mm或1mm。第二節(jié)常用長度量具與量儀

圖3-1鋼直尺第二節(jié)常用長度量具與量儀

2.卡鉗卡鉗是一種間接讀數量具，不能直接測量出長度數值。所以，使用卡鉗時必須與鋼直尺或其他刻線量具配合測量。常見卡鉗的形式和種類如圖3-2所示。圖3-2卡鉗的使用方法第二節(jié)常用長度量具與量儀

二、游標類量具游標卡尺是應用游標原理制成的一種量具。游標卡尺具有結構簡單、使用方便、測量范圍較大等優(yōu)點，在機械制造業(yè)中應用廣泛。

1.游標卡尺的用途及分類游標卡尺用來測量長度、寬度、厚度、內徑及外徑的尺寸，還有孔距的高度、深度及齒輪的齒厚度等。游標卡尺按用途可分為長度游標卡尺、高度游標卡尺、深度游標卡尺、齒厚游標卡尺和帶有數字裝置的游標卡尺等。常用的游標卡尺如圖3-3所示，其他類游標卡尺見表3-2。表3-2其他類游標卡尺名稱結構圖

用途深度游標卡尺用于測量孔、槽的深度、階臺的高度高度游標卡尺用于測量工件的高度表3-2其他類游標卡尺齒厚游標卡尺用于測量直齒，斜齒，圓柱齒輪的固定齒厚。三用游標卡尺用來測量內、外尺寸、孔距，高度、深度等。數顯游標卡尺使用原理同上，便于讀數。帶表游標卡尺使用原理同上，便于讀數。表3-2其他類游標卡尺第二節(jié)常用長度量具與量儀

2.游標卡尺的結構原理圖3-3游標卡尺如圖3-3所示，游標卡尺主要由尺身和游標組成。當松開鎖緊螺釘時，推動游標即可作較大距離的移動。若把右側螺釘緊固，松開左側螺釘，此時游標只能作微小距離移動。用手轉動微動螺母，通過小螺桿移動游標，量得尺寸后緊固左側的一個螺釘。游標卡尺上端的兩個量爪是用來測量齒輪公法線長度、孔距尺寸等，下端兩量爪用來測量外表面尺寸。第二節(jié)常用長度量具與量儀

3.游標卡尺的刻線原理游標卡尺是比較精密測量長度的工具，游標卡尺的刻線原理是利用尺身刻線間距與游標刻線間距之差來進行小數讀數的。按其準確程度分為0.10mm、0.05mm、0.02mm3種。這3種精度的游標卡尺，其尺身上的刻線都相同，都是每1小格間距為1mm，不同的是游標與尺身相對應的寬度不同。其間隔b小于尺身刻度間隔。若尺身n-1格的長度與游標刻度n格的長度相等，則游標上的刻度計算公式為：

b=(n-1)a/n

式中，b為間隔；a為間距。第二節(jié)常用長度量具與量儀

(1)對于精度為0.1mm游標卡尺的刻線原理。當尺身上的n=10，對應游標上的n-1=9格時，尺身、游標的間隔之差i為0.1mm,i稱為游標卡尺的刻度值（也就是測量時的讀數精度），如圖3-4a所示。若游標向右移動0.1mm時，則游標上面的第一條刻線與尺身上面的刻線對齊，若將游標向右移動0.2mm，則游標上的第二條刻度線與尺身上刻度線對齊；依次類推。所以，游標在尺身刻度間隔1mm內向右移動的距離，可由游標刻線與尺身刻線對齊時游標上刻線序號決定。若游標上第6條刻線與尺身上刻線對齊，則表示游標向右移動了6×0.1=0.6mm。（2）對于精度為0.02mm的游標卡尺刻線原理，如圖3-4b所示。尺身每小格為1mm，當兩測量爪合攏時，尺身上的49格剛好與游標上的50格長度相等，則游標每格的寬度為49÷50=0.98mm，尺身與游標每格相差1-0.98=0.02mm。所以，當游標向右移動0.02mm時，游標的刻度線與尺身相對齊，讀數同上。第二節(jié)常用長度量具與量儀（3）對于精度為0.05mm的游標卡尺的原理，如圖3-4c所示。對于精度為0.05mm的游標卡尺，尺身每小格為1mm，當尺身與游標上的零刻線對齊時，尺身上的19mm剛好等于游標上的20格長度，所以每格寬度都為19÷20=0.95mm，即尺身與游標每格相對差值都為1-0.95=0.05mm。因此，當游標向右移動0.05mm,游標的第一根刻線與尺身相對齊，其讀尺原理同上。第二節(jié)常用長度量具與量儀

圖3-4游標卡尺的讀數原理

(a)刻度值為0.1mm(b)刻度值為0.02mm(c)刻度值為0.05mm第二節(jié)常用長度量具與量儀

4.游標卡尺的讀數方法依據游標卡尺的刻線原理，可知游標卡尺的讀數分3步：（1）讀整數。讀出游標零線左邊靠近零線最近的尺身刻線數值，該數值就是被測件的整數部分。（2）讀小數。找出與尺身刻線相重合的游標刻線，將其順序數乘以游標的讀數值所得的積，即為被測件的小數值。（3）求和。將上面兩次讀數值相加，就是被測件的整個數值。第二節(jié)常用長度量具與量儀

5.使用游標卡尺的注意事項

(1)測量之前應檢查游標卡尺的零點讀數，看主副尺的零刻度線是否對齊，若沒有對齊，須記下零點讀數，以便對測量值進行修正。

(2)卡住被測物時，松緊要適當，不要用力過大，注意保護游標卡尺的刀口。

(3)測量圓筒內徑時，要調整刀口位置，以便測出的是直徑而不是弦長。

(4)測量孔距時，除保證正確測量外，還應注意中心距數值的計算。第二節(jié)常用長度量具與量儀

6.游標卡尺的正確使用方法游標卡尺的正確使用方法，如圖3-7a和圖3-7b所示是用游標卡尺測量外徑和寬度的方法。測量前，應使卡口寬度尺寸大于被測尺寸，然后推動游標，使測量腳平面與被測量的直徑垂直或與被測平面平行接觸。當測量內孔直徑時，應使兩量爪的測量線通過孔心，并輕輕擺動找出最大值，如圖3-7c所示。當測量孔深或高度時，應使深度尺的測量面緊貼孔底，卡尺的端面應與被測表面接觸，且深度尺要垂直，如圖3-7d和圖3-7e所示。第二節(jié)常用長度量具與量儀

圖3-7游標卡尺的使用方法

(a)測量外徑(b)測量寬度

(c)測量內孔(d)測量孔深(e)測量高度第二節(jié)常用長度量具與量儀

7.游標卡尺的精度及測量范圍游標卡尺只能測量和檢驗中等精度尺寸,不能用來測量毛坯件和測量精度要求高的零件。

8.游標卡尺的維護（1）移動游標卡尺的尺框和微動裝置時，不要忘記松開緊固螺釘。（2）游標卡尺使用結束后應將其放平，擦凈并涂油，放置在專用盒內，防止弄臟或生銹。（3）游標卡尺受到損傷或發(fā)現量爪測量面和尺身等表面有毛刺、彎曲變形等情況，絕對不允許自行修理，應及時送交計量部門修理，并經確定合格后才能使用。（4）不可用砂布或普通磨料（金剛砂）來擦除刻度尺表面的銹跡和污物。（5）不可在游標卡尺的刻度線處打標記，否則將造成刻度線不準確。必要時允許用電刻法或化學法刻蝕記號。（6）游標卡尺不要放在磁場附近，以免卡尺感受磁性。第二節(jié)常用長度量具與量儀三、螺旋測微類量具螺旋測微類量具是應用螺旋副測微原理進行測量的一種量具。它比游標量具測量精度高，使用方便，是工廠里常用的精密量具。按用途不同可分為11種，見表3-5。表3-5螺旋測微類量具的分類名稱結構圖用途外徑千分尺用來測量工件的厚度、外圓直徑、長度等各種外形尺寸。桿式內徑千分尺用來測量孔徑的尺寸。深度千分尺用來測量孔深，槽深尺寸及零件兩平面間的距離等。公法線千分尺用來測量齒輪的公法線長度等。內側千分尺用來測量中小孔尺寸，槽寬等內尺寸。螺紋千分尺用來測量羅紋中徑尺寸等。表3-5螺旋測微類量具的分類杠桿千分尺用來測量批量大，精密度較高的中小型零件壁厚千分尺用來測量精度較高管型件的壁厚等三爪內徑千分尺用來測量中小孔徑尺寸表3-5螺旋測微類量具的分類尖頭千分尺用來測量一般游標卡尺難測量到的尺寸（如絲錐的溝槽直徑等）數顯示千分尺能直接顯示測量值數字的千分尺表3-5螺旋測微類量具的分類第二節(jié)常用長度量具與量儀由于千分尺種類多，其中外徑千分尺用途最普遍。下面我們只對外徑千分尺和內徑千分尺作重點介紹。

1.外徑千分尺的結構外徑千分尺由尺架、測微裝置、測力裝置和鎖緊裝置等組成,如圖3-8所示。尺架一端裝有固定