公差配合和测量教案1

置庆建材技工学校

《公差配合与测量基础》

教案

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第周

课型上课

理论课年月日（第节）

分类时间

教学绪论

课题

1、理解互换性的基本概念，互换性的分类及互换性存在的

必要性；

教学

2、了解标准化概念和公差标准发展概况；

目标

3、明确本课程的学习要求及学习方法。

教学互换性的基本概念及分类教学几何量误差的理解

重点难点

教学

后记

教学过程:

绪论

一、本课程的内容和要求

本课程的研究对象：研究机械设计中是怎样正确合理的确定各种零

部件的几何精度及相互间的配合关系，研究测量工具和仪器的测量原理

及正确使用方法，掌握一定的测量技术，

本课程的具体要求：

1.初步建立互换性的基本概念，熟悉有关公差配合的基本术语和定

义。

2.了解多种公差标准，重点是圆柱体公差与配合，形位公差以及表

面粗糙度标准。

3.基本掌握公差与配合的选择原则和方法，学会正确使用各种公差

表格，并能完成重点公差的图样标注。

4.建立技术测量的基本概念，具备一定的技术测量知识，能合理、

正确的选择量具、量仪并掌握其调试、测量方法。

本课程的学习方法：

（1）及时总结归纳，找出各个概念，规定之间的联系；

（2）加强实践环节的训练，理论与实践相结合；

（3）举一反三，注重实际应用。

二、互换性概述

1.互换性定义

举例：螺钉，灯泡，汽车，飞机，彩电等等

互换性是指从一批相同的零件中任取一件，不经修配就能装配到机

器或部件中，并满足产品的性能要求。

2.互换性的种类

（1）.按决定的参数或使用要求分：

a.几何参数互换一对几何要素的尺寸、形状、相对位置提出互换性

要求。（主要保证装配）

b.功能互换一对物理、化学、机械性能，提出互换性要求。（保证使

用）

（2）.按程度分：

a.完全互换：对同一规格的零件不加挑选和修配就能满足使用要求

的互换性。

特点：提高生产率，有利于专业化大生产，缩短维修时间，降低生

产成本。

b.不完全互换：虽是同一规格，但转配时需进行挑选或修配。

特点：多用于生产批量小和装配精度要求高的情况，经常采用分组

装配法和修配法。

3.具有互换性的条件

为了满足互换性要求，最理想的是同一规格的零部件的几何参数做

的完全一样。这是不可能的，也是不必要的。只要同一规格的零部件的

几何参数保持在一定范围内，就能达到互换的目的。这个范围就是公差。

4.互换性在机械制造中的作用

a.设计方面。有利于最大限度采用标准件、通用件，大大简化绘图和

计算工作，缩短设计周期。便于计算机辅助设计。

b.制造方面。有利于组织专业化生产，采用先进工艺和高效率的专

用设备，提高生产效率。

c.使用、维修方面。减少机器的维修时间和费用，保证机器能连续持

久的运转，提高机器的使用寿命。

三、零件的加工误差和公差

1.加工误差：指机械加工后，零件几何参数(尺寸、几何要素的形

状和相互位置、轮廓的微观不平程度等)的实际值与设计理想值相符合

的程度。

2.加工误差的分类：

尺寸误差

形状误差

位置误差

表面微观不平度

3.几何量公差：实际几何参数值允许的变动范围。

几何量公差分为尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度指标

允许值及典型零件特殊几何参数的公差等

四、标准及标准化(参考)

1、标准化的重要作用

使分散的局部的生产部门和生产环节保持必要的技术统一，成为一

个有机的整体，以实现互换性生产。

2、标准的分类

(1)技术标准：国家标准(GB)行业标准(机械标准JB)地方标

准(DB)企业标准(QB)

(2)公差标准

五、本课程的任务

本课程通过比较全面地讲述机械加工中有关尺寸公差、形位公差、

表面粗糙度、螺纹公差及技术测量等方面的基础知识，为专业教学和上

次实习教学打下必要的基础。

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第周

课型上课

理论课年月日（第节）

分类时间

教学基本术语及定义

课题

1、掌握尺寸、孔和轴、偏差、公差的概念，并能准确计算

教学相关极限公差；

目标2、准确计算孔、轴的最大过盈、最小过盈等极限配合尺寸；

3、准确绘制公差带图、公差配合图和配合公差带图。

尺寸、孔和轴、偏差、公公差带图、公差配合图的绘

教学教学

差的基本概念制

重点难点

教学

后记

教学过程:

第一章光滑圆柱的公差与配合

§1-1基本术语及定义

精度设计包括：零件的精度、零件与零件之间、部件与部件之间的

相互位置精度。

尺寸公差与配合的标准化是一项综合性的技术基础工作，是推行科学

管理、推动企业技术进步和提高企业管理水平的重要手段。它不仅可

防止产品尺寸设计中的混乱，有利于工艺过程的经济性、产品的使用

和维修，还利于刀具、量具的标准化。

一、有关孔和轴的定义

1.孔（hole）：工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面（由

二平行平面或切面形成的包容面）。P5图1-la

2.轴（shaft）：工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面（由

二平行平面或切面形成的被包容面）。P5图1-lb

二、有关尺寸的术语定义

L尺寸

用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米（mm）

作为特定单位。尺寸由数值和单位两部分组成。长度包括直径、半径、

宽度、深度、高度、中心距等。

2.基本尺寸（D,d）

设计给定的尺寸。如图a中的030mm。。

设计时，由（计算法（强度、刚度计算）大概确定

类比法（资料、经验）

按GB321—1980进行圆整

注：要说明圆整的目的是为了减少定尺寸刀具、量具的规格和数量。

3.极限尺寸

允许零件实际尺寸变化的两个界限值，叫极限尺寸。其中较大的一

个尺寸称为最大极限尺寸，较小的一个尺寸称为最小极限尺寸。

最大极限尺寸（孔Dmax、轴dmax）

最小极限尺寸（孔Dmin、轴dmin）

尺寸合格条件（Dmin<Da<Dmax

dmin<da<dmax

4.实际尺寸

零件制成后，通过测量所得的尺寸

1.由于测量误差一实际尺寸不一定是尺寸的真值。

2.由于形状误差一同一表面不同部位的实际尺寸往往不相等，因此

要用二点法进行测量。

三、有关偏差、公差和公差带的定义

1、偏差

某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。偏差分为称极限偏差和实际

偏差。

尺寸偏差有上偏差、下偏差（统称极限偏差）和实际偏差。

⑴极限偏差

极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差

上偏差最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差

下偏差最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差

孔{ES=Dmax-D;EI=Dmin-D}

轴{es=dmax-d；ei=dmin-d}

偏差标注的国际规定：上偏差标在基本尺寸的右上角，下偏差标在

基本尺寸的右下角。

⑵实际偏差

{Ea=Da-D；ea=da-d}

注：a.偏差可正可负。除零外，偏差值前面必须加正负号；

b.实际偏差必须介于上偏差和下偏差之间。极限偏差用于控制

实际偏差。

有关偏差的计算例题讲解。

2、尺寸公差

定义：允许尺寸的变动量叫做尺寸公差，简称公差。

即：公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸

或：公差=上偏差-下偏差

孑L：Th=IDmax-DminI=I(D+ES)-(D+EI)I=ES-EI

轴：Ts-Idmax-dminI=es-ei

图1-2术语图解

上图1-2表示了一对互相结合的孔与轴的基本尺寸、极限尺

寸、偏差、公差的相互关系。

尺寸公差的计算例题讲解。

3、零线与公差带

⑴.零线它是在公差配合图解（简称公差带图）中，确定偏差

的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸，偏差由

此零线算起，零线以上为正偏差，零线以下为负偏差

（2）.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。

表示公差大小和相对于零线位置的一个区域。一般只画出孔和轴的

上、下偏差围成的方框简图，称为公差带图，见图1-3。

基本偏差

用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。往往是离零线

近的或位于零线的偏差。

•公器借

图1-3孔、轴公差带图

注：1.公差带的大小，是指垂直于零线方向计量。沿着零线方向的

宽度，画图时任意确定，不具有特殊含义。

在公差带图中，零线是表示基本尺寸的一条直线。当零线画成水平

线时，正偏差位于零线的上方，加“+”。负偏差位于零线的下方，加

“一”，偏差值的单位为微米。

四、有关配合的定义

1、配合

基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系，称为配合。

2、间隙

孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正，用X表示。

3、过盈

孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负，用Y表示。

4、配合类别

（1）间隙配合

孔的公差带在轴的公差带之上

Es

图1-4间隙配合图

最大间隙乂3=2,”一4m=ES一击

最小间隙Xmin=Dmin-dmm=EI-es

平均间隙x,“=Dm-4=X/；区

（2）过盈配合

孔的公差带在轴的公差带之下

图1-5过盈配合图

最大过盈工皿=%-d^=EI-es

最小过盈Kmin=DmM-dmin^ES-ei

y+y

平均过盈，=Dm~dm=-2外

（3）过渡配合

孔和轴的公差带相互交叠

图1-6过渡配合图

最大间隙Xmax=Dmm-dmin=ES-ei

最大过盈tax=-"max=E/-

注：最大间隙和最大过盈的平均值：正时为平均间隙，负时为平均过盈。

5、配合公差及配合公差带图

(1)定义

配合公差是指允许间隙或过盈的变动量。

它是设计人员根据机器配合部位使用性能的要求对配合松紧变动的程

度给定的允许值。它反映配合的松紧变化程度，表示配合精度，是评定

配合质量的一个重要的综合指标。

间隙配合Tf=|Xmax—Xmin|

过盈配合Tf—|Ymin'—Ymax|

过渡配合Tf-|Xmax—Ymax|

配合公差应为孔公差与轴公差之和

Tf=Th+Ts

(2)配合公差带的画法

图1-7配合公差带图

注：a、与公差带图类似，用长方形区域表示

b、零线以上为正，表示间隙；零线以下为负，表示过盈。

c、公差带上下两端至零线的距离为极限配合尺寸

d、公差带上下两端之间的距离为配合公差

五、基准制

1.基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差

带形成各种不同配合的制度。

2.基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公

差带形成各种不同配合的制度。

00

基准轴的基本偏差代号为“h”。

例1计算娟0『必mm孔与娟0叱牌mm轴配合的极限间隙、平均间隙和配

合公差，并画出公差带和配合公差带图。

解：

最大间隙Xmax=ES-击=21-(-33)=+5如

最小间隙Xmin=E/—es=0—(-20)=+2(飒

平均间隙Xg=X'W；Xmi“=+34〃牝

配合公差Tf=|Xmax—Xmin|=54-20=34um

配合公差带图

+54

+TLII+20

0---------------------

▼

Y

例2计算030廿⑼mm孔与姆0处黑mm轴配合的极限过盈、平均过盈和配

合公差，并画出公差带和配合公差带图。

解：

最大过盈hX=E/-es=O-61=-614〃

最小过盈之„=ES-ei=21-48=-21pm

Y+y

平均过盈Yav=2m"=-44/2/72

配合公差Tf—|Ymax—Ymin|--27-(-61)-34um

公差带图

______+0.061

轴

----------+0.048

______,+0.021

+孔

0t------------------

3

配合公差带图

例3计算的0俨⑼mm孔与030曹窗mm轴配合的极限间隙、极限过盈、平

均过盈和配合公差，并画出公差带和配合公差带图。

解：

最大过盈Yimx=EI-es=O-21=-21冲

最大间隙Xmax=ES-ei=21-8=+1

VV

平均过盈Yav=2咏=_洞

配合公差Tf=|Ymax—Xmax|=34um

公差带图

-TFO.0214-0.021

轴

+孔+0.008

0

o

co

0

配合公差带图

X

+13

+

0-----

-21

Y

本节是公差配合的基础，涉及的概念都非常重要，在详细讲解的基础

上，适当放慢速度，加深学生课堂上的学习记忆效率。

P321.2.3.4

对极限配合尺寸的计算、公差带、配合公差带的画法掌握情况很好，

但对一些计算公式的熟练程度还不够。

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理论课年月日（第节）

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教学极限与配合标准的基本规定

课题

1、熟悉标准公差等级和基本偏差系列

教学2、学会查阅基本偏差数值表和标准公差数值表

目标3、了解孔和轴极限偏差的确定方法

教学基本偏差数值表和标准公教学准确找出极限偏差

重占差数值表的应用难点

教学

后记

教学过程:

§1-2极限与配合标准的基本规定

为了便于生产，实现零部件的互换性和满足不同的使用要求，国

标对相应的零部件的加工尺寸的变动量进行了统一的规定。现在我们就

来研究是如何规定的，通过学习，我们应该掌握如何应用。

国家标准对零部件的加工控制采用公差带，公差带由标准公差和

基本偏差两个要素组成。

一、标准公差

国家标准《极限与配合》中规定的公差称为标准公差。标准公

差的数值与两个因素有关一一标准公差等级和基本尺寸分段。

1、标准公差等级

（1）标准公差等级——确定零部件尺寸精确程度的等级称为标准

公差等级。国家标准设置了20个公差等级，ITORITO^ITOI-IT18O

“IT”表示标准公差，后面的数字表示公差等级；IT01精度最高（同一

基本尺寸的标准公差值最小），其余精度依次降低（同一基本尺寸的标

准公差值依次增大），IT18精度最低（同一基本尺寸的标准公差值最大）o

（2）意义——公差等级是划分尺寸精确程度高低的标志。虽然在

同一公差等级中，不同基本尺寸对应不同的标准公差值，但这些尺寸被

认为具有相等的精确程度。

公差等级越高，零件的精度也越高，但加工难度大，生产成本高;

反之

公差等级越低，零件的精度也越低，但加工难度小，生产成本降

低。

2、基本尺寸分段

在实际生产中（在相同的加工条件下，即是相同的加工设备和加

工技术等），加工误差随着基本尺寸的增大而增大，因此，同一公差等

级的标准公差值也随基本尺寸的增大而增大。因此，国标对基本尺寸进

行了分段，同一尺寸段内的所有的基本尺寸，在相同公差等级的情况下,

具有相同的公差值。

特别注意：查基本尺段时，对于处于基本尺寸段界限声的基本尺

寸该属于哪个尺寸段，不要弄错。如例0,应查“大于6至10”一行，

而不应查“大于10至18”一行。

二、基本偏差

1、基本偏差——国标《极限与配合》中规定，用以确定公差带相

对于零线位置的上偏差或下偏差，称为基本偏差。基本偏差一般为靠近

零线的哪个偏差。特别注意：一个零件有声偏差和下偏差两个，但对

一个零件的尺寸公差带只能规定其中一个偏差为基本偏差。

当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差，因为下偏差靠近零

线；

当公差带在零线下方时，基本偏差为上偏差，因为上偏差靠近零

线；

当公差带的某一偏差为零时，此偏差自然就是基本偏差；

有的公差带相对于零线是完全对称的，则基本偏差可为上偏差，

也可为下偏差。

2、基本偏差代号——基本偏差代号用拉丁字母表示，大写字母表

示孔的基本偏差，小写字母表示轴的基本偏差。孔和轴各有28个基本

偏差代号。

3、国标基本偏差特征——

(1)轴的基本偏差从a到h为上偏差，h的上偏差为零，其余均

为负值，它们的绝对值依次减小；轴的基本偏差从i到zc为下偏差，除

了j和k的部分外，均为正值，它们的绝对值依次增大；

（2）孔的基本偏差从A到H为下偏差，H的上偏差为零，其余

均为正值，它们的绝对值依次减小；孔的基本偏差从J到ZC为上偏差，

除了的部分外，均为负值，它们的绝对值依次增大；

（3）基本偏差为JS和js的公差带，在各公差等级中完全对称于零

线，其基本偏差可为上偏差（数值为+H72）,也可为下偏差（数值为-IT/2）,

规定：在基本偏差数值中js划归为上偏差，JS划归为下偏差.

⑷代号为k,K和N的基本偏差的数值随公差等级的不同而分为两

种情况（K,k可为正值或零值，N可为负值或零值）；代号为M的基本

偏差随公差等级不同则有三中情况（正值、负值、零值）。

三、公差带

1、公差带代号——孔、轴的公差带代号由基本偏差代号与公差等

级数字组成。

2、图样上标注尺寸公差的方法——有三种标注方法---。

孔04OG7孔第0比黑孔打（67《蹴

轴如29轴。16器；轴例6J9G黑）

四、孔、轴极限偏差数值的确定

1、基本偏差数值的求法——国标对孔和轴规定了28种基本偏差，

标准中列出了相应的基本偏差数值。查得的这个基本偏差，.就是零件的

一个极限偏差。

查表注意：（1）基本偏差代号有大小写之分，大写的查孔的基本偏

差数值表，小写的查轴的基本偏差数值表。

(2)查基本尺段时，对于处于基本尺寸段界限声的基本尺寸该属

于哪个尺寸段，不要弄错。如例0,应查“大于6至10”一行，而不应

查“大于10至18”一行。

(3)一定要分清楚基本偏差是上偏差还是下偏差。(基本偏差数值

表的上方标示)

(4)代号为jkJKNP——ZC的基本偏差数值与公差

等级有关。

2、另一极限偏差的确定——

基本偏差决定了公差带中的一个极限偏差，即是靠近零线的那个偏

差，从而确定了公差带的位置；另一个极限偏差的数值，可以由极限偏

差和标准公差的关系进行计算。

对于孔ES=EI+IT或EI=ES-IT

对于轴es=ei+IT或ei=es-IT

例题11：求下列个尺寸的标准公差、基本偏差，并计算另一极限

偏差。

(1)°8e7(2)流(次6

解题(1)查表得e的基本偏差为上偏差，其数值为

es=-25um=0.025mm

e7的标准公差数值为

IT=15um=0.015mm

由公式可得另一极限偏差为

ei=es-IT=-0.025-0.015=-0.040mm

⑵查表得R的基本偏差为上偏差，其数值为ES=-43+A

=-43+6=-37um=-0.037mm

R6的标准公差数值为

IT=19um=0.019mm

由公式可得另一极限偏差为

EI=ES-IT=-0.037-0.019=-0.056mm

3、极限偏差表

上述计算方法在实际使用中很麻烦，可以利用《极限与配合》表中

直接查得：由基本尺寸查行，由基本偏差代号和公差等级查列，行与列

相交处的框格有上下两个偏差数值，上方的为上偏差，下方的为下偏差。

例题11：见书22页---

五、配合

1、配合制一一两种基准配合制。

(1)基孔制配合一一二定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的

公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔是配合的基准件，称

为基准孔。基准孔的基本偏差代号为“H”，它的基本偏差为下偏差，其

数值为零，上偏差为正值。

基孔制中的轴是非基准件，由于轴的公差带相对零线可有不同的位

置，因而可形成各种不同性质的配合。

(2)基轴制配合一一定的轴6的公差带，与不同基本偏差的孔

的公差带形成各种配合的一种制度。基轴轴制中的轴是配合的基准件,

称为基准轴。基准轴的基本偏差代号为％”，它的基本偏差为上偏差，

其数值为零，下偏差为负值。

基轴制中的孔是非基准件，由于孔的公差带相对零线可有不同的位

置，因而可形成各种不同性质的配合。

(3)混合配合——-——

2、配合代号——配合代号用孔、轴的公差带代号的组合表示，写

成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。

例如H8/f7或笔,在图样中标注时，配合代号标注正在基本

尺寸之后，

姬0H8//7或婚0等其基本含义为：基本尺寸为姬0mm,孔

的公差带代号为H8,轴的公差带代号为行，为基孔制间隙配合。

六、一般公差(了解)

设计时，零件上的某些部位在使用功能上无特殊要求时，可以给

出一般公差。

1、线性尺寸的一般公差概念

线性尺寸的一般公差是在车间普通工艺条件下，机床设备的一般加

工能力可保证的公差。才用一般公差时，在图样上不单独标注出公差，

而是在图样上、技术文件或技术标准中作出总的说明；才用一般公差时,

在正常的生产的条件下，尺寸一般可不进行检验，而由工艺保证。

2、线性尺寸的一般公差标准

线性尺寸的一般公差标准既适合于金属切削加工的尺寸，也适合于

一般冲压加工的线性尺寸。线性尺寸的一般公差规定了四个等级：f（精

密级）、m（中等级）、c（粗糙级）、v（最粗级）。

3、线性尺寸的一般公差的表示方法

可在图样上、技术文件或技术标准中用线性尺寸的一般标准号和公差等

级符号表示。例如：当一般公差选用中等级时，可在零件图样上（标题

栏上方）标明：未注公差尺寸按GB/T1804-m。

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理论课年月日（第节）

分类时间

教学公差带与配合的选用

课题

1、掌握基准制的选择原则，基孔制、基轴制的应用条件

教学2、掌握公差等级和配合的选择

目标3、了解计算法确定公差等级和配合形式

教学公差等级的选用原则教学配合制的选用原则

重占难点

教学

后记

教学过程:

§1-3公差带与配合的选用

导入新课：

在机械制造中，合理地选用公差带与配合是非常重要的，它对提高

产品的性能、质量以及降低制造成本都有重大的作用。公差带与配合的

选择就是公差等级、配合制和配合种类的选择。我们先复习这三个概念

的部分内容：

什么是公差？什么是公差带？什么是公差等级？什么是偏差和基本

偏差？如何判断间隙配合、过盈配合和过渡配合？

一、公差等级的选用

选择公差等级时要正确处理机器零件的使用性能、制造工艺和生产

成本之间的关系。总的选择原则是：在满足使用要求的条件下，尽量选

取低的公差等级。

公差等级的选用方法：采用类比的方法——参考经过实践证明是合

理的典型产品的公差等级，结合待定零件的配合、工艺和结构特点，经

过分析对比后确定公差等级。

1、公差等级的应用范围——

(1)量块IT01--IT1

(2)量规B-IT7

(3)特别精密的配合IT2--IT5

(4)一般配合IT5--IT13

(5)非配合尺寸IT12-—IT18

(6)原材料尺寸IT8--IT14

2、公差等级的主要应用实例

IT01——IT1:用于精密标准量块。

IT2——IT7:用于量规的尺寸公差。

IT3——IT5:用于精度要求很高的重要配合；配合公差很

小，对加工要求很高，应用较少。

IT6:用于机床、发动机和仪表中的重要配合；配合公差较

小，精密加工能够实现，在精密机械中广泛使用。

IT7、IT8:用于机床、发动机中不太重要的配合，也用于一

般机械的重要配合；配合公差中等，加工容易实现，在一般机械中广泛

使用。

IT9、mo：用于一般要求，或长度精度要求较高的配合。

IT1KIT12:用于没有严格要求，只要求便于连接的配合。

IT12——IT18:用于非配合尺寸和粗加工的工序尺寸。

3、各种加工方法与公差等级的关系——大家应记住以下几种加

工方法与公差等级的关系绞孔：IT6——IT1O

车：IT7------IT11

镇：IT7------IT11

铳：IT8——IT11

包lj:mo、IT11

钻：IT1O——IT13

二、配合的选用

1、配合制的选用原则

(1)一般情况下，应优先选用基孔制。

(2)与标准件配合时，配合制的选择通常依标准件而定。

(3)为了满足配合的特殊要求，允许采用混合配合。

2、配合种类的选用

选用配合种类在一般情况下采用类比法。即是与经过生产和使用

验证后的某种配合进行比较，然后确定其配合种类。

采用类比法选用配合的步骤：

(1)首先根据使用要求确定配合类别——

无相对运动的：要传递转矩、精确同轴且永就结合，选用过盈配合。

无相对运动的：要传递转矩、精确同轴但可拆结合，选用过渡配合或间

隙配合加紧。

无相对运动的：要传递转矩、无须精确同轴，选用间隙配合加紧固件。

无相对运动的：不传递转矩的结合，选用过渡配合或小过盈配合。

有相对运动的：选用间隙配合。

(2)确定了类别后，再进一步类比确定选用哪一种配合。

(3)根据工作条件，再对配合的松紧作适当的调整，最后确定

选用哪种配合。

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第周

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理论课年月日（第节）

分类时间

教学技术测量的基本知识

课题

1、掌握测量的基本知识。

教学2、了解测量器具和测量方法的分类。

目标

教学测量方法教学测量方法

重点难点

教学

后记

教学过程:

第二章技术测量的基本知识及常用计量器具

§2-1技术测量的基本知识

机械零件要实现互换性，除了要合理地规定公差，还需要在加工过

程中进行正确地测量和检验，只有通过测量和检验判定为合格零件，才

具有互换性。

什么是测量？——将被测的几何量与一个作为测量单位的标准量

进行比较的实验过程。任何一个完整的测量过程都包括测量对象、计量

单位、测量方法和测量精度四个要素。

什么是检验？——通过测量得到测量对象的几何量是否在规定的

极限范围之内，从而判定零件是否合格的过程。(可以不须确定量值。)

一、计量单位

为了保证测量的正确性，必须保证测量过程中测量单位的统一，我

国的法定计量单位中，长度单位为米(m)、毫米(mm)、微米(um)纳米(nm)；

平面角的角度单位为弧度(red)、度(。)、分(’)、秒(")。

lm=103mm=106um=109nm,10=60,1'-60"1

red=57,296°

(企业中也有用丝作为长度计量单位的，1丝等于0.01毫米。)

二、计量器具的分类

计量器具按结构特点可以分为四类

1、量具一以固定形式复现量值的计量器具。分标准量具(用来

复现单一量值的量具，如量块、直角尺)和通用量具(用来复现一定范

围内的一系列不同量值的量具，如钢直尺、游标卡尺、千分尺等)。

2、量规——是没有刻度的专用计量器具，用于检验零件(尺寸、

形状、位置）是否合格。量规检验不能获得被测几何量的具体数值，只

能判断合格性。量规可分为三种即（1）光滑极限量规（检验光滑圆柱

形工件的合格性，如环规、卡规、塞规）；（2）螺纹量规（综合检验螺

纹的合格性，如螺纹环规、螺纹塞规）；O）圆锥量规（用于检验圆锥

的锥度及尺寸，如锥度套规、锥度塞规）。

3、量仪——将被测几何量转换成可直接观察的指示值或等效信息

的计量器具，如百分表、杠杆表等。

4、计量装置一一为确定被测几何量值所必须使用的计量器具和辅

助设备的总体，如数控检测中心。

三、测量方法的分类

1、直接测量和间接测量

直接测量——直接用量具或量仪测出被测几何量值的一种方法。

间接测量——先测出与被测几何量相关的（容易直接测量的几何

量）其他几何参数，再通过计算获得几何量值的方法。

2、绝对测量和相对测量

绝对测量——从量具或量仪上直接读出被测几何量值的方法。

相对测量——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。

3、单项测量和综合测量

单项测量——在一次测量中只测量一个几何量的量值的测量方法。

综合测量——在一次检测中可得到几个相关几何量的综合结果，以

判断工件是否合格的一种测量方法，如用量规来检测。

四、测量误差

在任何测量过程中，无论怎样，其测得值都不可能等于几何量的真

值。由于计量器具本身的原因和测量条件的限制而使测量结果与真值之

间形成的差值称为测量误差。测量误差产生的原因很多，归纳起来主要

有以下几种：

(1)计量器具误差——计量器具本身质量问题。

(2)测量方法误差——测量方法不完善所引起的误差。如计算公

式不准确，测量方法选择不当，工件安装定位不准确等。

(3)环境误差——

(4)人员误差——测量人员主观原因和操作技术水平所引起的误

差。

教案

第周

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理论课年月日(第节)

分类时间

教学测量长度尺寸的量具

课题

1、了解常用量具的结构、原理和使用方法

教学2、通过听课和练习，能够熟练使用游标卡尺、和外径千分尺进

目标行测量。

教学量具的原理、读数方法和教学读数方法和使用方法

重占八、、使用方法难点

教学

后记

教学过程:

§2-2测量长度尺寸的量具

测量长度的量具种类比较多，最常用的是游标量具、测微螺旋量

具，另外还有量块等。

一、游标量具

游标量具是一种常用量具，具有结构简单、使用方便、测量范围大

等特点。

1、游标卡尺的结构

游标卡尺由外测量爪、刀口内测量爪、尺身（主尺）、游标（副尺）、

紧固螺钉和深度尺组成。游标卡尺的结构类型有1型（三用卡尺）、2型、

3型（双面卡尺）、4型（单面卡尺）。它们的读数原理相同，只是在外

形结构上有所差异。游标卡尺通常用来测量零件的长度、厚度、内外径、

槽宽度以及深度等。游标卡尺的分度值有0.1mm、0.05mm和0.02mm。

2、游标卡尺的刻线原理

游标卡尺读数的设计是主尺（整数）+副尺（小数）之和求得。主

尺的刻线间距a为1mm,主尺刻线（n-l）格的长度等于游标刻线n格

（〃一1）X。

的长度；相应的游标刻线间距b=n,主尺刻线间距与游标刻线间

距之差i=a-b即为游标卡尺的分度值，也就是游标卡尺的精度。例如；

0.02mm精度游标卡尺，主尺49格(49mm)相当于游标50格，因此

i=a-b=l-"竺=l-^HM=l-0.98=0.02mm,则主尺和副尺相对一格的差为

0.02mmo

3、读数方法

(1)根据游标零线所处的位置读出主尺在游标零线前的整数部分

的读数值；

(2)判断游标上的第几根刻线与主尺上的刻线对准，将游标刻线

的序号乘以该游标量具的分度值即可得到小数部分的读数值；

(3)最后将整数部分的读数值与小数部分的读数值相加即位整个

测量结果。

示范---

4、游标卡尺的使用方法

(1)测量前，应检查游标卡尺的质量——卡尺的两个量爪是否合

拢；合拢是游标的零线与主尺零线是否对齐；游标在之身上滑动是否灵

活适当。

(2)测量时，应使量爪轻轻接触零件的被测表面保持合适的测量

力；量爪的位置必须摆正，不能歪斜；示范测量外部尺寸、测量内孔、

测量深度、测量沟槽、测量较大尺寸等的正确方法。

(3)读数时，视线应与尺身表面垂直，避免产生视觉误差；应注

意尺框上的分度值标记，以免读错小数值产生较大误差。

5、游标卡尺的维护保养

(1)绝对禁止把游标卡尺的两个量爪当做扳手和划线工具使用。

(2)游标卡尺受到损伤后，绝对不允许用手锤、锂刀等工具修理。

(3)不可用砂布或普通磨料来擦除刻度尺表面的锈迹和污物。

(4)游标卡尺不要放在磁场附近，以免卡尺感受磁性。

(5)游标卡尺应平放。避免造成变形；不要将游标卡尺与其他工

具堆放；使用完毕后，应放在专用盒内，防止弄伤生锈。

二、测微螺旋量具

测微螺旋量具是利用螺旋副的运动原理进行测量和读数的一种测

量量具。按用途可分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺等。主要

介绍外径千分尺。

1、外径千分尺的结构

外径千分尺主要由尺架、砧座、测微螺杆、固定套筒、微分筒、

测力装置和锁紧装置等组成。固定套筒与尺架结合成一体，测微螺杆与

微分筒和测力装置结合在一起。当旋转测力装置时，就带动微分筒和测

微螺杆一起旋转，并利用螺纹传动副沿轴向移动，使砧座和微测螺杆的

两个侧面之间的距离发生变化。

2、刻线原理

千分尺是以测微螺杆的运动对零件进行测量的。测微螺杆的螺距为

0.5mm,当微分筒旋转一周(50格)时，测微螺杆移动0.5mm；当微分

筒转一格时，测微螺杆移动0.1mmo

3、读数方法

(1)先从微分筒的边缘想左看固定套筒距离微分筒边缘最近的刻

线，从固定套筒同中线上侧读出整数，下侧读出0.5mm的小数。

(2)再从微分筒上找到与固定套筒中线对齐的刻线，并将此刻线

值乘以0.01mm就是小于0.5mm的小数部分读数，最后将以上几部分相

加即为测量值。

4、使用千分尺的注意事项

(1)应保持千分尺清洁，使用前应对准零位。若零位有偏差，可

进行调整或在读数时加以修正。

(2)测量时，千分尺的测微螺杆的轴线应垂直零件的被测表面；

先用手转动微分筒，待测微螺杆的测量面接近零件的被测表面时，再转

动测力装置，待听到2——3声“咔咔”声后即停止转动，此时已得到

合适的测量力。这时可读取数值。

(3)读数时最好不从零件上取下千分尺；若须取下读数时，应先

锁紧测微螺杆，然后再轻轻取下，以防止尺寸变动产生误差。

三、量块

量块是没有刻度的平行端面量具，也称块规。

1、量块的特点

量块具有经过精密加工很平很光的两个平行平面，叫做测量面，两

测量平面之间的距离为工作尺寸，又称标称尺寸；量块的标称尺寸大于

或等于10mm时，其测量面的尺寸为35mmX9mm，标称尺寸在10mm以

下时，测量面的尺寸为30mmX9mm。

量块是成套使用的，每套包含一定数量的不同标称尺寸的量块；国

标GB/T6093——1985规定了17套量块，制造精度为五级：00012

(3)o其中00级精度最高,⑶级精度最低。

2、量块的使用

(1)选用量块时，应根据所需组合的尺寸，从最后一位数字开始

选取，每选一块，应使尺寸的数字减少一位，依次类推，直到组合成完

整的尺寸。

(2)不能碰伤或划伤量块的表面，特别一测量面。要防止腐蚀性

气体侵蚀量块，不能用手接触测量面。

(3)组合前，应根据工件尺寸选择好量块，一般不超过4■——5块。

(4)量块选好后，在组合前要将要将各面擦净，用推压的方法逐

块研合。

(5)使用后，拆开组合量块，清洗擦拭干净(钢制量块涂上防锈

油)后，装在特制的木盒内。

(6)决不允许将量块结合在一起存放。

补充作业：1、测量一张纸的厚度;

2、测量头发丝的直径。

教案

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理论课年月日（第节）

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教学常用机械式量仪

课题

1、了解机械式量仪的结构、原理和使用方法

教学2、通过听课和练习，能够使用一般机械式量仪进行测量。

目标

教学机械式量仪的使用方法教学机械式量仪的原理

重点难点

教学

后记

教学过程:

§2-3常用机械式量仪

前面我们学习了常用量具的原理及使用方法，是比较直观的测量。

今天我们来学习机械式量仪。机械式量仪借助杠杆、齿轮、齿条等的转

动，将测量微杆的微小移动，经传动和放大机构转变为表盘上指针的角

位移，从而指示出相应的数值，机械式量仪又称为指示式量仪。

一、百分表

1、百分表的结构

百分表又称钟表式百分表，由测量杆、齿条、小齿轮、大齿轮、中

间齿轮、弹簧、指针、游丝、刻度盘等组成。

2、工作原理

装有齿条的测量杆移动时，带动与齿条啮合的小齿轮转动，此时与

小齿轮同轴的大齿轮也随之转动，通过大齿轮带动中间齿轮，中间齿轮

带动与其同轴的指针转动。这样，通过齿轮传动系统可将测量杆的微小

位移放大并转变成指针的转动，并在刻度盘上指示出相应的示值。百

分表的测量杆移动1MM,通过齿轮传动系统，使大指针回转一周；刻

度盘沿圆周刻有100格，当指针转过1格时，表示所测量的尺寸变化为

l/100=0.01MM,所以，百分表的分度值为0.01MM。

3、使用百分表时的注意事项

(1)测量前应检查百分表是否完好：有无碰伤或锈蚀、指针有无

松动、指针的转动是否平稳等。

(2)测量时应使测量杆的轴线垂直于零件的被测表面；测量圆柱

面的直径时，测量杆的中心线要通过被测圆柱面的轴线。

(3)测量头开始与被测表面接触时,测量杆就应压缩0.3——1MM,

以保持一定的初始测量力。

(4)测量时应轻提测量杆，移动工件至测量头下面(或将测量头

移至工件上)，再缓慢放下与被测表面接触。

百分表主要用于测量工件的形状和位置精度，测量内孔以及找正工

件在机床上的安装位置。

附注：干分表与百分表的原理和使用方法相同，只是通过更多的齿

轮传动级数使放大比增大，可获得分度值为0.001MM的千分表。

二、内径百分表

内径百分表由百分表和装用表架组成，用于测量孔的直径和孔的形

状误差，特别适用于深孔的测量。

1、工作过程讲解：-----

2、测量注意事项

内径百分表活动测头的移动量很小，它的测量范围是通过更换或调

整可换测头的长度实现的，每只内径百分表都配有一套可换测头。

用内径百分表测量孔径属于相对测量法，测量前应根据被测孔径的

大小，用千分尺或其他量具将其调整对零才能使用。测量时将表杆在测

量头的轴线所在平面内轻微摆动，在摆动过程中读取最小读数，既为孔

径的实际偏差。

三、杠杆百分表

杠杆百分表又称靠表，其分度值问OOMM,测量范围为0——

0.8MMo

杠杆百分表由杠杆测头、齿轮传动机构（游丝、扇形齿轮、齿轮）、

指针和表盘等组成。

杠杆百分表的原理是把杠杆测头的位移（杠杆的摆动），通过机械

传动转变为指针在表盘上的偏转。

工作过程：一-

使用注意事项:夹持杠杆表的表架应牢固可靠,且要有足够的刚度,

悬臂长度应尽量短；测量时应使杠杆表的测量头轴线与被测表面平行，

若不能平行时应使测量头轴线与被测表面的夹角尽量小，（小于15度）。

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教学测量角度的计量器具

课题

1、了解万能角度尺的结构、原理和使用方法

教学2、通过听课和练习，能够熟练使用万能角度尺进行测量。

目标

教学万能角度尺的原理、使用教学万能角度尺的原理

方法

重占八、、难点

教学

后记

教学过程：

§2-4测量角度的计量器具

万能角度尺是用来测量工件内外角度的量具。按其分度值可氛围

5'和2'两种；按其尺身的形状不同分为扇形（1型）和圆形（2型）

两种。我们介绍扇形万能角度尺。

1、扇形万能角度尺的结构

（准备一把扇形万能角度尺）扇形万能角度尺由尺身、基尺、游标、

角尺、直尺、夹块、扇形板和制动器组成。

2、扇形万能角度尺的刻线原理和读数方法

尺身刻线每格为1°,游标刻线共30格为29°,即每格为29/30

度，与尺身1格相差1-29/30=1/30度=2'o

读数时：——先从尺身上读出游标零刻度线指示的整度数，再判断

游标上的第几格的刻线与尺身上的刻线对齐，就能确定分的数值，然后

将两者相加，就是被测角度的数值。（示范）

3、扇形万能角度尺的测量范围

（1）测量0°——50°角度时的情况是：将被测工件放在基尺和

直尺之间，此时按尺身上第一排刻度读数。

（2）测量50°——140°角度时的情况是：将角尺取下，将直尺直

接安装在扇形板的夹块上，利用基尺和直尺的测量面进行测量，此时按

尺身上第二排刻度读数。

(3)测量140°——230°角度时的情况是：取下直尺及直尺的夹

块，调整角尺的位置，是角尺的直角顶点与基尺的尖端对齐，然后将角

尺的短边和基尺的测量面靠在被测工件的被测量面上进行测量，此时按

尺身上第三排刻度读数。

(4)测量230°——320°角度时的情况是：将角尺、直尺和夹块

全部取下，直接用基尺和扇形板的测量面对被测工件进行测量，此时按

尺身上第四排刻度读数。

4、扇形万能角度尺使用注意事项

(1)使用前先检查0°,基尺和直尺贴合面应不漏光，尺身和游

标的零线应对齐。

(2)要根据被测工件的不同角度，正确搭配使用直尺和角尺。

(3)测量时，工件应与扇形万能角度尺的两个测量面在全长上接触良

好，避免误差。

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教学其他计量器具简介

课题

1、了解其他器具的结构、原理

教学2、了解其他器具的使用方法

目标

教学其他测量器具的使用方法教学其他测量器具的原理

重点难点

教学

后记

教学过程:

§2-5其他计量器具简介

在机械加工过程中，还用到很多其他计量器具，现在我们来作一个

了解。

一、塞尺

塞尺又叫厚薄规，是用来检验两表面间缝隙大小的量具。由若干厚

薄不一的钢制塞片组成，按其厚度的尺寸系列配套编组，一端用螺钉或

钏钉把一组塞尺组合起来，外面用两块保护板保护塞片。

检验间隙：如果用0.09MM的塞片能塞入缝隙，而用0.10MM的塞

片无法塞入缝隙，则说明此间隙在0.09——0.10MM之间。塞尺可以单

片使用，也可以几片重叠在一起使用。

二、直角尺

直角尺(90°)是一种用来检测直角和垂直度误差的定定值量具。

最常用的直角尺是宽座角尺，可以检验工件的内外角，结合塞尺使用可

以检验工件被测表面与基准面之间的垂直度误差，并可用于划线和基准

的校正等。

三、检验平尺

检验平尺是用来检验工件的直线度和平面度的量具。

样板平尺——根据形状不同可分为刀口尺、三棱样板平尺、四棱样

板平尺。

宽工作面平尺——矩形平尺、工字形平尺和桥形平尺。

检验时将样板平尺的棱边或宽工作面平尺的工作面紧贴工件的被

测表面，样板平尺通过透光法，宽工作面平尺通过着色法来检验工件的

直线度或平面度。

四、水平仪

水平仪是一种用来测量被测平面相对水平面的微小角度的计量器

具。主要用来检测机床等设备导轨的直线度、机件工作面间的平行度、

垂直度以及调整安装设备的水平位置，也可用来测量工件的微小倾角。

水平仪有电子水平仪和水准式水平仪，常用的水准式水平仪有条式水平

仪、框式水平仪和合像水平仪。

五、量规

量规是一种没有刻度的专用计量器具。

量规是成对使用的，一端为通规，代号为T,一端为止规，代号为

Z。用它们控制工件尺寸是否在规定的极限尺寸范围内，从而判断工件

是否合格。

1、轴用量规

检验工件轴径的量规，当尺寸小于100MM时，通规应为全形环规,

尺寸大于100MM时，通规可为不全形的卡规，止规类型均为卡规。目

前的通规和止规均为不全形的卡规。

卡规的工作表面是平面。卡规的一端为通规，它的开挡尺寸按被检

验轴的最大极限尺寸制造；另一端为止规，它的开挡尺寸按被检验轴的

最小极限尺寸制造。

检验工件时，如通规能够通过，表示轴径小于最大极限尺寸；止规

不能通过，表示轴径大于最小极限尺寸。这样可以判断被检尺寸是否

在允许的范围之内。

2、孔用量规

检验工件孔径的量规，当尺寸小于或等于100MM时，通规应为全

形塞规，尺寸大于100MM时，通规可为不全形的塞规，止规类型是当

尺寸小于18MM时为全形塞规，当尺寸大于18MM时为不全形塞规。目

前生产中使用的塞规，通规和止规多做成相同的类型。

卡规的工作表面是圆柱面。塞规的一端为通规，它的尺寸按被检验

孔的最小极限尺寸制造；另一端为止规，它的尺寸按被检验孔的最大极

限尺寸制造。

检验工件时，如通规能够通过，表示孔径大于最小极限尺寸；止规

不能通过，表示轴径小于最小极限尺寸。这样可以判断被检尺寸是否

在允许的范围之内。

利用量规检验工件时，只有通规能通过工件而止规过不去才表示被检验

工件合格,,查则就不合格。

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