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互换性与测量技术基础

作者: 张清珠

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2023-03

版次: 1

ISBN: 9787121451454

定价: 69.80

装帧: 其他

页数: 340页

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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本教材遵循新工科理念，以培养学生的综合设计能力为主线，对教材内容和编排进行了全新探索。全书分为十二章，包括绪论、几何量测量技术基础、尺寸精度设计、几何精度设计、表面粗糙度精度设计、光滑工件尺寸检验和光滑极限量规的设计、滚动轴承结合的精度设计、键和花键联结的精度设计、螺纹结合的精度设计、圆锥结合的精度设计、渐开线圆柱齿轮的精度设计、尺寸链。本教材旨在令学生掌握机械产品设计、制造和质量检测的必备基础理论知识，使学生初步具备解决产品几何精度设计和质量检测等实际问题的综合能力。本教材内容全部采用最新国家标准，侧重理论，同时配有工程实例，每章附有学习指导、本章小结、思考题与习题。本教材以包含二维码的纸质教材为载体，配有视频、作业、试卷、拓展资料、主题讨论等资源，将教材、课堂、教学资源三者融合，实现线上线下结合的新模式，体现了教材改革的思路和新理论、新技术的应用。本教材可作为普通高等工科院校和高职高专机械类及近机类各专业教学用书，也可供从事机械与仪器仪表设计、制造工艺设计、标准化编制、计量测试等工作的工程技术人员参考。张清珠，博士，讲师。2005.09-2009.06 河北农业大学，现代科技学院，本科，获工学学士学位；2009.09-2011.06 吉林大学，生物与农业工程学院，硕士研究生，直接攻读博士学位；2011.09-2014.06 吉林大学，生物与农业工程学院，博士研究生；2014.08-至今湖州师范学院工学院，讲师。第一章  绪论1

第一节  互换性与公差的概念1

一、互换性的概念1

二、互换性的种类1

三、互换性的作用3

四、公差的概念3

第二节  标准化与优先数系4

一、标准与标准化的概念4

二、优先数系及其公比6

第三节  几何量检测的重要性及其发展9

一、几何量检测的重要性9

二、我国在几何量检测方面的发展历程9

第四节  本课程的内容、研究对象及任务10

本章小结10

思考题与习题11

第二章  几何量测量技术基础12

第一节  测量与检验的概念12

一、测量对象12

二、计量单位13

三、测量方法13

四、测量精度13

第二节  长度和角度基准与量值传递13

一、长度基准与量值传递13

二、角度基准与量值传递14

三、量块15

第三节  计量器具和测量方法18

一、计量器具的分类18

二、计量器具的基本技术性能指标19

三、测量方法的分类20

第四节  测量误差23

一、测量误差的概念23

二、测量误差产生的原因24

三、测量误差的分类25

四、测量精度的分类26

第五节  各类测量误差的处理27

一、测量列中随机误差的处理27

二、测量列中系统误差的处理30

三、测量列中粗大误差的处理32

第六节  等精度测量列的数据处理32

一、等精度直接测量列的数据处理32

二、等精度间接测量列的数据处理34

本章小结35

思考题与习题36

第三章  尺寸精度设计37

第一节  概述37

第二节  尺寸精度设计的基本术语及定义38

一、有关孔、轴的定义38

二、有关尺寸的术语及定义39

三、有关尺寸偏差和公差的术语及定义41

四、有关配合的术语及定义44

第三节  公差与配合的标准化50

一、标准公差系列50

二、基本偏差系列53

三、公差带与配合在图样上的标注61

四、公差带代号及配合的选择62

五、尺寸精度设计的原则和方法64

本章小结83

思考题与习题84

第四章  几何精度设计87

第一节  概述87

一、几何误差的产生及影响88

二、相关术语及定义89

三、几何公差的几何特征项目和符号92

四、几何公差带95

五、最小条件及最小包容区域97

六、基准的定义与分类98

第二节  几何公差规范标注及其公差带特点分析99

一、几何公差规范标注99

二、被测要素的标注方法105

三、基准要素的标注方法106

四、附加标注107

五、局部规范108

六、延伸被测要素109

七、自由状态的标注109

八、几何公差带的特点分析109

第三节　公差原则与公差要求125

一、基本概念125

二、独立原则128

三、包容要求128

四、最大实体要求129

五、最小实体要求131

六、可逆要求133

第四节  几何公差的设计135

一、几何公差特征项目的选用135

二、几何公差等级（公差值）的选用136

三、公差原则的选择142

四、基准要素的选用143

五、几何精度设计实例143

第五节  几何误差的评定与检测原则145

一、几何误差的评定145

二、几何误差的检测原则148

本章小结150

思考题与习题151

第五章  表面粗糙度精度设计154

第一节  概述154

第二节  表面粗糙度的概念及其对零件使用性能的影响154

一、表面粗糙度的概念154

二、表面粗糙度对零件使用性能的影响155

第三节  表面粗糙度的评定156

一、一般术语及定义156

二、粗糙度轮廓的评定参数158

第四节  表面粗糙度的设计161

一、评定参数的选用161

二、表面粗糙度参数值及其选用161

第五节  表面粗糙度技术要求在零件图上的标注166

一、表面粗糙度的符号166

二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整符号的标注位置和内容166

三、表面粗糙度在零件图中的标注示例169

四、表面粗糙度设计实例172

第六节  表面粗糙度的检测174

一、比较法174

二、光切法174

三、针描法175

四、干涉法175

五、激光反射法176

六、激光全息法176

七、印模法176

八、三维几何表面测量176

本章小结177

思考题与习题177

第六章  光滑工件尺寸检验和光滑极限量规的设计180

第一节  概述180

第二节  用通用计量器具测量工件180

一、工件验收原则、安全裕度与尺寸验收极限181

二、计量器具的选择183

第三节  用光滑极限量规检验工件186

一、光滑极限量规的作用和分类187

二、光滑极限量规的设计188

本章小结194

思考题与习题195

第七章  滚动轴承结合的精度设计196

第一节  概述196

第二节  滚动轴承的公差等级及其应用197

一、滚动轴承的公差等级197

二、各个公差等级的应用197

第三节  滚动轴承和相配件的公差带及其特点197

一、滚动轴承的内、外径公差带197

二、与滚动轴承配合的孔、轴的公差带200

第四节  滚动轴承配合的精度设计200

一、与滚动轴承配合的轴颈、外壳孔公差带的选用201

二、轴颈、外壳孔的几何公差的选用205

三、轴颈、外壳孔的表面粗糙度的选用205

四、滚动轴承配合的图样标注206

五、滚动轴承精度设计实例206

本章小结208

思考题与习题208

第八章  键和花键联结的精度设计209

第一节  概述209

第二节  普通平键联结的精度设计209

一、普通平键联结的结构和几何参数209

二、普通平键联结的精度设计简介211

三、普通平键的检测213

第三节  矩形花键联结的精度设计214

一、矩形花键联结的尺寸系列214

二、矩形花键联结的几何参数和定心方式215

三、矩形花键联结的精度设计过程216

四、矩形花键的检测222

本章小结223

思考题与习题223

第九章  螺纹结合的精度设计224

第一节  概述224

第二节  螺纹几何参数偏差对互换性的影响225

一、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数225

二、影响螺纹结合精度的因素229

第三节  普通螺纹的公差与配合232

一、普通螺纹公差标准的基本结构232

二、普通螺纹的公差带233

三、螺纹的旋合长度与公差精度等级235

四、保证配合性质的其他技术要求236

五、螺纹公差与配合的选用237

六、普通螺纹的标记238

七、普通螺纹精度设计案例239

第四节  普通螺纹的检测240

一、综合测量240

二、螺纹单项测量241

第五节  梯形丝杠及螺母的公差242

一、梯形螺纹的基本牙型及尺寸242

二、梯形螺纹的公差244

三、梯形螺纹的标记245

四、机床梯形丝杠和螺母的精度检测指标与公差246

第六节  滚珠丝杠副的公差249

一、滚珠丝杠副的工作原理及结构形式249

二、滚珠丝杠副的主要几何参数250

三、滚珠丝杠副的标记代号251

四、滚珠丝杠副的标准公差等级与验收251

本章小结253

思考题与习题254

第十章  圆锥结合的精度设计256

第一节  概述256

一、圆锥结合的特点256

二、圆锥几何参数257

三、锥度与圆锥角系列258

第二节  圆锥公差与配合258

一、圆锥公差258

二、圆锥配合263

三、圆锥配合的一般规定264

四、锥度和圆锥公差的标注266

第三节  锥度的检测268

一、量规检验法268

二、间接测量法268

本章小结269

思考题与习题269

第十一章  渐开线圆柱齿轮的精度设计271

第一节  概述271

一、齿轮传动的使用要求271

二、齿轮加工误差产生的原因273

三、齿轮加工误差的分类274

第二节  齿轮的强制性检测精度指标、侧隙指标及其检测275

一、齿轮传递运动准确性的强制性检测精度指标276

二、齿轮传动平稳性的强制性检测精度指标277

三、轮齿载荷分布均匀性的强制性检测精度指标278

四、评定齿轮侧隙的指标279

第三节  齿轮的非强制性检测精度指标及其检测281

一、传递运动准确性的可选用参数281

二、传动平稳性的可选用参数283

第四节  齿轮副中心距极限偏差和轴线平行度公差284

一、齿轮副的安装误差284

二、齿轮副的传动性能检测指标285

第五节  齿轮精度等级、允许值（公差）及其图样标注286

一、齿轮精度等级286

二、齿轮各项偏差允许值（公差）及其计算公式287

三、图样标注291

第六节  圆柱齿轮精度设计292

一、齿轮精度等级的选用292

二、齿轮检验项目的选择293

三、齿轮侧隙指标的确定294

四、齿轮坯精度的确定296

五、圆柱齿轮精度设计实例298

本章小结301

思考题与习题304

第十二章  尺寸链305

第一节  概述305

一、尺寸链定义及其特征305

二、尺寸链的组成和分类307

三、尺寸链的建立与分析308

第二节  用完全互换法解尺寸链311

一、完全互换法解尺寸链的步骤和基本公式311

二、用完全互换法进行正计算（校核计算）313

三、用完全互换法进行中间计算314

四、用完全互换法进行反计算（设计计算）315

第三节  用大数互换法（概率法）解尺寸链319

第四节  解尺寸链的其他方法319

一、分组互换法（分组法）320

二、修配补偿法（修配法）320

三、调整补偿法（调整法）321

本章小结321

思考题与习题322

参考文献324
内容简介:
本教材遵循新工科理念，以培养学生的综合设计能力为主线，对教材内容和编排进行了全新探索。全书分为十二章，包括绪论、几何量测量技术基础、尺寸精度设计、几何精度设计、表面粗糙度精度设计、光滑工件尺寸检验和光滑极限量规的设计、滚动轴承结合的精度设计、键和花键联结的精度设计、螺纹结合的精度设计、圆锥结合的精度设计、渐开线圆柱齿轮的精度设计、尺寸链。本教材旨在令学生掌握机械产品设计、制造和质量检测的必备基础理论知识，使学生初步具备解决产品几何精度设计和质量检测等实际问题的综合能力。本教材内容全部采用最新国家标准，侧重理论，同时配有工程实例，每章附有学习指导、本章小结、思考题与习题。本教材以包含二维码的纸质教材为载体，配有视频、作业、试卷、拓展资料、主题讨论等资源，将教材、课堂、教学资源三者融合，实现线上线下结合的新模式，体现了教材改革的思路和新理论、新技术的应用。本教材可作为普通高等工科院校和高职高专机械类及近机类各专业教学用书，也可供从事机械与仪器仪表设计、制造工艺设计、标准化编制、计量测试等工作的工程技术人员参考。
作者简介:
张清珠，博士，讲师。2005.09-2009.06 河北农业大学，现代科技学院，本科，获工学学士学位；2009.09-2011.06 吉林大学，生物与农业工程学院，硕士研究生，直接攻读博士学位；2011.09-2014.06 吉林大学，生物与农业工程学院，博士研究生；2014.08-至今湖州师范学院工学院，讲师。
目录:
第一章  绪论1

第一节  互换性与公差的概念1

一、互换性的概念1

二、互换性的种类1

三、互换性的作用3

四、公差的概念3

第二节  标准化与优先数系4

一、标准与标准化的概念4

二、优先数系及其公比6

第三节  几何量检测的重要性及其发展9

一、几何量检测的重要性9

二、我国在几何量检测方面的发展历程9

第四节  本课程的内容、研究对象及任务10

本章小结10

思考题与习题11

第二章  几何量测量技术基础12

第一节  测量与检验的概念12

一、测量对象12

二、计量单位13

三、测量方法13

四、测量精度13

第二节  长度和角度基准与量值传递13

一、长度基准与量值传递13

二、角度基准与量值传递14

三、量块15

第三节  计量器具和测量方法18

一、计量器具的分类18

二、计量器具的基本技术性能指标19

三、测量方法的分类20

第四节  测量误差23

一、测量误差的概念23

二、测量误差产生的原因24

三、测量误差的分类25

四、测量精度的分类26

第五节  各类测量误差的处理27

一、测量列中随机误差的处理27

二、测量列中系统误差的处理30

三、测量列中粗大误差的处理32

第六节  等精度测量列的数据处理32

一、等精度直接测量列的数据处理32

二、等精度间接测量列的数据处理34

本章小结35

思考题与习题36

第三章  尺寸精度设计37

第一节  概述37

第二节  尺寸精度设计的基本术语及定义38

一、有关孔、轴的定义38

二、有关尺寸的术语及定义39

三、有关尺寸偏差和公差的术语及定义41

四、有关配合的术语及定义44

第三节  公差与配合的标准化50

一、标准公差系列50

二、基本偏差系列53

三、公差带与配合在图样上的标注61

四、公差带代号及配合的选择62

五、尺寸精度设计的原则和方法64

本章小结83

思考题与习题84

第四章  几何精度设计87

第一节  概述87

一、几何误差的产生及影响88

二、相关术语及定义89

三、几何公差的几何特征项目和符号92

四、几何公差带95

五、最小条件及最小包容区域97

六、基准的定义与分类98

第二节  几何公差规范标注及其公差带特点分析99

一、几何公差规范标注99

二、被测要素的标注方法105

三、基准要素的标注方法106

四、附加标注107

五、局部规范108

六、延伸被测要素109

七、自由状态的标注109

八、几何公差带的特点分析109

第三节　公差原则与公差要求125

一、基本概念125

二、独立原则128

三、包容要求128

四、最大实体要求129

五、最小实体要求131

六、可逆要求133

第四节  几何公差的设计135

一、几何公差特征项目的选用135

二、几何公差等级（公差值）的选用136

三、公差原则的选择142

四、基准要素的选用143

五、几何精度设计实例143

第五节  几何误差的评定与检测原则145

一、几何误差的评定145

二、几何误差的检测原则148

本章小结150

思考题与习题151

第五章  表面粗糙度精度设计154

第一节  概述154

第二节  表面粗糙度的概念及其对零件使用性能的影响154

一、表面粗糙度的概念154

二、表面粗糙度对零件使用性能的影响155

第三节  表面粗糙度的评定156

一、一般术语及定义156

二、粗糙度轮廓的评定参数158

第四节  表面粗糙度的设计161

一、评定参数的选用161

二、表面粗糙度参数值及其选用161

第五节  表面粗糙度技术要求在零件图上的标注166

一、表面粗糙度的符号166

二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整符号的标注位置和内容166

三、表面粗糙度在零件图中的标注示例169

四、表面粗糙度设计实例172

第六节  表面粗糙度的检测174

一、比较法174

二、光切法174

三、针描法175

四、干涉法175

五、激光反射法176

六、激光全息法176

七、印模法176

八、三维几何表面测量176

本章小结177

思考题与习题177

第六章  光滑工件尺寸检验和光滑极限量规的设计180

第一节  概述180

第二节  用通用计量器具测量工件180

一、工件验收原则、安全裕度与尺寸验收极限181

二、计量器具的选择183

第三节  用光滑极限量规检验工件186

一、光滑极限量规的作用和分类187

二、光滑极限量规的设计188

本章小结194

思考题与习题195

第七章  滚动轴承结合的精度设计196

第一节  概述196

第二节  滚动轴承的公差等级及其应用197

一、滚动轴承的公差等级197

二、各个公差等级的应用197

第三节  滚动轴承和相配件的公差带及其特点197

一、滚动轴承的内、外径公差带197

二、与滚动轴承配合的孔、轴的公差带200

第四节  滚动轴承配合的精度设计200

一、与滚动轴承配合的轴颈、外壳孔公差带的选用201

二、轴颈、外壳孔的几何公差的选用205

三、轴颈、外壳孔的表面粗糙度的选用205

四、滚动轴承配合的图样标注206

五、滚动轴承精度设计实例206

本章小结208

思考题与习题208

第八章  键和花键联结的精度设计209

第一节  概述209

第二节  普通平键联结的精度设计209

一、普通平键联结的结构和几何参数209

二、普通平键联结的精度设计简介211

三、普通平键的检测213

第三节  矩形花键联结的精度设计214

一、矩形花键联结的尺寸系列214

二、矩形花键联结的几何参数和定心方式215

三、矩形花键联结的精度设计过程216

四、矩形花键的检测222

本章小结223

思考题与习题223

第九章  螺纹结合的精度设计224

第一节  概述224

第二节  螺纹几何参数偏差对互换性的影响225

一、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数225

二、影响螺纹结合精度的因素229

第三节  普通螺纹的公差与配合232

一、普通螺纹公差标准的基本结构232

二、普通螺纹的公差带233

三、螺纹的旋合长度与公差精度等级235

四、保证配合性质的其他技术要求236

五、螺纹公差与配合的选用237

六、普通螺纹的标记238

七、普通螺纹精度设计案例239

第四节  普通螺纹的检测240

一、综合测量240

二、螺纹单项测量241

第五节  梯形丝杠及螺母的公差242

一、梯形螺纹的基本牙型及尺寸242

二、梯形螺纹的公差244

三、梯形螺纹的标记245

四、机床梯形丝杠和螺母的精度检测指标与公差246

第六节  滚珠丝杠副的公差249

一、滚珠丝杠副的工作原理及结构形式249

二、滚珠丝杠副的主要几何参数250

三、滚珠丝杠副的标记代号251

四、滚珠丝杠副的标准公差等级与验收251

本章小结253

思考题与习题254

第十章  圆锥结合的精度设计256

第一节  概述256

一、圆锥结合的特点256

二、圆锥几何参数257

三、锥度与圆锥角系列258

第二节  圆锥公差与配合258

一、圆锥公差258

二、圆锥配合263

三、圆锥配合的一般规定264

四、锥度和圆锥公差的标注266

第三节  锥度的检测268

一、量规检验法268

二、间接测量法268

本章小结269

思考题与习题269

第十一章  渐开线圆柱齿轮的精度设计271

第一节  概述271

一、齿轮传动的使用要求271

二、齿轮加工误差产生的原因273

三、齿轮加工误差的分类274

第二节  齿轮的强制性检测精度指标、侧隙指标及其检测275

一、齿轮传递运动准确性的强制性检测精度指标276

二、齿轮传动平稳性的强制性检测精度指标277

三、轮齿载荷分布均匀性的强制性检测精度指标278

四、评定齿轮侧隙的指标279

第三节  齿轮的非强制性检测精度指标及其检测281

一、传递运动准确性的可选用参数281

二、传动平稳性的可选用参数283

第四节  齿轮副中心距极限偏差和轴线平行度公差284

一、齿轮副的安装误差284

二、齿轮副的传动性能检测指标285

第五节  齿轮精度等级、允许值（公差）及其图样标注286

一、齿轮精度等级286

二、齿轮各项偏差允许值（公差）及其计算公式287

三、图样标注291

第六节  圆柱齿轮精度设计292

一、齿轮精度等级的选用292

二、齿轮检验项目的选择293

三、齿轮侧隙指标的确定294

四、齿轮坯精度的确定296

五、圆柱齿轮精度设计实例298

本章小结301

思考题与习题304

第十二章  尺寸链305

第一节  概述305

一、尺寸链定义及其特征305

二、尺寸链的组成和分类307

三、尺寸链的建立与分析308

第二节  用完全互换法解尺寸链311

一、完全互换法解尺寸链的步骤和基本公式311

二、用完全互换法进行正计算（校核计算）313

三、用完全互换法进行中间计算314

四、用完全互换法进行反计算（设计计算）315

第三节  用大数互换法（概率法）解尺寸链319

第四节  解尺寸链的其他方法319

一、分组互换法（分组法）320

二、修配补偿法（修配法）320

三、调整补偿法（调整法）321

本章小结321

思考题与习题322

参考文献324

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