互换性与测量技术教案

清华大学研究生院

互换性与测量技术课程教案

学年第一学期顺序号：（1）

系、部

主讲教师职称

教研室

本教案

课程名称互换性与测量技术

授课学时

本次课标题标准和互换性的概述

授课班级

及时间

能力目标：

1、掌握标准化的概念和特点。

知识目标：应掌握的知识要点有：标准化的相关概念。

素质目标：增强对测量这门学科的理解，加强标准化意识、以及增强查

教学目标阅工具书的能力。

第一章绪论

教学

1.互换性的概述

主要内容

2.标准化和优先数系

教学重点、重点：标准化和优先数系

难点难点：标准化和优先数系

教学手段多媒体教学

・新课导入：

为什么要制定标准，怎么样才能保证这家生产的零件和另外一家生产的零件在某些

场合可以互换，是怎么样来执行的呢，接下来将讲解什么是标准化和互换性。

•教学过程和教学内容设计：

第一章绪论

一、互换性的概述

在工业及日常生活中到处都能遇到互换性。例如，机器上丢了一个螺钉，可以按相

同的规格装上一个；灯泡坏了，可以换个新的；自行车、缝纫机、钟表的零部件磨损

了，也可以换个相同规格的新的零部件，即能满足使用要求。互换性是机器和仪器制造

行业中产品设计和制造的重要原则。

（-）互换性的概念

1.互换性及其意义

所谓互换性的含义即指：同一规格的一批零部件，任取其一，不需任何挑选和修理

就能装在机器上，并能满足其使用功能要求。

在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部

件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，有利于计算机辅助设计和产品品种

的多样化。

在制造方面，互换性有利于组织专业化生产，有利于采用先进工艺和高效率的专用

设备，有利于用计算机辅助制造，有利于实现加工过程和装配过程机械化、自动化，从

而可以提高劳动生产率和产品质量，降低生产成本。

在使用和维修方面，具有互换性的零部件在磨损及损坏后可及时更换，因而减

少了机器的维修时间和费用，保证机器连续运转，从而提高机器的使用价值。

2.互换性的分类

机器和仪器制造业中的互换性，通常包括几何参数（如尺寸）和力学性能（如硬度、

强度）的互换，本课程仅讨论几何参数的互换。

所谓几何参数互换，主要包括零部件的尺寸、几何形状、相互的位置关系以及表面

粗糙度等参数的互换。

互换性按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换。若一批零部件在装配时，不

需要挑选、调整和修配，装配后即能满足预定的要求，这些零部件属于完全互换。零部

件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺

寸的差别减小，装配时按对应组进行。这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决

加工上的困难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换，故称

为不完全互换。装配时需要进行挑选或调整的零部件也属于不完全互换。

3.加工误差、公差及检测

允许零件几何参数的变动量称为“公差”。工件的误差在公差范围内，为合格

件；超出了公差范围，为不合格件。

完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包含检验与测量。几

何量的检验是指确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并作出合格性判断，而

不必得出被测量的具体数值；测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确

定被测量的具体数值的过程。

二、标准化和优先数系

（-）标准与标准化

所谓标准，就是指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复特征

的物品（如产品、零部件等）和概念（如术语、规则、方法、代号、量值等），在总结科学

试验和生产实践的基础上，由有关方面协调制订，经主管部门批准后，在一定范围内作

为活动的共同准则和依据。

所谓标准化，就是指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程。

按照标准化对象的特性，标准可分为基础标准、产品标准、方法标准、安全标准、

卫生标准等。

对需要在全国范围内统一的技术要求，应当制定国家标准，代号为GB,对没有国家

标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，可制定行业标准，如机械标准

（JB）等。对没有国家标准和行业标准而又需要在某个范围内统一的技术要求，可制定

地方标准或企业标准，它们的代号分别用DB、Q表示。

优先数和优先数系

为使产品的参数选择能遵守统一的规律，必须对各种技术参数的数值做出

统一规定。《优先数和优先数系》国家标准（GB321-80）就是其中最重要的一个标准，

要求工业产品技术参数应尽可能采用它。

优先数系是由公比为加、痂、痂、痂、痂，且项值中含有10的整数累

的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。各数列分别用符号R5、RIO、R20、R40、

R80表示,分别称为R5系列、R10系列、R20系列、R40系列、R80系列。

R5系列为以痂^1.60为公比形成的数系；

R10系列为以痈q1.25为公比形成的数系；

R20系列为以痂心1.12为公比形成的数系；

R40系列为以朝心1.06为公比形成的数系；

R80系列为以顺心1.03为公比形成的数系；

•教学小结与拓展：

互换性是现代工业产品设计和制造的重要原则。零件具有互换性，可以在产品的设

计、制造、使用中发挥巨大的作用。互换性可分为完全互换和不完全互换，内互换和外

互换等。

要实现互换性生产，就要使零件的几何量误差控制在一定范围内，为此国家制定了

公差标准。为了保证公差，就要进行正确的检测。合理制定公差与正确进行检测是保证

产品质量、实现互换性生产的两个必不可少的条件和手段。

互换性要通过标准化来实现，标准化是组织现代化生产的重要手段之一，是实现专业化

协作生产的必要前提，现代化程度越高，对标准化的要求也越高。

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/学年第一学期顺序号：（2）

系、部

主讲教师职称机电与信息工程系

教研室

本教案

课程名称互换性与测量技术2

授课学时

本次课标题极限与配合的基本概念

授课班级

年8月28日

及时间

能力目标：

1、掌握极限与配合的基本概念。

知识目标：应掌握的知识要点有：极限与配合的基本概念。

素质目标：增强对测量这门学科的理解，加强标准化意识、以及增强查

教学目标阅工具书的能力。

第二章尺寸极限与配合

教学

1.极限与配合的基本概念

主要内容

2.有关尺寸、尺寸偏差、公差的术语定义

教学重点、重点：有关尺寸、尺寸偏差、公差的术语定义

难点难点：有关尺寸、尺寸偏差、公差的术语定义

教学手段多媒体教学

•新课导入：

前面我们学习了什么是标准化和互换性，接下来我们将介绍有关尺寸、尺寸偏差、

公差的术语定义。

•教学过程和教学内容设计：

第二章尺寸极限与配合

一、极限与配合的基本概念

（-）孔和轴

1.孔孔是指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）。孔的直径尺寸用D表示。

2.轴轴是指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）。轴的直径尺寸用d表示。

从装配关系讲，孔是包容面，轴是

被包容面。从加工过程看，随着余量的切除，孔的尺寸由小变大，轴的尺寸由大变小。

如图1T所示。

（二）有关尺寸的术语定义

1.尺寸是指用特定单位表示线性尺寸值的数值。

长度值包括：直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等。单位：毫米（mm）

2.基本尺寸（D,d）基本尺寸是由设计给定的，孔用D表示，轴用d表示。

3.实际尺寸①,,d.）实际尺寸是通过测量所得的尺寸。孔的实际尺寸以D*表示，

轴的实际尺寸以比表示。

4.极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值称为极限尺寸。

两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。孔和

轴的最大，最小极限尺寸分别用DMcU和D/,cU表示。

（三）有关尺寸偏差、公差的术

语定义

1.尺寸偏差某一尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差（简称偏差）。

偏差可能为正或负，也可为零。

2.实际偏差实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。

3.极限偏差极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

（1）上偏差最大极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为上偏差。孔的上

偏差用ES表示；轴的上偏差用es表示。

（2）下偏差最小极限尺寸减去其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔的下

偏差用EI表示；轴的下偏差用ei表示。极限偏差可用下列公式表示:

ES=Dmax-Des=dmax-d

EI=Dmin-Dei=dmin-d

+0.034

偏差值除零外，前面必须标有正或负号。上偏差总是大于下偏差。标注示例：50^0.009

-0.0090

50-°°2030-°00730°80,

4.尺寸公差（T”TJ允许尺寸的变动量称为公差。公差是用以限制误差的，

工件的误差在公差范围内即为合格；反之，则不合格。

公差等于最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。孔公差用。

表示；轴公差用「表示。公差、极限尺寸和极限偏差的关系如下:

孔公差

Thh=mDax-Dmin.=ES-EI

轴公差T=d—d.=es—ei

1smaxmin

公差值永远为正值。

公差与配合示意图

5.尺寸公差带零件的尺寸相对其基本尺寸所允许变动的范围，叫做尺寸公差

带。用图所表示的公差带称为公差带图。

零线为确定极限偏差的一条基准线，是偏差的起始线，零线上方表示正偏差，零线

下方表示负偏差。在画公差带图时，注上相应的符号“0””+”和“一”号，并在零线

下方画上带单箭头的尺寸线标上基本尺寸值。

上、下偏差之间的宽度表示公差带的大小，即公差值。公差带沿零线方向的长度可

适当选取。公差带图中，尺寸单位为毫米（mm）,偏差及公差的单位也可以用微米（urn）

表示，单位省略不写。

6.标准公差标准中表列的，用以确定公差带大小的任一公差称为标准公差。

7.基本偏差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。

一般为公差带靠近零线的那个偏差。

•教学小结与拓展:

极限与配合的基本术语和定义，不仅是圆柱零件尺寸极限制的基础部分，也是全书

的基础部分。对于极限与配合的术语和定义，必须牢固地掌握。不仅要明确定义，还要

能熟练计算。

教案首页

/学年第一学期顺序号：（3）

系、部

主讲教师职称机电与信息工程系

教研室

本教案

课程名称互换性与测量技术2

授课学时

本次课标题极限与配合的基本概念

授课班级2012级机电一体化

年9月170

及时间技术1班

能力目标：

1、掌握极限与配合的基本概念。

知识目标：应掌握的知识要点有：极限与配合的基本概念。

素质目标：增强对测量这门学科的理解，加强标准化意识、以及增强查

教学目标阅工具书的能力。

第二章尺寸极限与配合

教学

1.有关配合的术语定义以及配合公差

主要内容

重点：有关配合的术语定义以及配合公差

教学重点、

难点难点：有关配合的术语定义以及配合公差

教学手段多媒体教学

•新课导入：

前面我们学习了极限与配合的基本概念，接下来我们将介绍有关配合的术语定义以

及配合公差。

•教学过程和教学内容设计：

第二章尺寸极限与配合

一、有关配合的术语定义以及配合公差

（一）有关配合的术语定义

1.配合配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间

的关系。

2.间隙（X）或过盈（Y）在轴与孔的配合中，孔的尺寸减去轴的

尺寸所得的代数差，当差值为正时称为间隙，用X表示；当差值为负时称

为过盈，用Y表示。

3.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。在间隙配合中，孔的公差带在轴的公差带之上，如图1-4所示。

最大间隙Xmax=Draax-dmin=ES-ei

最小间隙Xmin=Dn,in—dmax=EI-es

间隙配合的平均松紧程度称为平均间隙X,

=

平均间隙XavJ(Xmax+Xmin)(1-5)

图IT间隙配合图

图1-5过盈配合图

4.过盈配合具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合称为过盈配

合。在过盈配合中，孔的公差带在轴的公差带之下，如图

^^^大过盈Ymax-Dmindmax

最小过盈Ymin=Dmax—dmin=ES-ei

平均过盈为最大过盈与最小过盈的平均值。

平均过盈Yav=1(Ymax+Ymin)

5.过渡配合可能具有间隙或过盈的配合，此时孔的公差带与轴的

公差带相互交叠，它是介于间隙配合与过盈配合之间的一种配合，但间隙

和过盈量都不大。

最大间隙Xmax=Dmax—dmin=ES-ei

最大过盈丫吟=d汨一cLx=EI-es

在过渡配合中，平均间隙或平均过盈为最大间隙与最大过盈的平均值,

所得值为正，则为平均间隙；为负则为平均过盈。

图过渡配合图

6.配合公差允许间隙或过盈的变动量称为配合公差。它表明配合

松紧程度的变化范围。配合公差用T「表示，是一个没有符号的绝对值。

对间隙配合”=必3-*高

对过盈配合Tf=\Ymi.n-Ymm\

对过渡配合rr=|xmax-ymax|

在上式中，把最大、最小间隙和过盈分别用孔、轴的极限尺寸或偏差

带入，可得三种配合的配合公差都为

Tf=Th+Ts

例1T已知基本尺寸D=d=50mm,孔的极限尺寸D„,as=50.025mm,

Dmin=50mm；轴的极限尺寸（1皿=49.950mm,drain=49.934mmo现测得孔、轴的实

际尺寸分别为必=50.010mm,&=49.946mm。求孔、轴的极限偏差、实际偏差

及公差。

解：孔的极限偏差

—

ES=Dn,axD=50.025—50=+0.025mm

EI=Dmin-D=50-50=0

轴的极限偏差

es=draax—d=49.950—50=—0.050mm

—

ei=draind=49.934—50=—0.066mm

孔的实际偏差

Da-D=50.010-50=+0.010mm

轴的实际偏差

da—d=49.946—50=—0.054mm

孔的公差

Ti）=Dmax—Dmin=50.025—50=0.025mm

轴的公差

T（i=dmax—dmin=49.950—49.934=0.016mm

例1-2孔650—39mm,轴650二温mm,求X—X.及T,，并画出公差带

图。

—

解：Xmax=Dmaxd,„in=(50.039—49.950)mm=+0.089mm

=-

XminDmin—dmax=(5049.975)mm=+0.025mm

7)=|Xmax-Xmin|=|O.O89-0.025|mm=0.064mm

公差带图如图l-7a所示。

例1-3孔650^039mm,轴4)求丫皿、Y*及7),并画出公差带

图。

=—

解：YmxD„,ind,nax=(50—50.079)mm=—0.079mm

Ymin=Dmax一心产(50.039—50.054)=—0.015mm

Tf=|rmin-Kmax|=|-0.015-(-0.079)|mm=0.064mm

公差带图如图l-7b所示。

例1-4孔650；0039mm,轴650^™,求X—Y■及77,并画出公差带

图。

解：Xmax=Dmax—dmin=(50.039—50.009)mm=+0.030mm

Ymax=Dmin—dmax=(50—50.034)mm=—0.034mm

Tf=|xmax-ytnaxI=|0.030-(-0.034)1mm=0.064mm

公差带图如图l-7c所示。

•教学小结与拓展：

极限与配合的基本术语和定义，不仅是圆柱零件尺寸极限制的基础部分，也是全书

的基础部分。对于极限与配合的术语和定义，必须牢固地掌握。不仅要明确定义，还要

能熟练计算。

教案首页

/学年第一学期顺序号：(4)

系、部

主讲教师职称机电与信息工程系

教研室

本教案

课程名称互换性与测量技术2

授课学时

本次课标题极限与配合标准的主要内容

授课班级2012级机电一体化

年9月18日

及时间技术1班

能力目标：

1、掌握极限与配合标准的主要内容。

知识目标：应掌握的知识要点有：极限与配合标准的主要内容。

素质目标：增强对测量这门学科的理解，加强标准化意识、以及增强查

教学目标阅工具书的能力。

教学第二章尺寸极限与配合

主要内容1.极限与配合标准的主要内容

重点：有关配合的术语定义以及配合公差

教学重点、

难点难点：有关配合的术语定义以及配合公差

教学手段多媒体教学

•新课导入：

前面我们学习了极限与配合的基本概念，接下来我们将介绍有关配合的术语定义以

及配合公差。

•教学过程和教学内容设计:

第二章尺寸极限与配合

一、极限与配合标准的主要内容

本节主要讲述公差配合标准，了解基准制中基孔制和基轴制的特点、标准公差系列

和基本偏差系列的构成，重点掌握标准公差数值表和孔与轴的基本偏差数值表的查用，

会在图样上正确标注公差配合。掌握一般公差的表示方法。

(-)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配

合的一种制度。

基孔制配合中的孔为基准孔，是配合的基准件。标准规定，基准孔的基本偏差为下

偏差EL数值为零，即EI=O,上偏差为正值，其公差带偏置在零线上侧。基准孔的代

号为H。

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配

合的一种制度。

过渡配合I过渡配合

间隙配合过渡配合或过盈配合间隙配合过渡配合或过盈配合

过的配合

□过盈配合

.才___________________

基准孔

堂

一n

二

甘S

一_«n

工fl0

格

柒

(a)⑹

基轴制配合中的轴为基准轴，是配合的基准件。标准规定，基准轴的基本偏差为上

偏差es,数值为零，即es=O,下偏差为负值，其公差带偏置在零线下侧。基准轴的代

号为h。

(-)标准公差系列

1.标准公差因子(公差单位)标准公差因子是用以确定标准公差的基本单位，该因

子是基本尺寸的函数，是制定标准公差数值的基础。

z=0.45V5+0.00ID

式中D一—基本尺寸分段的计算尺寸（mm）

i---公差单位（um）

2.公差等级确定尺寸精确程度的等级称为公差等级。不同零件和零件上不同部位的

尺寸，对精确程度的要求往往不同，为了满足生产的需要，国家标准设置了20个公差

等级，各级标准公差的代号为ITOI、ITO、m、IT2、…、IT18,IT01精度最高，其余

依次降低，标准公差值依次增大。

3.尺寸分段在计算标准公差时，公差单位算式中D取尺寸段首尾两个尺寸的几何平

均值。

（三）基本偏差系列

1.代号基本偏差代号用拉丁字母表示，孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。28

种基本偏差构成了基本偏差系列。

2.基本偏差系列图及其特征图1-9为基本偏差系列图。图中，基本偏差系列各公差

带只画出一端，另一端未画出，它取决于公差的大小。

3.基本偏差数值

（1）轴的基本偏差数值轴的基本偏差数值是以基孔制配合为基础，按照各种

配合要求，再根据生产实践经验和统计分析结果得出的一系列公式经计算后圆整尾数而

得出。轴的基本偏差数值表，如表『4所示。

轴的基本偏差可查表确定，另一个极限偏差可根据轴的基本偏差数值和标准公差值

按下列关系式计算

ei=es-IT

es=ei+IT

（2）孔的基本偏差数值

①通用规则用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的绝对值相等，符号相反。孔

的基本偏差是轴的基本偏差相对于零线的倒影。即

ES=—ei（适用于A〜H）

EI=-es（适用于同级配合的J〜ZC）

②特殊规则用同一字母表示的孔、轴的基本偏差的符号相反，而绝对值相差一

个△值。即

ES=-ei+A

A=IT„-ITn-1=ITh-ITs

特殊规则适用于基本尺寸＜500mm,标准公差WIT8的J、K、M、N和标准公差WIT7

的P-ZCo

孔的另一个极限偏差可根据孔的基本偏差数值和标准公差值按下列关系式计算

EI=ES-IT

ES=EI+IT

例1-5查表确定少25H8/p8,625P8/h8孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的

极限盈隙。

解：1)查表确定孔和轴的标准公差

查表1-2得IT8=33um

2)查表确定轴的基本偏差

查表1-4得p的基本偏差为下偏差ei=+22umh的基本偏差为上偏差es=O

3)查表确定孔的基本偏差

查表1-5得H的基本偏差为下偏差EI=OP的基本偏差为上偏差ES=-22um

4)计算轴的另一个极限偏差

p8的另一个极限偏差es=ei+IT8=(+22+33)um=+55um

h8的另一个极限偏差ei=es—IT8=(0-33)um=-33um

5)计算孔的另一个极限偏差

H8的另一个极限偏差ES=EI+IT8=(0+33)um=+33um

P8的另一个极限偏差EI=ES—IT8=(-22-33)um=-55um

6)标出极限偏差

rjQ/+0.033\)62r5)Q/^-0.02^2\

p8(+o022)力8(4033)

7)计算极限盈隙

对于e25H8/p8Ymax=EI-es=(0-0.055)mm=-0.055mm

Xmax=ES—ei=(+0.033—0.022)mm=+0.011mm

对于625P8/h8YmHX=EI—es=(—0.055—0)mm=-0.055mm

Xmax=ES—ei={-0.022—(—0.033)}mm=+0.011mm

可见“25H8/p8与e25P8/h8配合性质相同。

例1-6查表确定。20H7/p6,620P7/h6孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的

极限盈隙。

解：1)查表确定孔和轴的标准公差

查表1-2得IT6=13umIT7=21um

2)查表确定轴的基本偏差

查表1-4得p的基本偏差为下偏差ei=+22umh的基本偏差为上偏差es=O

3)查表确定孔的基本偏差

查表1-5得H的基本偏差为下偏差EI=O

P的基本偏差为上偏差ES=(―22+A)um=(―22+8)um=-14um

4)计算轴的另一个极限偏差

p6的另一个极限偏差es=ei+IT6=(+22+13)Um=+35um

h6的另一个极限偏差ei=es—IT6=(0—13)um=-13um

5)计算孔的另一个极限偏差

H7的另一个极限偏差ES=EI+IT7=(0+21)um=+21urn

P7的另一个极限偏差EI=ES-IT7=(-14-21)um=-35um

6)标出极限偏差

H7（r回）P7G牒）

（1）20620

P6晨盥)

7)计算极限盈隙

对于@20H7/p6Yrax=EI—es=(0—0.035)mm=—0.035mm

Ymi„=ES—ei=(+0.021—0.022)mm=—0.001mm

对于420P7/h6Yrax=EI-es=(-0.035-0)mm=-0.035mm

Ymi„=ES—ei={-0.014—(—0.013)}mm=—0.001mm

可见(l)20H7/p6与620P7/h6配合性质相同。

(四)公差与配合在图样上的标注

1.公差带代号与配合代号

孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级数字组成，例如H7、F7、K7、P6

等为孔的公差带代号；h7、g6、m6、r7等为轴的公差带代号。

当孔和轴组成配合时，配合代号写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴

的公差带代号。如表或H7/g6。如指某基本尺寸的配合，则基本尺寸标在配合代号之前,

如630H7/g6。

2.图样中尺寸公差带的标注形式

（五）常用和优先的公差带与配合

国标GB/T1800.3规定了国标规定了一般、常用和优先轴用公差带共119种，如图

1T2所示。图中方框内的为59种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。

国标规定了一般、常用和优先孔用公差带共105种，如图1-13所示。图中方框内

的为44种为常用公差带，圆圈内的13种为优先公差带。

对于配合，国标规定基孔制常用配合59种，优先配合13种，如表卜6所示。基轴制常

用配合47种，优先配合13种，如表1-7所示。

（六）一般公差一一线性尺寸的未注公差（新国标GB/T1804——92）

国家标准GB/T1804—92《一般公差线性尺寸的未注公差》采用了国际标准中的有

关部分，替代了GB1804-79《未注公差尺寸的极限偏差》。

国家标准GB/T1804-92对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级，它们分别是

精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v。对适用尺寸也采用了较大的分段，具体数值

如表1-8所示。f、m、c、v四个等级分别相当于IT12、PH4、IT16、"17。

采用GB/T1804—1992规定的一般公差，在图样、技术文件或标准中用该标准号和

公差等级符号表示。例如，当选用中等级m时，表示为GB/T1804—m。

一般公差的线性尺寸是在车间加工精度保证的情况下加工出来的，一般可以不用检

验。

•教学小结与拓展：

标准公差系列和基本偏差系列是公差标准的核心，也是本章的重点。公差标准就是

由标准公差和基本偏差为基础而制定的。标准公差决定了公差带的大小；而基本偏差则

决定了公差带的位置。

如果按任意一个公差等级和基本偏差组成公差带的话，孔和轴的公差带数目将非常

庞大，因此根据生产实际需要，国家标准推荐了一般、常用和优先公差带及配合。

教案首页

/学年第一学期顺序号：(5)

系、部

主讲教师职称机电与信息工程系

教研室

本教案

课程名称互换性与测量技术2

授课学时

本次课标题极限与配合的选用

授课班级2012级机电一体化

年9月24日

及时间技术1班

能力目标：

1、掌握极限与配合的选用。

知识目标：应掌握的知识要点有：极限与配合的选用。

素质目标：增强对测量这门学科的理解，加强标准化意识、以及增强查

教学目标阅工具书的能力。

教学第二章尺寸极限与配合

主要内容1.极限与配合的选用

重点：有关极限与配合的选用

教学重点、

难点

难点：有关极限与配合的选用

教学手段多媒体教学

•新课导入:

前面我们学习了极限与配合的基本概念，接下来我们将介绍有关极限与配合的选

用。

•教学过程和教学内容设计:

第二章尺寸极限与配合

一、极限与配合的选用

本节主要介绍公差配合的选择，要求掌握基准制的选择、公差等级的选择、配合的

选择的基本原则和一般方法。本节为本章的教学难点，学生应在熟悉书中所述内容基础

上，达到会初步选用公差配合的能力。

合理选用公差与配合是机械设计与制造中的一项重要工作，它对提高产品的性能、

质量以及降低成本都有重要影响。

公差与配合的选用主要包括基准制、公差等级和配合种类的选择。

（一）基准制的选择

1.一般情况下优先选用基孔制优先选用基孔制，这主要是从工艺性和经济性来考虑

的。孔通常用定值刀具（如钻头、钱刀、拉刀）加工，用极限量规（塞规）检验。当孔

的基本尺寸和公差等级相同而基本偏差改变时，就需更换刀具、量具。而一种规格的磨

轮或车刀，可以加工不同基本偏差的轴，轴还可以用通用量具进行测量。所以，为了减

少定值刀具、量具的规格和数量，利于生产，提高经济性，应优先选用基孔制。

2.在下列情况下，应选用基轴制

（1）当在机械制造中采用具有一定公差等级的冷拉钢材，其外径不经切削加工即能满

足使用要求，此时就应选择基轴制，再按配合要求选用和加工孔就可以了。这在技术上、

经济上都是合理的。

（2）由于结构上的特点，宜采用基轴制。

根据工作要求，活塞销轴与活塞孔应为过渡配合，而活塞销与连杆之间由于有相对运动应

为间隙配合。若采用基孔制配合，销轴将做成阶梯状，这样既不便于加工，又不利于装

配。若采用基轴制配合，销轴做成光轴，既方便加工，又利于装配。

（3）与标准件配合时，应以标准件为基准件来确定基准制。

在特殊需要时可采用非基准制配合。

（二）公差等级的选择

1.联系工艺在按使用要求确定了配合公差「后，由于Tf=Th+T”这里£与7的公差

分配可按工艺等价性考虑。孔和轴的工艺等价性是指孔和轴加工难易程度应相同。在间

隙和过渡配合中孔的标准公差WIT8,过盈配合中孔的标准公差WIT7时，可确定轴的公

差等级比孔高一级，如H7/f6、H7/p6,低精度的孔和轴可采用同级配合，如H8/s8。

2.联系配合对过渡配合或过盈配合，一般不允许其间隙或过盈的变动太大，因此公

差等级不能太低，孔可选标准公差WIT8,轴可选标准公差WIT7。间隙配合可不受此限

制。但间隙小的的配合公差等级应较高，间隙大的配合公差等级可以低些。例如，选用

H6/g5和Hll/all是可以的,而选用Hll/gll和H6/a5就不合理了。

3.联系零件的相关结构例如，齿轮孔与轴配合的公差等级应决定于齿轮的精度等

级，滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的公差等级与滚动轴承的精度有关。

在用类比法选择公差等级时，应熟悉各个公差等级的应用范围和各种加工方法所能

达到的公差等级，具体参见表1-9、表1-10、表1-11。

1.3.3配合的选择

一般选用配合的方法有三种，即计算法、试验法、类比法。

1.各种配合的特征及应用举例

选择配合的主要依据是使用要求和工作条件。对初学者来说，首先要确定配合的类

别，选定是间隙配合、过渡配合还是过盈配合。表1-12提供了配合类别选择的一般方

法，可供参考。

2.选择配合种类时应考虑的主要因素

参考表1T5对配合的间隙或过盈的大小进行调整。

3.配合选择示例

例1-5查表确定4)25H8/p8,625P8/h8孔与轴的极限偏差，并计算这两个配合的

极限盈隙。

解：1)查表确定孔和轴的标准公差

查表1-2得IT8=33um

2)查表确定轴的基本偏差

查表1-4得p的基本偏差为下偏差ei=+22口mh的基本偏差为上偏差es=O

3)查表确定孔的基本偏差

查表1-5得H的基本偏差为下偏差EI=OP的基本偏差为上偏差ES=-22um

4)计算轴的另一个极限偏差

p8的另一个极限偏差es=ei+IT8=(+22+33)um=+55um

h8的另一个极限偏差ei=es-IT8=(0-33)um=-33um

5)计算孔的另一个极限偏差

H8的另一个极限偏差ES=EI+IT8=(0+33)um=+33um

P8的另一个极限偏差EI=ES-IT8=(-22-33)um=-55um

6)标出极限偏差

”8(产)P8右晨)

625625

+0.055

p8(+0.022)"8(?o033)

7)计算极限盈隙

=

对于625H8/p8YmilxEI—es=(0—0.055)mm=—0.055mm

乂皿二ES—ei=(+0.033—0.022)mm=+0.011mm

对于625P8/h8Y皿=EI-es=(一0.055-0)mm=-0.055mm

Xmax=ES—ei={-0.022—(—0.033)}mm=+0.011mm

可见“25H8/p8与25P8/h8配合性质相同。

•教学小结与拓展：

本节主要介绍公差配合的选择，要求掌握基准制的选择、公差等级的选择、配合的

选择的基本原则和一般方法。本节为本章的教学难点，学生应在熟悉书中所述内容基础

上，达到会初步选用公差配合的能力。

教案首页

/学年第一学期顺序号：（6）

系、部

主讲教师职称机电与信息工程系

教研室

本教案

课程名称互换性与测量技术2

授课学时

本次课标题几何公差概述及形状公差

授课班级2012级机电一体化

年9月25日

及时间技术1班

能力目标：

1、掌握几何公差概述及形状公差。

知识目标：应掌握的知识要点有：几何公差概述及形状公差。

素质目标：增强对测量这门学科的理解，加强标准化意识、以及增强查

教学目标阅工具书的能力。

第三章几何公差及检测

21.几何公差概述

2.形状公差

重点：有关形状公差

教学重点、

难点

难点：有关形状公差

教学手段多媒体教学

・新课导入:

前面我们学习了极限与配合的基本概念，接下来我们将介绍有关形状公差。

•教学过程和教学内容设计：

第三章几何公差及检测

一、几何公差概述

(-)零件的几何要素

构成机械零件几何形状的点、线、面统称为零件的几何要索

(二)形位公差的项目、分类和符号

表A1形位公箜项目

分为符2符号_________

YtrW

直线Jfl:—

,SL

脸内度

向_L

riwttc

脂wMC

◎

状°

公5E

州性度对加度

位—

&

玲

位VN更

线轮脚卮

跳

动

两轮晔nt全跳动

二、形状公差

(―)基本概念

1.理想要素：具有几何学意义的要素。是没有几何误差的理想要素。

2.实际要素：零件上实际存在的要素。由于有加工误差，零件上存在的是有几何误差的

要素。

3.形状误差：是指被测实际要素对其理想要素的变动量。

4.最小条件：是指被测要素对其理想要素的变动量。

5.单一要素：仅对被测要素本身给出形状公差要求的要素。

6.形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量。是为限制形状误差而设置的。

7.形状公差带：限制实际形状变动的区域。

(二)各项形状公差

1.直线度直线度是限制实际直线对理想直线变动量的一项指标。它是针对直线发生

不直而提出的要求。

(1)在给定平面内的直线度

公差带是距离为公差值t的

两平行直线之间区域。

(2)在给定一个方向上的直线度

公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。

g

o

Q

（3）在任意方向上的直线度

公差带是直径为公差值t的圆柱面内的区域。

•当指引线箭头与尺寸线箭头重叠时，则指引线的箭头可以代替尺寸线箭头。

•由于任意方向上的直线度公差值是圆柱形公差带的直径值，因此，标注时必须在公差

值前加注符号“6”，

2.平面度

平面度是限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标。平面度公差带是距离为公差值

t的两平行平面之间的区域

3.圆度

圆度是限制实际圆对理想圆变动量的一项指标是对具有圆柱面（包括圆锥面、球面）的零

件，在一正截面内的圆形轮廓要求。

圆度公差带是在同一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。

4.圆柱度

圆柱度是限制实际圆柱面对理想圆柱面变动量的一项指标。圆柱度公差带是半径差为

公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。

圆柱度控制了圆柱体横截面和轴截面内的各项形状误差，如圆度、素线直线度.轴线

直线度等。圆柱度是圆柱体各项形状误差的综合指标。

5.线轮廓度和面轮廓度

•线轮廓度是限制实际曲线对理想曲线变动量的一项指标。它是对非圆曲线的形状精度

要求。

而面轮廓度则是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标。它是对曲面的形状精度要

求。线轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域，而各圆

的圆心位于理想轮廓上。面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络

面之间的区域，各球的球心应位于理想轮廓面上。

（三）形状公差的标注

形状公差数值及有关符号

箭头

形状公差项目符号及指引线箭头的规定:

1.指向被测表面;

2.必须垂直于被测表面的可见轮廓线或其延长线上;

3.箭头的方向就是公差带的宽度方向；

4.箭头指在尺寸线上，表示轴心线的公差要求。

「Pl仇02|

•教学小结与拓展：

介绍了14个形位公差项目，其中形状公差有6项，位置公差有8项。对每一个形

状公差项目应熟记相应符号、公差带的特点，以及正确的标注方法，了解常用的测量方

法。

教案首页

/学年第一学期顺序号：(7)

系、部

主讲教师职称机电与信息工程系

教研室

本教案

课程名称互换性与测量技术2

授课学时

本次课标题位置公差

授课班级2012级机电一体化

年10月8日

及时间技术1班

能力目标：

1、掌握位置公差。

知识目标：应掌握的知识要点有：位置公差。

素质目标：增强对测量这门学科的理解，加强标准化意识、以及增强查

教学目标阅工具书的能力。

第三章几何公差及检测

2

1.位置公差

重点：位置公差

教学重点、

难点

难点：位置公差

教学手段多媒体教学

•新课导入：

前面我们学习了形状公差，接下来我们将介绍有关位置公差。

•教学过程和教学内容设计：

第三章几何公差及检测

一、位置公差

（一）基本概念

1.关联要素：对其它要素有功能关系的要素。

2.基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素。理想的基准要素称为基准。基准要

素有点、线、面。

3.基准：基准是反映被测要