公差配合与技术测量新版

项目一孔、轴结合的极限与配合及其尺寸检测任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度、直径和键槽深度任务2用内径百分表测量零件的内孔直径任务3用机械比较仪测量轴径4拓展知识任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1.1学习目标1)掌握尺寸有关基本术语;2)熟悉标准公差、轴和孔的基本偏差系列;3)掌握游标卡尺(深度游标卡尺)、外径千分尺的结构，并能正确使用和识读;4)熟悉优先配合的选用及常用零部件的配合方式;5)熟悉测量技术基本知识;6)掌握测量误差和不确定度，能正确选择计量器具进行测量。下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1.2任务描述选用合适的量具测量阶梯轴长度、直径和键槽深度。阶梯轴如图1一1所示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1.3任务分析如图1一1所示，阶梯轴上需要测量直径、长度、键槽深度。对于阶梯轴长度、未注公差要求的直径和键槽深度，可以分别采用游标卡尺和深度游标卡尺来测量。对于有公差要求的直径，可以采用外径千分尺进行测量。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1.4相关知识1.4.1基本术语及定义(GB/T1800.1-2009)1.孔、轴定义

(1)孔(Hole)

孔通常指工件圆柱形内尺寸要素，也包括非圆柱形的内尺寸要素(由两平行平面或切平面形成的包容面)。孔的内部没有材料，从装配关系上看孔是包容面。孔的直径用大写字母“D”表示。如图1一2所示的各表面，D1、D2,D3和D4各尺寸确定的各组平行平面或切平面所形成的包容面都称为孔。

(2)轴(Shaft)

轴通常指工件圆柱形外尺寸要素，也包括非圆柱形的外尺寸要素(由两平行平面或切平面形成的被包容面)。轴的内部有材料，从装配关系上看，轴是被包容面。轴的直径用小写字母“d"表示。如图1一2所示的各表面，d1,d2,d3和d4各尺寸确定的圆柱形外表面和各组平行平面或切平面所形成的被包容面都称为轴。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度如果二平行平面或切平面既不能形成包容面，也不能形成被包容面，则它们既不是孔也不是轴，如图1-2中由L1,L2和L3各尺寸确定的各组平行平面和切平面。

2.有关尺寸方面的术语及定义

(1)尺寸要素尺寸要素指由一定大小的线性尺寸或角度尺寸确定的几何形状。

(2)实际(组成)要素实际(组成)要素是指由接近实际(组成)要素所限定的工件实际表面的组成要素部分。实际(组成)要素是经过测量得到的尺寸。在测量过程中总是存在测量误差，而且测量位置不同所得的测量值也不相同，换句话说就是实际(组成)要素具有不确定性。

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(3)提取组成要素提取组成要素是指由实际(组成)要素提取有限数目的点所形成的实际(组成)要素的近似替代。

(4)拟合组成要素按规定方法，由提取组成要素形成的并具有理想形状的组成要素称为拟合组成要素。

(5)线性尺寸线性尺寸是指以特定单位表示的两点之间的距离，如长度、宽度、高度、半径、直径及中心距等。通常以毫米(mm)为单位。

(6)公称尺寸公称尺寸是由图样规范确定的理想形状要素的尺寸，一般是整数，但有时也取小数。公称尺寸一般都尽量选取标准值，以减少定值刀具、夹具和量具的规格和数量。孔的公称尺寸用大写字母“D”来表示，轴的公称尺寸用小写字母“d”来表示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

(7)极限尺寸极限尺寸就是尺寸要素允许的两个极端。尺寸要素允许的最大尺寸叫上极限尺寸。孔与轴的上极限尺寸分别用“Dmax”和“dmax”来表示;尺寸要素允许的最小尺寸叫下极限尺寸，孔与轴的下极限尺寸分别用“Dmin”和“dmin”来表示。在一般情况下，完工零件的合格条件是实际(组成)要素均不得超出上、下极限尺寸。表达式如下:3.有关偏差、公差方面的术语及定义

(1)尺寸偏差(简称偏差)

尺寸偏差是某一尺寸减去它的公称尺寸所得的代数差，它可分为实际偏差和极限偏差。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

1)实际偏差。实际(组成)要素减去它的公称尺寸所得的偏差叫做实际偏差。实际偏差用“E”和“e。”表示。

2)极限偏差。用极限尺寸减去它的公称尺寸所得的代数差叫做极限偏差。极限偏差有上极限偏差和下极限偏差两种。上极限偏差是上极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差，下极限偏差是下极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差。偏差值是代数值，可以为正值、负值或零。孔和轴的上极限偏差分别用“ES”和“es”表示，孔和轴的下极限偏差分别用“EI"和“ei”表示。极限偏差可用下列公式计算:上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

3)基本偏差。在国家极限与配合标准中，把离零线最近的那个上极限偏差或下极限偏差叫做基本偏差，它是用来确定公差带与零线相对位置的偏差。

(2)尺寸公差(简称公差)1)尺寸公差。尺寸公差是允许尺寸的变动量。尺寸公差等于上极限尺寸与下极限尺寸相减所得代数差的绝对值，也等于上极限偏差与下极限偏差相减所得代数差的绝对值。公差是没有符号的绝对值，不能为负值，也不能为零(公差为零，零件将无法加工)。孔与轴的公差分别用“Th”和“Ts”表示，有时也常用“TD”和“Td”表示。尺寸公差、极限尺寸和极限偏差的关系如图1一3所示，其计算如下:上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

2)标准公差。标准公差是指国家标准表所列的，用来确定公差带大小的任一公差。

(3)公差带图从图1-4可以看出，公差的数值比公称尺寸小很多，不能用同一比例画在一张示意图上，所以采用简明的极限与配合图解，简称公差带图。公差带图由零线和尺寸公差带组成。

1)零线。公差带图中，表示公称尺寸的一条直线叫做零线，它是用来确定极限偏差和公差的基准线。极限偏差位于零线上方为正值，位于零线下方为负值，位于零线上为零，如图1一4所示。

2)尺寸公差带。在公差带图中，表示上、下极限偏差的两条直线之间的区域叫做尺寸公差带。公差带的位置由基本偏差决定，公差带的大小由标准公差决定。在绘制公差带图时，应该用不同的方式来区分孔、轴公差带(例如，在图1-4中，孔、轴公差带用不同的填充图案来区分);公差带的位置和大小应按比例绘制。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

1.4.2标准公差标准公差系列是国家标准《极限与配合》规定的一系列标准公差数值，它包含以下内容。

1.公差因子(公差单位)

公差因子是用以确定标准公差的基本单位。公差因子是公称尺寸的函数，是制定标准公差数值的基础和出发点。在实际生产中，对公称尺寸相同的零件，可按公差值的大小评定其制造精度的高低。但对于公称尺寸不同的零件，评定其制造精度时就不能光看公差值的大小。实际上，在相同的加工条件下，公称尺寸不同的零件加工后产生的加工误差不同，为了合理规定公差数值，需建立公差因子上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度国家标准GB/T1800.1-2009《极限与配合》总结出了公差因子的计算公式。对于公称尺寸≤500mm，精度等级为IT5~IT18的公差因子的计算公式如下:式中，D(d)为公称尺寸段的几何平均值，单位mm;i为公差因子，单位um

式(1一1)中，前项主要反映加工误差，i与D呈立方抛物线关系;后项用来补偿测量时温度变化和量具变形引起的测量误差，i与D呈线性关系。当公称尺寸>500~3150mm时，公差因子按下式计算上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

2.公差等级为了将公差数值进行标准化，以减少量具和刀具的规格种类，同时为了满足各种加工所需的不同精度要求，国家标准GB/T1800.1-2009将公差数值的大小划分为20个公差等级，各级标准公差的代号分别以IT01,IT0,IT1,IT2,IT3,…、IT17,IT18表示。20个公差等级中，IT01级的精度最高，IT18级的精度最低。常用公差等级是IT5~IT13

国标规定，公称尺寸≤500mm的常用尺寸范围内，IT5~IT8公差值采用公差等级系数a与公差因子i的乘积来确定，且公差等级系数按R5优先数系规律递增排列;对IT01,IT0,IT1这3个高精度等级，考虑到高精度测量中的测量误差常常是误差的主要成分，故公差值的计算采用线性关系式;IT2~IT4的公差值在IT1和IT5之间呈几何级数分布。各级标准公差值的计算公式，如表1.1和表1.2所示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

3.尺寸分段由标准公差的计算公式知:在每一种公差等级中，不同公称尺寸的标准公差数值不相等，这将会使标准公差数值表格变得非常庞大，既不适用，也无必要。为了减少标准公差数值的数口，统一公差值，简化表格，便于应用，国家标准对公称尺寸进行了分段。进行尺寸分段后，对于同一尺寸段内的所有公称尺寸，同一公差等级将具有相同的标准公差数值。国家标准规定:在计算标准公差数值时，公差单位计算式中的D，一律取该尺寸段首尾两个尺寸的几何平均值代人运算，即

。例如:对于>30~50mm尺寸段，凡属于这一尺寸段内的任一公称尺寸，均以D=38.73mm代人计算标准公差数值。实践证明，这种方法极大地简化了公差，且计算所得的标准公差数值差别不大，有利于生产应用。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

1.4.3轴的基本偏差

1.基本偏差系列在对公差带大小进行了标准化后，还需对公差带相对于零线的位置进行标准化。

(1)基本偏差及其代号基本偏差是指两个极限偏差中靠近零线或位于零线的那个偏差，它是用来确定公差带位置的参数。为了满足各种不同配合的需要，国家标准对孔和轴分别规定了28种基本偏差，它们用拉丁字母表示，其中孔用大写拉丁字母表示，轴用小写拉丁字母表示。在26个字母中除去5个容易和其他参数混淆的字母“I(i),L(1),0(0),Q(q),W(w)”外，其余21个字母再加上7个双写字母“CD(cd)、EF(ef)、FG(fg)、JS(js)、ZA(za)、ZB(zb)、ZC(zc)”共计28个字母，以其作为2s种基本偏差的代号。28种基本偏差代号代表了孔、轴各有28种公差带位置，上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度构成了基本偏差系列，如图1-6所示。它表示公称尺寸相同的28种孔、轴基本偏差相对零线的位置。图中画的是“开口”公差带，这是因为基本偏差只表示公差带的位置，而不表示公差带的大小。图中只画出公差带基本偏差的偏差线，另一极限偏差线则由公差等级决定。由图1-6可以看出，轴、孔的各基本偏差图形是基本对称的，它们的性质和规律以及基本偏差代号见表1.3。在28个基本偏差代号中，其中JS和Js的公差带是关于零线对称的，并且逐渐代替近似对称的基本偏差J和j。孔、轴的绝大多数基本偏差数值不随公差等级变化，只有极少数(js,k,j)的数值随公差等级变化。

上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度2.轴的基本偏差根据大量科学试验和生产实践，总结出了轴的基本偏差的计算公式。a一h的基本偏差是上极限偏差;k一zc的基本偏差是下极限偏差。公称尺寸蕊500mm轴的28种基本偏差计算公式见表1.4，而轴的另一个偏差是根据基本偏差和标准公差的关系，按照es=ei+IT或ei=es－IT计算得出。

1.4.4一般公差、线性尺寸的未注公差(GB/T1804-2000)1.线性尺寸的未注公差带的表示线性尺寸的未注公差是指在车间一般工艺条件下所能保证的公差，是在正常维护和操作机床设备的情况下，一般加工能力能达到的加工经济精度，主要用于低精度的非配合尺寸。采用未注公差的尺寸不用标注极限偏差或其他代号。一般公差主要用于低精度的非配合尺寸，一般可不检验，主要由工艺装备和加工者自行控制。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度2.一般公差的优点应用一般公差主要有以下优点:1)简化制图，使图样清晰易读;2)节约图样设计时间，设计时只要熟悉和会应用一般公差的规定即可，可不必逐一考虑公差值;3)明确了哪些尺寸可由一般工艺水平保证，从而简化了对这些尺寸的检验要求，有助于质量管理;

4)突出了图样上注出公差的尺寸，这些尺寸大多是重要的且需要控制的，以便在加工和检验时引起重视;5)明确了图样上尺寸的一般公差要求，既便于供需双方达成加工和销售合同协议，又可避免交货时不必要的争议。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度在GB/T1804-2000中，一般公差给出了四个公差等级，分别是精密级、中等级、粗糙级和最粗级。国家标准对孔、轴长度的极限偏差均采用与国际标准IS02768一1;1989一致的双向对称分布偏差，其极限偏差全部采用对称偏差值。线性尺寸的一般公差的公差等级及其极限偏差数值如表1.5所示。国标同时也规定了倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值，如表1.6所示。采用未注公差的尺寸，在图样上或是技术文件中用国家标准号和公差等级代号并在两者之间用一短线隔开表示，如GB/T1804一m，表示图样上未注公差的线性尺寸(包括倒圆半径与倒角高度)均按m(中等级)加工和检验。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1.4.5检测的基础知识

1.有关检测的名词在实际工作中，人们经常会用到有关检测的名词，如测量、计量、测试、检验、检定、校准、比对等。它们有相近的含义，但又有所区别，分别适用于不同的场合，但都是计量学所表现的具体方式。

1)测量:就是把被测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。更具体地讲，就是将被测量与一个作为测量单位的标准量进行比较，以求其比较值的过程。测量过程可以用式(1一3)表示，即上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度式(1一3)称为测量的基本方程式，它说明被测量L等于所采用的长度单位E与测量的比值q的乘积。例如E为1mm,q为150，则被测量长度为150mm

这里所指的长度是广义的，它包括长度值(线值)、角度，表面粗糙度及表面形状、位置等各种形式的几何量。

2)计量:实现单位统一、量值准确可靠的活动。

3)测试:是指具有试验性质的测量。可理解为试验和测量的全过程

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

5)检定:由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进行检验，并给出校正值。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

6)校准:在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。注:①校准结果既可给出被测量的示值，又可确定示值的修正值;②校准也可确定其他计量特性，如影响量的作用;③校准结果可以记录在校准证书或校准报告中。

7)比对:指在规定条件下，对相同准确度等级的同种计量基准、标准或工作计量器具之间的量值进行的比较。

2.测量过程四要素任何一个测量过程必须有被测对象和所采用的计量单位。此外还有二者是如何进行比较和比较后它的准确程度如何的问题，即测量的方法和测量的准确度问题。为此，一个完整的测量过程应由下述四部分组成，即测量过程四要素。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

(1)测量对象几何量测量的对象是多种多样的，不同的测量对象有不同的被测量。如量块被测量有中心长度和平面度、平面平行性;螺纹零件的被测量有螺距、中径、牙型半角等;孔和轴主要被测量是直径;箱体零件的被测量有长、宽、高以及孔间距等;复杂的零件还有复合自测量，如丝杠和滚刀的螺旋线误差等。因此对于被测对象的特性、被测参数的定义等都必须加以研究和熟悉，以便进行测量。

(2)测量单位几何量测量常用的长度单位有米(m)、毫米(mm}、微米(um)，角度单位为弧度(rad)、度(°)、分(‘)、秒(’‘)。“米”定义为:光在真空中于1/299792458s时间间隔内所经路径的长度。国际计量委员会推荐了三种实现这个新定义的方法，即时间法、上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度频率法和辐射波长法。它们都是建立在以真空中光速‘为确定值(即c=299792458m/s)的基础上，而当前主要实现途径是以辐射稳定波长的激光为基准。在测量过程中，测量单位是以物质形式来体现的，能体现测量单位和标准量的物质形式有:光波波长、量块、线纹尺、多面棱体、圆分度盘等。

(3)测量方法测量方法是指完成测量工作所采用的方法、计量器具以及测量条件的总和。拟定测量方法时，需要根据被测对象和被测量的特点(形状、大小、准确度要求等)确定标准量、选择量具或仪器;确定测量条件(如温度和其他环境要求等);拟定测量方案，工件定位，读数和瞄准方式等。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度基本的测量方法有:直接测量(直接测量又分为绝对测量和相对测量)和间接测量，接触测量和非接触测量，单项测量和综合测量，手动测量和自动测量，工序测量和终结测量，主动测量(在线测量)和被动测量等。

(4)测量精度测量精度是指测量结果与真值的一致程度。由于在测量过程中不可避免地总会存在测量误差，这将使测量结果受到一定的影响。

3.量值的传递系统在生产实践中，不便于直接利用光波波长进行长度尺寸的测量，通常要经过中间基准将长度基准逐级传递到生产中使用的各种计量器具上，这就是量值的传递系统。量值传递被定义为:通过对计量器具的检定或校准，将国家计量基准所复现的单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具，以保证对被测对象所测得的量值的准确和一致。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度为什么要进行量值传递呢?我们知道任何计量器具，由于加工、装配等原因，都存在不同程度的误差。新制造的计量器具，由于设计、加工、装配等各种原因引起的误差是否在允许范围内，必须用一定等级的计量标准来检定，判断其是否合格;使用过程中的计量标准器和工作计量器具，由于磨损、环境影响或使用不当等原因，也会引起其计量参数的变化，也需要定期地采用一定等级的计量标准对其进行检定，根据检定结果做出继续使用、进行修理或报废的判断;经过修理的计量标准器或工作计量器具是否达到计量参数指标的要求，也需用相应的计量标准进行检定。否则，由于各级计量标准器不标准(不合格)，工作计量器具合格与否便无从谈起，就不能保证对被测对象所测得的量值的准确和一致，由此就必然造成量值传递的混乱。由此可见，建立量值传递体系是统一计量器具量值的重要手段，是保证计量结果准确可靠的基础，是保证全国量值的准确可靠而采取的具体措施和技术保证。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度国家计量检定系统表(简称检定系统)被定义为:国家对计量基准到各等级的计量标准直至工作计量器具的检定程序所作的技术规定。检定系统由文字和框图构成，内容包括:基准、各等级计量标准、工作计量器具的名称、测量范围、准确度(或不确定度或允许误差)和检定的方法等。制定检定系统的根本目的是为了保证工作计量器具具备应有的准确度，在此基础上考虑量值传递的合理性。即制定检定系统时，各等级计量标准的准确度要求，必须从工作计量器具的准确度要求开始，由下向上地逐级确定。检定系统基本上是按各类计量器具(如量块、线纹尺、表面粗糙度参数值样板等)分别制定的。在我国，每项国家计量基准对应一种检定系统。如图1-7所示为我国长度量值的传递系统。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

4.计量器具的分类计量器具是指测量仪器和测量工具的总称。目前计量器具分类方法很多，有的按计量器具设计原理分类，有的按计量器具用途、特点分类，还有的按被测量的性质(如角度、表面粗糙度、螺纹、线纹、齿轮等)进行分类。按设计原理结合用途进行分类，可将目前使用的计量器具分为标准器具、极限量规、通用量具、计量仪器四大类。

1)标准器具:这种量具通常被用来校准、调整其他计量器具或作为标准与被测工件进行比较测量，如量块、角度块、多面棱体、线纹尺等

2)极限量规:它是一种专用检验量具，使用这种量具不能给出被检工件的具体尺寸，只能确定被检验工件是否合格，如光滑极限量规、螺纹极限量规等。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

3)通用量具:在机械制造业和计量领域被广泛应用。这种量具是能直接表示出长度的单位、量值的非标准量具，如游标卡尺、千分尺等。百分表、千分表类虽具有机械放大功能，但结构简单、应用广泛，也被列人通用量具类。

4)计量仪器:它是利用机械、光学、气动、电动或其他原理将长度单位放大或细分的计量器具(结构也较通用量具复杂)，如工具显微镜、测长仪、光电自准直仪、立(卧)式光学计、接触式干涉仪、浮标式气动量仪、电感式测微仪等。各大类计量器具中的通用量具、计量仪器又可按原理、构造上的特点进行细分，如通用量具可分为游标类量具、测微类量具、指示类量具等;计量仪器可分为常用光学计量仪器、气动量仪、电动量仪等。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

5.计量器具的主要度量指标计量器具的度量指标是表征计量器具技术性能和功用的计量参数，是合理选择和使用计量器具的重要依据，其中的主要指标如下:

1)刻度(分度)间距。刻度间距是测量器具刻度标尺或刻度盘上两相邻刻线间的距离，一般为1一2.5mm2)分度值。分度值指标尺上每一刻线间距所代表的量值。分度值越小精度越高。如一外径千分尺的微分筒上相邻两刻线所代表的量值之差为0.01mm，则该测量器具的分度值为0.01mm。再如图1一8中所示分度值为1um3)示值范围。示值范围是指计量器具所能显示(或指示)的最低值到最高值的范围。

4)测量范围。测量范围是测量器具所能测量尺寸的最小值到最大值的范围，如外径千分尺的测量范围有0一25mm,25一50mm等。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度5)灵敏度。灵敏度是指仪器指示装置发生最小变动的被测尺寸的最小变动量。6)示值误差。示值误差是指计量器具上的示值与被测真值的代数差

7)修正值。修正值是指为了消除或减少系统误差，用代数法加到未修正测量结果上的数值，其大小与示值误差的绝对值相等，而符号相反

8)测量力。测量力是测量头与被测零件表面在测量时相接触的力，测量力将引起测量器具和被测量零件的弹性变形，影响测量精度。

9)回程误差。回程误差是对同一尺寸进行正反向测量时仪器指示数值的变化范围。10)示值稳定性(重复性)。示值稳定性是指在测量条件不变的情况下，对同一被测量进行多次(一般为8一15次)重复测量所得测量值的最大差值。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度11)不确定度。不确定度表示由于测量误差的存在而对被测几何量不能确定的程度。

1.4.6光滑工件尺寸的检验(GB/T3177-2009)1.光滑极限量规检验孔、轴尺寸的合格性车间条件下常用光滑极限量规检验孔、轴尺寸的合格性。光滑极限量规(图1-9)是一种无刻度的专用定值量具，按其用途分为工作量规、验收量规和校对量规。其功能是检验孔(轴)尺寸的合格性，检验时通规通过被检孔(轴)，止规不应通过被检孔(轴)，则说明被检孔、轴合格，否则不合格。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度(1)量规的设计依据

GB/T1957-2006《光滑极限量规技术条件》明确了极限尺寸判断原则是量规的主要设计依据，其内容包括两个方面:孔或轴的实际轮廓不允许超过最大实体边界;孔或轴任何部位的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。极限尺寸判断原则是设计和使用光滑极限量规的理论依据，它对量规的要求是:通规测量面是与被检验孔或轴形状相对应的完整表面(即全形量规)，其尺寸应为被检孔、轴的最大实体尺寸，其长度应等于被检孔、轴的配合长度;止规的测量面是两点状的(即非全形量规)，其尺寸应为被检孔、轴的最小实体尺寸。

(2)量规使用的注意事项正确操作量规不仅能获得正确的检验结果，而且能保证量规不受损伤。使用量规时应注意:上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1)在使用前要检查量规上的标记是否与被检验工件图样上标注的标记相符，如果两者的标记不相符，则不要用该量规。

2)量规的使用条件是:温度为20℃，测量力为0。由于生产现场很难控制这一条件，因此必须注意将被测工件和量规温度平衡相同后再进行测量。在使用塞规的过程中，要注意操作方法，减少测量力的影响使用塞规时，如果被测孔的轴心线是水平的，将塞规对准孔后，用手轻推塞规即可，切不可用力过大;如果被测孔的轴心线是竖直的，将塞规对准孔后，靠塞规的自重进行检验。塞规的操作方法如图1一10所示。使用卡规时，如果被测轴的轴心线是水平的，公称尺寸小于100mm的卡规，其测量力等于卡规的自重;公称尺寸大于100mm的卡规，其测量力是卡规自重的一部分。所以在使用公称尺寸大于100mm的卡规时，应想办法减少卡规本身的一部分重量。在实际生产过程中，往往凭经验操作。卡规的操作方法如图1一11所示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度量规要成对使用，不能只用一端检验。塞规的通端要在孔的整个长度上检验，并且应在2一3个轴向截面进行检验;止端要尽可能在孔的两头(针对通孔)进行检验。卡规的通端和止端，都要围绕轴心的3~4个横截面进行检验。

2.用普通计量器具检测孔、轴尺寸

(1)检验范围车间条件下，常用游标卡尺、千分尺、指示表、比较仪等普通计量器具检验生产中精度为6一18级，公称尺寸≤500mm的工件尺寸。对此GB/T3177-2009规定了有关验收方法及要求。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

(2)验收原则和方法所用验收方法应只接收位于规定尺寸极限之内的工件。由于计量器具和计量系统存在误差，故不可能测得真值。由于多数计量器具只能测得尺寸而不能测得形状误差，因此对遵循包容要求的尺寸，应把尺寸和形状误差综合起来再来判断其是否超出最大实体边界。

(3)误收与误废任何测量都存在误差，误差可以是正值也可以是负值，它的存在影响着测量结果。例如，用外径千分尺测量轴径进行多次读数时，每次读数有可能比上一次大，也可能比上一次小，显然，测量结果偏离被测量的真值，偏离程度的大小可用测量不确定度表征，代号为u，这种不确定性与计量器具的不确定度有关，从而产生示值误差。计量器具的测量不确定度通常用符号“u1”表示，其数值如表1.7、表1.8、表1.9所示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度在验收产品时，如果以被测工件规定的极限尺寸作为验收的界值，即零件的合格条件为理想条件，测得尺寸应介于下极限尺寸与上极限尺寸之间。但在实际测量过程中，由于测量误差的影响(测得的值并不是实际(组成)要素的真值)，实际(组成)要素超出极限尺寸的工件有可能被判断为合格品，这称为“误收”;相反，实际(组成)要素处于极限尺寸范围内的工件也有可能被判断为不合格品，这称为“误废”。误收的工件不能满足使用要求，误废的工件却造成浪费。

(4)验收极限和安全裕度误收和误废都不利于产品质量的提高和成本的降低。

1)内缩方式

为了适当控制误废，尽量减少误收，并考虑国标中关于“应只接收位于规定尺寸极限之内的工件”的规定，因此，标准规定验收极限一般上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度采用内缩方式，即从规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)分别向公差带内移动一个安全裕度a来确定(MMS和LMS相关概念可参见后文“公差原则”小节)，如图1一12所示。孔尺寸的验收极限:轴尺寸的验收极限:安全裕度实际上就是测量不确定度u的允许值，它表征各种误差的综合影响。A值按下件公差的1/10确定，其数值可查阅附表4上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

2)不内缩方式。规定验收极限等于工件的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)，即安全裕度A等于零。对遵循包容要求的尺寸和公差等级高的尺寸，其验收极限要选内缩方式;对非配合和一般公差的尺寸，其验收极限则选不内缩方式。

(5)计量器具的选择计量器具的选择主要取决于计量器具的技术指标和经济指标。在综合考虑这些指标时，具体有如下两点:1)选择计量器具应与被测尺寸的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特征相适应，使所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。

2)选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度既要保证测量精度要求，又要符合经济性要求。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度为了保证测量的可靠性和量值的统一，国家标准规定:按照计量器具的测量不确定度允许值u1选择计量器具。选择时，应使所选用的计量器具的测量不确定度数值等于或小于选定的u1值。计量器具的测量不确定度允许值u1按测量不确定度u与工件公差的比值分档。IT6~IT11级分为I,II,III三档，分别为工件公差的1/10,1/6,1/4，见附表4;IT12~IT18级分为I、II两档。计量器具的测量不确定度允许值u1约为测量不确定度u的0.9倍，即u1=0.9u。一般情况下应优先选用I档，其次选用II、III档。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

1.4.7游标卡尺、深度游标卡尺的结构、原理及使用

1.游标卡尺

(1)游标卡尺的结构游标卡尺是利用游标原理对两测量面相对移动分隔的距离进行读数的测量器具。常用的游标量具有:游标卡尺、游标深度尺、游标高度尺、游标测齿卡尺、游标角度规等。前四种用于长度测量，后一种用于角度测量。游标量具在结构上的共同特征是都有主尺、游标尺以及测量基准面，另外还有为便于使用而设的微动机构和锁紧机构等。主尺上有毫米刻度，主尺上的刻线间距为1mm，主尺的长度取决于游标卡尺的测量范围。游标尺上的分度值有0.1mm,0.05mm,0.02mm三种，就是指使用这种游标卡尺测量零件尺寸时，卡尺上能够读出的最小数值上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度游标卡尺可以测量产品的内、外尺寸(长度、宽度、厚度、内径和外径)，孔距，高度和深度等。游标卡尺有三种结构，分别如图1一13,图1一15、图1一16所示〕

1)测量范围为0~150mm的游标卡尺，可制成带有刀口形的上下量爪和带有深度尺的形式，如图1一13所示。深度尺固定在尺框的背面，能随着尺框在尺身的导向凹槽中移动。测量深度时，应把尺身尾部的端面靠紧在零件的测量基准平面上。这种卡尺常用功能如图1一14所示。

2)测量范围为0一200mm和0一300mm的游标卡尺，可制成带有内外测量面的下量爪和带有刀口形的上量爪的形式，且带有微动装置，见图1一15中的5。使用时，先用紧固螺钉4把微动装置5固定在尺身上，再转动微动螺母7，活动量爪就能随同尺框3作微量的前进或后退。微动装置的作用是使游标卡尺在测量时用力均匀，便于调整测量压力，减少测量误差。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度3)测量范围为0一200mm和0一300mm的游标卡尺，也可制成只带有内外测量面的下量爪的形式，如图1一16所示。而测量范围大于300mm的游标卡尺，只制成这种仅带有下量爪的形式。除无上量爪外，其各部分名称同图1一15所示，这里不再注明。目前我国生产的游标卡尺的测量范围及其游标读数值如表1.10所示。

(2)游标卡尺的刻线原理和读数方法游标读数(或称为游标细分)原理是利用主尺刻线间距与游标刻线间距的间距差实现的。游标卡尺的读数机构，由主尺和游标两部分组成。当活动量爪与固定量爪贴合时，游标上的“0”刻线(简称游标零线)对准主尺上的“0”刻线，此时量爪间的距离为0，当尺框向右移动到某一位置时，固定量爪与活动量爪之间的距离，就是零件的测量尺寸。此时零件尺寸的整数部分，可在游标零线左边的主尺刻线上读出来，而比1mm小的小数部分，可借助游标读数机构来读出，如图1一17所示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

(3)游标卡尺的使用方法使用游标卡尺测量零件尺寸时，必须注意下列几点:1)测量前应把卡尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。

2)移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧现象，更不能有晃动现象。用紧固螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开紧固螺钉，亦不宜过松，以免掉了。

3)当测量零件的外尺寸时，卡尺两测量面的连线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，如图1一18所示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度测量沟槽时，应当用量爪的平面测量刃进行测量，尽量避免用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸。而对于圆弧形沟槽尺寸，则应当用刀口形量爪进行测量，不应当用平面形测量刃进行测量，如图1一19所示。测量沟槽宽度时，也要放正游标卡尺的位置，应使卡尺两测量刃的连线垂直于沟槽，不能歪斜。否则，量爪若在如图1一20(b)所示的错误的位置上，将使测量结果不准确。

4)当测量零件的内尺寸时，卡尺两测量刃应在孔的直径上，不能偏歪。如图1一21所示为带有刀口形量爪和带有圆柱面形量爪的游标卡尺在测量内孔时正确的和错误的位置。当量爪在错误位置时，其测量结果将比实际孔径D要小。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

5)用下量爪的外测量面测量内尺寸时，如用图1一15和图1一16所示的两种游标卡尺测量，在读取测量结果时，一定要把量爪的厚度加上去，即游标卡尺上的读数加上量爪的厚度才是被测零件的内尺寸。测量范围在500mm以下的游标卡尺，量爪厚度一般为10mm。但当量爪磨损和修后，量爪厚度就要小于10mm,读数时这个修正值也要考虑进去。

6)用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触件表面。如果测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使所测得的尺寸不准确。

7)在游标卡尺上读数时，应把卡尺水平拿着，朝着亮光方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免由于视线的歪斜造成读数误差。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度8)为了获得正确的测量结果，可以多测量几次，即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。对于较长零件，则应当在全长的各个部位进行测量，以获得一个比较正确的测量结果。

2.深度游标卡尺

(1)深度游标卡尺的结构深度游标卡尺如图1-22所示，用于测量零件的深度尺寸或台阶高低和槽的深度。尺框3的两个量爪连成一起成为一个带游标的测量基座1，基座1的端面和尺身4的端面就是它的两个测量面。它的读数方法和游标卡尺完全一样。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

(2)深度游标卡尺的使用用深度游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使测量基座刚好接触零件基准表面，尺身刚好接触测量平面。如果测量压力过大，不但会使尺身弯曲或基座磨损，还使所测得的尺寸不准确。测量时，先把测量基座轻轻压在工件的基准面上，两个端面必须接触工件的基准面。如图1一23(a)所示，测量内孔深度时应把基座的端面紧靠在被测孔的端面上，使尺身与被测孔的中心线平行，伸入尺身，则尺身端面至基座端面之间的距离就是被测零件的深度尺寸。测量轴类等台阶时，测量基座的端面一定要压紧基准面(如图1-23(b)所示)，再移动尺身，直到尺身的端面接触到工件的测量面(台阶面)，然后用紧固螺钉固定尺框，提起卡尺，读出深度尺寸。当基准面是曲线时(如图1一23(c)所示)，测量基座的端面必须放在曲线的最高点上，测量出的深度尺寸才是工件的实际尺寸，否则会出现测量误差。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1.4.8外径千分尺的结构、原理及使用外径千分尺是应用螺旋测微原理制成的量具。它的测量精度比游标卡尺高，并且测量比较灵活，因此，当加工精度要求较高时多被应用。目前车间里常用的是读数值为0.01mm的千分尺。

1.外径千分尺的结构各种千分尺的结构大同小异，常用外径千分尺用以测量或检验零件的外径、凸肩厚度以及板厚或壁厚等(测量孔壁厚度的千分尺，其测量面呈球弧形)。千分尺由尺架、测微头、测力装置和制动器等组成。图1一24(a)是测量范围为0一25mm的外径千分尺实物图。其结构如图1一24(b)所示，尺架1的一端装着固定测砧2，另一端装着测微头。固定测砧和测微螺杆的测量面上都镶有硬质合金，以提高测量面的使用寿命。尺架的两侧面覆盖着绝热板12，使用外径千分尺时，手拿在绝热板上，防止人体的热量影响千分尺的测量精度。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

2.外径千分尺的测量范围外径千分尺测微螺杆的移动量为25mm，所以外径千分尺的测量范围一般为25mm。为了使千分尺能测量更大范围的尺寸，以满足工业生产的需要，可将千分尺的尺架做成各种尺寸，形成不同测量范围的千分尺。目前，国产千分尺测量范围见表1.11

测量上限大于300mm的千分尺，也可把固定测砧做成可调式的或可换测砧，从而使此千分尺的测量范围为100mm

测量上限大于1000mm的千分尺，也可将测量范围制成为500mm，目前国产测量范围最大的千分尺为2500一3000mm的千分尺上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

3.外径千分尺的刻线原理和读数方法

(1)外径千分尺的工作原理外径千分尺的工作原理就是应用螺旋读数机构，它包括一对精密的螺纹—测微螺杆与螺纹轴套(图4-24（b)中的3和4)和一对读数套筒—固定刻度套筒与微分筒(图1-24(b)中的5和6)。用千分尺测量零件的尺寸时，把被测零件置于千分尺的两个测砧面之间，两测砧面之间的距离就是零件的测量尺寸。当测微螺杆在螺纹轴套中旋转时，由于螺旋线的作用，测量螺杆有轴向移动，使两测砧面之间的距离发生变化。如测微螺杆按顺时针的方向旋转一周，两测砧面之间的距离就缩小一个螺距。同理，若按逆时针方向旋转一周，则两测砧面的距离就增大一个螺距。常用千分尺测微螺杆的螺距为0.5mm，因此，当测微螺杆顺时针旋转一周时，两测砧面之间的距离就缩小0.5mm。当测微螺杆顺时针旋转不到一周时，缩小的距离上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度就小于一个螺距，它的具体数值可从与测微螺杆结成一体的微分筒的圆周刻度上读出。微分筒的圆周上刻有50个等分线，当微分筒转一周时，测微螺杆就推进或后退0.5mm。微分筒转过它本身圆周刻度的一小格时，两测砧面之间转动的距离为:由此可知:千分尺上的螺旋读数机构，可以正确地读出0.01mm，也就是千分尺的读数值为0.01mm。(2)千分尺的读数方法在千分尺的固定套筒上刻有轴向中线，作为微分筒读数的基准线。另外，为了计算测微螺杆旋转的整数转，在固定套筒中线的两侧，刻有两排刻线，刻线间距均为1上下两排相互错开0.5mm上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度千分尺的具体读数方法可分为三步:首先，读出固定套筒上露出的刻线尺寸，一定要注意不能遗漏应读出的0.5mm的刻线值;其次，读出微分筒上的尺寸，要看清微分筒圆周上哪一格与固定套筒的中线基准对齐，将格数乘0.01mm即得微分筒上的尺寸;最后，将上面两个数相加，即为千分尺上测得尺寸。如图1-25(a)所示，在固定套筒上读出的尺寸为8mm，在微分筒上读出的尺寸为35(格)x0.01mm=0.35mm，两数相加即得被测零件的尺寸为8.35mm;如图1一25(b)所示，在固定套筒上读出的尺寸为0.5mm，在微分筒上读出的尺寸为9(格)x0.01mm=0.09mm，两数相加即得被测零件的尺寸为0.59mm上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

4.正确使用外径千分尺

(1)校对外径千分尺的零位把外径千分尺的两个测砧面揩干净，转动测微螺杆使它们贴合在一起(这是指0~25mm的千分尺而言，若测量范围大于0一25mm时，应该在两测砧面间放上校对样棒)，检查微分筒圆周上的“0”刻线是否对准固定套筒的中线，微分筒的端面是否正好使固定套筒上的“0”刻线露出来。如果两者位置都是正确的，就认为千分尺的零位是对的;否则就要进行校正，使之对准零位。

(2)调整外径千分尺的间隙外径千分尺在使用过程中，由于磨损等原因会使精密螺纹的配合间隙增大，从而使示值误差超差，必须及时进行调整，以便保持外径千分尺的精度。要调整精密螺纹的配合间隙，应先用制动器把测微螺杆锁住，再用专用扳手把测力装置松开，拉出微分筒后再进行调整。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度

(3)测量用外径千分尺测量零件时，应当手握测力装置的转帽来转动测微螺杆，使测砧表面保持标准的测量压力，即听到“咔咔”的声音，表示压力合适，并可开始读数。要避免因测量压力不等而产生测量误差。绝对不允许用力旋转微分筒来增加测量压力，使测微螺杆过分压紧零件表面，致使精密螺纹因受力过大而发生变形，损坏千分尺的精度。使用外径千分尺测量零件时(图1一26)，要使测微螺杆与零件被测量的尺寸方向一致。测量外径时，测微螺杆要与零件的轴线垂直，不要歪斜。测量时，可在旋转测力装置的同时，轻轻地晃动尺架，使测砧面与零件表面接触良好。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度用千分尺测量零件时，最好在零件上进行读数，放松后取出千分尺，这样可减少测砧面的磨损。如果必须取下读数时，应用制动器锁紧测微螺杆后，再轻轻滑出零件，把千分尺当卡规使用是错误的，因这样做不但易使测砧面过早磨损，甚至会使测微螺杆或尺架发生变形而失去精度。为了获得正确的测量结果，可在同一位置上再测量一次。尤其是测量圆柱形零件时，应在同一圆周的不同方向测量几次，检查零件外圆是否有圆度误差;再在全长的各个部位测量几次，检查零件外圆是否有圆柱度误差等。对于超常温的工件，不要进行测量，以免产生读数误差。如图1一27(a)所示，单手使用外径千分尺时，可用大拇指和食指或中指捏住活动套筒，小指勾住尺架并压向手掌上，大拇指和食指转动测力装置就可测量。双手测量时，可按图1一27(b)所示的方法进行。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度这里尤其注意几种使用外径千分尺的错误方法。比如用千分尺测量旋转运动中的工件，很容易使千分尺磨损，而且测量也不准确;又如贪图快一点得出读数，握着微分筒来回转等，也会破坏千分尺的内部结构。

5.其他常见千分尺千分尺的种类很多，除外径千分尺外，机械加工车间常用的千分尺还有内径千分尺、深度千分尺、壁厚千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺、电子数显外径千分尺等，并分别用来测量或检验零件内径、深度、厚度以及螺纹的中径和齿轮的公法线长度等，如图1一28所示。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度1.5任务实施

1)根据零件图上的标注，查表并计算出阶梯轴直径的上下极限偏差值，选择合适的计量器具。

2)按要求准备好待测工件和工、量具，观察零件及计量器具有无缺损、锈污，刻度是否清晰可辨。

3)检查游标卡尺和深度游标卡尺的零位，如有误差记下初始误差值

4)用游标卡尺和深度游标卡尺测量未注公差外径、阶梯轴长度、键槽长度、键槽深度，并做好数据记录(要求同一尺寸面多测几次)。

5)校对(校正)外径千分尺的零位。

6)用外径千分尺检测注有公差要求的阶梯轴直径(要求在同一截面多方向和不同的截面进行多次测量)。

7)数据处理，根据其验收极限，判断零件的合格性。上一页下一页返回任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度上一页下一页返回1.6“做中学”任务单任务1用游标卡尺、外径千分尺测量阶梯轴长度直径和键糟深度上一页返回任务2用内径百分表测量零件的内孔直径2.1学习目标1)掌握孔的基本偏差系列;2)会查表并计算孔的上下极限偏差;3)掌握百分表及内径百分表的结构及读数原理;4)会校对百分表的零位，并使用百分表测量内孔直径;5)会对测得数据进行数据处理，判断工件的合格性。下一页返回任务2用内径百分表测量零件的内孔直径2.2任务描述测量如图1一29所示轴套内孔直径。2.3任务分析轴套零件是机器中经常遇到的典型零件之一。轴套在一些转速较低、径向载荷较高且间隙要求较高的地方可用来替代滚动轴承，轴套内孔经研磨刮削，能达到较高的配合精度。轴套是整体结构的，转动时轴和轴套之间有相对运动，因此轴套内孔与轴的配合情况尤为重要。本任务中轴套直径公差为7级，经查表可知其公差值为0.03mm，用游标卡尺不能准确测量，这里可以选用内径百分表进行测量，通过测量几个垂直于轴线的截面，得出内孔的尺寸。用内径百分表测量操作方便，是生产中检验精度要求较高的内孔的常用检测方法。上一页下一页返回2.4相关知识

2.4.1孔的基本偏差

1.公称尺寸≤500mm的孔的基本偏差和轴一样，对于公称尺寸≤500mm的孔，也对应28种基本偏差，除了JS与Js相同外(也表示公差带相对零线对称分布，其极限偏差为±IT/2)，其余27种基本偏差是根据相应代号的轴的基本偏差换算得出的。其换算原则有如下几个。

(I)通用规则通用规则是指同一个字母表示的孔、轴的基本偏差绝对值相等，符号相反。孔的基本偏差与轴的基本偏差关于零线对称，是轴的基本偏差相对于零线的倒影，所以又叫倒影规则。

1)对于孔的基本偏差A一H，不论孔、轴是否采用同级配合，都有EI=－es上一页下一页返回任务2用内径百分表测量零件的内孔直径任务2用内径百分表测量零件的内孔直径

2)对于孔的基本偏差K~ZC中，标准公差大于IT8的K,M,N以及大于IT7的P~ZC一般都采用同级配合，按照该规则，则有ES=－ei。但是有一个例外:公称尺寸大于3~500mm，标准公差大于IT8的孔的基本偏差N，其值ES=0

(2)特殊规则特殊规则是指孔的基本偏差和轴的基本偏差符号相反，绝对值相差一个△值。在较高的公差等级中常采用异级配合(配合中孔的公差等级比轴低一级，如H7/p6和P7/h6)，因为相同公差等级的孔比轴难加工。对于公称尺寸≤500mm，标准公差≤IT8的K,M,N和标准公差≤IT7的P~ZC，孔的基本偏差ES适用特殊规则。即上一页下一页返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径孔的另一个偏差，可根据孔的基本偏差和标准公差的关系，按照EI=ES－IT或ES=EI+IT计算得出。按照轴的基本偏差计算公式和孔的基本偏差换算原则，国家标准列出轴、孔基本偏差数值表，见附表2、附表3。在孔、轴基本偏差数值表中查找基本偏差时，不要忘记查找表中的修正值“△”。

2.公称尺寸大于500~3150mm的孔的基本偏差在公称尺寸大于500mm时，孔、轴一般都采用同级配合，只要孔、轴基本偏差代号相当，它们的基本偏差数值相等，符号相反。公称尺寸大于500~3150mm孔和轴的基本偏差计算公式见表1.12。孔、轴的基本偏差数值表见相关国家标准。返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径

2.4.2百分表的结构及测量原理

1.百分表的结构指示式量具是以指针指示出测量结果的量具。车间常用的指示式量具有百分表、千分表、杠杆百分表和内径百分表等，主要用于校正零件的安装位置，检验零件的形状精度和相互位置精度，以及测量零件的内径等。由于百分表和千分表的测量杆是作直线移动的，可用来测量长度尺寸，所以它们也是长度测量工具。千分表的读数值为0.001mm，而百分表的读数值为0.01mm。车间里经常使用的是百分表。目前，国产百分表的测量范围(即测量杆的最大移动量)有0一3mm,05mm,0一10mm的三种。读数值为0.001mm的千分表，测量范围为0一1mm。返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径百分表的外形如图1一30(a)所示。8为测量杆，6为指针，表盘3上刻有100个等分格，其刻度值(即读数值)为0.01mm。当指针转一圈时，小指针即转动一小格，转数指示盘5的刻度值为1mm。用手转动表圈4时，表盘3也跟着转动，可使指针对准任一刻线。测量杆8是沿着套筒7上下移动的，套筒7可作为安装百分表用。9是测量头，2是手提测量杆用的圆头。

2.百分表的测量原理图1一30(b)是齿轮一齿条传动百分表内部机构的示意图。带有齿条的测量杆1的直线移动，通过齿轮传动(Z1,Z2,Z3)，转变为指针2的回转运动。齿轮Z4和弹簧3使齿轮传动的间隙始终在一个方向，起着稳定指针位置的作用。弹簧4是控制百分表的测量压力的。百分表内的齿轮传动机构使测量杆直线移动1mm时，指针正好回转一圈。返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径

2.4.3内径百分表的结构、原理及使用内径百分表又称量缸表，是一种借助于百分表为读数机构，配备杠杆传动系统或楔形传动系统的杆部组合而成，它是用比较法来测量孔径及其几何形状偏差，其外观和结构如图1一31所示。带定位装置的内径百分表的测量范围有6一10mm,10一18mm,18一35mm,35一50mm,50一100mm,100一160mm,160一250mm,250一450mm,450一700mm,700一1000mm十种规格

1.内径百分表的结构内径百分表的内部结构，如图1一31所示。测量时，被测孔的尺寸偏差借活动测头的位移，通过杠杆和传动杆传递给指示机构，因传动系统的传动比为1，因此，测头所移动的距离与指示表的指示值相等。如图1一31所示，活动测头8的移动，使返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径传动杠杆7回转，通过传动杆4，推动百分表的测量杆，使百分表指针产生回转。由于传动杠杆7的两侧触点是等距离的，当活动测头移动1mm时，活动杆也移动1mm，推动百分表指针回转一圈。所以，活动测头的移动量，可以在百分表上读出来。两触点量具在测量内径时，不容易找正孔的直径方向，定位装置9和弹簧10就起了一个帮助找正直径位置的作用，使内径百分表的两个测量头正好在内孔直径的两端。活动测头的测量压力由传动杆4上的弹簧控制，保证测量压力一致。内径百分表的指针摆动读数，刻度盘上每一格为0.01mm，盘上刻有100格，即指针每转一圈为1mm返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径

2.正确使用内径百分表

(1)校对内径百分表零位内径百分表的示值误差比较大，如测量范围为35~50mm，示值误差为10.015mm为此，使用时应当在专用环规或千分尺上校对尺寸，如图1一32所示，必要时可由量块和量块附件装夹好的量块组(量块的相关知识详见任务3)校对零位，并增加测量次数，以便提高测量精度。用量块校对零位的具体操作是:将量块放在量块夹持器中，并调节到孔的公称尺寸后锁紧，把内径百分表的两测头压入测量面之间，微微摆动和旋转内径百分表将百分表的长指针顺时针转动最多时的位置调整成零。返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径

(2)测量孔径用内径百分表测量孔径时，压住定位装置和活动测头，将内径百分表装人被测孔内，摆动内径百分表，如图1一33所示，找出长指针顺时针转动最大的数值(因为两测头之间的最短距离必垂直于孔壁，而两测头间的距离最短时，必是百分表压缩最多时，即长指针转动最大时)，它与零位的差值，就是孔径相对于公称尺寸的偏差。如测量时长指针转得比零位时多，则偏差是负偏差;如测量时长指针转得比零位时少，则偏差是正偏差。测量时，连杆中心线应与工件中心线平行，不得歪斜，同时应在圆周上多测几个点，找出孔径的实际(组成)要素，看是否在公差范围以内。返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径2.5任务实施

1)用量块组校对零位，如图1一34(a)所示。根据被测孔径的基本尺寸L组合量块，将量块组和专用卡脚5一起放入量块夹持器4内夹紧，构成标准内尺寸卡规(也可以按照图1一32所示，用外径千分表校正内径百分表的零位)。

2)根据被测孔径尺寸，选择合适的固定测头1，连同锁紧螺母7一起拧入内径百分表的螺孔中。

3)用标准内尺寸卡规调准指示表零位，一手握隔热手柄8，另一手将活动测头2压入，使两测头的距离小于量块组尺寸后，放入两卡脚5之间，让两测头与卡脚两平面接触，摆动内径指示表，当指针顺时针回转到转折点(读数最小)时，表示内径指示表测头与卡脚接触的两个点的连线与卡脚平面垂直，此时，两接触点间的距离等于量块尺寸。转动指示表9的滚花环，使刻度盘的零位转到指针的转折点处。再摆动内径百分表，转动滚花环，如此反复几次，直到指针准确地在刻度盘的零位处转折为止。返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径

4)测量轴套的内孔直径。按图1一34fib)测三个横截面上的直径，每个截面测两个大致相互垂直方向的孔径x，用以代表孔的各处尺寸，取两次测量的最小值作为测量结果。测量孔径时手握隔热手柄，将内径百分表装人孔中(注意先伸入定心板和活动测头，再伸入固定测头)。当测头达到指定的测量部位时，按图上箭头方向摆动内径指示表，记下指针顺时针回转到转折点的读数，此时表示两测头与孔壁接触在直径上。偏离零位的格值读数再乘以百分表的分度值i，即为被测孔径的实际偏差。要注意:按顺时针方向超过零点的读数是负值，因为此时孔径小于量块尺寸，活动测头缩入。将实际偏差加上量块尺寸，即得被测孔径的实际尺寸。

5)根据孔径的直径大小，查表得到孔径的安全裕度A，然后确定其验收极限，若孔的各处实际尺寸都在验收极限范围内，则表明孔径合格。返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径2.6“做中学”任务单返回上一页下一页任务2用内径百分表测量零件的内孔直径返回上一页任务3用机械比较仪测量轴径3.1学习目标1）能根据被测工件的轴径，选择合适的测量仪器;2)了解机械比较仪的结构和工作原理;3)学会使用机械比较仪测量圆柱形零件外径的方法。3.2任务描述选择恰当的计量器具测量如图1一35所示光轴的直径。3.3任务分析前面介绍，轴径可以用游标卡尺或外径千分尺进行测量。本任务中，轴的基本尺寸为40mm，其公差为0.016mm，显然，不能再用上述方法进行测量。由于其精度较高，我们可以采用相对法在机械比较仪或立式光学计上测量其轴径。返回下一页比较仪是利用相对法进行测量的长度测量工具，主要由比较仪和比较仪座组成。测量时，先用量块研合组成与被测基本尺寸相等的量块组，再用此量块组使比较仪指针对零，然后换上被测工件，比较仪指针指示的即为被测尺寸的偏差值。3.4相关知识

3.4.1机械比较仪的结构原理及使用

1.机械比较仪的结构和测量原理机械比较仪以百分表或千分表、杠杆齿轮比较仪或扭簧比较仪等机械式指示表作为放大、指示部件。杠杆齿轮比较仪的工作原理与百分表和千分表相似，但第1级放大机构是杠杆。它是将测量杆的直线位移，通过机械传动系统转变为指针在表盘上的角位移，其分度值有0.5um,1um、2um、5um等多种，常用于测量精密工件的几何误差，并可用比较法测量长度和尺寸。返回上一页下一页任务3用机械比较仪测量轴径杠杆齿轮比较仪的外形结构如图1一36所示。当测量杆移动时，使杠杆绕轴移动，并通过杠杆短臂R4和长臂R3，将位移量放大，同时扇形齿轮带动与其啮合的小齿轮转动，这时小齿轮分度圆半径R2与指针长度R1又起放大作用，使指针在标尺上指示出相应的测量杆位移值其放大比K为:2.正确使用机械比较仪使用机械比较仪时，是将其装夹套筒装夹在表架或测量装置相应的孔中，如图1一37所示。指示表10插装在横臂7的前孔中，用锁紧螺钉12固定。松开横臂锁紧螺钉8，横臂即可水平回转，使比较仪的测量返回上一页下一页任务3用机械比较仪测量轴径任务3用机械比较仪测量轴径头(测头)14能位于工作台1上方的恰当位置，此时旋转横臂升降螺母5