公差配合与测量技术第5章 常用结合件的公差与检测

开县巨龙职校课程标准《公差配合与测量技术》——数控专业一、课程性质《公差配合与测量技术》是机械类专业必修的一门技术基础课。

它以数学、物理、工程制图、工程力学、工程材料等课程为基础，为培养学生确立互换性、标准化以及公差与配合的基本概念；掌握公差与配合标准、极限与配合制、计量和测量知识；为学习有关后继课程、专业课程打基础，对实现生产一线应用型技术人才的培养目标，具有十分重要的作用。

二、设计思路总的目标：专业基础知识与人文品德修养整合发展。

目标的四个方面：知识经济时代的现代制造技术呼唤进—步提高产品的互换性——公差配合与测量技术正是提高产品互换性的必备前提——公差配合与测量技术的基本概念和理论——公差配合与测量技术的基本方法。

实现目标的学习方法：概述，理论，方法，练习等。

三、课程目标1.知识目标（1）初步认识公差配合与测量技术的基本范畴。

（2）通过对课程的学习，及对各具体工程事物的技术规范和标准的要求，进行广泛的分析、综合、比较、归纳、概括等认知活动及练习活动，培养思维能力和解决问题的能力。

2.技能目标掌握公差配合与技术测量的基础知识，应会用有关的公差配合标准，具有选用公差配合的初步能力，能正确选用量具量仪，会进行一般的技术测量工作，会设计常用量规，并为今后的学习与工作打下良好的基础。

四、课程的主要内容与要求五、实施建议1．教学建议《公差配合与测量技术》这门课程是一个开放的体系，它为创设教学形式的多样化提供了广阔的天地，教师可以根据自身的素质和教学的需要，选择不同方式进行教学。

采用课堂讲授的形式，在内容上要突出重点，深入浅出，在教学要求上做到具体知识传授与整体精神把握相结合，课堂讲授与课堂讨论相结合，传统与现代相结合，多媒体软件为辅助。

根据教学进程，适时布置和批改作业，及时答疑解惑，以达到学后懂且能用之目的。

在注重课堂讲授的同时，要十分重视实训课的开设和现场指导，以增强学生的动手实践能力。

2．教学评价（1）改革传统的学生评价手段和方法，可采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，项目评价，理论与实践一体化评价模式。

《公差配合与测量技术》（笫二版）各章习题参考答案第一章 光滑圆柱的公差与配合习题1—10解：1）该配合用于对心与可拆卸，根据给出条件，x max ≯20μｍ,Y max ≯－20μｍ 可知 为过渡配合。

2）考虑到一般情况下应优先选用基孔制，该配合未提出其它要求，故选用基孔制。

3）求出配合公差 T f =｜X max －－Y max ｜=40μm查教材P14表1—2 IT6+IT7=13+21=34μm ＜40μm 故令孔选用IT7 轴选用IT64）确定孔、轴极限偏差并选定配合 ∵基准孔 EI=0 ES=+IT7=+21μm ∴X max =ES-ei=21-ei 设X max 暂按20代入则ei=21-20=1μmY max =EI-es=0-es 则es=0-（-20）=+20μm查表1—5 只有轴的基本偏差k 为ei=+2μm 与计算的值相接近，故选k ，对前 计算值重新修正： X max =ES-ei=21-2=19μm 显然，X max 仍小于20μm ，符合题意。

即：配合应为 Φ25H7∕k6 5）验算Φ25H7： ES=21μm EI=0μm Φ25k6： es=20μm ei=2μm X max =ES-ei=21-2μm=19μm Y max =EI-es=0-20μm =-20μm即： X max ≯20μm ,Y max ≯-20μm 符合题意。

习题 1—11解：1）确定基准制 因为一般情况，可选用基孔制 2）确定孔、轴公差等级由于 T f =︱X max -X min ︱=︱0.097-0.04︱=0.057mm=57μm查表1—2，与计算相接近的孔、轴公差等级为：IT6=22μm IT7=35μm 取孔公差等级为IT7（比轴低一级） 即 T D =35μm ∕轴公差等级为IT6 T d =22μm 则基准孔 ES=+35μm EI=03）计算热变形所引进的间隙变化量ΔX=95〔22×10-6（100-20）-22×10-6（150-20）〕＝-0.1045㎜=-105μm 4）确定非基准件轴的基本偏差因基准孔 ES=35μm EI=0∵ X min =EI-es=40μm ∴es=- X min =-40μm ei=es-T d =-62μm 为了补偿热变形，在所计算的轴的上下偏差中加入补偿值ΔX ，即：es ＇=es ＋ΔΧ=-145μm ei ＇=ei ＋ΔΧ=-167μm故气缸孔的尺寸及偏差应为： Φ95035.00（mm ）活塞的尺寸及偏差应为 ： Φ95145.0167.0--（mm ）习题1—17解：1）减速器属于一般机械，题意已明确采用P 0级精度2）查《现代综合机械设计手册》（中） 北京出版社 P1249页轴承内径 d=45mm 外径 D=75mm 宽 B=16mm 额定径向动负荷 C=21KN 实际径向动负荷为：1500N ∴P=1500∕21000=0.07 查表1-28 P ＜0.07C 应属于轻负荷3）查表1—24 轴承内孔与轴配合的公差带应为Φ45j6 ；查表1—25 轴承和外壳配合的公差带应为φ75H7 习题1—18解：1）参照教材P45各级精度应用的范围，应选择P0级2）已知该汽车所用前轴承的负荷为轻系列深沟球轴承，型号可选为：61810 3）该轴承内孔与轴的配合查表1—24，应选公差带为：Φ50j6；查表1—25与轴承配合的外壳孔公差带为：φ65J7第二章 测量技术基础习题2—23解：1）假设经过判断，不存在已定系统误差2）求出测量列算术平均值 X =10.01275㎜3）计算残差∑=121i νi=0 不存在未定系统误差4）计算测量列单次测量值的标准差S ≈1.865μm5）判断粗大误差3S=3×1.865μm=5.595μm由于测量列的各残差值皆小于3S ，故无粗大误差6）计算测量列总体算术平均值的标准偏差-xσ=nS =12865.1≈0.54μm7）计算测量列总体算术平均值的测量极限误差-）（x lim δ=±3-xσ=0.543⨯±μm=62.1±μm ≈1.6μm8）确定测量结果单次测量结果（第五次） X 5=10.014±3S=10.014±0.0056㎜算术平均值表示的测量结果 X C =-x ±3-xσ=10.±.0016㎜习题2—24解：1）如果只测量1次，则测量值20.020㎜为不定值（∵S=0），此时测量结果 为20.020±lim δ＝20.020±0.005㎜ 即测量值可能为20.025～20.015㎜内的任何值。

《公差配合与技术测量》课程标准1.课程属性《公差配合与技术测量》课程是机械类专业一门非常重要的专业基础课，主要目的是培养学生的机械产品精度设计能力和技术检测能力，具有很强的技术性、实用性和实践性。

2.前导主要专业课程名称《公差配合与技术测量》的前导主要课程是《识图与制图》，通过前导课程的学习，学生已经掌握了零件图与装配图的基本知识、识读与绘制方法，了解了公差在零件图上的标注规范，对本门课程的学习奠定了良好的理论和实践基础。

3.课程定位《公差配合与技术测量》课程主要介绍了互换性及标准的相关知识、孔轴结合的极限与配合基本知识及其检测、测量技术及数据处理、几何误差及其检测、表面粗糙度及其检测、圆锥的公差及其检测、普通螺纹的公差及其检测、直齿圆柱齿轮公差及其检测等内容。

通过这门课的学习，使学生掌握查阅并使用相关国家标准的方法；正确地处理设计与制造、公差与误差之间的关系；掌握常用量具的正确使用方法。

培养学生独立设计、正确查阅相关手册、选择零件精度、选择适合零件精度检测方法的能力。

4.后续主要专业课程名称通过对《公差配合与技术测量》课程的学习，为后续《机械设计基础》、《典型机械零件加工工艺及实施》、《计算机辅助设计与制造》、《数控加工工艺及编程》、《机床夹具设计》等课程的学习奠定了良好的理论和实践基础。

5.融通课程性本门课程不属于课证融通课程。

6.配套线上课程本门课程建设为校级精品资源共享课，属于Spoc范畴，得实网络教学二、课程教学目标1.素质目标（1）热爱祖国，拥护党的领导，具有较高的思想政治觉悟，心系国家教育和建设事业，弘扬社会主义核心价值观。

（2）树立正确的世界观和人生观，具有较好的道德修养和身心素质；（3）具备较强的团队协作、组织协调、沟通能力；（4）培养严谨的学风、精益求精的工匠精神；（5）树立吃苦耐劳、踏实肯干、爱岗敬业、遵纪守时等职业操守；（6）具有较强的自主学习、自我提高、独立完成工作的能力；（7）具有强烈的集体荣誉感和责任感。

《公差配合与技术测量》第1讲主讲人：班级日期课题第一章绪论目的任务了解学习公差课的目的，启发学习本课程的兴趣。

基本要求了解互换性历史，理解互换性定义、了解互换性的应用重点难点 1.互换性的定义2.加工误差与公差教学方法讲述第一章绪论本书的主要任务是，使学生具备机械加工高素质劳动者和中、初级专门人才所必要的极限与配合的基本知识，几何量测量的基本理论，检测产品的基本技能。

主要内容包括极限与配合、表面粗糙度、形状和位置公差、花键公差、螺纹公差、齿轮公差等最新国家标准以及技术测量的基础知识。

互换性概述在日常生活中，经常会遇到零件互换的情况，例如，机器、汽车、拖拉机、自行车、缝纫机上的零件坏了，只要换上相同型号的零件就能正常运转，不必要考虑生产厂家，之所以这样方便，就是这些零（部）件具有互相替换的性能。

要实现专业化生产必须采用互换性原则。

举例：螺钉，灯泡，汽车，飞机，彩电等等。

一、互换性基本概念（一）互换性的含义在机械工业中，互换性是指相同规格的零(部)件，装配或更换时，不经挑选、调整或附加加工，就能进行装配，并且满足预定的使用性能。

（二）互换性的种类按互换的程度可分为完全互换性与不完全互换性1.完全互换性同一规格工件装配前不作任何挑选，装配时不需辅助加工，装配后能滿足其使用要求。

2.不完全互换性适当放大公差值，加工测量后分组装配，滿足其使用要求。

作用在于解决加工困难，降低生产成本。

二、互换性的作用1、从设计上看2、从制造上看3、从装配上看4、从使用上看综上所述，互换性是现代化生产基本的技术经济原则，可以提高生产率，有利于专业化大生产，缩短维修时间，降低生产成本等，在机器的制造与使用中具有很重要作用。

课程简介与教学要求1. 特点：专业技术课（主干）定义多，概念多，符号多 , 标准多，记忆内容多，但简单，易学。

2 ．重要性：承上启下。

从课程设计至毕业设计的应用，毕业后的应用。

3 ．教学组成：上课，作业，实验，考试。

《公差配合与测量技术（第六版）》教学教案【学习目标】1. 掌握互换性概念、分类及互换性在设计、制造、使用和维修等方面的重要作用。

2. 掌握互换性与公差、检测的关系。

3. 理解标准化与标准的概念及重要性。

4. 了解优先数系和优先数的概念及其特点。

0. 1 概述0.1.1 互换性及其意义1. 互换性(1)定义：是指在制成的同一规格的一批零部件中任取其一，无须进行任何挑选和修配就能装在机器(或部件)上，并能满足其使用性能要求的特性。

举例：组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如一批规格为M20X 2-5H6H的螺母与M20×2-5g69螺栓的能自由旋合。

在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。

2. 意义(表现在以下三个方面)(1) 在设计方面(2)在制造方面(3)在使用和维修方面总之，互换性对保证产品品质和可鼎性，提高生产率和增加经济效益具有重要意义。

0.1.2互换性的分类1. 互换性的分类(1) 完全互换性(绝对互换)若一批零部件在装配时，不需要挑选、调整或修配，装配后即能满足产品的使用要求，则这些零部件属于完全互换。

(2) 不完全互换性(也称有限互换) 仅同一组内零件有互换性、组与组之间不能互换，以满足其使用要求的互换性，称为不完全互换。

简言之，不完全互换就是因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换。

2. 标准部件或机构的互换性分类(1) 内互换是指部件或机构内部组成零件间的互换性，例如，滚动轴承的外圈内滚道、内圈外滚道与滚动体的装配。

(2) 外互换是指部件或机构与其装配件间的互换性，例如，滚动轴承内圈内径与轴的配合、外圈外径与轴承孔的配合。

0.1.3 机械零件的加工误差、公差及其检测1. 公差允许零件尺寸和儿何参数的变动范围称为“公差”。

2. 测量是指将被测量与作为计量单位的标准量比较，确定被测量的大小的过程。

3. 检验是指验证零件儿何参数是否合格，而不必得出具体数值的过程。

0.2标准化0. 2.1 标准化与国家标准1. 标准标准一般是指技术标准，它是指对产品和工程的技术品质、规格及检验方法等方面•所作的技术规定，是从事生产、建设工作的共同技术依据。

公差配合与测量技术课程标准课程代码：课程性质：必修课课程类型：B类课（一）课程目标总体目标：通过本课程的学习，使学生建立互换性、公差与高质量产品的概念；能正确识读、标注模具图纸上公差、配合及表面粗糙度要求，并能熟练查用相关国家标准；能正确选择和使用生产现场的常用量具对一般的几何量进行综合检测。

能力目标：通过完成一套模具装配图及主要零件图的识读及误差的检测和一套冲压模具的测绘训练后，学生能运用所学知识正确识读模具图上相关的公差及表面粗糙度要求；能根据要求选择合适的量具对模具零件进行检测并能判断其合格性；能正确选择和标注模具设计图样上的公差及表面粗糙度要求；能熟练使用国家标准手册。

知识目标：掌握国家标准规定的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等方面的知识，理解图纸的技术要求，掌握常用量具的测量原理和使用方法。

素质目标：养成严谨的学习态度和精益求精、一丝不苟的工作作风，加强与人沟通和团队协作的能力。

（二）课程内容与要求2、课程要求掌握公差配合与技术测量的基础知识，应会用有关的公差配合标准，具有选用公差配合的初步能力，能正确选用量具量仪，会进行一般的技术测量工作，会设计常用量规，并为今后的学习与工作打下良好的基础。

（三）课程实施和项目设计1、课程实施本课程将课程内容进行分解、组合，通过典型实例，采用项目导向、任务驱动的方法来解决工程中的每一个知识模块。

本课程是将公差配合和计量学有机地结合在一起,从互换性角度出发，围绕误差与公差这两个概念来研究如何解决使用要求与制造要求的矛盾，而这一矛盾的解决是合理确定公差配合和采用适当的技术测量手段。

本课程讲授之前，学生应已修完如下课程：《机械制图》、《工程力学》、《机械工程材料及热处理》等。

本课程是一门专业基础课，需要对以上的专业基础进行综合运用2、项目设计将《公差配合与测量技术》课本中传统内容进行分解、组合，通过典型实例，采用项目导向、任务驱动的方法来解决实际工作中的问题。

第5章常见结合件的公差5.3键联接的公差与检测键联接与花键联接用于将轴与轴上传动件如齿轮、链轮、皮带轮或联轴器等连接起来，以传递扭矩、运动或用于轴上传动件的导向，如变速箱中的齿轮可以沿花键轴移动以达到变换速度的目的。

5.3.1平键联接键通常称单键，按其结构形式不同，分为平键，包括普通平键、半圆键、切向键和楔键等几种。

其中平键应用最为广泛，平键又分为普通型平键和导向型平键和滑键，前者用于固定联接，后两者用于导向联接。

本节主要讨论平键联接。

平键联接是由键、轴、轮毂三个零件组成的，通过键的侧面分别与轴槽、轮毂槽的侧面接触来传递运动和转矩，键的上表面和轮毂槽底面留有一定的间隙。

因此，键和轴槽的侧面应有足够大的实际有效接触面积来承受负荷，并且键嵌入轴槽要牢固可靠，防止松动脱落。

所以，键和键槽宽b是决定配合性质和配合精度的主要参数，为主要配合尺寸，公差等级要求高；而键长L、键高h、轴槽深t和轮毂槽t1为非配合尺寸，其精度要求较低。

平键联接的几何参数如图5.19所示。

其参数值见表5-13。

表5-13 平键的公称尺寸和槽深的尺寸及极限偏差(摘自GB/T1096-2003) mm 轴颈键轴槽深t 毂槽深t l基本尺寸d公称尺寸t1d-t1t2d+t 2b×h 公称偏差偏差公称偏差偏差≤6～8 2× 2 1.2+0.10 0-0.101+0.10+0.10>8～10 3× 3 1.8 1.4>10～12 4×4 2.5 1.8图5.19平健联结的几何参数平键联结的剖面尺寸均已标准化，在GB/T1095-2003《平键：键和键槽的剖面尺寸》中作了规定，见表5-14。

1. 平键联接的公差与配合1)尺寸公差带在键与键槽宽的配合中，键宽相当于广义的“轴”，键槽宽相当于广义的“孔”。

键宽同时要与轴槽宽和轮毂槽宽配合，而且配合性质又不同，由于平键是标准件，因此平键配合采用基轴制。

《公差配合与技术测量》教学大纲一、课程名称公差配合与技术测量二、先修课程机械基础三、课程的性质和任务本课程是机械类专业技术基础课，它包括：“公差配合”与“技术测量”两大部分。

“公差配合”属标准化范畴；“技术测量”属计量学范畴。

本课程是将公差配合和计量学有机地结合在一起,从互换性角度出发，围绕误差与公差这两个概念来研究如何解决使用要求与制造要求的矛盾，而这一矛盾的解决是合理确定公差配合和采用适当的技术测量手段。

本课程的任务是：掌握公差配合与技术测量的基础知识，应会用有关的公差配合标准，具有选用公差配合的初步能力，能正确选用量具量仪，会进行一般的技术测量工作，会设计常用量规，并为今后的学习与工作打下良好的基础。

四、课程内容和要求第一单元绪论（一）教学目的让学生了解互换性的概念、种类、好处、实现互换性生产的条件。

了解技术标准的作用及本课程的性质、任务与要求。

（二）教学重点互换性在机械行业中的重要性以及贯彻执行技术标准的重要性（三）教学内容1、介绍互换性概念及其作用2、讲解技术标准制订过程及其种类、作用3、补充机械常用长度单位毫米、微米的有关知识（四）本章小结本章介绍了互换性，技术标准的有关概念及其重要作用。

对强制性技术标准必须严格执行。

（五）思考题1、实现互换性生产的基本条件是什么？2、技术标准有什么作用？第二单元尺寸公差与配合（一）教学目的让学生发解尺寸公差配合的基本概念、熟悉尺寸公差配合标注的意义，掌握有关公差表格的查找方法，学生应知道设计要按标准规范。

检测要按图纸要求。

（二）教学重点难点重点：标准公差系列、基本偏差系列、常用对孔、轴公差带与配合难点：公差带位置，极限尺寸状态下最大间隙最小间隙及最大最小过盈量，本章术语较多。

（三）教学内容1、尺寸公差、配合的基本术语、标准公差系列，基本偏差系列2、常用尺寸孔、轴公差带与配合3、尺寸到18孔、轴公差带与配合4、配制配合的概念、末注公差有关知识。

（四）本章小结本章介绍了尺寸公差配合的基本术语，标准公差系列，基本偏差系列、常用尺寸孔，轴公差带与配合，对小于18及大于500尺寸公差也作了相应介绍，学生应掌握表格查找方法，熟悉标注方法。

《公差配合与技术测量》课程标准掌握互换性与标准化的基本概念及有关术语定义；基本掌握有关公差标准的主要内容和主要规定，具有初步选用公差与配合的能力；掌握测量技术的基本知识，会选用和使用测量器具，具有对典型几何量实施检测的能力；掌握光滑极限量规的设计原则和基本方法。

三、课程目标1.知识目标：(1)了解互换性的知识，能正确理解图样上所标注公差配合代号的含义；(2)形位公差基本理论、形位误差测量原理与方法；(3)表面粗糙度基本理论、表面粗糙度测量原理与方法；(4)键与花键公差基本理论及其测量原理与方法；(5)螺纹公差的基本理论及其测量原理与方法；(6)齿轮公差基本理论齿、轮测量原理与方法；(7)量规设计原理与方法；(8)公差配合理论及典型零件公差知识。

2.能力目标：(1)内径测量、外经测量；(2)形状误差测量、位置误差测量；(3)分别用针描法、光切法、干涉法测量表面粗糙度；(4)影像法测量螺纹、三针法测量螺纹；(5)齿轮各参数的测量；(6)设计光滑极限量规。

3.素质目标：(1)培养学生踏实严谨、精益求精的治学态度；(2)培养学生敬业爱岗、团结协作的工作作风；(3)培养学生语言表达、论文写作的能力；(4)培养学生自我提升、开拓创新的能力；(5)培养学生公差配合与技术测量的综合应用能力。

四、教学内容与教学要求第一章绪论（一）教学目的1.明确本课程的任务。

2.掌握互换性与标准化的基本概念及其意义。

3.优先数和优先数系。

4.零件加工误差与公差的含义及二者的区别。

（二）教学重点1.互换性与标准化的概念。

2.零件加工误差与公差的含义及二者的区别。

3.优先数和优先数系。

（三）教学难点1.优先数和优先数系。

2.零件加工误差与公差的含义及二者的区别。

（四）小结：1.掌握互换性与标准化的基本概念及其意义。

2.优先数和优先数系。

3.零件加工误差与公差的含义及二者的区别。

第二章极限与配合（一）教学目的1.掌握有关“尺寸“的术语。