为了给从事机械制造工艺装备方面工作的工程技术人员提供一套可直接查阅参考的工具书，以利于正确理解和合理使用相关技术标准，从而为终提高现代机械制造技术水平和经济效益服务，特组织编写本书。
本书是其中的一本，共八章，主要内容包括：几何量测量技术基础知识，几何公差与几何误差的检测，光滑极限量规和功能量规，技术测量常用量具与量仪，表面结构特征及其检测，典型零件的公差配合及其检测，尺寸链及其计算，为了更好地发挥机床工艺装备的效益，更好地服务企业，充分发掘机床工艺装备的潜能，专门介绍了测量量具量仪的正确使用与维护保养等知识。
本书可供从事机械制造工艺、机械工艺装备方面工作的工程技术人员查阅、参考，也可供机床工具设备维修人员和刀具、刃具管理人员阅读，还可作为机械加工制造方面技术和管理人员，以及高职高专、大专院校与机械制造有关专业的师生们参考。
前言
随着现代机械制造技术的不断发展，机械设备在工业企业中的作用和地位也显得越来越重要。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（即人力、资金、能量、材料和机械）之一，而能量和材料的生产也必须有机械的参与。任何现代产业和工程领域，甚至智能制造都需要应用机械，例如发电设备、农业机械、冶金矿山机械、交通运输机械、仪器仪表和自动化装置，乃至人们日常生活中普遍应用的自行车、钟表、照相机以及品类繁多的智能家用电器等。各个工程领域的发展，特别是现代人工智能的飞速进步，都要求机械工程有与之相适应的发展，都需要机械工程提供所必需的机械设备。机床工业属于机械工业的一部分，也称为机械工业装备，是关系国计民生、高铁动车、航空航天、国防科技尖端建设的基础工业和战略性产业。金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的 40%～60%，机床工业技术水平直接影响机械制造工业产品的终质量和劳动生产率。在世界范围内，特别是西方发达国家，机床工业广泛受到各国政府的重点关注，一个国家机床工业发展水平的高低，实际上标志着这个国家制造能力的大小。
装备工业是促进国民经济发展的活力的重要领域，机械设计则是装备工业的重要基础，机械设计的水平是装备工业产品质量和获得综合经济效益的关键。装备工业产品（包括其他工业产品中的机械部分）的机械设计通常应包括方案设计、结构设计、强度设计及精度设计。精度设计一般应包括装备工业产品的力学性能、物理性能、化学性能等性能参数的精度问题，几何量的精度设计是机械产品设计的重要部分。机械产品的几何精度设计，通常应包括尺寸公差、几何公差、表面结构以及机械零件几何要素之间的结合等技术要求的综合分析和处理，选择和确定相关参数的公差，生产中也常称之为公差与配合设计。对装备工业产品而言，当方案设计、结构设计、强度设计确定之后，公差与配合的设计即几何精度设计是保证产品性能和经济性综合效果极为重要的技术措施，它在产品研究、开发、设计、制造以及运行维修等各方面均发挥着重要作用。
我国非常重视机械产品几何精度的理论研究和标准化技术的发展，并且获得了一批具有国际先进水平的成果。20世纪50年代末，我国首次发布了《极限与配合》的系列技术标准；我国的《形状和位置公差》的标准化工作开始于20世纪60年代初。进入21世纪以来，为适应全球经济一体化的需要，我国对有关公差与配合方面的标准，参照或等同ISO国际标准和国外工业先进国家的标准进行了修订，形成了既与国际接轨同时又体现我国几何精度理论研究和标准化技术成果的新标准体系，为保证装备工业产品质量的不断提高、推动装备工业的迅速发展，奠定了坚实的技术基础。
2018年11月16日，国际计量大会通过了有关修订国际单位制的决议，明确自2019年5月20日起，7个国际单位制（SI）基本单位全部实现由物理常数定义。为纪念这一里程碑式变革，国际计量组织将2019年第20个5·20世界计量日主题定为国际单位制根本性飞跃。
2019年5月20日起，全世界将采用新的国际单位制，时间单位秒（s）、长度单位米（m）等7个基本单位全部从实物改为常数定义。这是国际单位制（SI）自1960年创立以来重大的变革，标志着其定义不再与实物关联，而是根据定义复现单位量值。
国际单位制规定了7个具有严格定义的基本单位，分别是时间单位秒（s）、长度单位米（m）、质量单位千克（kg）、电流单位安培、温度单位开尔文（K）、物质的量单位摩尔（mol）和发光强度单位坎德拉（cd）。
中国计量科学研究院院长方向说，国际单位制（SI）是从米制发展起来的国际通用的测量语言，是人类描述和定义世间万物的标尺。
新的国际单位制启用后，新定义用自然界恒定不变的常数替代了实物，保障了国际单位制的长期稳定性。定义常数不受时空和人为因素的限制，保障了国际单位制的客观通用性。新定义可在任意范围复现，保障了国际单位制的全范围准确性。
新国际单位制生效后要进行的首要工作，恰恰是保证普通用户、产业界人士以及科研人员的量值测量仍是连续的、稳定的。国际单位制测量方法的变革，有助于重新梳理和构建测量手段、测量能力，进而提升产品质量，为质量强国和智能制造提供技术基础。
为配合机械制造行业产业转型升级,加强机械制造工艺装备合理使用和发挥应有的效益，为广大青年技术工人充实到一些优秀的大型乡镇企业和集团化民营企业,提供一套内容起点低、层次结构合理的机械制造工艺装备的实用参考书，我们组织了一批具有职业教育示范院校资格的高职高专、技师学院、高级技工学校有多年丰富理论教学经验和高超的实际操作水平的教师，编写了本书。
本书共八章，主要内容包括：几何量测量技术基础知识，几何公差与几何误差的检测，光滑极限量规和功能量规，技术测量常用量具与量仪，表面结构特征及其检测，典型零件的公差配合及其检测，尺寸链及其计算，为了更好地发挥机床工艺装备的效益，更好地服务企业，充分发掘机床工艺装备的潜能，专门介绍了测量量具量仪的使用与维护保养等知识。
本书适合于职业技术院校、技师学院和高级技工学校机械设计与制造专业以及机电一体化专业、模具设计与制造专业、数控技术应用专业、汽车维修与应用专业、仪器仪表检测等机械制造相关专业教学使用，还可供机械设计与制造、模具设计与制造等工程技术人员、模具生产管理人员、中等职业学校教师参考使用。
本书由邱言龙、王兵任主编，李文菱、蔡伍军任副主编，参加组稿和编写的人员还有王秋杰、汪友英、聂正斌、雷振国等；周少玉、魏天普、彭燕林等为资料收集，数据统计和图片整理做了大量工作，在此一并表示感谢！本书由李德富、刘迎久、胡新华担任审稿工作，李德富任主审；全书由邱言龙统稿。
由于编者水平所限，加之时间仓促，搜集资料方面的局限，知识更新不及时等，新标准层出不穷，挂一漏十，书中错误在所难免，望广大读者不吝赐教，以利提高！欢迎读者通过Email：qiuxm6769@sinacom与作者联系!
编者
2019.8
邱言龙：职业技术学校老师，从事机电专业教学几十年，技术过硬，写作经验丰富。
目录
前言
章几何量测量技术基础知识1
节测量和检验的基本概念1
一、测量技术的含义1
二、测量要素及测量过程6
第二节长度、角度量值的传递8
一、长度基准8
二、长度量值的传递系统9
三、量块及传递系统10
四、溯源性14
五、角度量值的传递系统15
第三节测量方法和计量器具的分类17
一、测量方法的分类17
二、计量器具的分类19
三、计量器具的基本技术性能指标20
第四节测量误差及其数据处理22
一、测量误差概述22
二、测量误差的分类及数据处理27
三、测量精度的分类31
四、等精度测量列的数据处理31
第五节光滑工件尺寸的检验（GB/T 31772009）33
一、误收与误废33
二、安全裕度与预收极限33
三、计量器具的选择36
四、验收极限方式和相应计量器具的选择示例38
第二章几何公差与几何误差的检测42
节零件的几何要素和几何公差的特征项目42
一、零件的几何要素42
二、零件的几何误差45
三、几何公差的特征项目及其符号46
第二节几何公差在图样上的标注方法54
一、几何公差框格和基准符号54
二、几何公差被测要素的标注方法63
三、几何公差基准要素的标注方法68
四、几何公差数值的标注72
五、几何公差附加符号的标注72
六、几何公差的简化标注方法73
七、几何公差的识读74
第三节几何公差和几何误差的检测方法75
一、几何公差的含义和几何公差带的特性75
二、几何误差的检测原则76
三、形状公差带和形状误差的检测方法79
四、基准及其应用90
五、轮廓度公差带和轮廓度误差的检测方法92
六、方向公差带和平行度、垂直度及倾斜度误差的检测方法96
七、位置度公差带和同心度、同轴度、对称度及位置度误差的检测
方法106
八、跳动公差带和圆跳动、全跳动误差的检测方法117
第四节几何误差的评定准则126
一、实际要素的体现126
二、形状误差及其评定126
三、方向误差及其评定134
四、位置误差及其评定134
第五节公差原则136
一、公差原则的一般术语及定义136
二、独立原则138
三、相关要求138
（一）包容要求138
（二）实体要求140
（三）小实体要求145
（四）可逆要求147
（五）零几何公差149
第六节几何公差的选择150
一、几何公差的特征项目及基准要素的选择150
二、几何公差原则的选择153
三、几何公差数值的选用154
第三章光滑极限量规和功能量规165
节光滑极限量规概述166
一、极限尺寸判断原则166
二、光滑极限量规的检验原理167
三、光滑极限量规的种类168
第二节光滑极限量规的设计172
一、光滑极限量规的设计原理172
二、光滑极限量规的型式与尺寸175
三、光滑极限量规的定形尺寸公差带和各项公差182
四、光滑极限量规工作部分极限尺寸的计算和各项公差的确定
示例188
第三节功能量规193
一、功能量规的功用和种类193
二、功能量规的设计原理193
三、功能量规工作部分的定形尺寸公差带和各项公差195
第四章技术测量常用量具与量仪202
节游标量具202
一、游标卡尺的结构形式和用途202
二、游标卡尺的刻线原理和读数方法203
三、其他游标卡尺205
四、游标卡尺的使用及注意事项207
第二节测微螺旋量具209
一、外径千分尺的结构209
二、外径千分尺的读数原理和读数方法211
三、其他测微螺旋量具212
第三节机械式量仪223
一、百分表和千分表223
二、内径百分表228
三、杠杆百分表230
四、杠杆齿轮比较仪231
五、扭簧比较仪232
第四节角度量具233
一、刀口形直尺233
二、直角尺234
三、游标角度尺238
四、正弦规243
五、V形架247
第五节量块与量规250
一、成套量块250
二、角度量块255
三、光滑极限量规259
四、量针与塞尺263
五、中心规、半径样板与螺纹样板266
六、普通螺纹量规269
七、工具圆锥量规275
第六节水平仪284
一、水平仪的用途和分类284
二、水准式水平仪的结构和规格285
三、电子水平仪288
第七节电动量仪与气动量仪291
一、电动量仪291
二、气动量仪293
第八节光学测量仪器297
一、光学平直仪297
二、自准直仪299
三、立式光学计301
四、测长仪303
五、经纬仪306
六、光切显微镜311
七、干涉显微镜312
八、工具显微镜312
第九节其他测量仪器316
一、声级计316
二、测振仪319
（一）旋转机械振动标准319
（二）工作原理321
（三）使用方法323
（四）使用注意事项323
三、温度测量仪323
（一）分类及其工作原理323
（二）主要技术指标和选用方式327
四、转速测量表328
第五章表面结构特征及其检测331
节表面结构特征概述331
一、表面结构特征的定义331
二、表面结构特征对零件工作性能的影响332
三、国内外有关表面结构特征的标准332
第二节表面结构的评定335
一、表面结构的基本术语335
二、表面结构评定常用参数338
三、表面结构评定参数值的规定344
第三节表面结构特征技术要求在零件图上的标注345
一、表面结构特征的技术要求345
二、表面结构特征的基本图形符号和完整图形符号349
三、表面结构特征代号在零件图上标注的规定和方法358
四、机械零件表面结构要求的选用367
五、表面结构特征技术要求在完整图形上的标注示例369
第四节表面结构特征的检测373
一、用比较法检测表面粗糙度374
二、用印模法测量表面粗糙度375
三、用表面粗糙度检查仪测量表面粗糙度376
四、用光切法测量表面粗糙度383
五、用显微干涉法测量表面粗糙度385
第六章典型零件的公差配合及其检测388
节圆锥的公差配合及其检测388
一、圆锥公差与配合的基本术语和基本概念388
二、圆锥配合类型及其形成和影响因素分析394
三、圆锥公差与表面结构特征要求的选用400
四、圆锥（角）的检测409
第二节滚动轴承的公差与配合及其检测412
一、滚动轴承的代号412
二、滚动轴承的公差420
三、滚动轴承与轴颈、外壳孔的配合424
四、滚动轴承测量和检验的原则及方法434
第三节螺纹的公差与配合及其检测475
一、螺纹及几何参数特性475
二、普通螺纹几何参数误差对互换性的影响483
三、螺纹中径合格性判断条件486
四、普通螺纹公差配合与表面结构要求的选用488
五、机床丝杠、螺母公差配合495
六、普通螺纹的检测498
（一）螺纹的综合检验499
（二）螺纹的单项测量500
第四节键与花键的公差与配合及其检测508
一、键联接及其类型508
二、普通平键联接的公差、配合与检测511
三、矩形花键联接的公差、配合与检测520
四、圆柱直齿渐开线花键联接的公差、配合与检测530
第五节圆柱齿轮传动的公差及其检测548
一、齿轮传动的使用要求548
二、影响齿轮传动使用要求的主要误差552
三、齿轮的强制性检测精度指标、侧隙指标及其检测559
四、评定齿轮精度时可采用的非强制性检测精度指标及其检测575
五、齿轮精度指标的公差（偏差允许值）及其精度等级与齿轮坯
公差580
六、齿轮副中心距极限偏差和轴线平行度公差589
七、齿轮侧隙指标的极限偏差592
第七章尺寸链及其计算597
节尺寸链的基本概念597
一、尺寸链的基本术语及其定义597
二、尺寸链的分类603
第二节尺寸链图606
一、尺寸链图的绘制606
二、尺寸链的建立607
第三节尺寸链的分析和计算611
一、尺寸链的计算类型611
二、用完全互换法计算尺寸链的基本公式614
三、尺寸链的计算实例615
第四节用大数互换法计算尺寸链618
一、统计公差公式619
二、设计计算620
三、校核计算621
第八章量具量仪的使用与维护保养622
节金属直尺、内外卡钳及其使用622
一、金属直尺及其使用622
二、内、外卡钳及其使用623
第二节轴套类零件的测量628
一、长度的测量628
二、轴径的测量634
三、 孔径的测量639
四、锥度的测量644
五、圆度误差的测量647
（一） 用光学分度头检测轴的圆度误差647
（二）用圆度仪检测圆度误差652
六、轴类零件几何误差的检测654
第三节常用典型零件的检测657
一、残缺圆柱体的检测657
二、角度的检测660
三、圆锥的检测666
四、箱体的检测670
第四节新技术在测量中的应用674
一、新测量技术简介674
二、测量技术应用与发展趋势678
三、测量新技术与新型测量仪器683
（一）光栅测量技术683
（二）激光测量技术686
（三）三坐标测量机及其应用687
第五节量具与量仪使用注意事项694
一、量具与量仪使用时的注意事项694
二、量具和量仪的选择703
第六节量具与量仪的维护和保养705
一、量具与量仪的日常维护705
二、量具与量仪的管理和保养706
附录709
附录A轴的基本偏差数值表（摘自GB/T 180012009）709
附录B孔的基本偏差数值表（摘自GB/T 180012009）711
附录C轴的极限偏差数值表（摘自GB/T 180022009）713
附录D孔的极限偏差数值表（摘自GB/T 180022009） 722
附录E普通螺纹极限偏差数值表（摘自GB/T 25162003）730
参考文献746
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