《公差配合與測量技術(shù)》教學教案

玄南機電職業(yè)技術(shù)名浣

教

案

機械工程系系（部）教研室審核人：

授課學期：授課教師：陳紅

口公共必修課口公共選修課

課程名稱公差配合與測量技術(shù)課程性質(zhì)

口專業(yè)必修課口專業(yè)選修課

授課周數(shù)12

授課班級

□考試□考查□筆試口上機口其它（）

考核方式學分2

口閉卷口開卷口其它（）

選用教材

學時分配總學時48課程類型UA類OB類

說明

一、教案領(lǐng)取

每學期放假前，各教學系（部）教務管理員統(tǒng)計本系部承擔課程教案數(shù)量,

到教材室領(lǐng)取，并在放假前分發(fā)給任課教師。

二、教案填寫

理論教學按排課節(jié)次填寫內(nèi)容；項目（任務）教學不限節(jié)次，按一個項目

（任務）完成的節(jié)次，順序填寫內(nèi)容

三、教案審核

教案由各教學系（部）教研室主任審核。

四、上課要求

上課帶紙質(zhì)教案和授課計劃，電子版教案和授課計劃上課前請打印。

三、教案歸檔

每學期期末考試結(jié)束后，教案由教研室匯總、整理，交系（部）教務管理

員確認并歸檔。

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

授課內(nèi)容項目一怎樣實現(xiàn)互換性

教學方法

講授、多媒體教室

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容(含板書設計)

一、互換性的基本概念

1、什么叫互換性

定義：是指在同一規(guī)格的若干個零件或部件中任取一件，不需作任何挑選、修配或調(diào)整，就能裝

配到機器或儀器上，并能滿足機器或儀器的使用性能的特性?；蛘哒f，同一規(guī)格的零部件，按規(guī)定的要

求分別制造，能彼此相互替換并能保證使用要求的特性。

2、互換性分類：

(1)完全互換性

特點：不限定互換范圍，以零部件裝配或更換時不需要挑選或修配為條件。如日常生活中所用電燈泡。

(2)不完全互換性

特點：零件在裝配或更換時，需要經(jīng)過適當?shù)倪x擇、調(diào)整或輔助加工(修配)，才能具有相互替換的性

能。即：指零件在一定范圍內(nèi)互換。

當零件的裝配精度要求較高時，采用完全互換將使零件的公差很小，加工困難，加工成本很高，甚至無

法加工。這時可根據(jù)精度要求、結(jié)構(gòu)特點、生產(chǎn)批量等具體條件，各種不同形式的不完全互換法進行加

工。

1)分組互換法：如機器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困難，制造成本高，為此，

生產(chǎn)中往往把零件的精度適當降低，以便于制造，然后再根據(jù)實測尺寸的大小，將制成的相配零件分成

若干組，使每組內(nèi)的尺寸差別比較小，最后，再把相應的零件進行裝配。

2)修配法：修配互換是待零部件加工完畢后，裝配時對某一特定的零件按所需要的尺寸進行調(diào)整，以滿

足裝配要求和使用要求。

3)調(diào)整法：修配互換是待零部件加工完畢后，裝配時對某一特定的零件按所需要的尺寸進行調(diào)整，以滿

足裝配要求和使用要求

3、互換性在機械制造中有什么作用

(1)在設計方面，有利于最大限度采用標準件、通用件和標準件，大大簡化繪圖和計算工作，縮短設計

周期。便于計算機輔助設計。

(2)在制造方面，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，采用先進工藝和高效率的專用設備，提高生產(chǎn)效率。

(3)在使用、維修方面，可以減少機器的維修時間和費用，保證機器能連續(xù)持久的運轉(zhuǎn)。提高了機器的

使用壽命

二、加工誤差和公差

允許零件幾何參數(shù)的變動量就是公差.

零件的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的差異，稱為幾何量誤差。它包括以下幾個方面：

1尺寸誤差零件加工后的實際尺寸與理想尺寸之差。

2幾何形狀誤差

1

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

零件的幾何形狀誤差分為三種：

(1)宏觀幾何形狀誤差指零件整個表面范圍內(nèi)的形狀與理想形狀之間的差異。如理想形狀是正圓

形，若加工后實際形狀為橢圓形或其他非正圓形，則存在形狀誤差。如圖1-1所示。宏觀幾何形狀誤差

通常稱作形狀誤差。

(2)微觀幾何形狀誤差微觀幾何形狀誤差是加工后，刀具在工件表面上留下的許多微小的高低不平的

波形。如圖1-2所示。微觀幾何形狀誤差通常稱作表面粗糙度。

(3)表面波度表面波度是介于宏觀和微觀幾何形狀誤差之間的一種表面形狀誤差，主要是由加工過

程中的振動引起的，表面成明顯的周期波形，如圖1-2所示。

3相互位置誤差

相互位置誤差是指加工后，零件各表面或中心線之間的

實際位置與其理想位置之間的差值。如兩個平面之間的平

行度、垂直度等。

4、誤差與公差的區(qū)別

加工誤差是在零件加工過程中產(chǎn)生的，是不可避免的，是客在的，它的大小受到加工過程中的各種

因素的影響。公差則是允許零件的尺寸、幾何形狀和相互位置的最大變動量。它是由設計人員根據(jù)零件

的功能要求給定的。

三、標準化和標淮的概念

1、標準化和標淮含義

標準化就是指在經(jīng)濟、技術(shù)、科學以及管理等社會實踐中，對重復性的事物(如產(chǎn)品、零件、部件)

和概念(如術(shù)語、規(guī)則、方法、代號、量值)，在一定范圍內(nèi)通過簡化、優(yōu)選和協(xié)調(diào)，做出統(tǒng)一的規(guī)定，

經(jīng)審批后頒布、實施，以獲得最佳秩序和社會效益一個活動過程。

標準化的主要體現(xiàn)形式是標準。標準就是為在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對活動或結(jié)果規(guī)定的共

同的和重復使用的規(guī)則、導則或特性文件。

2、標準的分類和分級

(1)標準的分類

按性質(zhì)不同，分為技術(shù)標準、生產(chǎn)組織標準、經(jīng)濟管理標準。

按適應程度不同，分為基礎(chǔ)標準、一般標準。

按法律屬性不同，分為強制性標準，其代號為“GB”、推薦性標準，其代號為“GB/『。

(2)標淮分級：按制定的范圍不同，標準分為：國際標準ISOIEC,國家標準GB、

地方標準、行業(yè)標準如機械(JB)、企業(yè)標準QB

作業(yè)

重點、難點：

公差和誤差的區(qū)別與聯(lián)系

課后小結(jié)解決方法：

例舉實際生產(chǎn)中的案例進行講解

2

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

授課內(nèi)容項目二：認識極限與配合

教學方法

講授多媒體教室

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容(含板書設計)

一、公差配合的基本術(shù)語和定義

1、孔和軸

(1)孔主要指工件圓柱形的內(nèi)表面，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱形的內(nèi)表面部分(由二平行平

面或切面形成的包容面)。

(2)軸主要指工件的圓柱形外表面，也包括其它由單一尺寸確定的非圓柱外表面部分(由二平行平面或

切面形成的被包容面)在工差與配合標準中，孔是包容面，軸是被包容面，孔與軸都是由單一的主要

尺寸構(gòu)成，例如：圓柱形的直徑、軸的鍵槽寬和鍵的鍵寬等?？缀洼S不僅表示通常的慨念，即圓柱體的

內(nèi)、外表面，而且也表示由二平行平面或切面形成的包容面、被包容面。由此可見,除孔、軸以外，類

似鍵連接的公差與配合也可直截應用公差與配合國家標準

2、尺寸、基本尺寸、實際尺寸、極限尺寸

(1)尺寸用特定單位表示長度值的數(shù)字。一般是指兩點之間的距離，常用毫米(mm)作為特定單位。

(2)基本尺寸設計給定的尺寸(孔一1),軸--d)。通常有配合關(guān)系的孔和軸的基本尺寸相同。

(3)實際尺寸通過測量所得的尺寸(?！?，乙)。實際尺寸并非真值。

(4)極限尺寸允許尺寸變化的兩個極限值，其中極限值較大者稱為最大極限尺寸(Dmax,dmax),

極限值較小者稱為最小極限尺寸(Dmin,dmin)。

3、尺寸偏差和公差

(1)尺寸偏差某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差(簡稱偏差)。偏差分有：

1)實際偏差實際尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差

2)極限偏差極限尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。其中最大極限尺寸與基本尺寸之差稱為上偏差

(ES,es),最小極限尺寸與基本尺寸之差稱為下偏差(EI,ei),

(2)尺寸公差(簡稱公差TD,Td)尺寸公差是最大極限尺寸與最小極限尺寸代數(shù)差的絕對值，或者

是上偏差與下偏差代數(shù)差的絕對值

公差與偏差是兩種不同的概念。從工藝上講，公差大小決定了允許尺寸變動范圍的大小:而極限偏

差表示每個零件尺寸允許變動的極限值,是判斷零件尺寸是否合格的依據(jù)。從作用上看，極限偏差用于

控制實際偏差，影響配合的松緊；而公差則影響配合的精度。

4、零線和公差帶圖解

(1)零線在公差帶圖中，確定偏差的一條基準直線稱為零線。通常以零線表示基本尺寸，偏差由零線

算起，零線以上為正偏差，零線以下為負偏差。

(2)尺寸公差帶在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的區(qū)域稱為尺寸公差帶(簡稱公差

帶)。公差帶在垂直零線方向的寬度代表公差值，上面線表示上偏差，下面線表示下偏差。

3

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

5、配合和配合公差

（1）配合

基本尺寸相同的相互結(jié)合的孔與軸公差帶之間的關(guān)系。

1）間隙與過盈孔的尺寸減去其相配合的軸的尺寸所得的代數(shù)差。此值為“+”時得間隙，此值為“，時得

過盈。

2）間隙配合孔的公差帶在軸的公差帶之上，具有間隙的配合（包括最小間隙為零的配合），間隙配合

的性質(zhì)用最大間隙Xmax、最小間隙Xmin和平均間隙Xav表示。

3）過盈配合孔的公差帶在軸的公差帶之下，具有過盈的配合（包括最小過盈為零的配合）。過盈配合的

性質(zhì)可用最小過盈Ymin、最大過盈Yman和平均過盈Yav來表示。

4）過渡配合是指孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，可能具有間隙或者過盈的配合。過渡配合的性質(zhì)

用最大間隙Xmax、最大過盈Ymax、平均間隙Xav或平均過盈Yav來表示。

（2）配合公差（Tf）

允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。配合公差的大小為極限間隙或極限過盈之代數(shù)差的絕對值。

三類配合的配合公差都為：Tf=Tl）+Td

當基本尺寸一定時，配合公差的大小反映了配合精度的高低，配合精度的高低決定于零件的加工

精度的高低。

作業(yè)

重點、難點：

公差、偏差、配合公差等概念及計算

解決方法：

公差與偏差是兩種不同的概念。從工藝上講，公差大小決定了允許尺寸變動范圍的

課后小結(jié)大小;而極限偏差表示每個零件尺寸允許變動的極限值,是判斷零件尺寸是否合格的依

據(jù)。從作用上看，極限偏差用于控制實際偏差，影響配合的松緊；而公差則影響配合的

精度。

配合公差是設計人員根據(jù)機器配合部位使用性能的要求對配合松緊變動的程度給

定的允許值。配合公差的大小反映了配合精度的高低，配合公差等于孔的公差與軸的公

差之和。要提高配合精度，應減小零件的公差。

4

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

授課內(nèi)容公差與配合國家標準

教學方法

講授多媒體教室

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容（含板書設計）

一、標準公差系列

1、公差等級

公差等級是確定尺寸精確程度的等級。GB/T1800.3—1998將標準公差分為20個公差等級，用IT

和阿拉伯數(shù)字組成的代號表示，按順序為ITOI,ITO,1T1?1T18,等級依次降低，標準公差值依次增

大。

2、標準公差值

3、尺寸分段

GB/T1800.3-1998將小于等于500mm的基本尺寸分成十三個尺寸段。這樣的尺寸段叫主段落。在一個

主段落中的一段又分成2?3段中間段落以供確定基本偏差時使用。

二、基本偏差系列

1、基本偏差代號

基本偏差代號用拉丁字母來表示，其中孔用大寫字母表示，軸用小寫字母表示，構(gòu)成28種基本偏

差代號，分別形成孔、軸的基本偏差系列。

在孔的基本偏差系列中，代號A-H的基本偏差為下偏差EI,其絕對值逐漸減小，其中A-G的EI

為正值，H的IE=0,代號為J?ZC的基本偏差為上偏差ES（除J外，一般為負值）絕對值逐步增大。

代號為JS的公差帶相對于零線對稱分布，因此其基本偏差可以為上偏差ES=+或下偏差EI=-。

在軸的基本偏差系列中，代號a?h的基本偏差為上偏差es,其絕對值也是逐漸減小，其中a?g

的es為負值，h的es=0,代號為j?zc的基本偏差為下偏差ei（除J外，一般為正值）絕對值也逐

步增大。代號為js的公差帶相對于零線對稱分布，基本偏差可以為上偏差es=+或下偏差ei=-

2、基準制

（1）基孔制基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度，

稱為基孔制?；字婆浜现械目资腔鶞始Q為基準孔，代號為H,其基本偏差（下偏差）為0,即EI=0,

上偏差值為帶有正號的孔公差值。

（2）基軸制基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度，

稱為基軸制?；S制配合中的軸是基準件，稱為基準軸，代號為h,其基本偏差（上偏差）為0,即es

=0,下偏差值為帶有負號的軸的公差值。

由于孔比軸加工困難，因此國家標準規(guī)定，為使孔和軸在工藝上等價，在較高精度等級的配合中，

孔比軸的公差等級低一級；在較低精度等級的配合中，孔與軸采用相同的公差等級。

3、圓柱孔、軸公差配合在圖樣上的標注法

1）孔和軸的公差帶在零件圖上主要標注上下偏差數(shù)值，也可附注基本偏差代號及公差等級。

2）孔和軸的公差帶在裝配圖上主要標注配合代號，即標注孔、軸的基本偏差代號及公差等級，也

可附注上下偏差數(shù)值。

5

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

小結(jié)：

孔、軸的公差帶由標準公差和基本偏差組成，標準公差確定公差帶的大小，基本偏差確定公差帶

的位置。孔、軸公差帶之間不同的相互關(guān)系則形成了不同的配合。

基孔制：基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。

基軸制：基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。

孔、軸的基本偏差確定后，另一個極限偏差可根據(jù)孔、軸的基本偏差和標準公差數(shù)值按下列關(guān)系式

計算：

上偏差：ES=EI+ITh

下偏差:EI=ES-ITh

作業(yè)

重點、難點：

掌握標準公差系列、基本偏差系列

課后小結(jié)解決方法：

多查表練習

6

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

授課內(nèi)容國標中規(guī)定的公差帶與配合線性尺寸的一般公差常用尺寸段公差與配合選用

教學方法

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容（含板書設計）

一、國標中規(guī)定的公差帶與配合

1、一般、常用和優(yōu)先公差帶

GB/T1801-1999規(guī)定了基本尺寸W500mm的一般用途軸的公差帶119個和孔的公差帶105個，再從

中選出常用軸的公差帶59個和孔的公差帶44個.并進一步選出孔和軸的優(yōu)先公差帶個。

2、常用和優(yōu)先配合

對基孔制，規(guī)定有59種常用配合；對基軸制，規(guī)定有47種常用配合。在此基礎(chǔ)上，又從中各選

取了13種優(yōu)先配合。如表2-9所示和表2-10所示。

二、線性尺寸的一般公差

一般公差是指在車間一般加工條件下可以保證的公差，是機床設備在正常維護操作情況下，能達到

的經(jīng)濟加工精度。采用一般公差時，在該尺寸后不標注極限偏差或其他代號，所以也稱未注公差。

GB“1804-2000對線性尺寸的一般公差規(guī)定了4個公差等級：精密級、中等級、粗糙級和最粗級。分別

用字母f、m、c和v表示，而對尺寸也采用了大的分段，具體數(shù)值見表2-11。

當采用一般公差時，在圖樣上只注基本尺寸，不注極限偏差，而應在圖樣的技術(shù)要求或有關(guān)技術(shù)

文件中，用標準號和公差等級代號作出總的表示。例如，當選用中等級m時則表示為GB/T1804—m。

三、常用尺寸段公差與配合選用

1、基準制的選用

（1）優(yōu)先選用基孔制

（2）下列條件下選用基軸制：

1）直接使用有一定公差等級（IT8-IT11）而不再進行機械加工的冷拔鋼材（這種鋼材按基準軸的

公差帶制造）做軸。

2）加工尺寸小于1mm的精密軸比同級孔要困難，因此在儀表制造、鐘表生產(chǎn)、無線電工程中，

常使用經(jīng)過光軋成形的鋼絲直接做軸，這時采用基軸制較經(jīng)濟。

3）根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，同一基本尺寸的軸上裝配有不同配合要求的幾個孔件時應采用基軸制。

（3）為了滿足配合的特殊需要,允許選用非基準制的配合。

2、公差等級的選用

選擇公差等級的基本原則是：在滿足使用要求的前提下，盡量選取低的公差等級。

公差等級的選擇可用類比法,用類比法選擇公差等級時，應注意以下幾個方面：

1）相互配合的孔與軸的工藝等價性

2）相配零件或部件精度的匹配性

3）加工成本

7

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

3、配合種類的選擇

（1）配合種類的選擇

配合分為三類：間隙配合、過渡配合和過盈配合。

1）間隙配合具有一定的間隙量，間隙量小時主要用于精確定心又便于拆卸的靜聯(lián)接，或結(jié)合件間

只有緩慢移動或轉(zhuǎn)動的動聯(lián)接;間隙量較大時主要用于結(jié)合件間有轉(zhuǎn)動、移動或復合運動的動聯(lián)接。

2）過渡配合可能具有間隙或過盈，但不論是間隙量還是過盈量都很小，主要用于精確定心，結(jié)合

件間無相對運動,可拆卸的靜聯(lián)接。

3）過盈配合具有一定的過盈量，主要用于結(jié)合件無相對運動不可拆卸的靜聯(lián)接。當過盈量較小時，

只作精確定心用；過盈量較大時，可直接用于傳遞力矩。

（2）配合種類選擇的基本方法

配合種類選擇的基本方法有三種：計算法、試驗法和類比法。在實際工作中，大多采用類比法來選擇公

差與配合。

小結(jié)：

在車間普通工藝條件下，機床設配能保證的公差稱為一般公差，。它主要用于精度較低的非配合尺

寸一，在圖樣上不必標注。國家標準對一般公差規(guī)定了f、m、c、v四個公差等級。

基準制的選用原則是：優(yōu)先選用基孔制；只有在下列條件下才使用基軸制：①直接使用有一定公

差等級而不再進行機械加工的冷拔鋼材做軸②加工尺寸小于1mm的精密軸③同一基本尺寸的軸上裝配

有不同配合要求的幾個孔件時；與標準件配合時，必須按標準件來選擇基準制；特殊需要，允許選用非

基準制。

公差等級與配合種類的選擇采用類比法.用類比法選擇公差等級時應注意（1）孔與軸的工藝等價

性（2）相配零件或部件精度的匹配性（3）加工成本。

作業(yè)

重點、難點：

解決方法：

課后小結(jié)

8

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

授課內(nèi)容項目三：認識測量技術(shù)--測量的基本知識

教學方法

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容（含板書設計）

一、測量的概念和測量要素

所謂“測量”就是以確定被測對象量值為目的的全部操作。

計量單位的選擇取決于被測量值所要求的精確程度。

幾何量的測量是指測量結(jié)果為被測量的具體數(shù)值。如用千分尺測量軸的直徑尺寸。

一個完整的幾何量測量過程應包括：被測對象、計量單位、測量方法及測量精度等四個要素。

1.被測對象主要指幾何量。

2.計量單位一切屬于國際單位制的單位都是我國的法定計量單位。

在幾何量計量中，長度單位是米（m）,其他常用的單位有毫米（mm）和微米（Um）。lmm=10—3m,1Pm

=10-3mm。在超高精度測量中，采用納米（nm）為單位，lnm=10—3um。

在角度測量中，單位為弧度（rad）及度（°）、分（'）、秒（"）。1°=0.0174533rad,1°=60',

1'=60"。

3.測量方法指在進行測量時所采用的測量原理、計量器具和測量條件的綜合。

4.測量精度指測量結(jié)果與真值的一致程度。與之相對應的概念即測量誤差。

測量誤差大說明測量結(jié)果與真值的一致程度低，則測量精度低；測量誤差小則測量精度高。

國際單位制是我國法定計量單位的基礎(chǔ)，一切屬于國際單位制的單位都是我國法定計量單位。在幾

何量測量中，長度單位是米（m）,角度單位是弧度（rad）o

幾何量的檢驗是指確定零件的實際幾何參數(shù)是否在規(guī)定的極限范圍內(nèi)，從而做出合格與否的判斷。

檢定是指為評定計量器具的精度指標是否合乎該計量器具的檢定規(guī)程的全部過程。

3.1.2長度基準和長度量值傳遞系統(tǒng)

國際單位制是我國法定計量單位的基礎(chǔ)，一切屬于國際單位制的單位都是我國法定計量單位。在幾

何量測量中，長度單位是米（m）,角度單位是弧度（rad）o

在幾何量計量中，長度單位“米”是指光在真空中于1/299792458秒時間間隔內(nèi)的行程長度。

角度也是機械制造中的重要幾何量之一，由于一個圓周角定義為360。，因此角度不需要與長度一樣再

建立一個自然基準。

二、量塊及其使用

量塊又名塊規(guī)，它是一種平面平行的端面量具。

它除了作為量值傳遞的媒介以外，還可用于計量器具、機床、夾具的調(diào)整以及工件的測量和檢驗。

量塊用特殊合金綱（常用銘鎰鋼）制成，其線膨脹系數(shù)小、性能穩(wěn)定、不易變形且耐磨性好。

量塊的形狀為長方形六面體，它有兩個相互平行的測量面和四個非測量面，如圖3-2所示。

量塊上測量面的中點和與其另一測量面相研合的輔助體表面之間的垂直距離，稱為量塊的中心長

度。

量塊上標出的尺寸稱為量塊的標稱長度（或名義尺寸）

9

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

國家標準對量塊規(guī)定了若干精度等級。GB6093—1985《量塊》對量塊的制造精度規(guī)定了六級：00,0,1,

2,3和K級。K級為校準級。

“級”一主要是根據(jù)量塊長度極限偏差、量塊長度變動量、量塊測量面的平面度、量塊測量面的粗糙度

以及量塊測量面的研合性等指標來劃分的。其中00級最高，精度依次降低，3級最低，K級為校準

級。

“等”一在各級計量部門中，量塊常按檢定后的尺寸使用。因此，按檢定的技術(shù)要求，量塊分為6等，

即1,2,3,4,5和6等。

量塊的量值是按長度量值傳遞系統(tǒng)進行傳遞的，即低一等的量塊的檢定，必須用高一等的量塊作基

準進行測量.

量塊的基本特性除穩(wěn)定性和準確性外，還有一個重要特性一一粘合性。

所謂粘合性，是指兩量塊的測量面互相接觸，并在不大的壓力下作切向相對滑動，就能粘附在一起

的性質(zhì)。

每塊量塊只有一個確定的工作尺寸，因此為了滿足一定尺寸范圍內(nèi)的不同測量尺寸的要求，量塊可

以組合使用。

根據(jù)GB6093—1985規(guī)定，我國生產(chǎn)的成套量塊有91塊，83塊，46塊，38塊等17種規(guī)格。

量塊組合使用的原則：為了減少量塊的組合誤差，應盡量減少量塊組的量塊數(shù)目。

通常，總塊數(shù)不應超過四塊。選用量塊時應從消去需要數(shù)字的最小尾數(shù)開始，逐一選取。

例如從83塊一套的量塊中組合尺寸48.885mm的量塊組,則可分別選用:1.005,1.38,6.5和401nm

等四塊量塊。

作業(yè)

重點、難點：

測量的概念和測量要素、長度基準和長度量值傳遞系統(tǒng)、量塊及其使用

解決方法：

小結(jié)：

課后小結(jié)測量就是以確定被測對象量值為目的的全部操作。一個完整的幾何量測量過程應包

括：被測對象、計量單位、測量方法及測量精度等四個要素。

國際單位制是我國法定計量單位的基礎(chǔ)，一切屬于國際單位制的單位都是我國法定

計量單位。

量塊組合使用的原則：為了減少量塊的組合誤差，應盡量減少量塊組的量塊數(shù)目

10

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

1、測量器具與測量方法的分類

授課內(nèi)容

2、測量器具和測量方法的主要度量指標

教學方法

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容（含板書設計）

一、測量器具的分類

測量器具是測量儀器和測量工具的總稱，是指單獨地或連同輔助設備一起用以進行測量的器具。

測量器具按其本身的結(jié)構(gòu)特點和用途進行分類，可分為：

1.標準量具標準量具指使用時以固定形態(tài)復現(xiàn)量值的測量工具。包括單值量具和多值量具兩種。

2.極限量規(guī)極限量規(guī)是一種沒有刻度的專用檢驗工具。

3.測量儀器測量儀器（量儀）是指能將被測的量值轉(zhuǎn)換成可直接觀察的指示值或等效信息的測量器具。

4.計量裝置計量裝置是指為確定被測幾何量量值必需的計量器具和輔助設備的總體。

二、測量方法的分類

測量方法可按各種不同的形式進行分類。

1.按實測量是否為被測量，測量方法可分為直接測量與間接測量。

直接測量——指不需要將被測量與其他實測量進行一定函數(shù)關(guān)系的輔助計算而直接得到被測量值的測

量。

直接測量又可分為絕對測量和相對測量。

間接測量——指通過直接測量與被測參數(shù)有已知函數(shù)關(guān)系的其他量而得到該被測參數(shù)量值的測量。

2.按零件上同時被測參數(shù)的多少，測量方法可分為綜合測量與單項測量。

綜合測量——指同時測量工件上的幾個有關(guān)參數(shù)，綜合地判斷工件是否合格。

單項測量——指單個地彼此沒有聯(lián)系地測量工件的單項參數(shù)。

3.按被測工件表面與量儀之間是否有機械作用的測量力，測量方法可分為接觸測量與非接觸測量。

接觸測量——指儀器的測量頭與被測零件表面直接接觸，并有機械作用的測力存在。

非接觸測量——指儀器的傳感部分與被測零件表面間不接觸，沒有機械測力存在。

4.按測量在機械加工過程中所處的位置，測量方法可分為在線測量與離線測量。

在線測量——指零件在加工中進行的測量，此時測量結(jié)果直接用來控制零件的加工過程，它能及時防止

和消滅廢品。

離線測量——指零件加工完后在檢驗站進行的測量。

5.按被測量或零件在測量過程中所處的狀態(tài)，測量方法可分為靜態(tài)測量與動態(tài)測量。

靜態(tài)測量——指被測表面與測量頭相對靜止，沒有相對運動。

動態(tài)測量——指被測表面與測量頭之間有相對運動，它能反映被測參數(shù)的變化過程。

在線測量和動態(tài)測量是測量技術(shù)的主要發(fā)展方向

三、測量器具和測量方法的主要度量指標

1.標尺間距a：指刻度尺或刻度盤上兩相鄰刻線中心的距離。

2.分度值i：指刻度尺上兩相鄰刻線間的距離所代表的被測量的量值。一般說來，測量儀器的分度值

越小，精度就越高。

11

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

3.標尺范圍b

指測量儀器所能顯示或指示的最低值（起始值）到最高值（終止值）的范圍。

4.測量范圍（工作范圍）B

指在允許的誤差限內(nèi)，測量儀器所能測量的下限值（最低值）到上限值（最高值）的范圍。測量范圍的

上限值與下限值之差稱為量程。

5.靈敏度K

指測量儀器的指針對被測量的變化的反應能力。對一般長度量儀，靈敏度又稱為放大比（放大倍數(shù)），

它等于刻度間距a與分度值t之比，K=a/t?

一般地說，分度值越小，靈敏度就越高。

6.測量儀器的示值：指測量儀器所給出的量的值。

7.測量儀器的示值誤差：指測量儀器的示值與對應輸入量的真值之代數(shù)差。

一般地說，計量器具的示值誤差越小，精度就越高.

8.修正值：指用代數(shù)法與未修正測量結(jié)果相加，以補償其系統(tǒng)誤差的值。

9.測量儀器的最大允許誤差

指給定的測量儀器、規(guī)范、規(guī)程等所允許的誤差極限值。有時也稱測量儀器的允許誤差限。

10.測量力：指測量過程中測量儀器測頭與被測工件之間的接觸力。

11.穩(wěn)定性：指測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力。

12.測量儀器的示值變動量

指在相同測量條件下，對同一個被測量進行多次重復測量時，一系列測得值的最大差異。

13.回程誤差

指當被測的量不變時，在相同的條件下，測量器具沿正、反行程在同一點上測量結(jié)果之差的絕對值。

14.顯示裝置的分辨力：指顯示裝置能有效辨別的最小的示值差。

15.測量不確定度：指由于測量誤差的存在而對被測幾何量值不能肯定的程度。

作業(yè)

重點、難點：

掌握測量器具的分類、測量方法的分類、測量器具和測量方法的主要度量指標

解決方法：

結(jié)合公差實驗室的量具進行學習

課后小結(jié)

12

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

授課內(nèi)容測量誤差和測量數(shù)據(jù)的處理

教學方法

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容（含板書設計）

一、測量誤差的基本概念及其表示方法

測量誤差是指測得值與被測量真值在數(shù)值上相差的程度。

測量誤差有絕對誤差、相對誤差和極限誤差。

1.絕對誤差4

絕對誤差用測量結(jié)果減去被測量的真值之代數(shù)差來表示。

若用X表示測量結(jié)果，X0表示被測量真值，△表示絕對誤差，則：A=X-XO

△是代數(shù)值，可能是正值或負值，其絕對值的大小可反應測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度。

2.相對誤差e

測量的絕對誤差與被測量的真值之比的絕對值稱為相對誤差，通常用百分數(shù)表示。

3.極限誤差△lim

絕對誤差的變化范圍即為極限誤差。即在一定置信概率下，所求真值X0位于測得值X附近的最小范圍。

二、測量誤差的來源

幾何量測量過程中，有很多因素都會引起測量誤差。但主要與下列因素有關(guān)：

1.基準件誤差

任何基準件都不可避免地存在誤差，其誤差必然會帶入測量結(jié)果中。

在選擇基準件時，一般都希望基準件的準確度高一些。但是，基準件的準確度太高也不經(jīng)濟，在生

產(chǎn)實踐中，一般取基準件的誤差占總測量誤差的1/5?1/3。

2.計量器具的誤差

計量器具的誤差是指測量器具內(nèi)在因素引起的誤差。

它包括計量器具在設計、制造和裝配調(diào)整中的各項誤差。

在計量器具的設計中，為簡化結(jié)構(gòu)，經(jīng)常采用近似機構(gòu)代替理論上所要求的運動機構(gòu)，或者設計的

計量器具不符合阿貝原則等，都會產(chǎn)生測量誤差。

所謂阿貝原則，就是在設計計量器具或測量長度時應將標準量與被測長度安置在同一直線上的原則。

計量器具的零件制造、裝配和調(diào)整誤差都會產(chǎn)生儀器誤差，也就導致了測量誤差。

可用多次重復測量取平均值的方法減小其隨機誤差

3.測量方法誤差

測量方法誤差指測量時選用的測量方法不完善引起的誤差。

4.環(huán)境條件引起的誤差

環(huán)境誤差是指測量時環(huán)境條件不符合標準的測量條件所引起的誤差。

測量的環(huán)境條件包括溫度、濕度、氣壓、振動以及灰塵等，其中溫度是主要因素。

5.人員誤差

人員誤差是指測量人員人為引起的測量誤差。

13

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

在分析誤差時，應找出產(chǎn)生誤差的主要因素，采取措施減少誤差的影響，以保證測量精度。

三、測量誤差的分類及其處理方法

1、測量誤差的分類

根據(jù)誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可以將誤差分成三種基本類型：系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。

系統(tǒng)誤差指在相同條件下，對同一被測量進行無限多次測量時，誤差的絕對值與符號保持恒定，或在

條件改變時，按某一確定的規(guī)律發(fā)生變化的誤差。

系統(tǒng)誤差又分為定值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差兩種。

隨機誤差指在相同條件下，對同一被測量進行無限多次測量時，誤差的絕對值與符號均不定。

粗大誤差是指由于測量不準確等原因引起的大大超過規(guī)定條件下預計誤差限的那種誤差。

對系統(tǒng)誤差應設法消除或減小其對測量結(jié)果的影響；對隨機誤差需經(jīng)計算確定其對測量結(jié)果的影

響；對粗大誤差應剔除。

四、測量精度的概念及其分類

測量精度是指測得值與其真值的接近程度。

測量誤差越大，則測量精度就越低；反之，測量精度就越高。

1.正確度

在規(guī)定的條件下測量結(jié)果與真值的符合程度。

表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小對測量結(jié)果的影響程度。

2.精密度

在一定條件下進行多次測量時，各測得值彼此之間的一致性程度。

表示隨機誤差的大小對測量結(jié)果的影響程度。

3.準確度（精確度）

表示測量結(jié)果與真值的一致程度。是系統(tǒng)誤差和隨機誤差綜合影響的程度。

一般說來，精密度高而正確度不一定高，但精確度高，則精密度和正確度都高。

作業(yè)

重點、難點：

測量誤差的基本概念及其表示方法、測量誤差的來源、測量誤差的分類及其處理方法

解決方法：

課后小結(jié)

14

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

授課內(nèi)容測量器具的選擇

教學方法

及教學工具

授課日期

授課節(jié)次

授課地點

教學過程、教學內(nèi)容(含板書設計)

一、工件尺寸驗收極限的確定

(GB3177/—1997)規(guī)定：

工件尺寸的驗收極限應分別從它們的最大與最小極限尺寸向尺寸公差帶內(nèi)移動一個安全裕度A,

圖中Ks和Ki分別表示上、下驗收極限，Lmax和Lmin分別表示最大和最小極限尺寸。

安全裕度A按被測工件尺寸公差的大小確定，約占工件尺寸公差的5%?10%。

二、測量器具的選擇

I.不確定度與安全裕度的關(guān)系

在測量中，由于測量誤差的存在而使被測量值不能肯定的程度，用不確定度(U)來表示。

測得的實際尺寸分散范圍越大，測量誤差越大，即不確定度越大。

按測量誤差的來源，測量的不確定度u是由測量器具的不確定度ul和測量條件引起的不確定度u2

組成。兩者都是隨機變量，因此，其綜合結(jié)果也是隨機變量，并且應不超出安全裕度A。

2.測量器具的選擇

計量器具的選擇主要取決于計量器具的參數(shù)、特性和經(jīng)濟指標。

＞選擇計量器具時，應考慮與被測工件的外形、相互位置和被測尺寸的大小相適應。

＞選擇計量器具應考慮與被測工件的尺寸公差相適應。

例3-1被測工件為，試確定其驗收極限

并選擇適當?shù)臏y量器具。

解：(1)根據(jù)①30h8的軸的尺寸公差，查表3-5確定安全裕度A和測量器具的不確定度ul。

Th=0.033mm,A=0.003mm,ul=0.0027mm

(2)選擇測量器具。按被測工件的基本尺寸①30mm和所要求的測量器具的不確定度允許值

ul=0.0027mm,從表3—7選取分度值為0.002mm的比較儀，其不確定度ul'=0.0018,ul'＜ul,滿

足使用要求。

(3)確定驗收極限：

上驗收極限&="max-A=3o_o.003=29.997mm

下驗收極限=29.967+0.003=29.970mm

①30h8軸的尺寸公差帶及驗收極限如圖3-8所示。

15

云南機電職業(yè)技術(shù)學院教案

偏差單為urn

作業(yè)

重點、難點：

工件尺寸驗收極限的確定、測量器具的選擇

小結(jié)：為了防止誤收(把廢品作為合格品驗收)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，國家標準《光滑

課后小結(jié)工件尺寸的檢驗》(GB3177/—1997)規(guī)定：工件尺寸的驗收極限應分別從它們的最大與

最小極限尺寸向尺寸公差帶內(nèi)移動一個安全裕度Ao

要測量零件上某一尺寸，可以選擇不同的計量器具。計量器具的選擇主要取決于計

量器具的參數(shù)、特性和經(jīng)濟指標。

16

玄南機電職業(yè)技術(shù)學浣

項目化錦程改革

敖

案

機械工程系系（部）教研室審核人：

授課學期：授課教師：陳紅

口公共必修課口公共選修課

課程名稱公差配合與測量技術(shù)課程性質(zhì)

□專業(yè)必修課口專業(yè)選修課

授課周數(shù)12

授課班級

□考試□考查□筆試口上機口其它（）

考核方式學分2

口閉卷口開卷口其它（）

選用教材

學時分配總學時48課程類型口人類C1B類

2

說明

一、教案領(lǐng)取

每學期放假前，各教學系（部）教務管理員統(tǒng)計本系部承擔課程教案數(shù)

量，到教材室領(lǐng)取，并在放假前分發(fā)給任課教師。

二、教案填寫

理論教學按排課節(jié)次填寫內(nèi)容；項目（任務）教學不限節(jié)次，按一個項

目（任務）完成的節(jié)次，順序填寫內(nèi)容

三、教案審核

教案由各教學系（部）教研室主任審核。

四、上課要求

上課帶紙質(zhì)教案和授課計劃，電子版教案和授課計劃上課前請打印。

三、教案歸檔

每學期期末考試結(jié)束后，教案由教研室匯總、整理，交系（部）教務管

理員確認并歸檔。

3

項目（任務）名稱項目四尺寸的測量

授課日期

授課節(jié)次

授課地點公差實驗室

項目（任務）內(nèi)容：

任務一用游標卡尺測量零件孔中心高度—一

使用游標卡尺測量圖4-1所示零件中，，

項目（任務）C70孔中心的高度。

描述

圖4-1用游標卡尺測量＜t70孔中心高度

知識點及要求：

1、了解游標卡尺的結(jié)構(gòu)特點。

項目（任務）2、掌握游標卡尺的使用方法及注意事項。

清單3、能正確使用用游標卡尺測量零件尺寸。

材料及工具：

1、軸承座零件（或其它類似零件）

2、游標卡尺

項目（任務）

準備

1

實施過程及步驟：

【相關(guān)知識講解】

一、游標卡尺

1.游標卡尺的結(jié)構(gòu)

游標卡尺的結(jié)構(gòu)和種類較多，最常用的類型有三用游標卡尺（普通游標卡尺）、

雙面游標卡尺和單面游標卡尺，見表4-1。

游標卡尺適用于中等精度尺寸的檢驗和測量，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度中

等和測量尺寸范圍大等特點，可以用它來測量零件的外徑、內(nèi)徑、長度、寬度、厚度、

深度和孔距等，應用范圍很廣。

2.游標卡尺的刻線原理和讀數(shù)方法

3.游標卡尺的使用范圍及方法

游標卡尺的使用范圍很廣，可以用于測量工件的長度、寬度、深度及外徑和內(nèi)徑

等，其使用方法如圖4-5所示。

二、高度游標卡尺

高度游標卡尺是屬于游標卡尺的一種測量工具，主要是用來測量物件的高度以及

精密劃線等，簡稱高度尺。

1.高度游標卡尺的結(jié)構(gòu)

根據(jù)讀數(shù)形式的不同，高度游標卡尺可分為普通游標式和電子數(shù)顯式兩大類。這

里介紹的是普通游標式。

2.高度游標卡尺的使用方法

高度游標卡尺的具體數(shù)值與游標卡尺一樣，可在尺身（整數(shù)部分）和游標（小數(shù)

項目（任務）部分）上讀出。

實施三、深度游標卡尺

1.深度游標卡尺的結(jié)構(gòu)與測量原理

深度游標卡尺如圖4-9所示，用于測量零件的深度尺寸或臺階高低和槽的深度。

2.深度游標卡尺的使用方法

測量時，先把測量基座輕輕壓在工件的基準面上，兩個端面必須接觸工件的基準

面,如圖4-10（a）所示。

四、其他游標卡尺

以上所介紹的各種游標卡尺都存在一個共同的問題，就是讀數(shù)不很清晰，容

易讀錯，有時不得不借放大鏡將讀數(shù)部分放大?，F(xiàn)有游標卡尺采用無視差結(jié)構(gòu)，使游

標刻線與尺身刻線處在同一平面上，消除了在讀數(shù)時因視線傾斜而產(chǎn)生的視差。游標

卡尺除上述幾種以外，還有其他類型，如帶表游標卡尺、數(shù)字游標卡尺等。

1.帶表游標卡尺

在卡尺上裝測微表就成為帶表游標卡尺，可便于準確讀數(shù)，提高了測量精度，如

圖4-11所示。

帶表游標卡尺的規(guī)格見表4-2?

2.數(shù)字顯示游標卡尺

數(shù)字顯示游標卡尺是一種帶有數(shù)字顯示裝置的游標卡尺，這種游標卡尺在零件表

面上量得尺寸時可直接用數(shù)字顯示出來，使用極為方便，如圖4T2所示。

數(shù)字顯示游標卡尺的規(guī)格見表4-3o

2

五、使用游標卡尺的注意事項

量具使用得是否合理，不但影響量具本身的精度，且直接影響零件尺寸的測量精

度，甚至發(fā)生質(zhì)量事故，造成不必要的損失。因此，必須重視量具的正確使用，對測

量技術(shù)精益求精，以獲得正確的測量結(jié)果，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

【任務實施】

測量圖4T所示零件中C70孔中心高度，方法如下：先用普通游標卡尺量出C70

孔的內(nèi)徑D,然后用高度游標卡尺量出C70孔內(nèi)表面下沿與底面的高度h,則C70孔

中心的高度H為

H=h+0.5D

重點、難點：

游標卡尺的刻線原理和讀數(shù)方法

項目（任務）

小結(jié)解決方法：

3

項目（任務）名稱項目四尺寸的測量

授課日期

授課節(jié)次

授課地點公差實驗室

項目（任務）內(nèi)容：

任務二用千分尺測量零件尺寸

在實際生產(chǎn)中，有些零件不僅尺寸要求嬤

較高，而且還有嚴格的公差要求，因此需用/

項目（任務）

描述

千分尺進行測量。本任務要求正確使用外徑一上回m

千分尺和內(nèi)徑千分尺測量圖4-13所示零件/

的外徑小、Dz和內(nèi)孔直徑d。

圖4T2用千今中測旱零件1寸

知識點及要求：

1、了解千分尺的結(jié)構(gòu)特點。

項目（任務）2、掌握千分尺的使用方法及注意事項。

清單3、能正確使用用千分尺測量零件尺寸。

材料及工具：

1、法蘭零件（或其它類似零件）

2、外徑千分尺

3、內(nèi)徑千分尺

項目（任務）

準備

4

實施過程及步驟：

【相關(guān)知識講解】

千分尺又稱螺旋測微器、螺旋測微儀、分厘卡，是比游標卡尺更精密的測量長度

的工具，用它測長度可以準確到0.01mm,測量范圍為幾個厘米。

按測量用途，千分尺分可為外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺、深度千分尺、壁厚千分尺、

螺紋千分尺和公法線千分尺等；按千分尺的結(jié)構(gòu)及讀數(shù)原理，千分尺可分為機械式千

分尺和電子式千分尺。如圖4-14所示。

一、外徑千分尺

1.外徑千分尺的結(jié)構(gòu)

外徑千分尺主要由尺架、測砧、測微螺桿、固定套筒、旋鈕、微調(diào)旋鈕、微分筒、

鎖緊螺釘和絕熱板組成，如圖4-15所示

2.外徑千分尺的刻線原理和讀數(shù)方法

3.使用外徑千分尺時的注意事項

二、內(nèi)徑千分尺

項目（任務）1.內(nèi)徑千分尺的結(jié)構(gòu)

實施內(nèi)徑千分尺主要是由測頭、固定螺母、固定套管、螺桿、微分筒等幾部分組成，

如圖4T4（a）及圖4T8所示。

2.內(nèi)