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伴随着第四次工业革命的浪潮，机械制造业正在逐渐由数字时代向智能时代迈进。高等教育也同步进行着深刻的变革，新工科、新专业、新的教学关系，要求以学生为中心，以能力培养为抓手，以解决复杂工程问题为目标。在这样的背景下，结合全新的国家标准，我们对本书进行了全面修订。全书分为10章，包括绪论、尺寸公差与圆柱结合的互换性、测量技术基础、几何公差、表面结构、光滑工件尺寸的检验、滚动轴承的互换性、常用结合件的互换性与检测、渐开线圆柱齿轮传动的互换性及尺寸链。本书以两个工程实例贯穿始终，精度设计、误差检验乃至课后作业都围绕其零件图、装配图展开。“几何公差”一章增加了大量三维设计模型中的精度表达示例；“表面结构”一章拓展了轮廓法评定参数的内容，增加了区域法评定等内容；“光滑工件尺寸的检验”一章增加了验收质量评估等内容。另外，本书还精选了来自计量领域知名企业的14个测量技术视频、21篇微信公众号文章，供读者扫码观看和阅读。本书应用性强、符合现代设计需要，既可作为大学本科机械类及相关专业的教学用书，也可供从事设计、制造、管理、服务等相关工作的专业人员使用。

目  录

第1章  绪论	（1）
1.1  互换性概述	（2）
1.1.1  互换性的含义	（2）
1.1.2  互换性的分类	（2）
1.1.3  互换性的作用	（3）
1.2  标准化与优先数	（3）
1.2.1  标准化概述	（3）
1.2.2  优先数系和优先数	（5）
1.3  产品几何技术规范简介	（7）
1.3.1  产品几何技术规范概述	（7）
1.3.2  产品几何技术规范的体系结构	（8）
1.4  测量技术发展概况	（9）
作业题	（10）
思考题	（10）
主要相关国家标准	（10）
第2章  尺寸公差与圆柱结合的互换性	（11）
2.1  术语及定义	（12）
2.1.1  要素	（12）
2.1.2  孔和轴	（12）
2.1.3  尺寸	（13）
2.1.4  偏差与公差	（13）
2.1.5  配合	（15）
2.1.6  ISO配合制	（18）
2.2  线性尺寸公差ISO代号体系	（19）
2.2.1  标准公差等级	（19）
2.2.2  基本偏差及其代号	（20）
2.3  公差带与配合的标准化	（27）
2.4  线性尺寸的未注公差	（29）
2.4.1  一般公差的概念	（29）
2.4.2  一般公差的公差等级和极限偏差	（29）
2.5  公差与配合的选用	（30）
2.5.1  ISO配合制的选用	（31）
2.5.2  标准公差等级的选用	（32）
2.5.3  配合的选用	（34）
2.6  线性尺寸规范修饰符与符号标注	（37）
作业题	（39）
思考题	（41）
主要相关国家标准	（42）
第3章  测量技术基础	（43）
3.1  测量的基本概念	（44）
3.1.1  测量、检验与检定	（44）
3.1.2  尺寸传递	（45）
3.2  测量器具与测量方法的分类及常用术语	（49）
3.2.1  测量器具的分类	（49）
3.2.2  测量方法的分类	（50）
3.2.3  测量器具与测量方法的常用术语	（51）
3.3  测量误差与数据处理	（53）
3.3.1  测量误差的基本概念	（53）
3.3.2  测量精度	（54）
3.3.3  随机误差	（55）
3.3.4  系统误差	（58）
3.3.5  函数误差	（59）
3.4  测量误差产生的原因及测量的基本原则	（60）
3.4.1  测量误差产生的原因	（60）
3.4.2  测量的基本原则	（61）
作业题	（62）
思考题	（62）
主要相关国家标准	（62）
第4章  几何公差	（63）
4.1  几何公差的分类及常用术语	（64）
4.1.1  几何公差的分类	（64）
4.1.2  几何要素及其分类	（65）
4.1.3  公差带	（66）
4.1.4  理论正确尺寸	（68）
4.2  几何公差规范的标注	（68）
4.2.1  几何公差规范标注的附加符号	（68）
4.2.2  公差框格	（69）
4.2.3  被测要素与基准的标注	（71）
4.2.4  公差带的标注	（73）
4.2.5  局部规范	（74）
4.2.6  延伸公差带	（75）
4.2.7  最大实体要求、最小实体要求及可逆要求的标注	（76）
4.2.8  自由状态的要求	（76）
4.2.9  附加标注及简化标注	（77）
4.2.10  辅助要素标识的标注	（80）
4.3  几何公差及其公差带	（82）
4.3.1  形状公差及其公差带	（82）
4.3.2  方向公差及其公差带	（84）
4.3.3  位置公差及其公差带	（91）
4.3.4  线轮廓度公差与面轮廓度公差及其公差带	（96）
4.3.5  跳动公差及其公差带	（97）
4.4  公差原则	（100）
4.4.1  基本术语和定义	（100）
4.4.2  公差原则概述	（103）
4.5  几何公差的选用	（108）
4.5.1  几何公差项目的选择	（108）
4.5.2  几何公差等级	（112）
4.5.3  几何公差等级应用举例	（116）
4.6  几何误差的检测	（117）
4.6.1  几何误差及其评定	（117）
4.6.2  基准的建立与体现	（122）
4.6.3  几何误差的检测原则	（129）
4.6.4  举例	（131）
作业题	（134）
思考题	（136）
主要相关国家标准	（137）
第5章  表面结构	（138）
5.1  表面结构的基本概念及评定参数	（139）
5.1.1  表面结构的基本术语及定义	（139）
5.1.2  表面结构的几何参数术语及定义	（140）
5.1.3  表面轮廓评定参数	（141）
5.2  表面粗糙度	（143）
5.2.1  表面粗糙度对零件性能的影响	（143）
5.2.2  表面粗糙度评定参数的数值规定	（144）
5.2.3  表面粗糙度评定参数及其数值的选用	（146）
5.3  表面波纹度	（148）
5.3.1  表面波纹度评定参数及其数值规定	（148）
5.3.2  加工方法与表面波纹度的关系	（148）
5.4  表面结构的标注	（150）
5.4.1  表面结构的图形符号	（150）
5.4.2  表面结构参数及补充要求的注写	（151）
5.4.3  表面结构参数的标注示例	（152）
5.4.4  表面结构要求在图样和其他技术文件中的标注方法	（154）
5.5  表面结构的区域法评定简介	（155）
5.5.1  术语和定义	（156）
5.5.2  表面结构的区域法高度参数	（156）
5.5.3  表面结构的表示法	（157）
5.6  表面缺陷	（159）
5.6.1  表面缺陷的一般术语与定义	（159）
5.6.2  表面缺陷的特征及参数	（160）
5.6.3  表面缺陷的类型	（161）
作业题	（163）
思考题	（163）
主要相关国家标准	（164）
第6章  光滑工件尺寸的检验	（165）
6.1  尺寸误判的概念	（166）
6.2  用通用计量器具测量工件	（166）
6.2.1  验收极限	（166）
6.2.2  通用计量器具的选择	（167）
6.2.3  误判概率与验收质量评估	（170）
6.3  光滑极限量规	（173）
6.3.1  光滑极限量规及其分类	（173）
6.3.2  量规公差带	（174）
6.3.3  量规设计	（175）
作业题	（178）
思考题	（179）
主要相关国家标准	（179）
第7章  滚动轴承的互换性	（180）
7.1  滚动轴承的公差等级与公差值	（181）
7.2  滚动轴承内、外径公差带及其特点	（186）
7.3  滚动轴承与轴颈、轴承座孔的配合及选用	（186）
7.3.1  轴颈、轴承座孔的尺寸公差带	（186）
7.3.2  配合的选用	（187）
7.3.3  配合表面的几何公差与表面粗糙度	（191）
作业题	（193）
思考题	（193）
主要相关国家标准	（193）
第8章  常用结合件的互换性与检测	（194）
8.1  键结合的公差配合与检测	（195）
8.1.1  平键连接的公差配合与检测	（195）
8.1.2  矩形花键连接的公差配合与检测	（199）
8.2  圆锥结合的公差配合与检测	（203）
8.2.1  锥度与锥角	（203）
8.2.2  圆锥公差	（206）
8.2.3  圆锥配合	（210）
8.2.4  圆锥的检测	（212）
8.3  螺纹结合的公差配合与检测	（214）
8.3.1  螺纹的基本牙型及主要几何参数	（215）
8.3.2  螺纹几何参数的公差原则应用	（217）
8.3.3  普通螺纹的公差、配合及其选用	（217）
8.3.4  梯形螺纹的公差、配合及其选用	（223）
8.3.5  机床丝杠与螺母的公差、配合及其选用	（229）
8.3.6  螺纹的检测	（235）
作业题	（237）
思考题	（238）
主要相关国家标准	（238）
第9章  渐开线圆柱齿轮传动的互换性	（239）
9.1  齿轮传动及加工误差分析	（240）
9.1.1  齿轮传动的基本要求	（240）
9.1.2  齿轮的加工误差分析	（240）
9.2  齿轮精度	（241）
9.2.1  齿距精度	（242）
9.2.2  齿廓精度	（243）
9.2.3  齿向精度	（244）
9.2.4  综合精度	（245）
9.3  齿轮副的安装精度与侧隙	（248）
9.3.1  齿轮副的安装精度	（248）
9.3.2  齿轮副的侧隙	（250）
9.4  渐开线圆柱齿轮的精度及设计	（252）
9.4.1  渐开线圆柱齿轮的精度	（252）
9.4.2  渐开线圆柱齿轮的精度设计及图样标注	（267）
作业题	（269）
思考题	（269）
主要相关国家标准	（270）
第10章  尺寸链	（271）
10.1  尺寸链的基本概念	（272）
10.2  尺寸链的建立和计算	（274）
10.2.1  装配尺寸链的建立	（274）
10.2.2  工艺尺寸链的建立	（274）
10.2.3  尺寸链的计算	（275）
10.3  保证装配精度的其他方法	（282）
作业题	（283）
思考题	（284）
附录A  内插文章二维码汇总表	（285）
附录B  内插视频文件二维码汇总表	（286）

前  言

伴随着第四次工业革命的浪潮，机械制造业正在逐渐由数字时代向智能时代迈进。高等教育也同步进行着深刻的变革，新工科、新专业不断涌现，在数字技术、网络技术的夹持下，多媒体教学、线上教学、移动视频教学等手段快速翻新。教学工作正在从单纯的知识传授，向“以学生为中心，以能力培养为抓手，以解决复杂工程问题为目标”发展。在这样的时代背景下，我们不断探索和努力实践着教改工作，并且取得了一定的成效。总结近年来教学工作的新成果、新体会，结合不断升级、更新的国家标准，我们对本书进行了全面修订。
修订工作在以下几个方面比较突出：
?  精选了铣削动力头和拖拉机带轮两个精度、生产批量各有特点的部件，将其中的主要零件、装配关系融入到各章的尺寸精度、几何精度、表面粗糙度的设计和检验，乃至课后作业中，强化了本书的实用性。
?  在“几何精度”一章，增加了大量三维设计模型几何精度的标注示例，以满足越来越多的3D设计需求；在“表面结构”一章，增加了轮廓法评定参数和区域法评定等内容，这是考虑到高性能制造和非传统加工的需要。
?  增加了“线性尺寸规范修饰符与符号标注”、“误判概率与验收质量评估”及“梯形螺纹的公差、配合及其选用”等内容，主要是考虑到设计、检验技术的升级和实用的需要。
?  精选了14个测量技术视频、21篇图文并茂的微信公众号文章，读者可以扫码观看和阅读。这些拓展内容加强了测量技术的讲解效果，也提升了本书的可读性。
?  每章首页增加了“本章结构与主要知识点”思维导图，特别有利于教师和学生使用。
修订工作由6位作者共同完成。吴淑芳负责撰写第1章和第2章；崔宝珍负责撰写第3章、第6章和第10章；秦慧斌负责撰写第4章；成云平负责撰写第7章和第9章，赵丽琴负责撰写第8章；庞学慧负责撰写第5章，并对全书进行统稿和修改审定。
本书的修订得到了中北大学教务处、机械工程学院的大力支持和帮助。特别感谢苏州英示测量科技有限公司（及沃秀和彭晓桥女士）提供视频文件并按要求重新编辑，感谢马尔精密量仪（苏州）有限公司（及应茜茜女士）提供公众号文章。
本书配有PPT课件及相关资料，读者如有需要请登录电子工业出版社华信教育资源网（www.hxedu.com）查找本书，注册后免费下载。
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限于作者的学术水平，书中难免会存在不妥或错误，恳请读者给予批评指正。批评、意见或建议请发至电子邮箱：pang_x_h@163.com，不胜感激。


编者   
2023年9月

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互换性与测量技术基础（第3版）