本教材遵循新工科理念，以培养学生的综合设计能力为主线，对教材内容和编排进行了全新探索。全书分为十二章，包括绪论、几何量测量技术基础、尺寸精度设计、几何精度设计、表面粗糙度精度设计、光滑工件尺寸检验和光滑极限量规的设计、滚动轴承结合的精度设计、键和花键联结的精度设计、螺纹结合的精度设计、圆锥结合的精度设计、渐开线圆柱齿轮的精度设计、尺寸链。本教材旨在令学生掌握机械产品设计、制造和质量检测的必备基础理论知识，使学生初步具备解决产品几何精度设计和质量检测等实际问题的综合能力。 本教材内容全部采用最新国家标准，侧重理论，同时配有工程实例，每章附有学习指导、本章小结、思考题与习题。本教材以包含二维码的纸质教材为载体，配有视频、作业、试卷、拓展资料、主题讨论等资源，将教材、课堂、教学资源三者融合，实现线上线下结合的新模式，体现了教材改革的思路和新理论、新技术的应用。 本教材可作为普通高等工科院校和高职高专机械类及近机类各专业教学用书，也可供从事机械与仪器仪表设计、制造工艺设计、标准化编制、计量测试等工作的工程技术人员参考。
张清珠，博士，讲师。2005.09-2009.06 河北农业大学，现代科技学院，本科，获工学学士学位；2009.09-2011.06 吉林大学，生物与农业工程学院，硕士研究生，直接攻读博士学位；2011.09-2014.06 吉林大学，生物与农业工程学院，博士研究生；2014.08-至今 湖州师范学院工学院，讲师。
第一章 绪论 1
第一节 互换性与公差的概念 1
一、互换性的概念 1
二、互换性的种类 1
三、互换性的作用 3
四、公差的概念 3
第二节 标准化与优先数系 4
一、标准与标准化的概念 4
二、优先数系及其公比 6
第三节 几何量检测的重要性及其发展 9
一、几何量检测的重要性 9
二、我国在几何量检测方面的发展历程 9
第四节 本课程的内容、研究对象及任务 10
本章小结 10
思考题与习题 11
第二章 几何量测量技术基础 12
第一节 测量与检验的概念 12
一、测量对象 12
二、计量单位 13
三、测量方法 13
四、测量精度 13
第二节 长度和角度基准与量值传递 13
一、长度基准与量值传递 13
二、角度基准与量值传递 14
三、量块 15
第三节 计量器具和测量方法 18
一、计量器具的分类 18
二、计量器具的基本技术性能指标 19
三、测量方法的分类 20
第四节 测量误差 23
一、测量误差的概念 23
二、测量误差产生的原因 24
三、测量误差的分类 25
四、测量精度的分类 26
第五节 各类测量误差的处理 27
一、测量列中随机误差的处理 27
二、测量列中系统误差的处理 30
三、测量列中粗大误差的处理 32
第六节 等精度测量列的数据处理 32
一、等精度直接测量列的数据处理 32
二、等精度间接测量列的数据处理 34
本章小结 35
思考题与习题 36
第三章 尺寸精度设计 37
第一节 概述 37
第二节 尺寸精度设计的基本术语及定义 38
一、有关孔、轴的定义 38
二、有关尺寸的术语及定义 39
三、有关尺寸偏差和公差的术语及定义 41
四、有关配合的术语及定义 44
第三节 公差与配合的标准化 50
一、标准公差系列 50
二、基本偏差系列 53
三、公差带与配合在图样上的标注 61
四、公差带代号及配合的选择 62
五、尺寸精度设计的原则和方法 64
本章小结 83
思考题与习题 84
第四章 几何精度设计 87
第一节 概述 87
一、几何误差的产生及影响 88
二、相关术语及定义 89
三、几何公差的几何特征项目和符号 92
四、几何公差带 95
五、最小条件及最小包容区域 97
六、基准的定义与分类 98
第二节 几何公差规范标注及其公差带特点分析 99
一、几何公差规范标注 99
二、被测要素的标注方法 105
三、基准要素的标注方法 106
四、附加标注 107
五、局部规范 108
六、延伸被测要素 109
七、自由状态的标注 109
八、几何公差带的特点分析 109
第三节 公差原则与公差要求 125
一、基本概念 125
二、独立原则 128
三、包容要求 128
四、最大实体要求 129
五、最小实体要求 131
六、可逆要求 133
第四节 几何公差的设计 135
一、几何公差特征项目的选用 135
二、几何公差等级（公差值）的选用 136
三、公差原则的选择 142
四、基准要素的选用 143
五、几何精度设计实例 143
第五节 几何误差的评定与检测原则 145
一、几何误差的评定 145
二、几何误差的检测原则 148
本章小结 150
思考题与习题 151
第五章 表面粗糙度精度设计 154
第一节 概述 154
第二节 表面粗糙度的概念及其对零件使用性能的影响 154
一、表面粗糙度的概念 154
二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 155
第三节 表面粗糙度的评定 156
一、一般术语及定义 156
二、粗糙度轮廓的评定参数 158
第四节 表面粗糙度的设计 161
一、评定参数的选用 161
二、表面粗糙度参数值及其选用 161
第五节 表面粗糙度技术要求在零件图上的标注 166
一、表面粗糙度的符号 166
二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整符号的标注位置和内容 166
三、表面粗糙度在零件图中的标注示例 169
四、表面粗糙度设计实例 172
第六节 表面粗糙度的检测 174
一、比较法 174
二、光切法 174
三、针描法 175
四、干涉法 175
五、激光反射法 176
六、激光全息法 176
七、印模法 176
八、三维几何表面测量 176
本章小结 177
思考题与习题 177
第六章 光滑工件尺寸检验和光滑极限量规的设计 180
第一节 概述 180
第二节 用通用计量器具测量工件 180
一、工件验收原则、安全裕度与尺寸验收极限 181
二、计量器具的选择 183
第三节 用光滑极限量规检验工件 186
一、光滑极限量规的作用和分类 187
二、光滑极限量规的设计 188
本章小结 194
思考题与习题 195
第七章 滚动轴承结合的精度设计 196
第一节 概述 196
第二节 滚动轴承的公差等级及其应用 197
一、滚动轴承的公差等级 197
二、各个公差等级的应用 197
第三节 滚动轴承和相配件的公差带及其特点 197
一、滚动轴承的内、外径公差带 197
二、与滚动轴承配合的孔、轴的公差带 200
第四节 滚动轴承配合的精度设计 200
一、与滚动轴承配合的轴颈、外壳孔公差带的选用 201
二、轴颈、外壳孔的几何公差的选用 205
三、轴颈、外壳孔的表面粗糙度的选用 205
四、滚动轴承配合的图样标注 206
五、滚动轴承精度设计实例 206
本章小结 208
思考题与习题 208
第八章 键和花键联结的精度设计 209
第一节 概述 209
第二节 普通平键联结的精度设计 209
一、普通平键联结的结构和几何参数 209
二、普通平键联结的精度设计简介 211
三、普通平键的检测 213
第三节 矩形花键联结的精度设计 214
一、矩形花键联结的尺寸系列 214
二、矩形花键联结的几何参数和定心方式 215
三、矩形花键联结的精度设计过程 216
四、矩形花键的检测 222
本章小结 223
思考题与习题 223
第九章 螺纹结合的精度设计 224
第一节 概述 224
第二节 螺纹几何参数偏差对互换性的影响 225
一、普通螺纹的基本牙型和主要几何参数 225
二、影响螺纹结合精度的因素 229
第三节 普通螺纹的公差与配合 232
一、普通螺纹公差标准的基本结构 232
二、普通螺纹的公差带 233
三、螺纹的旋合长度与公差精度等级 235
四、保证配合性质的其他技术要求 236
五、螺纹公差与配合的选用 237
六、普通螺纹的标记 238
七、普通螺纹精度设计案例 239
第四节 普通螺纹的检测 240
一、综合测量 240
二、螺纹单项测量 241
第五节 梯形丝杠及螺母的公差 242
一、梯形螺纹的基本牙型及尺寸 242
二、梯形螺纹的公差 244
三、梯形螺纹的标记 245
四、机床梯形丝杠和螺母的精度检测指标与公差 246
第六节 滚珠丝杠副的公差 249
一、滚珠丝杠副的工作原理及结构形式 249
二、滚珠丝杠副的主要几何参数 250
三、滚珠丝杠副的标记代号 251
四、滚珠丝杠副的标准公差等级与验收 251
本章小结 253
思考题与习题 254
第十章 圆锥结合的精度设计 256
第一节 概述 256
一、圆锥结合的特点 256
二、圆锥几何参数 257
三、锥度与圆锥角系列 258
第二节 圆锥公差与配合 258
一、圆锥公差 258
二、圆锥配合 263
三、圆锥配合的一般规定 264
四、锥度和圆锥公差的标注 266
第三节 锥度的检测 268
一、量规检验法 268
二、间接测量法 268
本章小结 269
思考题与习题 269
第十一章 渐开线圆柱齿轮的精度设计 271
第一节 概述 271
一、齿轮传动的使用要求 271
二、齿轮加工误差产生的原因 273
三、齿轮加工误差的分类 274
第二节 齿轮的强制性检测精度指标、侧隙指标及其检测 275
一、齿轮传递运动准确性的强制性检测精度指标 276
二、齿轮传动平稳性的强制性检测精度指标 277
三、轮齿载荷分布均匀性的强制性检测精度指标 278
四、评定齿轮侧隙的指标 279
第三节 齿轮的非强制性检测精度指标及其检测 281
一、 传递运动准确性的可选用参数 281
二、 传动平稳性的可选用参数 283
第四节 齿轮副中心距极限偏差和轴线平行度公差 284
一、齿轮副的安装误差 284
二、齿轮副的传动性能检测指标 285
第五节 齿轮精度等级、允许值（公差）及其图样标注 286
一、齿轮精度等级 286
二、齿轮各项偏差允许值（公差）及其计算公式 287
三、图样标注 291
第六节 圆柱齿轮精度设计 292
一、齿轮精度等级的选用 292
二、齿轮检验项目的选择 293
三、齿轮侧隙指标的确定 294
四、齿轮坯精度的确定 296
五、圆柱齿轮精度设计实例 298
本章小结 301
思考题与习题 304
第十二章 尺寸链 305
第一节 概述 305
一、尺寸链定义及其特征 305
二、尺寸链的组成和分类 307
三、尺寸链的建立与分析 308
第二节 用完全互换法解尺寸链 311
一、完全互换法解尺寸链的步骤和基本公式 311
二、用完全互换法进行正计算（校核计算） 313
三、用完全互换法进行中间计算 314
四、用完全互换法进行反计算（设计计算） 315
第三节 用大数互换法（概率法）解尺寸链 319
第四节 解尺寸链的其他方法 319
一、分组互换法（分组法） 320
二、修配补偿法（修配法） 320
三、调整补偿法（调整法） 321
本章小结 321
思考题与习题 322
参考文献 324
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