互换性与测量技术基础习题答案_第1页
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第一章 1-1答:(1)互换性是指机器零件(或部件)相互之间可以代换且能保证使用要求的一种特性。(2)因为互换性对保证产品质量,提高生产率和增加经济效益具有重要意义,所以互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。1-2 答:(1)按互换的程来分, 互换性可以完全互换和不完全互换。(2)其区别是:a、完全互换是一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配,装配后即能满足预定要求。而不完全互换是零件加工好后,通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组,仅同一组内零件有互换性,组与组之间不能互换。b、当装配精度要求较高时,采用完全互换将使零件制造精度要求提高,加工困难,成本增高;而采用不完全互换,可适当降低零件的制造精度,使之便于加工,成本降低。(3)适用场合:一般来说,使用要求与制造水平,经济效益没有矛盾时,可采用完全互换;反之,采用不完全互换。1-3答:(1)公差是零件几何参数误差的允许范围。(2)检测是兼有测量和检验两种特性的一个综合鉴别过程。(3)标准化是反映制定、贯彻标准的全过程。(4)公差与检测是实现互换性的手段和条件,标准化是实现互换性的前提。1-4答: 按标准颁布的级别来分,我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。1-5答:(1)优先数系是一种无量纲的分级数值,它是十进制等比数列,适用于各种量值的分级。(2)优先数是指优先数系中的每个数。1-7(1) 机床主轴转速为200,250,315,400,500,630, 、 、 、单位 r/min(2) 表面粗糙度 R 的基本系列为0.012,0.025,0.050,0.100,0.20,、 、 、 ,单位为 um。答: (1)基本系列 R10,公比为 10。(2)派生系列,公比为 2。第二章 测量技术基础2-1答:(1)测量的实质是将被测几何量 L 与作为计量单位的标准量 E 进行比较,从机时获得两面三刀者比什 q 的过程,即 L/E=q,或 L=Eq。(2)一个完整的测量过程包括被测对象,计量单位、测量方法和测量精度四个要素。2-2答:(1)量块的作用是,a、用于计量器具的校准和鉴定;b、用于精密设备的调整、精密划线和精密工件的测量;c、作为长度尺寸传递的实物基准等。(2)其结构上的特点是:量块通常制成长方形六面体,它有两个相互平行的测量面和四个非测量面;测量面的表面非常光滑平整,具有研合性,两个测量面间具有精确的尺寸。量块上标的尺寸称为量块的标称长度 ln。当 ln6mm 的量块,有数字的平面的右侧面为上测量面;尺寸小于 10mm 的量块,其截面尺寸为;尺寸大于 10mm 至1000mm 的量块截面尺寸为 35mm9mm。2-3答:(1) 量块分系的依据是量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。量块分级主要是根据量块长度极限偏差te 和量块长度变支量的最大允许值 tv 来划分的。(2) 区别是:量块按“级”使用时,是以量块的标称长度作为工作尺寸。该尺寸包含了量块的制造误差,制造误差将被引入到测量结果中去,但固不需要加修正值,故使用较方便。量块按“系”使用时,是以量块栏定书列出的实例中心长度作为工作尺寸的,该尺寸排除了量块的制造误差,只包含栏定时较小的测量误差。量块按“系”使用比按“级”使用的测量精度高。2-4答:其区别如下:(1)分度间距(刻度间距)是指计量器具的刻度标尺或度盘上两面三刀相邻刻线中心之间的距离,般为 1-2.5mm;而分度值(刻度值)是指计量器具的刻度尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。(2)示值范围是指计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围;而测量范围是指在允许的误差限内,计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。(3)示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差;而修正值是指为消除系统误差,用代数法加到未修正的测量结果上的值。修正值与示值误差绝对值相等而符号相反。2-5答:(1)测量误差按其性质来分,可分为系统误差,随机误差和粗大误差。(2)测量误差的方要来源: a、计量器具误差;b、标准件误差; c、测量方法误差; d、测量环境误差; e、人员误差。2-6答: 组合如下:(1) 48.98 、 、 、 、 、 、 、 、 、所需尺寸-1.48 、 、 、 、 、 、 、 、 、第一块量块的尺寸47.50-7.50 、 、 、 、 、 、 、 、 、第二块量块的尺寸40 、 、 、 、 、 、 、 、 、第三块量块的尺寸即 48.98mm=(1.48+7.50+40)mm。(2) 10.56 、 、 、 、 、 、 、 、 、所需尺寸-1.06 、 、 、 、 、 、 、 、 、第一块量块的尺寸9.5 、 、 、 、 、 、 、 、 、第二块量块的尺寸即 10.56mm=(1.06+9.5)mm(3) 65.365 、 、 、 、 、 、 、 、 、所需尺寸-1.005 、 、 、 、 、 、 、 、 、第一块量块的尺寸64.360 -1.360 、 、 、 、 、 、 、 、 、第二块量块的尺寸63.000-3.000 、 、 、 、 、 、 、 、 、第三块量块的尺寸60 、 、 、 、 、 、 、 、 、第四块量块的尺寸即 65.365mm=(1.005+1.360+3.000+60)mm2-7解: 工件的实际尺寸为:20+(-0.002)=19.998mm 。2-8解: 因示值误差为+0.02mm,则其修值为-0.02mm。修正后的测量结果是:10.95+(-0.02)=10.93mm。2-9解: 由相对误差计算公式 = Xo100%得: 1= 1100%= 504.100%=0.008%2= 2o100%= 86.100%=0.0075%因为 12所以 第二种方法测量精度高。2-10 解:(1)千分表的调零误差 10-10.0005=-0.0005mm=0.5um,(2)校正值为+0.5um,(3)被测零件实际尺寸: 10.0005+0.015=10.0155mm。第三章 光滑圆柱体结合的互换性及其检测3-2答: (1)基孔制配合是指基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。而基轴制配合是指基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。(2)因为国家标准规定的 20 个公差等级的标准公差和 28 个基本偏差可组合成 543 个孔公差带和 544 个轴公差带。这么多公差带可相互组成近 30 万种配合。为了简化和统一,以利于互换,并尽可能减少定值刀具、量具的品种和规格,无需将孔轴公差带同时变动,只要固定一个,变更另一个,便可满足不同使用性能要求的配合,且获得良好的技术经济效益。因此,国家标准对孔与轴公差带之间的相互位置关系,规定了两种基准制,即基孔制和基轴制。(3)因为采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格数目,有利于刀量具的标准化、系列化,因而经济合理,使用方便,能以广泛采用基孔制配合。(4)选择基轴制配合的情况如下:a、由冷拉棒材制造的零件,其配合表面不经切削加工;b、与标准件相配合的孔或轴;c、同一根轴上(基本尺寸相同)与几个零件孔配合,且有不同的配合性质。3-3(1)80 09.21(2)30 039.(3)120 021.(4)6087Hf(5)80 6DF(6) 50 fH78(7)50H8 09.解: 更正如下:(1) 80 021.9(2) 30 039.(3)1200.021 (4) 60 78hF(5) 80 68dF(6) 50 78f(7) 50H8( 039.)。3-4 (1)70 05.1(2)250 4.015(3)10 02.解: (1)由 Th=es-ei得Th1=es1-ei1=+0.105-(+0.075) =0.030mm查表 3-2 得:轴的公差系级为 IT7。(2)由 Th=es-ei得Th2=es2-ei2=(-0.105)-(-0.044)=0.029mm查表 3-2 得:轴的公差系级为 IT6。(3)由 Th=es-ei得Th3=es3-ei3=0-(-0.022)=0.022mm查表 3-2 得:轴的公差系级为 IT8。由此观之,第二根轴精度最高,第三根轴轴精度最低。3-5孔 轴基本尺寸ES EI Th es ei TsXmax或YmaxXmin或YminXav 或YavTf25 +0.013 0 0.013 -0.040 -0.061 0.021 +0.074 +0.040 +0.057 0.03414 +0.019 0 0.019 +0.012 +0.002 0.010 +0.017 -0.012 +0.0025 0.02945 -0.025 -0.050 0.025 0 -0.016 0.016 -0.009 -0.050 -0.0295 0.0413-6 极限偏差极限尺寸间隙 过盈 Xav或YavTf项目配合代号基准制配合性质公差代号公差等级公差(m)上 下 最大最小最大最小最大最小孔 P7 IT7 21 -14 -35 略30 67hP基轴制过盈配合轴 h6IT6 13 0 -13 略-0.018孔 K7 IT7 21 +6 -15 略20K基轴制过渡配合轴 h6 IT6 13 0 -13 略+0.002孔 H8 IT8 33 +33 0 略25 78fH基孔制间隙配合轴 f7 IT7 21 -20 -41 略+0.0473-7解: (1)基本偏差 es=0 基本偏差代号为 h,Ts=es-ei=0-(-0.011)=0.011mm=11um查表 3-2 得:公差等级为 IT6故公差带代号为 h6。(2) 基本偏差 EI=0 基本偏差代号为 H,Th=ES-EI=+0.087-0=0.087mm=87um查表 3-2 得:公差等级为 IT9故公差带代号为 H9。(3) 基本偏差 es=-0.050 查表 3-3 得基本偏差代号为 e,Ts=es-ei=-0.050-(-0.075)=0.025mm=25um查表 3-2 得:公差等级为 IT7故公差带代号为 e7。(4) 基本偏差 ES=+0.005 查表 3-4 得基本偏差代号为 M,Th=ES-EI=+0.005-(-0.041)=0.046mm=46um查表 3-2 得:公差等级为 IT8故公差带代号为 M8。3-8. 解:最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.046-(-0.015)mm=+0.061mm最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.015)mm=-0.015mm3-9. 查表得 N8=( 036.), h7=( 021.)(1)孔的基本偏差是_-0.003_mm,轴的基本偏差是_0_.(2)孔的公差为_0.033_mm,轴公差为_0.021_mm.(3)配合的基准制是_基轴制_;配合性质是_过渡配合_.(4)配合公差等于_0.054_mm.(5)计算出孔和轴的最大,最小实体尺寸.解: 孔的最大实体尺寸: DM=Dmin=30+(-0.036)=29.964mm孔的最小实体尺寸: DL=Dmax= 30+(-0.003)=29.9997mm轴的最大实体尺寸: dm=dmax=d+es= 30+0= 30.0mm轴的最小实体尺寸: dl=dmin=d+ei= 30+(-0.021)= 29.979mm3-10. .解:Th=ES-EI=+0.013-0=0.013mm因为 Tf=Th+Ts所以 Ts=Tf-Th=0.022-0.013=0.009mm查表 3-2 提:轴的公差等级为 IT5。因为: Xmax=ES-ei所以:ei=ES-Xmax=+0.013-0.011=+0.002mmes=Ts+ei=0.009+0.002=+0.011mm查表 3-3 得轴的基本偏差代号为 R。20k5( 02.1)。3-11基本尺寸为 50mm 的基准孔和基准轴相配合,孔轴的公差等级相同,配合公差 Tf=78um,试确定孔、轴的极限偏差,并与成标注形式。解: 因为 Tf=Th+Ts 且 Th=Ts所以 Tf=2Th=2Ts 则 Th=Ts= 2Tf=78um=39um又因为 基准孔的 EI=0,基准轴的 es=0, 所以 ES=Th+EI=39+0=+39umEi=es-Ts=0-39=-39um写成标注形式为孔: 50( 039.)mm轴: 50( 039.)mm3-12 解: 因为 Js 是对称偏差,且 IT9 的公差值为 43um 是奇数所以 ES=-EI= 21IT=43=+21um写成尺寸标注形式为:500.021mmDmax=D+ES= 15+0.021= 15.021mmDmin=D+EI= 15-0.021= 14.979mmES=+0.021mmEI=-0.021mmDm=Dmin= 14.979mmDl=Dmax= 15.021mm画出公差带图:3-13解: IT8 基本尺寸为 40 的公差值 Th=ES-EI=+0.005-(-0.034)=0.039mm40H8 基准孔的 EI=0,ES=Th=+0.039mm40h8 基准轴的 es=0,ei=-Ts=-0.039mm极限间隙: Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.039)=+0.078mmXmin=EI-es=0-0=0mm3-14 略3-15解:(1)选择基淮制因为没有特殊要求,所以选用基孔制配合,基孔制配合 EI=0。(2)选择孔,轴公差等级由式(3-10)得,Tf=Th+Ts= Xmax-Xmin,根据使用要求,配合公差 Tf=Xmax-Xmin= 116-41=75um,即所选孔轴公差之和Th+Ts 应最接近 Tf 而不大于 Tf。查表 3-2 得:孔和轴的公差等级介于 IT7 和 IT8 之间,取孔比轴大一级,故选为 IT8 级, Th=39um,轴为 IT7 级,Ts=25um,划配合公差Tf=Th+Ts=39+25=64um 小于且最接近于 75um。因此满足使要求。(3)确定孔,轴公差带代号因为是基孔制配合,且孔的标准公差等级为 IT8 级,所以孔的公差带代号为 40H8( 039.)又因为是间隙配合,Xmin=EI-es=0-es=-es由已知条件 Xmin=+41um 则 es=-41um即轴的基本偏差 es 应最接近于-41um。查表 3-3,反轴的基本偏差不 e,es=-50um, 则 ei=es-Ts=-50-25=-75um所以轴的公差带代号为 40e7( 075. )mm确定的孔与轴配合代号为8eH(4)验算设计结果Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.075)=+0.114mm=+114umXmin=EI-es=+0-(-0.050)=+0.050mm=+50um它们介于 41116 之间,设计合适。 画出公差带图如下:3-16. 解:由题设要求为基轴制配合,则 es=0选择孔、轴公差等级由 Tf=Th+Ts=|Ymin-Ymax|,据使用要求配合公差 Tf=|Ymin-Ymax|即 Tf=|-40-(-110)|=70m,即所选孔、轴公差之和 Th+Ts 应最接近 Tf而不大于它。查表 3-2 得:孔和轴的公差等级介于 IT7 和 IT6 之间,取孔比轴大一级,故选为 IT7 级, Th=35m,轴为 IT6 级,Ts=22m,即配合公差Tf=Th+Ts=35+22=57m 小于且最接近于 Tf(70m) 。因此,满足使用要求。确定孔、轴公差带代号因为是基轴制配合,且轴的标准公差等级为 IT6 级,所以轴的公差带代号为110h6( 02.)又因为是过盈配合,Ymin=ES-ei由已知条件 Ymin=-40m,则 ES=Ymin+ei=-40+(-22)=-60m即孔的基本偏差 ES 应最接近于-62m。查表 3-4,取基本偏差为 S,ES=-79+=-79+13=-66m,则 EI=ES-Th=-66-35=-101m所以孔的公差带代号为 110S7( 10.6)4) 验算设计结果Ymax=EI-es=-0.101-0=-0.101mmYmix=ES-ei=-0.066-(-0.022

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