互换性与技术测量基础课后答案.pdf

课后课后作业作业题答案题答案（未讲内容不要求）（未讲内容不要求） ： P39 第 1章课后作业 1.1 （1）正确。原因：一般情况下，实际尺寸越接近基本尺寸说明制造的误差越小。 （2）错误。原因：规定的是公差带的宽度，不是位置，没有正负。 （3）错误。原因：配合是由孔、轴的配合性质、装配等综合因素决定，不是由零件的加 工精度决定。但在通常情况下，加工精度高，可在一定程度上提高配合精度。 （4）正确。原因：过渡配合必须保证最大过盈量和最小间隙的要求。 （5）错误。原因：可能是过渡配合，配合公差是孔、轴公差之和。 1.2 （1）28，孔，下偏差为零，正值，轴，上偏差为零，负值 （2）基孔制，基轴制，基孔制，定值刀具、量具的规格和数量 （3）20，01，18，5 到 12 级 （4）间隙，过盈，过渡，间隙 1.3 基本尺寸 最大极限尺寸 最小极限尺寸 上偏差 下偏差 公差 孔 0500 0320 12 . . + + 12 05012. 03212. +0.050 +0.032 0.018 轴 0720 0530 60 . . + + 60 07260. 05360. +0.072 +0.053 0.019 孔 0410 0600 30 . . 30 95929. 94029. -0.041 -0.060 0.021 轴 0050 0340 50 . . + 50 00550. 96649. +0.005 -0.034 0.039 1.4 （1）50 +0.039 0 0.039 -0.025 -0.064 0.039 +0.103 +0.025 +0.064 0.078 间隙 （2）25 -0.014 -0.035 0.021 0 +0.013 0.013 -0.014 -0.048 -0.031 0.034 过盈 （3）80 +0.005 -0.041 0.046 0 -0.030 0.030 +0.035 -0.041 -0.003 0.076 过渡 1.5 （1） 0200 0410 25 . . ， （2） 1000 1460 60 . . ， （3） 0180 0020 50 . . + + ， （4） 0200 0090 40 . . + + ， （5） 1420 0800 50 . . + + ， （6） 0170 0420 40 . . ， （7） 0 0210 30 . ， （8）023080. 1.6 （1）618h， （2）9120H， （3）750e， （4）865M 1.7 解：因要求最大间隙为+0.013，最大过盈为-0.021，所以需采用过渡配合 在没有特殊要求的前提下，一般采用基孔制配合，并根据工艺等价的要求，孔的公差等级要 低于轴 1 至 2 个公差等级。一般孔采用 7 级公差精度，轴采用 6 级公差精度，即 + 0 0210 725 . H。 因最大间隙为+0.013=ESei=0.021ei，所以 ei=+0.008；最大过盈为-0.021=EIes=es， 所以 es=+0.021。查表，在 6 级公差精度条件下，接近计算得到上下偏差值的基本偏差为 0210 0080 625 . . m + + 1.8 解：配合公差 Tf=0.048-0.014=0.034=Th+Ts 在 没 有 特 殊 要 求 的 情 况 下 ， 采 用 基 孔 制 配 合 ， 孔 的 公 差 等 级 采 用 7 级 ， 即 + 0 0210 730 . H，孔的公差为 0.021。则轴的公差为 0.0340.021=0.013 按照工艺等价原则，轴的公差等级暂取为 6 级，查表，其公差为 0.013 最大过盈-0.048=EIes=0es，所以 es=0.048 最小过盈-0.014=ESei=0.021ei，所以 ei=0.035 查表，则轴为 0480 0350 630 . . s + + 1.9 过盈量不大的过盈配合，有一定过盈量的过渡配合，有一定间隙的过渡配合，保 证一定间隙量的间隙配合 P58 第 2 章课后作业 2.1 测量的实质是为确定被测对象的量值而进行的实验过程， 以确定工件是否符合设计图样 的要求。 被测对象，计量单位，测量方法，测量精度 2.2 按“级”使用存在系统误差；按“等”使用存在随机误差 2.3 测得值与被测量真值的差值；绝对误差，相对误差；因被测要素的几何量大小不同 时，不能用绝对误差评定测量精度，所以规定相对误差。 2.4 随机误差评定的指标是其正态分布的标准差大小； 随机误差不能消除； 多次测量后 按照 3 倍标准差原则处理 2.5 单次测量结果用单次测量值和 3 倍标准差表示， 多次测量结果用测量结果的算术平均值 和 3 倍算术平均标准差表示； 算术平均标准差要小于标准差， 即算术平均标准差表示的测量精度要高于平均标准差表 示的测量精度 2.6 第一种方法： 从图样上标定的最大和最小极限尺寸分别向工件公差带内移动一个安全裕 度验收工件； 第二种方法： 验收极限等于图样上标定的最大和最小极限尺寸， 不取安全裕度。 第一种方法：上验收极限尺寸=最大极限尺寸-安全裕度，下验收极限尺寸=最小极限尺 寸+安全裕度；第二种方法：上验收极限尺寸=最大极限尺寸，下验收极限尺寸=最小极限尺 寸 2.7 40-0.004=39.996 2.8 用相对误差比较。0.006/100=610 5，0.008/200=4105，200mm 测量的精度高 2.9 (1)算术平均值： （0.042+0.043+0.040+0.043+0.042+0.043+0.040+0.042+0.043+0.042） /10=0.042，即算术平均值为04220.x = （2）不存在变值系统误差。因给定条件中无法判断零位是否正确归位以及测量环境温度的 变化趋势。 （3）单次测量值与算术平均值的差并求和：20.042-20.042=0，20.043-20.042=0.001， 20.040-20.042=-0.002，20.043-20.042=0.001，20.042-20.042=0，20.043-20.042=0.001， 20.040-20.042=-0.002，20.042-20.042=0，20.043-20.042=0.001，20.042-20.042=0，即 ()0 10 1 = =i i xx 单次测量值与算术平均值的差的平方并求和： 0， 1， 4， 1， 0， 1， 4， 0， 1， 0， 即()12 2 10 1 = =i i xx 则 () m. n xx i i 21 9 12 1 2 10 1 = = = （4）m.633=，即为 0.0036mm，单次测量值与算术平均值的差值的绝对值没有大于 0.0036 的项，因此判断不存在粗大误差。 （5）m. . n x 510 10 21 = （6）001503. x = （7）0036004320 （8）0015004220 2.10 （1）950e E 0500 1120 50 . . ：查表，安全裕度A=0.0062，计量器具允许不确定度u=0.0056， 分度值为 0.01 的外径千分尺不确定度为 0.004，0.004 小于 0.0056。 所 以 验 收 上 验 收 极 限 为（ 50-0.050-0.0056 ） =49.9444 ， 下 验 收 极 限 为 （50-0.112+0.0056）=49.8936 （2）860 js E023060.： 查 表， 安 全 裕度A=0.0046， 计量器具允许不确定度u=0.0041， 分度值为 0.01 的外径千分尺不确定度为 0.005，0.005 大于 0.0041。所以确定新的安全裕 度A=0.005/0.9=0.0056。所以验收上验收极限为（60+0.023-0.0056）=60.0174，下 验收极限为（60-0.023+0.0056）=59.9826 （3）740h： 查 表 0250 0 40 . ， 安全裕度 A=0.0025， 计量器具允许不确定度 u=0.0023， 分度值为 0.01 的外径千分尺不确定度为 0.004，0.004 大于 0.0023。所以确定新的安全裕 度 A=0.004/0.9=0.0044。所以验收上验收极限为（40-0.0044）=39.9956，下验收极 限为（40-0.025+0.0044）=39.9794 （4）1450H：查表 0 6200 40 .+ ，公差为 0.620，安全裕度 A=0.062、计量器具允许不 确定度 u=0.062（均取测量工件公差的十分之一） 。分度值为 0.01 的内径千分尺不确定度为 0.008，0.008 小于 0.062。所以验收上验收极限为（50+0.620-0.062）=50.558，下验 收极限为（50+0.062）=50.062 （5）mm41孔 GB1804m： 查未注公差等级表 （教材 38 页 ），300041.， 公差为 0.600， 安全裕度 A=0.06、计量器具允许不确定度 u=0.06（均取测量工件公差的十分之一） 。分度值 为 0.01 的内径千分尺不确定度为 0.008，0.008 小于 0.06。所以验收上验收极限为 （41+0.300-0.06）=41.240，下验收极限为（41-0.3+0.06）=40.760 P101 第 3 章课后作业 3.1 （1）正确。 （2）正确。 （3）正确。 （4）正确。 （5）错误。 （可逆要求不适用于独立原则和包容要求） （6）正确。 （因为一般情况下位置公差的定向公差大于形状公差） 3.2 （1）同轴度，平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度、对称度、圆跳动、全跳 动，直线度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度 （2）线线间、平面面平面面间、回转圆柱内，平行度 （3）极限，允许材料量为最多，极限尺寸，最大实体边界 （4）单一尺寸要素的尺寸公差与形状公差之间的关系（尺寸公差与形状公差相互补偿） ， 保证配合性质；利用尺寸公差补偿形位公差，保证可装配性；利用尺寸公差补偿形位公 差，保证轴类零件和薄壁类零件的强度。 （5）零件的几何特征、零件的使用要求、检测的方便性 3.3 （1）B,B （2）B （3）B （4）A （5）B，A 3.4 圆柱度；半径差为 0.01 的两同心包络回转圆柱面；0.01；以图样标注的理想回转圆柱面 半径为半径，加 0.005、减 0.005 形成两个同心包络回转圆柱面，加工制造形成的回转圆柱 面（被测要素）必须在此两个同心包络回转圆柱面之间 径向圆跳动；半径差为 0.025 的两同心包络圆；0.025；以图样中心轴 AB 为基准、以图 样标注的理想回转圆柱面半径为半径，加 0.00125、减 0.00125 形成两个同心包络回转圆柱 面，加工制造形成的回转圆柱面（被测要素）必须在此两个同心包络回转圆柱面之间。 对称度；平行于基准平面 F，平面间距离为 0.025、且对称与 F 平面的两包络平面间区域； 0.025；以基准平面 F，平面间距离为 0.025、且对称与 F 平面的两包络平面间区域，被测要 素中心平面必须在此区域内 圆柱度；以图样标注轴心为轴心、半径差为 0.006 的两个同心回转圆柱区域；0.006；被 测要素轴心线必须在以图样标注轴心为轴心、半径差为 0.006 的两个同心回转圆柱区域内 径向圆跳动；以基准 CD 为基准轴、半径差为 0.025 两个同心回转圆柱区域；0.025；被 测要素必须在以基准 CD 为基准轴、半径分别为图样标注圆柱半径加 0.0125、减 0.0125 （半径差为 0.025）两个同心回转圆柱区域内 平行度；以图样标注理想轴线为轴线，该轴线必须平行于基准轴线 AB 且直径为 0.02 的回转圆柱面；0.02；被测要素必须在以图样标注理想轴线为轴线，该轴线必须平行于基准 轴线 AB 且直径为 0.02 的回转圆柱面内 3.5 3.6 3.7 （a） （b） （c） （d） 3.8 不要求。可根据列阵变换进行。 3.9 （a）独立原则，实体边界，最大=20.03、最小=19.99，0.01，0.01 （b）包容要求，最大实体边界，最大=20.03、最小=19.99，0，0.01 （c）最大实体要求，最大实体实效边界，最大=20.05、最小=20，0.02，0.07 （d）最小实体要求，最小实体实效边界，最大=20.05、最小=20，0.07，0.02 （e） 最大实体要求的零形位公差要求， 最大实体实效边界， 最大=40、 最 小 =39.975， 0， 0.025 （f）可逆的最大实体要求，最大实体实效边界，最大=20.04、最小=19.99，0.05，0 P118 第 4 章课后作业 4.1 （1）在一个取样长度内纵坐标值 Z(x)绝对值的算术平均值 （2）在个取样长度内，最大轮廓峰高 Zp 和最大轮廓谷深 Zv 之和的高度 4.2 （1）用轮廓滤波器c 抑制了长波轮廓成分相对应的中线，轮廓中线是具有几何轮廓形状 并划分轮廓的基准线。 （2）取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的 x 铀方向上的长度，即测量或评定表 面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它至少包含 5 个以上轮廓峰和谷。取样长度 lr 在数 值上与c 滤波器的标志波长相等，x 轴的方向与轮廓走向一致。取样长度值的大小对表面 粗糙度测量结果有影响。一般表而越粗糙，取样长度就越大。 评定长度是用于判别被评定轮廓的 x 轴方向上的长度。 由于零件表面粗糙度不均匀， 为 了合理地反映其特征，在测量和评定时所规定的一段最小长度称为评定长度(ln)。 一般情况下，取 ln5 lr，称为标准长度。如果评定长度取为标准长度，则评定长度 不需在表面粗糙度代号上注明。当然，根据情况，也可取非标准长度。如果被测表面均匀性 较好，测量时，可选 ln5 lr；若均匀性差，可选 ln5 lr。 4.3 （1）当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的 16时，应在 图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值。 （2）当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时，应在图样上标注表面粗 糙度参数的最大值或最小值。 （3）表面粗糙度符号上侧，上面数值为上限值，线下面数值为下限值；若在数值后标注 max 则为标注的最大值，若在数值后标注 min 则为标注的最小值。教材 113 页表 4.7。 4.4 760H的公差为 0.030，上偏差为 0.030，下偏差为 0。 660 f的公差为 0.019，上偏差为-0.030，下偏差为-0.049。 660h的公差为 0.019，上偏差为 0，下偏差为-0.019。 6760f/H的最大间隙为 0.079，最小间隙为 0.030 6760h/H的最大间隙为 0.049，最小间隙为 0 所以为保证配合性质，防止微观表面不平度对配合间隙产生过大影响，6760h/H的粗糙 度值应小些。 4.5 比效法、光切法、针描法、干涉法、激光反射法 4.6 （1）螺纹的表面粗糙度 0.8：螺纹工作表面粗糙度 Ra 值为 0.8 （2）螺纹大径表面粗糙度 0.8：螺纹外圆面粗糙度 Rz 值为 0.8 （3）内孔表面粗糙度：孔内表面粗糙度 Ra 值的上限值为 0.8、下限值为 0.4 （4）右端面粗糙度：右端面粗糙度 Ra 值为 1.6 （5）左端面粗糙度：左端面粗糙度 Rz 值为 1.6 （6）未注表面的粗糙度均为 Ra 值为 12.5 P127 第 5 章课后作业 5.1 量规是一种无刻度定值专用量具， 用它来检验工件时， 只能判断工件是否在允许的极限 尺寸范围内，而不能测量出工件的实际尺寸。 检验孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规称为卡规(或环规)。塞规和卡规(或环规) 统称量规。 量规按其用途不同分为工作量规、验收量规和校对量规三种 5.2 塞规的通规按被检验孔的最大实体尺寸(最小极限尺寸)制造， 塞规的止规按被检验孔的 最小实体尺寸(最大极限尺寸)制造。 卡规的通规按被检验轴的最大实体尺寸(最大极限尺寸)制造， 卡规的止规按被检验轴的 最小实体尺寸(最小极限尺寸)制造。 通规控制工件的作用尺寸，止规控制工件的实际尺寸。 5.3 量规的公差带不得超越工件的公差带 5.4 检验工件时， 塞规的通规应通过被检验孔， 表示被检验孔的体外作用尺寸大于最小极限 尺寸(最大实体边界尺寸)； 止规应不能通过被检验孔， 表示被检验孔实际尺寸小于最大极限 尺寸。 当通规通过被检验孔而止规不能通过时， 说明被检验孔的尺寸误差和形状误差都控制 在极限尺寸范围内，被检孔是合格的 检验轴时， 卡规的通规应通过被检验轴， 表示被检验轴的体外作用尺寸小于最大极限尺 寸(最大实体边界尺寸)； 止规应不能通过被检验轴， 表示被检验轴的实际尺寸大于最小极限 尺寸。 当通规通过被检验轴而止规不能通过时， 说明被检验轴的尺寸误差和形状误差都控制 在极限尺寸范同内，被检验轴是合格的。 5.5 通规用来控制工件的体外作用尺寸，它的测量面应是与孔或轴形状相对应的完整表面 (即全形量现)，且测量长度等于配合长度。止规用来控制工件的实际尺寸，它的测量面应是 非完整表面(即不全形量规)，且测量长度尽可能短些，止规表面与工件是点接触。 在量规的实际应用中， 由于量规制造和使用方面的原因， 要求量规形状完全符合泰勒原 则是有一定困难的。因此，国家标准规定，在被检验工件的形状误差不影响配合性质的条件 下，允许使用偏离泰勒原则的量规。 5.6 检验7825g/H的工作量规分为孔825H量规与轴725g量规两部分。 （1）孔825H检验用塞规 查表，825H的上偏差为+0.033，下偏差为 0 查表 5.2，工作量规制造公差 T=0.0034，位置要素 Z=0.005 计算偏差 通规：上偏差=EI+Z+T/2=0+0.005+0.0017=0.0067 下偏差= EI+Z-T/2=0+0.005-0.0017=0.0033 磨损极限偏差=EI=0 止规：上偏差=ES=0.033 下偏差=ES-T=0.033-0.0034=0.0296 画出工件和量规公差带图 所以 通规尺寸为： 0 00340 006725 . . ，止规尺寸为： 0 00340 03325 . . （2）轴725g检验用卡规 查表，725g的上偏差为-0.007，下偏差为-0.028 查表 5.2，工作量规制造公差 T=0.0024，位置要素 Z=0.0034 计算偏差 通规：上偏差=es-Z+T/2=-0.007-0.0034+0.0012=-0.0092 下偏差= es-Z-T/2=-0.007-0.0034-0.0012=-0.016 磨损极限偏差=es=-0.007 止规：上偏差=ei+T=-0.028+0.0024=-0.0256 下偏差=ei=-0.028 画出工件和量规公差带图 所以 通规尺寸为： 00240 0 99424 . . + ，止规尺寸为： 00240 0 97224 . . + P149 第 6 章课后作业 6.1 （1）查机械设计手册，深沟球轴承 6310 的基本技术参数： 内圈直径 d=50，外圈直径 D=110，轴承轴向宽度 B=27。因未在轴承代号后标注公差精度 等级，根据 GB/T2721993、JB/T29741993 轴承代号的排列顺序规定，该轴承公差等级为 0 级。 （2）查机械设计手册，轴承的内圈上偏差为 0、下偏差为-0.012，轴承外圈上偏差为 0，下 偏差为-0.011。 （3）查机械设计手册，轴650 j的上偏差为+0.011，下偏差为-0.005；轴承座孔750JS 的上偏差为+0.012，下偏差为-0.012。 （4）画出配合公差带图 轴与轴承配合公差带图 为过渡配合 最大过盈=EI-es=-0.012-0.011=-0.023 最大间隙=ES-ei=0+0.005=0.005 轴承座孔与轴承配合公差带图 为过渡配合 最大过盈=EI-es=-0.012-0=-0.012 最大间隙=ES-ei=0.012+0.011=0.023 6.2 查机械设计手册，M30 普通粗牙螺纹的螺距为 P=3.5，公称中径为 27.727。 公式：() p/ ffdd+= 222单一作用 () p/ ffDD+= 222单一作用 += 22 0730 2 2 1 12 KKP.f / =P.fp7321 计算螺母： ()492534353152530730 2 .f / =+= 37543257321fp= ()432271000375434925345127 2 ./.D=+= 作用 计算螺栓 ()5525202302530730 2 .f / =+= 6434207321fp= ()300271000643455252427 2 ./.d=+= 作用 计算中径的最大间隙 最大间隙=13203002743227 22 .dD= 作用作用 查表，M306H 螺母中经公差为 0.265、下偏差为 0，所以 992272650727272650 22 DD max =+=+= 公称 72727 22 .DD min = 公称 992275127 22 .D.D max 单一 =，7272743227 22 .D.D min = 作用 所以螺母不合格 查表，M306f 螺母中经公差为 0.200、上偏差为-0.063，所以 664270630727270630 22 dd max = 公称 464272000664272000 22 dd maxmin = 6642730027 22 .d.d max = 作用 ，464272427 22 .d.d min = 单一 所以螺栓不合格 螺母、螺栓均不合格，所以该螺纹副不合格。 6.3 0330 0 25825 . H + =， 0210 0 25725 . k + =，为过渡配合的轴孔 平键一般连接，则有 平键与轴键槽两侧面配合为 9 9 8 h N ， 0 0360 898 . N =， 0 0360 898 . h = 平键与轮毂键槽两侧面配合为 9 9 8 h JS ，0180898.JS= 6.4 查表，配合标记为 11 11 12 11 10 88 7 7 8210 d H a H f H GB/T 114411987 外花键标记1112118878210daf GB/T 114411987 内花键标记1112108878210HHH GB/T 114411987 各技术参数如图 P176 第 7 章课后作业 7.1 传动运动的准确性 传动运动的平稳性 载荷分布的均匀性 传动侧隙 7.2 切向综合总偏差 齿距偏差 径向综合总偏差 径向跳动 7.3 一齿切向综合偏差 一齿径向综合偏差 齿廓总偏差 齿廓形状偏差 齿廓倾斜偏差 单个齿距偏差 7.4 13 个精度等级，012 级。 标注示例：7 GB/T 10095.12001 7 () F FFp6 GB/T 10095.12001 7.5 为了保证齿轮润滑、补偿齿轮的制造误差、安装误差以及热变形等造成的误差。 齿厚极限偏差，公法线长度极限偏差 7.6 教材 171 页表 7.13、表 7.14。 7.7 确定齿轮精度 由已知条件，查表 7.14，该小齿轮的精度等级在 69 级之间，且该齿轮既传递运动又传递 动力，按线速度确定精度等级 s/m. .dn v5613 60000 1440454143 601000 = = = 查表 7.15，齿轮及你给的等级为 6 级，表示为 6 GB/T 10095.12001。 最小侧隙和齿厚偏差 中心距()()mm/zzma29421024542 21 =+=+= 最小侧隙 ()()mmm.aj minbn 2180403029400050060 3 2 03000050060 3 2 =+=+= 分度圆齿厚上偏差 mm. cos . cos j E o minbn sns 1160 202 2180 2 = = 取负值，则mm.Esns1160= 分度圆直径mmmzd180454= 查表 7.11，径向跳动mm.F0290= 查表 7.3，切齿径向进刀公差032002502618261.IT.b= 所以齿厚公差mm.bFTsn043003200290 2222 =+=+= 分度圆齿厚下偏差mm.TEE snsnssni 159004301160= 公称齿厚mm.sin z sinzmS oo 2826 45 90 445 90 = 所以分度圆公称齿厚、偏差为 1160 1590 2826 . . . 确定检验项目 参照表 7.13，选择第一检验组，即齿距累计总公差 p F、齿廓总公差 F、齿向公差 F、径 向跳动公差 F、分度圆齿厚及其极限偏差。 查表 7.11，mm.Fp0360=、mm.F0150= 、mm.F0290= ； 查 表 7.10，mm.F0150= 内孔尺寸 查表为() 0160 0 640 . H + 齿顶圆尺寸 ()mmzmda1882 =+= 齿顶圆直径偏差mm.m.20050= mm.da20188= 行为公差 内孔圆柱度 1 t ()()mm/.Fb/L.0030015050250040040= mm.F. p 0036003601010= 所以内孔圆柱度mm.t0030 1= 查表 7.5，端面圆跳动公差为 0.014mm 顶圆径向调动等于端面圆跳动为 0.014mm 齿轮表面粗糙度 查表 7.7，齿轮表面粗糙度 Ra 为 0.8。 齿轮设计图样 模数 m 4 齿数 z 45 齿形角 20 变为系数 x 0 精度 6 GB/T 10095.12001 距累计总公差 p F 0.036 齿廓总公差 F 0.015； 齿向公差 F 0.015 径向跳动公差 F 0.029 分度圆齿厚及其极限偏差 1160 1590 2826 . . . 材料：45 号钢；齿部热处理 G54。 P185 第 8 章课后作业 8.1 + 0 0460 880 . H，其公差带范围在 00.046mm 之间，镀最薄、最厚铬层后应保证该公 差范围。镀