《互换性与测量技术基础》课后习题答案

文档鉴赏 第一章第一章 什么叫互换性 为什么说互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守原则 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 按互换程度来分 互换性可分为哪两类 它们有何区别 各适用于什么场合 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 什么叫公差 检测和标准化 它们与互换性有何关系 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 按标准颁布的级别来分 我国的标准有哪几种 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 什么叫优先数系和优先数 文档鉴赏 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 下面两列数据属于哪种系列 公比为多少 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 1010 2 派生系列 公比为 2 第二章第二章 测量技术基础测量技术基础 2 1测量的实质是什么 一个完整的测量过程包括哪几个要素 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 量块的作用是什么 其结构上有何特点 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 35mm 9mm 2 3量块分等 分级的依据各是什么 在实际测量中 按级和按等使用量块有何 区别 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 文档鉴赏 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说明分度间距与分度值 示值范围与测量范围 示值误差与修正值有何区别 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测量误差按其性质可分为哪几类 测量误差的主要来源有哪些 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试从 83 块一套的量块中 组合下列尺寸 48 98 10 56 65 365mm 答 组合如下 1 48 98 所需尺寸 1 48 第一块量块的尺寸 47 50 文档鉴赏 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 mm 2 7某仪器在示值为 20mm 处的校正值为 0 002mm 用它测工件时 若读数正好为 20mm 工件的实际尺寸为多少 解 工件的实际尺寸为 20 0 002 19 998mm 2 8某一测量范围为 0 25mm 的外千分尺 当活动测杆与测 可靠接触时 其读数 为 0 02mm 若用比千分尺测工件尺寸 读数为 10 95mm 其修正后的测量结果 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用两种方法分别测两个尺寸 它们的真值 L1 50mm L2 80mm 若测得值分别 为 50 004mm 和 80 006mm 试问哪种方法测量精度高 文档鉴赏 解 由相对误差计算公式 Xo XoX 100 得 1 1 11 Xo XoX 100 50 50004 50 100 0 008 2 2 22 Xo XoX 100 80 80006 80 100 0 0075 因为 1 2 所以 第二种方法测量精度高 2 10 今用公称尺寸为 10mm 的量块将千分表调零后测量某零件的尺寸 千分表 的读数为 15um 若量块实际上尺寸为 10 0005mm 试计算千分表的调零误差和校 正值 若不计千分表的示值误差 试求被测零件的实际尺寸 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 第三章第三章 光滑圆柱体结合的互换性及其检测光滑圆柱体结合的互换性及其检测 3 2 什么是基孔制配合与基轴制配合 为什么要规定基准制 广泛采用基孔制配 合的原因何在 在什么情况下采用基轴制配合 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 文档鉴赏 3 3 更正下列标注的错误 1 80 009 0 021 0 2 30 0 039 0 3 120 021 0 021 0 4 608 7 H f 5 806 8 D F 6 50 f H 7 8 7 50H8 0 039 0 解 更正如下 1 80 021 0 009 0 2 30 0 039 0 3 120 0 021 4 60 7 8 h F 5 80 6 8 d F 6 50 7 8 f H 7 50H8 0 039 0 3 4 下面三根轴哪根精度最高 哪根精度最低 1 70 075 0 105 0 2 250 044 0 015 0 3 10 022 0 0 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 根据下表给出的数据求空格中应有的数据 并填入空格内 孔轴基本 尺寸ESEITheseiTs Xmax 或 Ymax Xmin 或 Ymin Xav 或 Yav Tf 25 0 01300 013 0 040 0 0610 021 0 074 0 040 0 0570 034 14 0 01900 019 0 012 0 0020 010 0 017 0 012 0 00250 029 文档鉴赏 45 0 025 0 0500 0250 0 0160 016 0 009 0 050 0 02950 041 3 6 查表解算下表各题 并填入空格内 极限偏 差 极限 尺寸 间隙过盈Xav 或 Yav T f 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 P 7 IT 7 2 1 14 35 略 30 6 7 h P 基 轴 制 过 盈 配 合 轴 h 6 IT 6 1 3 0 13 略 0 018 孔 K 7 IT 7 2 1 6 15 略 20 6 7 h K 基 轴 制 过 渡 配 合 轴 h 6 IT 6 1 3 0 13 略 0 00 2 孔 H 8 IT 8 3 3 3 3 0略 25 7 8 f H 基 孔 制 间 隙 配 合 轴 f7IT 7 2 1 20 41 略 0 04 7 3 7 查表确定下列各尺寸的公差带代号 1 18 011 0 0 轴 2 120 0 087 0 孔 文档鉴赏 3 50 075 0 050 0 轴 4 65 041 0 005 0 孔 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 有一孔 轴配合为过渡配合 孔尺寸为 80 0 046 0 mm 轴尺寸为 80 0 015mm 求最大间隙和最大过盈 画出配合的孔 轴公带图 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 015mm 文档鉴赏 3 9 有一组相配合的孔和轴为 307 8 h N 作如下几种计算并填空 查表得 N8 036 0 003 0 h7 021 0 0 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 979mm 3 10 在某配合中 已知孔的尺寸标准为 20 0 013 0 Xmax 0 011mm Tf 0 022mm 求出轴的上 下偏差及其公差带代号 解 Th ES EI 0 013 0 0 013mm 因为 Tf Th Ts 文档鉴赏 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 002mm es Ts ei 0 009 0 002 0 011mm 查表 3 3 得轴的基本偏差代号为 R 20k5 002 0 011 0 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 2 Tf 2 78 um 39um 又因为 基准孔的 EI 0 基准轴的 es 0 所以ES Th EI 39 0 39um Ei es Ts 0 39 39um 写成标注形式为孔 50 0 039 0 mm 轴 50 039 0 0 mm 3 12 画出 15Js9 的公差带图 并该孔的极限尺寸 极限偏差 最大实体尺寸和 最小实体尺寸 已知基本尺寸为 15mm 时 IT9 43um 解 因为 Js 是对称偏差 且 IT9 的公差值为 43um 是奇数 所以 ES EI 2 19 IT 2 143 21um 写成尺寸标注形式为 50 0 021mm Dmax D ES 15 0 021 15 021mm Dmin D EI 15 0 021 14 979mm ES 0 021mm EI 0 021mm 文档鉴赏 Dm Dmin 14 979mm Dl Dmax 15 021mm 画出公差带图 3 13 已知 40M8 034 0 005 0 求 40H8 h8 的极限间隙或极限过盈 解 IT8 基本尺寸为 40 的公差值 Th ES EI 0 005 0 034 0 039mm 40H8 基准孔的 EI 0 ES Th 0 039mm 40h8 基准轴的 es 0 ei Ts 0 039mm 极限间隙 Xmax ES ei 0 039 0 039 0 078mm Xmin EI es 0 0 0mm 3 14 略 3 15 已知基本尺寸为 40 的一对孔 轴配合 要求其配合间隙为 41 116 试确 定孔与轴的配合代号 并画出公差带图 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 文档鉴赏 求 配合公差 Tf X max X min 116 41 75um 即所选孔轴公差之和 Th Ts 应最接近 T f 而不大于 T f 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 0 039 0 又因为是间隙配合 Xmin EI es 0 es es 由已知条件 X min 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 0 050 0 mm 确定的孔与轴配合代号为 7 8 e H 4 验算设计结果 Xmax ES ei 0 039 0 075 0 114mm 114um Xmin EI es 0 0 050 0 050mm 50um 它们介于 41 116 之间 设计合适 画出公差带图如下 文档鉴赏 3 16 设有一基本尺寸为 110 的配合 经计算 为保证连接可靠 其过盈不得小 于 40um 为保证装配后不发生塑性变形 其过不得大于 110um 若已决定采用基 轴制 试确定此配合的孔 轴公差带代号 并画出公差带图 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 T f Y min Y max 即 Tf 40 110 70 m 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 35 m 轴为 IT6 级 Ts 22 m 即配合公差 Tf Th Ts 35 22 57 m 小于且最接近于 Tf 70 m 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 022 0 0 又因为是过盈配合 Ymin ES ei 由已知条件 Y min 40 m 则 ES Y min ei 40 22 60 m 即孔的基本偏差 ES 应最接近于 62 m 查表 3 4 取 基本偏差为 S ES 79 79 13 66 m 则 EI ES Th 66 35 101 m 所以孔的公差带代号为 110S7 101 0 066 0 4 验算设计结果 Ymax EI es 0 101 0 0 101mm Ymix ES ei 0 066 0 022 0 044mm 它们介于 40 m 110 m 之间 文档鉴赏 3 17 用通用计量器具检测 40K7 E 孔 试确定验收极限并选择计量器具 解 确定安全裕度 A 该工件公差 T 0 025mm 公差等级为 IT7 A 1 10 T 故 A 0 0025mm 确定验收极限 因为此工件遵守包容原则 故其验收极限应按方式一 内缩的验收极限 来确定 上验收极限 最大极限尺寸减去 A 下验收极限 最小极限尺寸加工 A 因 40K7 的基本偏差上偏差 ES 2 9 7 m 表 3 4 即 EI ES Th 7 25 18 m 40K7 018 0 007 0 故上验收极限 40 0 007 0 0025 40 0045mm 下验收极限 40 0 018 0 0025 39 9845mm 选择计量器具 查表 3 14 优先选用工档 计量器具不确定度允许值工档 u 2 3 m 0 0023mm 查表 3 16 分度值为 0 002 的比较仪的测量不确定度为 0 0018mm 因为 u1 u1 又最接近 文档鉴赏 所以 选用分度值为 0 002 的比较仪符合工档要求 第四章第四章形状和位置公差答案页码顺序形状和位置公差答案页码顺序 4 1 在表 2 1 中填写出形位公差各项目的符号 并注明该项目是属于形状公差还是 属于位置公差 解 见表 2 1 符号略 表 2 1 项 目符号形位公差类别项 目符号形位公差类别 同轴度位置公差圆 度形状公差 圆柱度形状公差平行度位置公差 位置度位置公差平面度形状公差 面轮廓度形状公差或位置公差圆跳动位置公差 全跳动位置公差直线度形状公差 4 2 在表 2 2 中填写出常用的十种公差带形状 解 见表 2 2 表 2 2 序号公差带形状序号公差带形状 1两平行直线6两平行平面 2两等距曲线7两等距曲面 3两同心圆8一个四棱柱 4一个圆9一个圆柱 5一个球10两同轴圆柱 4 3 说明图 2 1 中形状公差代号标注的含义 按形状公差读法及公差带含义分别 说明 文档鉴赏 解 1 60f7 圆柱面的圆柱度公差值为 0 05mm 圆柱面必须位于半径差为 公差值 0 05mm 的两同轴圆柱面之间 2 整个零件的左端面的平面度公差是 0 01mm 整个零件的左端面必须 位于距离为公差值 0 01mm 的两平行平面之间 3 36h6 圆柱表面上任一素线的直线度公差为 0 01mm 圆柱表面上任一素线必须位于轴向平面内 距离为公差 0 01 的两平行直线之间 4 36h6 圆柱表面任一正截面的圆的圆度公差为 0 01mm 在垂直于 36h6 轴线的任一正截面上 实际圆必须位于半径差为公差值 0 01mm 的两同 心圆之间 4 4 按下列要求在图 2 2 上标出形状公差代号 1 50 圆柱面素线的直线度公差为 0 02mm 2 30 圆柱面的圆柱度公差为 0 05mm 3 整个零件的轴线必须位于直径为 0 04 mm 的圆柱面内 解 按要求在图 2 1 上标出形状公差代号 文档鉴赏 图 2 1 4 5 将下列技术要求用代号表注在图 2 5 上 1 20d7 圆柱面任一素线的直线度公差为 0 05mm 或 20d 圆柱 面任一素线必须位于轴向平面内距离为公差值 mm 的两平行直线之间 2 被测 m 轴线相对于 20d7 轴线的同轴度公差为 mm 或 m7 轴线必须位于直径为公差值 mm 且与 d 轴线同轴的圆柱面内 3 被测度 H 槽的两平行平面中任一平面对另一平面的平行度公 差为 mm 或宽 H 槽两平行平面中任一平面必须位于距离为公差值 mm 且平行另一平面的两平行平面之间 4 H 槽的中心平面对 m 轴线的对称度公差为 mm 或 H 槽的中心平面必须位于距离位于距离为公差值 0 01mm 且直对通过 40m7 轴线的辅助平面对称配置的两平行平面之间 5 20d7 圆柱面的轴线对 40m7 圆柱右肩面的垂直度公差为 0 02mm 或 20d7 圆柱面轴线必须位直径为公差值 0 02mm 且垂直于 40m7 圆柱右肩面的圆柱右肩面的圆柱面内 解 见图 2 2 文档鉴赏 图 2 2 4 6 说明图 2 6 中形位公差标注的含义 解 1 零件的左侧面对基准平面 B 右侧面 的平行度公差为 0 02mm 若有平行度误差 则史允许按符号的方向 即从下往上 逐渐减小 2 零件下表面任一 50mm 50mm 的正方形面积上 平面度公差为 0 06mm 3 槽的中心平面对基准中心平面 A 零件左 右两侧面的中心平面 的对称度公差 为 0 01mm 被测要素的尺寸公差与对称度公差遵守最大实体原则 4 7 试述形位公差带与尺寸公差带的异同点 答 形位公差带与尺寸公差带的相同点是公差带的公能是相同的 形位公差带是限制实 际要素变动的区域 尺寸公差带是限制实际尺寸变动的区域 只有零件的实际尺寸或实际要 素位于其公差带内 才是合格的 否则是不合格的 形位公差带与尺寸公差带的不同点是 1 形位公差带通常是空间区域 尺寸公差带是平面区域 2 形位公差带由四个要素 形状 大小 方向 位置 组成 尺寸公差带由两 文档鉴赏 个要素 位置 大小 组成 4 8 径向圆跳动与同轴度 端面跳动与端面垂直度有那些关系 答 径向圆跳动与同轴度的关系 对径向圆跳动 被测要素是圆柱表面 对同轴度 被 测要素是圆柱面的轴线 两者之间的关系可以这样来分析 同一测量面内的径向圆跳动主要 来自该测量截面内的同轴度误差和圆度误差 若截面轮廓线为一理想圆 则径向圆跳动主要 由同轴度误差引起 若该被测截面没有同轴度误差 则径向圆跳动主要由圆度误差引起 由 此可见 存在同轴度误差 必然存在径向圆跳动 而存在径向圆跳动并不能说明一定有同轴 度误差 径向圆跳动公差能综合控制同轴度误差和圆度误差 端面圆跳动与端面垂直度的关系 端面圆跳动与端面垂直度的被测要素都是端面 基准都是轴心线 二者都可控制回转体端面形位误差 但控制效果不尽一样 端面圆跳动控 制端面的被测圆周上各沿轴向的位置误差 不能控制整个被测端面的垂直度误差和平面度误 差 垂直度公差可以综合控制整个被测端面对基准轴线的垂直度误差和平面度误差 由此可 见 被测端面存在圆跳动误差 必然存在垂直度误差 反之 存在垂直度或平面度误差 不 一定存在圆跳动误差 4 9 试述径向全跳动公差带与圆柱度公差带 端面跳全动公差带与回转体端面垂 直度公差带的异同点 答 径向全跳动公差带与圆柱度公差带形状相同 区别在于径向全跳动公差带必须与基 准轴线同轴 位置是固定的 而圆柱度公差带的轴线则与其它无关 位置浮动 端面全跳动公差带与回转体端面垂直度公差带形状一样 均为垂直于基准轴线的一对 平行平面 公差带的另三个要素 只要公差值相同 则大小 方向 位置完全相同 4 10 什么叫实效尺寸 它与作用尺寸有何关系 答 被测要素的最大实体尺寸和允许扩散工艺 最大形位误差的综合结果所形成的极限 状态 称为实效状态 实效状态时的边界尺寸 称为实效尺寸 它与作用尺寸的关系是 实 效尺寸是实效状态时理想包容面的尺寸 它是一个定值 即为最大或最小作用尺寸 由此可 见 实效尺寸只有一个 作用尺寸有许多 4 11 一销轴如图 2 11 所示 试按要求填空及填表 1 尺寸公差和形状公差遵守相关原则 此相关原则为 最大实体原则 直 线度公差值 0 015 称为 相关公差 文档鉴赏 2 销轴实际尺寸必须在 9 97 mm 和 10 mm 之 间 3 当销轴直径为 10mm 时 轴线直线度公差为 0 015 mm 4 当销的直径为 9 97 时 公差的补偿值为 0 03 mm 销 轴的轴线直线度公差为 0 045 mm 5 销轴的实效尺寸为 10 015 mm 6 销轴的最大作用尺寸为 10 015 mm 7 销轴的最小作用尺寸为 9 97 mm 8 填表 2 3 表 2 3 mm 4 12 如图 2 13 所示 试按要求填空并回答问题 1 当孔处在最大实体状态时 孔的轴线对基准平面 A 的平行度公差为 0 05 mm 实际尺寸公差补偿值直线度公差值 100 0 015 9 990 01 0 025 9 980 02 0 035 9 970 03 0 045 文档鉴赏 2 孔的局部实际尺寸必须在 6 5 mm 至 6 6 mm 之间 3 孔的直径均为最小实体尺寸 6 6mm 时 孔轴线对基准 A 的平行度公差 为 0 15 mm 4 一实际孔 测得其孔径为 6 55mm 孔轴线对基准 A 的平行度误差为 0 12 mm 问该孔是否合格 不合格 因为孔径为 6 55mm 平行度差为 0 1mm 5 孔的实效尺寸为 6 45 mm 4 13 一销轴尺寸标注如图 2 14 所示 试按要求填空 并填表 1 销轴的局部实际尺寸必须在 10 mm 至 9 985 mm 之间 2 当销轴的直径为最大实体尺寸 10 mm 时 允许的轴线直线度 误差为 零 mm 此时 销轴为一个 10mm 的 理想 圆柱 3 填表 2 4 mm 单一要素实际尺寸销轴轴线的直线度公差 100 9 995 0 005 9 99 0 01 9 985 0 015 文档鉴赏 4 14 一零件尺寸标注如图 2 15 试作如下回答 并填表 2 5 1 细轴的局部实际尺寸应在 40 025 mm 至 40 009 mm 之间 2 细轴直径为何尺寸时 允许的细轴轴线对基准平面 A 的直垂度误差最大 其最大值多少 答 细轴直径为 40 009 时 允许的细轴线对基准平面 A 的垂直度误差 最大 其最大值为 0 016 40 025 40 009 0 016mm 3 填表 2 5 表 2 5解 表 2 5 mm 关联要素实际尺寸允许的垂直度误差 40 0250 40 02 0 005 40 015 0 01 40 01 0 015 40 009 0 016 4 15 看传动座零件工作图 图 2 19 解释图中形位公差标注的含义 文档鉴赏 表 2 7 序号代号读法公差带含义 1 上端 13mm 孔轴线对右 下端 13mm 孔轴的平行度 公差为 0 025mm 上端 13mm 孔轴线必须位于直径为 公差值 0 025mm 且平行于右下 端 13mm 孔轴线的圆柱面内 2 右下端 13mm 孔轴线对 底面右侧面的平行度公差 为 0 025mm 右下端 13mm 孔轴线必须位于直径 为公差值 0 025mm 且平行于底 面 右侧面的圆柱面内 3 4 个 M6mm 螺孔轴线分 别对底面和后面的位置度 公差为 0 20mm 4 个 6mm 螺孔轴线必须分别位于直径 为公差值 0 20mm 且相对底面和 后面所确定的理想位置为轴线的圆 柱面内 4 16 根据下列要求和说明 在零件图 2 20 中进行标注 单位为 mm 解 见图 2 8 文档鉴赏 图 2 8 4 17 改正图 2 9a b 中形位公差标注上的错误 不改变形位公差项目 解 见图 2 4a b 文档鉴赏 图 2 4 4 18 识读图 2 8 中形位公差标注 按要求填空 图 2 8 1 被测要素 25mm 圆柱面 基准要素 15mm 圆柱面轴线 公差带形状 两同心圆 2 被测要素 槽 10mm 的中心平面 基准要素 25mm 圆柱面 轴线 公差带形状 两平行平面 文档鉴赏 3 被测要素 20mm 轴心线 基准要素 25mm 轴的 轴心线 公差带形状 一个圆柱面 4 被测要素 孔 8mm 轴心线 基准要素 15mm 轴的轴心线 公差带形状 两平行平面 5 被测要素 15mm 轴的轴心线 公差带形状 一个圆柱面 第五章第五章 表面粗糙度表面粗糙度 5 1 填空题 1 表面粗糙度是指 加工表面 所具有的 较小间距 和 微小峰谷 不平度 2 取样长度用 l 表示 评定长度用 ln 表示 轮廓中线用 m 表示 3 轮廓算术平均偏差用 Ra 表示 微观不平度十点高度用 Rz 表示 轮廓最 大高度用 Ry 表示 4 表面粗糙度代号在图样上应标注在 可见轮廓线 尺寸界线 或其延长 线上 符号的尖端必须从材料外 指向 表面 代号中数字及符号的注写 方向必须与 尺寸数字方向 一致 5 表面粗糙度的选用 应在满足表面功能要求情况下 尽量选用 较大 的 表面粗糙度数值 6 同一零件上 工作表面的粗糙度参数值 小于 非工作表面的粗糙度参数值 5 2 问答题 1 简述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响 答 表面粗糙度对零件的使用性能的影响主要表现在以下四个方面 1 对配合性质的影响由于零件的表面粗糙不平装配后 引起实际间隙的增大 或减小了实际过盈 从而引起配合性质的改变或降低了配合的边接强度 2 对耐磨性的影响因零件表面粗糙不平 两个零件作相寻运动时 会影响它们之间的磨擦性能 并且粗糙的表面会主生较大的磨擦阻力 文档鉴赏 影响运动的灵活性 使表面磨损速度增快 亦使消耗的能量增加 3 对抗疲劳强度的影响零件表面越粗糙 表面上凹痕产生的应力集中现象越 严重 当零件承受交变载荷时 容易引起疲劳断裂 4 对抗腐蚀性的影响 粗糙的表面 它的凹谷处容易积聚腐蚀性物质 造成表 面锈蚀 2 规定取样长度和评定长度的目的是什么 答 规定取样长度的目的是为了限制或减弱表面波度的影响 规定评定长度的目 的是为了合理地反映轮廓的真实情况 3 表面粗糙度的主要评定参数有哪些 优先采用哪个评定参数 答 表面粗糙度的主要评定参数有 轮廓算术平均偏差 Ra 轮廓最大高度 Rz 优先选用 Ra 4 常见的加式纹理方向符号有哪些 各代表什么意义问答题 答 常见的加工纹理方向符号有 X M C R P 共七种 表示纹理平行于标注代号的视图的投影面 表示纹理垂直于标注代号的视图的投影面 X 表示纹理呈两相交的方向 M 表示纹理呈多方向 C 表示纹理呈近似同心圆 R 表示纹理呈近似放射形 P 表示纹理无方向或呈凸起的细粒状 5 3 综合题 1 解释表 3 中表面粗糙度标注的意义 表 3 1 解释 表 3 1 代号意义 用任何方法获得的表面 Rz 的上限值为 3 2um 用去除材料的方法获得的表面 Ra 的上限值为 6 3um 文档鉴赏 用去除材料的方法获得的表面 Ra 的上限值允许值为 3 2um 下限值为 1 6um 用不去除材料的方法获得的表面 Rz 的上限值允许值为 50um 用任何方法获得的表面 Ra 的上限值为 3 2um Rz 上限值 为 12 5um 用去除材料的方法获得的圆柱表面 Ra 的上限值允许值为 3 2um Rz 的上限值 12 5um 2 改正图 3 3 中表面粗糙度代号标注的错误 解 见图 3 1 图 3 1 3 将下列技术要求标注在图 3 2 中 图 3 2 文档鉴赏 第六章第六章 光滑极限量规设计光滑极限量规设计 6 1 试述光滑极限量规的作用和分类 答答 作用 在大批量生产时 为了提高产品质量和检验效率而采用量规 两归 结构简单 使用方便 有时可靠 并能保证互换性 因此 量规在机 械制造中得到了广泛应用 分类 按用途分为工作量规 验收量规合校对量规 6 2 量规的通规和止规按工件的哪个实体尺寸制造 各控制工件的什么尺寸 答答 量规的通规按工件的最大实体尺寸制造 量规的止规按工件的最小实体尺寸制造 量规的通规控制工件的作用尺寸 量规的止规控制工件的实体尺寸 6 3 用量规检测工件时 为什么总是成对使用 被检验工件合格的标志是什么 答答 通规和止规成对使用 才能判断孔或轴的尺寸是否在规定的极限尺 寸范围内 被检验工件合格的标志时通规能通过 止规不能通过 反之不合格 6 4 为什么要制定泰勒原则 具体内容有哪些 答答 由于工件存在形状误差 加工出来的孔或轴的实际形状不可能是一个理想的 圆锥体 所以仅仅控制实体尺寸在极限尺寸范围内 还不能保证配合性质 为此 公差与配合 国家标准从工件验收的角度出发 对要求的孔和轴提出了极限尺 寸判断原则 即 泰勒原则 通规用来控制工件的作用尺寸 总的测量面应是与孔或轴形状相对 应的完整表面 通常称全型量规 其基本尺寸等于工件的最大实体尺寸 且长度等于配合长度 止规用来控制工件的实际尺寸 它的测量面应是 点状的 基本尺寸等于工件的最小实体尺寸 文档鉴赏 6 5 量规的通规除制造公差外 为什么要规定允许的最小磨损量与磨损极限 答答 因为通规在使用过程中 经常要通过工件会逐渐磨损 为了使通规具有一定 的使用寿命 除制定制造量规的尺寸公差外 还规定了允许的最小磨损量 使通 规公差带从最大实体尺寸向工件公差带内缩小一个距离 当通规磨损到最大实体 尺寸时九不能继续使用 此极限称为通规的磨损极限 6 6 在实际应用中是否可以偏离泰勒原则 答 答 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 全符合泰勒原则时由困难的 因此国家标准规定 允许被检验工件的形状误差部 影响配合性质的条件下 可以使用偏高泰勒原则的量规 6 7 计算 G7 h6 孔用和轴用工作量规的工作尺寸 并画出量规公差带图 解 解 1 查表得出孔与轴得极限偏差为 IT7 5 m IT6 6 m EI 9 m es 0 所以 ES 25 9 34 m ei 0 16 16 m 2 查表得出工作量规制造公差 T 和位置要素 Z 值 确定形位公差 塞规 制造公差 T 3 m 位置 Z 4 m 形位公差 T 2 1 5 m 0 0015mm 卡规 制造公差 T 2 4 m 位置要素 Z 2 8 m 形位公差 T 2 1 2 m 0 0012mm 3 画出工件和量规的公差带图 4 计算量规的极限偏差 1 40G7 孔用塞规 通规 上偏差 EI Z T 2 9 4 1 5 14 5 m 0 0145mm 下偏差 EI Z 7 2 9 4 1 5 0 015mm 磨损极限 EI 9 0 009mm 止规 上偏差 ES 34 0 034mm 下下偏差 文档鉴赏 ES T 34 3 31 0 031mm 2 40h6 轴用卡规 通规 上偏差 es z 7 2 0 2 8 1 2 1 6 m 0 0016mm 下偏差 es z 7 2 0 2 8 1 2 4 m 0 004mm 磨损偏差 es 0 止规 Z 上偏差 ei T 16 2 4 13 6 m 0 0136mm 下偏差 ei 16 m 0 016mm 5 计算量规的极限尺寸以及磨损极限尺寸 1 40G7 孔用塞规的极限尺寸和磨损极限尺寸 通规 T 最大极限尺寸 40 0 0145 40 0145mm 最小极限尺寸 40 0 0115 40 0115mm 磨损极限尺寸 40 0 009 40 009mm 止规 Z 最大极限尺寸 40 0 034 40 034mm 最小极限尺寸 40 0 031 40 031mm 2 40h6zz 轴用卡规的极限尺寸和磨损极限尺寸 通规 T 最大极限尺寸 40 0 016 39 9984mm 最小极限尺寸 40 0 04 39 996mm 磨损极限尺寸 40mm 所以卡规的通规尺寸为 止规 最大极限尺寸 40 0 0136 39 9864mm 最小极限尺寸 40 0 016 39 984mm 第七章第七章滚动轴承与互换性滚动轴承与互换性 7 1 滚动轴承的精度有哪几个等级 哪个等级应用最广泛 答 答 滚动轴承的精度有 0 6 5 4 和 2 共五级 0 级在机械中应用最广 7 2 滚动轴承与轴 外壳孔配合 采用何种基准制 答 答 滚动轴承内圈与轴采用基孔制配合 滚动轴承外圈与孔采用基轴制配合 文档鉴赏 7 3 选择轴承与轴 外壳孔配合时主要考虑哪些因素 答答 1 负荷的类型 2 负荷的大小 3 工作温度 4 其它因素 如旋转精度 旋转速度 轴颈和外壳孔的结构和材料等 7 4 滚动轴承内圈与轴颈的配合同国家标准 公差与配合 中基孔制同名配合相 比 在配合性质上有何变化 为什么 答 答 由于轴承内圈单一平面平均内径 dmp 公差带偏差在零线下侧 与基准孔 H 有所不同 所以轴承内圈与轴颈组成的基孔制配合比国家标准 公差与配合 中 基孔制配合紧以些 7 5 滚动轴承配合标准有何特点 答 答 由于滚动轴承是标准件 在装配图上标准滚动轴承与轴颈和外壳孔配合时 只需标准轴颈和外壳孔的公差带代号 7 6 已知减速箱的从动轴上装有齿轮 其两端的轴承为 0 级单列深沟球轴承 轴 承内径 d 55mm 外径 D 100mm 各承受的径向负荷 Fr 2000N 额定动负 荷 C 34000N 试确定轴颈和外壳孔的公差带 形位公差值和表面粗糙度 数值 并标注在图样上 解解 1 齿轮转动时作用力为方向不变的径向负荷 轴承内圈与轴一起旋转 外圈静止不动 而 Fr 2000N C 34000N 所以 Fr 0 06C 属轻负荷 查表得 轴颈公差带为 j6 外壳孔公差带为 H7 2 为了分析轴承配合得性质 可画出公差带图 查表得 轴颈和外壳孔的极限 偏差 轴颈为 55j6 外壳孔为 100H7 由图算出内圈与轴 Ymax EI es 0 015 0 012 0 027mm Xmax ES ei 0 0 007 0 007mm 外圈与孔 Xmax ES ei 0 035 0 015 0 050mm 文档鉴赏 Xmin EI es 0 0 0 3 查表得圆柱度要求 轴颈为 0 005mm 外壳孔为 0 010mm 端面圆跳动要求 轴肩 0 015mm 外壳孔肩 0 025mm 4 查表得粗糙度要求 轴颈 Rq 0 8mm 轴肩 Rq 3 2mm 外壳孔 Rq 1 6mm 孔肩 Rq 3 2mm 第八章第八章 键和花键的互换性及其检测键和花键的互换性及其检测 8 8 1 1 平键连接为什么只对键 键槽 宽规定较严的公差 答答 因平键连接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面互相连接来传递运动 和扭矩的 因此 键宽和键槽宽 b 是决定配合性质的主要互换性参数 是配 合尺寸 应规定较严重的公差 8 8 2 2 平键连接的配合采用何种基准制 花键连接采用何种基准制 答答 平键是标准件 平键连接的配合采用基轴制配合 花键连接采用基孔制 8 8 3 3 矩形花键的主要参数有哪些 定心方式有哪几种 哪种方式是常用的 为什 么 答 答 矩形花键的主要参数有 大径 D 小径 d 键宽和键槽宽 B 定心方式有三种 按大径 D 定心 按小径 d 定心 按键宽 B 定心 小径 d 定心最常见 由于花键结合面的硬度要求较高 需淬火处理 为了保证定 心表面的尺寸精度和形状精度 淬火后需进行磨削加工 从加工工艺性看 小径 便于用磨削方法进行精加工 因此 国标规定采用小径 d 定心 对定心小径 d 采 用较小的公差等级 8 4 有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩 平键尺寸 b 10mm L 28mm 齿轮与轴的配合为 35H7 h6 平键采用一般连接 试查出键槽尺寸偏差 形位公差和表面粗糙度 并分别标注在轴和齿轮的横剖面上 解 解 1 查表得轴槽宽 10N9mm 轴槽深 t 5mm 轴槽长度 28H14 文档鉴赏 毂槽宽 16TS9mm 毂槽深 t1 3 3mm 轴的尺寸 35h6 齿轮孔的尺寸 35H7 2 键槽中心面的对称度要求 对称度公差等级取 8 级 查表得出对称度公差值为 0 015mm 3 键和键槽配合面的表面粗糙度参数值 Ra 取 3 2 m 非配合面的 Ra 值 取 12 5 m 4 键槽尺寸和行为公差图样标注 8 5 某机床变速箱中有 6 级精度齿轮的花键孔与花键轴连接 花键规格 6 26 30 6 花键孔长 30mm 花键轴长 75mm 齿轮花键孔经常需 要相对花键轴做轴向移动 要求定心精度较高 试确定 齿轮花键孔和花键轴的公差带代号 计算小径 大径 键 键槽 宽的 极限尺寸 分别写出在装配图上和零件图上的标记 解解 1 因内 外花键有相对互动 定心精度要求较高 所以选内外花键选紧滑 动配合 查表得 小径 d 26 采用 H6 g6 配合 大径 D 30 采用 H10 a11 配合 键宽 B 6 采用 H7 f7 配合 极限尺寸分别为 小径孔 26H6 dmax 26 0 013 26 013mm dmin 26mm 小径轴