汽车制造工艺学作业题参考答案..

1、汽车制造工艺学 作业题参考答案第二章 工件的装夹和机床夹具四、定位误差的分析计算题3、如图 2-78a所示的圆柱体上钻轴向孔，加工要求如图 a 所示。如果采用图 b、 c、d 所示三种定位方案， V 型块夹角 =90°，试分析计算三种定位方案加工要 求的定位误差。（图形见课本 66 面 2-78a 图a、b、c、d） 解：该工件的加工要求为所钻孔 （?8）轴线与 工件外圆柱面轴线的同轴度公差为 ?0.02 ，孔 深 30 的尺寸公差为 0.21.三种定位方案中。孔深度 30 的定位基 准都是工件的底断面， 而工序基准为工 件上端面。故存在基准不重合定位误差 因 A=L-D （D 为定

2、值 ） 所以 d（30）=Lmax-Lmin=TL=T70=0.024（mm）图 2-78图a(2) b 方案中 ?8 孔同轴度的工序基准与定位基准重合都是工件外圆柱面的轴 线。因工件外圆柱面存在制造误差， 使定位基准在工序尺寸方向产生位置 变 化 。 即 存 在 基 准 定 位 误 差 ( 根 据 P41 序 号 5 公 式 )图bd (A)=Td Td ( 或如右图所示 d(A)=O1O2=Td Td )2sina 2sinad= 0.0252sin a0.0250.0177(mm)（ 3） c 方案中 ?8 孔同轴度的工序基准为工件外圆柱面轴线，而定位基准为工件左母线。故存在基准不重合定

3、位误差图cd(A)=O1O2=d max2dmin =Td =0.025=0.0125(mm)222（4） d 方案中 由于采用的是双移动 V形块定性抓紧机构 ?8 孔同轴度的工序基准与定位基准重合，且不存在基准位移定位误差，故 d=0（ mm）P42 序号 5 的证明Td=a-bd工件直径 ?d 0 Td或 ?d +ba右图中 OL=d OM=d OE=d ON= OM = d2 2 2 a asin sin222dmax dmin 1所以 d(C)=Cmax-Cmin= ( +1)= a sin2Td ( 1 +1)2asin2图a图c1、在图 2-76 所示阶梯轴（双点划线表示）上铣削一

4、平面，其工序尺寸为 30 -00 .28 mm， 有图 a 定位方案，试计算，如果不考虑阶梯轴两外圆柱同轴度公差时的定位 误差。（原题图见 书本 65页 2-76 图 a ）图e解：方法1）基准不重合误差j.b1=A2-A1=dmax dmin Td2 = 20.16= =0.08mm2（2） 基准位移误差 j2.b2=A2-A1=E2E1=O1O2（分析 因为 O1O2+O1E1=d E2E1+ O1E1=d 所以 E2E1=O1O2）方法二（列通式计算法）A=C-EF=C-(D d )=C+d - D2Amin=C+ dmin - Dmax2 2 2 2 Amax=C+ dmax- Dmi

5、n C 为定值dmaxDmindminDmax0.160.1所以 d（A）=-+=0.13 (mm)22222222P41序号 7 的证明解： A=D-OE=D-OFsin=D- OG sinasind=ddsinB=A+OK=A+D-222sina2=D-C=OJ-A=d -A=d -D+ sind =d ( sin+1)2 2 sina 2 2 sina所以 d(A)= T2d ssiinnaTd sin d(B)= ( -1)2 sina d(C)= Td ( sin +1)2 sina第五章 尺寸原理及应用三、分析计算题1 、 试 分 析 图 5-45a 、 b 、 c 中 尺 寸 链

6、 的 增 减 环a 图解：a图 与 A0反向的为增环，与 A0同向的为减环 则增环为 A1、A2、 A3、A5; 减缓为 A4、A6b 图原尺寸链为并列尺寸链，其中 A3 为公共环，分解为两个独立的尺 寸链 A1、A2为增环，A3、A4为减环 （A0为封闭环）；B1 为增环，A1为减环（B0 为封闭环）c 图原尺寸链为并列尺寸链，将其分解为两独立尺寸链，其中A0=B2、A3=B3,A1、A2为增环， A3、A4为减环（ A0为封闭环）；B1、B2、B3为增环， B4 为减环（ B0为封闭环）2. 图 5-46 所示尺寸链图 5-46( 1) 判断组成环中的增缓和减环( 2) 用极值法计算封闭环

7、的基本尺寸、公差和极限偏差( 3) 用统计法计算尺寸链的基本尺寸、公差和极限偏差1. 各组成换尺寸均按正态分布，且中间偏差与平均偏差相等时。2. 各组成环尺寸按三角形分布，且中间偏差与平均偏差相等时。 解：(1)判断组成环中的增环、减环 增环为 A2 、 A4、A5 ；减环 为 A1、 A3(2) 计算 A0 的基本尺寸、公差和极限偏差 A0= Az- Aj=(A2+A4+A5)-(A1+A3) =(30+20+40)-(55+35)=0mm TA0=Tai=TA1+TA2+TA3+TA4+TA5 =0.46+0.52+0.10+1.033+0.62=1.733 ESA0=ESAz-EIAj=

8、(0.26-0.022+0.62)-(-0.46+0.06)=1.258 EIA0=EIAz- ESAj=(-0.26-0.55+0)-(0+0.16)=-0.475(3) 计算尺寸链的基本尺寸、公差和极限偏差1. 组成环尺寸均按正态分布且中间偏差与平均偏差相等党组承欢的尺寸为对称 分布且中间偏差与平均偏差相等时， 如右图所示， 则其中间尺寸 Aim 与平均偏差 Ai 也相等1°封闭环尺寸 A0. 计算过程图 (2) A0=Az-Aj=(A2+A4+A5)-(A1+A3)= (30+20+40)- (55+35)=0mm2 °封闭环公差 TA0 因组成环公差按正态分布则 T

9、A0=n1TAiTAi . 0.46* 0.46 0.52* 0.52 0.10* 0.10 0.033* 0.033 0.62* 0.62 =0. i1936mm 3°封闭环中间偏差 0kk 0= z- ji 1 i 1 =(2+ 4+5)-( 1+3)=(0+0.0385+0.31)-(0.23+0.11)=0.392mm4 °封闭环极限偏差 ESA0、EIA0ESA0=TA0 0.9360+=0.392+ =0.860mm22EIA0=TA0 0.936 0-=0.392- =-0.076mm22+0.860则 A0=0 -0.0762. 各组成环尺寸均按三角形分布且

10、中间偏差与平均偏差相等1 °封闭环尺寸 A0(计算过程同上)A0=0mm2 °封闭环公差 TA0因组成环公差按三角形分布，姐中间偏差与平均偏差相等 故 Ki=1.22TA0=n1 TAiTAi . 1.22* 0.46* 0.46 0.52* 0.52 0.10* 0.10 0.033* 0.033 0.62* 0.62 i1=1.142mm 3°封闭环中间偏差 0kk 0= z- ji 1 i 1 =(2+ 4+5)-( 1+3)=(0+0.0385+0.31)-(0.23+0.11)=0.392mm4°封闭环极限偏差 ESA0、 EIA0TA0 1.

11、142ESA0= 0+=0.392+ =0.963mmTA0 1.142EIA0=0-=0.392- =-0.179mm22则 A0=0+0.963-0.1794、图 5-48 所 示为一 汽车 变速 器倒档 装置简图，设计 要求装配间隙 A0=0.0820.430mm。若零件设计图样规定：双联齿轮 3 轮毂两端面尺寸 A3=48 -00.108190 ;止推垫片 2及 4的厚度尺寸 A2=A4=1.5 -00 .04 mm。试用极值法计算变速器壳体 1 的 两 内 平 面 尺 寸 A1 的 基 本 尺 寸 A1 的 基 本 尺 寸 、 公 差 及 极 限 偏 差 。图 5-48 解：依题意建

12、立倒档装置尺寸链如右图所示封闭环为 A0、增环为 A1，减环为 A2、A3、A4。其中 A0=0 +00.004832(1) 计算 A1 的基本尺寸根本公式 A0= Az- AjA0=A1-(A2+A3+A4) A1=A0+A2+A3+A4=0+1.5+48+1.5=51mm(2) 计算 A1 的公差 TA1因为 TA0=TA1=TA1+TA2+TA3+TA4所以 TA1=TA0-(TA2+TA3+TA4)=0.348-(0.04+0.039+0.04)=0.229mm(3) 计算极限偏差 ESA1、EIA1由 ESA0= ESAz- EIAj所以 0.43= ESA1- (-0.04-0.1

13、19-0.04 )ESA1=0.231(mm)EIA1=-TA1+ ESA1=-0.029+0.231=0.002( 或由 0.082= EIA1- (0-0.08-0 ) 所以 EIA1=0.002)+0.231故 A1=5+0.00210、如图 5-54 所示为汽车倒档装置图。设计要求倒档齿轮 3 的轮毂端面与垫片4 间保证装配间隙 0.51.00mm。设计规定 A1=20.6mm；A2=A4=1.3-00 .04 mm(标准件 ) 欲采用完全互换装配法保证装配精度， 试设计确定有关零件的尺寸公差和极限偏 差。图 5-54 解：装配尺寸链如右图所示 已知 A1=0+10.05 0 TA0=

14、0.5A1=20.6mm；A2=A4=1.3-00 .04 mm(标准件) A0 为封闭环 A1 为增环 A2、A3、 A4为减环俺完全互换法确定有关零件的尺寸公差及极限偏差1) 求 A3 的基本尺寸由 A0=A1-(A2+A3+A4) 得 A3=A1-A2-A4-A0=20.6-1.3-1.3-0=18mm( 2) 确定组成环公差 由公式 Tav.l= TA0 有n1Tav.l=TA0 =0.5 0.04 0.04=0.21n 1 2选择 A1 为协调环 对其他组成环公差惊醒适当修正 取 TA3=0.18mm IT12由公式 5-21 得 TA1=TA0-(TA2+A3+A4)=0.5-(0

15、.04+0.18+0.04)=0.24mm3 °确定组成环的极限偏差 按公差注向体内原则 A3=18-00 .18ESA1=ESA0+(EIA2+EIA3+IA4)=1+(-0.04-0.18-0.04)=0.74mmEIA1=EIA0=(ESA2+ESA3+ESA4)=0.5+(0+0+0)=0.5mm故 A1=20.6 +00.754 mm(介于 IT1213 之间 )14、图 5-56 所示为齿轮装置图。设计要求：保证装配精度轴向间隙A0=0.10.5mm.设计规定：A1=430mm;A2=80mm;A3=100mm;A4=190mm;A5=6欲0m采m. 用不完全互换法保证装

16、配精度，装配精度的合格率（置信水平） P=99.73%，各组 成环尺寸按正态分布，试分析确定有关零件的尺寸公差和极限公差。图 5-56 解：尺寸链如右图所示A0 为尺寸链 A1 为增环 A2 、 A3、A4、A5 为减缓 (1) 求 A0 的基本尺寸公差、极限偏差A0=A1-(A2+A3+A4+A5)=430-(80+100+190+60)=0 TA0=0.5-0.1=0.4(mm)A0=0+00.15(2) 确定组成环公差 P=99.73%时 ki=1 又因各组成环呈正态分布 故 k0=1 由公式 5-23 可知TA0 0.4 Tav.q=Tav.s= = =0.179mmn 1 6 1选择

17、 A1 为协调环，其他组成环公差分别取为(按 IT11 选取) TA2=0.19 TA3=0.22 TA4=0.29 TA5=0.12(IT10) 则 TA1=0.4 2-(0.19 2+0.22 2+0.29 2+0.122)不成立 重选 都找 IT10 TA2=0.12 TA3=0.14 TA4=0.185 TA5=0.12则 TA1= 0.4 2-(0.12 2+0.142+0.185 2+0.122)=0.278mm相当于 IT1011 除协调环外 按公差注向体内原则A2=80-00 .12 A3=100 -00 .14 A4=190-00 .185 A5=60 -00 .12(3)

18、确定组成环极限偏差 先计算极限偏差 由公式 5-17 有kk 0=z-j= 1-( 2+3+4+5)i 1 i 10.3=1- (-0.06-0.07-0.0925-0.06 )1=0.018mmTA1 0.278ESA1=1+=0.018+ =0.157mm22EIA1= 1- TA1 =0.018- 0.278=-0.121mm22故 A1=430-+00.11251719、图 5-58 所示为一齿轮装置图，装配精度要求：确保轴向间隙 A0=00.25mm. 设计规定； A1=4300+0.2 mm;A2=80-00 .12 mm;A3=10-000 .14 mm;A4=19-000 .1

19、85 mm;A5=58-00 .12 mm欲. 采用固定调整装配法保证装配精度，调整垫片初定值AF=2mm，制造公差TAF=0.04mm试. 计算确定调整片组数 Z、补偿能力 S、调整垫片各族尺寸及极限偏 差。图 5-58 解：尺寸链图如右图所示A1 为增环 ，A2、A3、A4、 A5、AF 为减环。 A0 为封闭环已知 A1=4300+0.25 mm;A2=80-00 .12 mm;A3=100-00 .14 mm;A4=190-00 .185 mm;A5=58-00 .12 mm初 定 AF=2m、m TAF=0.04mm(1) 计算 A0 的基本尺寸、公差、极限偏差 A0=Az-Aj=

20、A1-(A2+A3+A4+A5+AF)=430-(80+100+190+58+2)=0 TA0=Amax-Amin=0.25-0=0.25 则 A0=0 0+0.25 mm( 2)计算调整垫片数及补偿能力 S S= TA0-TAF=0.21n2TAii1TA0 -TAFZ =TA1 TA2 TA3 TA4 TA5=0.25 0.12 0.14 0.185 0.12TA0 -TAF 0.25 0.04=3.88取 Z=4 组 （ 3）计算调整垫片分组尺寸 AFZAF1=AZmax- Ajmin+TAF-A0max=430.25-）+0.04-0.2580-.012+100-0.14+190-0.185+58-0.12=2.6050-0.04mmAF2=AF1-S=2.605-0.21=2.395 -00 .04mmAF3=AF2-S=2.395-0.21=2.185 -00 .04mmAF4=AF3-S=2.185-.021=1.975 -00 .04mm如图 5-60a 所示为某柴油机体零件及相关设计尺寸。相关表面加工的工艺过程：精铣