互换性与测量技术第三版周文玲部分习题答案.docx

1、互换性与测量技术（第3版）部分习题答案第3章习题解答3.1填空题（1）圆度公差带是在同一正截面上，半径公差值为t的两同心圆，圆柱度公差是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。（2）实际尺寸几何误差（3）最大实体尺寸几何公差（4）C40.041040.046040.034（5）尺寸几何（6）0.0110.0113.2判断题(1)V(2)(3)4(4)V(5)4(6)x(7)寸(8)x(9)x(10)x3.3选择题(1)A(2)AB(3)AD(4)B(5)A(6)B(7)B(8)C(9)D(10)DE3.4答：最小条件是指被测实际要素对其理想要素的最大变动昂:为最小。最小条件是评定形状误差的基

2、本原则。最小区域法实质上是最小条件的具体体现。最小区域是指包容被测实际要素，比具有最小宽度f或直径6f的区域。最小包容区的形状与其相应的公差带的形状相同。以给定平面内的直线度为例来说明，如图3.4所示，被测要素的理想要素为直线，其位置有多种情况，如图中的I、口、口位置等，相应的包容区域的宽度为fi、f2、f3（f|Vf2Vf3）根据最小条件的要求，1位置时两平行直线之间的包容区域宽度最小，故取fi为直线度误差。这种评定形状误差的方法称为最小区域法。边界。“止规用来检验孔或轴的提取组成要素是否超越最小实体尺寸。检验时如果通规能通过工件而止规不能通过，则认为工件是合格的，否则工件就不合格。第8章习

3、题解答8.1答：圆锥配合的极限与配合具有如下特点：1）对中性好；2）配合的间隙或过盈可以调整；3）密封性好。8.2答:Dd11099圆锥角：a=2arctan()=2arctan()=5.732L2x110a573素线角兰=-=2.86。22Dd110991锥度c=匕三=“uLxllO108.3答：圆锥体的尺寸参数D、d、L、C、a分别为圆锥最大直径、最小直径、圆锥长度、圆锥角和锥度，其中C、。与D、d、L之间有联系。因此，在零件图上不需要把这些参数的尺寸和极限偏差都标注出来，只要标注D、d、L三个参数即可。8.4答：圆锥件标准中规定了四个圆锥公差项目:（1）圆锥直径公差，指圆锥直径的允许变动

4、量。并适用于圆锥全长。（2）圆锥角公差（AT）指圆锥角允许的变动量，即最大圆锥角amax与最小圆锥角amin之差。（3）圆锥的形状公差，圆锥的形状公差包括圆锥素线直线度公差和圆度公差。对于精度低的圆锥件，其形状误差一般用直径公差控制。对于精度要求较高的圆锥件，应按要求给定形状公差。（4）给定截面圆锥直径公差，指在垂直于圆锥轴线的给定截面内圆锥直径的允许变动量。它仅适用于该给定截面的圆锥直径。8.6答：用圆锥塞规检测内圆锥，若塞规上的显示剂在大端被擦去，小端未被擦去说明锥孔的锥角小了，偏差是负值。反之，若塞规上的显示剂在小端被擦去，大端未被擦去说明锥孔的锥角大了，偏差是正值。8.7答：根据三角函

5、数导出计算公式为:Dd2_2a=arcsin-=22第9章习题解答9.1判断题(3)x(3)x(1) x9.2填空题（1）载荷分布的均匀性：传动侧隙的合理性(2) 4-12级（3）圆周侧隙法向侧隙径向侧隙9.3选择题(1)B(2) D9.4对齿轮传动的使用要求有哪些？它们之间有何区别与联系?答：传递运动的准确性;传递运动的平稳性;载荷分布均匀性;合理的齿侧间隙前三项是对齿轮传动的精度要求，不同用途齿轮及齿轮副，对各项精度要求的侧重点不同。对于低速重载齿轮，如起重机械、重型机械等，载荷分布均匀性要求较高，对传递运动准确性则要求不高。对于高速重载下工作的齿轮，如汽轮机减速器齿轮等，则对运动准确性、

6、传动平稳性和载荷分布均匀性的要求都很高，而且要求有较大的侧隙以满足润滑需要。侧隙与前三项要求有所不同，是独立于精度要求的另一类要求。齿轮副所要求侧隙的大小，主要取决于齿轮副的工作条件。对重载、高速齿轮传动，由于受力,受热变形较大，侧隙也应大些,以补偿较大的变形和形成油膜。而经常正转、逆转的齿轮，为减小回程误差，应适当减小侧隙。9.5对齿坯有哪些精度要求?答：主要包括齿轮内孔、顶圆、齿轮轴的定位基准面和安装基准面（端面）的精度以及各工作表面的粗糙度要求。9.6评定齿轮传递运动准确性的参数有哪些？如何选择应用？答：齿距累积总偏差Fp;齿距累积偏差Fpk;齿轮径向圆跳动公差Fr;切向综合总偏差F，i

7、;径向综合总偏差Fi由于并非在个齿轮设计中全部给出，所以要根据生产类型、精度要求和测量条件等的不同,分别选用。9.7齿轮副的精度要求有几项？为什么要规定齿轮副侧隙？答：齿轮副的切向综合误差F，ic;齿轮副的接触斑点;齿轮副侧隙为了保证齿面间形成正常的润滑油膜和防止由于齿轮工作温度升高引起热膨胀变形致使轮齿卡住，轮齿在啮合时必须有适当的齿侧间隙。9.8有一直齿圆柱齿轮,m=5mm,z=40,a=20,精度要求为8GB/T10095.22008。试查表求出Fr、Fp、Fi及fpt值。(注：题目略有修改)答：Fr=5叩mFp=72|imFi=102pmfpt=20|im第10章习题解答10.1填空题

8、在其他组成环不变的情况下，尺寸链中的由于减环的变动，会引起封闭环的反向变动。(1) 加工顺序或装配工艺。(2) 封闭环基本尺寸，极限偏差和公差是否符合设计要求。10.2判断题(1)V,(2)x,(3)7,(4),(5)x10.3选择题B、D(1) C10.4答：尺寸链封闭环是在装配加工过程中最后形成的一环，装配尺寸链中，封闭环是由机器装配精度决定的，工艺尺寸链中，封闭环必须在加工顺序确定后才能判断。组成环尺寸增大，封闭环增大是增环，组成环尺寸增大，封闭环尺寸反而减小是减环。10.5答：解尺寸链一般分两种类型，它们分别是公差设计计算和公差校核计算。公差设计计算的目的是根据给定封闭环基本尺寸、公差

9、或极限偏差和各组成环尺寸，求解各组成环公差或极限偏差，它们通常是设计人员在设计产品时，根据机器使用的要求，合理的分配有关尺寸公差或极限偏差。公差校核设计通常是由工艺人员在产品投产前，根据工艺条件或管理质量中获得的数据进行驼算，它是各组成环基本尺寸、公差或极限偏差求解封闭环的基本尺寸、公差或极限偏差。10.6答：安全互换法又称极值法，它的出发点是从各环的最大和最小极限尺寸出发来计算的，它能保证零、部件的互换性。10.7答：封闭环公差等于各组成环公差之和，故封闭环公差比任何一个组成环公差都大。当封闭环公差一定时，组成环越多，各组成环分配公差值越小，故设计时应尽最减小尺寸链组成环，即应遵循最短尺寸链

10、原则。10.8答：向体原则含义：当组成环为轴时，取上偏差为零。当组成环为孔时，取下偏差为零。10.9答：按完全互换法计算的尺寸来加工工件各组成环的尺寸，无需进行挑选或修配就能将工件装到机器上，且能达到封闭环的精度要求。由于在成批生产和大批量生产中，实际零件尺寸的分布是随机的，多数情况卜W考虑成正态分布或偏态分布。因此，可在生产实践中，采用概率法，放大组成环公差，使零件易于加工，同时又能满足封闭环的技术要求。10.10答：41、2、为增环，刀3、为减环。10.11解：查表得：A,=6501w,A2=5O；OJ6,尺寸链如下图，Bf其中壁厚为封闭环，角为增环，32为减环。一卜bJ&=；Al32.5

11、0的，=25；0080,则：B()=Bj-B2=7.5mmESo=ES1-EI2=O,EI)=EI14-ES2=-0.095-0.080=0.175故封闭环的尺寸为A。=7.50J75mm。10.12解：由题知孔和轴应满足如75H7/f7的配合要求，则：孔加工后的尺寸为。75机3mm,轴加工后的尺寸为。75艺需mm；/铭层的尺寸为0：斜；皿】；加工后的孔为封闭环A。，镀层为减环A.加工前的孔为增环A2,则孔的尺寸链:A2=2A)+A()=0+30=30nunES2=ES0+2日=0.030+0.034=+0.064iwnB._El=Elo+2ES=0+0.026=+0.026nunR加工后的轴

12、为封闭环Bo,镀层为减环Bi，加工前的孔为增环B2,则Bi轴的尺寸链：B2=Bo2B=300=30frunES2=ES-2日|=0-0.034=-0.034nvn日2=日o-2ES=-0.030-0.026=-0.056所以，加工前孔的尺寸为：75*膘mm,加工前轴的尺寸为：75挪:mm。10.13解：图中Ao为封闭环，Ai为增环，A?、A3、A4为减环。封闭环尺寸为:Ao=A-A、-A?-A4=43.5-2.5-38.5-2.5=ESo=ESi-(EI2+EI3+EI4)=O.112-(-O.O4一0.052-0.04)=0.244nvnHO=EI1-(ES2+ES3+ES4)=0.05-(

13、0+0+0)=0.05/72/?所以封闭环A=0%端mm,轴向间隙为().244().()5()mm,间隙符合要求。IllIIIni图3.4宜线度误差的最小包客区域3.5（1）形状几何公差带的形状由被测要素的理想形状和给定的公差特征项目所确定，如直线度公差带的形状为两平行直线，圆度公差带的形状为两同心圆。常见的几何公差带形状如图3-2所示。（2）大小几何公差带的大小由设计给定的公差值确定，指公差带区域的宽度（距离）或直径（pt（S（pt）表示。如果公差带形状是圆形或圆柱形的，则在公差值前加注（p,如果是球形，则加注S（p。它反映几何公差要求的高低。（3）方向几何公差带的方向理论上应与图样上几何

14、公差框格指引线所指的方向垂直，公差带的实际方向由几何公差项目性质不同，分别按下述方法确定：1）对于形状公差带，其放置方向由最小条件确定。2）对于方向公差带，其放置方向由被测要素与基准的儿何关系（垂直、平行和倾斜）确定。其中基准的方向也由最小条件确定。3）对于位置公差带，其放置方向由相对于基准的理论正确尺寸确定。其中同轴度、对称度分别由基准轴线、基准中心面确定（即理论正确尺寸为零），而位置度则由三坐标体系中给出的理论正确尺寸确定。（4）位置指公差带位置是固定的还是浮动的。所谓固定是指公差带的位置不随实际尺寸的变动而变化，如由理论正确尺寸定位的位置公差带（同轴度、对称度和位置度），其公差带位置是固

15、定的。所谓浮动是指公差带的位置随实际（组成）要素的变化（上升或下降）而浮动，如无位置要求的形状公差带和相对于基准由尺寸公差确定的方向公差带（平行度、垂直度和倾斜度），其公差位置可在尺寸公差范围内上、下浮动。3.6答案要点:端面对轴线的垂直度和端面圆跳动公差带形状相同，区别在于二者测量方法不同。同轴度和径向圆跳动区别在于同轴度的被测要素是圆柱面的轴线，径向圆跳动的被测要素是圆柱表面，径向圆跳动可同时控制同轴度与圆柱度。圆柱度与径向全跳动公差带形状相同，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是浮动的。由于跳动度测量方便，通常用跳动度公差代替端面对轴线的垂直度、

16、同轴度和圆柱度。3.7答案要点：基准是反映被测要素的方向或位置的参考对象。基准体系（三基面体系）由三个相互垂直的平面所构成的基准体系一一三基面体系，如图3.7中位置度标注示例的基准A、B、Co应用三基面体系时，应注意基准的标注顺序，如图3-22所示，选最重要的或最大的平面作为第一基准A,选次要或较长的平面作为第二基准B.选不重要的平面作第三基准C。根据最小条件原则由基准实际要素建立基准。3.8答案要点：实际尺寸是零件加工后通过测晟所得的尺寸。最大实体尺寸是特征（孔或轴）在最大实体条件MMC,也就是最大材料条件下的尺寸。作用尺寸是零件在加工完成后才形成的，它是由实际尺寸和集合误差综合形成的，对于

17、每个零件各不相同，但是每个实际的孔或轴只有一个作用尺寸。作用尺寸是实际要素在配合中真正起作用的尺寸。实效状态所具有的边界尺寸称为实效尺寸。实效尺寸由设计给定，作用尺寸由零件尺寸与几何误差决定，实效尺寸用于控制作用尺寸。3.9答案提示:3.10答案提刀:/Io.03B3.11答采提小：zQsimi一10.0121-I/7I0.005IAIa)b)3.12答案提示：最大实体原则(D60060.19(P59.95(P0.0500.19(D0.0500.153.13答案提不：解：（1）被测要素遵守最大实体要求。（2）单一要素的实效尺寸=（p2（）.（）2mm要素的实效尺寸=p2（）.（）5mm（3）直

18、线度公差的给定值为（pO.O2mm,垂直度公差的给定值为（pO.O5mm。直线度误差的最大允许值为pO.12mm,垂直度误差的最大允许值为（p0.15mmo（4）此时允许的垂直度误差为：0.03+0.05=0.080.09,故不合格。第5章习题解答5.1何谓尺寸传递系统?建立尺寸传递系统有什么意义？答：一套从长度的最高基准到被测工件的严密而完整的R度量值传递系统就是尺寸传递系统。建立尺寸传递系统是为了保证量值统，把量度基准和量值准确传递到生产中应用的计算器具和工件上去。5.2测量的实质是什么？一个完整的测量过程应包括哪些要素？答：测量的实质是将被测量与具有计量单位的标准量在数量上进行比较，从而

19、确定二者比值的实验认知过程。一个完整的测量过程应包括被测对象、计量单位、测量方法及测量精度四个要素。5.3计量器具的度量指标有哪些?其含义是什么？答：计量器具的度量指标有刻度间距分度值，、示值范围、测量范围、示值误差、示值变动性、灵敏度、灵敏阈（灵敏限）、回程误差、测量力、修正值和不确定度。刻度间距c是指计量器具的刻度标尺或分度盘上两相邻刻线中心之间的距离。分度值，是指计量器具的刻度尺或分度盘上相邻两刻线间所代表的量值。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。测量范围是指在允许的误差范围内，计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差

20、。示值变动性是指在测量条件不变的情况下，对同被测量进行多次（般510次）重复观察读数，其示值变化的最大差值。灵敏度是指计量器具对被测量变化的反应能力。灵敏阈是指引起计最器具示值可察觉变化的被测量的最小变化值，它表示计量器具X寸被测量微小变化的敏感能力。回程误差是指在相同测量条件下，计量器具按正、反行程对同一被测量值进行测量时，计量器具示值之差的绝对值。测量力是指在接触测量过程中，计量器具与被测表面之间的接触力。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。不确定度是指由于计量器具存在误差从而对被测量的真值不能肯定的程度。5.4哪些原因会导致测量误差的产生？答：产生测量误差的原因

21、主要有：1)计量器具本身在设计、制造和使用过程中造成的各项误差。2)测量方法不完善所引起的误差。3)测量时的环境条件不符合标准条件所引起的误差。4)测量人员的主观因素所引起的误差。5.5试述测量误差的分类、特性及其处理原则。答：测量误差按其性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差。系统误差的特点是误差恒定或遵循定的规律变化。在实际测量过程中，测量者都应想方设法避免产生系统误差，如果难以避免，应设法加以消除或尽诃能使其减小。随机误差的特点是具有随机性。在大多数情况下随机误差是符合正态分布规律的。为了减小随机误差的影响，通常采取多次测量然后取算术平均值的方法。粗大误差的特点是误差数值较大，测量结果明

22、显不准。在测量过程中是不允许产生粗大误差的，若发现有粗大误差则应按图样尺寸要求报废。5.6什么是系统误差、随机误差和粗大误差?三者有何区别?如何处理测量列中的随机误差？答：系统误差指在相同条件下多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化的误差。随机误差指在相同条件下，多次测鼠同一昂:值时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。粗大误差也称过失误差，指明显超出在规定条件下预期的误差。系统误差在大小、符号上表现出系统性，或者在观察过程中按一定规律变化，或者为某一常数。随机误差在大小和符号上没有规律性。粗大误差是明显超出预期的误差，具有明显的可辨识性。为了减小随机误差对测

23、量结果的影响，可以用概率与数理统计的方法来估算随机误差的范围和分布规律，对测量结果进行处理。5.7用两种方法分别测量尺寸为100mm和80mm的零件，其测量绝对误差分别为8pm和7pm,试问此两种测量方法哪种测量精度高?为什么？答：第一种测量方法精度高。因为相对误差1=().()()8%2=0.00875%。5.8为什么要规定验收极限？怎样确定验收极限？答：因为验收极限是在去除了安全裕度以后的尺寸值，可以确保零部件的合格率。国标规定可以按照下列两种方式之一确定验收极限。一是内缩式验收极限，指从规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS)分别向工件公差带内移动一个安全裕度Ao二是不内缩式

24、验收极限，验收极限等于规定的最大实体尺寸(MMS)和最小实体尺寸(LMS),即安全裕度A值等于零。5.9检验工件尺寸为p35f8(哥熠)，选择计量器具并确定验收极限。答：(1)确定安全裕度和计量器具的不确定度根据所给工件尺寸,其尺寸公差IT=-0.020-(-0.053)=0.033mm,公差等级为IT8,查表确定安全裕度A=3.叩m，优先选用I档，查表得出计量器具不确定度的允许值山=3.5顷。(2) 确定验收极限按内缩式验收方式来确定。上验收极限=(35-0.020-0.0039)mm=34.976mm卜验收极限=(35-0.053+0.0039)mm=34.950mm(3) 选择计量器具按

25、照被测工件的公称尺寸(p35,从表5-4中选取分度值为().()()5的比较仪，其不确定度Ui=0.0030mm=3.0|4m,小于山，故所选的计量器具满足使用要求。第6章习题解答1. 读出图6-24所示的游标卡尺读数。01?111111111111111111111111112Ll_111131I1111111L4111111111II11111111234567X91oo1111011i11|111r|101H|20b)图6-24习题1图答：a)分度值为0.1mm,读数为2+0.1x3=2.3mma) 分度值为0.05mm,读数为20+0.05x6=20.3mm读出图6-25所示的外径千分尺读数。a)b)图6-25习题2图图6-25习题2图答：a)7+0.01x35=7.35mmb)14+0.01x18=14.18mmb) 12+0.5+0.01x27.5=12.775mm为什么内径百分表调整示值零位和测量孔径时都要摆动量仪，找指针所指示最小示值？答：因为在量仪