机械制造基础计算题解析2023.06.20

?机械制造根底?终结性考试计算题解析一、公差配合计算题有关尺寸、公差和偏差的术语及定义尺寸：以特定单位表示线性尺寸的数值。根本尺寸〔D，d〕：通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸。通常由设计者给定，用D和d表示〔大写字母表示孔、小写字母表示轴〕。它是根据产品的使用要求，根据零件的强度、刚度等要求，计算出的或通过试验和类比方法确定并经过圆整后得到的尺寸，一般要符合标准尺寸系列。实际尺寸〔Da，da〕：通过测量获得的孔〔轴〕的尺寸。极限尺寸：指一个孔或轴允许的尺寸的两个极端值，也就是允许的尺寸变化范围的两个界限值。其中较大的称为最大极限尺寸〔Dmax，dmax〕，较小的称为最小极限尺寸〔Dmin，dmin〕。尺寸偏差(偏差)：指某一尺寸〔极限尺寸、实际尺寸等等〕减去根本尺寸所得的代数差，其值可为正、负或零。·实际偏差〔Ea，ea〕：实际尺寸减去其根本尺寸所得的代数差。·极限偏差：极限尺寸减其根本尺寸所得的代数差。其中，最大极限尺寸减其根本尺寸所得的代数差称为上偏差(ES，es)；最小极限尺寸减其根本尺寸所得的代数差称为下偏差(EI，ei)。尺寸公差〔公差Th，Ts〕：最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。它是允许尺寸的变动量，公差值永远为正值。公差带图解：前述是利用图进行的有关尺寸、极限偏差及公差分析。·零线：根本尺寸所指的线，是偏差的起始线。零线上方表示正偏差，零线下方表示负偏差。·公差带：代表上，下偏差的两条直线所限定的区域。它是由公差大小和其相对零线的位置如根本偏差来确定。标准公差(IT)：指国家标准GB/Tl800.3—1998极限与配合制所规定任一公差，它确定了公差带的大小。根本偏差：指在极限与配合制中，确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。有关配合的术语及定义1.配合：配合是指根本尺寸相同的，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。孔与轴：孔是指工件的圆柱形内外表，也包括非圆柱形内外表；轴是指工件的圆柱形外外表，也包括非圆柱形外外表。间隙与过盈：在孔与轴的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差，当差值为正时叫做间隙〔用X表示〕，当差值为负时叫做过盈〔用Y表示〕。配合的种类：孔、轴公差带之间的关系，分为三大类，即间隙配合、过盈配合和过渡配合。·间隙配合：具有间隙〔包括最小间隙为零〕的配合。·过盈配合：具有过盈(包括最小过盈为零)的配合。·过渡配合：具有间隙或过盈的配合。配合公差〔Tf〕：组成配合的孔、轴公差之和。·对于间隙配合Tf＝|Xmax－Xmin|·对于过盈配合Tf＝|Ymax－Ymin|·对于过渡配合Tf＝|Xmax－Ymax|公差配合计算题例如例1.，求以下各项数值〔单位:mm〕。〔1〕孔的尺寸公差是〔B〕。A.+0.008B.+0.016C.-0.008D.-0.016〔2〕轴的尺寸公差是〔A〕。A.+0.011B.0C.-0.011D.+0.016〔3〕过渡配合的最大间隙Xmax是〔D〕。A.+0.016B.+0.017C.+0.018D.+0.019〔4〕过渡配合的最大过盈Ymax是〔C〕。A.-0.006B.-0.007C.-0.008D.-0.009〔5〕过渡配合的公差Tf是〔B〕。A.0.026B.0.027C.0.028D.0.029例2.，求以下各项数值〔单位:mm〕。〔1〕孔的尺寸公差是〔A〕。A.+0.018B.+0.009C.-0.018D.-0.009〔2〕轴的尺寸公差是〔C〕。A.+0.034B.+0.023C.+0.011D.-0.011〔3〕过盈配合的最小过盈Ymin是〔D〕。A.-0.018B.-0.034C.-0.023D.-0.005〔4〕过盈配合的最大过盈Ymax是〔B〕。A.-0.018B.-0.034〔5〕过盈配合的公差Tf是〔C〕。A.+0.018B.+0.034C.+0.029D.+0.023例3.，求以下各项数值〔单位:mm〕。〔1〕孔的尺寸公差是〔B〕。A.0B.+0.029C.+0.052D.+0.034〔2〕轴的尺寸公差是〔A〕。A.0.018B.+0.029C.+0.052D.+0.034〔3〕过盈配合的最小过盈Ymin是〔C〕。A.-0.029B.-0.034C.-0.005D.-0.052〔4〕过盈配合的最大过盈Ymax是〔D〕。A.-0.029B.-0.034C.-0.005D.-0.052〔5〕过盈配合的公差Tf是〔A〕。A.+0.047B.+0.029C.+0.052D.+0.034例4.，求以下各项数值〔单位:mm〕。〔1〕孔的尺寸公差是〔D〕。A.0B.+0.010C.+0.029D.+0.030〔2〕轴的尺寸公差是〔A〕。A.+0.019B.+0.030C.+0.010D.+0.029〔3〕间隙配合的最大间隙Xmax是〔C〕。A.+0.030B.+0.010C.+0.059D.+0.029〔4〕间隙配合的最小间隙Xmin是〔B〕。A.+0.030B.+0.010C.+0.059D.+0.029〔5〕间隙配合的公差Tf是〔C〕。A.+0.030B.+0.010C.0.049D.+0.029二、机床传动链的计算1.机床传动的根本概念机床的传动：最常见的是机械传动和液压传动。机床上的回转运动多为机械传动。机床上常用的传动副：〔用来传递运动和动力的装置〕有带传动、齿轮传动、齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动及螺杆传动。假设带轮直径，齿轮齿数等具体数值，那么可确定传动链中任何一轴的转速。传动链及其传动比传动链是指实现从首端件向末端件传递运动的一系列传动件的总和，它是由假设干传动副按一定方法依次组合起来的。图2-1传动链图例图2-1中，运动自轴Ⅰ输入，转速为，经带轮、传动带和带轮传至轴Ⅱ。再经圆柱齿轮1、2传到轴Ⅲ，经圆锥齿轮3、4传到轴Ⅳ，经圆柱齿轮5、6传到轴Ⅴ，最后经蜗杆k及蜗轮7传至轴Ⅵ，并将运动输出。假设，，，，，，，，，k及的具体数值，那么可确定传动链中任何一轴的转速。例如求轴Ⅵ的转速，那么可按下式计算：式中：分别为传动链中相应传动副的传动比；为传动链的总传动比；为滑动系数，约为0.98；为齿轮齿数；k为蜗杆线〔头〕数。机床的传动系统参考教材图9-4的C6132型卧式车床的传动系统图，它是反映机床全部运动传递关系的示意图。图中：罗马数字表示传动轴的编号，阿拉伯数字表示齿轮齿数或带轮直径，字母M表示离合器等。教材图9-4C6132车床传动系统图〔1〕主运动传动链C6132车床的主运动传动链的两末端件是电动机和主轴，主运动传动链为：(1440r/min)主轴可获得2×3×2=12级转速，其反转是通过电动机反转实现的。〔2〕进给运动传动链进给运动传动链是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。传动链的两末端件主轴和刀架，其进给运动传动链为主轴Ⅵ--Ⅷ--Ⅸ--Ⅺ-〔变向机构〕〔交换齿轮〕-Ⅻ--ⅩⅢ--ⅪⅤ-光杠--ⅩⅥ〔增倍机构〕-2.传动链计算例如分析传动系统图的一般方法是：首先找出运动链所联系的两个末端件，然后按运动传动〔或联系〕顺序，依次分析各传动轴之间的传动结构和运动的传递关系。分析传动结构时，特别注意齿轮、离合器等传动件与传动轴之间的连接关系〔如固定、空套或滑移〕。例1.分析图示钻床的主运动传动系统。〔1〕钻床的主运动传动系统传动链的两个端件是〔A〕。A.电动机和主轴B.皮带轮和主轴C.电动机和皮带轮D.电动机和Ⅲ轴〔2〕传动路线表达式正确的选项是〔D〕。A.电动机〔1440r/min〕—Ⅰ——Ⅱ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅴ〔主轴〕B.电动机〔1440r/min〕—Ⅰ——Ⅱ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅴ〔主轴〕C.电动机〔1440r/min〕—Ⅰ——Ⅱ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅴ〔主轴〕D.电动机〔1440r/min〕—Ⅰ——Ⅱ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅴ〔主轴〕〔3〕钻床的主运动传动系统传动链的转速级数是〔C〕。A.3级B.6级C.9级D.18级〔4〕传动链主轴的最高转速是〔B〕。A.1110r/minB.1115r/minC.1250r/minD.1860r/min〔5〕传动链主轴的最低转速是〔A〕。A.71r/minB.1115r/minC.90r/minD.110r/min例2.分析图示的主运动传动系统〔图中M1为齿轮式离合器〕。〔1〕机床的主运动传动系统传动链的两个端件是〔B〕。A.皮带轮和主轴B.电动机和主轴C.电动机和皮带轮D.电动机和Ⅲ轴〔2〕传动路线表达式正确的选项是〔A〕。A.电机〔1430r·min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅵ〔主轴〕B.电机〔1430r·min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ-M1-Ⅵ〔主轴〕C.电机〔1430r·min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅴ--Ⅵ〔主轴〕D.电机〔1430r·min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅴ--Ⅵ〔主轴〕〔3〕机床的主运动传动系统传动链的转速级数是〔D〕。A.3级B.6级C.9级D.18级〔4〕传动链主轴的当前转速是〔B〕。〔5〕传动链主轴的最低转速是〔A〕。例3.分析图示万能升降台铣床的主运动传动链。〔1〕铣床的主运动传动系统传动链的两个端件是〔B〕。A.皮带轮和主轴B.电动机和主轴C.电动机和皮带轮D.电动机和Ⅲ轴〔2〕传动路线表达式正确的选项是〔C〕。A.电机Ⅰ〔1440r·min〕--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅴ〔主轴〕B.电机Ⅰ〔1440r·min〕--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅴ〔主轴〕C.电机Ⅰ〔1440r·min〕--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅴ〔主轴〕D.电机Ⅰ〔1440r·min〕--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅴ〔主轴〕〔3〕铣床的主运动传动系统传动链的转速级数是〔D〕。A.3级B.6级C.9级D.18级〔4〕传动链主轴的最高转速是〔D〕。r/minC.1250.3r/minD.1496.1r/min〔5〕传动链主轴的最低转速是〔A〕。例4.分析图示的主运动传动系统。〔1〕机床的主运动传动系统传动链的两个端件是〔A〕。A.电动机和主轴B.皮带轮和主轴C.电动机和皮带轮D.电动机和Ⅲ轴〔2〕传动路线表达式正确的选项是〔D〕。A.电机〔1440r/min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ〔主轴〕B.电机〔1440r/min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ〔主轴〕C.电机〔1440r/min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ〔主轴〕D.电机〔1440r/min〕--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ〔主轴〕〔3〕机床的主运动传动系统传动链的转速级数是〔C〕。A.3级B.6级C.8级D.18级〔4〕传动链主轴的最高转速是〔B〕。〔5〕传动链主轴的最低转速是〔C〕。三、尺寸链的计算题1.尺寸链的根本概念尺寸链：在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。在装配过程中形成的尺寸链叫装配尺寸链。图3-1装配尺寸链在尺寸链中，每一个尺寸称为尺寸链的环，根据其作用不同，尺寸链中的环又可分为：封闭环：尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环，称为封闭环。一个尺寸链中，封闭环只能有一个，用A0表示。组成环：尺寸链中除封闭环以外的其他环就是组成环。根据组成环对封闭环的影响，组成环又分：增环：在尺寸链中，当其余组成环不变时，将某一环增大〔或减小〕，封闭环也随之增大〔或减小〕，该环称之为增环，用表示。减环：在尺寸链中，当其余组成环不变时，将某一环增大〔或减小〕，封闭环反而随之减小〔或增大〕，该环就为减环，用表示。分析确定增环及减环方法1：用增环及减环的定义确定。方法2：用“箭头法〞确定：先从任一环起画单向箭头，一个接一个的画，包括封闭环，直到最后一个形成闭合回路，然后按箭头的方向判断，但凡与封闭环箭头同向的为减环，反向的为增环。〔小窍门〕2.求解尺寸链的步骤①建立尺寸链〔客观存在〕②确定封闭环是求解尺寸链的关键〔间接获得的尺寸〕③确定组成环的增减性〔单箭头法〕④进行尺寸链的计算〔正计算、反计算和中间计算〕⑤计算公式3.尺寸链计算例题例1.如下图，在外圆、端面、内孔加工后，钻孔。试计算以B面定位钻孔的工序尺寸L及其偏差。解：〔1〕根据尺寸链图，可以确定封闭环和增、减环如下〔A〕。A.为封闭环，为增环，L为减环。B.为封闭环，为增环，L为减环。C.L为封闭环，为增环，为减环。D.为封闭环，L为增环，为减环。〔2〕根据封闭环的根本尺寸公式，可以求得L的根本尺寸为〔B〕。A.L=60+25=85〔mm〕B.L=60－25=35〔mm〕〔3〕根据上偏差的计算公式，可以求得L的上偏差为〔A〕。A.=－0.10－0=－0.10〔mm〕B.=+0.19+0=+0.19〔mm〕C.=+0.19-〔-0.1〕=+0.29〔mm〕D.=0-〔-0.1〕=+0.1〔mm〕〔4〕根据下偏差的计算公式，可以求得L的下偏差为〔D〕。A.=－0.10－0=－0.10〔mm〕B.=-0.1-(-0.19)=0.09〔mm〕C.=0-〔-0.1〕=+0.1〔mm〕D.=0－0.19=－0.19〔mm〕〔5〕根据上面求的根本尺寸和上、下偏差的值，可以确定工序尺寸L及其偏差为〔C〕。A.L=〔mm〕B.L=〔mm〕C.L=〔mm〕D.L=〔mm〕例2.在铣床上加工如下图套筒零件的外表B，以C面定位，外表D、E均已加工完毕，要求保证尺寸mm，试求工序尺寸A及其偏差。解：〔1〕根据尺寸链图，可以确定封闭环和增、减环如下〔B〕。A.A为封闭环，、为增环，为减环B.为封闭环，A、为增环，为减环C.为封闭环，、为增环，A为减环D.为封闭环，A、为增环，为减环〔2〕根据封闭环的根本尺寸公式，可以求得A的根本尺寸为〔A〕。A.A=60+10－30=40〔mm〕B.A=60+30-10=80〔mm〕〔3〕根据上偏差的计算公式，可以求得A的上偏差为〔C〕。A.=0.20+0.06-0.06=0.20〔mm〕B.=0.06+0.06-0.20=-0.08〔mm〕C.=0.20－0.06－0.06=0.08〔mm〕D.=0-0.06-0.06=-0.12〔mm〕〔4〕根据下偏差的计算公式，可以求得A的下偏差为〔B〕。A.=0.2-0+0.06=0.26〔mm〕B.=0-0+0.06=0.06〔mm〕C.=0.06-0+0.06=0.12〔mm〕D.=0.2-0-0.06=0.14〔mm〕〔5〕根据上面求的根本尺寸和上、下偏差的值，可以确定工序尺寸A及其偏差为〔D〕。A.A=〔mm〕B.A=〔mm〕C.A=(mm)D.A=〔mm〕例3.如下图为轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各面，现需在铣床上以左端面定位铣出右端槽，并保证尺寸，试求工序尺寸及其偏差。解：〔1〕根据尺寸链图，可以确定封闭环和增、减环如下〔C〕。A.A为封闭环，、为增环，、为减环B.为封闭环，A、为增环，、为减环C.为封闭环，A、为增环，、为减环D.为封闭环，A、为增环，、为减环〔2〕根据封闭环的根本尺寸公式，可以求得A的根本尺寸为〔A〕。A.A=26+10+20－50=6〔mm〕B.A=10+20+50-26=54〔mm〕C.A=20+50-26-10=34〔mm〕D.A=10+50-26-20=14〔mm〕〔3〕根据上偏差的计算公式，可以求得A的上偏差为〔C〕。A.=+0.05+0.2-0.1-0=+0.15〔mm〕B.=+0.05+0.2-〔-0.1-0.1〕=+0.45〔mm〕C.=0.20-0+0-0.1=0.1〔mm〕D.=0.20+0.1-0.05-0=+0.25〔mm〕〔4〕根据下偏差的计算公式，可以