公差配合与测量技术试题一及答案

公差配合与测量技术试题一及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.基本尺寸是（）。A.设计给定的尺寸B.实际测量得到的尺寸C.加工时的尺寸D.装配时的尺寸2.孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，若为正值称为（）。A.间隙B.过盈C.过渡D.公差3.尺寸公差带图的零线表示（）。A.最大极限尺寸B.最小极限尺寸C.基本尺寸D.实际尺寸4.形位公差带形状是半径差为公差值t的两圆柱面之间的区域有（）。A.同轴度B.圆柱度C.径向全跳动D.位置度5.表面粗糙度的评定参数Ra表示（）。A.轮廓算术平均偏差B.微观不平度十点高度C.轮廓最大高度D.轮廓单元的平均宽度6.对于同一基本尺寸的同一组孔和轴，若其配合的公差带代号相同，则它们的（）。A.极限间隙或极限过盈相同B.基本偏差相同C.公差等级相同D.以上都不对7.测量误差按其性质可分为（）。A.绝对误差和相对误差B.系统误差、随机误差和粗大误差C.静态误差和动态误差D.基本误差和附加误差8.已知某孔的尺寸为φ50H7，其基本偏差为（）。A.上偏差为0B.下偏差为0C.上偏差为正值D.下偏差为负值9.圆柱度公差可以同时控制（）。A.圆度、素线直线度、轴线直线度B.圆度、素线直线度、轴线平行度C.圆度、圆柱素线的形状误差和素线间的位置误差D.以上都不对10.表面粗糙度对零件使用性能的影响不包括（）。A.影响配合的稳定性B.影响零件的耐磨性C.影响零件的抗腐蚀性D.影响零件的导电性二、多项选择题（每题3分，共15分）1.下列属于形状公差的有（）。A.直线度B.平面度C.圆度D.圆柱度E.平行度2.尺寸公差带由（）组成。A.公差带大小B.公差带形状C.公差带位置D.公差带方向E.公差带范围3.配合的种类有（）。A.间隙配合B.过盈配合C.过渡配合D.动配合E.静配合4.测量器具的主要技术指标有（）。A.刻度值B.测量范围C.示值误差D.灵敏度E.分辨力5.表面粗糙度对零件的（）等性能有影响。A.耐磨性B.耐腐蚀性C.配合性质D.抗疲劳强度E.密封性三、判断题（每题1分，共10分）1.基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可以说明它们的加工精度要求相同。（）2.间隙配合中，孔的公差带一定在轴的公差带之上。（）3.形状公差带不涉及基准，其公差带的位置是浮动的，与基准要素无关。（）4.表面粗糙度值越小，零件的表面越光滑，其耐磨性越好。（）5.测量的实质就是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量的量值。（）6.尺寸公差是允许尺寸的变动量，它没有正、负的含义，所以公差值不能为零。（）7.过盈配合中，孔的公差带一定在轴的公差带之下。（）8.圆柱度公差是形状公差，它控制了圆柱面的圆度、素线直线度、轴线直线度等圆柱面的形状误差。（）9.评定表面粗糙度时，一般在横向轮廓上进行测量。（）10.系统误差和随机误差都可以通过多次测量取平均值的方法来减小。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述尺寸公差、形状公差和位置公差的区别。尺寸公差是指允许尺寸的变动量，它反映了零件尺寸的精确程度。例如，设计一个轴的基本尺寸为φ50mm，规定其尺寸公差为±0.05mm，那么加工后的轴的实际尺寸在49.95mm到50.05mm之间都是合格的。尺寸公差主要控制零件的大小，是对零件尺寸精度的要求。形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量，用于限制零件的形状误差。比如，一个圆柱面的圆柱度公差，它控制圆柱面的形状，使圆柱面不能有过大的圆度、素线直线度等偏差，确保圆柱面的形状符合设计要求。形状公差不涉及基准，其公差带的位置是浮动的。位置公差是关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量，用于限制零件要素之间的位置关系。例如，轴上两个键槽的对称度公差，它保证两个键槽相对于轴的轴线的对称程度。位置公差需要有基准要素，公差带的位置是由基准确定的。2.说明配合的概念及配合的种类。配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。根据孔和轴公差带的相对位置不同，配合分为以下三种类型：间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上，具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。在间隙配合中，孔的实际尺寸总是大于轴的实际尺寸，允许轴在孔中自由转动或移动，如发动机中的活塞与气缸之间的配合就是间隙配合，以保证活塞在气缸内能够顺利运动。过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下，具有过盈（包括最小过盈为零）的配合。在过盈配合中，轴的实际尺寸总是大于孔的实际尺寸，需要通过一定的压力或特殊的装配方法将轴装入孔中，使两者牢固地结合在一起，如齿轮与轴的过盈配合，可实现转矩的传递。过渡配合：孔和轴的公差带相互交叠，可能具有间隙或过盈的配合。过渡配合的间隙或过盈量都比较小，主要用于要求定心且传递较小扭矩的场合，如联轴器与轴的配合。3.简述表面粗糙度对零件使用性能的影响。对耐磨性的影响：零件表面越粗糙，实际接触面积越小，单位面积上的压力就越大，摩擦阻力也越大，磨损就越快。在摩擦过程中，粗糙表面的微观不平度会使接触点发生塑性变形和磨损，降低零件的使用寿命。因此，为了提高零件的耐磨性，需要减小表面粗糙度。对配合性质的影响：在间隙配合中，表面粗糙度会使配合间隙增大，随着磨损的加剧，间隙会进一步增大，从而影响配合的稳定性和精度。在过盈配合中，表面粗糙度会使实际过盈量减小，降低连接的可靠性。所以，对有配合要求的表面，需要控制合适的表面粗糙度。对耐腐蚀性的影响：粗糙的表面容易积聚腐蚀性物质，而且表面微观不平度的凹谷处容易形成电化学腐蚀的电池，加速零件的腐蚀。因此，减小表面粗糙度可以提高零件的抗腐蚀能力。对零件疲劳强度的影响：表面粗糙度的微观不平度会引起应力集中，当零件承受交变载荷时，应力集中处容易产生裂纹，从而降低零件的疲劳强度。特别是在交变载荷作用下，表面粗糙度对零件疲劳寿命的影响更为显著。对密封性的影响：粗糙的表面无法实现良好的密封效果，会导致介质泄漏。在密封配合中，要求表面粗糙度较小，以保证密封性能。4.测量误差的来源主要有哪些？测量器具误差：测量器具本身的制造精度和磨损会产生误差。例如，量具的刻度不准确、测量仪器的零点偏差等都会影响测量结果的准确性。测量方法误差：测量方法不合理或不完善会导致误差。比如，测量时的定位不准确、测量力的大小不合适、测量基准选择不当等。例如，在测量轴的直径时，如果测量位置选择不当，可能会得到不准确的直径值。环境误差：测量环境的温度、湿度、振动、气压等因素会对测量结果产生影响。温度变化会使测量器具和被测零件产生热胀冷缩，从而影响测量精度。例如，在精密测量中，如果环境温度不稳定，可能会导致测量误差增大。人员误差：测量人员的操作技能、观察能力和判断能力等因素也会引起误差。例如，测量人员读数时的视差、对测量器具的使用方法不正确等。不同的测量人员可能会得到不同的测量结果，这与测量人员的经验和技能水平有关。五、计算题（每题10分，共20分）1.已知孔和轴的基本尺寸为φ30mm，孔的尺寸为φ30.021mm，轴的尺寸为φ29.993mm，试计算孔和轴的极限尺寸、尺寸偏差、尺寸公差，并判断该配合的类型。（1）首先确定孔和轴的极限尺寸：对于孔，由于未给出公差带，假设该孔为φ30H7，查标准公差表可得IT7=0.021mm，基本偏差为下偏差EI=0，上偏差ES=EI+IT7=0+0.021=0.021mm。最大极限尺寸Dmax=基本尺寸+上偏差=30+0.021=30.021mm最小极限尺寸Dmin=基本尺寸+下偏差=30+0=30mm对于轴，假设该轴为φ30f6，查标准公差表可得IT6=0.013mm，基本偏差为上偏差es=0.020mm，下偏差ei=esIT6=0.0200.013=0.033mm。最大极限尺寸dmax=基本尺寸+上偏差=30+(0.020)=29.980mm最小极限尺寸dmin=基本尺寸+下偏差=30+(0.033)=29.967mm（2）计算尺寸偏差：孔的实际尺寸为φ30.021mm，实际偏差Ea=实际尺寸基本尺寸=30.02130=0.021mm轴的实际尺寸为φ29.993mm，实际偏差ea=实际尺寸基本尺寸=29.99330=0.007mm（3）计算尺寸公差：孔的尺寸公差Th=上偏差下偏差=0.0210=0.021mm轴的尺寸公差Ts=上偏差下偏差=0.020(0.033)=0.013mm（4）判断配合类型：实际间隙X=孔的实际尺寸轴的实际尺寸=30.02129.993=0.028mm由于实际间隙大于零，所以该配合为间隙配合。2.某轴的尺寸标注为φ500.0250.050，试求该轴的基本尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、尺寸公差，并画出尺寸公差带图。（1）基本尺寸：基本尺寸为φ50mm。（2）极限尺寸：最大极限尺寸dmax=基本尺寸+上偏差=50+(0.025)=49.975mm最小极限尺寸dmin=基本尺寸+下偏差=50+(0.050)=49.950mm（3）尺寸偏差：上偏差es=0.025mm下偏差ei=0.050mm（4）尺寸公差：尺寸公差Ts=上偏差下偏差=0.025(0.050)=0.025mm（5）绘制尺寸公差带图：画出一条水平直线作为零线，代表基本尺寸φ50mm。在零线上方或下方确定公差带的位置。由于上偏差为0.025mm，下偏差为0.050mm，在零线下方，从零线向下量取0.025mm确定上偏差的位置，向下量取0.050mm确定下偏差的位置。用两条平行于零线的直线表示公差带的上下边界，在公差带内画上斜线表示公差带的范围。六、综合分析题（15分）如图所示为某零件的部分尺寸和形位公差标注，试分析图中各形位公差的含义，并说明它们对零件加工的要求。（假设图中有以下形位公差标注：圆柱面A的圆柱度公差为0.005mm。圆柱面B对圆柱面A的同轴度公差为0.01mm。平面C对圆柱面A的垂直度公差为0.02mm。）1.圆柱面A的圆柱度公差为0.005mm含义：圆柱度是形状公差，它控制圆柱面的形状误差。圆柱度公差0.005mm表示圆柱面A的实际形状必须位于半径差为0.005mm的两同轴圆柱面之间的区域内。这意味着圆柱面A不能有过大的圆度、素线直线度和圆柱素线间的位置误差。对零件加工的要求：在加工圆柱面A时，需要采用高精度的加工设备和工艺，如精密车削或磨削。加工过程中要严格控制刀具的运动轨迹和切削参数，以保证圆柱面的形状精度。同时，要对加工后的圆柱面进行精确测量，确保其圆柱度误差在0.005mm以内。2.圆柱面B对圆柱面A的同轴度公差为0.01mm含义：同轴度是位置公差，它控制圆柱面B的轴线相对于圆柱面A的轴线的位置关系。同轴度公差0.01mm表示圆柱面B的实际轴线必须位于直径为0.01mm的圆柱面内，该圆柱面的轴线与圆柱面A的轴线重合。对零件加工的要求：在加工圆柱面B时，需要以圆柱面A的轴线为基准进行定位和加工。可以采用高精度的夹具和定位装置，确保圆柱面B的轴线与圆柱面A的轴线尽可能重合。在加工过程中，要注意控制刀具的运动精度，避免因加工误差导致同轴度超差。加工完成后，要使用专门的测量仪器，如三坐标测量仪，来检测圆柱面B对圆柱面A的同轴度，确保其误差在0.01mm以内。3.平面C对圆柱面A的垂直度公差为0.02mm含义：垂直度是位置公差，它控制平面C相对于圆柱面A的轴线的垂直程度。垂直度公差0.02mm表示平面C的实际表面必须位于距离为0.02mm且垂直于圆柱面A轴线的两平行平面之间的区域内。对零件加工的要求：在加工平面C时，要以圆柱面A的轴线为基准进行加工。可以采用铣削或磨削等加工方法，在加工过程中要保证刀具的运动方向与圆柱面A