公差配合与技术测量 第2版 习题答案

绪论

1.什么是互换性？为什么说互换性已成为现代机械制造业中的普遍原则？

试列举互换性应用实例。

答：互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选调整

或附加修配（如钳工修理）就能进行装配，并能保证满足机械产品的使用性能要

求的一种特性。

在机械工业设计、制造、使用和维修的各个环节，互换性都发挥着重要作用,

应用措施效果

采用标准件或通简化绘图与计算，缩短设计周期，有利于计算

设计

用件机辅助设计和产品的多化

采用分散加工、有利于组织专业化协作生产，有利于实现加工和

制造、装配

集中装配装配过程的机械化、自动化

易耗品采用标准

使用、维修件、通用件，规范维降低了维修时间和费用，提高了机械的利用率

修操作

举例略。

2.生产中常用的互换件有哪几种？采用不完全互换的条件和意义是什么？

答：1）根据使用场合不同分为：

①内互换。标准部件内部各零件间的互换性称为内互换；

②外互换。标准部件与其相配件间的互换性称为外互换；

2）根据互换程度不同分为：

①完全互换性。零部件在装配时不需选配或辅助加工即可装成具有规定功能

的机器的称为完全互换；

②不完全互换性。零部件在装配时需要选配（但不能进一步加工）才能装成

具有规定功能的机器的称为不完全互换。

提出不完全互换是为了降低零件制造成本。在机械装配时，当机器装配精度

要求很高时，如采用完全互换会使零件公差太小，造成加工困难，成本很高。这

时应采用不完全互换，将零件的制造公差放大，并利用选择装配的方法将相配件

按尺寸大小分为若干组，然后按组相配，即大孔和大轴相配，小孔和小轴相配。

同组内的各零件能实现完全互换，组际间则不能互换。为了制造方便和降低成本,

内互换零件应采用不完全互换。

3.选择题

(1)A(2)C(3)C(4)A(5)B

项目一零件长度误差的检测

任务一答案

1.在你见过的机械零件中，哪些属于轴，哪些属于孔？

答案略

2.求下列零件的极限尺寸、公差，并绘制其公差芍图。

(1)上极限尺寸为60.025mm,下极限尺寸为60mm,公差为0.025mm;

(2)上极限尺寸为55.010mm,下极限尺寸为49.995mm,公差为0.015mm;

(3)上极限尺寸为35.018mm,下极限尺寸为35.002mm,公差为0.016mm。

公差带图

3.计算出下表中空格处数值，并按规定填写在表中。

公称尺寸上极限尺寸下极限尺寸上极限偏差卜.极限偏差公差尺寸标注

孔娟212.05012.032+0.050+0.0320.018

轴巾6060.07260.053+0.072+0.0530.019

孔巾3029.98029.959-0.020-0.0410.021

轴。8079.99079.944-0.010-0.0560.046

孔65050.00549.966+0.005-0.0340.039

孔64040.01439.989+0.014-0.0110025@40

轴（|）7069.97069.896-0.030-0.1040.074

4.用分度值为0.02mm的游标卡尺测量一张图纸和一元硬币的直径。（略）

5.图题1-1中，游标卡尺的分度值是0.02mm,读数是5.44mm。

任务二答案

1.已知下面孔、轴的公差带代号，查表确定其极限偏差。

①55D8ES=+0.146mm,EI=+0.100mm

①130f6es=-0.043mm,ei=-0.068mm

①60H7ES=+0.030mm,EI=0mm

①40JS6ES=+0.008mm,EI=-0.008mm

2.已知下列孔、轴的公差带代号，查表确定其极限偏差，并计算其公差。

①46M6ES=-0.004mm»EI=-0.020mm,公差为0.016mm

（^3506es=-0.050mm,ei=-0.066mm,公差为0.016mm

①78j5es=+0.006mm,ei=-0.007mm,公差为0.013mm

O68C10ES=+0.270mm,EI=+0.150mm,公差为0.120mm

①35blies=-0.170mm,ei=-0.330mm,公差为0.160mm

3.已知某配合中孔和轴的公称尺寸为cD90mm，孔的上极限尺寸为（D89.983m%下

极限尺寸为中89.946mm,轴的上极限尺寸为中90.002mm,下极限尺寸为中

89.982mm,试求孔和轴的极限偏差、基本偏差、公差，并画出孔和轴的公差带示

意图。

答：孔ES=-0.017mm,EI=-0.054mm,基本偏差为ES,公差为0.037mm；

轴es=+0.002mm,ei=-0.018mm,基本偏差为es,公差为0.020mm。

公差带图

+0.902

4.题图l-2(a)中，读数是7.850mm,题图「2(b)中，读数是5.270加。

5.用千分尺测量一章A4纸的厚度。(略)

任务三答案

1.基准孔640H7与基准轴640h6组成什么类型的配合？画出配合公差带图。

答：组成最小间隙为0的间隙配合，配合公差带图见下图。

2.判定下列配合的基准制度

(1)4)60H7/h6基孔制(2)650P8/h7基轴制

(3)630m0々$10基孑匕制

3.查表确定620H7/p6和。20P7/h6的孑L和轴极限偏差，计算极限盈隙，画出

公差带图。

答：620H7/p6孔ES=+0.021mm,EI=0mm；轴es=+0.035mm,ei=+0.022mm

Ymax=EI—es=-0.035mm

Ymin=ES-ei=-0.001mm,配合公差带图

+0.035

4)20P7/h6孔ESD.014mm,EI=-0.035mm；轴es=0mm,ei=-0.013mm

丫0^=日—es=-0.035mm

Ymin=ES—ei=-0.001mm

4.公称尺寸为＜1)32mm的孔与轴是基轴制配合，其配合公差为0.064mm,轴的下

极限偏差为・0.025mm,孔的上极限尺寸为631.957mm。

(1)写出孔、轴的标注形式。

(2)是轴的精度高，还是孔的精度高？

(3)画出公差带图，判断配合性质并计算该配合的极限盈隙。

43

82

答:(1)孔032二4)32S8,M032_OO25mm,032h7。

(2)由于孔比轴难加工，选定孔比轴低一级公差，使孔、轴的加工难易程度相

同，所以本题，孔和轴的精度一样。

(3)过盈配合，Ymax=EI-es=-0.083mm

Ymin=ES—ei=-0.018mmo公差带图见下图。

-0.082

5.为什么孔与轴配合应优先选用基孔制？什么情况下应采用基轴制？

答：一般情况下优先选用基孔制，从工艺角度看，加工孔比加工轴困难一些，

从经济性来考虑可以减少刀具、量具的规格和数量，因此，采用基孔制经济性较

好。

下列情况选用基轴制：

（1）根据结构上的需要，在同一公称尺寸的轴上装配有不同配合要求的儿

个孔件时，应采用基轴制；

（2）直接使用有一定公差等级而不再进行机械加工的冷拔钢材做轴；

（3）与标准件配合，若标准件为轴，就采用基轴制；

（4）加工尺寸小于1mm的精密轴比同级孔要困难，因此在仪器制造、钟

表生产、无线电工程中，常使用经过光轧成形的钢丝直接做轴，这时采用基轴制

较经济。

任务四答案

1.计算图1-57中孔用工作量规工作部分的尺寸，并选用量规的形式。

答：该工作量规的公差带图如下图所示

塞规通端尺寸：

上极限偏差;EI+Z+T/2=0+0.004+0.003/2=+0.0055mm

下极限偏差;EI+Z-T/2=0+0.004-0.003/2=+0.0025mm

所以塞规通端尺寸为加0：8周引mm。

塞规止端尺寸：

上极限偏差=ES=+0.025mm

下极限偏差;ES-T=0.025-0.003=+0.022mm

所以塞规止端尺寸为040：耨身mm。

塞规采用锥柄圆柱双头塞规。

2.量规的通规除制造公差外，为什么规定允许的最小磨损量与磨损极限？

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

体尺寸时就不能继续使用，此极限称为通规的磨质极限.

2.要检测尺寸为640f7的零件，试计算光滑极限量规的工作尺寸和磨损极限尺

寸，并绘制光滑极限量规的公差带图。

答：该工作量规的公差带图如下图所示

0—I-----------------------------------------------------------------------------

卡规通端尺寸：

上极限偏差;es-Z+T/2=0.025-0.004+0.003/2=0.0275mm

下极限偏差;es-Z-T/2=0.025-0.004-0.003/2=-0.0305mm

275

所以卡规通端尺寸为040一就305mm。

卡规止端尺寸：

上极限偏差=ei+T=・0.050+0.003=・0.047mm

卜极限偏差=ei=-0.050mm

所以卡规止端尺寸为040二羽第mm。

卡规通规的磨损极限尺寸为其最大实体尺寸=39.975mm。

项目二零件几何误差的检测

任务一答案

1.答：形状误差是被测实际要素在形状上对其理想要素的变动量。

形状公差是被测实际要素在形状上相对于理想要素所允许的变动全量。

2.最小检测区域原则足使用与相应的公差带相一致的几何形状，将实际被测要

素紧紧包容，使其宽度或直径达到最小。这个最小的包容区域被称为最小包容区

域,简称最小区域。最小区域是表示形状误差的一种方法，按照最小条件的要求，

最小区域的宽度或直径，即为符合最小条件的形状误差值。

任务二答案

1.答：该平板的平面度误差为21um,本题答案不唯一，采用不同的方法答案可

能不同。

2.答：平面度的检测方法有：平晶干涉法，打表测量法，液平面法，光束平面法，

激光平面度测量仪等。

3.答：用打表法测量平面度误差时需要注意选择合适的设备和工件，进行适当的

预处理，选择合适的测量点和测量方法，进行多次测量并取平均值，并注意环境

因素的影响。这些措施可以提高测量的准确性和可靠性。

任务三答案

1.答：圆度误差的检测方法有：两点法、三点法、回转轴法、坐标法。

2.答：相关要求主要有包容要求，加注符号®,最大实体要求，符号为⑭，最

小实体要求，符号为①。

任务四答案

平行度误差的检测方法有哪些？

答：平行度误差的测量方法主要包括光学测量方法、机械测量方法以及其他测量

方法。

(1)光学测量方法：

平行光干涉法：利用光的干涉现象来检测平行度。

光斑投影法：利用光斑投影到两个平面上来检测平行度。

(2)机械测量方法：

百分表法：利用百分表来测量两个平面之间的相对高度差，然后通过计算来

得到两个平面的平行度。

水平仪法：利用水平仪来测量两个平面之间的倾斜角，然后通过计算来得到

两个平面的平行度。

(3)其他测量方法：

坐标测量机法：利用坐标测量机来测量两个平面的各点坐标，然后通过计算

来得到两个平面的平行度。

激光扫描法：利用激光扫描仪来扫描两个平面，然后通过分析扫描数据来得

到两个平面的平行度。

在实际应用中，选择哪种检测平行度的方法需要根据具体的测量要求来决定。

任务五答案

任务六答案

使用偏摆仪检测同轴度误差和检测圆度误差有何异同？

答：使用偏摆仪检测同轴度误差和圆度误差的相同点在于它们都是通过测量工件

的径向跳动来评估误差。无论是检测同轴度还是圆度，都需要将工件夹在偏摆仪

的两顶尖之间，然后通过百分表或其他测量工具来记录径向跳动的最大值和最小

值。

使用偏摆仪检测同轴度误差和检测圆度误差的不同点在于同轴度误差反映的是

被测轴线与基准轴线的不同轴程度，而•圆度误差反映的是工件横截面上的圆形的

完整程度。同轴度测量的是回转体零件的轴线与基准轴线的偏离程度，包括轴线

弯曲、倾斜和偏移等情况。而圆度测量的是工件横截面上的圆形轮廓与理想圆形

的偏差程度。

任务七答案

若某一轴线有三基面体系里的位置度公差时，还有没有必要再规定其直线度公差

或线对面的平行度公差？

答：没有必要，因为位置度为一项综合公差。

任务八答案

1.判断题

(1)4(2)«(3)X(4)X(5)X(6)4(7)4(8)x(9)x(10)，

2.在表中填写出几何公差各项目的符号，并注明该项目是属于形状公差、方向公

差、位置公差还是跳动公差。

项目符号几何公差类别项目符号几何公差类别

同轴度略位置公差圆度略形状公差

圆柱度略形状公差平行度略方向公差

位置度略位置公差平面度略形状公差

倾斜度略方向公差圆跳动略跳动公差

全跳动略跳动公差直线度略形状公差

3.

5.试解释图中注出的各项几何公差（说明被测要素、基准要素、公差带形状和大

小）。

答：（1）最左端圆柱面在任一垂直于基准轴线A-B的横截面内实际圆应限定在半

径差为公差值0.025mm,圆心在基准轴线A-B上的两同心圆之间；

（2）被测键槽两侧面的中心平面相对于基准F的对称度公差为0.025mm,公差

带为被测中心平面必须位于距离为公差值0.025mm,且相对于基准中心平面F

对称的两平行平面之间；

（3）被测圆柱面（中间轴段）必须位于半径差为公差值0.01mm的两同轴同柱

面之间；

（4）被测中间圆柱实际轴线必须位于直径为公差值中0.02mm且平行于基准轴

线A-B的圆柱面内；

（5）最右端圆柱面在任一垂直于基准轴线C-D的横截面内实际网应限定在半径

差为公差值0.025mm,圆心在基准轴线A-B上的两同心圆之间；

（4）被测圆柱面（最右端轴）必须位于半径差为公差值0.006mm的两同轴匈柱

面之间。

1+X数控车铳加工职业技能等级认证考证模拟题

1.A2.B3.C4.A

项目三零件表面结构参数与检测

任务一答案

1.表面粗糙度对零件的使用性能有哪些影响？

答：（1）对零件运动表面摩擦和磨损的影响；零件实际表面越粗糙，两个相对

运动的表面峰顶间的实际有效接触面积就越小，使单位面积上的压力增大，零件

运动表面磨损加快。

（2）对配合性质的影响：对于间隙配合，相对运动的表面因粗糙不平而迅速

磨损使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有

效过盈量减小，致使连接强度降低。

（3）对耐蚀性的影响:粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处,

并渗人到金属内部，致使腐蚀加剧。

（4）对疲劳强度的影响:零件表面粗糙度，凹痕就越深，当零件承受交变载荷

时，对应力集中很敏感，使疲劳强度降低，最终导致零件表面产生裂纹而损坏。

2.评定表面粗糙度的幅度参数有哪些？分别论述其含义和代号。

答：评定表面粗糙度的幅度参数主要有轮廓的算术平均偏差Ra和轮廓的最大高

度Rzo

（1）轮廓的算术平均偏差Ra：在一个取样长度内纵坐标值Z（x）绝对值的算术平

均值，其表达式为

lr

Ra=—JZ(x)|dx

lr0

（2）轮廓的最大高度Rz:在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深

Zv之和，其表达式为

Rz=Zp-Zv

任务二答案

1.表面结构的评定参数Ra和Rz的含义是什么？

答：轮廓的算术平均偏差Ra：在一个取样长度内纵坐标值Z（x）绝对值的算术平

均值，其表达式为

轮廓的最大高度Rz:在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之

和，其表达式为

Rz=Zp-Zv

2.通常情况下，060H7孔与中20H7孔相比较，以及中40H6/f5与中40H6/s5

中的两个孔相比较，哪个孔应选用较小的表面轮廓参数值？

答：①20H7孔，①40H6/s5中的孔应选用较小的表面轮廓参数值。

3.常用的检测表面结陶参数的方法有■哪儿种？

答：（1）比较法，（2）光切法，⑶干涉法，⑷针描法

4.零件的尺寸精度越高，其表面结构参数值一定小吗?请举例说明。

答：在确定表面结构参数值时，应注意与尺寸公差和几何公差协调。尺寸公差值

和几何公差值越小，Ra或Rz值应越小；当为同一公差等级时，轴的Ra值或Rz

值应比孔的Ra值或Rz值小。所以零件的尺寸精度越高，其表面结构参数值一定

小。举例略

5.解释图3-1中标注的表面结构要求的含义。（略）

6.

Ra3.2

.6

d

S

0Ra0.4

项目四标准件精度与检测

任务一答案

1.螺纹按用途分为哪三类？

答：连接螺纹、传动螺纹和管螺纹。

2.普通螺纹的中径公差分为哪几级？内、外螺纹有何不同，常用的是几级？

答：普通内螺纹中径公差等级有4、5、6、7、8级；普通外螺纹中径公差等级有

3、4、5、6、7、8、9级。内螺纹较难加工，因此同样公差等级的内螺纹中径公

差比外螺纹中径公差大32%左右，以满足艺工艺等价原则。常用的是6级。

3.试说明下列螺纹标记中各代号的含义。

(1)公称直径为8nn,中径和顶径公差带代号为6H,右旋的粗牙普通内螺纹

(2)公称直径为6M螺距为0.75mm,中径公差带代号为5g,顶径公差带代号

为6g,短旋合长度，左旋的细牙普通外螺纹

(3)公称直径为20mm螺距为2nlm的右旋螺纹副，内螺纹中径和顶径公差带

代号为6H,外螺纹中径公差带代号为5g,顶径公差带代号为6g。

4.有一螺纹件，其尺寸要求为M12xl-6h,加工后测得实际中径为11.304口叫

试判断该螺纹中径的合格性。

中径公称值：d2=11.350mm(书后附录查不到)

查表4-2得：

中径公差值：Td2=O.118mm

查表4-4得：

中径的基本偏差：es=O

由计算公式推导得：

中径的另一个极限偏差：ei=0-0.118=-0.118mm

所以，中径①11.350的合格范围是：①11350mm〜①11.232mm,实际中径

为11.304mm,在这个范围之内，所以该螺纹中径的合格。

任务二答案

1.用三针法测量螺纹中径的方法属于哪一种测量方法?为什么要选用最佳直径

的量针？

答：用三针法测量螺纹中径属于间接测量。三针法的测量精度与所选量具的示值

误差和量针本身的误差有关，还与被检螺纹的螺距误差和牙型半角误差有关。为

了消除牙型半角误差定测量结果的影响，应选最佳量针，使它与螺纹牙型侧面的

接触点恰好在中径线上。

2.试说明下列螺纹标记中各代号的含义：

⑴公称直径为40mm,螺距为7mm,右旋的单线梯形螺纹

⑵公称直径为40nun,螺距为7nm1,导程为14mm左旋的双线梯形螺纹

⑶公称直径为40mm,螺距为7n中径公差带代号为7H右旋的单线梯形内螺纹

⑷公称直径为40nlm螺距为7m导程为14nlm右旋的双线梯形螺纹副，内螺纹

中径公差带代号为7H,外螺纹中径公差带代号为7e。

(5)公称直径为40mm,螺距为7nmi,中径公差带代号为7e,长旋合长度，左旋的

单线梯形外螺纹

3.某丝杠标记为T40x7-7e,若采用三针法检测其中径，试确定最佳量针直径。

应将实际中径控制在什么范围内该丝杠才能合格。

答：最佳量针直径为P«3=7/1.732=4.416mm。

任务三答案

1.平键联接中，键宽与键槽宽的配合采用的是哪种基准制?为什么？

答：采用基轴制。因为与标准件配合时，应以标准件为基准件，键是被包容件,

可看做轴。

2.平键联接的配合种类有哪些?它们分别应用于什么场合？

平键与键槽和轮毂槽的宽度规定了三种联接类型，即正常联接、紧密联接和松联

接

尺寸b的公差带

配合种

轴键轮毂键应用

类键

槽槽

松联接H9D10用于导向平键，轮毂在轴上移动。

正常联h8键在轴键槽中和轮毂键槽中均固定，用于载荷不

N9JS9

接大的场合。

键在轴键槽中和轮毂键槽中均固定，主要用于载

紧密联

P9P9荷较大，载荷具有冲击，以及双向传递转矩的场

接

合。

3.在平键联接中，为什么要限制键和键槽的对称度误差？

答：为保证键的侧面与键槽之间有足够的接触面积和避免装配困难，应分别规定

轴键槽和轮毂键槽的行称度公差。

4.某减速器传递一般扭矩，其中某一齿轮与轴之间通过平键联接来传递扭矩，已

知键宽〃=8mm,试确定键联接的配合代号，查出其极限偏差值，井作出公差带

图。

答：为正常联结，轴键槽宽度的尺寸为8N9（_0,g36）轮毂键槽宽度的尺寸为

9JS9（±0.018）

平键联结公差带图

+0,018

-0.036

任务四答案

1.矩形花键联接有哪几种定心方式？国家标准规定矩形花键采用什么的定心方

式?为什么？

答：矩形花键联结有三种定心方式：小径d定心、大径D定心和键（槽）宽定心。

国家标准规定采用小径d定心。由于花键结合面的硬度要求较高，需淬火史理,

为了保证定心表面的尺寸精度和形状精度，淬火后需要进行磨削加工。从加工工

艺性来看，小径便于用磨削方法进行精加工（内花键小径可以在内圆磨床上磨削,

外花键小径可用成形砂轮磨削），因此GB/T1144—2001规定采用小径d定心，

对定心小径d采用较小的公差等级；非定心大径D采用较大的公差等级，并且非

定心直径表面之间留有较大的间隙，以保证它们不接触，从而可获得更高的定心

精度，保证花键的表面质量，有利于提高连接质量。

2.矩形花键的主要尺寸参数有哪些？这些参数如何选择确定？

答：矩形花键主要尺寸有小径d、大径D、键（槽）宽B。

3.平键联结的配合采用何种基准制？花键连接采用何种基准制？

答：平键联结采用基轴制，花键连接采用基孔制。

4.某矩形花键联接的标记代号为：6x26刃x30也x6生，试确定内、外花

g7a\\/9

键的极限尺寸，并将其尺寸公差分别标注在内、外花键的图上。

答：内花键6X26117X301110X6111126117,EI=0mm,ES=+0.021mm；301110,

ET=0mm,ES=+0.084mm；6H11,ET=0mm,ES=+0.075mm。

外花键6X26f7X30allX6dl026f7,ei=-0.041mm,es=-0.020rom；

30al1,ei=-0.430mm,es=-O.300mm；6dl0,ei=-0.078mm,es=-O.030nlm.

标注略。

5.在成批大量生产中，花键的尺寸及位置度误差是如何检测的？

答：用综合量规检脸。若综合量规通过，单项止端量规不通过，则花键合格。

当综合量规不通过，花键为不合格。

1+X数控车铳加工职业技能等级认证考证模拟题答案

1.A2.A3.D4.A

项目五圆柱齿轮精度的检测

L计算图5T中齿轮的各项基本参数。。

*

答：齿数z=23,模数门=2皿n,压力角a=20。，齿顶高系数h=lmm,顶隙系数

a

c=0.25mm

分度圆直径d=mz=46

齿顶圆直径

〃=d+2d=〃z(z+2二501nli

齿根圆直径

df=d-2hf=m(z-2,5)=nmm

齿顶高

ha=a=m=_2omm

齿根高〃,=(〃：+c*)m=1.25m二25mm

全齿高h=ha+h1=2.25/n=45mm

齿距P=R7Z=6.28mm

齿厚

S=〃/2=R〃/2=3.14111nl

齿槽宽°=P/2=R"/2=s=3.14mm

2.齿轮传动的四项使用要求是什么？

答：(1)传递运动的准确性

(2)传动的平稳性

(3)载荷分布的均匀性

(4)合理的传动侧隙

3.评定齿轮传递运动准确性的指标有哪些？

答：齿距累积总偏差，切向综合总偏差，径向综合总偏差，径向跳动公差。

4.规定齿侧间隙的目的是什么？对单个齿轮来讲，可用哪两项指标控制齿侧间

隙？

答：当两个相配合的齿轮工作面接触时，在两个非工作齿面之间必须留有侧

隙，以保证齿轮润滑，补偿齿轮的制造误差、安装误差以及热变形等造成的误差。

对单个齿轮来讲，可采用齿厚偏差和公法线平均长度偏差这两个评定指标控

制齿侧间隙。

5.有一对齿轮副，模数m=3,压力用a=2（T,小齿轮4