互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題答案

-.z.《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》第三版周兆元李翔英主編教材課后習(xí)題答案第一章習(xí)題及答案1-1什么叫互換性？它在機(jī)械制造中有何重要意義？是否只適用于大批量生產(chǎn)？答：同一規(guī)格的零部件，不需要做任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝配到機(jī)器中去，并達(dá)到使用要求，這種特性就叫互換性。互換性給產(chǎn)品的設(shè)計、制造和使用維修都帶來了很大方便。它不僅適用于大批量生產(chǎn)，也適用于單件小批生產(chǎn)，互換性已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)中一個普遍遵守的原則。1-2完全互換和不完全互換有何區(qū)別？各用于什么場合？答：互換程度不同：完全互換是同一規(guī)格的零部件，不需要做任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝配到機(jī)器中而滿足使用要求；不完全互換是同一規(guī)格的零部件，需要經(jīng)過挑選、調(diào)整或修配，再裝配到機(jī)器中去才能使用要求。當(dāng)使用要求和零件制造水平、經(jīng)濟(jì)效益沒有矛盾，即機(jī)器部件裝配精度不高，各零件制造公差較大時，可采用完全互換進(jìn)行零件生產(chǎn)；反之，當(dāng)機(jī)器部件裝配精度要求較高或很高，零件制造公差較小時，采用不完全互換。1-5下面兩列數(shù)據(jù)屬于哪種系列？公比為多少？（1）電動機(jī)轉(zhuǎn)速：375，750，1500，3000，、、、（2）搖臂鉆床的主參數(shù)（鉆孔直徑）：25，40，63，80，100，125等答：（1）此系列為派生系列：R40/12，公比為（2）此系列為復(fù)合系列，前三個數(shù)為R5系列，后三位為R10系列。補(bǔ)充題：寫出1～100之內(nèi)的派生系列R20/3和R10/2的優(yōu)先數(shù)常用值。答：R20/3：1.00，1.40，2.00，2.80，4.00，5.60，8.00，11.2，16.0，22.4，31.5，45.0，63.0，90.0R10/2：1.00，1.60，2.50，4.00，6.30，10.0，16.0，25.0，40.0，63.0，100第二章習(xí)題及答案2-5（略）2-9試從83塊一套的量塊中，同時組合下列尺寸：48.98mm，29.875mm，10.56mm。答：48.98=（1.48+7.5+40）29.875=（1.005+1.37+7.5+20）10.56=（1.06+9.5）提示：組合量塊數(shù)量最多不超過4塊，數(shù)量越少越好（因誤差越?。８郊宇}：用內(nèi)徑百分表測量孔徑屬于哪種測量方法？答：屬于直接測量、相對測量、單項測量、接觸測量和離線測量。第三章習(xí)題答案3-7如何區(qū)分間隙配合、過渡配合和過盈配合？怎樣計算極限間隙、極限過盈、平均間隙和平均過盈？答：具有間隙的配合稱為間隙配合，這時孔公差帶在軸公差帶之上；可能具有間隙或過盈的配合稱為過渡配合，這時孔、軸公差帶相互交疊；具有過盈的配合稱為過盈配合，這時孔公差帶在軸公差帶之下。間隙配合：最大間隙：*ma*=Dma*－dmin=ES－ei最小間隙：*min=Dmin－dma*=EI－es平均間隙：*av=(*ma*+*min)/2過盈配合：最大過盈：Yma*=Dmin－dma*=EI－es最小過盈：Ymin=Dma*－dmin=ES－ei平均過盈：Yav=(Yma*+Ymin)/2過渡配合：最大間隙：*ma*=Dma*－dmin=ES－ei最大過盈：Yma*=Dmin－dma*=EI－es平均間隙*av或平均過盈Yav：*av(或Yav）=(*ma*+Yma*)/23-9什么是一般公差？線性尺寸的一般公差規(guī)定幾個等級？在圖樣上如何表示？答：一般公差是指在普通工藝條件下機(jī)床一般加工能力就能保證的公差。線性尺寸的一般公差規(guī)定了4個公差等級：精、中等級、粗糙級、最粗級，分別用字母f、m、c、v表示。當(dāng)采用一般公差時，在圖樣上只注基本尺寸，不注極限偏差，而應(yīng)在圖樣的技術(shù)要求或技術(shù)文件中，用標(biāo)準(zhǔn)號和公差等級代號作出總的表示。例如：GB/T1804—m。3-10已知兩根軸，第一根軸直徑為φ5mm，公差值為5μm，第二根軸直徑為φ180mm，公差值為25μm，試比較兩根軸加工的難易程度。答：查表3-1可知，第一根軸的公差等級為IT5級，而第二根軸的公差等級為IT6級，所以第一根軸較難加工。3-11用查表法確定下列各配合的孔、軸的極限偏差，計算極限間隙或過盈，并畫出公差帶圖。（1）φ20H8/f7（2）φ30F8/h7（3）φ14H7/r6（4）φ60P6/h5（5）φ45JS6/h5（6）φ40H7/t6答：查表3-4、3-5可得（1）φ20H8（）/f7（）；*ma*=+0.074*min=+0.020；公差帶圖（略）（2）φ30F8（）/h7（）；*ma*=+0.074*min=+0.020（3）φ14H7（）/r6（）；Yma*=－0.034Ymin=－0.005（4）φ60P6（）/h5（）；Yma*=－0.045Ymin=－0.013（5）φ45JS6（±0.008）/h5（）；*ma*=+0.019Yma*=－0.008（6）φ40H7（）/t6（）；Yma*=－0.064Ymin=－0.0233-12根據(jù)下表中給出的數(shù)據(jù)求空格中應(yīng)有的數(shù)據(jù)并填入空格中?；境叽缈纵S*ma*或Ymin*min或Yma**av或YavTfESEITheseiTsφ25+0.01300.013-0.040-0.0610.021+0.074+0.040+0.0570.034φ14+0.01900.019+0.012+0.0020.010+0.017-0.012+0.00250.029φ45-0.025-0.0500.0250-0.0160.016-0.009-0.050-0.02950.0413-13設(shè)有一孔、軸配合，基本尺寸為φ40mm，要求配合的間隙為+0.025~+0.066mm，試用計算法確定孔、軸的公差等級、極限偏差、公差帶代號，并畫出公差帶圖。解：Tf＝*ma*－*min＝+0.066－（+0.025）＝0.041mm＝41μm∵Tf＝Th＋Ts而Th＝1.5Ts得：Ts＝16.4μmTh＝24.6μm查表得Ts＝16μm為IT6級；Th＝25μm為IT7級若采用基孔制，則EI＝0，基本偏差代號為H；孔的公差帶代號為H7∴ES＝EI＋Th＝0＋25＝+25μm∵*min＝EI－es∴es＝EI－*min＝0－（+25）＝－25μm查表3-4得軸的基本偏差代號為f；軸的公差帶代號為f6ei＝es－Ts＝－25－16=－41μm∴孔軸配合代號為。公差帶圖如下所示：也可采用基軸制進(jìn)行計算，結(jié)果為孔軸配合代號為，過程與公差帶圖略。3-14如圖所示，1為鉆模板，2為鉆頭，3為定位套，4為鉆套，5為工件。已知：（1）配合面①和②都有定心要求，需用過盈量不大的固定連接；（2）配合面③有定心要求，在安裝和取出定位套時需軸向移動；（3）配合面④有導(dǎo)向要求，且鉆頭能在轉(zhuǎn)動狀態(tài)下進(jìn)入鉆套。試選擇上述配合面的配合種類，并簡述其理由。答：（1）選擇小過盈配合H/p或H/r，因為有定心要求，連接固定。（2）選擇小間隙配合H/h或較松的過渡配合H/js，因為有定心要求且每次安裝工件都需裝卸定位套。（3）選擇小間隙配合G/h，因為鉆套孔要對鉆頭起到導(dǎo)向作用，間隙不能大，同時鉆頭要通過鉆套，要有間隙。提示：以上答案不是唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案，只是合理答案。補(bǔ)充題：1、已知30g7的極限偏差為（），則30H7，30JS7，30h7和30G7的極限偏差分別為（）mm、（±0.010）mm、（）mm、（）mm。2、有一基孔制的孔、軸配合，基本尺寸D=25mm,Ts=21μm，*ma*=+74μm，*av=+47μm，試求孔、軸的極限偏差、配合公差，并畫出孔軸公差帶示意圖，說明配合種類。解：由題意知：EI＝0；∵∴*min＝2*av－*ma*＝2×47－74＝+20μm∵*min＝EI－es∴es＝EI－*min＝0－20＝－20μmei＝es－Ts＝－20－21＝－41μm∵Tf＝Th+Ts＝*ma*－*min＝74－20＝54μm∴Th＝Tf－Ts＝54－21＝33μm∴ES＝EI＋Th＝0＋33＝+33μm∴孔為mm，軸為mm。配合性質(zhì)為間隙配合。公差帶圖如下所示：3、已知基孔制的配合，試用計算法確定配合性質(zhì)相同的基軸制配合的孔和軸的極限偏差以及極限間隙或過盈、配合公差，并畫出孔、軸公差帶示意圖。解：由基孔制配合知：IT7＝0.025mm；IT6＝0.016mm；Ymin＝ES－ei＝＋0.025－0.026＝－0.001mmYma*＝EI－es＝0－0.042＝－0.042mm則配合為基軸制：es＝0；ei＝es－IT6＝0－0.016＝－0.016mm因配合性質(zhì)相同，所以Ymin＝ES－ei＝ES－（－0.016）＝－0.001mm；同時Yma*＝－0.033mmES＝－0.001－0.016＝－0.017mm；EI＝ES－IT7＝－0.017－0.025＝－0.042mmTf＝Th+Ts＝0.025＋0.016＝0.041mm所以可得。公差帶圖如下：第四章習(xí)題答案4-5什么是體外作用尺寸？對于內(nèi)、外表面，其體外作用尺寸的表達(dá)式是什么？答：在被測要素的給定長度上，與實際外表面體外相接的最小理想孔或與實際內(nèi)表面體外相接的最大理想軸的直徑或?qū)挾?，稱作體外作用尺寸，用、表示。對于內(nèi)表面：；對于外表面：——被測孔、軸的實際尺寸——被測孔、軸的幾何誤差。4-8幾何公差帶與尺寸公差帶有何區(qū)別？幾何公差的四要素是什么？答：幾何公差帶是用來限制被測要素實際形狀、方向、位置等變動的區(qū)域，可能是平面區(qū)域，也可能是空間區(qū)域；而尺寸公差帶是用來限制零件實際尺寸的變動范圍，只有大小和位置兩個要素。幾何公差帶有四個要素：大小、形狀、方向和位置。4-10試解釋圖4-29注出的各項幾何公差的含義，填入下表序號公差項目名稱被測要素基準(zhǔn)要素公差帶形狀大小公差帶位置①圓柱度連桿軸頸的外表面無兩同軸線圓柱面之間區(qū)域0.01浮動②徑向圓跳動左端圓錐表面兩端主軸頸公共軸線A-B一段圓錐面0.025中心位置固定③對稱度鍵槽的對稱中心平面左端圓錐軸線H兩平行平面之間區(qū)域0.025位置固定④圓柱度右端主軸頸表面無兩同軸線圓柱面之間區(qū)域0.006浮動⑤徑向圓跳動兩端主軸頸表面左右端面中心孔軸線C-D兩同心圓之間區(qū)域0.025中心位置固定⑥平行度連桿軸頸軸線兩端主軸頸公共軸線A-B軸線平行于A-B的6圓柱面內(nèi)區(qū)域φ0.02方向固定4-12將下列幾何公差要求分別標(biāo)注在圖4-31a、b上。（1）標(biāo)注在圖4-31a上的幾何公差要求：1）圓柱面對兩軸頸公共軸線的圓跳動公差為0.015mm；2）兩軸頸的圓度公差為0.01mm；3）左、右端面對兩軸頸公共軸線的端面圓跳動公差為0.02mm；4）鍵槽的中心平面對軸線的對稱度公差為0.015mm。（2）標(biāo)注在圖4-31b上的幾何公差要求：1）底平面的平面度公差為0.012mm；2）兩孔的軸線分別對它們的公共軸線的同軸度公差為0.015mm；3）兩孔的公共軸線對底面的平行度公差為0.01mm，兩孔表面的圓柱度公差為0.008mm。答：(1)圖4-31a(2)圖4-31b4-13指出圖4-32中幾何公差的標(biāo)注錯誤，并加以改正（不許改變幾何公差特征項目）答：指出圖中錯誤改正圖如下：4-14指出圖4-33中幾何公差的標(biāo)注錯誤，并加以改正（不許改變幾何公差特征項目）答：指出圖中錯誤改正圖如下4-15按圖4-34上標(biāo)注的尺寸公差和幾何公差填表，對于遵守相關(guān)要求的應(yīng)畫出動態(tài)公差圖。a)b)f)答：圖號遵守的公差原則或相關(guān)要求的名稱遵守的邊界名稱及尺寸最大實體尺寸/mm最小實體尺寸/mm最大實體狀態(tài)下允許的最大幾何公差值μm最小實體狀態(tài)下允許的最大幾何公差值μm孔或軸實際尺寸的合格條件a)獨立原則—19.9920.03φ10φ10φ19.99≤Da≤φ20.03b)包容要求最大實體邊界φ19.9919.9920.03φ0φ40Da≤φ20.03f)包容要求或最大實體邊界φ404039.975φ0φ25da≥φ39.975補(bǔ)充題：1、如圖所示零件，測得其中一根軸的da=19.985，軸線直線度誤差為φ0.02mm，計算體外作用尺寸，試說明零件的合格條件，判斷被測零件是否合格。解：被測零件的體外作用尺寸：mm零件需遵守包容要求，故合格條件是：∵∴該零件不合格。2、分度值為0.02mm/m的水平儀測量一導(dǎo)軌直線度，水平儀放在300mm橋板上，得如下圖所示的導(dǎo)軌直線的折線圖，畫出最小區(qū)域，求直線度誤差。解：l1的方程為：l2的方程為：當(dāng)*=1時，=2.75(格)直線度誤差=mm第五章習(xí)題答案5-4表面粗糙度評定參數(shù)Ra和Rz的含義是什么？答：Ra稱為輪廓的算術(shù)平均偏差，含義是在一個取樣長度內(nèi)縱坐標(biāo)Z(*)d絕對值的算術(shù)平均偏差。Rz稱為輪廓最大高度，是指在一個取樣長度內(nèi)，最大輪廓峰高Rp和最大輪廓谷深Rv之和的高度。5-5選擇表面粗糙度參數(shù)值時，應(yīng)考慮哪些因素？答：1.同一零件上，工作表面的粗糙度輪廓參數(shù)值通常比非工作表面小。2.摩擦表面的粗糙度輪廓參數(shù)值應(yīng)比非摩擦表面小。3.相對運動速度高、單位面積壓力大、承受交變應(yīng)力作用的表面粗糙度輪廓參數(shù)值應(yīng)小。4.對于要求配合性質(zhì)穩(wěn)定的小間隙配合或承受重載荷的過盈配合，孔軸的表面粗糙度參數(shù)允許值都應(yīng)小。5.表面粗糙度參數(shù)允許值應(yīng)與孔、軸尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差等級協(xié)調(diào)。*孔、軸尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差等級越高，則該孔或軸的表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)越小。*對于同一標(biāo)準(zhǔn)公差等級的不同尺寸的孔或軸，小尺寸的孔或軸的表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)比大尺寸的小一些。6.標(biāo)準(zhǔn)件上的特定表面應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來確定其表面粗糙度參數(shù)值。7.對于防腐蝕、密封性要求高的表面以及要求外表美觀的表面，其粗糙度輪廓參數(shù)值應(yīng)小。5-7在一般情況下，φ40H7和φ80H7相比，φ40H6/f5和φ40H6/s5相比，哪個應(yīng)選用較小的Ra值？答：φ40H7、φ40H6/f5應(yīng)選用較小的Ra值。補(bǔ)充題：看圖，試將下列的表面粗糙度技術(shù)要求標(biāo)注在該圖上：（1）圓錐面a的表面粗糙度參數(shù)Ra的上限值為4.0μm；（2）輪轂端面b和c的表面粗糙度參數(shù)Ra的最大值為3.2μm；（3）Ф30mm孔最后一道工序為拉削加工，表面粗糙度參數(shù)Rz的最大值為10.0μm，并標(biāo)注加工紋理方向；（4）（8±0.018）mm鍵槽兩側(cè)面的表面粗糙度參數(shù)Ra的上限值為2.5μm；（5）其余表面的表面粗糙度參數(shù)Rz的最大值為40μm。答：答案不唯一。第八章習(xí)題答案3-16用普通計量器具測量φ50f8（）軸、φ20H10（）孔，試分別確定孔、軸所選擇的測量器具并計算驗收極限。答：由表3-15查得φ50f8的測量不確定的允許值為3.5μm=0.0035mm，由表3-17查得分度值為0.005mm的比較儀測量不確定度為0.0030mm，它小于0.0035mm。所以可選作測量器具。由表3-15查得φ20H10的測量不確定度的允許值為7.6μm=0.0076mm，由表3-18查得分度值為0.001mm的千分表的測量不確定度為0.005mm，它小于0.0076mm，所以可用作測量。按內(nèi)縮方式確定φ50f8驗收極限，由表3-15查得φ50f8安全裕度A為3.9μm；按不內(nèi)縮方式確定φ20H10的驗收極限。φ50f8的驗收極限為上驗收極限=50-0.025-0.0039=49.9711mm下驗收極限=50－0.064＋0.0039=49.9399mm按不內(nèi)縮方式確定φ20H10的驗收極限為上驗收極限=20+0.084=20.084mm下驗收極限=20mm8-1試述光滑極限量規(guī)的作用和種類。答：光滑極限量規(guī)是一種沒有刻度的專用檢具，給定包容要求的孔、軸檢測時要使用量規(guī)進(jìn)行檢測。檢測時只能判斷零件是否合格，不能得出具體的幾何量數(shù)值。量規(guī)有通規(guī)和止規(guī)，必須成對使用。通規(guī)用來模擬最大實體邊界，檢驗孔或軸是否超出該邊界；止規(guī)用來檢驗孔或軸的實際尺寸是否超出最小實體尺寸。量規(guī)按測量表面不同分為塞規(guī)和環(huán)規(guī)（卡規(guī)），按用途不同可分為工作量規(guī)、驗收量規(guī)和校對量規(guī)。8-3光滑極限量規(guī)的設(shè)計原則是什么？說明其含義。答：光滑極限量規(guī)設(shè)計時應(yīng)遵守泰勒原則。泰勒原則是指實際被測孔或軸的體外作用尺寸不允許超出最大實體尺寸，被測孔或軸的局部實際尺寸不允許超出最小實體尺寸。8-4試計算遵守包容要求的φ40H7/n6配合的孔、軸工作量規(guī)的上下偏差以及工作尺寸，并畫出量規(guī)公差帶圖。解：查第三章相關(guān)表格得被測孔φ40H7的極限偏差為：EI=0，ES=+25μm；被測軸φ40n6的極限偏差為：ei=+17μmes=+33μm。查表8-1得量規(guī)制造公差T1和位置要素Z1分別為：孔用量規(guī)：T1=3μm，Z1=4μm；軸用量規(guī)：T1=2.4μm，Z1=2.8μm孔用量規(guī)公差帶圖軸用量規(guī)公差帶圖由圖可知：φ40H7孔用量規(guī)的通規(guī)：上偏差為+0.0055mm，下偏差為+0.0025mm，工作尺寸為mm，通規(guī)磨損極限為φ40mm。φ40H7孔用量規(guī)的止規(guī)：上偏差為+0.025mm，下偏差為+0.022mm，工作尺寸為mm或mm。φ40n6軸用量規(guī)的通規(guī)：上偏差為+0.314mm，下偏差為+0.029mm，工作尺寸為mm或mm，磨損極限為φ40.033mm。φ40n6軸用量規(guī)的止規(guī)：上偏差為0.0194mm，下偏差為0.017mm，工作尺寸為mm或mm。第九章習(xí)題答案9-2*減速器傳遞一般轉(zhuǎn)矩，其中*一齒輪與軸之間通過平鍵聯(lián)接來傳遞轉(zhuǎn)矩。已知鍵寬b=8mm，確定鍵寬b的配合代號，查出其極限偏差值，并做公差帶圖。答：查表9-2，確定b的配合代號：鍵寬為8h9、軸槽寬為8N9、輪轂槽寬為8JS9，查表3-1得IT9=36μm，鍵寬8h9的上偏差es=0，ei=－0.036mm，即mm查表3-5，可得軸槽寬8N9的基本偏差ES=0，EI=－0.036mm，即mm查表3-5，可得輪轂槽寬8JS9的基本偏差ES=+18μm，EI=－18μm，即8JS9(±0.018)mm。9-3什么是花鍵定心表面？國標(biāo)為什么只規(guī)定小徑定心？答：花鍵的定心表面可以是小徑、大徑和鍵側(cè)。國標(biāo)中規(guī)定采用小徑定心，這是因為花鍵的結(jié)合面需在淬火后磨削，而小徑便于磨削，內(nèi)花鍵小徑可知內(nèi)圓磨床上磨削，外花鍵小徑可用成形砂輪磨削，可達(dá)到較高的尺寸精度和形狀精度，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用小徑定心。9-4*機(jī)床變速箱中，有一個6級精度的齒輪的內(nèi)花鍵與花鍵軸聯(lián)接，花鍵規(guī)格：6×26×30×6，內(nèi)花鍵長30mm，花鍵軸長75mm，齒輪內(nèi)花鍵精車需要相對花鍵軸作軸向移動，要求定心精度較高。試確定：（1）齒輪內(nèi)花鍵和花鍵軸的公差帶代號，計算小徑、大徑、鍵（槽）寬的極限尺寸。（2）分別寫出在裝配圖上和零件圖上的標(biāo)記。答：(1)由于齒輪精度較高，且內(nèi)花鍵要相對花鍵軸軸向移動，定心精度要求較高，據(jù)表9-4確定齒輪內(nèi)花鍵公差帶代號為6×2