互换性与测量技术基础-参考答案.docx

第一章习题1 .简述互换性的基本含义.按互换性Ia织生产活动有事共优Ii性？机械洌造中的互换性,是指按规定的几何、物理及其他质m参数的公差，来分别制造机械的各个组成部分，使其在装配与更换时，不衢辅助黑工及修配便能很好地满足使用和生产上的要求.互换性是机械制造生产过程中应遵循的基本原则.采用互换性原则,在机械的设计、加工、装配、维修等一系列环节，均能带来极大的方便，具有显著的经济性.2 .完全互换性与不完全互换性有何区别？各用于何种场合？完全互换是指在装配、维脩过程中,对零件不需做任何的挑选、调整和辅助加工，而不完全互换,则需对零件进行测Ii分组、挑选试装甚至辅助加口，傲的机械设计、制造、装配及维修过程，都应遵循互换性原则。不完全互换主鬟用于以卜场合：1)当相配零件精度都很高时,完全互换可能造成很高的爱品率，对相配零件进行测Iit分组，同一对应组的零件可互换,亦称分组互换：2)单件小批生产或维脩过程中，为减少废品率，在装配时运行时零件is行挑选；3)大型零件的装配过程中因零件价值很高，可在装配时进行局部的辅助加工.3 .标准的料类和废别各有要控？技术标准大致可分为四大类.即：基础技术标准、产品标准、方法标准、安全与环境保护标准：按级别，标准可分为四级，即：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准.4 .写出下列优先数系列：RS,R20/3(第一个事为10,写出后五项优先数)10.14.20.28.405.下面两列致福属于事种系列？公比为多少？(1)电动机搦拈375rmin,750rmin,1500rmin,3（三）O1.Vmin本列数据为R10/3的移位系列,公比9=2.0：(2)MMf站床的量大站孔亶径I25mm,40mm*63mmf80mm.100mm>125mm等.本列数据为更合系列的行限数据,前三位限于R5系列.公比5=16其后属于R1.O系列，公比qo=1.25第二章习题1 .试画出下列各孔、轴配合的公差带图,并计算它们的极网尺寸、尺寸公差、配合公差及极限间隆或极限过盈.解：(1)对于孔内端>3'mm极限尺寸为IOm、=40039mm,Dz=4().X)mm；尺寸公差为，T11=0.039mm对于轴网0二;:Mmm极限尺寸为："e,=¢40.027mm,Jmin=40.(XCmm；尺寸公差为ITs=0.025mm该IE合为过波IE合，IE合公差为：Tf.=T1.1.+Ts=0.()64mm量大间隙为IXma.=Pm,-<in=+0-037mm大过也为，Ymay=Dm1.1.1.-ux=-0.027mm公差常图如下，(2)灼于孔帕0'T07'mm极限尺寸为：Dfna4=¢)6().()74mm,Omg=060.000mm；尺寸公差为：TH=0.074mm对于与轴心二聘;mm极限尺寸为:dm”=¢59.970mm,dM=/9.860mm：尺寸公差为：Ts=0.110mm该配合的配合公差为：刀=7“+八=OJWmm极限间隙为：Xnm=-<tn=+0.214mmxmin=DmE-仆=+030mm公差带图如下：771*0074:1-CRV1.-003°S00i-0.1402 .试根据表中己给数伯，计算井埴写空格中的数例单位为mm。基本尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸上偏差Tft公基标注孔郁8.0408.025+0.040+0.0250.015桃温轴神059.94059.8940.060-0.1060.046阚微孔63030.15030.020+0.150+0.0200.130侬IS轴西。49.95049.8880.0S0-0.1120.062孔利818.01718+0.01700.017回8产”3,试杳表确定卜列孔、轴公差带代号.（1）对于轴40标准公差为：x=es-ei=0.06,三我2-2为IT6基本偏差为I«=+0.017,青表2-4知，基本偏差代号为公差带代号可记为四0，吆(2)对于轴08标准公差为：11s=es-ei=0.018,查表22为/77基本偏差为：d=位028,查表2-4知，基本的差代号为S可记为阳&7(3)对于孔伊65啜器标准公差为：ITh=ES-E/=0.03,我表22为/77范本偏差为：ES=-0.03,也表2-5知，明本偏差代号为R可记为猴5«7<4>对于孔¢240懈标准公差为：rr1.=ES-E/=0.115.杳表2-2为/7P范本偏差为：E=-rf).1.70.杏表2-5知，基本儡差代号为。可记为6240£)94.设下列三组配合的聪本尺寸和使用要求如下：< 1)EXd)=<>35mm.Xmix-+120m.X.i1.1.三+50ms< 2>7X<Z)=40mm.>,mx=-80m.×mn=-35m< 3>IXd)<60mm.Xi=+50m,ymiix=-32m;试分别确定它们的公差等级,选用适当的配合,并Iui出公差带图.解：<1)根据7/=+G=X1_-Xg=TOpm因此，查去22可分配如忠7；,=T8=39m.Ts=IT1.=25m偎设配合采用基孔M则孔的基本偏基代号为E1.=O.ES=£Z+7B=+39m,记为放358<35ow).Xinm=E1.-es轴的基本偏差为CS=EI-Xmn=-50m查表2-4可知轴的基本偏差代号为e,记为姆，7(35三)M合记为夕35&e7.公差带图如下：771+0.039-0.050-0.075<2>根据,=7，+4=9.-9“=45即因此，看去22可分配如下：7；,=T7=25m,Ts=T6=1.6m假设配合采用*帕则轴的基本偏差代号为万，es=O,<=y-76=-1.6m,记为。406(网0工临).Ymin=ES-ei孔的基本偏差为ES=Ymt1.+ei=-51m戊表25可知孔的基本偏差代号为U,记为介M)U7(归03款)配合记为040U7/A6.公差带图如下:寸0勿根据7;=n,+4=X'-nz=82um因此，查表22可分配如M7；=T8=46m.假设配合采用基孔则孔的基本偏差代号为H,EZ=O,ES=EI+i出产）.Xmi=ES-ei.轴的端本偏差为ei=ES-在表2-4可知轴的璃本偏差代号为A,记为阿欣7配合记为网）“8弦7"公差带图如下：丁+0,046;勿及+0版O90-0.051-0.076Ts=IT1.=30m7B=÷46m,记为西08m=-4m（W湍）-0.016第三章习题1.试从91块一套的"中，Ifi合下界尺寸：29.875,42.116.37.632.29.87542.11637.632一1.OO5-1.OO6-1.OO2-207-41.M-36.63一1.37-1.1.1.-1.132734035.5-7.5-5.52030-尺寸29.875可中四块fit块组成,分别是1.5.1.37,7.S,20：尺寸42.116可由三块量块组成,分别是1.006,1.11,40：尺寸37.632可由四块量块组成.分别是1.2.1.13、5.5,302.用杠杆千分尺胤HI斑零件15次，费量结果分别为，10.216,10.213,10.215.10.214.10.215.10.215.10.217,10.21610.214,10.215.10.213,10.217.10.216.10.214.10.215若测量中没行系统误差.试求:（1）测证的算术平均位。入山冷0.2小（2）单次测量的实脸标准偏差/和算术平均值的实验标准偏差M:=,/*一行=0125m-=-=0.(JaB2给出以终的测强结论。该尺寸为±37=10.215±0.00097第四章习题2 .如图423所示，零件三料不同的标注方法对被要索的位工央求有何不同？图4-23答：图为编而相对于轴线的垂直度.被测要素为左端面,基准要素为网柱轴线.公差带为与基准要素垂直的两平行平面之间的区域，此区域的宽度为0.05mm,被测要素即左端面，完全位于公差带内为合格。图(b)为端面的跳动.被测要素为左端面,基准要去为网柱粕线.被测要素即左端面上的任-阳周，沿轴战方向的跳动量:不褥超过0Q5mm,而各即用上的跳动M不作比较。该项要求显然低于图同。图(C)为渊面全跳动.被测要素为左泡面，基准要求为圆柱轴线.整个被刈要素即左米面上的任一点，沿轴规方向的跳动收不得超过0.05mm、因此该项要求与图相同，3 .图4-24为一单列国隹浪子轴承的内,故将下列形位公差要求标注在零件图上：(1)圆锥横截面圆吱公差为6级；(2)圆推次线宜线度公差为7级(USOmm),且只允许材料向外凸起：(3)圆锥面对孔丽0”7轴线的斜向圆跳动公差为0.01mm：(4)掷07孔表面的圈柱度公羌为0.005mm：(三)右端而对左端面的平行度公差为0.005mm.60To1.o025©方)卜HO8070.005BCos一0.01.光+)|/b0iA图4-244 .在不改变形位公差目的前提下，改正图425中形位公差的标注脩误.正确的标注如下图，图42500.02±0.05A6.图426所示零件上有一孔，要求位置度公差为对mm,试对（八）<d)四种标注方式，按表4-17的襄求逐一分析康写.4-17图序号标注正确与否标注错误分析3错误即没有基准也没有理论正确尺寸，公差带则无从谈起b错误没有基准，公差带还是无法确定C错以基准B.C的位置标注不正确.轮牌要素作基准.符号不图4-267.图4-27所示套面的三种标注方法，诚按表4-18的要求分析中身.表4-18图号采用的公差原则理想边界及其尺寸允许的最大垂直度公差a独立原则该原则不涉及埋想边界00.05mmb包容要求最大实体边界，02Omm00.13mmC地大实体要求最大实体实效边界，019.95mm00.05+00.B=00.18mm图4-27第五章习题1.表面粗粮度的含义是什么？对零件的使用性能有鼻影响？答:表面粗植度是零件表面在加工时产生的微小的表面几何形状误差.大多呈一定的周期性.波距不超过08mm.表面租错度时零件性能的影响主要有以下几个方面：1）影响零件配合的松紧程度、连接强度：2）影响零件表面的耐磨性和接址刚度：3）影响零件表面的摩擦系数；4）影响零件的抗疲劳性能：5）影响零件的耐窗蚀性：6）影响零件衣面的视觉外观效果.2 .在一般情况下，但<）H7和抓H7相比，WO黄和Mom相比，鼻个零件应选用较小的f5s5表面粗度幅度值？答：40H7和帏H7相比.后者的表面粗糙度帼相应较小:<M0当和Wo学相比，也是后者的表面粗糙度幅伯应较小。5s53 .某一传动轴的轴径，其尺寸为80：黑，柱度公差为25m,试据此确定触I径的表面粗顺讦定ftRa的允许值.解：按照表5.6,尺寸公差=1.1.m,RI柱度公差t=2.5m,属于标在商精度系列，其推荐Ra0.15t=0375,所以应取Ro=0.4m,第六章习题1 .要求用普通计0具量内0/8轴、MOH9孔.试分别选用计量B具并计算险收横限.解：1)查表知Wof8即¢40;：黑.标准公差/7B=O.039测成不确定度允许侑U=/T8/I0=0.039/10=0.00?9即测量器具不确定度允许值M10.9U0.0035“安全裕度为A=/T8/10=0.039/10=0.0039“S6-3,应选用分度值为0.005的比较仪.检登时验收极限分别为：上般收极限=40-0.025-0.003939.97b三下验收极限=40-0.064+0.0039姆9.940，2)查我知M09即e201nw,标准公差/TP=0.052测量不确定度允许值U=/79/10=0.052/10=0.0052/on测M器具不确定度允许伯M10.9f00152*安全裕度为A=h9/10=0.052/10=0.0052僮表64,应选用分度值为0.001的分表。检验时会收极限分别为：上验收极限=20+0.052-O.(X)522().(M711限收极限=¢20+0.0052020.005”2 .计算检验放2“7孔用量短的工作尺寸，井出量战的公差常图.解：杳表知"0M7即30%nj1.,上偏差ES=0,下侑差£7=-0.021=-2查表65知量规的制造公差T=2An.E规的位置要素Z=3.4*”通规"T"：上偏上=EZ+Z+/2=-21+3.4+2.4/2=-6Am下偏差=£7+Z-772=-21+3.4-2.4/2=-18.8"”工作尺寸为超O北曝止现“Z"上偏差=ES=O下偏定=ES-T=-2.4*“工作尺寸为40，侬“3 .计算检验。8加轴用工作WX其校对量般的工作尺寸，并出，粉的公差带图.解：查表知皿即7即©8：翳方.上偏差es=+0.036=+36“,下偏差=ei=+<).018=+18*工作量规制造公差T=2叩,位置要素Z=28m”.校对fit班公差7；=T2=1”通规"-上偏差=es-Z+772=+36-2.8+2/2=+34.2”下偏差=ey-Z-7/2=+36-2.8-2/2=+32.2*”工作尺寸为砌82需止现"Z"上偏差=R+T=+18+2=+20“”下儡差=ei=+18泮”工作尺寸为8三校迪迪疑视“TT”上儡差=es-Z=+36-2.8=+33.2”下偏差=ei-Z-T；=+36-2.8-1=+32.2，工作尺寸为阳8制器校通损批规uTS-上偏差=GS=+3611下儡差=e$-，=+36-1=+35f11n工作尺寸为例8卷黑校止通量规“ZT”上偏差=M+。=+18+1=+19”卜儡差=M=+18”工作尺寸为创8：XOO0第七章习S1 .有一6U动轴承，内径为45mm,外径为100mm内与轴径的配合为万，外与壳体孔的配合为“6试画出配合的公差书图，并计算它们的横凝间隙和极H1.过盈.解：7-1.¾1.,滚动轴承内孔下儡差为一10m即内孔为<H5>fm>,与45y5(±().(X)55)的轴颈形成过渡能合，公茏帚图如图1所示.朵大间隙为Xmjx=ES-H=0-(-0.0055)=+0.0055mm最大过盈为Ymt,=E-es=-0.010-0.0055=).OI55nun查我7-2知，滚动轴承外圈下偏差为一13m即外圈为00"，刈3，与000"6(g)壳体孔形成间隙配合，公差带图如图2所示。最大间隙为Xmax=ES-f=+0.022-(-0.013)=+0.035nun最小间隙为Xme=FZ-W=O-O=O2 .某WUM1.中有一POA207滚动轴承(r=35mm,D=72mm,犊定动负荷C为19700N),其工作情况为：外壳体Ia定，轴旋转，转速为980rmin,承受的固定径向就荷为1300N.试确定，轴径和亮体孔的公差带代号、形位公差和表面粗It度允许值，并将它们分别标注在零件Ba上.悌：机构为减速器，轴承精度为PO级，口转速为980rmin,因此属于中低转速、普通精度的机构，外壳孔及轴颈精度不应太高；径向软荷P与额定动负荷C之比为空&=0.066Y0.07HOON,属于轻负荷。直表74、«7-5.轴颈为肢351/6、壳19700体孔为夕727即可“形位公差、表面粗糙度可查表78、表79,并标注于图3上.-IMOtwO_.r-HV01/10.0201B3 .某期号车床主轴的后轴承上采用两个POfit精度的单列向心球*承，试选算其与轴及亮体孔的IE合.W：由于是车床轴承，所以转速不会太高（通常不郃过2000min）;后轴承负荷较小，且基本无冲击现象：希度也不需太高（题中已给出）.因此.轴覆公差带代号可为/6或6（交台更紧）（表74）,光体孔公差带代号可为H7（7-5）.第八章习题八1 .某WUW出轴的伸出*与相配件孔的比合为E5H7m6,并采用平结.试确定轴槽与轮4风I的制面尺寸及其极限偏差、健槽对称度公差和槽表面粗度介数值，并将以上各项标注在零件图上.解：根据表8-1.平雄与杨梧的配合种类选为正常联结.即谡宽公差带为h8,轴梢宽为N9、轮致梢宽为JS9.进一步可写为:雄宽为1，£囚.轴柏宽为I4°t1.01j,轮致槽宽为14个黑：对称度范围是7F级,取8级（公差为0.02：键槽侧面为配合面,粗粒度取A3.2m;键梢底面为非配合面,租精度取A6.3m2 .某车床主轴箱中有一变速滑移齿轮与轴相结合，采用矩形花固定联结，花健基本尺寸为6×23×26×6.已知齿轮内孔不需要篇处理，试查衰确定花博的大轻、小柱和健宽的公差带代号，并画出公差带图W：任表8-4,按用途滑动配合,小径S1.合取为e23H7"7,大径配合取为g26"IO1.I,雄与覆槽宽度配合取为69/a03 .试稿定矩形花配合62832市7fg中内外花的小径、大径、健宣、槽官的极限偏差和位度公差，并指出各自应建守的公差原则.解：小径配合为伊2847g7,即为夕287（必）及7（黑）.应遵守包容要求：大径配合为33210如1,即为g32H1.（，叫a1.1.（膘），应遵守独立除卧健.犍槽配合为711/9.即为7I1.tftoW）/9（二；霜）,应遵守独立原则：查表85.矩形花犍配合的雄、楙位置度均取为0.020mm.第九章习题九4 .Ir一直齿柱齿轮，”=2.5mm,z=40,b=25mm,=20趣检验知其各套数实际偏差值为：F1.j=12m,r.=-10m,F产35m,耳=20m.向该齿轮可达几级精度？解：由表97查得.7级精度的齿距累积总偏差FP的允许值为37m:由衣9-8自得，7级精度的单个齿距偏差的允许值为12“m：由我9-9查得，7级精度的齿麻总偏整用的允许假为16m;由我9-12查得,螺旋线总偏差片的允许伯7汲精度为17m,8级精度为24pm：综合确定齿轮精度等拨为7级。5 .某速暑中有一直齿柱肉轮，模数，=3mm,齿数二=32,齿宣=60mm,基准齿形角“=20,传递大功率为5kW,转速为960rmin.该齿轮在修国厂小批生产，试确定：(1)雷轮希度等AU<2)临轮的雷廓、齿距、的向精度项目中各项数的偏差允许值.解：齿轮分度阳线速度tmzn1000,603.14×3×32960-Xr-=4.825"SI(XX)60结合给定条件“诚速器”、'最大功率为5kW”,以及表9-3、表94,确定齿轮精度为8级齿廊精度：匕,=22m,=17jm,*n,=±14m齿跪精度；Fp=S3m,上A=±17mi向精度：Ai=28pm.f<1.=±20m6 .某直齿鼻柱齿轮副，模效，”=5mm,齿宽=50mm,基准齿形角0=2(),齿敷ZI=2。、¾=5().已知其精度IHR为6fii(GB10095-2008).假设生产批量为大批生产，试确定伊轮副的精度项目但合及其偏差的允许值.解：参考表9B、表96.确定：运动精度指标为Ft>.传动平松性指标为外、*4.承我能力指标为4，各项目指标的偏差允许(ft分别为：Ft>=28m,Fp2=36m4X.=±9f11.1ri=±10m;Fu1=13m.£,z=15mf,t=14m,i=15m7 .某普遢车床主轴交速箱中的一个直齿柱齿轮如图+18所示，传递功率>=7.5kW,转速=750rm1.n,横数a=3mm.ftz=50,基准齿形角a=20tt=25nn,齿轮内孔亶径d=45mm街轮副中心Je“=ISOmm,小I1.f1.R1.EC=O3mm,生产类型为成批生产，试确定：(1)齿轮精度等级和齿厚偏差I(2)齿轮的精度项目中各项参数的偏差允用1.(3)齿抵的尺寸公差和几何公差；(4)孔槽宣度和深度的公稼尺寸和废限IM1.(5)齿轮母面和其他主要表面的粗履度允许值.解：(D齿轮精度等级和齿厚偏差齿轮分度BiI线速度11tnzn3.I4×3×5O750”丽丁。X访=5.89,心结合给定条件“普通乍床主轴变速箱”、“传递功率7SkW”,以及9-3、9-4.确定齿轮精度为8段jtmoet*Jn)CoSart式(9-18)4=M1.+rJ,)s-an+211-=2×82COS22(+2×251N43m代入式(9-17)2“+2×31.5tan20o=207mV*AJJ齿厚上偏差为Etn$«-104m齿原公差为式(9-19)=E+M2um11=56+(1.26×1(X)2tan20oEoom位厚下偕差为fwj=-204m（2）齿轮的精改项目中各项参数的偏差允许ft齿脚精度：,=25m.Z.=19m,i,=116r>齿距精度：Fp=70m,*r=t1.8m齿向精度：f三25m.三<.B±18m（3）齿坯的尺寸公差和几何公差齿顶留取码56川I=3156:5，内孔取>45H7=H5；"M5卷照表（9-23）,内孔即柱度公差取0.007mm；轴向圆跳动取O.O3Omm（4）孔键槽宽度和深度的公称尺寸和极限偏差：查表（8.2）,出梢为宽148.021.深3.8/t槽宽对称度公差取o.O3（5）齿轮齿面和其他主要表面的粗楂度允许值齿面、内孔粗糙度取Ra1.6.定位端面取Ra3.2,齿JeIg取Ra63