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互换性习题及答案

第一章绪论

1-1.什么叫互换性?为什么说互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守原则?列举互换性应用实例。(至少三个)。

答:(1)互换性是指机器零件(或部件)相互之间可以代换且能保证使用要求的一种特性。

(2)因为互换性对保证产品质量,提高生产率和增加经济效益具有重要意义,所以互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。

(3)列举应用实例如下:

a、自行车的螺钉掉了,买一个相同规格的螺钉装上后就能照常使用。

b、手机的显示屏坏了,买一个相同型号的显示屏装上后就能正常使用。

c、缝纫机的传动带失效了,买一个相同型号的传动带换上后就能照常使用。

d、灯泡坏了,买一个相同的灯泡换上即可。

1-2 按互换程度来分,互换性可分为哪两类?它们有何区别?各适用于什么场合?

答:(1)按互换的程来分,互换性可以完全互换和不完全互换。

(2)其区别是:a、完全互换是一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配,装配后即能满足预定要求。

而不完全互换是零件加工好后,通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组,仅同一组内零件有互换性,组与组之间不能互换。b、当装配精度要求较高时,采用完全互换将使零件制造精度要求提高,加工困难,成本增高;而采用不完全互换,可适当降低零件的制造精度,使之便于加工,成本降低。

(3)适用场合:一般来说,使用要求与制造水平,经济效益没有矛盾时,可采用完全互换;反之,采用不完全互换。1-3.什么叫公差、检测和标准化?它们与互换性有何关系?

答:(1)公差是零件几何参数误差的允许范围。

(2)检测是兼有测量和检验两种特性的一个综合鉴别过程。

(3)标准化是反映制定、贯彻标准的全过程。

(4)公差与检测是实现互换性的手段和条件,标准化是实现互换性的前提。

1-4.按标准颁布的级别来分,我国的标准有哪几种?

答:按标准颁布的级别来分,我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。

1-5.什么叫优先数系和优先数?

答:(1)优先数系是一种无量纲的分级数值,它是十进制等比数列,适用于各种量值的分级。

(2)优先数是指优先数系中的每个数。

1-6.代号“GB321-1980”、“JB179-1983”和“ISO”各表示什么含义?

答:它们表示的含义是:

(1)GB321—1980

∣∣∣

国文年

家件代

标号

(2)JB 179—1983

∣∣∣

机文年

械件代

工号

(3)ISO——国际标准化组织

1-7.下面两列数据属于哪种系列?公比为多少?

(1)机床主轴转速为200,250,315,400,500,630,、、、

单位r/min

(2)表面粗糙度R的基本系列为

0.012,0.025,0.050,0.100,0.20,、、、,单位为um。

答:(1)基本系列R10,公比为1010

(2)派生系列,公比为2。

1-8.判断结果如下:

(1)不经挑选,调整和修配就能相互替换,装配的零件,装配后能满足使用性能要求,就是具有互换性的零件。

(√)

(2)互换性原则中适用于大批量生产。(╳)

(3)为了实现互换性,零件的公差应规定得越小越好。(╳)

(4)国家标准中,强制性标准是一定要执行的,而推荐性标准执行与否无所谓。

(╳)

(5)企业标准比国家标准层次低,在标准要求上可稍低于国家标准。(╳)

(6)厂外协作件要求不完全互生产。(╳)

(7)装配时需要调整的零、部件属于不完全互换。(√)

(8)优先数系包含基本系列和补充系列,而派生系列一定是倍数系列。(╳)

(9)产品的经济性是由生产成本唯一决定的。(╳)

(10)保证互换的基本原则是经济地满足使用要求。(√)

2-1

某仪器在示值为20mm 处的校正值为-0.002mm,用它测工件时,若读数正好为20mm,工件的实际尺寸为多少? 解: 工件的实际尺寸为:20+(-0.002)=19.998mm 。 2-2 某一测量范围为0~25mm 的外千分尺,当活动测杆与测,可靠接触时,其读数为+0.02mm,若用比千分尺测工件尺寸,读数为

10.95mm,其修正后的测量结果.

解: 因示值误差为+0.02mm,则其修值为-0.02mm 。修正后的测量结果是:10.95+(-0.02)=10.93mm 。 2-3 用两种方法分别测两个尺寸,它们的真值L1=50mm,L2=80mm,若测得值分别为50.004mm 和80.006mm,试问哪种方法测量

精度高。

解: 由相对误差计算公式ε=Xo Xo

X -×100%得:

ε1=11

1Xo Xo X -×100%=5050004.50-×100%=0.008% ε2=2

2Xo X -×100%=8080006.80-×100%=0.0075%

因为 ε1>ε 2

所以 第二种方法测量精度高。

2-10 今用公称尺寸为10mm 的量块将千分表调零后测量某零件的尺寸,千分表的读数为+15um 。若量块实际上尺寸为10.0005mm,试计算千分表的调零误差和校正值.若不计千分表的示值误差,试求被测零件的实际尺寸。 解:(1)千分表的调零误差 10-10.0005=-0.0005mm=0.5um, (2)校正值为+0.5um,

(3)被测零件实际尺寸: 10.0005+0.015=10.0155mm 。

第三章 光滑圆柱体结合的互换性及其检测

3-1 判断下列说法是否正确,正确用“T ”示出,错误用“F ”示出,字母一律写在括号内。 (1)公差是零件尺寸允许的最大偏差。 ( ╳ ) (2)公差通常为正,在个别情况下也可以为负或零。 ( ╳ ) (3)孔和轴的加工精度越高,则其配合精度也越高。 ( ╳ ) (4)配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差。 ( √ )

(5)过渡配合可能有间隙,也可能有过盈。因此,过渡配合可以是间隙配合,也可以是过盈配合。

( ╳ )

(6)零件的实际尺寸就是零件的真实尺寸。 ( ╳ )

(7)某一零件的实际尺寸正好等于其基本尺寸,则这尺寸必适合格。 ( ╳ ) (8)间隙配合中,孔的公差带一定在零线以上,轴的公差带一定在零线以下。 ( ╳ ) (9)零件的最大实体尺寸一定大于其最小实体尺寸。 ( ╳ ) (10)基本尺寸一定时,公差值愈大,公差等级愈高。 ( √ )

(11)不论公差值是否相等,只要公差等级相同,尺寸的精确程度就相同。 ( √ ) (12)?75±0.060mm 的基本偏差是 +0.060mm 尺寸公差为0.06mm ( ╳ ) (13)因Js 为完全对称偏差,故其上、下偏差相等。 ( ╳ ) (14)基准孔的上偏差大于零,基准轴的下偏差的绝对值等于其尺寸公差。( √ )

(15)?60006.0019

.0--mm. ( ╳ )

(16) 因配合的孔和轴基本尺寸相等,故其实际尺寸也相等 。 ( ╳ )

(17)由于零件的最大极限尺寸大于最小极限尺寸,所以上偏差绝对值大于下偏差绝对值。

( ╳ )

(18)尺寸偏差可以正值,负值或零。 ( √ ) (19)尺寸误差是指一批零件上某尺寸的实际变动量。 ( √ )

(20)选择公差等级的原则是,在满足使用要求的前提下,尽可能选择较小的公差等级。

( ╳ )

3-2.什么是基孔制配合与基轴制配合?为什么要规定基准制?广泛采用基孔制配合的原因何在?在什么情况下采用基轴制配合?

答: (1)基孔制配合是指基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。而基轴制配合是指基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。 (2)因为国家标准规定的20个公差等级的标准公差和28个基本偏差可组合成543个孔公差带和544个轴公差带。这么多公差带可相互组成近30万种配合。为了简化和统一,以利于互换,并尽可能减少定值刀具、量具的品种和规格,无需将孔轴公差带同时变动,只要固定一个,变更另一个,便可满足不同使用性能要求的配合,且获得良好的技术经济效益。因此,国家标准对孔与轴公差带之间的相互位置关系,规定了两种基准制,即基孔制和基轴制。 (3)因为采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格数目,有利于刀量具的标准化、系列化,因而经济合理,使用方便,能以广泛采用基孔制配合。 (4)选择基轴制配合的情况如下:a 、由冷拉棒材制造的零件,其配合表面不经切削加工;b 、与标准件相配合的孔或轴;c 、同一根轴上(基本尺寸相同)与几个零件孔配合,且有不同的配合性质。 3-3.更正下列标注的错误:

(1)?80

009.0021.0-- (2)300039.0- (3)120021.0021.0-+ (4)?6087H f

(5)?8068

D F (6) ?50

f H 78 (7)?50H8

039

.0

解: 更正如下:

(1) ?80021.0009

.0-- (2) ?300039.0+ (3)120±0.021

(4) ?6078

h F

(5) ?8068d F (6) ?50

78f H (7) ?50H8(0039

.0+)。

3-4. 下面三根轴哪根精度最高?哪根精度最低?

(1)?70075.0105.0++ (2)?250044.0015.0-- (3)?10022.00-

解: (1)由Th=∣es-ei ∣得

Th1=∣es1-ei1∣=∣+0.105-(+0.075)∣=0.030mm 查表3-2得:轴的公差系级为IT7。 (2)由Th=∣es-ei ∣得

Th2=∣es2-ei2∣=∣(-0.105)-(-0.044)∣=0.029mm 查表3-2得:轴的公差系级为IT6。 (3)由Th=∣es-ei ∣得

Th3=∣es3-ei3∣=∣0-(-0.022)∣=0.022mm 查表3-2得:轴的公差系级为IT8。

由此观之,第二根轴精度最高,第三根轴轴精度最低。

3-7.查表确定下列各尺寸的公差带代号

(1)?18

011.00

-(轴) (2)?1200087

.0+(孔)

(3)?50

075.0050.0--(轴) (4)?65041.0005

.0-+(孔)

解: (1)基本偏差es=0 基本偏差代号为h , Ts=es-ei=0-(-0.011)=0.011mm=11um 查表3-2得:公差等级为IT6 故公差带代号为h6。 (2) 基本偏差EI=0 基本偏差代号为H , Th=ES-EI=+0.087-0=0.087mm=87um 查表3-2得:公差等级为IT9 故公差带代号为H9。 (3) 基本偏差es=-0.050 查表3-3得基本偏差代号为e , Ts=es-ei=-0.050-(-0.075)=0.025mm=25um 查表3-2得:公差等级为IT7 故公差带代号为e7。

(4) 基本偏差ES=+0.005 查表3-4得基本偏差代号为M , Th=ES-EI=+0.005-(-0.041)=0.046mm=46um 查表3-2得:公差等级为IT8 故公差带代号为M8。

3-8. 有一孔,轴配合为过渡配合,孔尺寸为?80

0046

.0+mm,轴尺寸为

?80±0.015mm,求最大间隙和最大过盈;画出配合的孔,轴

公带图。

解:最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.046-(-0.015)mm=+0.061mm 最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.015)mm=-0.015mm

3-9. 有一组相配合的孔和轴为?30

7

8

h

N

,作如下几种计算并填空:

查表得N8=(

036

.0

003

.0

-

-

), h7=(

021

.0

-

)

(1)孔的基本偏差是__-0.003__mm,轴的基本偏差是___0______.

(2)孔的公差为____0.033_____mm,轴公差为____0.021______mm.

(3)配合的基准制是___基轴制____;配合性质是_过渡配合________.

(4)配合公差等于_______0.054___mm.

(5)计算出孔和轴的最大,最小实体尺寸.

解:孔的最大实体尺寸:DM=Dmin=?30+(-0.036)=?29.964mm

孔的最小实体尺寸:DL=Dmax= ?30+(-0.003)=?29.9997mm

轴的最大实体尺寸:dm=dmax=d+es= ?30+0= ?30.0mm 轴的最小实体尺寸:dl=dmin=d+ei= ?30+(-0.021)= ?29.979mm

3-10. 在某配合中,已知孔的尺寸标准为?20

013

.0

+

,Xm求出轴的上,下偏差及其公差带代号.

解:Th=ES-EI=+0.013-0=0.013mm

因为Tf=Th+Ts

所以Ts=Tf-Th=0.022-0.013=0.009mm 查表3-2提:轴的公差等级为IT5。

因为:Xmax=ES-ei

所以:ei=ES-Xmax=+0.013-0.011=+0.002mm es=Ts+ei=0.009+0.002=+0.011mm

查表3-3得轴的基本偏差代号为R。

?20k5(

002

.0

011

.0

+

+

)。

3-11.基本尺寸为?50mm的基准孔和基准轴相配合,孔轴的公差等级相同,配合公差Tf=78um,试确定孔、轴的极限偏差,并与成标注形式。

解:因为Tf=Th+Ts 且Th=Ts

所以Tf=2Th=2Ts 则Th=Ts=

2

Tf

=

2

78

um=39um

又因为基准孔的EI=0,基准轴的es=0, 所以ES=Th+EI=39+0=+39um

Ei=es-Ts=0-39=-39um

写成标注形式为孔:?50(

039

.0

+

)mm

轴:?50(

039

.0

-

)mm

3-12 画出?15Js9的公差带图,并该孔的极限尺寸,极限偏差,最大实体尺寸和最小实体尺寸。(已知基本尺寸为15mm时,IT9=43um)解:因为Js是对称偏差,且IT9的公差值为43um是奇数

所以ES=-EI=

2

1

9-

IT

=

2

1

43-

=+21um

写成尺寸标注形式为:?50±0.021mm Dmax=D+ES= ?15+0.021= ?15.021mm Dmin=D+EI= ?15-0.021= ?14.979mm

ES=+0.021mm

EI=-0.021mm

Dm=Dmin= ?14.979mm

Dl=Dmax= ?15.021mm

画出公差带图:

3-13.已知?40M8(

034

.0

005

.0

-

+

),求?40H8/h8的极限间隙或极限过盈。

解:IT8 基本尺寸为?40的公差值Th=ES-EI=+0.005-(-0.034)=0.039mm

?40H8基准孔的EI=0,ES=Th=+0.039mm

?40h8基准轴的es=0,ei=-Ts=-0.039mm

极限间隙:Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.039)=+0.078mm

Xmin=EI-es=0-0=0mm

3-14 略

3-15.已知基本尺寸为?40的一对孔、轴配合,要求其配合间隙为41~116,试确定孔与轴的配合代号,并画出公差带图。

解:(1)选择基淮制

因为没有特殊要求,所以选用基孔制配合,基孔制配合EI=0。

(2)选择孔,轴公差等级

由式(3-10)得,Tf=Th+Ts=∣Xmax-Xmin∣,根据使用要求,配合公差Tf′=∣X′max-X′min∣=∣116-41∣=75um,即所选孔轴公差之和Th+Ts应最接近T′f而不大于T′f。

查表3-2得:孔和轴的公差等级介于IT7和IT8之间,取孔比轴大一级,故选为IT8级,Th=39um,轴为IT7级,Ts=25um,划配合公差Tf=Th+Ts=39+25=64um小于且最接近于75um。因此满足使要求。

(3)确定孔,轴公差带代号

因为是基孔制配合,且孔的标准公差等级为IT8级,所以孔的公差带代号为?40H8(

039

.0

+

)

又因为是间隙配合,

Xmin=EI-es=0-es=-es

由已知条件X′min=+41um 则es′=-41um

即轴的基本偏差es应最接近于-41um。查表3-3,反轴的基本偏差不e,es=-50um, 则ei=es-Ts=-50-25=-75um

所以轴的公差带代号为?40e7(

075

.0

050

.0

-

-

)mm

确定的孔与轴配合代号为

7 8 e H

(4)验算设计结果

Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.075)=+0.114mm=+114um

Xmin=EI-es=+0-(-0.050)=+0.050mm=+50um

它们介于41~116之间,设计合适。画出公差带图如下:

3-16. 设有一基本尺寸为?110的配合,经计算,为保证连接可靠,其过盈不得小于40um;为保证装配后不发生塑性变形,其过不得大于110um。若已决定采用基轴制,试确定此配合的孔、轴公差带代号,并画出公差带图。

解:由题设要求为基轴制配合,则es=0

选择孔、轴公差等级

由Tf=Th+Ts=|Ymin-Ymax|,据使用要求配合公差T′f=|Y′min-Y′max|

即Tf′=|-40-(-110)|=70μm,即所选孔、轴公差之和Th+Ts应最接近Tf′而不大于它。

查表3-2得:孔和轴的公差等级介于IT7和IT6之间,取孔比轴大一级,故选为IT7级,Th=35μm,轴为IT6级,Ts=22μm,即配合公差Tf=Th+Ts=35+22=57μm小于且最接近于Tf′(70μm)。因此,满足使用要求。

确定孔、轴公差带代号

因为是基轴制配合,且轴的标准公差等级为IT6级,所以轴的公差带代号为φ110h6(

022

.0

-

又因为是过盈配合,Ymin=ES-ei

由已知条件Y′min=-40μm,则ES′=Y′min+ei=-40+(-22)=-60μm 即孔的基本偏差ES应最接近于-62μm。查表3-4,取

基本偏差为S,ES=-79+Δ=-79+13=-66μm,

则EI=ES-Th=-66-35=-101μm

所以孔的公差带代号为φ110S7(

101

.0

066

.0

-

-

4)验算设计结果

Ymax=EI-es=-0.101-0=-0.101mm

Ymix=ES-ei=-0.066-(-0.022)=-0.044mm 它们介于-40μm~-110μm之间

3-17 用通用计量器具检测?40K7 E 孔,试确定验收极限并选择计量器具。 解:确定安全裕度A

该工件公差T=0.025mm,公差等级为IT7, A=(1/10)T ,故A=0.0025mm 。 确定验收极限

因为此工件遵守包容原则,故其验收极限应按方式一(内缩的验收极限)来确定。 上验收极限=最大极限尺寸减去-A 下验收极限=最小极限尺寸加工+A

因φ40K7的基本偏差上偏差ES=-2+9=+7μm (表3-4) 即EI=ES-Th=+7-25=-18μm φ

40K7(018.0007

.0-+)

故上验收极限=40+(+0.007)-0.0025=40.0045mm 下验收极限=40+(-0.018)+0.0025=39.9845mm

选择计量器具

查表3-14,优先选用工档,计量器具不确定度允许值工档u=2.3μm=0.0023mm 。 查表3-16,分度值为0.002的比较仪的测量不确定度为0.0018mm, 因为u1< u1又最接近

所以,选用分度值为0.002的比较仪符合工档要求。

第四章 形状和位置公差答案页码顺序

4-1 在表2.1中填写出形位公差各项目的符号,并注明该项目是属于形状公差还是属于位置公差。 解:见表2.1 (符号略)

4-2 解:见表2.2。

4-3.

解:

1)φ60f7圆柱面的圆柱度公差值为0。05mm。圆柱面必须位于半径差为公差值0。05mm的两同轴圆柱面之间。

2)整个零件的左端面的平面度公差是0。01mm。整个零件的左端面必须位于距离为公差值0。01mm的两平行平面之间。

3)φ36h6圆柱表面上任一素线的直线度公差为0。01mm。

圆柱表面上任一素线必须位于轴向平面内,距离为公差0。01的两平行直线之间。

4)φ36h6圆柱表面任一正截面的圆的圆度公差为0。01mm,在垂直于φ36h6轴线的任一正截面上,实际圆必须位于

半径差为公差值0。01mm的两同心圆之间。

4-4 按下列要求在图2.2上标出形状公差代号。

(1)Φ50圆柱面素线的直线度公差为0.02mm。

(2)Φ30圆柱面的圆柱度公差为0.05mm。

(3)整个零件的轴线必须位于直径为0.04 mm的圆柱面内。

解:按要求在图2.1上标出形状公差代号

图2.1

4-5 将下列技术要求用代号表注在图2.5上。

(1)Φ20d7圆柱面任一素线的直线度公差为0.05mm。(或Φ20d7圆柱面任一素线必须位于轴向平面内距离

为公差值0.05mm的两平行直线之间。)

(2)被测Φ40m7轴线相对于Φ20d7轴线的同轴度公差为Φ0.01mm。(或Φ40m7轴线必须位于直径

为公差值0.01mm,且与Φ20d7轴线同轴的圆柱面内。)

(3)被测度10H6槽的两平行平面中任一平面对另一平面的平行度公差为0.015mm(或宽10H6槽两

平行平面中任一平面必须位于距离为公差值0.015mm,且平行另一平面的两平行平面之间)。

(4)10H6槽的中心平面对Φ40m7轴线的对称度公差为0.01mm。(或10H6槽的中心平面必须位于

距离位于距离为公差值0.01mm,且直对通过Φ40m7轴线的辅助平面对称配置的两平行平面之间。)(5)Φ20d7圆柱面的轴线对Φ40m7圆柱右肩面的垂直度公差为Φ0.02mm。(或Φ20d7圆柱面轴线必须位直

径为公差值0.02mm,且垂直于Φ40m7圆柱右肩面的圆柱右肩面的圆柱面内。)

解:见图2.2

图2.2

4-6.说明图2.6中形位公差标注的含义。

解:1)零件的左侧面对基准平面B(右侧面)的平行度公差为0.02mm。若有平行度误差,则史允许按

符号的方向(即从下往上)逐渐减小。

2)零件下表面任一50mm×50mm的正方形面积上,平面度公差为0.。06mm。

3)槽的中心平面对基准中心平面A(零件左、右两侧面的中心平面)的对称度公差为0.。01mm,

被测要素的尺寸公差与对称度公差遵守最大实体原则。

4-11.一销轴如图2.11所示,试按要求填空及填表。

(1)尺寸公差和形状公差遵守相关原则,此相关原则为 _最大实体原则__ ;直线度公差值Φ0.015称为_____相关公差________ 。(2)销轴实际尺寸必须在 _____9.97_________ mm和 ______10________ mm之间。

(3)当销轴直径为Φ10mm时,轴线直线度公差为______0.015___________mm。

(4)当销的直径为Φ9.97时,公差的补偿值为___0.03______________ mm,销轴的轴线直线度公差为 ____0.045_____________ mm。(5)销轴的实效尺寸为___Φ10.015______________ mm。

(6)销轴的最大作用尺寸为____Φ10.015______________mm。

(7)销轴的最小作用尺寸为____Φ9.97______________mm。

(8)填表2.3

表2.3 (mm)

4-12 如图2.13所示,试按要求填空并回答问题。

(1)当孔处在最大实体状态时,孔的轴线对基准平面A的平行度公差为__0.05___mm。

(2)孔的局部实际尺寸必须在__6.5____mm至______6.6___mm之间。

(3)孔的直径均为最小实体尺寸Φ6.6mm时,孔轴线对基准A的平行度公差为_0.15_mm。

(4)一实际孔,测得其孔径为Φ6.55mm,孔轴线对基准A的平行度误差为0.12 mm。问该孔是否合格?__不合格(因为孔径为φ6.55mm。平行度差为0.1mm)_______ 。

(5)孔的实效尺寸为___φ6.45_______ mm。

4-13.一销轴尺寸标注如图2.14所示,试按要求填空,并填表。

(1)销轴的局部实际尺寸必须在φ10 mm至φ9.985 mm之间。

(2)当销轴的直径为最大实体尺寸_____φ10___mm时,允许的轴线直线度误差为________零____ mm。此时,销轴为一个Φ10mm的理想圆柱。

(3)填表2.4

4-14.一零件尺寸标注如图2.15,试作如下回答,并填表2.5。

(1)细轴的局部实际尺寸应在_____φ40.025___ mm至____φ40.009 _______ mm之间。

(2)细轴直径为何尺寸时,允许的细轴轴线对基准平面A的直垂度误差最大,其最大值多少?

答:细轴直径为φ40.009时,允许的细轴线对基准平面A的垂直度误差最大,其最大值为φ0.016(φ40.025–φ40.009=φ0.016mm)。(3)填表2.5

表2.5解:

4-15 看传动座零件工作图(图2.19),解释图中形位公差标注的含义。

4-16 根据下列要求和说明,在零件图2.20中进行标注(单位为mm)。解:见图2.8。

图2.8

4-17 改正图2.9a)、b)中形位公差标注上的错误(不改变形位公差项目)。

解:见图2.4a、b。

图2.4

4-18 识读图2.8中形位公差标注,按要求填空:

图2.8

(1)被测要素:___φ25mm圆柱面_;基准要素:_φ15mm圆柱面轴线 _____ ;公差带形状:___两同心圆_____ ;

(2)被测要素:___槽φ10mm的中心平面_;基准要素:_φ25mm圆柱面轴线___;公差带形状:___两平行平面_____;

(3)被测要素:____φ20mm轴心线____ ;基准要素:_______φ25mm轴的轴心线____;公差带形状:____一个圆柱面________ ;

(4)被测要素:___孔φ8mm轴心线 _;基准要素:___φ15mm 轴的轴心线_____;公差带形状:_____两平行平面_______;(5)被测要素:φ15mm轴的轴心线__;公差带形状:一个圆柱面___;

第五章表面粗糙度

5-1.填空题。

(1)表面粗糙度是指加工表面__所具有的较小间距_和微小峰谷不平度。

(2)取样长度用_l _表示,评定长度用_ln_表示;轮廓中线用_ m__表示。

(3)轮廓算术平均偏差用_Ra 表示;微观不平度十点高度用_ Rz 表示;轮廓最大高度用_Ry 表示。

(4)表面粗糙度代号在图样上应标注在__可见轮廓线_、_尺寸界线_或其延长线上,符号的尖端必须从材料外_指向__表面,代号中数字及符号的注写方向必须与_尺寸数字方向__一致。

(5)表面粗糙度的选用,应在满足表面功能要求情况下,尽量选用__较大_的表面粗糙度数值。

(6)同一零件上,工作表面的粗糙度参数值_小于_非工作表面的粗糙度参数值。

5-2.问答题。

(1)简述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响。

答:表面粗糙度对零件的使用性能的影响主要表现在以下四个方面:

1)对配合性质的影响由于零件的表面粗糙不平装配后,引起实际间隙的增大或减小了实际过盈,从而引起配合

性质的改变或降低了配合的边接强度。

2)对耐磨性的影响因零件表面粗糙不平,两个零件作相寻运动时,会影响它们之间的磨擦性能,并且粗糙的表面会主生较大的磨擦阻力。影响运动的灵活性,使表面磨损速度增快,亦使消耗的能量增加。

3)对抗疲劳强度的影响零件表面越粗糙,表面上凹痕产生的应力集中现象越严重。当零件承受交变载荷时。

容易引起疲劳断裂。

4)对抗腐蚀性的影响粗糙的表面,它的凹谷处容易积聚腐蚀性物质,造成表面锈蚀

(2)规定取样长度和评定长度的目的是什么?

答:规定取样长度的目的是为了限制或减弱表面波度的影响;规定评定长度的目的是为了合理地反映轮廓的真实情况。(3)表面粗糙度的主要评定参数有哪些?优先采用哪个评定参数?

答:表面粗糙度的主要评定参数有:轮廓算术平均偏差Ra;轮廓最大高度Rz。优先选用Ra。

(4)常见的加式纹理方向符号有哪些?各代表什么意义问答题:

答:常见的加工纹理方向符号有=、⊥、X、M、C、R、P共七种。

=:表示纹理平行于标注代号的视图的投影面;

⊥:表示纹理垂直于标注代号的视图的投影面;

X:表示纹理呈两相交的方向;

M:表示纹理呈多方向;

C:表示纹理呈近似同心圆;

R:表示纹理呈近似放射形;

P:表示纹理无方向或呈凸起的细粒状。

5-3.综合题:

(1)解释表3.1中表面粗糙度标注的意义。

表3.1

解释:

解:见图3.1 图3.1

(3)将下列技术要求标注在图3.2中。

图3.2

第六章光滑极限量规设计

6—1 试述光滑极限量规的作用和分类。

答:作用在大批量生产时,为了提高产品质量和检验效率而采用量规,两归结构简单,使用方便,有时可靠,并能保证互换性。因此,量规在机械制造中得到了广泛应用。

分类: 按用途分为工作量规,验收量规合校对量规.

6—2 量规的通规和止规按工件的哪个实体尺寸制造?各控制工件的什么尺寸?

答:量规的通规按工件的最大实体尺寸制造;

量规的止规按工件的最小实体尺寸制造;

量规的通规控制工件的作用尺寸;

量规的止规控制工件的实体尺寸。

6-3 用量规检测工件时,为什么总是成对使用?被检验工件合格的标志是什么?

答:通规和止规成对使用,才能判断孔或轴的尺寸是否在规定的极限尺

寸范围内。

被检验工件合格的标志时通规能通过,止规不能通过,反

6-4为什么要制定泰勒原则,具体内容有哪些?

答:由于工件存在形状误差,加工出来的孔或轴的实际形状不可能是一个理想的圆锥体,所以仅仅控制实体尺寸在极限尺寸范围内,还不能保证配合性质。为此,《公差与配合》国家标准从工件验收的角度出发,对要求的孔和轴提出了极限尺寸判断原则,即:泰勒原则。

通规用来控制工件的作用尺寸,总的测量面应是与孔或轴形状相对应的完整表面,{通常称全型量规},其基本尺寸等于工件的最大实体尺寸,且长度等于配合长度。止规用来控制工件的实际尺寸,它的测量面应是点状的,基本尺寸等于工件的最小实体尺寸。

6-5 量规的通规除制造公差外,为什么要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九不能继续使用,此极限称为通规的磨损极限。

6-6在实际应用中是否可以偏离泰勒原则?

答:在量规的实际应用中,由于量规制造和使用方面的原因,要求量规形状完全符合泰勒原则时由困难的,因此国家标准规定,允许被检验工件的形状误差部影响配合性质的条件下,可以使用偏高泰勒原则的量规。

6-7 计算G7/h6孔用和轴用工作量规的工作尺寸,并画出量规公差带图

解:(1)查表得出孔与轴得极限偏差为:

IT7= 5 μm IT6= 6μm EI= 9 μm es= 0

所以:ES= 25 + 9 = 34μm ei = 0 – 16 = -16μm

(2)查表得出工作量规制造公差T和位置要素Z值,确定形位公差:

塞规:制造公差T = 3μm,位置Z = 4μm形位公差T/2=1.5μm= 0.0015mm

卡规:制造公差T = 2.4μm位置要素Z =2.8μm形位公差T/2 =1.2μm = 0.0012mm (3)画出工件和量规的公差带图

(4)计算量规的极限偏差

1) 40G7孔用塞规

通规上偏差=EI + Z +T/2 = +9 + 4 + 1.5 =+14.5μm = +0.0145mm

下偏差= EI + Z – 7/2 = +9 + 4 – 1.5 = +0.015mm

磨损极限=EI = + 9 = + 0.009mm

止规上偏差= ES = + 34 = +0.034mm下下偏差= ES – T = +34 – 3 = +31 = +0.031mm

2) 40h6轴用卡规

通规上偏差=es- z + 7/2 = 0- 2.8 + 1.2 = -1.6μm = -0.0016mm

下偏差=es – z – 7/2 = 0 – 2.8- 1.2 = -4μm = -0.004mm 磨损偏差=es = 0

止规(Z):上偏差=ei + T = -16 + 2.4 = -13.6μm = -0.0136mm

下偏差=ei = -16μm = -0.016mm

(5)计算量规的极限尺寸以及磨损极限尺寸

1)40G7孔用塞规的极限尺寸和磨损极限尺寸。

通规(T): 最大极限尺寸=40 + 0.0145 =40.0145mm

最小极限尺寸=40 + 0.0115 =40.0115mm

磨损极限尺寸=40 + 0.009 =40.009mm

止规(Z):最大极限尺寸=40 + 0.034 =40.034mm

最小极限尺寸=40 + 0.031 =40.031mm

2)40h6zz轴用卡规的极限尺寸和磨损极限尺寸。

通规(T): 最大极限尺寸=40-0.016 = 39.9984mm

最小极限尺寸=40 – 0.04 =39.996 mm

磨损极限尺寸=40mm

所以卡规的通规尺寸为:

止规:最大极限尺寸=40 – 0.0136 =39.9864mm

最小极限尺寸= 40 -0.016 = 39.984mm

第八章键和花键的互换性及其检测

8-1平键连接为什么只对键(键槽)宽规定较严的公差?

答:因平键连接是通过键的侧面分别与轴槽和轮毂槽的侧面互相连接来传递运动和扭矩的,因此,键宽和键槽宽b是决定配合性质的主要互换性参数,是配合尺寸,应规定较严重的公差。

8-2平键连接的配合采用何种基准制?花键连接采用何种基准制?

答:平键是标准件,平键连接的配合采用基轴制配合,花键连接采用基孔制。

8-3矩形花键的主要参数有哪些?定心方式有哪几种?哪种方式是常用的?为什么?

答:矩形花键的主要参数有:大径D 小径d 键宽和键槽宽B

定心方式有三种:按大径D定心、按小径d定心、按键宽B定心

小径d定心最常见,由于花键结合面的硬度要求较高,需淬火处理,为了保证定心表面的尺寸精度和形状精度,淬火后需进行磨削加工。从加工工艺性看,小径便于用磨削方法进行精加工,因此,国标规定采用小径d定心,对定心小径d 采用较小的公差等级。

8-4 有一齿轮与轴的连接用平键传递扭矩。平键尺寸b =10mm,L = 28mm。齿轮与轴的配合为φ35H7/h6,平键采用一般连接。试查出键槽尺寸偏差、形位公差和表面粗糙度,并分别标注在轴和齿轮的横剖面上。

解:(1)查表得轴槽宽:10N9mm

轴槽深:t = 5mm ,轴槽长度:28H14

毂槽宽:16TS9mm

毂槽深:t1 = 3.3mm

轴的尺寸:φ35h6

齿轮孔的尺寸:φ35H7

(2)键槽中心面的对称度要求;

对称度公差等级取8级;

查表得出对称度公差值为0.015mm

(3)键和键槽配合面的表面粗糙度参数值Ra取3.2μm,非配合面的Ra值取12.5μm。

(4)键槽尺寸和行为公差图样标注。

8-5 某机床变速箱中有6级精度齿轮的花键孔与花键轴连接,花键规格6×26×30×6,花键孔长30mm,花键轴长75mm,齿轮花键孔经常需要相对花键轴做轴向移动,要求定心精度较高,试确定:

①齿轮花键孔和花键轴的公差带代号,计算小径、大径、键(键槽)宽的极限尺寸。

分别写出在装配图上和零件图上的标记。

解:(1)因内外花键有相对互动,定心精度要求较高,所以选内外花键选紧滑动配合。查表得:

小径d = 26 ,采用H6/g6配合

大径D = 30 ,采用H10/a11配合

键宽B = 6, 采用H7/f7配合

极限尺寸分别为:

小径孔(ф26H6):dmax =26 + 0.013 =26.013mm

dmin = 26mm

小径轴(ф26g6):dmax = 26 –0.007 = 25.993mm

dmin = 26 –0.02 = 25.98mm

大径孔(ф30H7): Dmax = 30+0.084 = 30.084 mm

Dmin = 30 mm

大径轴(ф30a11):Dmax = 30 –0.3 = 29.7 mm

Dmin = 30 – 0.43 = 29.57 mm

键槽宽(6H7):Bmax =6 +0.012 = 6.012mm

Bmin = 6 mm

键宽(6f7):Bmax = 6 – 0.01 = 5.990 mm

Bmin = 6 – 0.022 = 5.978 mm

(2)装配图上的标记: 6×26×H6/g6×30×H10/a11×6×H7/f7

零件图上的标记:

内花键:6 ×26H6× 30H10× 6H7

外花键::6× 26g6× 30a11× 6f7

第十章普通螺纹结合的互换性及其检测

10-1填空题

(1)螺纹种类按用途可分为紧固螺纹、传动螺纹和紧密螺纹三种。

(2) 螺纹大径用代号d或D 表示,螺纹小径用d1或D1表示,螺纹中径用d2或D2 表示,其中大写代号代表内螺

纹,小写代号代表外螺纹。

(3) 国标规定,普通螺纹的公称直径是指螺纹大径的基本尺寸。

(4) 螺纹螺距P与导程L的关系是:导程等于螺距和线数的乘积。

(5) 普通螺纹的理论型角α等于60°。

(6) 影响螺纹互换性的五个基本几何要素是螺纹的大径、中径、小径、螺距和牙型半角。

(7) 保证螺纹结合的互换性,即保证结合的可旋合性和连接的可靠性。

(8) 在普通螺纹的公差与配合中,对外螺纹的小径和内螺纹的大径不规定集体的公差数值,而只规定内、外螺纹牙底实际轮廓

的任何点,均不得超越按所确定得基本偏差最大实体牙型。

(9) 螺纹得基本偏差,对于内螺纹,基本偏差是下偏差用代号EI 表示;对于外螺纹,基本偏差是上偏差,用

代号es 表示。

(10) 内、外螺纹得公差带相对于基本牙型的位置,由基本偏差确定。

(11) 外螺纹得下偏差用公式表示为ei = es –T ,其值小于零;内螺纹得上偏差用公式表示为ES =EI+T ,其值大

于零。

(12) 在普通螺纹国标中,对内螺纹规定了G、H 两种公差位置;对外螺纹规定了e、f、g、h 四种公差带位置。

(13) 对内、外螺纹得基本偏差H、h得基本偏差为零,G的基本偏差为正值,e、f、g的基本偏差为负值。

(14) 国标规定,对内、外螺纹公差带有精密、中等、粗糙三种精度。

(15) 对螺纹旋合长度,规定有三种。短旋合长度用S 表示,中等旋合长度用代号N 表示,长旋合长度用代号L

表示。

(16) 完整的螺纹标记由螺纹代号、公称直径、螺距、螺纹公差带代号和旋合长度代号(或数值)组成,各代号间用“-”

隔开。

(17) 螺纹公差代代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号。

(18) 螺纹中径、顶径公差带代号由表示其大小的公差等级数字和表示其位置的基本偏差字母所组成。

(19) 在螺纹的标记中,不标注旋合长度代号时,即表示为中等旋合长度。必要时,在螺纹公差带代号之后,加注旋合

长度代号。特殊需要时,可注明旋合长度的数值。

10-2 解释下列螺纹代号:

(1) M20-5H:普通内螺纹,公称直径为20mm,中径和顶径公差带代号均为5H。

(2) M16-5H6H-L:普通内螺纹,公称直径为16mm,中径公差带代号为5H,顶径公差带代号为6H,长旋合长度。

(3) M30×1—6H/5g6g:公称直径为30mm,螺距为1mm的普通内、外螺纹配合。内螺纹的中径与顶径公差带代号为6H;

外螺纹的中径公差带代号为5g,顶径公差带代号为6g。

(4) M20-5h6h-S:普通外螺纹,公称直径为20mm,中径公差带代号为5h,顶径公差带代号为6h,短旋合长度。

10-3 简答题:

1、为什么称中径公差问综合公差?

答:国家标准没有单独规定螺距、牙型半角公差,只规定了内、外螺纹的中径公差(TD2、Td2),通过中径公差同时限制实际中径、螺距及牙型半角三个参数的误差。

由于螺距和牙型半角误差的影响可折算为中径补偿值,因此只要规定中径公差就可控制中径本身的尺寸偏差,螺距误差和牙型半角误差的共同影响。可见,中径公差是一项综合公差。

2、内、外螺纹中径是否合格的判断原则是什么?

答:判断螺纹中径合格性的准则应遵循泰勒原则,即螺纹的作用中径不能超越最大实体牙型的中径;任意位置的实际中径(单一中径)不能超越最小实体牙型的中径。10-4 综合计算题:

1、查表写出M20×2—6H/5g6g的大、中、小径尺寸,中径和顶径的上下偏差和公差。

答:M20×2 – 6H/5g6g

大径D、d:20mm

中径D2,d2:18.701mm

小径D1,d1:17.335mm

内螺纹:因为中径和顶径公差带代号均为6H,查表得基本偏差为EI = 0

内螺纹中径公差T D2 =0.212mm 中径下偏差EI =0

所以内螺纹中径上偏差ES =EI +T D2 = 0 +0.212 = +0.212mm

内螺纹顶径公差T D1 = 0.375 mm 顶径下偏差EI = 0

所以内螺纹顶径D1上偏差=0.375 mm + 0 = +0.375mm

外螺纹:因为中径公差带代号为5g,查表得中径的基本偏差为上偏差es = - 0.038mm

中径公差T d2 = 0.125mm

中径下偏差ei = es - Td2 = - 0.038 – 0.125 =- 0.163mm

顶径公差带代号为6g

查表得外螺纹顶径的基本偏差为上偏差es = - 0.038mm

顶径公差T d = 0.280 mm

顶径下偏差ei = es – T d = - 0.038 – 0.280 = - 0.318mm

2、有一内螺纹M20-7H,测得其实实际中径d2a = 18.61mm,螺距累积误差ΔPΣ = 40 μm,实际牙型半角α/2(左)=30°

30′,2/2(右) = 29°10ˊ,问此内螺纹的中径是否合格?

解:查表得10-1,M20-7H得螺距P = 2.5mm,中径D2 =18.376mm,

查表得10-3,中径公差T D2 = 0.280mm,查表得10-4,中径下偏差EI = 0,∴中径的极限尺寸D2max = 18.656mm,D2min = 18.376mm 内螺纹的作用中径:D2m = D2a– ( fp + fа/2)

fp = 1.732 |ΔPΣ| = 1.732 ×40 = 69.28 μm = 0.06928mm

fа/2 = 0.073p(K1|Δα

/2| + K2 |Δα2/2|

1

= 0.073×2.5 × (3 × 30 + 2 ×50)

= 34.675μm

∴D2m = 18.61 – 0.06928 – 0.035 = 18.506 mm

根据中径合格性判断原则:

D2a = 18.61 mm < D2max = 18.656mm

D2m = 18.506 mm> D2min = 18.376mm

∵D2a

∴内螺纹的中径合格。

第十二章尺寸链

12-1填空:

1、零、部件或机器上若干首尾相接并形成封闭环图形的尺寸系统称为尺寸链。

2、尺寸链按应用场合分装配尺寸链零件尺寸链和工艺尺寸链。

3、尺寸链由封闭环和组成环构成。

4、组成环包含增环和减环。

5、封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和。

6、当所有的增环都是最大极限尺寸,而所有的减环都是最小极限尺寸,封闭环必为最大极限尺寸。

7、所有的增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和,即为封闭环的下偏差。

8、封闭环公差等于所有组成环公差之和。

9、如图所示,若加工时以Ⅰ面为基准切割A2和A3,则尺寸A1 为封闭环;若以Ⅰ面为基准切割A1和A2,则尺寸A3 为封闭环。

10、“入体原则”的含义为:当组成环为包容尺寸时取下偏差为零。

12-2 选择题:

1、一个尺寸链至少由C 个尺寸组成,有A 个封闭环。

A、1

B、2

C、3

D、4

2、零件在加工过程中间接获得的尺寸称为 C 。

A、增环

B、减环

C、封闭环

D、组成环

3、封闭环的精度由尺寸链中 C 的精度确定。

A、所有增环

B、所有减环

C、其他各环

4、按“入体原则”确定各组成环极限偏差应A 。

A、向材料内分布

B、向材料外分布

C、对称分布

12-3 判断题:

1、当组成尺寸链的尺寸较多时,封闭环可有两个或两个以上。(×)

2、封闭环的最小极限尺寸等于所有组成环的最小极限尺寸之差。(×)

3、封闭环的公差值一定大于任何一个组成环的公差值. ( √)

4、在装配尺寸链中,封闭环时在装配过程中最后形成的一环,(√)也即为装配的精度要求。

(√)

5、尺寸链增环增大,封闭环增大(√),减环减小封闭环减小(×).

6、装配尺寸链每个独立尺寸的偏差都将将影响装配精度(√)。

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