《互换性与技术测量》(胡凤兰任桂华版)课后完整答案

1、习题11.1什么叫互换性？为什么说互换性已成为现代化机械制造业中一个普遍遵守的原则？是否互 换性只适用于大批生产？答：（1）是指同一规格的零部件中任取一件，不需经过任何选择、修配或调整，就能装配成满足 预定使用功能要求的机器或仪器，则零部件所具有的这种性能就称为互换性。?（ 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）否。1.2生产中常用的互换性有几种？它们有何区别？ 答：（1）生产中常用的互换性有完全互换性和不完全互换性。（2）其区别是：1）完全互换性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

2、后即能满足预定要求。而不完全互换性是零件加工好后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组,同一组内零件有互换性，组与组之间不能互换。2）当装配精度要求较高时，采用完全互换性将使零件制造精度要求提高，加工困难，成本 增高；而采用不完全互换性，可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，成本降低。1.3何谓公差、标准和标准化？它们与互换性有何关系？答：（1）零件几何量在某一规定范围内变动，保证同一规格零件彼此充分近似，这个允许变动的 范围叫做公差。（2）标准是在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布、 实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程。（3）标准化是反

3、映起草、制订、贯彻标准的全过程。（4）标准和标准化是互换性生产的基础。1.4何谓优先数系，基本系列有哪些？公比为多少？答：（1）优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准，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）基本系列有 R5、R10、R20、R40。（3）公比 q= 110。习题22-1根据题1表中的已知数值，确定表中其余各项数值（单位为mm ）。2-2.图样上给定的轴直径为N5k6（ 0.018），根据此要求加工了一批轴，实测后得其中最大直径（即最大实际（组成）要素）为 45.018mm，最小直径（即最小实际（组成）要素）为

4、 45.000mm。试问加工后的这批轴是否全部合格？为什么？或不全部全格，写出不合格零件的 尺寸范围。解：不全部合格。由题意可知 ds=45.018di=45.002 ;实际轴合格的条件是：d0 da ds，即卩45.002W da 45.018而实际轴的最小直径为45.000,所以不全部合格。不合格轴的尺寸范围为：45.000 da V 45.002。2-3已知有下列三对孔、轴配合，分别计算三对配合的极限过盈(Ymin、丫max)或极限间隙(Xmin、Xmax)及配合公差；分别绘出公差带图并说明其配合类型。(1)孔:50 ；039轴：-50J.0250.050(2)孔:35 0.0390.0

5、18轴：35 00.016(3)孔:80 o.030轴：:-80 0.12180 0.102解：(1) Xmin=EI es=0-(-0.025)=+0.025mmX max=ES ei=+0.039-(-0.050)=+0.089mmTf = | X max X mi n| = | +0.089-0 025| =0.064mm间隙配合。(2) 丫 max=EI es = -0.011 0 = -0.011mmX max = ES ei=+0.014 (-0.016) =+0.030mmT f =| X max Y max| = | 0.030 (-0.011) | =0.0 41mm过渡配合

6、。(3) 丫 max =EI es=0-(+0.121)= -0.121mmY min =ES ei=+0.030-(+0.102)= -0.072mmTf =| Y min Y max | =| -0.072-(-0.121) | =0.049mm过盈配合。公差带图略。2-4在同一加工条件下，加工 50H 7孔和100H 7孔的难易程度是否相当，为什么？加工 30h6轴和 30m6轴的难易程度是否相当，为什么？解：相当。因为同一公差等级对所有公称尺寸的一组公差具有同等尺寸精确程度，则50H7孔和100H 7孔相比及 30h6轴和 30m6轴相比，尺寸精度程度相同，加工 难易程度相当。2-5下

7、列配合分别属于哪种基准制的配合和哪类配合？确定各配合的极限过盈或极限间隙。(3)60K7/h6(1)18H9/d9(2)30H7/p6解：(1)基孔制、间隙配合18H9 二 18 0.043 ;18d9 二 18益90X max=ES ei= +0.043- (-0.093) =+0136mmX min=EI es=0- (-0.050) =+0.050mm(2) 基孔制、过盈配合30H7 二 30 0.021;30p6 二 30 0.032Y max =EI es=0-(+0.035)= -0.035mmYmin =ES ei=+0.021- (+0.022)= -0.001mm(3) 基轴

8、制、过渡配合帕0K7 = *601009 ； *60h6 60 爲Y max=EI es = -0.021 0 = -0.021mmXmax = ES ei=+0.009 (-0.019) =+0.028mm（孔）制配合并查表确定改换后的极限2-6将下列基孔（轴）制配合改换成配合性质相同的基轴 偏差。(1) 60 H 8 / f 8(2)50S7/h6(3)180H 6/m5F8 (七076)解: (1)60F8 (剧h8 ( _0.046)50H70.025)00.059、S6 ( 0.043)180解：(1)25f7 二25020(2)60d8 二60:0:100(3)50k6= 50 0

9、.002(4) 40m5 = 40 0.020(5)50D9 = 50 0.說(6) ES= -26+9 = -15 ; IT7 = 25, EI = ES IT7 = -40(7) ES= -8+ -8+8 = 0; IT7 = 21, EI = ES IT7 = -21(8) IT8 = 46, ES= +23 , EI = -232-7查表确定下列公差带的极限偏差解: (1)25f7 二25.020(2)60d8 二601106(3) 50k6= 50 0.008(4) 40m5 二 40 0.020 ( 5) 50D9 二 50 隘(6) ES= -26+9 = -15 ; IT7 =

10、 25, EI = ES IT7 = -40(7) ES= -8+ -8+8 = 0; IT7 = 21, El = ES IT7 = -21(8) IT8 = 46, ES= +23 , El = -232 8查表确定下列各尺寸的公差带代号解：(1)由题意可知，基本偏差为es=O,则基本偏差代号为h;又Ts=0.011,查表可得IT6级所以轴18-J0ii的公差带代号为18h6。(2) EI = 0, Th=0.087=IT9，则孔 120 器87 的公差带代号为120H9。(3) es=-0.050,基本偏差代号为e; Ts=0.025=IT7，则轴帖。；?；0的公差带代号为 50e7。(

11、4) ES= +0.005 = -0.011+0.006，则基本偏差代号为 M ; Th=0.046=IT8则孔65_0：00:的公差带代号为18M8。2-9设有某一孔、轴配合，公称尺寸为25mm，要求配合的最大间隙为 +0.086mm，最小间隙为+0.020mm，试确定基准制以及孔、轴公差等级和配合种类。解：(1 )一般情况下优先选用基孔制；(2)确定公差等级由已知条件 Xmin=+0.020mm , Xmax=+0.086mm，则允许的配合公差而 Tf =Th Ts，则 Th Ts 乞 0.066mm查表2.1知，公称尺寸$ 25mm孔、轴公差之和不大于并接近0.066mm的标准公差为IT

12、8=0.033mm ,按工艺等价原则，取孔为 IT8级、轴为IT8级，即Th=0.033mm , Ts=0.033mm，贝U符合设计要求。(3) 确定配合种类，即确定轴的基本偏差代号因为是基孔制配合，则孔的公差带代号为25H 8( 0.033)在基孔制间隙配合中，轴的基本偏差为上偏差es,由xmin乞Eles可得查表2.6，基本偏差等于-0.020mm的轴的基本偏差代号为f,故轴的公差带代号为25f 8(爲50)。(4) 验算所选配合倍史的极限间隙为f 8在+0.020+0.086mm之间，故所选配合.砂史符合要求。f 82-10有一配合，公称尺寸为40mm，要求配合的最大过盈为-0.076m

13、m ,最小过盈为-0.035mm，试确定孔、轴的公差等级，按基孔制确定适当的配合（写出代号）并绘出公差带图。解：（1）确定公差等级由已知条件 Ymin=-0.035mm，Ymax=-0.076mm，则允许的配合公差而 Tf =Th Ts，则 Th Ts _0.041mm查表2.1知，公称尺寸 $ 40mm孔、轴公差之和不大于并接近0.041mm的标准公差为IT7=0.025mm , IT6=0.016mm按工艺等价原则，取孔为 IT7级、轴为IT6级，即Th=0.025mm , Ts=0.016mm，贝V符合设计要求。（2 ）按基孔制确定配合种类，即确定轴的基本偏差代号因为是基孔制配合，则孔的

14、公差带代号为40H 7 （ 0.025）在基孔制过盈配合中，轴的基本偏差为下偏差ei,由Ypin ES_ei可得查表2.6，基本偏差等于 0.060mm的轴的基本偏差代号为u，故轴的公差带代号为4Ou6（；066 ）。（3）验算所选配合如凹的极限间隙为u6在-0.076-0.035mm之间，故所选配合 如 也 符合要求。u62-11有一配合，公称尺寸为60mm,要求配合的最大过盈为 -0.032mm ,最大间隙为+0.046mm ,试确定孔、轴的公差等级，按基轴制确定适当的配合（写出代号）并绘出公差带图。解：（1）确定公差等级由已知条件Ymax=-0.032mm , Xmax=+0.046mm

15、，则允许的配合公差而 Tf 二Th Ts，则 Th Ts 乞 0.078mm查表2.1知，公称尺寸 $ 60mm孔、轴公差之和不大于并接近0.078mm的标准公差为IT8=0.046mm , IT7=0.030mm按工艺等价原则，取孔为 IT8级、轴为IT7级，即Th=0.046mm , Ts=0.030mm，贝U符合设计要求。(2 )按基轴制确定配合种类，即确定孔的基本偏差代号因为是基轴制配合，则轴的公差带代号为帕Oh7&.030)在基轴制过渡配合中，孔的基本偏差为上偏差ES,由Xmax空ES-ei可得查表2.7，公差带代号为 K的es=-2+16=14 Jm ( 0.014mm )与0.0

16、16mm最接近，故暂定孔 的基本偏差代号为 K，其公差带代号为60K8(.032)。(3)验算所选配合60K8的极限间隙为h7在-0.032+0.046mm之间，故所选配合 占。#8符合要求。h7习题33.1测量的实质是什么？ 一个完整的几何测量过程包括哪几个要素？答：测量的实质即测量被测对象几何量值的过程。一个完整的几何测量过程应包括以下四个要素：被测对象、计量单位、测量方法、测量精度。3.2量块的作用是什么？量块的“等”和“级”是如何划分的？按“等”和“级”使用量块时，有何不同？答：量块是无刻度的标准端面量具，可使用量块检定和调整计量器具、机床、工具和其他设备， 也可直接使用量块测量工件。

17、量块分“级”主要依据量块的长度极限偏差、长度变动量最低允许值、量块测量面的平面度、 粗糙度及量块的研合性等质量指标划分的，量块按检定精度分为五级：K、0、1、2、3级，其中K级精度最高，精度依次降低，最低精度等级是3级。量块分“等”主要依据量块长度的测量不确定度、长度变动量允许值、平面平行性允许偏差和研合性等指标划分的，量块按检定精度分为五等：1、2、3、4、5等，其中1等精度量最高，5等精度量最低。量块按“级”使用时，以量块的标称长度作为工作尺寸，虽包含了量块的制造误差，但因不 需加修正值，因此使用方便。量块按“等”使用时，以量块经检定后给出的实际中心长度尺寸作 为工作尺寸，含有一定的测量误

18、差，使用过程中需要加修正值，故测量过程相对比较麻烦，但因 消除了量块的制造误差，弓I入的测量误差又较小，故提高了测量精度。3.3由2级量块尺寸为30mm和3.5mm的两块组成量块组，它们检定后都为4等，其长度实际偏差分别为+0.4卩m和-0.1卩m试分别计算按“级”和“等”使用时量块组的工作尺寸和测 量极限误差。答：按“级”使用时：量块的工作尺寸为：30+3.5=33.5mm;测量极限误差包括两部分：系统误差 + 随机误差=(+0.4-0.1 ) 13二=+0.3mI3二按“等”使用时：量块的工作尺寸为：(30+3.5 ) -0.0004+0.000仁33.4997mm ;测量极限误差只包含随

19、机误差 _3匚3.4测量误差分为哪几类？产生各类测量误差的主要因素有哪些？答：测量误差分为三类：系统误差、随机误差、粗大误差。产生这些误差的主要因素包括计 量器具误差、基准件误差、测量方法误差、环境误差、人为误差等。3.5以多次重复测量的算术平均值作为测量结果，可以减少哪类测量误差对测量结果的影 响？答：以多次重复测量的算术平均值作为测量结果，可以减少随机误差对测量结果的影响。3.6试按表3.1，从83块一套的量块中选取合适尺寸的量块，组合出尺寸为 19.985mm的量 块组。19.9851.005第一块量块的尺寸18.981.48第二块量块的尺寸17.57.5 第三块量块的尺寸10第四块量块

20、的尺寸需要四块量块，尺寸分别为1.005mm 1.48mm 7.5mm 10mm3.7对同一几何量进行等精度连续测量10次，按测量顺序将各测得值记录如下(单位 mm：1234567891040.03940.04340.04040.04240.04140.04340.03940.04040.04140.042试确定：(1) 算术平均值x ；(2) 测量列单次测量值的标准偏差 -；(3) 测量列算术平均值的标准偏差 二(4) 测量列算术平均值的测量极限误差；(5) 是否存在粗大误差；(6) 多次测量处理结果。斤110答：(1)Xi =40.041 mm10 i xJ 10E(x-X)2-=1.49

21、 Rm10-1(3);二=0.47 Jm(4) 土6limx = 3 5 l r o?5.4 表面粗糙度的基本评定参数有哪些？哪些是基本参数？那些是附加参数？简述各参数的含 义。答：（1）表面粗糙度的基本评定参数有：幅度参数（高度参数）、间距参数、混合参数（形状参数）。其中幅度参数（高度参数）是基本参数，间距参数、混合参数（形状参数）是附加参数。 （2）幅度参数（高度参数）：1 ）轮廓的算术平均偏差 Ra :是指在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各点至中线的纵 坐标值Z（x）的绝对值的算术平均值。2）轮廓的最大高度 尺：是指在一个取样长度lr范围内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深ZV 之和

22、的高度。间距参数:轮廓单元宽度 Xsi: 一个轮廓峰和相邻一个轮廓谷的组合称为轮廓单元。在一个取样长度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度称为轮廓单元宽度。轮廓单元的平均宽度 RSm：是指在一个取样长度lr范围内，轮廓单元宽度 Xsi的平均值。 混合参数（形状参数）：轮廓的支撑长度率 Rmr（c）:是指在给定水平位置 C上轮廓的实际材料长度 Ml （c）与评定长 度的比率。5.5表面粗糙度参数值是否选得越小越好？选用的原则是什么？如何选用？ 答：（1）不是。（2）表面粗糙度参数值的选用原则首先是满足零件表面的功能要求，其次是考虑经济性和工 艺的可能性。在满足功能要求的前提下，除参数Rm

23、r（c）外,其他参数的允许值应尽可能大一些。表面粗糙度参数值选用原则如下：1） 同一零件上，工作表面比非工作表面的Ra或Rz值小。2）摩擦表面比非摩擦表面的 Ra或Rz值小。3） 公差等级相同时，过盈配合表面应小于间隙配合表面的Ra （或Rz ）值，轴应小于孔的Ra （或Rz ）值，小尺寸表面应小于大尺寸表面的Ra （或Rz）值。4）对于要求配合性质稳定的小间隙配合和承受重载荷作用的过盈配合，它们的孔、轴的表 面粗糙度值都应小。5）在确定表面粗糙度参数值时，应注意它与尺寸公差和形状公差协调。尺寸公差值和 形状公差值越小、表面粗糙度的Ra （或Rz）值应越小。5.6试述规定表面粗糙度幅度参数上限

24、值的含义？答：在图样上标注表面粗糙度参数的上限值，表示允许在表面粗糙度参数的所有实测值中，超过规定值的个数少于总数的 16%。5.7常见的加工纹理方向符号有哪些？各代表什么意义。 答：“纹理平行于视图所在的投影面；“丄” 纹理垂直于视图所在的投影面；“X”纹理呈两斜面交叉且与视图所在的投影面相交；“ M纹理呈多方向；“ C纹理呈近似同心圆且圆心与表面中心相关；“ R纹理呈近似放射状且与表面中心相关；“ P纹理呈微粒、凸起、无方向。5.8 一般情况下，下列每组中两孔表面粗糙度参数值的允许值是否应该有差异？如果有差异，那么哪个孔的允许值较小？为什么？（1）40H8孔与 20H8孔；（2） 50H7

25、/f6 与 50H7/t6 中的 H7 孔；（3）圆柱度公差分别为 0.01mm和0.02mm的两个30 H6孔。 答：（1）40H8孔与20H8孔表面粗糙度参数值的允许值没有差异。（2） 50H7/f6与50H7/t6中的H7孔表面粗糙度参数值的允许值有差异，50H7/t6中的 H7孔表面粗糙度参数值的允许值较小，为保证其过盈的配合性质，防止微观表面不平度对过盈量产生影响。（3）圆柱度公差分别为 0.01mm和0.02mm的两个30 H6孔表面粗糙度参数值的允许值有差异，圆柱度公差分别为0.01mm的30 H6孔表面粗糙度参数值的允许值较小，因为此孔的圆柱度精度略高。：面粗糙u 也 m ，牙

26、型实际半角:.2(左)二30 30，:2(右)二29 10 ，问此螺母的中径是否合格。7.13说明下列螺母标注中各代号的意义(1) M24 6H(2) M36x2 5g6g20(3) M30x2 6H/5g6g7.14有一外圆锥，已知最大圆锥直径D=20mm，最小圆锥直径 d=5mm，圆锥长度 L=100mm， 试求其锥度及圆锥角。7.15铳床主轴端部锥孔及刀杆锥体以锥孔最大圆锥直径70mm为配合直径，锥度 C=7: 24,配合长度 H=106mm，基面距a=3mm，基面距极限偏差:：a = 0.4 mm，试确定直径和圆锥角的 极限偏差。习题 88.1齿轮传动有哪些使用要求？影响这些使用要求的

27、误差有哪些？齿轮传动有四项使用要求，即：1.传递运动的准确性；2 .传递运动的平稳性；3 .载荷分布的均匀性；4 .传动侧隙的合理性。影响齿轮传递运动准确性的有：齿距累积总偏差（ Fp），切向综合总偏差（Fi ），径向 综合总偏差（F：），齿圈径向跳动（Fr）影响齿轮传动平稳性的有：单个齿距偏差（彳戌）；齿廓总偏差（F：.），齿廓形状偏差（ff：.）， 齿廓倾斜偏差（和：.）；一齿切向综合偏差（fi ），一齿径向综合偏差（f）；影响载荷分布的均匀性的有：齿轮副接触斑点；螺旋线偏差影响传动侧隙的合理性的有：齿厚偏差及公法线平均长度偏差。8.2什么是接触斑点？为什么要控制齿轮副的接触斑点？轮齿接触

28、斑点是指装配好（在箱体内或啮合试验台上）的齿轮副，在轻微制动下运转后齿面的接触痕迹。检测产品齿轮副在其箱体内所产生的接触斑点，可以帮助我们对齿轮间载荷分 布进行评估。8.3齿轮精度等级分几级？如何表示？标准对单个齿轮规定了 13个精度等级，从高到低分别用阿拉伯数字0，1，2，3,，12表示，精度等级数标注在GB/T 10095.1 2008前面。8.4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？为保证齿轮润滑、补偿齿轮的制造误差、安装误差以及热变形等造成的误差，必须在非工作齿面间留有侧隙。可用齿厚偏差和公法线平均长度偏差两项指标控制。8.5某直齿圆柱齿轮，代号为 7 G

29、B/T 10095.1-2008，其模数 m=2 mm，齿数 Z=40，齿形角a =20 ，现测量得齿圈径向跳动Fr=40 Jm，齿距累积总偏差 Fp =45，试问该齿轮运动准确性精度是否合格？查表得：齿圈径向跳动公差Fr =29，齿距累积总公差 Fp=37m，故齿轮运动准确性精度不合格。8.6某直齿圆柱齿轮副，其模数 m=3 mm,齿数Zi=22, Z2=44，齿宽bi=40, b2=35，齿形角 a =20 ，孔径分别为 Di=25 m, D2=50 m,代号为 8 GB/T 10095.1-2008 ，试查表确定两齿轮 的 Fp、fpt、Fr、F-.、Fj、f和 Fi：:;的允许值。小齿轮Fp=53m ;fpt=l7m ;F. = 22 Jm ;Fi= 72 m ;f/ =29 m ; F = 24 m大齿轮Fp=70-m ;fpt=18m ;F. =25;F/= 86 Jm ;