互换性与测量技术基础

1、一、什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？是否只适用于大批量生产？答:互换性是指制成的同一规格的零（部）件中，在装配时作任何选择，附加调整或修配，能达到预定使用性能的要求。它在机械制造业中的作用反映在下几方面。在设计方面，可简化设计程序，缩短设计周期，并便于用计算机辅助设计；在造方面，可保证优质高效生产；在使用方面，使机器维修方便，可延长机器寿命。互换性给产品的设计、制造和使用维修都带来了很大方便。它不仅适用于大批量生产，也适用于单件小批生产，互换性已经成为现代机械制造企业中一个普遍遵守的原则二、公差、检测、标准化与互换性有什么关系？答：按照标准设计的公差，加工检测一批同一规格的零件，装配

2、时就不用选配，调整，就能装配成一台设备，并且在这台设备某个零件失效时，再拿一个同一规格换上去，就可保证零件和设备的一切性能，也就是说公差，检测，标准化是为了同一规格的零部件具有互换性而做的。三、测量及其实质是什么？一个完整的测量过程包括哪几个要素？答：“测量”是指以确定被测对象量值为目的的全部操作。实质上是将被测几何量与作为计量单位的标准进行比较，从而确定被测几何量是计量单位的倍数或分数的过程。一个完整的测量过程应包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四个方面要素。四、什么是尺寸传递系统？为什么要建立尺寸传递系统？答：一套从长度的最高基准到被测工件的严密而完整的长度量值传递系统就是尺寸传递

3、系统。为了保证量值统一，把量度基准和量值准确传递到生产中应用的计算器具和工件上去。五、对某一尺寸进行等精度测量100次，测得值最大为50.015mm，最小为49.985mm。假设测量误差符合，正态分布，求测得值落在49.995到50.010mm之间的概率是多少？答：最大为50.015 最小是49.985 可以判断均值u=50.000 按照3 法则 0.015=3 =0.005P（49.995<X<50.010）=fai （50.010-50.000）/ -fai（49.995-50.000）/=fai（2）-fai（-1）=fai（2）+fai（1）-1=0.9772+0.8413

4、-1=0.8185六、基本尺寸、极限尺寸、极限偏差和尺寸公差的含义是什么？他们之间的互相关系如何？在公差带图解上怎样表示？答：公差基本术语的含义 （1）基本尺寸；设计时给定的尺寸，称为基本尺寸。的基本尺寸 （2）实际尺寸：零件加工后经测量所得到的尺寸，称为实际尺寸。 （3）极限尺寸：实际尺寸允许变化的两个界限值称为极限尺寸。它以基本尺寸确定。两个极限值中较大的一个称为最大极限尺寸Dmax（或dmax）；较小的一个称为极限尺寸Dmin(或dmin)。 尺寸偏差；某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺寸偏差，简称偏差。 实际偏差实际尺寸一基本尺寸 最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为上偏差

5、；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为下偏差；上偏差和下偏差统称为极限偏差。国家标准规定，孔的上偏差代号为ES，轴的上偏差代号为es；孔的下偏差代号为EI，轴的下偏差代号为ei，则： ES孔的最大极限尺孔的基本尺寸， cs轴的最大极限尺寸轴的基本尺寸， EI孔的最小极限尺寸孔的基本尺寸 ，ei轴的最小极限尺寸轴的奥基本尺寸。七、根据下表给出的数据求空格中应有的数据，并填入空格内基本尺寸孔轴Xmax或YmaxXmin或YminXav或YavTfESEITheseiTsØ25+0.01300.013-0.040-0.0610.021+0.074+0.040+0.0570.034&#

6、216;14+0.01900.019+0.012+0.0020.010+0.017-0.012+0.00250.029Ø45-0.025-0.0500.0250-0.0160.016-0.009-0.050-0.02950.041八、设有一孔、轴配合，基本尺寸为40mm,要求配合的间隙为0.0250.066mm,试确定公差等级和选取合适的尺寸。答：间隙配合，可以选基孔制40H7/f6，或基轴制40F7/h6前者极限偏差为（+0.025,0）/（-0.025，-0.041）；后者极限偏差为（+0.050,+0.025）/（0，-0.016）九、形位公差特征共有几项？其名称和符号是什么？

7、答：形位公差国家标准分为14种。公差特征的符号十、将下列形位公差要求标注在图中1）圆锥面圆度公差0.006mm；2）圆锥素线直线度公差0.012mm；3）遵守包容原则，孔表面圆柱度公差0.005mm；4）圆锥面对孔轴线的斜向圆跳动公差0.02；5）右端面对左端面的平行度公差0.005mm；6）其余几何公差按GB/T1184-1996中K级制造答案如右图十一、将下列形位公差要求标注在图中1）圆柱面对两公共轴线的圆跳动公差为0.015mm；2）两轴颈的圆度公差为0.01mm；3）左右端面对两公共轴线的端面跳动公差为0.02mm；4）键槽中心平面对轴线的对称度公差为0.015mm。十二、何公差标注错

8、误（不改变几何公差项目）。答案：十三、标注的尺寸公差和几何公差填表，对于遵守相关要求的应画出动态公差图。图例采用公差原则边界及尺寸最大实体尺寸最小实体尺寸最大实体状态的形位公差值最小实体状态时形位公差值a独立原则19.9920.030.010.01b包容原则最大实体边界19.9919.9920.0300.04c可逆最大实体要求最大实体实效边界19.9820.0319.990.010.05d最小实体要求最小实体实效边界10.139.9510.050.180.08e最大实体要求最大实体实效边界24.94924.95924.9720.010.023f最大实体要求最大实体实效边界404039.9750

9、0.025十四、表面粗糙度的含义是什么？对零件的工作性能有何影响？表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响。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

10、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，造成表面锈蚀十五、选择表面粗糙度参数值时，应考虑哪些因素？表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足功能要求的前提下，尽量选择较大的表面粗糙度参数（除Rmr（c）外）值，以减小加工困难，降低生产成本。 具体选择时应注意以下几点： (1)  同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。 (2) 摩擦表面比

11、非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值小。 (3) 承受交变载荷的表面及易引起应力集中的部分（如圆角、沟槽等）表面，粗糙度参数值应小些。 (4) 运动速度越高，单位面积上承受的压力越大，表面粗糙度要求越高。 (5) 对配合稳定性要求较高的零件表面，粗糙度参数值应小些。小间隙配合表面，受重载作用的过盈配合表面等配合性质要求高的配合表面，其粗糙度参数值要小。(6) 配合性质相同时，小尺寸接合面比大尺寸接合面的表面粗糙度数值要小。 (7) 表面粗糙度与尺寸及形状公差应协调。(8) 对密封

12、性、防腐性要求高，外形美观的表面其表面粗糙度参数值都应小些，而且这些要求一般与尺寸精度无关。 (9)  凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定者（如轴承、量规、齿轮等），应按标准规定取表面粗糙度参数值。十六、常用的表面粗糙度的测量方法有哪几种?各种方法适宜于哪些评定参数? 答：表面粗糙度的检测方法目前有：比较法、光切法、干涉法和针描法。（1）比较法（2）光切法 光切法主要用于测量zR值，测量范围一般为zR=0.860m。（3）干涉法干涉显微镜主要用于测量zR值，测量范围一般为zR0.050.8m。（4）针描法该仪器可直接测量显示aR值，也可用于测

13、量Rz值，测量aR值的范围一般为0.0255m。十七、圆锥结合有哪些优点?对圆锥配合有哪些基本要求？答：圆锥配合是通过相互配合的内、外圆锥所规定的轴向位置来形成间隙或过盈，它有如下三类配合。（1）间隙配合：这类圆锥配合具有间隙，在装配和使用过程中，借用圆锥轴承的轴向移动来调整间隙大小 （2）过渡配合：这类圆锥配合结合面间接触很紧密，能完成消除间隙，这类瞥和的圆锥无互换性。但经过研磨后，能达到极好的紧密性。（3）过盈配合：这类圆锥配合具有过盈，可利用接触表面间所产生的摩擦来传递扭矩。过盈大小也可根据需要来调整。有较高精度的同轴度，若锥角恰当，配合后能自锁且装拆也较方便十八、圆锥直径公差

14、与给定截面的圆锥直径公差有什么不同？答：1）圆锥直径公差，锥角公差，形状公差；2）圆锥直径公差沿用光滑圆柱体的直径公差，但以大端直径为基本尺寸查表，公差值适用于整个圆锥长度。 十九、一般用途圆锥的锥度与锥角系列（GB/T1572001）基本值推算值应 用 举 例系列1系列2锥角锥度C120°1:0.288675节气阀、汽车、拖拉机阀门90°1:0.500000重型顶尖，重型中心孔，阀的阀销锥体75°1:0.651613埋头螺钉，小于10的螺锥60°1:0.866025顶尖，中心孔，弹簧夹头，埋头钻45°1:1.207107埋头、埋头铆

15、钉30°1:1.866025摩擦轴节，弹簧卡头，平衡块1:318°5528.718.924 644°受力方向垂直于轴线易拆开的联结1:414°150.114.250 033°1:511°2516.311.421 186°受力方向垂直于轴线的联结，锥形摩擦离合器、磨床主轴1:69°3138.29.527 283°1:78°1016.48.171 234°1:87°99.67.152 669°重型机床主轴1:105°4329.35.724 810°受

16、轴向力和扭转力的联结处，主轴承受轴向力1:124°4618.84.771 888°1:153°4915.93.818 305°承受轴向力的机件，如机车十字头轴1:202°5151.12.864 192°机床主轴，刀具刀杆尾部，锥形绞刀，心轴1:301°5434.91.909 683°锥形绞刀，套式绞刀，扩孔钻的刀杆，主轴颈部1:501°845.21.145 877°锥销，手柄端部，锥形绞刀，量具尾部1:1003422.60.572 953°受其静变负载不拆开的联接件，如心轴等1:200

17、1711.30.286 478°导轨镶条，受震及冲击负载不拆开的联接件1:500652.50.114 592°特殊用途圆锥的锥度与锥角系列（摘自GB/T1572001）基本值推 算 值说 明锥角锥度C7:2416°3539.416.594 290°1:3.428 571机床主轴，工具配合1:19.0023°052.43.014 554°莫氏锥度No.51:19.1802°5911.72.986 590°莫氏锥度No.61:19.2122°5853.82.981 618°莫氏锥度No.01:19.

18、2542°5830.42.975 117°莫氏锥度No.41:19.9222°5231.52.875 401°莫氏锥度No.31:20.0202°5140.82.861 332°莫氏锥度No.21:20.0472°5126.92.857 480°莫氏锥度No.1圆锥角公差数值（摘自GB/T113342005）基本圆锥长度L/mm圆锥角公差等级AT4AT5AT6ATATDATATDATATD大于至µrad(µm)µrad(µm)µrad(µm)1625406310025406310016012510080635026211613102.03.22.54.03.25.04.06.35.08.02001601251008041332621163.25.04.06.35.08.06.310.08.012.5315250200160125105524133265.08.06.310.08.012.510.016.012.520.2基本圆锥长度L/mm圆锥角公差等