《互换性与技术测量》课后完整答案.doc

<p>习 &nbsp;题 &nbsp;1

1.1 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。
&nbsp;（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。
&nbsp;（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，仅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qr=。

习 &nbsp;题 &nbsp;2
2-1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，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，最小直径（即最小实际（组成）要素）为。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=45.018 &nbsp; di=45.002 ；
实际轴合格的条件是：di≤da ≤ds ，即45.002≤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 ＜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、Ymax）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： &nbsp; &nbsp; 轴：
（2） 孔： &nbsp; &nbsp; 轴：
（3） 孔： &nbsp; &nbsp; 轴：
解：（1）Xmin=EI－es=0-(-0.025)=+0.025mm
Xmax=ES－ei=+0.039-(-0.050)=+0.089mm
Tf &nbsp;= | Xmax －Xmin| = | +0.089-0.025| =0.064mm
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;间隙配合。
&nbsp; &nbsp;（2）Ymax=EI－es = -0.011－0 = -0.011mm
Xmax = ES－ei=+0.014－(-0.016) =+0.030mm
Tf &nbsp;=| Xmax －Ymax| &nbsp;= | 0.030－(-0.011) | =0.041mm
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;过渡配合。
&nbsp; &nbsp;（3）Ymax =EI－es=0-(+0.121)= -0.121mm
Ymin =ES－ei=+0.030-(+0.102)= -0.072mm
Tf &nbsp;=| Ymin－ Ymax | =| -0.072-(-0.121) | =0.049mm
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;过盈配合。
公差带图略。

2-4在同一加工条件下，加工孔和孔的难易程度是否相当，为什么？加工轴和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，则孔和孔相比及轴和轴相比，尺寸精度程度相同，加工难易程度相当。
2-5下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。
（1） &nbsp; &nbsp;（2） &nbsp; &nbsp; （3）
解：(1) 基孔制、间隙配合
；
Xmax=ES－ei= +0.043-（-0.093）=+0.136mm
Xmin=EI－es=0-（-0.050）=+0.050mm
(2) 基孔制、过盈配合
；
Ymax =EI－es=0-(+0.035)= -0.035mm
Ymin =ES－ei=+0.021-(+0.022)= -0.001mm
(3) 基轴制、过渡配合
；
Ymax=EI－es = -0.021－0 = -0.021mm
Xmax = ES－ei=+0.009－(-0.019) =+0.028mm

2-6将下列基孔（轴）制配合改换成配合性质相同的基轴（孔）制配合并查表确定改换后的极限偏差。
（1） &nbsp; （2） &nbsp; &nbsp;（3）
解：（1） &nbsp; &nbsp;(2) &nbsp; &nbsp; (3)

解：（1） &nbsp; &nbsp;（2） &nbsp; &nbsp;（3）
&nbsp;（4） &nbsp;（5）
&nbsp;（6）ES＝-26+9＝-15；IT7＝25，EI＝ES－IT7＝-40

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（7）ES＝-8+Δ-8+8＝0；IT7＝21，EI＝ES－IT7＝-21

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（8）IT8＝46，ES＝+23，EI＝-23

2-7 查表确定下列公差带的极限偏差
解：（1） &nbsp; &nbsp;（2） &nbsp; &nbsp;（3）
&nbsp;（4） &nbsp;（5）
&nbsp;（6）ES＝-26+9＝-15；IT7＝25，EI＝ES－IT7＝-40

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（7）ES＝-8+Δ-8+8＝0；IT7＝21，EI＝ES－IT7＝-21

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（8）IT8＝46，ES＝+23，EI＝-23

2－8 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=0，则基本偏差代号为h；
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;又Ts=0.011，查表可得IT6级
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;所以轴的公差带代号为。
（2）EI＝0，Th=0.087=IT9，则孔的公差带代号为。
（3）es=-0.050，基本偏差代号为e；Ts=0.025=IT7，则轴的公差带代号为。
（4）ES＝+0.005＝-0.011+0.006，则基本偏差代号为M；Th=0.046=IT8
则孔的公差带代号为。

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，则
查表2.1知，公称尺寸φ25mm孔、轴公差之和不大于并接近0.066mm的标准公差为IT8=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，则

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
在基孔制间隙配合中，轴的基本偏差为上偏差es，由可得

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。
（4）验算
所选配合的极限间隙为

在+0.020~+0.086mm之间，故所选配合符合要求。

2-10 有一配合，公称尺寸为40mm，要求配合的最大过盈为-0.076mm，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，则
查表2.1知，公称尺寸φ40mm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，则

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，则孔的公差带代号为
在基孔制过盈配合中，轴的基本偏差为下偏差ei，由可得

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。
（3）验算
所选配合的极限间隙为

在-0.076~-0.035mm之间，故所选配合符合要求。

2-11 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，则允许的配合公差

而，则
查表2.1知，公称尺寸φ60mm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，则

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
在基轴制过渡配合中，孔的基本偏差为上偏差ES，由可得

查表2.7，公差带代号为K的es=-2+16=14（0.014mm）与0.016mm最接近，故暂定孔的基本偏差代号为K，其公差带代号为。
（3）验算
所选配合的极限间隙为

在-0.032~+0.046mm之间，故所选配合符合要求。

习 &nbsp;题 &nbsp;3

3.1 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。
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，引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+0.4μm和-0.1μm。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）=+0.3μm
按“等”使用时：量块的工作尺寸为：（30+3.5）-0.0004+0.0001=33.4997mm；测量极限误差只包含随机误差

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。
19.985
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 1.005 —————— 第一块量块的尺寸
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;18.98
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 1.48 &nbsp;—————— 第二块量块的尺寸
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;17.5
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 7.5 &nbsp; —————— 第三块量块的尺寸
10 &nbsp; &nbsp; —————— 第四块量块的尺寸
需要四块量块，尺寸分别为1.005mm、1.48mm、7.5mm、10mm

3.7 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）：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
40.039
40.043
40.040
40.042
40.041
40.043
40.039
40.040
40.041
40.042
试确定：
（1）算术平均值；
（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；
（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。
答：（1）
&nbsp; （2）
&nbsp; （3）
&nbsp; &nbsp;（4）
&nbsp; &nbsp;（5），观察各测量值的残差（-2、+2、-1、+1、0、+2、-2、-1、0、+1，单位为μm），都不超出，故不存在粗大误差。
（6）
3.8 误收和误废是如何造成的？
答：由于各种测量误差的存在，若按零件的上、下极限尺寸验收，当零件的实际尺寸处于上、下极限尺寸附件时，有可能将本来处于零件公差带内的合格品判为废品，或将本来处于零件公差带以外的废品误判为合格品，前者就造成误废，后者就造成误收。

3.9试确定测量 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 轴时的验收极限，并选择相应的计量器具。
解：（1）确定验收极限
查表2-6确定该轴的上下偏差为，因为轴采用包容要求，所以验收极限按双向内缩方式确定。
根据该轴的尺寸公差，从表3.6中查得安全裕度，所以轴的上、下验收极限为：
上验收极限=上极限尺寸-A=（20-0.007）-0.0033=19.9897mm
下验收极限=下极限尺寸+A=（20-0.04）+0.0033=19.9633mm
（2）按I档选择计量器具
查表3.6知；查表3.8选用标尺分度值为0.005mm的比较仪，其测量不确定度，能满足使用要求。

3.10 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;轴的终加工工序的工艺能力指数，试确定测量该轴时的验收极限，并选择相应的计量器具。
解：（1）确定验收极限
查表确定该轴的上下偏差，因为被测轴采用包容要求，且，所以其最大实体尺寸一边的验收极限按单向内缩方式，而最小实体尺寸边采用不内缩方式。
根据轴的尺寸公差，从表3.6查得安全裕度。所以，上、下验收极限为：
上验收极限=上极限尺寸- A =（80+0）-0.0074=79.9926mm
下验收极限=下极限尺寸=80-0.074=79.926mm
（2）选择计量器具
查表3.6知；查表3.7选用分度值为0.01mm的外径千分尺，其测量不确定度，能满足使用要求。

3.11题图3.11所示为用三针测量螺纹的中径d2，其函数关系式为：d2=M-1.5d0，已知测得值M=16.52mm，，，d0 = 0.866mm，，，试求单一中径d2的值及其测量极限误差。

题图3.11
解：已知函数关系式
（1）计算单一中径 mm
（2）计算误差传递系数 &nbsp;
（3）计算单一中径d2的系统误差
&nbsp; &nbsp;

（4）计算单一中径d2的测量极限误差

习 &nbsp;题 &nbsp;4
4.1 判断下列说法是否正确
1. 方向、位置和跳动误差是关联提取要素对实际基准要素的变动量。错
2. 最大实体状态是在极限尺寸范围内允许占有材料量最多时的状态。对
3. 最大实体实效状态是尺寸为最大实体尺寸，且中心要素的几何误差等于图样上给定的几何公差值时的状态。对
4. 若某圆柱面的圆度误差值为0.01mm，则该圆柱面对轴线的径向圆跳动误差值亦不小于0.01mm 。对
5. 可逆要求可用于任何公差原则与要求。错
6. 采用最大实体要求的零件，应遵循最大实体边界。错
7. 标注圆跳动公差时，公差框格的指引箭头应指向轮廓表面。对
8. 无论孔轴，最大实体实效尺寸都等于零件的最大实体尺寸与几何公差之和。错

4.2 &nbsp;填空
1. 几何公差中的形状项目有（填写项目符号） &nbsp; 直线度、平面度、圆度、圆柱度 ，轮廓项目有 线轮廓度、面轮廓度 ，方向公差项目有 平行度、垂直度、倾斜度 &nbsp; ，位置公差项目有 位置度、同轴度、对称度 ，跳动公差项目有 圆跳动、全跳动 。
2. 直线度公差带的形状有 两平行直线所限定的区域、两平行平面所限定的区域、圆柱面所限定的区域 几种形状，圆柱度公差带形状为 &nbsp;半径差等于公差值的两同轴圆柱面所限定的区域 ，同轴度公差带形状为 &nbsp;直径为公差值，且以基准轴线为轴线的圆柱面所限定的区域 &nbsp;。
3. 最大实体状态是实际尺寸在给定的长度上处处位于 &nbsp; &nbsp; &nbsp;极限尺寸 &nbsp;之内，并具有 实体最大 &nbsp;时的状态。在此状态下的 &nbsp;实际尺寸 &nbsp; 称为最大实体尺寸。尺寸为最大实体尺寸的边界称为 &nbsp; 最大实体边界 &nbsp; 。
4. 包容要求主要适用于 &nbsp;必须保证配合性质 &nbsp; &nbsp; &nbsp; 的场合；最大实体要求主要适用于 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;仅需保证零件的可装配性时 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;的场合；最小实体要求主要适用于 &nbsp; &nbsp;需保证零件的强度和壁厚时 &nbsp; &nbsp; &nbsp;的场合。
5. 类比选用几何公差值应考虑形状公差与 &nbsp;方向、位置公差的关系 &nbsp; &nbsp; &nbsp;，几何公差与 尺寸公差的关系 &nbsp; ，几何公差与表面 &nbsp;粗糙度 的关系，并考虑零件的 &nbsp;结构特点 。
4.3 选择填空题
1. 一般来说零件的形状误差 &nbsp;B &nbsp;其位置误差，方向误差 &nbsp;B &nbsp;其位置误差。
A．大于 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;B．小于 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;C．等于
2. 孔的最大实体实效尺寸等于 &nbsp; D &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 。
A.. &nbsp;Ds + t　　 &nbsp; &nbsp; B. &nbsp;Di+ t &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; C. &nbsp;Ds - t &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;D. &nbsp;Di – t &nbsp;。
3. 为保证轴承的旋转精度，轴颈圆柱面应标注 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;C &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;要求。
A． 圆度公差； &nbsp; B. 圆跳动公差； &nbsp; C. 圆柱度公差； &nbsp; D. 同轴度公差。
4. 某键槽中心平面对基准轴线的对称度公差为0.1mm，则该中心平面对基准轴线的允许偏移量为 &nbsp; B &nbsp; &nbsp;。
A． 0.1mm； &nbsp; &nbsp; &nbsp;B. &nbsp; 0.05mm； &nbsp; &nbsp; &nbsp; C. &nbsp;0.2mm； &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D. φ0.1mm。
5. 采用最大实体要求的零件，应遵循 &nbsp; &nbsp; &nbsp;B &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 。
A. &nbsp;最大实体边界；　　　　　　　B. &nbsp;最大实体实效边界;
C. &nbsp;最小实体实效边界； &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;D. &nbsp;没有确定的边界。

4.4 解释题4.4图中各项几何公差标注的含义，填在题4.4表中

序号
公差项目
公差带形状
公差带大小
解释（被测要素、基准要素及要求）
①
圆柱度
同心圆柱
半径差0.01
连杆轴颈圆柱面的圆柱度公差为0.01mm
②
圆跳动
同心圆环
半径差0.025
圆锥面对主轴颈公共轴线的径向圆跳动公差为0.025mm
③
对称度
与基准对称分布的两平行平面
距离0.025
键槽中心平面对圆锥轴线的对称度公差为0.025mm
④
圆柱度
同心圆柱
半径差0.006
两处主轴颈圆柱面的圆柱度公差为0.01mm
⑤
圆跳动
同心圆环
半径差0.025
两处主轴颈圆柱面对两端中心孔公共轴线的径向圆跳动公差为0.025mm
⑥
平行度
圆柱体
直径φ0.02
连杆轴颈轴线对主轴颈公共轴线的平行度公差为φ0.02mm
4.5 将下列各项几何公差要求标注在题4.5图上
① 小端圆柱面的尺寸为φ30- mm；
② 大端圆柱面的尺寸为φ50- mm；
③ &nbsp;键槽中心平面对其轴线的对称度公差为0.02mm；
④ 大端圆柱面对小端圆柱轴线的径向圆跳动公差为0.03mm，轴肩端平面对小端圆柱轴线的端面圆跳动公差为0.05mm ；
&nbsp;⑤小端圆柱面的圆柱度公差为0.006mm ；

题4.5图

4.6 将下列各项几何公差要求标注在题4.6图上
① 孔径F25H6采用包容要求；
② 大端外圆尺寸F70f8，；其轴线对F25H6轴线的同轴度公差为0.050mm；
③ 左端面相对于F25H6轴线的垂直度公差为0.020 mm；

④ 锥面相对于对F25H6轴线的斜向圆跳动公差为0.022 mm, 锥面圆度公差为0.010 mm,。

题4.6图

4.7 将下列各项几何公差要求标注在题4.7图上
① 小端外圆柱面的尺寸为φ30- mm，圆柱面的圆柱度公差为0.006mm ；
② 大端外圆柱面的尺寸为φ50- mm，采用独立原则；
③ &nbsp;小端内孔尺寸φ15 mm ；
④ 大端圆柱面对小端圆柱轴线的径向圆跳动公差为0.03mm，轴肩端平面Ⅰ对小端圆柱轴线的端面圆跳动公差为0.05mm ；
⑤大端内孔尺寸φ20 mm，采用包容要求。

题4.7图

4.8 改正题4.8图中几何公差标注的错误（直接改在图上，不改变几何公差项目）。
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
(a) &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; (b)

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（c） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（d）
题4.8图

4.9 &nbsp;根据题4.9图的公差要求填写题4.9表，并绘出动态公差带图。
&nbsp; &nbsp; &nbsp;
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;(a) &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; (b) &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; (c)

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; (d) &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; (e) &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; (f)
题4.9图
题 &nbsp;4.9 &nbsp;表
图序
采用的公差原则
或公差要求
理想边界名称
理想边界尺寸
（mm）
MMC时的几何公差值（mm）
LMC时的几何
公差值（mm）
(a)
IP
无
无
0.01
0.01
(b)
ER
MMB
19.99
0
0.04
(c)
MMR
MMVB
20.07
0.02
0.07
(d)
LMR
LMVB
20.07
0.07
0.02
(e)
可逆的MMR
MMVB
19.98
0.01
0.05
(f)
可逆的LMR
LMVB
20.07
0.07
0.02

习 &nbsp;题 &nbsp;5

5.1 表面粗糙度的含义是什么?对零件的工作性能有哪些影响?
答：（1）无论是机械加工的零件表面上，还是用铸、锻、冲压、热轧、冷轧等方法获得的零件表面上，都会存在着具有很小间距的微小峰、谷所形成的微观几何形状误差，称为表面粗糙度。
（2）表面粗糙度对零件的工作性能的影响主要表现在以下四个方面：
1）影响零件的耐磨性
相互运动的两个零件表面越粗糙，则它们的磨损就越快。这是因为这两个零件表面只能在轮廓的峰顶接触，此时两个零件表面的接触面积减少，压强增大，使磨损加剧，零件越粗糙，阻力越大，零件磨损也越快。
2）影响配合性质的稳定性
对间隙配合而言，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合而言，表面轮廓峰顶在装配时易被挤平，实际有效的过盈减少，致使连接强度降低。因此，表面粗糙度影响配合性质的可靠性和稳定性。
3）影响零件的抗疲劳强度
零件表面越粗糙，凹痕越深，表面轮廓峰谷的曲率半径也越小，对应力集中越敏感。特别是当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，使材料的疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。
4）影响零件的抗腐蚀性
粗糙的零件表面，在其微观凹谷处容易残留一些腐蚀性物质，它们会向金属内层渗透，使腐蚀加剧，造成表面锈蚀。因此，提高零件表面粗糙度的要求，可以增强其抗腐蚀能力。

5.2 试述测量和评定表面粗糙度时中线、传输带、取样长度、评定长度的含义。
答：（1）取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的x轴方向上的长度，即测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它至少包含5个以上轮廓峰和谷，用符号表示。
（2）评定长度是在测量和评定表面粗糙度时所规定的一段沿X轴方向上的最小长度，用符号表示。
（3）轮廓滤波器是指能将表面轮廓分离成长波成分和短波成分的滤波器，它们所能抑制的波长称为截止波长。从短波截止波长至长波截止波长这两个极限值之间的波长范围称为传送带。
（4）轮廓中线是具有几何轮廓形状并划分被评定轮廓的基准线，以中线为基础来计算各种评定参数的数值。

5.3 为什么在表面粗糙度标准中，除了规定“取样长度”外，还规定“评定长度”？
答：取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的x轴方向上的长度，即测量或评定表
面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它至少包含5个以上轮廓峰和谷，用符号表示。
取样长度在数值上与λc滤波器的标志波长相等，x轴的方向与轮廓走向一致。取样长度值的大小对表面粗糙度测量结果有影响。一般表而越粗糙，取样长度就越大。
评定长度是在测量和评定表面粗糙度时所规定的一段沿X轴方向上的最小长度，用符号表示。&nbsp;一般情况下，取=5，称为标准长度。如果评定长度取为标准长度，则评定长度不需在表面粗糙度代号上注明。当然，根据情况，也可取非标准长度。如果被测表面均匀性较好，测量时，可选＜5；若均匀性差，可选＞5。
&nbsp;
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：是指在一个取样长度范围内，被评定轮廓上各点至中线的纵坐标值的绝对值的算术平均值。
2）轮廓的最大高度：是指在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度。
间距参数：
轮廓单元宽度：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: 是指在一个取样长度范围内，轮廓单元宽度的平均值。
混合参数（形状参数）：
轮廓的支撑长度率：是指在给定水平位置上轮廓的实际材料长度与评定长度的比率。

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或值小。
2）摩擦表面比非摩擦表面的或值小。
3）公差等级相同时，过盈配合表面应小于间隙配合表面的（或）值，轴应小于孔的（或）值，小尺寸表面应小于大尺寸表面的（或）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（或）值应越小。

5.6 试述规定表面粗糙度幅度参数上限值的含义？
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；
“⊥” 纹理垂直于视图所在的投影面；
“×”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）Φ40H8孔与Φ20H8孔；
（2）Φ50H7/f6与Φ50H7/t6中的H7孔；
（3）圆柱度公差分别为0.01mm和0.02mm的两个Φ30 H6孔。
答：（1）Φ40H8孔与Φ20H8孔表面粗糙度参数值的允许值没有差异。
（2）Φ50H7/f6与Φ50H7/t6中的H7孔表面粗糙度参数值的允许值有差异，Φ50H7/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Φ30 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Φ30 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。

5.9 解释图5.19中标注的各表面粗糙度要求的含义。
题5.9图

答：内孔表面用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为0.8，的下限值为0.2；M20螺纹大径用去除材料方法获得的表面粗糙度，的上限值为0.8，螺纹面的上限值为0.8；传送带0.0025～0.8（即取样长度为0.8），默认评定长度为5个取样长度（即=0.8×5=4.0），极限值判断规则默认为“16%”规则；轴肩端面的上限值为3.2; 2×45°倒角的最大值为1.6；其余表面的上限值为12.5&nbsp;。

5.10 试将表面粗糙度要求标注在图5.20所示的图样上。
（1）两端圆柱面的表面粗糙度参数的上限值为3.2，下限值为1.6；
（2）中间圆柱的轴肩表面粗糙度参数的最大值为25；
（3）中间圆柱的表面粗糙度参数最大值为1.6，最小值为0.8；
（4）键槽两侧面的表面粗糙度参数的上限值为3.2；
（5）其余表面的粗糙度参数的最大值为12.5。

图5.20 &nbsp;题5.10图

答：表面粗糙度要求标注在下图样上。

习 &nbsp; 题 &nbsp; &nbsp;6

6.1极限量规有何特点？如何用它判断工件的合格性？
量规是一种无刻度定值专用量具，用它来检验工件时，只能判断工件是否在允许的极限尺寸范围内，而不能测量出工件的实际尺寸。
合格标志是通端能通过被测零件，止端不能通过。

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？
量规的通规按MMS制造，用于控制工件的体外作用尺寸，止规按LMS制造，用于控制工件的实际尺寸。

6.3光滑极限量规的设计原则是什么？说明其含义。
根据泰勒原则设计的量规，通规用来控制工件的体外作用尺寸，它的测量面应是与孔或轴形状相对应的完整表面（即全形量规），且测量长度等于配合长度。止规用来控制工件的实际尺寸，它的测量面应是点状的（即不全形量规），且测量长度尽可能短些，止规表面与工件是点接触。
在实际应用中可以使用偏离泰勒原则的量规，但需保证零件的形状精度。

6.4 误收和误废是怎么造成的？
主要是由测量误差造成的。
6.5试计算遵守包容要求的f40H7/n6配合的孔、轴工作量规的上、下偏差；量规的工作尺寸以及通规的磨损极限尺寸，并画出量规公差带图。
解　1) 查表得φ40H7孔的极限偏差为：ES=+0.025mm, &nbsp;EI=0 ，φ40n6轴的极限偏差为：es =+0.033mm ，ei =+0.017mm
2) 由表5.2查出工作量规制造公差T1和位置要素Z1值,并确定形位公差。孔T1＝0.003mm，Z1＝0.004mm，T1/2＝0.0015mm；轴T1＝0.0024mm，Z1＝0.0028mm，T1/2＝0.00112mm
3) 画出工件和量规的公差带图，如下图所示。

4) 计算量规的极限偏差，并将偏差值标注在图中：
孔用量规通规（Ｔ）：
　　　　 &nbsp;上偏差＝EI +Ｚ1 + T1/2＝ 0 + 0.004+ 0.0015 ＝ + 0.0055 mm
下偏差＝EI +Ｚ1 –T1/2＝ 0 + 0.004– 0.0015 ＝ + 0.0025mm
　　　　磨损极限偏差＝EI＝０　　
孔用量规止规（Ｚ）：
上偏差＝ES＝ + 0.025 mm
下偏差＝ES－T1＝ + 0.025 – 0.003＝ + 0.022 mm
轴用量规通规（Ｔ）：
上偏差＝es－Ｚ1 + T1/2＝0.033 －0.0028 + 0.0012 ＝+0.0314mm
下偏差＝es－Ｚ1 –T1/2＝0.033 －0.0028 －0.0012 ＝+0.029mm
　　　　磨损极限偏差＝es＝+ 0.033mm　
轴用量规止规（Ｚ）：
上偏差＝ei + T1 ＝+0.017+0.0024= +0.0194mm
下偏差＝ei ＝+0.017mm
5) 计算量规的极限尺寸和磨损极限尺寸
孔用量规通规：最大极限尺寸＝ 40+ 0.0055 = 40.0055 mm
最小极限尺寸＝ 40+0.0025 = 40.0025 mm
磨损极限尺寸＝ 40mm
所以塞规的通规尺寸为mm，按工艺尺寸标注为mm
孔用量规止规：最大极限尺寸＝ 40+ 0.025 ＝ 40.025 mm
最小极限尺寸＝ 40+ 0.022 ＝ 40.022 mm
所以塞规的止规尺寸为mm，按工艺尺寸标注为mm
轴用量规通规：最大极限尺寸＝ 40 +0.0314 = 40.0314 mm
最小极限尺寸＝ 40+0.029 = 40.029mm
磨损极限尺寸＝ 40.033 mm
所以卡规的通规尺寸为mm，按工艺尺寸标注为mm
轴用量规止规：最大极限尺寸＝ 40+0.0194＝ 40.0194 mm
最小极限尺寸＝ 40+0.017 ＝ 40.017 mm
所以卡规的止规尺寸为mm，按工艺尺寸标注为mm

习 题 &nbsp;7
7.1 滚动轴承的精度分为几级？其代号如何？各应用在什么场合？
根据GB/T 307.3-2005规定，向心轴承的公差等级，由低到高依次分为0、6、5、4和2五个级别，圆锥滚子轴承的公差等级分为0、6x、5和4四个级别，推力轴承的公差等级分为0、6、5和4四个级别。仅向心轴承有2级，圆锥滚子轴承有6x级，而无6级。应用场合见表7.1。

7.2选择轴承与结合件配合的主要依据是什么？
轴承内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合面间的配合性质，由轴径和外壳孔的公差带决定，即轴承配合的选择就是确定轴颈和外壳</p>