互换性作业参考答案.docx
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互换性作业参考答案
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那么？
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那么。
〔3〕列举应用实例如下：
a、自行车的螺钉掉了，买一个一样规格的螺钉装上后就能照常使用。
b、手机的显示屏坏了，买一个一样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，买一个一样型号的传动带换上后就能照常使用。
d、灯泡坏了，买一个一样的灯泡换上即可。
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假设干组，仅同一组内零件有互换性，组及组之间不能互换。
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，本钱增高；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，本钱降低。
〔3〕适用场合：
一般来说，使用要求及制造水平，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？
它们及互换性有何关系？
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〕公差及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．按标准公布的级别来分，我国的标准有哪几种？
答：
按标准公布的级别来分，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“321-1980”、“179-1983”和“〞各表示什么含义？
答：
它们表示的含义是：
〔1〕321—1980
∣∣∣
国文年
家件代
标号
准
〔2〕179—1983
∣∣∣
机文年
械件代
工号
业
部
标
准
〔3〕——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
（2）外表粗糙度R的根本系列为0.012,0.025,0.050,0.100,0.20,、、、，单位为。
答：
〔1〕根本系列R10，公比为
。
〔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〕互换性原那么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，而推荐性标准执行及否无所谓。
〔╳〕
〔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〕优先数系包含根本系列和补充系列，而派生系列一定是倍数系列。
〔╳〕
〔9〕产品的经济性是由生产本钱唯一决定的。
〔╳〕
〔10〕保证互换的根本原那么是经济地满足使用要求。
〔√〕
第二章测量技术根底
2-1测量的实质是什么？
一个完整的测量过程包括哪几个要素？
答：
〔1〕测量的实质是将被测几何量L及作为计量单位的标准量E进展比拟，从机时获得两面三刀者比什q的过程，即,或。
〔2〕一个完整的测量过程包括被测对象，计量单位、测量方法和测量精度四个要素。
2-2量块的作用是什么？
其构造上有何特点？
答：
〔1〕量块的作用是，a、用于计量器具的校准和鉴定；b、用于精细设备的调整、精细划线和精细工件的测量；c、作为长度尺寸传递的实物基准等。
〔2〕其构造上的特点是：
量块通常制成长方形六面体，它有两个相互平行的测量面和四个非测量面；测量面的外表非常光滑平整，具有研合性，两个测量面间具有准确的尺寸。
量块上标的尺寸称为量块的标称长度。
当<6的量块可在上测量面上作长度标记，>6的量块，有数字的平面的右侧面为上测量面；尺寸小于10的量块，其截面尺寸为；尺寸大于10至1000的量块截面尺寸为35×9。
2-3量块分等、分级的依据各是什么？
在实际测量中，按级和按等使用量块有何区别？
答：
〔1〕量块分系的依据是量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。
量块分级主要是根据量块长度极限偏差±和量块长度变支量的最大允许值来划分的。
〔2〕区别是：
量块按“级〞使用时，是以量块的标称长度作为工作尺寸。
该尺寸包含了量块的制造误差，制造误差将被引入到测量结果中去，但固不需要加修正值，故使用较方便。
量块按“系〞使用时，是以量块栏定书列出的实例中心长度作为工作尺寸的，该尺寸排除了量块的制造误差，只包含栏定时较小的测量误差。
量块按“系〞使用比按“级〞使用的测量精度高。
2-4说明分度间距及分度值；示值范围及测量范围；示值误差及修正值有何区别？
答：
其区别如下：
〔1〕分度间距〔刻度间距〕是指计量器具的刻度标尺或度盘上两面三刀相邻刻线中心之间的距离，般为1;而分度值（刻度值）是指计量器具的刻度尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。
〔2〕示值范围是指计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围；而测量范围是指在允许的误差限内，计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。
〔3〕示值误差是指计量器具上的示值及被测量真值的代数差；而修正值是指为消除系统误差，用代数法加到未修正的测量结果上的值。
修正值及示值误差绝对值相等而符号相反。
2-5测量误差按其性质可分为哪几类？
测量误差的主要来源有哪些？
答：
〔1〕测量误差按其性质来分，可分为系统误差，随机误差和粗大误差。
〔2〕测量误差的方要来源：
a、计量器具误差；b、标准件误差；c、测量方法误差；d、测量环境误差；e、人员误差。
2-6试从83块一套的量块中，组合以下尺寸：
48.98,10.56,。
答：
组合如下：
〔1〕48.98、、、、、、、、、所需尺寸
-1.48、、、、、、、、、第一块量块的尺寸
————
-7.50、、、、、、、、、第二块量块的尺寸
——————
40、、、、、、、、、第三块量块的尺寸
即=（1.48+7.50+40）。
〔2〕10.56、、、、、、、、、所需尺寸
-1.06、、、、、、、、、第一块量块的尺寸
—————————
9.5、、、、、、、、、第二块量块的尺寸
即=（1.06+9.5）
（3）65.365、、、、、、、、、所需尺寸
-1.005、、、、、、、、、第一块量块的尺寸
——————
64.360
-1.360、、、、、、、、、第二块量块的尺寸
———————
-3.000、、、、、、、、、第三块量块的尺寸
———————
60、、、、、、、、、第四块量块的尺寸
即=（1.005+1.360+3.000+60）
2-7某仪器在示值为20处的校正值为-,用它测工件时,假设读数正好为20,工件的实际尺寸为多少
解:
工件的实际尺寸为:
20+（-0.002）=。
2-8某一测量范围为0~25的外千分尺，当活动测杆及测,可靠接触时,其读数为+,假设用比千分尺测工件尺寸,读数为,其修正后的测量结果.
解：
因示值误差为+,那么其修值为-。
修正后的测量结果是：
10.95+（-0.02）=。
2-9用两种方法分别测两个尺寸,它们的真值L1502=80,假设测得值分别为和,试问哪种方法测量精度高。
解：
由相对误差计算公式ε=
×100%得：
ε1=
×100
×1000.008%
ε2=
×100
×1000.0075%
因为ε1>ε2
所以第二种方法测量精度高。
2-10今用公称尺寸为10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+15。
假设量块实际上尺寸为,试计算千分表的调零误差和校正值.假设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10-0.5,
〔2〕校正值为,
〔3〕被测零件实际尺寸:
10.0005+0.015=。
第三章光滑圆柱体结合的互换性及其检测
3-1判断以下说法是否正确，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，那么其配合精度也越高。
〔╳〕
〔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根本尺寸，那么这尺寸必适合格。
〔╳〕
〔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〕根本尺寸一定时，公差值愈大，公差等级愈高。
〔√〕
〔11〕不管公差值是否相等，只要公差等级一样，尺寸的准确程度就一样。
〔√〕
〔12〕ø75±的根本偏差是+尺寸公差为（╳）
〔13〕因为完全对称偏差，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〕ø60
mm.（╳）
（16）因配合的孔和轴根本尺寸相等，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〕选择公差等级的原那么是，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及基轴制配合？
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〕基孔制配合是指根本偏差为一定的孔的公差带，及不同根本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。
而基轴制配合是指根本偏差为一定的轴的公差带，及不同根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个根本偏差可组合成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，国家标准对孔及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，其配合外表不经切削加工；b、及标准件相配合的孔或轴；c、同一根轴上〔根本尺寸一样〕及几个零件孔配合，且有不同的配合性质。
3-3．更正以下标注的错误：
〔1〕ø80
〔2〕30
〔3〕120
〔4〕ø60
〔5〕ø80
〔6〕ø50
〔7〕ø50H8
解：
更正如下：
（1）ø80
（2）ø30
（4）ø60
（5）ø80
（6）ø50
（7）ø50H8（
）。
3-4．下面三根轴哪根精度最高？
哪根精度最低？
〔1〕ø70
〔2〕ø250
〔3〕ø10
解：
〔1〕由∣∣得
1=∣11∣=∣+0.105-（+0.075）∣=
查表3-2得：
轴的公差系级为7。
〔2〕由∣∣得
2=∣22∣=∣（-0.105）-（-0.044）∣=
查表3-2得：
轴的公差系级为6。
〔3〕由∣∣得
3=∣33∣=∣0-（-0.022）∣=
查表3-2得：
轴的公差系级为8。
由此观之，第二根轴精度最高，第三根轴轴精度最低。
3-5根据下表给出的数据求空格中应有的数据，并填入空格内
根本尺寸
孔
轴
或
或
或
Ø25
0
Ø14
0
Ø45
0
3-6查表解算下表各题，并填入空格内。
工程
配
合
代号
基准制
配合性质
公差代号
公差等级
公差
（µm）
极限偏差
极限尺寸
间隙
过盈
或
上
下
最大
最小
最大
最小
最大
最小
Ø30
基轴制
过盈配合
孔
P7
7
21
-14
-35
略
轴
h6
6
13
0
-13
略
Ø20
基轴制
过渡配合
孔
K7
7
21
+6
-15
略
轴
h6
6
13
0
-13
略
Ø25
基孔制
间隙配合
孔
H8
8
33
+33
0
略
轴
f7
7
21
-20
-41
略
3-7．查表确定以下各尺寸的公差带代号
〔1〕Ø18
〔轴〕〔2〕Ø120
〔孔〕
〔3〕Ø50
〔轴〕〔4〕Ø65
〔孔〕
解：
〔1〕根本偏差0根本偏差代号为h，
0-（-0.011）11
查表3-2得：
公差等级为6
故公差带代号为h6。
（2）根本偏差0根本偏差代号为H，
87
查表3-2得：
公差等级为9
故公差带代号为H9。
（3）根本偏差0.050查表3-3得根本偏差代号为e，
0.050-（-0.075）25
查表3-2得：
公差等级为7
故公差带代号为e7。
（4）根本偏差0.005查表3-4得根本偏差代号为M，
0.005-（-0.041）46
查表3-2得：
公差等级为8
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Ø80
mm,轴尺寸为Ø80±,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0.046-（-0.015）
最大过盈0-（+0.015）
3-9.有一组相配合的孔和轴为Ø30
作如下几种计算并填空:
查表得N8=（
）,h7=（
）
（1）孔的根本偏差是,轴的根本偏差是0.
（2）孔的公差为,轴公差为.
（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.
（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：
ø30+（-0.036）=ø
孔的最小实体尺寸：
ø30+（-0.003）=ø
轴的最大实体尺寸：
ø30+0=ø
轴的最小实体尺寸：
ø30+（-0.021）=ø
3-10.在某配合中,孔的尺寸标准为Ø20
求出轴的上,下偏差及其公差带代号.
解：
0.013-0=
因为
所以0.022-0.013=
查表3-2提：
轴的公差等级为5。
因为：
所以：
查表3-3得轴的根本偏差代号为R。
ø20k5（
）。
3-11．根本尺寸为ø50的基准孔和基准轴相配合,孔轴的公差等级一样,配合公差78,试确定孔、轴的极限偏差，并及成标注形式。
解：
因为且
所以22那么
39
又因为基准孔的0，基准轴的0,
所以39+039
0-3939
写成标注形式为孔：
ø50（
）
轴：
ø50（
）
3-12画出Ø159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。
〔根本尺寸为15时，9=43〕
解：
因为是对称偏差，且9的公差值为43是奇数
所以
21
写成尺寸标注形式为：
ø50±
ø15+0.021=ø
ø15-0.021=ø
ø
ø
画出公差带图：
3-13．ø40M8（
），求ø40H88的极限间隙或极限过盈。
解：
8根本尺寸为ø40的公差值0.005-（-0.034）=
ø40H8基准孔的0，
ø40h8基准轴的0
极限间隙：
0.039-（-0.039）
0-0=0
3-14略
3-15．根本尺寸为ø40的一对孔、轴配合，要求其配合间隙为41~116，试确定孔及轴的配合代号，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0。
〔2〕选择孔，轴公差等级
由式〔3-10〕得，∣∣,根据使用要求，配合公差´=∣X´´∣=∣116-41∣=75,即所选孔轴公差之和应最接近T´f而不大于T´f。
查表3-2得：
孔和轴的公差等级介于7和8之间，取孔比轴大一级，应选为8级，39,轴为7级，25,划配合公差39+25=64小于且最接近于75。
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8级，所以孔的公差带代号为ø40H8（
）
又因为是间隙配合，
0
由条件X´41那么´41
即轴的根本偏差应最接近于-41。
查表3-3，反轴的根本偏差不e，50,那么50-2575
所以轴的公差带代号为ø40e7（
）
确定的孔及轴配合代号为
〔4〕验算设计结果
0.039-（-0.075）114
0-（-0.050）50
它们介于41~116之间，设计适宜。
画出公差带图如下：
3-16.设有一根本尺寸为ø110的配合，经计算，为保证连接可靠，其过盈不得小于40；为保证装配后不发生塑性变形，其过不得大于110。
假设已决定采用基轴制，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，那么0
选择孔、轴公差等级
由,据使用要求配合公差T´´´
即´40-〔-110〕70μm，即所选孔、轴公差之和应最接近´而不大于它。
查表3-2得：
孔和轴的公差等级介于7和6之间，取孔比轴大一级，应选为7级，35μm，轴为6级，22μm，即配合公差35+22=57μm小于且最接近于´〔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6级，所以轴的公差带代号为φ110h6〔
〕
又因为是过盈配合，
由条件Y´40μm,那么´´40+（-22）60μm
即孔的根本偏差应最接近于-62μm。
查表3-4，取
根本偏差为S，79+Δ79+1366μm，
那么66-35101μm
所以孔的公差带代号为φ110S7〔
〕
4〕验算设计结果
0.101-0=
0.066-（-0.022）=
它们介于-40μ110μm之间
3-17用通用计量器具检测ø40K7E孔，试确定验收极限并选择计量器具。
解：
确定平安裕度A
该工件公差,公差等级为7，
〔1/10〕T，故。
确定验收极限
因为此工件遵守包容原那么，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
下验收极限=最小极限尺寸加工
因φ40K7的根本偏差上偏差2+97μm〔表3-4〕
即7-2518μm
φ40K7（
）
故上验收极限=40+〔〕-0.0025=
下验收极限=40+〔〕+0.0025=
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μ。
查表3-16，分度值为的比拟仪的测量不确定度为,
因为u1所以，选用分度值为的比拟仪符合工档要求。
第四章形状和位置公差答案页码顺序
4-1在表中填写出形位公差各工程的符号,并注明该工程是属于形状公差还是属于位置公差。
解：
见表2．1〔符号略〕
表2．1
项目
符号
形位公差类别
项目
符号
形位公差类别
同轴度
位置公差
圆度
形状公差
圆柱度
形状公差
平行度
位置公差
位置度
位置公差
平面度
形状公差
面轮廓度
形状公差或位置公差
圆跳动
位置公差
全跳动
位置公差
直线度
形状公差
4-2在表中填写出常用的十种公差带形状。
解：
见表2．2。
表2．2
序号
公差带形状
序号
公差带形状
1
两平行直线
6
两平行平面
2
两等距曲线
7
两等距曲面
3
两同心圆
8
一个四棱柱
4
一个圆
9
一个圆柱
5
一个球
10
两同轴圆柱
4-3．说明图中形状公差代号标注的含义〔按形状公差读法及公差带含义分别说明〕。
解：
1〕φ60f7圆柱面的圆柱度公差值为0。
05。
圆柱面必须位于半径差为公差值0。
05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。
01。
整个零件的左端面必须位于距离为公差值0。
01的两平行平面之间。
3〕φ36h6圆柱外表上任一素线的直线度公差为0。
01。
圆柱外表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圆柱外表任一正截面的圆的圆度公差为0。
01,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。
01的两同心圆之间。
4-4按以下要求在图上标出形状公差代号。
（1）Φ50圆柱面素线的直线度公差为mm。
（2）Φ30圆柱面的圆柱度公差为。
（3）整个零件的轴线必须位于直径为0.04的圆柱面内。
解：
按要求在图上标出形状公差代号
图
4-5将以下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。
〔或Φ20d７圆柱面任一素线必须位于轴向平面内距离为公差值的两平行直线之间。
〕
（2）被测Φ４０m７轴线相对于Φ20d7轴线的同轴度公差为Φ。
〔或Φ４０m7轴线必须位于直径为公差值，且及Φ２０d７轴线同轴的圆柱面内。
〕
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