《互换性与测量技术基础》习题参考解答.docx
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《互换性与测量技术基础》习题参考解答
《互换性与测量技术基础》习题参考解答(第3版)
第二章 光滑圆柱体结合的公差与配合
1.
孔或轴
最大极限尺寸
最小极限尺寸
上偏差
下偏差
公差
尺寸标注
孔:
Φ10
9.985
9.970
-0.015
-0.030
0.015
Φ10
孔:
Φ18
18.017
18
+0.017
0
0.017
Φ18
孔:
Φ30
30.012
29.991
+0.012
-0.009
0.021
Φ30
轴:
Φ40
39.95
39.888
-0.050
-0.112
0.062
Φ40
轴:
Φ60
60.041
60.011
+0.041
+0.011
0.030
Φ60
轴:
Φ85
85
84.978
0
-0.022
0.022
Φ85
2. 1)Xmax =0.033-(-0.098)=0.131mm
Xmin =0-(-0.065)=0.065mm
Tf =|0.131-0.065|=0.066mm
2)Ymax =0–0.060=-0.060mm
Ymin =0.030–0.041=-0.011mm
Tf =|-0.060+0.011|=0.049mm
3)Xmax =0.007-(-0.016)=0.023mm
Ymax =-0.018–0=-0.018mm
Tf =|0.023–(-0.018)|=0.041mm
4)Xmax =0.039-0.002=0.037mm
Ymax =0–0.027=-0.027mm
Tf =|0.037–(-0.027)|=0.064mm
5)Xmax =0.074–(-0.140)=0.214mm
Xmin =0-(-0.030)=+0.030mm
Tf =|0.214–0.030|=0.184mm
第2题
6)Xmax =0.009–(-0.019)=0.028mm
Ymax =-0.021–0=-0.021mm
Tf =|0.028–(-0.021)|=0.049mm
3.
(1)Φ50 Xmax=0.089mm Xmin=0.025mm 基孔制、间隙配合
(2)Φ80 Xmax=0.250mm Xmin=0.010mm 基轴制、间隙配合
(3)Φ30 Xmax =0.019mm Ymax =-0.015mm 基轴制、过渡配合
(4)Φ140 Ymax =-0.126mm Ymin =0mm 基孔制、过盈配合
(5)Φ180 Xmax =-0.235mm Ymin =-0.170mm 基孔制、过盈配合
(6)Φ18 Xmax =0.004mm Ymax =-0.015mm 基轴制、过渡配合
(7)Φ50 Xmax =0.033mm Ymax =-0.008mm 基孔制、过渡配合
(8)Φ100 Xmax =0.032mm Ymax =-0.025mm 基孔制、过渡配合
(9)Φ30 Xmax =0.006mm Ymax =-0.028mm 基孔制、过渡配合
(10)Φ50 Xmax =0.023mm Ymax =-0.018mm 基轴制、过渡配合
4.
(1)Φ60
(2)Φ30 (3)Φ50 (4)Φ30 (5)Φ50
5. ∵ Xmin =0.025mm,Xmax =0.066mm. ∴配合公差Tf =|0.066–0.025|=0.041mm ,
∵Tf =Th +Ts ,选基孔制.查表,孔为7级,轴为6级Th =0.025mmTs =0.016mm符合要求.∴选Φ40 。
验算:
Xmax =0.025–(-0.041)=0.066mm;Xmin =0–(-0.025)=0.025mm. 符合题意。
6. 1)∵ Tf =|Xmax-Xmin|=|0.086-0.020|=0.066mm, Tf =Th +Ts ∴查表选Th=Ts =0.033mm.8级公差。
基孔制H8,根据Xmin查表选轴为f8,∴选Φ25 。
验算Xmax、Xmin后符合要求。
(2)∵Tf =|Ymax-Ymin|=|0.076-(-0.035)|=0.041mm,Tf =Th +Ts∴查表选Th为7级,Ts为6级,基孔制H7,根据Ymin查表选轴为u6,∴选Φ40 验算Ymax、Ymin后符合要求。
(3) ∵Tf =|Xmax-Ymax|=|0.046-(-0.032)|=0.078mm, Tf =Th +Ts ∴查表选Ts为7级,Th为8级,基轴制h7,根据Xmax 和Ymax查表选孔为K8,∴选Φ60 。
验算Xmax 、Ymax后符合要求。
7. Δl = (a黄铜+a玻璃)Δt= ×(19.5×10-6+8×10-6)×(20+50)=0.048mm,
查表Φ50 ,0.039-(-0.050)+0.048=0.137mm,0-(-0.025)+0.048=0.073mm
∵0.137>0.075mm, ∴原设计Φ50H8/f7配合不合适。
重选为:
0.075-0.048=0.027mm,0.009-0.048=-0.039mm, 装配时的间隙量应为-0.039~0.027mm之间, ∴选Φ50 验算后满足要求。
8. Δl = ×[22×(150-20)+12×(100-20)]×10-6=0.181mm;0.04+0.181=0.221mm,0.097+0.181=0.278mm ∴装配间隙应为0.221~0.278mm,
Tf =|Xmax-Xmax|=|0.278-0.221|=0.057mm, Tf =Th +Ts ∴查表选孔为7级,轴为6级,基孔制H7,根据Xmin查表选轴(活塞)为b6,选Φ95 。
验算后基本满足要求。
第三章 测量技术基础
1. 29.875-1.005-1.37-7.5=20 用4块量块组合;
48.98-1.48-7.5=40 用3块量块组合;
40.79-1.29-9.5=30 用3块量块组合;
10.56-1.06=9.5 用2块量块组合。
2. 20-0.002=19.998mm
3. 调零误差+0.0005mm,修正值-0.0005mm,塞规实际尺寸20+0.006-0.0005=20.0055㎜。
4. =0.00005; =0.000033;δr2<δr1,第二种测量方法精度高。
5. =30.741mm, =1.464μm, δlim=±3σ'=±4.392µm
6. L=20.0005mm =0.5µm L=L±3 =20.0015±0.0015mm
7. L=L1+L2+L3 =20+1.005+1.485=22.485mm
=±0.5µm ∴L=22.485±0.0005mm
8. N=A1-A2 µm
9. =52.60mm
=±0.002mm
R=52.60±0.002mm
10. 1)
=±66.332µm;
2)
=±75.498µm;
3) =±46.098µm
第四章 形状和位置公差及检测
1.a)公差带是距离为0.02mm的两平行平面之间的区域;b)公差带是直径为0.02mm的圆柱面内的区域;c)公差带是距离为0.02mm且平行于基准A的平行平面之间的区域。
2.a)为垂直度公差,公差带与基准轴线相垂直。
它的公差带相对于基准有确定的方向,并且公差带的位置可以浮动。
它的公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。
b)为圆跳动公差,控制与基准同轴的任一半径位置的圆柱面上的位置误差。
c)为全跳动公差,控制与基准同轴的所有半径位置的圆柱面上的位置误差;跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置,它可以综合控制被测要素的位置、方向和形状的。
3.a)要求斜端面对φ基准轴线成60°的理想方向,又要求斜端面中点在φ轴方向距离B面有公差要求。
b)要求斜端面对φ基准轴线成60°的理想方向,则公差带是距离为公差值0.05mm,且与基准轴线成60°角的两平行平面之间的区域。
4.a)尺寸无公差而且也不是理论正确尺寸,无基准;b)无基准;c)基准符号标注位置不对;d)正确。
5.
第5题
6.
第6题
7.
图样序号
采用的公差原则
理想边界及边界尺寸(mm)
允许最大形状公差值(mm)
实际尺寸
合格范围(mm)
a)
独立
φ20.01
φ0.01
φ19.979~φ20
b)
包容
φ20
φ0.021
φ19.979~φ20
c)
包容
φ20.0
φ0.008
φ19.979~φ20
d)
最大实体
φ20.01
φ0.031
φ19.979~φ20
| | |0
| | |0
+8 +4
8.
-8 -9 -2
-1 -12 +4
-8 +9 0
0 -5 -2
+7 -8 +4
0 +13 0
平面度误差 f=|13|+|-8|=21μm>20μm,不合格。
9.
第9题
10.
第10题
11. 都采用最大实体要求。
a)图被测轴线必须位于直径为φ0.1mm,且以相对于A、B、C 基准表面的理论正确尺寸所确定的理想位置为轴线的圆柱面内。
b)图三个被测轴线公差带为三个直径为φ0.1mm的圆柱,三个圆柱整体上在水平、垂直方向可在±0.5mm范围内移动,但三个圆柱在水平方向上相互间不能移动,保持理论正确尺寸。
c)图为复合位置度,由两个位置度联合控制孔组的位置。
上框格为四个φ0.1mm的公差带,由基准A、B、C而确定;下格框为各孔之间的进一步要求,四个φ0.05mm的公差带,其几何图框仅相对于基准A定向,因而它可在一定范围内任意移动,孔的实际轴线必须同时符合上下框格的位置要求,即只能位于φ0.1mm和φ0.05mm两个圆柱形公差带的重叠部分内。
d)图三个被测轴线公差带为三个直径为φ0.1mm的圆柱,三个圆柱整体在水平方向可在±0.5mm范围内移动,但三个圆柱个体在水平、垂直方向上相互之间不能移动,和整体在垂直方向一样,保持理论正确尺寸。
12. a)最大实体要求,理想边界尺寸为φ20mm,当实际尺寸为φ20.13mm时,允许的垂直度误差为φ0.13mm;
b) 最大实体要求和独立原则并用,理想边界尺寸为φ20mm,允许的垂直度误差为φ0.05mm;
c)最大实体要求,理想边界尺寸为φ19.95mm允许的垂直度误差为φ0.18mm;
d)独立原则,理想边界尺寸为φ19.95mm,允许的垂直度误差为φ0.05mm。
13. 直线度误差数据
测点序号
0
1
2
3
4
5
6
7
M
测量读数(格)
0
+1.5
-3
-0.5
-2
+3
+2
+1
累积(格)
0
+1.5
-1.5
-2
-4
-1
+1
+2
D
测量读数(格)
0
-2
+1.5
+3
-2.5
-1
-2
+1
累积(格)
0
-2
-0.5
+2.5
0
-1
-3
-2
按最小条件:
M直线度误差 f=200×0.02×5.75=23μm
D直线度误差 f=200×0.02×4.9=19.6µm
按两端点连线:
M直线度误差
fm'=200×0.02×(1.3+5.2)=26µm
D直线度误差
f D'=200×0.02×(3.3+1.8)=20.4µm
14. 直线度误差 f=300×0.02×4.3=25.8μm,25.8﹥25μm,不合格。
15. 直线度误差6μm ,合格。
平行度误差59μm。
59﹥25μm,不合格。
第14题 第15题
16. 基准孔采用包容要求。
被测孔采用最大实体要求并同时应用于被测要素和基准要素。
基准孔沿中心距方向有±0.04mm的变动量,被测孔沿中心距方向有±0.05mm的变动量,位置度公差为0.5mm,所以最大中心距为45+0.04+0.05+ =45.34mm,最小中心距为45-0.04-0.05- =44.66mm。
17. 基准孔采用最大实体要求。
被测孔采用最大实体要求并同时应用于被测要素和基准要素。
基准孔沿中心距方向有± 0.09mm的变动量,被测孔沿中心距方向有 0.3mm的变动量,所以最大中心距为45+0.09+0.3=45.39mm,最小中心距为45-0.09-0.3=44.61mm。
第五章 表面粗糙度
1. IT=0.016-0.002=0.014 (尺寸公差) T=0.0025(圆柱度公差) T≈0.17IT 属T<0.25IT 范围 Ra≤0.15T=0.375μm 确定Ra值为0.32μm
2. 表面粗糙度常用的检测方法有五种:
比较法、光切法、干涉法、印模法、针描法。
3. 形状误差属于宏观几何形状误差。
一般是由机床、刀具、工件所组成的工艺系统的误差所造成的。
表面粗糙度属于微观几何形状误差。
指加工后,刀具在工件表面留下波峰和波长都很小的波形。
第六章 光滑工件尺寸的检测
1.
(1)上验收极限 =60.12-0.012=60.108mm ,下验收极限 =60+0.012=60.012mm。
选分度值0.01内径千分尺
(2)上验收极限 =29.98-0.0021=29.9779mm ,下验收极限 =29.959+0.0021=29.9611mm。
选分度值0.002比较仪。
(3)上验收极限=60+0.076-0.0046=60.0714mm,下验收极限=60+0.03+0.0046=60.0346mm。
选分度值0.005比较仪。
(4)上验收极限=125-0.122-0.01=124.868mm 下验收极限 =125-0.222+0.01=124.788mm。
选分度值0.01内径千分尺
2.
(1)φ80k8
通规最大极限尺寸=80-0.032-0.0227=79.9453mm
通规最小极限尺寸=80-0.032-0.0273=79.9407mm
止规最大极限尺寸=80+0.014=80.014mm
止规最小极限尺寸=80+0.014-0.0046=80.0094mm
(2) φ30H7
通规最大极限尺寸=30+0.0046=30.0046mm
通规最小极限尺寸=30+0.0022=30.0022mm
止规最大极限尺寸=30+0.021=30.021mm
止规最小极限尺寸=30+0.0186=30.0186mm
第2题
3.
(1) φ18p7
通规φ18 mm 止规φ18 mm
校通-通φ18 校止-通φ18 mm
校通-损φ18 mm
(2) φ60f7
通规φ60 mm 止规φ60 mm
校通-通φ60 mm 校止-通φ60 mm
第3题
校通-损φ60 mm
4. φ50H7
通规φ50 mm 止规φ50 mm
φ50f6
通规φ50 mm止规φ50 mm
校通-通φ50 mm
第4题
校止-通φ50 mm
校通-损φ50 mm
5.D作≥φ50mm D实≤φ50.039mm d作≤φ49.975mm d实≥φ49.95mm
6.
(1)轴的作用尺寸=9.99+0.012=10.002mm,要求遵守最大实体边界,其尺寸=φ10mm,
∵φ10.002>φ10 ∴该轴不合格。
(2)孔的作用尺寸=10.01-0.012=9.998mm,要求遵守最大实体边界,其尺寸=φ10mm,
∵φ9.998<φ10 ∴该孔体不合格。
第七章滚动轴承与孔、轴结合的互换性
1. (mm)
内径尺寸(ds)
外径尺寸(Ds)
测量平面
I
Ⅱ
I
Ⅱ
量得单一直径尺寸
dsmax1=40
dsmin1=39.992
dsmax2=40.003
dsmin2=39.997
合格
Dsmax1=90
Dsmin1=89.996
Dsmax2=89.987
Dsmin2=89.985
合格
dmp
dmpI=
=39.996
dmpII=
=40
合格
DmpI=
=89.998
DmpII=
=89.986
不合格
Vdp
Vdp=40-39.992
=0.008
Vdp=40.003
-39.997
=0.003
合格
VDp=90-89.996
=0.004
VDp=89.987
-89.985
=0.002
合格
Vdmp
Vdmp=VdmpII-VdmpI
=40-39.996=0.004
合格
VDmp=VDmpI-VDmpII
=89.998-89.986=0.012
不合格
结论
内径尺寸合格
外径尺寸不合格
该轴承不合格
查表7-4、7-5查得内径、外径的尺寸公差和形状公差
dmpmax=40mm dmpmin=(40-0.01)=39.99mm Vdp=0.01mm Vdmp=0.008mm Dmpmax=90mm Dmpmin=(90-0.013)=89.987mm VDp=0.016mm VDmp=0.01mm
2.
第2题
3. 由表7-4查出D级轴承单一平面平均内径偏差(Δdmp)为φ30( )mm ,由表7-5查出D级轴承单一平面平均外径偏差(ΔDmp)为
φ72( )mm.
第3题
孔:
Xmax=0.022 Ymax=-0.006 X平均=0.008
轴:
Xmax=0.045 Ymax=-0.051 Y平均=-0.003
第八章 尺寸链
1. 0.1~0.35mm
2.a)A6=A5-(A1-A2)=24-30+16=10
ES6=0+0+0.052=+0.052
EI6=-0.084-0.043-0=-0.127
10 mm
b)A6=A2-A4=16-6=10
ES6=0-0=0
EI6=-0.043-0.048=-0.091
10
c)A6=A1-A4-A3=30-6-14=10
ES6 =0-0+0.021=+0.021
EI6 =-0.052-0.048-0.021=-0.121
10
d)A6=A5-A3=24-14=10
ES6=0+0.021=+0.021
EI6=-0.084-0.021=-0.105
10
b)尺寸标注中可使A6的变动范围最小。
3.
(1)绘制尺寸链图如下 A1=32 A2=4 A3=20
A4=8 A0=0.04~0.15
(2)T0=A0max-A0min=0.15-0.04=0.11mm=110μm
(3)A0=32-4-20-8=0
第3题
(4)aav=T0/
=110/(1.56+0.73+2.87+0.898)=110/6.058=18.1
查表2-1aav=18.1接近IT8级(标准公差值等于25i),查表2-4 T1=39μm T2=18μm T3=33μm T4=22μm组成环公差之和112μm,大于封闭环公差110μm,要调整容易加工的组成环A4的尺寸公差,使T4=22-2=20μm.
(5)按向体原则确定各组成环的极限偏差,各组成环均为轴类零件,取上偏差为零
A1=32 A2=4 A3=20 A4=8
4. 孔:
φ50 轴:
φ50
es=-0.025-(0.010+0.002)=-0.037 ei=-0.050-(0.010-0.002)=-0.058
dmax=50-0.037=49.963mm dmin=50-0.058=49.942mm
5.
(1)绘制尺寸链图
(2)活塞实际长A3=11+40-(50-30)-12=19mm
(3)A0为封闭环,由等精度法求组成环公差等级系数
aav=T0/
第5题
=(0.4+0.4)/(1.71+1.428+1.22+1.579+1.012)
=0.8/6.949=0.11512
由表2-1查得aav=115时接近IT12级(标准公差等于160i),由表2-4查各组成环的公差值
T1=250μm T2=210μm T3=210μm T4=250μm T5=180μm
组成环公差之和1100μm大于封闭环公差值800μm,
调整为:
T1=250μm T2=(210-100)=110μm T3=(210-50)=160μm T4=(250-100)=150μm T5=(180-50)=130μm
(4)按向体原则确定各组成环的极限偏差:
A1=50 mm A2=30 mm A3=19 mm A4= mm A5= mm
6.
(1)绘制尺寸链图A1=
A2= A3=
(2)A0=A1+A2-A3=21+0-15=6
ES0=+0.003+0.0165-0.01=0.0095
第6题
EI0=-0.003+0.0085-0.0205=-0.015
钻套壁厚尺寸变动范围6.0095~5.985mm
第九章 圆锥结合互换性
1. 查表 ATα =630μrad ATD=ATα·L×10 -3 =630×80×10-3 =50.4μm=0.05