互换性与测量技术习题.docx

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互换性与测量技术习题

第一章绪论

思 考 题

1-1    广义互换性的定义是什么？

机械产品零部件互换的含义是什么？

1-2    互换性与公差的关系是什么？

进行零件精度设计时，确定公差大小的原则是什么？

1-3    互换性在机器制造业中有什么作用和优越性？

1-4    互换性原则是否在任何生产情况下都适用？

试加以说明。

1-5    互换性可以分成哪两类，试述它们各自的特点和如何实现？

1-6    何谓标准？

何谓标准化？

互换性生产与标准化的关系是什么？

1-7    按标准的使用范围，我国如何制定标准，并进行划分？

试述不同使用范围的标准各自的特点？

1-8    为什么说当选定一个数值作为某种产品的参数指标时，这个数值就会“牵一发而动全身”？

1-9    GB-T321-1980规定什么数列作为优先数系，试述这个数列的特点和优点？

1-10  GB-T321-1980规定的优先数系分哪五个系列，试述这五个系列的特点和优点？

1-11  何谓几何量公差包括的内容和几何量检测工作的作用？

习   题

1    试按《几何量公差与检测》基本教材附表1-1写出基本系列R5中优先数从0.1到100的常用值。

2   试写出派生系列R5/3、R10/2、R20/3中自1以后的5个优先数（常用值）。

3    自IT6级以后，孔、轴标准公差等级系数为10,16,25,40,64,100,160,…。

试判断它们属于哪个优先数系列。

4    自3级开始至9级止，普通螺纹公差等系数为0.50,0.63,0.80,1.00,1.25,1.60,2.00。

试判断它们属于哪个优先数系列。

5试写出家用灯泡15~100W中的各种瓦数，并指出它们属于优先数系中的哪个系列。

第二章几何量测量基础

思 考 题

2-1    我国法定计量单位中长度的基本单位是什么？

试述第十七届国际计量大会通过的长度基本单位的定义？

2-2    测量的实质是什么？

一个完整的测量过程应包括哪四个要素？

2-3    以量块作为传递长度基准量值的媒介有何优点，并说明量块的用途？

2-4    量块的制造精度分哪几级，量块的检定精度分哪几等，分“级”和分“等”的主要依据是什么？

2-5    量块按“级”和按“等”使用时的工作尺寸有何不同？

何者测量精度更高？

2-6    何谓量具、量规、量仪？

2-7    计量器具的基本技术性能指标中，标尺示值范围与计量器具测量范围有何区别？

标尺刻度间距、标尺分度值和灵敏度三者不何区别？

         示值误差与测量重复性有何区别？

并举例说明。

2-8    几何量测量方法中，绝对测量与相对测量有何区别？

直接测量与间接测量有何区别？

交举例说明。

2-9    测量误差的绝对误差与相对误差有何区别？

两者的应用场合有何不同？

2-10  测量误差按特点和性质可分为哪三类？

试说明产生这三类测量误差的主要因素。

2-11  试说明三类测量误差各自的特性，可用什么方法分别发现、消除或减小这三类测量误差，以提高测量精度？

2-12  如何估算服从正态分布的随机误差的大小？

服从正态分布的随机误差具有哪四个基本特性。

2-13  进行等精度测量时，以多次重复测量的测量列算术平均值作为测量结果的优点是什么？

它可以减小哪类测量误差对测量结果的影响？

2-14  进行等精度测量时，怎样表示单次测量和多次重复测量的测量结果？

测量列单次测量值和算术平均值的标准偏差有何区别？

2-15  什么是函数误差？

如何计算函数系统误差和函数随机误差？

习  题

一、判断题（正确的打√，错误的打×）

1、直接测量必为绝对测量。

（       ）

2、为减少测量误差，一般不采用间接测量。

（       ）

3、为提高测量的准确性，应尽量选用高等级量块作为基准进行测量。

（       ）

4、使用的量块数越多，组合出的尺寸越准确。

（       ）

5、0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。

（       ）

6、用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少示值误差数值。

（       ）

7、某仪器单项测量的标准偏差为σ=0.006mm，若以9次重复测量的平均值作为测量结果，其测量误差不应超过0.002mm。

（       ）

8、测量过程中产生随机误差的原因可以一一找出，而系统误差是测量过程中所不能避免的。

（       ）

9、选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。

（       ）

10、对一被测值进行大量重复测量时其产生的随机误差完全服从正态分布规律。

（      ）

二、选择题（将下面题目中所有正确的论述选择出来）

1、下列测量中属于间接测量的有_____________

A、用千分尺测外径。

B、用光学比较仪测外径。

C、用内径百分表测内径。

D、用游标卡尺测量两孔中心距。

E、用高度尺及内径百分表测量孔的中心高度。

2、下列测量中属于相对测量的有__________

A、用千分尺测外径。

B、用光学比较仪测外径。

C、用内径百分表测内径。

D、用内径千分尺测量内径。

E、用游标卡尺测外径。

3、下列论述中正确的有_________

A、指示表的度盘与指针转轴间不同轴所产生的误差属于随机误差。

B、测量力大小不一致引起的误差，属随机误差。

C、测量被测工件的长度时，环境温度按一定规律变化而产生的测量误差属于系统误差。

D、测量器具零位不对准时，其测量误差属于系统误差。

E、由于测量人员一时疏忽而出现绝对值特大的异常值，属于随机误差。

4、下列因素中可能引起系统误差的有_____________

A、游标卡尺测轴径时所产生的阿贝误差。

B、光学比较仪的示值误差。

C、测量过程中环境温度的随时波动。

D、千分尺测微螺杆的螺距误差。

Ｅ、测量人员的视差。

5、 列论述中正确的有________________

Ａ、量块即为长度基准。

Ｂ、可以用量块作为长度尺寸传递的载体。

Ｃ、用1级量块可以3等量块使用。

Ｄ、测量精度主要决定于测量器具的精确度，因此测量器具的精度越高越好。

Ｅ、测量器具的不确定度为示值误差和示值稳定性的综合。

6、 列论述中正确的有_____________

Ａ、量块按级使用时，工作尺寸为其标称尺寸，不计量块的制造误差和磨损误差。

Ｂ、量块按等使用时，工作尺寸为量块经检定后给出的实际尺寸。

Ｃ、量块按级使用比按等使用方便，且测量精度高。

Ｄ、量块需送交有关部门定期检定各项精度指标。

Ｅ、任何一级的量块都有可能检定成任何一等的量块，无论是理论上还是实际上。

7、 下列测量值中精度最高的是____________

Ａ、真值为40mm，测得值为40.05mm

Ｂ、真值为40mm，测得值为40.02mm

Ｃ、真值为40mm，测得值为39.95mm

Ｄ、真值为100mm，测得值为99.5mm

Ｅ、真值为100mm，测得值为100.03mm

8、 下列有关标准偏差σ的论述中，正确的有_________

Ａ、σ的大小表征了测量值的离散程度。

Ｂ、σ越大，随机误差分布越集中。

Ｃ、σ越小，测量精度越高。

Ｄ、一定条件下，某台仪器的σ值通常为常数。

Ｅ、多次等精度测量后，其平均值的标准偏σX=σ/n。

9、 高测量精度的目的出发，应选用的测量方法有_________

Ａ、直接测量

Ｂ、间接测量

Ｃ、绝对测量

Ｄ、相对测量

Ｅ、非接触测量。

10、下列论述正确的有___________

Ａ、测量误差δ往往未知，残余误差γ可知。

Ｂ、常用残余误差分析法发现变值系统误差。

Ｃ、残余误差的代数和应趋于零。

Ｄ、当|γ|>3σ时，该项误差即为粗大误差。

Ｅ、随机误差影响测量正确度，系统误差影响测量精密度。

三、填空题。

1、测量误差按其特性可分为____________,____________和____________三类。

2、测量误差产生的原因可归纳为__________,__________,___________,和__________.

3、随机误差通常服从正态分布规律。

具有以下基本特性：

________________，________________，_____________，_______________。

4、系统误差可用_______________,_______________等方法消除。

5、被测量的真值一般是不知道的，在实际测量中，常用________________代替。

6、一个完整的测过程应包括______________,______________,______________和___________四要素。

7、测量器具的分度值是指___________，千分尺的分度值是______________。

8、测量器具的测量范围是指______________，测量直径为φ33mm的轴径所用外径千分尺的测量范围是___________mm

9、量块的研合性是指___________________

10、在实际使用中，量块按级使用时，量块的尺寸为标称尺寸，忽略其____________；按等使用时，量块的尺寸为实际尺寸，仅忽略了检定时的______________。

四、综合题

１、测量和检验有何不同特点？

２、何谓尺寸传递系统？

目前长度的最高基准是什么？

３、什么是绝对测量和相对测量，举例说明。

４、随机误差的评定为什么以±3σ作为随面误差的极限偏差？

５、什么是系统误差，举例说明。

６、什么是粗大误差？

如何判断？

７、什么是测量精密度，正确度和准确度？

８、试用８３块一套的量块组合出尺51.985mm和27.355mm。

９、在83（或46）块成套量块中，选择组成Φ35f6的两极限尺寸的量块组。

10、83（或46）块成套量块中，选择组成Φ48P7的两极限尺寸的量块组。

11、用两种方法分别测量尺寸为100mm和80mm的零件，其测量绝对误差分别为8µm和7µm，试用测量的相对误差对比此两种方法的测量精度的高低。

12、在立式光学比较仪上对塞规同一部位时行4次重复测量，其值为20.004、19.996、19.999、19.997，试求测量结果。

13、某仪器已知其标准偏差为σ=±0.002mm，用以对某零件进行4次等精度测量，测量值为67.020、67.019、67.018、67.015mm，试求测量结果。

14、用立式光学比较仪对外圆同一部位进行10次重复测量，测量值为24.999、24.994、24.998、24.999、24.996、24.998、24.998、24.995、24.999、24.994mm试求单一测量值及10次测量值的算术平均值的测量极限误差。

15、在某仪器上对轴尺寸进行10次等精度测量，得到数据如下：

20.008、20.004、20.008、20.010、20.007、20.008、20.007、20.006、20.008、20.005mm。

若已知在测量过程中破在系统误差和粗大误差，试分别求出以单次测量值作结果和以算术平均值作结果的极限误差。

16、在相同条件下，对某轴同一部位的直径重复测量15次，各次测量值分别为：

10.429、10.435、10.432、10.427、10.428、10.430、10.434、10.428、10.431、10.430、10.429、10.432、10.429、10.429，判断有无系统误差、粗大误差，并给出算术平均值的测量结果。

17、在某仪器上对轴进行10次等精度测量，得到数据如下：

30.002、30.004、30.005、30.002、30.009、30.007、30.003、30.001、30.006、30.011，判断有无系统误差误差、粗大误差，并给出最后的测量结果。

18、试从83块一套的量块中选择合适的几块量块组成下列尺寸：

①28.785mm;②45.935mm;③55.875mm。

19、某计量器具在示值为25mm处的示值误差为-0.002mm。

若用该计量器具测量工件时，读数正好为25mm，试确定该工件实际尺寸是多少？

20、用两种测量方法分别测量60mm和100mm两段长度，前者和后者的绝对测量误差分别为-0.03mm和+0.04mm，试确定两者测量精度的高低？

21、试从83块一套的1级量块中组合出尺寸为65.875mm的量块组，并确定该量块组按“级”使用时工作尺寸的测量极限误差。

22、0mm和5.5mm两块2级量块组成量块组，他们检定后都为4等，他们的中心长度实际偏差分别为+0.5μm和-0.2μm。

试分别计算按“级”和按“等”使用时量块组的工作尺寸和测量极限误差。

23、在立式光学比较仪上用50mm的量块对公称值为50mm的一段长度进行比较测量。

仪器的不确定度为±0.5μm，测量对从仪器标尺读得示值为-1.5μm，试写出下出下列两种情况下的测量结果：

①所用的量块为1级量块，其长度的极限偏差为±0.4μm。

②所用的量块为3等量块，其中心长度的实际偏差为+0.2μm，量块中心长度测量的不确定度允许值为±0.15μm。

24、用千分尺对某轴颈等精度测量10次。

各次测量值（单位为mm）按测量顺序分别为：

50.02  50.03  50.00  50.03  50.02  50.03 50.00  50.02  50.03 50.02

设测量列中不存在的定值系统误差，试确定：

①测量列算术平均值；

②残差，并判断测量列中是否存在变值系统误差；

③测量列中单次测量值的标准偏差；

④测量列中是否存在粗大误差；

⑤测量列算术平均值的标准偏差；

⑥测量列算术平均值的测量极限误差；

⑦以第2次测量值作为测量结果的表达式；

⑧以测量列算术平均值作为测量结果的表达式。

25、在某仪器上对一轴颈进行等精度测量，测量列中单次测量值的标准偏差为0.001mm。

①如果仅测量1次，测量值为25.004mm，试写出测量结果；

②若重复测量4次，4次测量值分别为：

25.004mm，25.004mm，25.006mm，25.008mm，试写出测量结果；

③如果要使测量极限误差不大于±0.001mm，应至少重复测量几次？

26、参看图1-2.1，以圆锥大头端面作为测量基准，用双球法间接测量内锥角α。

测得大球直径，小球直径D2=15mm，尺寸L1=10.061mm，L2=83.021mm。

它们的系统误差和测量极限误差分别为ΔD1=+0.002mm，=±0.003mm；ΔD2=-0.003mm，=±0.003mm；ΔL1=+0.008mm，=±0.003mm；ΔL2=+0.0011mm，=±0.0054mm。

试根据上述数据，计算内锥角的间接测量值、函数系统误差和测量极限误差，并确定测量结果。

27、参看图1-2.2，测量箱体孔心距L：

，有如下三种测量方案：

①测量孔径D1、D2和两孔内侧间的距离尺寸L1；②测量孔径D1、D2和两孔外侧间的距离尺寸L2；③测量L1和L2。

设D1、D2、L1、L2的测量极限误差分别为±5μm、±5μm、±10μm、±15μm，试推导三种测量方案的计算公式，并计算三种测量方案的测量极限误差，并比较哪种测量方案的测量精度最高？

第三章孔、轴公差与配合

思 考 题

3-1    试述基本尺寸、极限尺寸和实际尺寸的含义，它们有何区别和联系？

3-2    试述极限偏差、实际偏差和尺寸公差的含义，它们有何区别和联系？

3-3    试述标准公差和基本偏差的含义，它们与尺寸公差带有何关系？

3-4    试述配合的含义，配合分哪三类，这三类配合各有何特点？

3-5    试述配合公差的含义？

由使用要求确定的配合公差的大小与孔、轴公差的大小有何关系？

3-6    为了满足各种不同的孔、轴配合要求，为什么要规定基准制？

3-7    试说明下列概念是否正确：

         ①公差是孔或轴尺寸允许的最大偏差？

         ②公差一般为正值，在个别情况下也可以为负值或零？

         ③过渡配合是指可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。

因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合？

         ④孔或轴的实际尺寸恰好加工为基本尺寸，但不一定合格？

         ⑤基本尺寸相同的孔和轴的极限偏差的绝对值越大，则其公差值也越大？

         ⑥

mm就是

的意思？

         ⑦按同一图样加工一批孔后测量它们的实际尺寸。

其中，最小的实际尺寸为

，

           最大的实际尺寸为

，则该孔实际尺寸的允许变动范围可以表示为

mm？

3-8    编制孔、轴公差表格时，为什么需要进行尺寸分段？

同一尺寸分段的公差值是加何确定的？

3-9    GB/T1800.2-1998对常用尺寸孔和轴分别规定了多少个标准公差等级？

试写出它们的代号。

         标准公差等级的高低是如何划分的？

如何表示？

3-10  GB/T1800.2-1998对常用尺寸孔和轴分别规定了多少种基本偏差？

试写出它们的代号。

轴的基本偏差数值如何确定？

         孔的基本偏差数值如何确定？

3-11  为什么要规定基本偏差？

基本偏差数值与标准公差等级是否有关？

3-12  为什么要规定孔、轴常用公有效期带和优先、常用配合？

3-13  为什么孔与轴配合应优先采用基孔制？

在什么情况下应采用基轴制？

3-14  试述各个标准公差等级和各种配合的应用场合？

3-15  大尺寸和常用尺寸的孔、轴公差与配合有什么区别和联系？

3-16  试述配制配合的应用场合场合以及如何应用配制配合？

3-17  看图1-3.1所示的起重机吊钩的铰链，叉头1的左、右两孔与轴销2的基本尺寸皆为φ20mm，叉头1的两上孔与销轴2

        的配合要求采用过渡配合，拉杆3的φ20mm孔与销轴2的配合要求采用间隙配合。

试分析它们应该采用哪种基准制？

3-18   图1-3.2为钻床的钻模夹具简图。

夹具由定位套3、钻模板1和钻套4组成，安装在工件5上。

钻头2的直径为φ10mm。

         已知：

（a）钻模权1的中心孔与定位套3上端的圆柱面的配合①有定心要求，基本尺寸为φ50mm。

钻模板1上圆周均布

         的四个孔分别与对应四个钻套4的外圆柱面的配合②有定心要求，基本尺寸分别为φ18mm；它们皆采用过盈不大的固定联结。

       （b）定位套3下端的圆柱面的基本尺寸为φ80mm，它与工件5的φ80mm定位孔的配合③有定心要求，在安装和取出定位套

          3时，它需要轴向移动。

       （c）钻套4的φ10mm导向孔与钻头2的配合④有导向要求，且钻头应能在它转动状态下过入该导向孔。

试选择上述四外配合部位的配合种类，并简述其理由。

3-19   图1-3.3为车床溜板手动机构的结构简图。

转动手轮3，通过键带动轴4左端的小齿轮6转动，轴4在套筒5的孔中转动。

         小齿轮6带动大齿轮1转动，再通过键带动齿轮轴8在两个支承套筒2和7的孔中转动，齿轮轴8左端的齿轮也转动。

这齿轮

          与床身上的齿条（未画出）啮合，使溜板箱沿导轨作纵向移动。

各配合面的基本尺为：

①φ40mm；②φ28mm；

           ③φ28mm④φ46mm⑤φ32mm⑥φ32mm⑦φ18mm。

试选择这些孔与轴配合的基准制、标准公差等级和配合种类。

习  题

一、判断题〔正确的打√，错误的打X〕

1．公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。

（   ）

2．基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可以说明它们的精度要求相同。

（   ）

3．国家标准规定，孔只是指圆柱形的内表面。

（   ）

4．图样标注

mm的轴，加工得愈靠近基本尺寸就愈精确。

（  ）

5．孔的基本偏差即下偏差，轴的基本偏差即上偏差。

（   ）

6．某孔要求尺寸为

，今测得其实际尺寸为φ19.962mm，可以判断该孔合格。

（   ）

7．未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。

（  ）

8．基本偏差决定公差带的位置。

（   ）

9．单件小批生产的配合零件，可以实行”配作”，虽没有互换性，但仍是允许的。

（   ）

10．图样标注

的孔，可以判断该孔为基孔制的基准孔。

（ ）

11．过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈，因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。

（   ）

12．配合公差的数值愈小，则相互配合的孔、轴的公差等级愈高。

（  ）

13．孔、轴配合为φ40H9／n9，可以判断是过渡配合。

（   ）

14．配合H7/g6比H7/s6要紧。

（   ）

15．孔、轴公差带的相对位置反映加工的难易程度。

（   ）

16．最小间隙为零的配合与最小过盈等于零的配合，二者实质相同。

（   ）

17．基轴制过渡配合的孔，其下偏差必小于零。

（   ）

18．从制造角度讲，基孔制的特点就是先加工孔，基轴制的特点就是先加工轴。

（  ）

19．工作时孔温高于轴温，设计时配合的过盈量应加大。

（   ）

20．基本偏差a～h与基准孔构成间隙配合，其中h配合最松。

（   ）

21．有相对运动的配合应选用间隙配合，无相对运动的配合均选用过盈配合。

（   ）

22．配合公差的大小，等于相配合的孔轴公差之和。

（   ）

23．装配精度高的配合，若为过渡配合，其值应减小；若为间隙配合，其值应增大。

（   ）

24．滚动轴承内圈与轴的配合，采用基孔制。

    （   ）

25．滚动轴承内圈与轴的配合，采用间隙配合。

  （   ）

二、选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）

1．下列论述中正确的有＿＿。

   A．因为有了大批量生产，所以才有零件互换性，因为有互换性生产才制定公差制．

   B．具有互换性的零件，其几何参数应是绝对准确的。

   C．在装配时，只要不需经过挑选就能装配，就称为有互换性。

   D．一个零件经过调整后再进行装配，检验合格，也称为具有互换性的生产。

   E．不完全互换不会降低使用性能，且经济效益较好。

2．下列有关公差等级的论述中，正确的有＿＿。

   A．公差等级高，则公差带宽。

   B．在满足使用要求的前提下，应尽量选用低的公差等级。

   C．公差等级的高低，影响公差带的大小，决定配合的精度。

   D．孔、轴相配合，均为同级配合。

   E．标准规定，标准公差分为18级。

3．以下各组配合中，配合性质相同的有＿＿。

   A．φ30H7／f6和φ30H8／p7

   B．φ30P8／h7和φ30H8／p7

   C．φ30M8／h7和φ30H8／m7

   D．φ30H8／m7和φ30H7／f6

   E．φ30H7／f6和30F7／h6。

4．下列配合代号标注正确的有＿＿。

   A．φ60H7/r6

   B．φ60H8／k7

   C．φ60h7／D8

   D．φ60H9／f9

   E．φ60H8／f7

5．下列孔轴配合中选用不当的有＿＿。

   A．H8／u8

   B．H6／g5

   C．G6／h7

   D．H5／a5

   E．H5／u5

6．决定配合公差带大小和位置的有＿＿。