机械精度设计与检测基础课后习题答案.docx
《机械精度设计与检测基础课后习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械精度设计与检测基础课后习题答案.docx（47页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
机械精度设计与检测基础课后习题答案
CompanyDocumentnumber：
WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
机械精度设计与检测基础课后习题答案
一．1、按优先数的基本系列确定优先数：
（1）第一个数为10，按R5系列确定后五项优先数。
解：
后五项优先数是16，25，40，63，100。
（2）第一个数为100，按R10/3系列确定后三项优先数。
解：
后三项优先数是200，400，800。
2、试写出R10优先数系从1～100的全部优先数（常用值）。
解：
R10优先数系从1～100的全部优先数是1，，，2，，，4，5，，8，10，，16，20，25，，40，50，63，80，100。
3、普通螺纹公差自3级精度开始其公差等级系数为：
，，，，，，。
试判断它们属于优先数系中的哪一种其公比是多少
解：
它们属于R10（，），公比是。
三．1、孔的基本尺寸D=50mm，最大极限尺寸Dmax=，最小极限尺寸Dmin=，求孔的上偏差ES，下偏差EI及公差TD，并画出公差带图。
解：
根据公式可得
孔的上偏差ES=Dmax-D==+mm
孔的下偏差EI=Dmin-D==+mm
孔的公差TD=︱Dmax-Dmin︱=mm
2、设某配合的孔径为
，轴径为
，试分别计算其极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙（或过盈）、平均间隙（或过盈）和配合公差，并画出尺寸公差带图与配合公差带图。
解：
（1）极限尺寸：
孔：
Dmax=φDmin=φ15
轴:
dmax=φdmin=φ
（2）极限偏差：
孔：
ES=+EI=0
轴：
es=ei=
（3）尺寸公差：
孔：
TD=|ES-EI|=|（+）-0|=
轴：
Td=|es-ei|=|（）－（）|=
（4）极限间隙：
Xmax=ES－ei=（+）－（）=+
Xmin=EI－es=0－（）=+
平均间隙
（5）配合公差：
Tf=TD+Td=+=
（6）尺寸公差带和配合公差带图，如图所示。
3、设某配合的孔径为
，轴径为
，试分别计算其极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙（或过盈）及配合公差，画出其尺寸公差带图与配合公差带图，并说明其配合类别。
解：
（1）极限尺寸：
孔：
Dmax=φDmin=φ
轴:
dmax=φ45dmin=φ
（2）极限偏差：
孔：
ES=+EI=
轴：
es=0ei=
（3）尺寸公差：
孔：
TD=|ES-EI|=|（+）-（）|=
轴：
Td=|es-ei|=|0－（）|=
（4）极限间隙：
Xmax=ES－ei=（+）－（）=+
Ymin=EI－es=－0=
（5）配合公差：
Tf=TD+Td=+=
（6）尺寸公差带和配合公差带图如图所示，它们属于过度配合如图所示。
4、若已知某孔轴配合的基本尺寸为φ30mm，最大间隙Xmax=+23μm，最大过盈Ymax=-10μm，孔的尺寸公差TD=20μm，轴的上偏差es=0，试画出其尺寸公差带图与配合公差带图。
解：
已知Ymax=EI-es=-10μm
TD=ES-EI=20μm
Xmax=ES-ei=+23μm
得：
EI=Ymax+es=-10+0=-10μm
ES=TD+EI=20+（-10）=+10μm
ei=ES-Xmax=+10-（+23）=-13μm
5、已知某零件的基本尺寸为φ50mm，试用计算法确定IT7和IT8的标准公差值，并按优先数系插入法求、及、级公差值。
解：
因φ50mm在＞30～50的尺寸段内，则计算直径D=
由式3-16得标准公差因子：
i=
+=
+×=μm
由表3-1得IT7=16i；IT8=25i，则
IT7=16i=16×=μm，修约为25μm；
IT8=25i=25×=39μm。
=IT7×q10=IT7×=20i=20×=μm，修约为31μm
=IT8×==μm，修约为49μm
=IT7×q20=16i×=μm，修约为28μm
=IT8×q20=25i×=μm，修约为44μm
6、已知两根轴，其中d1=φ5mm，其公差值Td1=5μm，d2=180mm，其公差值Td2=25μm。
试比较以上两根轴加工的难易程度。
解：
对于轴1，φ5mm属于大于3～6mm尺寸段，故
D1=
≈4.24mm
=
根据a1=7查表3-1得轴1属于IT5级。
对于轴2，φ180mm，属于大于120～180mm尺寸段，故
D2=
mm
根据a=10查表3-1得轴2属于IT6级。
轴2比轴1的公差等级低，因而轴2比轴1容易加工。
7、试用标准公差、基本偏差数值表查出下列公差带的上、下偏差数值，并写出在零件图中，采用极限偏差的标注形式。
（1）轴：
①φ32d8，②φ70hll，③φ28k7，④φ80p6，⑤φ120v7。
（2）孔：
①φ40C8，②φ300M6，③φ30JS6，④φ6J6，⑤φ35P8
解：
（1）轴
①φ32d8查表得：
基本偏差es=-80μm，IT8=39μm
则ei=es-IT8=-80-39=-119μm
φ32d8=
②φ70hll查表得：
基本偏差es=0，IT11=190μm
则ei=es-IT11=0-190=-190μm
φ70hll=
③φ28k7查表得：
基本偏差ei=+2，IT7=21μm
则es=ei+IT7=+2+21=+23μm
φ28k7=
④φ80p6查表得：
基本偏差ei=+32，IT6=19μm
则es=ei+IT6=+32+19=+51μm
φ80p6=
⑤φ120v7查表得：
基本偏差ei=+172，IT7=35μm
则es=ei+IT7=+172+35=+207μm
φ120v7=
（2）孔：
①φ40C8查表得：
基本偏差EI=+120μm，IT8=39μm
则ES=EI+IT8=+120+39=+159μm
φ40C8=
②φ300M6查表得：
基本偏差ES=-9μm，IT6=32μm
则EI=ES-IT6=-9-32=-41μm
φ300M6=
③φ30JS6查表得：
偏差ES=-EI=（IT6-1）/2=（13-1）/2=+6μm
φ30JS6=
④φ6J6查表得：
基本偏差ES=+5μm，IT6=8μm
则EI=ES-IT6=+5-8=-3μm
φ6J6=
⑤φ35P8查表得：
基本偏差ES=-26μm，IT6=39μm
则EI=ES-IT6=-26-39=-65μm
φ35P8=
8、试通过查表确定以下孔、轴的公差等级和基本偏差代号，并写出其公差带代号。
（1）轴
（2）轴
（3）孔
（4）孔
解：
（1）轴
φ40属于＞30~40mm的尺寸段，基本偏差ei=+查表得基本偏差代码为n
IT=es-si=+（+）=0.016mm
查表得公差等级为7级
轴
的公差带代号φ40n6
（2）轴
φ120属于＞100~120mm的尺寸段，基本偏差es=查表得基本偏差代码为f
IT=es-si=（）=0.089mm
查表得公差等级为9级
轴
的公差带代号φ120f9
（3）孔
由IT=ES-EI=（）=查表得公差等级为7级
φ65属于＞50~65mm的尺寸段，基本偏差ES=，△=11μm
ES=ES（表）+△ES（表）=ES-△=-0.041mm查表得基本偏差代码为R
孔
的公差带代号φ65R7
（4）孔
由IT=ES-EI=+（+=查表得公差等级为9级
φ124属于＞225~250mm的尺寸段，基本偏差EI=+0.170mm，
查表得基本偏差代码为D
孔
的公差带代号φ240D9
9、已知
，
。
试不用查表法确定IT5、IT6、IT7、IT8的标准公差值和它们的配合公差，并求出φ50e5、φ50E8的极限偏差。
解：
由r5极限偏差值可得：
IT5=es-ei=+（+==11μm
由H6极限偏差值可得IT6=ES-EI=+=+=16μm
由e7极限偏差值可得IT7=es-ei===25μm
由H8极限偏差值可得IT8=ES-EI=+==39μm
（1）对于φ50e5，
基本偏差代码为e则基本偏差es=
ei=es-IT5=-0.061mm
（2）对于φ50E8
基本偏差为下偏差，用通用规则计算计算基本偏差
EI=-es=-（）=+0.050mm
ES=EI+IT8=++=+0.089mm
φ80E5=
10、已知φ30N7（
）和φ30t6（
）。
试不用查表法计算
与
的极限偏差，并画出尺寸公差带图。
解：
由N7极限偏差值可得IT7=ES-EI=（）=
由t6极限偏差值可得IT6=es-ei=+（+）=
（1）
对于基准孔φ30H7，EI=0，ES=EI+IT7=+
对于n6，由φ30N7（
）可以得ES=-0.007mm
ES=-ei+△
ei=-ES+△=-（）+（）=+0.015mm
es=ei+IT6=++=+0.028mm
=
第十题
（1）
公差带图
（2）
对于基准轴φ30h6es=0ei=es-IT6==-0.013mm
对于孔T7
基本偏差ES=-ei+△=-（+）+（）=
EI=ES-IT7=-0.054mm
=
11、已知基孔制配合
中，孔和轴的公差分别为25μm和16μm，轴的基本偏差为+54μm，试不用查表法确定配合性质不变的同名基轴制配合
的极限偏差，并画出公差带图与配合公差带图。
解：
由已知得IT7=25μm，IT6=16μm
对于t6ei=+54μm则es=ei-IT6=+54-16=38μm
对于基准孔H7EI=0ES=EI+IT7=0+25=25μm
对于基准轴h6es=0，ei=es-IT6=0-16=-16μm
对于孔T7通过同名的t计算基本偏差
ES=-ei+△=-54+（25-16）=-45μm
EI=ES-IT7=-45-25=-70μm
所以
=
12、设孔、轴基本尺寸和使用要求如下：
（1）D（d）=φ35mm，Xmax=+120μm，Xmin=+50μm；
（2）D（d）=φ40mm，Ymax=-80μm，Ymin=-35μm；
（3）D（d）=φ60mm，Xmax=+50μm，Ymax=-32μm；
试确定各组的配合制、公差等级及其配合，并画出尺寸公差带图。
解：
（1）D（d）=φ35mm，Xmax=+120μm，Xmin=+50μm；
①确定孔、轴标准公差等级
[Tf]=|[Xmax]-[Xmin]|=|（+120）-（+50）|=70μm
由标准公差数值表的IT7=25μm，IT8=39μm
确定孔、轴标准公差等级为：
TD=IT8=39μm，Td=IT7=25μm。
②确定孔、轴公差带
因采用基孔制，故孔为基准孔，其公差带代号为φ35H8，EI=0，ES=+39μm。
又因采用基孔制间隙配合，所以轴的基本偏差应从a～h中选取，其基本偏差为上偏差。
选出轴的基本偏差应满足下述三个条件
Xmax=ES-ei≤[Xmax]
Xmin=EI-es≥[Xmin]
es-ei=Td=IT7
式中[Xmin]—允许的最小间隙；
[Xmax]—允许的最大间隙。
解上面三式得es的要求为
es≤EI-[Xmin]
es≥ES+IT7-[Xmax]
将已知EI、ES、IT7、[Xmax]、[Xmin]的数值分别代人上式得
es≤0-50=-50μm
es≥39+25-120=-56μm
即-56≤es≤-50μm
按基本尺寸φ35和-56≤es≤-50μm的要求查表，得轴的基本偏差代号为e，故公差带的代号为φ35e7，其es=-50μm，ei=es-Td=-75μm。
③确定配合代号为φ40H8／e7
④φ35H8／e7的孔、轴尺寸公差带图
⑤φ35H8／e7的配合为常用配合。
（2）D（d）=φ40mm，Ymax=-80μm，Ymin=-35μm；
①确定孔、轴标准公差等级
[Tf]=|[Ymin]-[Ymax]|=|（-35）-（-80）|=45μm
由标准公差数值表的IT7=25μm，IT6=16μm
确定孔、轴标准公差等级为：
TD=IT7=25μm，Td=IT6=16μm。
②确定孔、轴公差带
选用基孔制，故孔为基准孔，其公差带代号为φ40H7，EI=0，ES=+25μm。
又因采用基孔制过盈配合，所以轴的基本偏差应从p～zc中选取，其基本偏差为下偏差。
选出轴的基本偏差应满足下述三个条件
Ymin=ES-ei≤[Ymin]
Ymax=EI-es≥[Ymax]
es-ei=Td=IT6
式中[Ymin]—允许的最小过盈；
[Ymax]—允许的最大过盈。
解上面三式得ei的要求为
即+60≤ei≤+66μm
按基本尺寸φ40和+60≤ei≤+66μm的要求查表，得轴的基本偏差代号为u，故公差带的代号为φ40u6，其ei=+60μm，es=ei+Td=+60+16=76μm。
③确定配合代号为φ40H7／u6
④φ40H7／u6的孔、轴尺寸公差带图
⑤φ40H7／u6的配合为优先配合。
（3）D（d）=φ60mm，Xmax=+50μm，Ymax=-32μm；
①确定孔、轴标准公差等级
[Tf]=|[Xmax]-[Ymax]|=|（+50）-（-32）|=82μm
由标准公差数值表的IT7=30μm，IT8=46μm
确定孔、轴标准公差等级为：
TD=IT8=46μm，Td=IT7=30μm。
②确定孔、轴公差带
选用基孔制，故孔为基准孔，其公差带代号为φ60H8，EI=0，ES=+46μm。
又因采用基孔制过度配合，所以轴的基本偏差应从js～n中选取，其基本偏差为下偏差。
选出轴的基本偏差应满足下述三个条件
Xmax=ES-ei≤[Xmax]
Ymax=EI-es≥[Ymax]
es-ei=Td=IT7
解上面三式得ES的要求为
即-4≤ei≤+2μm
按基本尺寸φ60和-4≤ei≤+2μm的要求查表，得轴的基本偏差代号为k，故公差带的代号为φ60k7，其ei=+2μm，es=ei+Td=+2+30=+32μm。
③确定配合代号为φ60H8／k7
④φ60H8／k7的孔、轴尺寸公差带图
⑤φ60H8／k7的配合为常用配合。
13、设某一孔、轴配合为
。
但孔加工后的实际尺寸为φ40.045mm。
若允许修改轴的上、下偏差以满足原设计要求，试问此时轴的上、下偏差应取何值采取这种措施后，零件是否仍然具有互换性
解：
由
得Xmax=+89μm，Xmin=+25μm；
当孔实际尺寸为φ，修改轴的上、下偏差以满足原设计要求，此时轴的上、下偏差应满足下列条件：
Xmax=+45-ei=+89
Xmin=+45-es=+25
即es=+20μm
ei=-44μm
零件不具有互换性.
14、如图3-54所示为蜗轮零件。
蜗轮的轮缘由青铜制成，而轮毂由铸铁制成。
为了使轮缘和轮毂结合成一体，在设计上可以有两种结合形式，图3-54（a）为螺钉紧固，图3-54（b）为无紧固件。
若蜗轮工作时承受负荷不大，且有一定的对中性要求，试按类比法确定φ90mm和φ120mm处的配合。
图3-54蜗轮结构图
解：
对于加螺钉紧固的配合，选用过渡配合，由于有对中性要求用H7/m6（或H7/n6）；对于无紧固件的选用过盈配合H7/p6（或H7/r6）。
15、图3-55所示为一机床传动装配图的一部分，齿轮与轴由键联结，轴承内外圈与轴和机座的配合分别采用φ50k6，图中的③尺寸和φ110J7，图中的④尺寸。
试确定齿轮与轴，图中的①尺寸、挡环与轴，图中的②尺寸、端盖与机座，图中的⑤尺寸的配合。
图3-55机床传动装配图
解：
①齿轮与轴的配合采用φ50H7/m6，它能精密定心，而且抗振性好；②挡环与轴的配合采用φ50D11/k6，由于无定心要求，采用间隙配合；③由于轴承外圈与机座的配合φ110J7，孔的用J7，轴选用f9，即轴承外圈与机座的配合为φ110J7/f9。
16、被检验零件尺寸为轴φ60f9E，试确定验收极限，并选择适当的计量器具。
解：
解
（1）由极限与配合标准中查得φ60f9=
，画出尺寸公差带图。
公差带图
（2）由表3-17中查得安全裕度A=μm，因为此工件尺寸遵守包容要求，应按照方法1的原则确定验收极限，则
上验收极限=φ59.9626mm下验收极限=φ+=φ59.9034mm
（3）由表3-17中按优先选用Ⅰ挡的原则查得计量器具测量不确定度允许值u1=μm。
由表3-18查得分度值为0.01mm的外径千分尺，在尺寸范围大于20～100mm内，不确定度数值为0.005mm，因＜u1=，故可满足使用要求。
17、被检验零件为孔φ100H9E，工艺能力指数为CP=，试确定验收极限，并选择适当的计量器具。
18、某轴的尺寸要求为φ50h8，因用试切法加工的，其尺寸分布偏向于最大极限尺寸，试确定验收极限。
若选用Ⅱ挡测量不确定度允许值为u1时，选择适当的计量器具。
19、某内尺寸为120mm，未注公差的线性尺寸，其加工精度GB／T1804--f。
试确定其验收极限并选择适当的计量器具。
20、已知某孔的尺寸要求φ30M8，画出工作量规的公差带图，计算量规的尺寸和极限偏差，并确定磨损极限尺寸。
21、计算检验轴φ18p7用的工作量规及其校对量规的工作尺寸及极限偏差，画出量规公差带图。
四1、说明图4-158所示零件中底面a、端面b、孔表面c和孔的轴线d分别是什么要素（被测要素、基准要素、单一要素、关联要素、轮廓要素、中心要素）
图4-158几何要素的判别
解：
被测要素
基准要素
单一要素
关联要素
轮廓要素
中心要素
底面a
√
√
√
×
√
×
端面b
√
×
×
√
√
×
孔表面c
√
×
√
×
√
×
轴线d
√
√
×
√
×
√
2、根据图4-159中曲轴的形位公差标注，用填表4-28的形式说明图中各项形位公差的含义。
各项形位公差的公差带形状可以画在表的外面。
图4-159曲轴的形位公差的标注
表4-28曲轴形位公差含义的填写
公差框格
特征项目
被测要素
公差值
基准
公差带
符号
名称
有无
基准要素
形状
大小
基准如何
对称度
键槽对称面
有
￠d1轴线
两平行平面
宽度
对称于基准
圆跳动
圆锥面
有
A-B
同心圆锥i环
半径差
同轴
圆柱度
曲轴
无
同轴圆柱
半径差
平行度
曲轴轴线
有
A-B
圆柱
直径
平行
圆跳动
中心孔连线
有
C-D
圆环
半径差
同心
圆柱度
右端轴
无
同轴圆柱
半径差
3、试对图4-160所示轴套上的标注的形位公差作出解释，并按表4-29规定的栏目填写。
图4-160轴套的形位公差标注（略）
表4-29轴套的形位公差内容的填写
公差特征项目符号
公差特征项目名称
被测要素
基准要素
公差带形状
公差带大小
公差带相对于基准的方位关系
同轴度
￠39的轴心线
￠35的轴心线
圆柱面
￠
与基准同轴
圆柱度
￠39的轴
无
同轴圆柱面
与基准无关
垂直度
两端面
￠35的轴心线
两平行平面
与基准垂直
4、在不改变形位公差特征项目的前提下，改正图4-161中的形位公差标注错误（按改正后的答案重新画图，重新标注）。
图4-161形位公差标注错误（略）
答：
5、试指出图4-162（a），（b），（c），（d）中形位公差标注的错误，并加以改正（形位公差特征项目不允许变更，正确的形位公差标注不要修改，重新画图，重新标注）。
图4-162错误的形位公差标注（略）
答：
6、图4-163中的垂直度公差各遵守什么公差原则和公差要求它们各遵守什么边界试分别说明它们的尺寸误差和形位误差的合格条件。
设加工后测得零件的实际尺寸为φ19.985mm，轴线对基准A的垂直度误差值为φ0.06mm，试分别判断按图样图（a）、图（b）、图（e）的标注，该零件是否合格
图4-163公差原则或公差要求的标注
解：
（a）遵守独立原则；合格条件是
。
当
时，由于
所以该零件不合格；
（b）遵守最大实体原则；遵守最大实体实效边界，合格条件是
或
；
当
时，由于
且
所以该零件合格。
（c）遵守最小实体原则；遵守最小实体实效边界，合格条件是
或
（d）遵守最大实体可逆原则，遵守最大实体实效边界，合格条件是
或
（e）遵守最大实体原则；遵守最大实体实效边界（或最大实体边界），合格条件是
或
；
当
时，由于
且
所以该零件不合格。
7、按图4-164中公差原则或公差要求的标注，试填写下表（重新制表填写）。
图4-164公差原则或公差要求的标注
表4-30公差原则或公差要求的内容填空mm
零件序号
最大实体尺寸
最小实体尺寸
最大实体状态时的形位公差值
可能补偿的最大形位公差值
边界名称及边界尺寸
对某一实际尺寸形位误差的合格范围
a
￠10
￠
￠0
￠
dM=￠10
f≤￠10-da
b
￠
￠
￠
￠
dMV=￠
f≤t+dM-da
c
￠
￠
￠
￠
dMV=￠
d
￠
￠
￠0
￠
dM=dMV=
￠
f≤Da-￠
注：
表中
是指基准孔的实际尺寸。
8、图4-165所示为单列圆锥滚子轴承内圈，将下列形位公差要求标注在零件图上：
（1）圆锥截面圆度公差为6级（注意此为形位公差等级）；
（2）圆锥素线直线度公差为7级（L=50mm），并且只允许向材料外凸起；
（3）圆锥面对孔φ80H7轴线的斜向圆跳动公差为；
（4）φ80H7孔表面的圆柱度公差为；
（5）右端面对左端面的平行度公差为；
（6）φ80H7遵守单一要素的包容要求；
（7）其余形位公差按GB/T1184中的K级要求。
图4-165轴承内圈（略）
答：
9、将下列各项形位公差要求标注在图4-166的图样中（重新画图，标注）
（1）2×d轴线对其公共轴线的同轴度公差为φ；
（2）φD孔轴线在X（长度）方向上对2×d公共轴线的垂直度公差为；
（3）φD孔轴线在Y（宽度）方向上对2×d公共轴线的对称度公差为。
图4-166支承座（略）
答：
10、将下列各项形位公差要求标注在图4-167的图样中（重新画图，标注）
（1）法兰盘端面A对φ18H8孔
升级会员 