40622《公差配合与技术测量》笫4版习题与练习t.docx
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40622《公差配合与技术测量》笫4版习题与练习t
附录习题与练习答案
第一章
1-1不经选择不需修配和调整可满足预定的使用
1-3完全互换法不完全互换法修配法要求
1-2R5（q5）=1.6调整法
1-4国家推荐性标准国家指导性标准
1-5完全互换：
同一规格的一批零部件装配前不经选择，装配时也不需修配和调整，装配后即可满足使用要求。
一般大量生产和成批生产，如汽车、拖拉机厂大都采用完全互换法生产，
不完全互换：
当装配精度要求很高时，仅是组内零件可以互换，组与组之间不可互换，因此叫不完全互换。
当采用完全互换将使零件的尺寸公差很小，加工困难，成本很高，甚至无法加工。
因此，可将其制造公差适当放大，以便加工，完工后再用量仪将零件按实际尺寸的大小分组，如轴承工业常采用按组进行装配的办法，既能保证装配精度与使用要求，又可降低成本。
此外，不完全互换还适用于小批和单件生产，如矿山、冶金等重型机器行业常采用修配法或调整法生产。
1-6优先数系是国际上统一的数值分级制度，是一种无量纲的分级数系，适用于各种量值的分级。
优先数系由一些十进制的等比数列构成，其代号为Rr，如R5、RIO、R20
R40。
1-7加工误差：
一批完工工件的尺寸误差是各不相同的，通常可以减小尺寸误差，但永远不可能消除尺寸误差（即为零值）。
加工误差是工艺系统（机床、夹具、刀具等）误差及其他因素（操作者技术水平、设备、环境条件等）的影响所致。
公差：
允许的加工误差（零件尺寸、几何形状、相互位置、表面粗糙度误差的最大变动量），用于限制加工误差。
公差是由设计人员根据产品使用性能要求给定的，反映了一批工件对制造精度的要求及经济性要求，并体现加工难易程度。
公差越小，加工越困难，生产成本就越高。
公差值不能为零。
总之应该做到：
合理地选择公差，控制加工误差，正确地采用完全互换或不完全互换的产品生产方式。
2-1基本偏差不同基本偏差
2-2公差数值基本偏差
2-3精度极限尺寸
2-4基孔与基轴均可。
间隙
2-5-0.025mm-0.05mm49.95mm
2-6B
2-7C
2-8D
2-9
es=+73
t7（3）
ei=+48
ES=+39
es=—25f7
（1）
ei=—50
附图1公差带固
卩m
Sma）=+89
Smin=-73
（1）
028K7ES=
:
+0.006;EI=0.015
（2）
040M8ES
=+0.005;EI=-O.034
（3）
025Z6ES:
=-0.084;EI=-O.097
（4）
030js6es=
+0.0065;ei=-0.0065
（5）
060J6ES=
=+0.013;EI=-0.006
2-10
附图1、附图
2
附图2配合性质图
2-11过渡配合附图3）
EI=-10rmei=-20rm；Tf=50rm；Smax=-10rm
ES=E+20
Tf=50
Smax40
Smax=-10
附图3习题2-11的公差带图及配合公差带图
es=0
50G7（器），轴
利（因dminDmin）,甚至划伤轴径表面，这是不允许的。
为保持齿轮孔与轴在键联接状态下又确保形成间隙配合，可试选孔用仍用50k6（0.0028）形成所谓“混合配合”。
这类配合显然对大批量生产方式不佳。
在实际设计与生产中，对此类问题的处理是：
采用齿轮孔的配合长度不变，把齿轮孔与
轴径尺寸均加大后形成台阶轴。
成为52H7（0-030）与52f6（0器）组成的基孔制间
隙配合。
这样既符合大批量生产对工序设计的要求（可高速拉削齿轮孔），还满足基孔制、
间隙配合对精度设计的要求。
因此不仅避免划伤轴径表面也可更好发挥了挡环的轴向定位的作用。
齿轮孔的精度要求，在①处应由齿轮的精度等级决定。
选用的配合可用：
52H7/f6。
附图4所示为其公差带图及配合公差带图而当齿轮精度较高时，轴尺寸也可选用52g6
（-0.010、
-0.029丿。
经分析：
本题确定加大孔与轴径尺寸形成台阶轴的结构，优于光轴。
从而①配合可选为：
0.030
520配合为好，当然也可选用52H7/h6。
0.030
f60.049
形成的是非基准制的间隙配合：
0.089
50"附图5所示为该配合的公差带图。
k60018
0.002
要作用在于：
由挡环的轴向厚度尺寸及其两平面的平行度，满足轴向定位的性能要求。
现
（3）对尺寸③：
轴径尺寸的要求不变仍为
0.018
0.002
首先考虑由轴承的载荷状态、类型，转速，游隙等要求决定了现在的轴径尺寸。
是先由轴承的载荷状态、类型，转速，游隙等要求决定机座孔径的尺寸与配合。
110J7（+；：
；）与端盖配合的作用是：
定位、防漏、防尘,
公差带图。
习题2-4机床传动装配图
ES=+30
oH7__e°
|f6|
es30
ei49
图形正确未改同原图,
差带图及配合公差带图
ES=+22
J7
©110
EI=-13
附图6©110J7（+薦）/f9（-0.036）部位端盖与机座孔配合公
es=-36
f9
ei=-123
S
卜
S
max=+145
Smax=+49
2-13实训讨论内容与附图7配合
（1）;附图8配合
（2）;附图9配合（3）均在原答案中改过了
（1）
ES=+25
©40
（2）
（3）
es=+128
H7
EI=0
ei=+71
S=+54
es=-25
lf61
ei=-41
Smax=+66
Smin=+25
©95
H8
EI=0
Smin=-17
S=-128
©10
S=+15es=+15
m6
H7
ei=+6
EI=0
第三章
3-1内缩不内缩内缩
3-2被测对象计量单位测量方法测量精度
3-3系统随机粗大
3-4C
3-5B
3-6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。
量块按“等”使用时，是以检定后所测出的量块中心长度的实际尺寸作为工作尺寸。
该尺寸排除量块制造误差的影响，仅包含较小的测量误差。
因此，量块按“等”使用时,测量精度高。
举例的内容可以参考书中，标称长度为30mnm勺0级量块叙述。
3-7答案见附表1
附表1
尺
寸li（mm
Vlil）/m
2孑
Vi/m
10.013.
+0.2
0.04
10.016.
+3.2
10.24
10.012.
-0.8
0.64
10.011.
-1.8
3.24
10.014
+1.2
1.44
10.010.
-2.8
7.84
10.012.
-0.8
0.64
10.013.
+0.2
0.04
10.016.
+3.2
10.24
10.011
-1.8
3.24
1）算术平均值
l=10.0128mm
i=0
2v=37.4
2）标准差S=j37.4/9=2.04叩
极限误差3
lim=±3X2.04=±6.12（im
J
3）标准偏差
「=S/（10=6.05（im
4）极限误差入
lim=±3X-=±1.95（im
5）测量结果1
=l±3-=10.013±0.002
注：
本题未设定不含系统误差及粗大误差。
当表中任一测得值的残差
Vi均小于3（T,
即确定无粗大误差。
至于是否存在系统误差及其误差值的大小，取决于测量前对被测工件所采的取消除或减小误差的方法和措施。
对一般精度要求的工件，只要做到校对量仪和控制温度变化即可，没必要（也不可能）完全消除系统误差。
3-8①20fl0©因有包容要求，验收极限要选内缩方式;
4-2如附图12所示为标注图
4-3附图13a、b、c、d所示为习题4-3标注图。
4-4
1）要求：
键糟的中心平面必须位于间距0.02，且相对于基准圆柱①G基准中心平
面对称配置之间。
公差带为0'2两平行平面之间的区域；
2）
0.01的两个圆柱面之间;
“'''”要求：
圆柱面①公差带必须限定在半径差为
3）“〃”要求：
提取中心线公差带必须位于直径为①0.02，且平行于基准轴线A-B的圆柱
面内；
4）“•”要求：
提取两处圆跳动的公差带应限定在垂直于基准轴线C-D的任一截面内，
半径差为0.02且圆心在基准轴线上的两同心圆之间。
4-5答相同点：
公差带均是横截面内半径差为公差值t的两同心圆所限定的区域。
不同点：
圆度为形状公差，公差带浮动，无基准要求。
评定误差时，公差带方何应符合最小条件原则，对全圆柱（锥）面测量。
圆跳动公差有基准要求，公差带方何是垂直于基准轴线的任一横截面内，圆心在基准轴线上的两同心圆所限定的区域，不仅可对整个要素；也可对局部要素（如圆弧段）提出测量
要求。
不一定。
一般说同级精度的圆跳动公差值为圆度公差值的3〜4倍。
因此，当对存在奇数
棱圆误差的工件测量时，可能径向圆跳动合格，而其圆度则不合格。
4-6答是指对提取要素（上平面）平行度的公差带为间距0.05mm,且平行于基准面A
的两平行平面间的距离。
当用两点法测量等厚为h的板件其h值均合格，但工件可能存在线（或面）轮廓度误差，使上下表面呈凹凸状态，因互不平行而造成平行度超差。
附图14最小条件法图
（用电脑作图法）
4-7答用最小条件法作图f0.050mm
用电脑作图法用方格纸作图法
4-8答工件对称度误差=0.03mmX2=0.06mm,超出0.05mm不合格。
4-9答见下表：
序
号
最大实体尺寸
/mm
最小实体尺寸
/mm
最大实体状态时的几何公差值/（im
可能补偿的最大几何公差值
/（im
理想边界名称及边
界尺寸
/（im
实际尺寸合格范围
/mm
1
①10.00
①9.991
0
9
最大实体边界
①10.00
①10.00〜①
9.991
2
①11.984
①11.973
6
17
最大实体实效边界
①11.990
①11.990〜①
11.984
3
①24.965
①24.986
100
139
最大实体实效边界
①24.986
①24.986〜①
24.965
第五章
5-1凹缺陷类、凸缺陷类、混合缺陷类、区域和外观缺陷类。
5-2用途或功能，项目。
5-3目视检查、比较检查、测量检查。
接触（触针）式仪器。
5-4C
5-5表面缺陷具有尺寸大小、深度、高度要求，有缺陷面积、总面积，有缺陷数量、单位面积上缺陷数等要求。
表面缺陷与表面粗糙度的本质区别，表面缺陷是指：
零件表面不仅在加工中，而且在运输、储存或使用过程中生成的无一定规则的单元体。
如不同大小的气孔、砂眼、缺损、皱皮等。
表面粗糙度是指：
零件在加工过程中，因不同的加工方法、机床与工具的精度、振动及磨损等因素在加工表面上所形成的，具有较小间隔和较小峰谷的微观几何形状误差。
5-6取样长度应与表面粗糙度的要求相适应，过短不能反应粗糙度实际情况；过长则
会把波度的成分也包括进去。
长波滤波器上的.截止波长值，就是取样长度lr。
评定长度ln，可包含一个或几个取样长度一般取评定长度ln=5lr。
5-7轮廓算术平均偏差Ra在取样长度范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值。
Ra值能客观地反映表面微观几何形状特性，是普遍采用的参数。
轮廓最大高度Rz在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，称为轮廓最大高度Rz。
Rz只能反映表面轮廓的最大高度。
5-8粗糙度常用的测量方法，由工件表面要求的粗糙程度、表面形状（如曲面、渐开面等）及工件的大小来决定。
1目视法检查对于那些明显没必要用高精确度的方法来检验的工件表面，选择目视法检查。
但要求检测人员具备正确、熟练的判别能力。
尤其对大尺寸、高精度的工件表面，区分和判别粗糙度与表面缺陷产生因素及解决方法，是极有实用价值的。
2比较法检查如果目视检查不能作出判定，可采用与粗糙度比较样块进行触觉（手指）和视觉（目测）比较的方法。
一般要求检测人员必须具备熟练、正确的判别能力。
3测量法检查对于要求严格的零件，一开始就直接使用测量仪器进行检验，並测得具体
数值。
如用便携式粗糙度测量仪，测得RaRz等参数。
6-1工作量规、验收量规、校对量规。
“通”“T”、“止”“Z”。
6-2下极限尺寸①30.092;上极限尺寸①30.040
6-3所检验工件合格与否
6-4IT6-IT16
6-5用卡尺或千分尺测量工件可测取工件的局部尺寸的实际极限值及实际偏差值，从而判断工件的合格性。
而且测量工件的通用性好。
，所以通用
用环（卡）规测量工件，是需用无刻线的专用量具（指一定的尺寸及精度）
性不好，只能判断工件的合格性，不能确定实测具体尺寸的数值大小。
但测量精确度及效率
高、而且量规价格便宜耐用。
6-5不能共用仅公称尺寸相同的塞规检验。
还要求工件的精度等级相等才能互用检验。
6-7光滑极限量规是一种具有孔或轴的上极限和下极限尺寸，为公称尺寸的标准测量面，
能控制被检孔或轴边界条件的无刻线长度的专用测量器具。
它不能确定工件的实际尺寸，只
能确定工件尺寸是否处于规定的极限尺寸范围内。
因量规结构简单，制造容易，使用方便，因此广泛应用于成批大量生产中。
用符合标准的量规检验工件，当通规“T'能通过，且止规“Z'不能通过，则该工件应
为合格品。
6-8
（1）①50H7孔用塞规
通规：
上偏差=+0.0055mm；下偏差=+0.0025mm
磨损极限=EI=0（即为工件的最大实体尺寸）
止规：
上偏差=+0.025mm；下偏差=+0.022mm
孔用工作量规的极限尺寸：
“通”规：
①50+0.002：
；（止）规：
①50+0.0250
（2）①50e6轴用环规或卡规
通规：
上偏差=—0.0516mm；下偏差=-0.054mm
磨损极限=es=-0.05mm
止规：
上偏差=-0.0636mm;下偏差=ei=-0.066mm
轴用工作量规的极限尺寸：
“通”规：
①50-0.0540；（止）规：
①50-0.0636
（4）绘制孔、轴工作量规的公差带图
习题六6-2题图解
第七章
7-1基面距性质。
7-2圆锥直径公差（Td）、给定截面圆锥直径公差（Tds）、圆锥角公差（AT）、形状公差（Tf）。
7-3着色接触情况；基面距处于两条z刻线之间。
7-4C。
7-5圆锥配合分为下列三种：
（1、具有间隙的配合称为间隙配合。
如车床主轴与滑动轴承的配合；
（2）具有过盈的配合称为过盈配合。
常用于定心传递转矩，如带柄铰刀、扩孔钻的锥柄与机床主轴锥孔的配合；
（3）可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合，其中要求内、外圆锥紧密接触，间隙为零或稍有过盈的配合称为紧密配合，它常用于对中定心或密封。
7-7答
（1）仅有直径误差对基面距影响：
△iEa=-1mm负号表示基面距减小方向；
（2、仅有锥角误差对基面距影响：
1
△2Ea=0.0006Lp（ie）=0.384mm；
22c
（3、当直径与锥角均存在时：
△&=△是+厶2Ea=1.384mmo
7-7①100H8/U7其内锥为：
①100（+0.054）;外锥为：
①100（+0.129）该配合为过盈配合,
过盈量：
3max=-0.159mm,Smin=-0.070mm
最大轴向位移Eamix=7.95mm最小轴向位移Eamin=3.5mm
轴向位移公差TE=4.45mm=
第八章
8-1P0、P6（P6x）、P5、P4、P2oP0,P2。
8-2一个套圈固定时，另一个套圈沿径向或轴向由一个极端位置到另一个极端位置。
振
动，噪声，窜动。
发热、寿命下降。
8-3/C1、/C2、一（0组）、/C3、/C4、/C5。
0组。
8-4公差带在零线之下的基孔制；基轴制。
8-5单向，下侧，0,负。
8-6要合理的选择，满足下列因素：
（1）与轴承配合的轴或外壳孔的公差等级，不产生“爬行”现象；
（2）轴承游隙，应使工作游隙接近最佳状态；
（3）要合理选择与轴承配合的轴或外壳孔的配合面及端面的几何公差及表面粗糙度。
8-7
（1）由FrV0.07Cr为轻负荷；
（2）孔公差①47J7（+0Z、,轴公差①20f6（-0.023）；
（3）轴颈圆柱度公差0.004mm,轴肩端面圆跳动公差0.010mm；齿轮外壳孔圆柱度
0.004mm=
（4）表面粗糙度：
轴颈RW0.8卩m轴肩端面RW3.2卩m齿轮孔RW3.2卩m
8-3外壳孔径①90H7（+00.035）,轴径①40k5（+0.需、;R/C「=0.127属正常负荷。
0.006mm。
标注如附图16所示。
第九章
9-1螺纹塞规（通端、止端）及光滑塞规（通端、止端）螺纹环规（通规、止规）
工具显微镜
9-2螺纹中径d2；单一中径d2单-；作用中径d2作用三者之间的
相同点：
均为是：
某种大小的假想圆柱体直径上的母线，在牙槽轴向的宽度。
不同点：
d2的假想圆柱体直径，位于其母线在H/2（原始三角形高度H）处，该处其牙体与牙槽的宽度相等。
d2单-：
位于假想圆柱体直径为该圆柱体的母线的螺距等于P/2处。
d2作用：
位于由于螺距误差和牙型半角误差均用中径补偿，对外螺纹讲相当于螺纹中径变
大（d2作用=d2单-+fp+f/2）。
此变化后的中径称为作用中径。
即螺纹配合中实际起作用的中
径。
9-3M20—6H/6g螺距P=2.5mm大径D=d=20mm,中径D2=d2=18.376mm，小径D=di=17.294mm
①查表9-3，表9-4得极限偏差（mm）
ES
EI
（es）
（ei）
内螺纹：
大径
不规定
0
外螺纹:
大径-0.042-0.337
中径
+0.224
0
中径-0.042-0.212
小径
+O.450
0
小径-0.042不规定
②计算极限尺寸（mm）
最大极限尺寸最小极限尺寸
内螺纹：
大径中径小径
不超过实体牙型
20
18.600
17.744
18.376
17.294
外螺纹：
大径
19.958
19.623
中径
18.334
18.164
+224
D2min18.376
d2min18.'64
d2max18.334
习题8-3（附图17）内、外螺纹中径公差带图
9-4对M24X2-6H螺母D2max=22.925mm,D2min=22.701mm
中径补偿？
P=0.052mm,半角补偿f/20.022mm,D作用=22.711mm,
因为D2实际=22.785mmD2作用=22.711mm>D2min=22.701mm；
所以满足互换性要求
9-5M20-6H/5g6g中径的配合间隙为：
D作用一d2作用=0.079mmo
计算过程中所用的数值有：
内螺纹：
?
p=43.3=0.043mm;/2=22.5“m=0.023mm；
D2作用=18.407-0.043-0.023=18.341mm
外螺纹?
p=34.64=0.035mm;/2=22.5“m=0.023mm;
d2作用=18.204+0.035+0.023=18.262mm。
9-6螺纹综合量规的通、止端牙型的不同点是：
通端量规采用完整牙型，其螺纹长度与
被检螺纹的旋合长度相同。
止端量规则用螺牙圈数减少的截短牙型。
目的是使止端消除螺距
误差和牙型半角误差对检验结果的影响（可理解为用“两点法”测量孔或轴的局部尺寸）。
9-7由于内、外螺纹在同一配合精度等级中，旋合长度不同，其中径公差等级也不同，
因而螺距累积误差引起的中径公差等级也不同。
9-8
（1）M24-6H表示米制粗牙螺母，公称直径24mm螺距3mm右旋，中径和顶径公差精度代号均为6H中等级。
（2）M36X2-5g6g-L表示米制细牙外螺纹，公称直径36mm螺距2mm右旋，精度：
中径公差5g级、顶径6g级，长旋合长度。
（3）M30X2-6H/5h6h-S-LH表示米制30mm细牙2mm短旋合长度的左旋螺纹副，精度:
螺母6H级、螺栓中径5h级、顶径6h级。
（4）Tr40X14（P7）LH-7H/7e表示双头左旋梯形螺旋副：
公称直径为40mm导程14（螺距7）mm螺纹中径精度级，螺母：
7H级、丝扛为7e级。
（5）T55X12LH-6表示机床梯形左旋螺纹丝扛；大径55mm螺距12mm6级精度。
（6）GQ5006LH-P3表示滚动螺旋副螺纹，公称直径do为50mm公称导程R。
为6mm左旋、P为定位用珠丝杠副、3级精度。
第十章
10-1松联结、正常联结、紧密联结宽度尺寸b。
10-2花键塞规花键环规小径、大径、键和槽宽、大径对小径的同轴度、键与槽的
位置度。
10-3小径d,大径D键宽及键增宽B。
10-4轴（直径d=50mm）,平键的基本尺寸：
bxh=14mnX9mm
+0.2
11=5.50
b=14h8（爲）;h=9h11（爲。
）
b=14N9（-0.043）；d-t1=4550.2。
b=14JS9（±0.021）;d-t2=53.8
尺寸公差带图如附图18所示。
+21
毂槽JS9
附图18习题10-4尺寸公差带图
10-5花健为中系列、精密传动的滑动配会的花键；
小径d=26：
内花键26H6（嘗）、外花键26f6（薦）
大径D=32:
外花键32H10（+T0）外花键32a11（-0.470）
键宽b=6：
外花键6H9（+0.030）外花键6d8（-0.048）
标注：
6-26H6（+0.013）X32H10（：
100）X6H9（：
030）-GB/T1144-2001
6-26f6（-0.033）X32a11（-0.370）X
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