互换性习题答案.docx

1.4互换性的怠义与作用？设计方面：可以最大限度地采纳标准件、通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，加速产品更新。有利于计算机协助设计和产品的多样化。制造方面：有利于组织专业化生产，便于采纳先进工艺和高效率的专用设备，提高产品质量和生产率，降低制造成本。装配过程：提高装配质量，缩短装配周期.运用修理方面：缩短机器的维护时间，节约修护费用，提高机器的运用价值。1-6推断下面说法是否正确.(对或错以J或X表示)(1)对大批量生产的同规格零件要求有互换性，单件生产则不必遵循互换性原则。(X)(2)遵循互换性原则将使设计工作简化，生产效率提高，制造成本降低，运用修理便利。(J)(3)标准化是通过制定、发布和实施标准，并达到统一的过程，因而标准是标准化活动的核心。()1-7填空：(1)零部件具有互换性必需满意三个条件，即装配前不须要选择,装配时不调整或修配,装配后满意运用要求。(2)在生产中采纳的分组装配法，是在选让阶段就确定r的，它属于不完全互换。(3)为了限制加工误差，在设计时须要规定公差，在制造时须要进行检测。(4)保证互换性生产的基础是显迤化。(5)R5系列中10100的优先数是10、共、25.40.63.100=(6)优先数系R1.O系列中在110的进段中包含1.1.个优先数。它们分别为1.00,1.25,1.60,2.00,2.50,3.15,4.00,5.00,6.30.8.00,10.00其次章习题2-1图样上给定的轴直径为川5的。依据此要求加工了一批轴,+0.017实测后得其中最大直径(即最大实际尺寸)为45.033mm,最小直径(即最小实际尺寸)为45.000mm。问加工后的这批轴是否全部合格(写出不合格零件的尺寸范围)?为什么？这批轴的尺寸公差是多少？答：轴直径的技术要求45n6(+)确定了轴的极限尺寸为4=45.033廊和43,=45.017111111。所以轴合格条件为4山24<b;依据题意，这批轴不能全部合格，不合格零件的尺寸为45.(XX)Mdt1.45.017Htmn一批轴的尺寸公差也是由图纸设计阶段确定的，所以仍旧为33-17=2-2在同一加工条件下,加工30H6孔与加工100H6孔,应理解为前者加工困难还是后者加工困难或者两者加工的难易程度相当？加工50h7轴与加工50n7轴，应理解为前者加工困难还是后者加工困难或者两者加工的难易程度相当？答；在同一加工条件下，加工30H6孔与加工100H6孔应理解为前者加工困难：加工50h7轴与加工50117轴应理解为两者加工的难易程度相当。2-3什么是基准制?选择基准制的依据是什么？在哪些状况下采纳基轴制？答：基准制是指以两个相协作的零件中的一个零件为基准件，并确定其公差带位置，而变更另一个零件（非基准件）的公差带位置，从而形成各种协作的一种制度。国家标准中规定有基孔制和基轴制两种协作制度。协作制的选择与功与要求无关,主要考虑加工的经济性和结构的合理性.从制造加工方面考虑，两种基准制适用的场合不同：从加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的孔，通常采纳定尺寸刀具（如钻头、较刀、拉刃等）加工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格的定尺寸刀具和量具，只能满意一种孔公差带的须要。对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能便利地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：对于中小尺寸的协作，应尽量采纳基孔制曲作。-4按给定的尺寸加°啜401（孔）和叫nm（轴）加工孔和轴，现取出一对孔、轴，经实测后得孔的尺寸为60.033mm,轴的尺寸为60.037mm。试求该孔、轴的实际偏差以与该对孔、轴协作的实际盈、隙；并说明它们的协作类别。答，图纸的设计要求().0460m0.0410.011孔的公差带与轴的公差带相互交税，设计的是过渡协作。设计的最大间隙Xn1.aX=0的-0.011=0.035nvn:最大过盈=0-0.(>41=-().(U1三。而取出的实际零件的孔的实际偏差60.033-60=0.033Wm;轴的实际偏差60.037-60=0.037M；这对实际的孔、轴协作因为轴的实际加工尺寸比孔大，所以是过盈协作。过盈量为0.033-0.037=-0.004mm。2-5某一协作的协作公差T1=O.050mm,最大间隙从”=+0.030mm,问该协作属于什么协作类别？答：因为7="+7；=I(ES-E)+(a1.ei)I=I(ES-ei)-(E-es)I=X,s-(1)即筌=IXM-1.1.此时想求得Y.,就必需推断肯定值内的正负。状况1：设Y皿是真过盈，贝什mN。应当为负，则由式(1)知肯定值符号打开为正，所以可由式推导知1.X=-%-XmG状况2：假设YE不是过盈是间隙，我们在课堂上已经阐述过，此时它若是间隙则肯定为母小间隙，则由式（1）知肯定值符号内是最大问隙减去最小间隙，肯定值打开后仍为正。结果同状况1。经过上述分析知，由Ymt=-（Tf-XBIG=-（0.050-0.030）=-0.020"，所以协作是过渡协作。2-6什么叫一般公差?线性尺寸一般公差规定几级精度？在图样上如何表示？答：一般公差是指在车间的一般加工条件下可以保证的公差。它是机床设备在正常维护和操作状况下可以达到的经济加工精度。线性尺寸的一般公差的等级分精密级f、中等级m、粗糙级c、最粗级v：极限偏差都对称分布。在图样上、技术文件上或相应的标准（如企业标准、行业标准等）中用标准号和公差等级符号表示。例如，选用中等级时，表示为GB1804m。2-7写出与下列基孔（轴）制协作同名的基轴（孔制协作，并从协作性质是否相同的角度，说明它们能否相互替换？答：和本题相关的学问点回顾同名协作：基孔或基轴制中，基本偏差代号相当，孔、轴公差等级同级或孔比轴低一级的协作称同名协作。全部基孔或基轴制的同名的间隙协作的协作性质相同。基孔或基轴制的同名的过渡和过盈协作只有公差等级组合符合国标在换算孔的基本偏差时的规定，协作性质才能相同。即DW500mm的IT8的K、M、N以与IT7的PZC,还有D500三DV3mm的全部JZC形成协作时，必需采纳孔、轴同级。D500mm的IT8的J、K、M、N以与WIT7的PZC形成协作时，必需采纳孔比轴低一级。国家标准规定的一般、常用和优先的公差带与协作、一般公差的规定以与公差与协作的选择，其中协作的选择包括基准制的选择，公差等级的选择，协作（即与基准件相协作的非基准件的基本偏差代号）的选择。选择方法主要是类比法。应优先选用基孔制。确定公差等级的基本原则是，在满意运用要求的前提下，尽量选取较低的公差等级。确定方法主要是类比法。协作的选择应尽可能地选用优先协作，其次是常用协作，再次是一般协作。假如仍不能满意要求，可以选择其他的协作。选择方法主要是类比法。要特别熟识各类基本偏差在形成基孔制（或基轴制）协作时的应用场合。H6（1） 50而；查表基本尺寸为50nun,IT6=16m；IT5=11pm：查轴的基本偏差ci=9m,则由基孔制知：孔姬0（小轴网鬻）（2） m8；查表基本尺寸为50mm,8=39um；查轴的基本偏差ei=9m,则由基孔制知：孔姬0（：；巧；轴循0（：然）同理其它几种，查表计算即可。2-8已知20H7m6的尺寸偏差为一FWB,按协作性质不变,改换成基轴制协作，则20M7h6中孔、轴尺寸的极限偏差为多少？答：由题意可推断出基本尺寸20mm的IT6=（0.021-0.008）=0.013m;IT7=0.021um：且由20H7m6是过渡协作，协作公差7；=13+21=34。若协作性质不变，改成基轴制协作为20M7h6时，轴为¢20（：八）：孔为四0（乙）-（1.1.»-OU1.I0.021I0.021孔I*,0.0080S11r0制I.10.013相当于把基准线向下移动了21工2-9已知协作40H8f7,孔的公差为0.039mm,轴的公差为0.025mm,最大间隙X5=+0.089mm。试求：（1）协作的最小间隙心.、孔与轴的极限尺寸、协作公差并画公差带图解。（2）40JS7、40H7、40F7、40H12的极限偏差。（注：按题目已知条件计尊，不要查有关表格。）答f由40H8f7知基孔制¢40Tr）由XnUX=ES-ei=0.089mm可推出ei0.05Omnb乂T,f=O.025mm,则CS=-0.025mm0Xn,in=E7-ev=O-（-O.O25）=0.025nvn公差带图解如下：-0.025一0.05040JS7极限偏差：应当为对称分布，由题意知IT7=25Um,所以网吧黑)40H7极限偏差：应当下偏差为零，则。4(*。广)40F7极限偏差：由轴的条件镜像孔的偏差知兴久；修40H12极限偏差：应当下偏差为零，则兴0(千。计算过程如下：IT12=160i：z=0.45D+O.OOID;D=3O×5O=38.73w；I=0.45v,D+O.(X)1D=0.4538.73+().(X)1×38.73=1.5587FImIT12=160i=160×1.5587=249.392um0.25mm2-10查表并计算下列四种协作的孔、轴极限偏差：协作的极限盈、隙；协作公差畀；并说明基准制与协作性质。(2)(3)(4)支二答f自己查表完成。211有下列三组孔与轴相协作，依据给定的数值，试分别确定它们的公差等级，并选用适当的协作。(1)协作的基本尺寸=25mm,Xm=+0.086mm,Xi.三÷0.020nun(2)协作的基本尺寸=4Omm,KM=-0.076mm,K1.n=-0.035mm11(3)协作的基本尺寸=60mm,KM=-0.03211rn,Xmx=+0.046mmo答：（1）已知：协作的基本尺寸=25mm,Xix=+0.086mm,X111=+0.02OnUno允许的间隙公差：Tx=X,-U=|8620=66m按工艺等价原则，TU=Td=TX/2=33m若选定孔的公差为：=IT8=33m,若选定轴的公差为：=IT7=21m则协作公差为：Tr=Tu+Td=33+21=54m<Tx=66m,可满意运用要求。(2)(3)道理同此，同学们自己完成。2-12试验确定活塞与汽缸壁之间在工作时应有0.040.097mm的问隙量。假设在工作时要求活塞工作温度t*150,C,汽缸工作温度t°=100C,装配温度1=2OC,活塞的线膨胀系数d=221.(T/C,汽缸的线膨胀系数。后121.(/c,活塞与汽缸的基本尺寸为95廊,试确定常温下装配时的间隙变动范围，并选择适当的协作。答：(1)首先计算由于热变形引起的间隙变动量AX=Xr:作一XWt=.A/,=1.-20=80oC'M=150-20=I30PC则X=95X(12×8()-22×13()×1O=-O.18()5三/负号说明工作间隙减小。则xvt=xEft+O.8O5=(0.W0.097)+0.1805即XQUU=O2775mm：Xgg=O.2205mm,由此可知，装配间隙应增大，并以此确定协作。(2)确定基准制：缸体与活塞协作采纳基孔制。(3)确定广义概念的孔和轴的公差等级由于协作公差4=ZImU-GwJ=q+Z=0.2775-0.2205=0.057,三=57;设几=7；=7)/2=28.5"，查表基本尺寸95mm的IT6=22UmjT7=35Um接近。所以取孔和轴的公差差一级，即孔为7级，轴为6级。(4)确定广义概念的孔和轴的基本偏差代号与公差带因为基孔制，所以孔的基本偏差为H，公差代号为95(。丁)，且有最小装配间隙×uin=E1.-es=0.2205=220.5加,因此es=-220.5Ptn查表轴的基本偏差为b时，是一220m,最接近题意。所以轴为洲汇啰。(5)协作代号为”5当验算.X*4fti1.=ES-ei=0.035-(-0.242)=0.277w”(X*岫以-XgWMW=引-心=0-(-0220)=0.220(X*m1b最小装配条件不满意要求。(7)结果分析在大批量生产方式卜组织生产，一般规定图/7；。0%仍可满意运用要求。其中为实际极限盈隙与给定极限盈隙的差值。则'=(277.5-277)/57=0.87%都小于咻说明选择的协作合适，可2=(220.5-220)/57=0.87%以满意生产要求。2-13某孔、轴协作，图样上标注为Q<>/3C=3现有一孔已加工成30.050mmo为保证原协作性质(即保证得到团的极限盈、隙)试确定与该孔协作的(非标准轴)轴的上下偏差。答1孔的极限尺寸OM=30.033。：Dmm=30.aX),m,而实际孔Dj=30.05(>三j=30('°：»);原协作性质如下图XM=0.033-(-0.041)=0.074nun;Xmta=0-(-0.020)=0.020whT,=Tt1.+T=Xi_Xmit=0.033+0.021=0.054tw则Xinjx=0.050-ei：Xtia=E1.-es0.0500.033=0.017mm整体全部上移0.017mm,所以轴的极限尺寸为一0.041+0.017=0.024mm；+0.030.020÷0.017=0.003mm：即轴为30（：黑邛可0以保证协作性质不变。-0.020-0.0412-14协作公差,：T,=孔公差Tn+轴公差R（说明实质）答：协作公差T,反映协作松紧的变更范围，即协作的精确程度，是功能要求（即设计要求）：而孔公差Th和轴公差1.又分别表示孔和轴加工的精确程度，是制造要求（即工艺要求）。通过关系式1.=孔公差Th+轴公差将这两方面的要求联系在一起。若功能要求（设计要求）提高,即Tf减小,则（Th+TJ也要减小,结果使加工和测量困难，成本增加。这个关系式正好说明“公差”的实质，反映零件的功能要求与制造要求之间的冲突或设计与工艺的冲突。协作公差带有大小和位置两个特性。大小由协作公差值确定，表示协作的精度；位置由极限间隙或过盈确定，表示协作的松紧。对于一批装配零件来说，其中的任何一对孔、轴协作，不是间隙协作就是过盈协作。1形位公差项目分类如何？其名称和符号是什么？答：形位公差项目共有M种。形态公差是对单一要素提出的要求，因此，没有基准要求；位置公差是对关联要素提出的要求，因此，在大多数状况下都有基难要求。对于线轮廓度和面轮廓度，若无基准要求，则为形态公差；若有基准要求则为位置公差。形位公差的项目和符号见下表1.被测要家、基准要素的标注要求与其他附加符号见表2。表1公差特征符号有无基准要求形态形态直线度无平面度O无圆度O无圆柱度°无形态或位置轮廓线轮廓度无或有Q面轮廓度无或有位置定向平行度/有垂直度-1.有倾斜度有定位位置度有或无同轴（同心）度有对称度有跳动圆跳动有全跳动有表2说明符号说明符号被测要素的标注干脆最大实体要求加字母最小实体要求O基准要素的标注可逆要求(R)基准目标的标注延长公差带0理论正确尺寸I“I自由状态（非刚性零件）©包涵要求©全周轮麻e4-2形位公差带与尺寸公差带有何区分？形位公差的四要素是什么？答，尺寸公差带允许零件尺寸加工误差变动的范围，称为尺寸公差带。形位公差带一一是用来限制被测实际要素变动的区域，它是形位误差的最大允许值。形位公差包括形态公差和位置公差。形态公差就是被测实际要素在形态上相对志向要素所允许的最大变动量，是为了限制形态误差而设置的，般用于单嘤素；位置公差是关联实际要素的位置时基准所允许的变动量，是来限制位置误差的。尺寸公差是用来限制零件实际尺寸的大小的，而形位公差是用来限制零件被测要素的实际形态和位置的变动范围。形位公差的四要素是：形态、大小、方向和位置。公差原则是处理尺寸公差与形位公差之间相互关系的原则。尺寸公差和形位公差都反映在一个零件的同一个或几个要素上，一般状况卜.，它们彼此独立又相互依存，在肯定的条件卜还可以相互转换。尺寸公差和形位公差不允许相互转换时为独立原则，此时图样上无任何附加的标记，尺寸公差与形位公差相互独立.互不关联，相互之间无任何补偿关系。分别满意各自要求。允许相互转换时为相关原则，相关原则乂可分为：包涵原则、最大实体原则、最小实体原则与可逆要求。概括地说，形位公差和尺寸公差的关系，可以总结为独立原则和实体相关原则。4-3形位公差的探讨对象是什么，如何分类，各F1.的含义是什么？答I形位公差的探讨对象是零件的儿何要素，它是构成零件几何特征的点、线、面的统称。其分类与含义如下：(1)志向要素和实际要素具有几何学意义的要素称为志向要素。零件上实际存在的要素称为实际要素，通常都以测得要素代替实际要素。(2)被测要素和基准要素在零件设计图样上给出了形态或(和)位置公差的要素称为被测要素。用来确定被测要素的方向或(和)位置的要素，称为基准要素。(3)单一要素和关联要素给出了形态公差的要素称为单一要素。给出了位叁公差的要素称为关联要素。(4)轮廓要素和中心要素由一个或几个表面形成的要素，称为轮廓要素。对称轮廓要素的中心点、中心线、中心面或回转表面的轴线，称为中心要素。4-18图4-2所示零件标注的位置公差不同，它们所要限制的位置误爰区分何在？试加以分析说明。c）图4-2习题4-18答Ia图表示被测端平面必需位于距离为公爰值O.03mm且垂直于基准轴线的两平行平面之间的区域:b图标注错误，应当把公差数值前的符号“小”去掉，正确后表示被测端平面在围绕基准轴线旋转一周时（零件和测量仪器之间没有相对轴向位移），在任一测量平面内的轴向跳动量均不得大于003mm,其公差带是在与基准同轴的任一半径位置的测量圆柱面上距离为0.03mm的两圆之间的区域：c图表示被测端平面在零件和测量仪器之间作相对位移下，围绕基准轴线旋转若干周时.，此时在被测端平面上各点间的示值差均不得大于0.03,测量仪器或零件的相对位移必需垂直于基准轴线的方向。其公差带是在与基准轴线垂直的，且距离为0.03mm的两平行平面之间的区域。通过上述的分析可知：a图的垂宜度并没有要求该端平面的平面度要求；b图的端面圆跳动并没有要求端平面垂直于基准轴线；C图的端面全跳动公差带可以综合限制端面对基准轴线的垂直度和平面度误差。4-23指出图4-7中形位公差的标注错误，并加以改正（不允许变更形位公差的特征符号）。答：1垂宜度0.05Inm不应有基准B；2圆跳动0.02mm事实上已经可以包含柱度公差0.018mm,若想严格限制柱度公差也可以单独标出，但是数值应当远远小于002三,图示的两者数值太接近，所以柱度公差0018mm已经不起作用；3圆度公差0.01mm、直线度0.02InIn和跳动公差0.05mm的联合公会指引线应垂直于内圆锥表面：且圆度公差不应有基准；跳动公差应当有基准B；4平行度公差003mm应当有基准A。请同学们依据上述的错误分析自己在图中改正。4-26改正图2-7中各项形位公差标注上的错误（不得变更形位公差项目）。答，改正:1.QIogo4卜10.0121EEEEJra(i*M4-27试将下列技术要求标注在图471上(D<1.>d圆柱面的尺寸为3O.!1o25mm,采纳包涵要求，D圆柱面的尺寸为501.9mm,采纳独立原则。(2)d表面粗糙度的最大允许值为R,.=1.25n,D表面粗糙度的最大允许值为R=2umo键槽侧面对小D轴线的对称度公差为0.02innu(4)小D圆柱面对<t>d轴线的径向圆跳动量不超过003mm,轴肩端平面对<t>d轴线的端面圆跳动不超过0.05nnuMrM-MM1.4-28如图472所示，被测要素采纳的公差原则是，最大实体尺寸是mm,最小实体尺寸是mm,实效尺寸是mm,当该轴实际尺寸到处加工到20mm时，垂直度误差允许值是mm,当该轴实际尺寸到处加工到619.98mm时，垂宜度误差允许值是一三o04-12习题4-28答；包涵要求小2019.98小20.0100.014-29如图4T3所示,要求:(I)指出被测要素遵守的公差原则。(2)求出单一要素的最大实体实效尺寸，关联要素的最大实体实效尺寸。(3)求被测要素的形态、位置公差的给定值，最大允许值的大小。(4)若被测要素实际尺寸到处为19.97mm,轴线对基准A的垂直度误差为0.09三,推断其垂直度的合格性,并说明理由。0图4T3习题4-29被测要素遵守最大实体要求。单一要素的实效尺寸=小20.02mm要素的实效尺寸=620.05mm宜线度公差的给定值为60.02mm,垂宜度公差的给定值为0.05mmO宜线度误差的最大允许值为0.12mm,垂宜度误差的最大允许值为0.15mm<,(4)此时允许的垂直度误度为:0.03-0.05=0.08<0.09,故不合格。5-4表面粗糙度的基本评定参数有哪些?简述其含义。答I有轮廓算术平均偏差R,;微观不平度十点高度R);轮廓最大高度R,；轮廓微观不平臀的半均卬腿就彳孔ra0.041().011O