40622《公差配合与技术测量》笫4版习题与练习答案t

1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、RlO、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。第二章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-0.05mm49.95mm2-6B2-7C2-8D2-92(1)φ28K7ES=+0.006;EI=0.015(2)φ40M8ES=+0.005;EI=-O.034(3)φ25Z6ES=-0.084;EI=-O.097(4)φ30js6es=+0.0065;ei=-0.0065(5)φ60J6ES=+0.013;EI=-0.0062-10附图1、附图2μmes=+73ei=+48ES=+390ei=-12.EI=0es=－25φ40ei=－50.附图1公差带固Ф40H8es=+12ei=+48f7（1）js7（2）t7（3）μmSmax=+89.（1）Smax=+51Smin=+25（2）0.δmin=-12附图2配合性质图δmin=-9（3）δmin=-7332-11过渡配合附图3）EI=-10μm；ei=-20μm；Tf=50μm；δmax=-10μm2-12通过类比法确定出配合种类这是最常用的方法。类比法所需资料：本书中的相关表格及配合应用实例图。对从事机电行业工作的人员，一定要掌握好参考与使用资料，如机械工业出版社的《机械设计手册》。由于从事的行业与岗位的差别，把一些具体专业（岗位）中的经过实践检验的知识、心得体会，用于类比判别是非常重要的。类比的过程最终是用效果得以验证的。实训讨论（坚信实践是检验知识的标准，该题答案不是唯一的）（1）对尺寸①，当齿轮与轴的配合是通过键联接时，一般应由齿轮的精度等级来决定孔的配合制及精度等级，在生产批量较大时，齿轮孔（拉削）应优先选为基孔制、7级精度的间隙配合，即孔径为φ50H7（+0.0250）。但本题在①部位已经给出轴径为φ50k6（+0.018+0.002），装配如图，是典型的“一轴多孔”结构即形成的配合为φ50H7/k6。若齿轮孔选为50H7（025.00）将与轴50k6（018.0002.0）成为过渡配合。显然在装配时的顺序是：“先装齿轮后再装轴承”。因而可能会造成因微小过盈出现，对轴径表面装配不ES=E+200es=0EI=－10φ60ei=-20JS6TDTdh6Sμm40maxsTf=500δmax=-10δ附图3习题2-11的公差带图及配合公差带图δ4利（因mindminD），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50G7（034.0009.0），轴仍用50k6（002.0018.0）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527H（030.00）与52f6（030.0049.0）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：527H/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52g6（-0.010-0.029）。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：52030.0049.0030.0067fH配合为好，当然也可选用527H/h6。（2）对尺寸②：挡环孔与轴的配合可选用，50E8/k6；或50D9/k6均可。因为挡环的主要作用在于：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。现形成的是非基准制的间隙配合：50018.0002.0089.0050.068kE附图5所示为该配合的公差带图。（3）对尺寸③：轴径尺寸的要求不变仍为50k6（018.0002.0）。其原因：轴承是标准件，是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。（4）对尺寸④：机座孔径尺寸不变，仍为：110J7（+0.022-0.013）。原因是：轴承是标准件，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。（5）对已知尺寸⑤：即孔为110J7（+0.022-0.013）与端盖配合的作用是：定位、防漏、防尘，故可选为较大间隙配合为110f9（036.0123.0）/f9（036.0123.0），附图6所示为其公差带图及配合公差带图。5SSmax=+79.ES=+3000EI0Smin=+3φ5230esδ49ei附图4○1部位齿轮与轴配合公差带图及配合公差带图习题2-4机床传动装配图7H6f图形正确未改，同原图附图5②部位挡环孔与轴配合公差带图及配合公差带图Ф50E8（+0.089-0.050）/k6（+0.018+0.002）ES=+89SSmax=+87EI=+50es=+18Smax=+320ei=+20Ф50δФ50k6E860图形正确未改同原图，附图6φ110J7（+0.022-0.013）/f9（-0.036-0.123）○5部位端盖与机座孔配合公差带图及配合公差带图SSmax=+145ES=+22Smax=+4900EI=-13es=-36φ110ei=-123J7f92-13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=+25EI=00es=-25φ40ei=-41（2）es=+128ei=+71ES=+54EI=00φ95（3）ES=+15es=+15ei=+60EI=0φ10SSmax=+66Smin=+250S0δmin=-17δδ=-128SSmax=+90δδmax=-15H7f6S8H8H7m67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3-4C3-5B3-6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30mm的0级量块叙述。3-7答案见附表1附表1尺寸il（mm）10.013.10.016.10.012.10.011.10.01410.010.10.012.10.013.10.016.10.0111)算术平均值l=10.0128mm2）标准差S=9/4.37=2.04µm极限误差δlim=±3×2.04=±6.12µm3）标准偏差l=S/10=6.05µm4）极限误差λlim=±3×l=±1.95µm5)测量结果l=l±3l=10.013±0.002ivill)/m2ivm/+0.2+3.2-0.8-1.8+1.2-2.8-0.8+0.2+3.2-1.8i=00.0410.240.643.241.447.840.640.0410.243.242iν=37.4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iv均小于3σ，8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。3-8Ф20fl0○E因有包容要求，验收极限要选内缩方式；Ф20fl0○E（-0.020-0.104）、IT10时A=6μm；u1=7.6μm（1挡）；上验收极限=Admax（20－0.02－0.006）=19.974mm；下验收极限=Admin（20－0.104＋0.006）=19.902mm；分度值为0.0lmm的25～50mm的外径千分尺可满足要求。下图为3-3题的验收极限与工件公差带关系图习题与练习四4-1标注如附图lla、b所示。4-2如附图12所示为标注图附图12习题4-2标注图a)附图11习题4-1标准图0-0.02A-0.02Aφ20Aφ19.974-0.104φ19.902附图10验收极限与工件公差带关系图-0.02f10b)附图11习题4-1标准图94-3附图13a、b、c、d所示为习题4-3标注图。4-41)“”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ФG基准中心平面对称配置之间。公差带为0’02两平行平面之间的区域；2)“”要求：圆柱面Ф公差带必须限定在半径差为0.01的两个圆柱面之间；3)“”要求：提取中心线公差带必须位于直径为Ф0.02，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。a)b)c)d)附图13习题4-3标注104-5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。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=0.03mm×2=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/µm可能补偿的最大几