互换性第三章1

互换性与技术测量知识点第1章绪言互换性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件，在装配时不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并能满足使用性能要求的特性。

互换性应具备的条件：①装配前不换②装配时不调整或修配③装配后满足使用要求按互换性程度可分完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互换）。

按标准零部件和机构分外互换与内互换。

互换性在机械制造中的作用1.从使用方面看：节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持久性，提高了机器的使用寿命。

2.从制造方面看：便于实现自动化流水线生产。

装配时，由于零部件具有互换性，不需辅助加工和修配，可以减轻装配工的劳动量，缩短装配周期。

3.从设计方面看：大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简化设计程序和缩短设计周期。

标准与标准化是实现互换性的基础。

标准分类（1）按一般分：技术标准、管理标准和工作标准。

（2）按作用范围分：国际标准、国家标准、专业标准、地方标准和企业标准。

（3）按标准的法律属性分：强制性标准和推荐性标准。

国家强制性标准用代号“GB”表示。

国家推荐性标准用代号“GB/T”表示。

优先数系的种类（1）基本系列R5、R10、R20、R40（2）补充系列R80（3）派生系列选用优先数系的原则按“先疏后密”的顺序。

第2章测量技术基础测量过程的四要素：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。

测量仪器和测量工具统称为计量器具。

计量器具分类按其原理、结构和用途分为:（1）基准量具(2) 通用计量器具（3）极限量规类（4）检验夹具按测量值获得方式的的不同，测量方法可分为：1.绝对测量和相对(比较)测量法2.直接测量和间接测量法测量误差：测得值与被测量真值之差。

基本尺寸相同用∆评定比较测量精度高低基本尺寸不相同用ε评定（1）绝对误差Δ——测得值与被测量真值之差。

0x x -=∆（2）相对误差ε——测量的绝对误差的绝对值与被测量真值之比。

%100||||||000⨯∆≈∆=-=xx x x x ε （3）极限误差——测量的绝对误差的变化范围。

《互换性与测量技术基础》第三版课后习题及答案第一章习题及答案1-1什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？是否只适用于大批量生产？答：同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中去，并达到使用要求，这种特性就叫互换性。

互换性给产品的设计、制造和使用维修都带来了很大方便。

它不仅适用于大批量生产，也适用于单件小批生产，互换性已经成为现代机械制造企业中一个普遍遵守的原则。

1-2完全互换和不完全互换有何区别？各用于什么场合？答：互换程度不同：完全互换是同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中而满足使用要求；不完全互换是同一规格的零部件，需要经过挑选、调整或修配，再装配到机器中去才能使用要求。

当使用要求和零件制造水平、经济效益没有矛盾，即机器部件装配精度不高，各零件制造公差较大时，可采用完全互换进行零件生产；反之，当机器部件装配精度要求较高或很高，零件制造公差较小时，采用不完全互换。

1-5下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？（1）电动机转速：375，750，1500，3000，、、、（2）摇臂钻床的主参数（钻孔直径）：25，40，63，80，100，125等答：（1）此系列为派生系列：R40/12，公比为(12（2）此系列为复合系列，前三个数为R5系列，后三位为R10系列。

补充题：写出1～100之内的派生系列R20/3和R10/2的优先数常用值。

答：R20/3：1.00，1.40，2.00，2.80，4.00，5.60，8.00，11.2，16.0，22.4，31.5，45.0，63.0，90.0R10/2：1.00，1.60，2.50，4.00，6.30，10.0，16.0，25.0，40.0，63.0，100第二章习题及答案2-5（略）2-9试从83块一套的量块中，同时组合下列尺寸：48.98mm，29.875mm，10.56mm。

答：48.98=（1.48+7.5+40）29.875=（1.005+1.37+7.5+20）10.56=（1.06+9.5）提示：组合量块数量最多不超过4块，数量越少越好（因误差越小）。

第三章参考答案3-1 BABCA BCDDD B 3-2（1）最多 （2）变化范围 （3）下 （4）孔和轴 （5）下 （6）间隙 （7）0.060（8）-0.060mm （9）过渡 （10）-0.0113-3 （1）P31-P32 （2）P35 （3）P35 （4）P42-P43 （5）P43-P44 3-4：（1）孔的公差带位于轴的公差带上方，为间隙配合 Smax=ES-ei=0.021-(-0.020)=0.041 Smin=EI-es=0-(-0.007)=0.007(2)基孔制配合(H), EI=0TD=0.03 Td=0.019 δav=-0.0355 由EI=0 TD=0.03 得 0.030ES EI ==由m a xmi n ()()0.0355220.019av EI es ES ei es ei δδδ+-+-===--= 得:0.0600.041es ei ==(3) 由基轴制配合h 得 es=0 TD=0.025 Td=0.016 Sav=0.025由 es=0 Td=0.016 得: 00.016es ei ==-由: max min ()()0.025220.025av D S S ES ei EI es S T ES EI +-+-====-= 得:0.02950.0045ES EI ==(4) 原题中的“最小间隙为-0.076mm ，平均间隙为-0.055mm ”修改为“最大过盈为-0.076mm ，平均过盈为-0.055mm ”TD=0.025 ei=0.060 δmax=-0.076 δav=-0.055 由max max min 0.0760.0552av δδδδ=-+==- 得: min 0.035δ=-由min 0.0350.060ES ei ei δ=-=-= 得0.025D ES EI ES T ==-=由max 0.0760.060EI es EI ei δ=-=-== 得0.0760.060es ei ==轴的公差带位为孔的公差带上方，为过盈配合 第四章参考答案 4-1(1)AB (2)ACD (3)AB (4)BC (5)BCDE (6)BD (7)CD (8)ACE (9)BCE (10)B 4-2（1）半径为公差值t 的两同心圆柱面间的区域，基准 （2）两平行平面，直径为公差值t 的圆柱面间的区域 （3）两同心圆，两同心圆柱（4）两平行平面（5）长方体（6）径向全跳动，径向全跳动（7）内凹或外凸（8）满足其它功能要求（9）相同，固定，浮动（10）直径为公差值t且与基准平面成理论正确角度的圆柱面内的区域；直径为公差值t，以理论正确位置为轴线的圆柱面内的区域（11）0.025（12）φ40.030 φ40.119 φ40.087（13）最大实体边界φ20 0（14）最小实体状态；φ9.972；0.010+t4-3或第六章参考答案6-1略6-2 ×√√×√6-36-41、工件公差) 采用包容要求φ120f7(-0.036-0.0712、安全裕度和测量不确定度（查表P109 6-4）A=3.5 u=3.23、测量器具（查表P110 6-6）选用分度值为0.005 的比较移测量不确定度为0.0030 4、验收极限上验收极限=最大极限尺寸-A=120-0.036-0.0035=119.9605 下验收极限=最小极限尺寸+A=120-0.071+0.0035=119.9325 第九章参考答案9-1 略9-2 ×××√√×√9-3T D2=0.280 EI=0 ES=0.280D2max=D2+ES=18.376+0.280=18.656D2min=D2+EI=18.376+0=18.376D2ZY=D2SJ-(f p+f a)=18.61-(0.015+0.023)=18.572D2SJ=18.61D2ZY> D2minD2SJ< D2max合格9-4M20×2-6H/6g-N12-4(将A2修改为40+0.31)尺寸链如下封闭环N 增环A1 =50 减环A2=40N=A1-A2=10ES N=ES A1-EI A2=0-0=0EI N=EI A1-ES A2=-0.05-0.31=-0.36N=100-0.36第十二章参考答案12-5封闭环为键槽深度A0=87.9 组成环A1=84.8 A2=85.0 A尺寸链增环A A2/2 减环A1/2由：A0=(A+A2/2)-A1/2得：A=A0-A2/2+A1/2=87.9-85.0/2+84.8/2=87.8由：ES A0=(ES A+ES A2/2)-EI A1/2得：ES A= ES A0+ EI A1/2- ES A2/2=0.23+0/2-0.036/2=0.212 由：EI A0=(EI A+EI A2/2)-ES A1/2得：EI A= EI A0+ ES A1/2- EI A2/2=0+0.07/2-0/2=0.035所以：A=87.8+0.212+0.03512-6封闭环δ增环A2/2A1/2减环A3=t/2=0+0.005-0.005δ= A2/2- A1/2- A3=42/2-30/2-0=6ESδ= ES A2/2- EI A1/2- EI A3=0.033/2-0.020/2-(-0.005)=0.0115 EIδ= EI A2/2- ES A1/2- ES A0=0.017/2-0.041/2-0.005=-0.017所以：δ=60.0115-0.017。

第一章：绪论1、所谓互换性就是指制成的同一规格的零件或部件，不需作任何挑选、调整或修配，就能装到机器上去，并符合规定的设计性能要求，零部件的这种特性就叫互换性。

互换性原则已经成为组织现代化大生产的一项极其重要的技术经济原则。

2、几何参数互换是指零件的尺寸，形状，位置，表面粗糙度等几个参数具有互换性。

3、零件几何参数的这种允许的变动量称为公差。

它包括尺寸公差、形状公差、位置公差和角度公差等。

4、标准代号国内的考2个（JB机械标准 HG化工标准 YB冶金标准 HB航空标准 QB企业标准）国外的1个(ISO 国际标准化组织 IEEE美国电气和电子工程师协会 DIN德国标准化学会)5、优先数系的序列号P4 优先数系的五个系列 R5 R10 R20 R40 R80第二章不考第三章：光滑圆柱的公差与配合1、Φ25H7（+0.0210）,测得Φ25.011，公差值0.021基本尺寸Ф25 最大尸体尺寸Ф25（因为H7，大写H是孔）最大极限尺寸Ф25.021（无论轴还是孔都取最大）基本偏差：0（靠近0线的偏差）实际偏差：0.011（25.011-25）上偏差：0.021 下偏差0 是否合格：是2、Φ30 ，是配合代号，G7是孔的公差带代号，h是轴的基本偏差代号，6是轴的公差等级，间隙配合类型，基轴制（P31）3（P45）、查表画出下列相互配合的孔、轴的公差带图，说明配合性质及基准制，并计算极限盈、隙指标。

（以下6个考2个）Ф20H8/f7 Ф06H6/p5 Ф110S5/h4 Ф45JS6/h5 Ф40H7/t6 Ф90D9/h9 4（p34）、配合制的选择为什么优先选择基孔制。

采用基孔制可以使它们的类型和数量减少，具有良好的经济效果，这是采用基孔制的主要原因什么情况下会选用基轴制1、大尺寸孔的加工虽然不存在上述问题，但为了同中、小尺寸保持一致，也采用基孔制。

2、农业机械与纺织机械中经常使用具有一定精度的冷拉钢材直接做轴，极少加工。

《互换性与技术测量》（高教版）习题答案第三章光滑圆柱体结合的互换性及其检测3-1 判断下列说法是否正确？答：⑴公差是零件尺寸允许的最大偏差。

（×）⑵公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。

（×）⑶孔和轴的加工精度越高，则其配合精度也高。

（√）⑷配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差。

（√）⑸过渡配合可能有间隙,也可能有过盈。

因此,过渡配合可以是间隙配合,也可以过盈配合。

（×）3-2 什么是基孔制配合与基轴制配合？为什么要规定基准制？广泛采用基孔制配合的原因何在？在什么情况下采用基轴制配合？答：基孔制配合：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成的一种配合制度称为基孔制配合。

基孔制的孔为基准孔，代号为Ｈ，并规定基准孔的基本偏差（即下偏差）为零。

基轴制配合：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成的一种配合制度称为基轴制配合。

基轴制的轴为基准轴，代号为ｈ，并规定基准轴的基本偏差（即上偏差）为零。

按以下原则选用配合制：1）一般情况下，设计时优先选用基孔制。

2）有些情况下采用基轴制配合：零件采用外径不需加工的、具有一定精度等级的型材时，如型材直接用作轴；在同一基本尺寸的轴上装配几个具有不同性质的零件时，应选用基轴制配合；与标准件相配合的孔或轴，应以标准件为基准来确定配合制。

如滚动轴承的外圈与轴承座的配合即属于基轴制配合，又如定位销与孔的配合为基轴制的配合等。

3）非基准配合：在实际生产中的某些配合，如有充分的理由或特殊需要，允许采用非基准配合，即非基准孔和非基准轴的配合。

如G8/m7，F7/n6等。

3-3 更正下列标注的错误：答：⑴φ80121.0091.0--⇒φ80091.0121.0--⑵30021.000-⇒3000021.0-⑶φ6000⇒？？？-.0019⑷ 120011.0011.0+- ⇒ 120±0.011 ⑸ φ5087H f ⇒ φ5078f H ⑹ φ50f H 78 ⇒ φ5078f H ⑺ φ50H8039.00 ⇒ φ50H8（039.000+）3-4 下面三根轴哪根精度最高？哪根精度最低？ 答：⑴ φ70105.0075.0++ T s1 = es － ei = 0.105－0.075 = 0.03 查表3-2 精度为IT7⑵ φ250015.0044.0-- T s2 = es － ei = -0.015－（-0.044）= 0.029 查表3-2 精度为IT6 ⑶ φ100022.0- T s3 = es － ei = 0－（-0.022）= 0.022 查表3-2 精度为IT8 轴φ250015.0044.0--精度最高 ，轴φ100022.0-精度最低。

习题 33.1 判断下列说法是否正确1. 评定形状误差时，一定要用最小区域法。

（×）2. 位置误差是关联实际要素的位置对实际基准的变动量。

（×）3. 独立原则、包容要求都既可用于中心要素，也可用于轮廓要素。

（√）4. 最大实体要求、最小实体要求都只能用于中心要素。

（√）5. 可逆要求可用于任何公差原则与要求。

（×）6．若某平面的平面度误差为f，则该平面对基准平面的平行度误差大于f 。

（√）3.2 填空1. 用项目符号表示形位公差中只能用于中心要素的项目有，只能用于轮廓要素的项目有，既能用于中心要素又能用于轮廓要素的项目有一∥⊥∠。

2. 直线度公差带的形状有两平行直线、两平行平面、圆柱体几种形状，具有这几种公差带形状的位置公差项目有一∥⊥∠。

3. 最大实体状态是实际尺寸在给定的长度上处处位于极限尺寸之内，并具有材料量为最多时的状态。

在此状态下的尺寸称为最大实体尺寸。

尺寸为最大实体尺寸的边界称为最大实体边界。

4. 包容要求主要适用于需保证配合性质的要求的场合；最大实体要求主要适用于仅需保证零件的可装配性时的场合；最小实体要求主要适用于需保证零件的强度和壁厚时的场合。

5. 几何公差特征项目的选择应根据1.零件的几何特征；2. 零件的使用要求；3. 检测的方便性等方面的因素，经综合分析后确定。

3.3 选择填空题1. 一般来说零件的形状误差 B 其位置误差，方向误差 B 其位置误差。

A．大于B．小于C．等于2. 方向公差带的 B 随被测实际要素的位置而定。

A．形状B．位置C．方向3. 某轴线对基准中心平面的对称度公差为0.1㎜，则允许该轴线对基准中心平面的偏离量为 B 。

A．0.1㎜B．0.05㎜C．0.2㎜4. 几何未注公差标准中没有规定A的未注公差，是因为它可以由该要素的尺寸公差来控制。

A．圆度B．直线度C．对称度5. 对于孔，其体外作用尺寸一般 B 其实际尺寸，对于轴，其体外作用尺寸一般 A 其实际尺寸。

1．设某配合的孔径为027.0015+φ，轴径为016.0034.015--φ，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：D max =φ15.027 D min =φ15轴: d max =φ14.984 d min =φ14.966(2)极限偏差：孔：ES=+0.027 EI=0轴：es= -0.016 ei= -0.034(3)尺寸公差：孔：T D =|ES-EI|=|（+0.027）-0|=0.027轴：T d = |es-ei|=|（-0.016）－（-0.034）|=0.018(4)极限间隙：X max = ES －ei=（+0.027）－（-0.034）=+0.061X min = EI －es=0－（-0.016）=+0.016平均间隙 ()0385.021m in m ax +=+=X X X av(5)配合公差：T f = T D + T d =0.027+0.018=0.045(6)尺寸公差带和配合公差带图，如图所示。

2．设某配合的孔径为005.0034.045+-φ，轴径为0025.045-φ，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：D max =φ45.005 D min =φ44.966轴: d max =φ45 d min =φ44.975(2)极限偏差：孔：ES=+0.005 EI=-0.034轴：es= 0 ei= -0.025(3)尺寸公差：孔：T D =|ES-EI|=|（+0.005）-（-0.034）|=0.039轴：T d = |es-ei|=|0－（-0.025）|=0.025(4)极限间隙：X max = ES －ei=（+0.005）－（-0.025）=+0.030Y min = EI －es=-0.034－0=-0.034(5)配合公差：T f = T D + T d =0.039+0.025=0.064(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。

第一章什么叫互换性？为什么说互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守原则？答：（1）互换性是指机器零件（或部件）相互之间可以代换且能保证使用要求的一种特性。

（2）因为互换性对保证产品质量，提高生产率和增加经济效益具有重要意义，所以互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。

1-2 按互换程度来分，互换性可分为哪两类？它们有何区别？各适用于什么场合？答：（1）按互换的程来分，互换性可以完全互换和不完全互换。

（2）其区别是：a、完全互换是一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配，装配后即能满足预定要求。

而不完全互换是零件加工好后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，仅同一组内零件有互换性，组与组之间不能互换。

b、当装配精度要求较高时，采用完全互换将使零件制造精度要求提高，加工困难，成本增高；而采用不完全互换，可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，成本降低。

（3）适用场合：一般来说，使用要求与制造水平，经济效益没有矛盾时，可采用完全互换；反之，采用不完全互换。

1-3．什么叫公差、检测和标准化？它们与互换性有何关系？答：（1）公差是零件几何参数误差的允许范围。

（2）检测是兼有测量和检验两种特性的一个综合鉴别过程。

（3）标准化是反映制定、贯彻标准的全过程。

（4）公差与检测是实现互换性的手段和条件，标准化是实现互换性的前提。

1-4．按标准颁布的级别来分，我国的标准有哪几种？答：按标准颁布的级别来分，我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。

1-5．什么叫优先数系和优先数？答：（1）优先数系是一种无量纲的分级数值，它是十进制等比数列，适用于各种量值的分级。

（2）优先数是指优先数系中的每个数。

1-7．下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？（1）机床主轴转速为200，250，315，400，500，630，、、、单位r/min （2）表面粗糙度R的基本系列为0.012,0.025,0.050,0.100,0.20,、、、，单位为um。