互换性第8章

互换性习题及答案第⼀章绪论1-1．什么叫互换性？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？列举互换性应⽤实例。

（⾄少三个）。

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。

（3）列举应⽤实例如下：a、⾃⾏车的螺钉掉了，买⼀个相同规格的螺钉装上后就能照常使⽤。

b、⼿机的显⽰屏坏了，买⼀个相同型号的显⽰屏装上后就能正常使⽤。

c、缝纫机的传动带失效了，买⼀个相同型号的传动带换上后就能照常使⽤。

d、灯泡坏了，买⼀个相同的灯泡换上即可。

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。

第八章尺寸链一、判断题1.在装配尺寸链中，每个独立尺寸的偏差都将影响装配精度。

（）[答案]对2.封闭环常常是结构功能确定的装配精度或技术要求，如装配间隙、位置精度等。

（）[答案]对3.零件工艺尺寸链一般选择最重要的环作封闭环。

（）[答案]错4.尺寸链中，增环尺寸增大，其它组成环尺寸不变，封闭环尺寸增大。

（）[答案]对5.增环在最小极限尺寸时，封闭环获得最大极限尺寸。

（）[答案]错6.零件尺寸误差同位置误差采用独立原则时，位置误差应作为组成环列入尺寸链。

（）[答案]对7.在确定工艺尺寸链中的封闭环时，要根据零件的工艺方案紧紧抓住“间接获得”的尺寸这一要点。

（）[答案]对8.尺寸链是指在机器装配或零件加过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组。

（）[答案]对9.补偿环是指尺寸链中可以调整大小以便使封闭环达到规定要求的组成环。

（）[答案]对10.零件尺寸误差同位置误差采用包容要求时，位置误差应作为组成环列入尺寸链。

（）[答案]错11.当所有增环为最大极限尺寸时，封闭环获得最大极限尺寸。

（）[答案]错12.组成环是指尺寸链中对封闭环没有影响的全部环。

（）[答案]错13.建立尺寸链时，应首先确定其组成环，最后的封闭尺寸即为该尺寸链的封闭环。

（）[答案]错14.封闭环的上偏差等于所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和。

（）[答案]对15.用完全互换法解尺寸链能保证零部件的完全互换性。

（）[答案]对16.当组成尺寸链的尺寸较多时，一条尺寸链中封闭环可以有两个或两个以上。

（）[答案]错17.在装配尺寸链中，封闭环是在装配过程中最后工序完成后形成的一环。

（）[答案]对18.在工艺尺寸链中，封闭环按加工顺序确定，加工顺序改变，封闭环也随之改变。

（）[答案]对19.封闭环基本尺寸等于各组成基本尺寸的代数和。

（）[答案]错20.用完全互换法计算尺寸链时，封闭环的公差值一定大于任何一个组成环的公差值。

（）[答案]对21.要提高封闭环的精确度，就要增大各组成环的公差值。

互换性及标准化的基本含义互换性的概念：•概念：同一规格的一批零部件，任取其一，不经任何挑选和修配就能装在机器上，并能满足其使用功能要求的特性叫做互换性。

•机械制造业中的互换性通常包括几何参数和力学性能的互换性的互换互换性的分类•分类：互换性按其互换程度分为完全互换和不完全互换。

•定义：完全互换—装配时不需挑选和修配。

不完全互换—装配时允许挑选、调整和修配。

•应用：零部件厂际协作应采用完全互换，部件或构件在同一厂制造和装配时，可采用不完全互换。

•公差：允许零件几何参数的变动量称为公差。

•标准按不同的级别颁发。

我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。

•GB，JB，DB，QB。

优先数和优先数系•GB321—80中规定以十进制等比数列为优先数系，并规定了五个系列，它们分别用系列符号R5、 R10、 R20、 R40和R80表示，其中前四个系列作为基本系列， R80为补充系列，仅用于分级很细的特殊场合。

精度设计原则•互换性原则：机械零件几何参数的互换性是指同种零件在几何参数方面能够彼此互相替换的性能。

•经济性原则：工艺性、合理的精度要求、合理选材、合理的调整环节、提高寿命。

•匹配性原则：根据机器或位置中各部分各环节对机械精度影响程度的不同，对各部分各环节提出不同的精度要求和恰当的精度分配，做到恰到好处，这就是精度匹配原则。

•最优化原则：探求并确定各组成零、部件精度处于最佳协调时的集合体。

例如探求并确定先进工艺，优质材料等。

二孔、轴极限与配合有关尺寸的概念•尺寸：用特定单位表示长度值的数字。

•基本尺寸：由设计给定的尺寸，一般要求符合标准的尺寸系列。

•实际尺寸：通过测量所得的尺寸。

包含测量误差，且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同。

用Da、da表示。

•极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限值。

两者中大的称为最大极限尺寸，小的称为最小极限尺寸。

孔和轴的最大、最小极限尺寸分别为Dmax、dmax和Dmin、 dmin表示。

第8章渐开线圆柱齿轮传动的互换性其余倒角4跨齿数k32.34公法线长度W 0.018齿向公差F β±0.018基节极限偏差f pb 0.014齿形公差f f 0.056公法线长度变动量F w 0.071齿圈径向跳动公差F r 9-8-8FJ 精度等级（GB)1齿顶高系数h a *20º齿形角α3模数m 32齿数Z -0.093-0.170齿轮零件图8.1 概述高速动力齿轮,如减速器、汽轮机等低速动力齿轮,如轧钢、矿山及起重机械等保证正常润滑、避免因发热而卡死插齿加工Ⅲ二齿轮的加工滚齿加工＂＂分度传动链齿坯分度蜗轮蜗杆滚刀滚齿加工示意图1 几何偏心（e 几）:属于径向性质的长周期误差2 运动偏心（e 运）：属于切向性质的长周期误差切向、径向性质的短周期误差4 机床导轨、齿坯误差：属于轴向误差e运e 几。

主要受分度蜗杆、刀具误差的影响。

主要影响齿轮传递运动的平稳性3 机床导轨、齿坯误差：主要影响齿轮载荷分布均匀性按误差的方向齿轮的加工误差特点：径向误差、切向误差、轴向误差且加工误差具有周期性四齿轮误差的测量1、万能测齿仪的测量原理指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内于齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。

把测量头（球形或圆锥形）或小圆柱放在齿间，逐齿进行测量。

在轮齿一转中指示表最大读数与最小读数之差即ΔF r△F i 〞360°转角φ双啮中心距变动量△a 0被测齿轮测量齿轮a 〃4、双面啮合综合检查仪△F i ″360°转角φ双啮中心距△a0ΔF i ″主要反映径向误差，可代替ΔF r 检测。

ΔF i ″比ΔF r 检查效率高，且能得到一条连续的误差曲线，故成批生产时，常检验ΔF i ″项目。

基圆W m a x Wmi n ΔFw=Wmax-Wmin齿轮一转范围内，实际公法线长度最大值与最小值之差测量方法较简便，凡具有两个平行测量面，其量爪能插入跨测齿槽的量仪，均可用以测量ΔFw 。

《互换性与测量技术基础》(第三版)课后习题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 ， 1 25等答：（ 1 ）此系列为派生系列： R40/12 ，公比为（ 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 。

第8章圆柱齿轮传动的互换性习题参考答案一、判断题（正确的打√，错误的打×）1、齿轮传动的平稳性是要求齿轮一转内最大转角误差限制在一定的范围内。

（×）2、高速动力齿轮对传动平稳性和载荷分布均匀性都要求很高。

（√）3、齿轮传动的振动和噪声是由于齿轮传递运动的不准确性引起的。

（×）4、齿向误差主要反映齿宽方向的接触质量，它是齿轮传动载荷分布均匀性的主要控制指标之一。

（√）5、精密仪器中的齿轮对传递运动的准确性要求很高，而对传动的平稳性要求不高。

（√）6、齿轮的一齿切向综合公差是评定齿轮传动平稳性的项目。

（√）7、齿形误差是用作评定齿轮传动平稳性的综合指标。

（×）8、圆柱齿轮根据不同的传动要求，对三个公差组可以选用不同的精度等级。

（√）9、齿轮副的接触斑点是评定齿轮副载荷分布均匀性的综合指标。

（√）10、在齿轮的加工误差中，影响齿轮副侧隙的误差主要是齿厚偏差和公法线平均长度偏差。

（√）二、选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）1、影响齿轮传递运动准确性的误差项目有（ACD）A．齿距累积误差；B．一齿切向综合误差；C．切向综合误差；D．公法线长度变动误差；E．齿形误差。

2、影响齿轮载荷分布均匀性的误差项目有（C ）。

A．切向综合误差；B．齿形误差；C．齿向误差；D．一齿径向综合误差。

3、影响齿轮传动平稳性的误差项目有（AC）A．一齿切向综合误差；B．齿圈径向跳动；C．基节偏差；D．齿距累积误差。

4、单件、小批量生产直齿圆柱齿轮7FLGB10095—88，其第Ⅰ公差组的检验组应选用（C ）。

A．切向综合公差；B．齿距累积公差；C．径向综合公差和公法线长度变动公差；D．齿圈径向跳动公差。

5、大批大量生产的直齿圆柱齿轮766GMGB10095—88，其第Ⅱ公差组的检验组应选用（ A）。

A．一齿切向综合公差；B．齿形公差和基节极限偏差；C．齿距偏差；D．齿向公差。

6、影响齿轮副侧隙的加工误差有（AD）。

配合。

制的轴配合，属于的孔与0039.0026.0088.05050---ΦΦmm 第一章 极限与配合非常清楚地理解有关尺寸、公差、偏差、配合等方面的术语、定义。

牢固掌握标准中的28个基本偏差代号以及它们的分布规律。

掌握公差带的概念和公差带图的画法，并能熟练查取标准公差和基本偏差表格，正确进行有关计算。

初步学会公差与配合的正确选用，并能正确标注在图上。

通过本章的学习，要求了解《极限与配合》中的概念和基本规定，掌握应用国家标准进行机械产品的精度设计方法，包括：尺寸公差和配合的选择及在图样上的正确标注。

是在设计时根据零件的强度、刚度和结构要求确定的尺寸。

孔N 的基本偏差是ES ，其绝对值必定大于0。

零件的实际尺寸越接近基本尺寸越好。

已知基本尺寸为φ50mm 的轴，其最小极限尺寸为φ49.98mm ，公差为0.01mm ，则它的上偏差是 mm ，下偏差是 mm 。

尺寸φ80JS8，已知IT8=46μm ，则其最大极限尺寸是 mm 。

国家标准规定：为了满足配合的特殊需要，允许采用非基准制配合。

对过渡配合或过盈配合，一般要求间隙或过盈的变动较小，因此应选用较高的公差等级？为什么优先采用基孔制配合？对较高精度的中小尺寸孔，一般采用定值刀具（如钻头、铰刀、拉刀）和定值量具（塞规）进行加工和检验。

采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格和数量，故经济性好。

实例： 对ɸ50mm 的配合可能有很多种：按基孔制有ɸ50H7/g6， ɸ50H7/k6， ɸ50H7/s6，…。

而保持同样配合性质也可采用基轴制，有ɸ50G7/h6， ɸ50K7/h6， ɸ50S7/h6，…。

按基孔制只需要用于ɸ50H7孔的一种规格的定值刀量具。

按基轴制，则对ɸ50G7、 ɸ50K7、 ɸ50S7等孔，各需一种规格的定值刀量具。

为了减少定值刀、量具的规格和数量，宜采用基孔制。

计算题：有一孔轴配合为，请确定：孔的：Dmax= Dmin= ES=×××已知某孔，轴配合的最大间隙Xmax=+30μm ，孔的下偏差 EI=-11μm,轴的公差Ts=16μm轴的下偏差ei=-16μm ，试求孔，轴的上偏差，孔的公差，配合公差，基准制和配合类别，并汇出尺寸公差带图和配合公差带图。

互换性测量技术基础第八、九、十章课后习题答案第八章1. 某减速器中输出轴的伸出端与相配件孔的配合为Φ45H7／m6，并采用正常联结平键。

试确定轴槽和轮毂槽剖面尺寸和极限偏差、键槽对称度公差和表面粗糙度Ra 的上限值。

并将上述各项公差标注在零件图上。

解：。

孔；轴：）轴孔尺寸及极限偏差（0.0250.0250.00945H745 4545m6 1+++==φφφφ 。

轮毂槽。

轴槽：）键槽尺寸及极限偏差（2.00 202.010 043.08.480.2,0.0215,14JS914 5.39 ,2.0 ,149N 142+--=+=±===-===t d T b t d T b(3) 键槽对称度公差： t = 0.02(4) 键槽表面粗糙度轮廓：配合表面Ra 为 3.2μm; (5) 标注：非配合表面Ra 为 6.3 μm。

2. 某车床头箱一变速滑动齿轮与轴的结合，采用矩形花键固定联结，花键尺寸为6×23×26×6。

齿轮内孔不需要热处理。

试查表确定花键的大径、小径和键宽的公差带，并画出公差带图。

解：（1）由表8.4选取内、外花键尺寸公差带分别为： 6×23H7×26H10×6H9 6×23h7×26a11×6h10(2) 大径、小径和键宽公差带在零件图上的标注第九章1.在大量生产中应用紧固螺纹连接件，标准推荐采用 6H／6g，其尺寸为M20×2时，则内、外螺纹的实际中径尺寸变化范围？结合后中径最小保证间隙等于多少？解：（1）画中径公差带图：。

围：内螺纹实际中径变化范）（mm 913.18~701.18 22=a D 。

围：外螺纹实际中径变化范）（mm 663.18~503.18 32=a d 。

证间隙为：螺纹结合后中径最小保）（mm 038.0 6H/6g 4min +=X3. 实测 M20－7H 的螺纹零件得：螺距累偏差为 ΔP∑＝－0.034，牙侧角偏差分别为Δα1＝+30′， Δα2＝－40′，试求实际中径和作用中径所允许的变化范围。

第一章孔和轴的极限与配合三、简答题1.(1)母线通过牙形上沟槽和凸起宽度相等的地方。

（2）母线通过牙形上沟槽和凸起宽度相等的地方。

（3）旋合长度内实际在起作用的地方。

2.简述间隙配合的特性，是具有间隙。

它主要用于结合件有相对运动的配合（包括旋转运动和轴向滑动），也可用于一般的定位配合。

过盈配合的特性，是具有过盈。

它主要用于结合件没有相对运动的配合。

过盈不太大时，用于键联结传递扭矩；过盈大时，靠孔轴结合力传递扭矩。

前者可以拆卸，后者不可以拆卸。

过渡配合的特性，是可能具有间隙，也可能具有过盈，但所得到的间隙和过盈量，一般是比较小的。

它主要用于定位精确并要求拆卸的相对静止的联结。

3.泰勒原则孔的体外作用尺寸应大于或等于孔的最小极限尺寸，并在任何位置上孔的最大实际尺寸应小于或等于孔的最大极限尺寸；轴的体外作用尺寸应小于或等于轴的最大极限尺寸，并在任何位置上轴的最小实际尺寸应大于或等于轴的最小极限尺寸。

4、答：不可以。

因为本批产品测量得到的尺寸如此，并不能说明这是设计要求，更能说明上偏差就是+0.045，下偏差就是+0.010.5、当工件存在形状误差时，孔的实际尺寸都大于其作用尺寸，实际尺寸只有一个，体外作用尺寸有多个。

6、根据泰勒原则，运用实际尺寸和作用尺寸作判断。

7、公差反映了制造精度要求，反映加工的难易程度。

公差值是不为零的绝对值；偏差表示某一尺寸偏离基本尺寸的量，与加工难度无关。

偏差是代数值。

四、计算题1.(1)ES=+0.064mm；EI=+0.025mm.(2)X MAX=0.064-0.025=+0.089mm;X MIM=0.025-0=+0.025mm2、T轴=0.041-0.025=0.016mm;由于是基轴制，es=0,ei=-0.016mm;Y MAX= -0.05=EI-es=EI-0,EI=-0.05mm;ES=EI+0.025=-0.05+0.025=-0.025mm.3、已知T孔=0.025mm、T轴=0.016mm，ei=+0.054mm.可以求出：es=0.054+0.016=+0.070mm,Δ=0.025-0.016=0.009mm;基轴制配合：ES= -ei+Δ=-0.054+0.009=-0.045mm;EI= -0.045-0.025=-0.070mm;es=0; ei= -0.016mm.4、X MAX=ES-ei=0.025-0.007=+0.008mm;Y MAX=EI-es=0-0.033=-0.033mm.此为过渡配合。