1、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
2、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、-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。1-6代号 “GB321-1980”、 “JB179-1983
4、”和“ISO”各表示什么含义？答：它们表示的含义是：（1）GB321 1980 国 文 年家 件 代标 号准（2） JB 1791983 机 文 年械 件 代工 号业部标准（3）ISO国际标准化组织 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。答： （1）基本系列 R10，公比为 10。（2）派生系列，公比为 2。1-8判断结果如下：（1）不经挑选，调整和修配就能相互替换，装配
5、的零件，装配后能满足使用性能要求，就是具有互换性的零件。 （ ）（2）互换性原则中适用于大批量生产。 （ ）（3）为了实现互换性，零件的公差应规定得越小越好。 （ ）（4）国家标准中，强制性标准是一定要执行的，而推荐性标准执行与否无所谓。 （ ）（5）企业标准比国家标准层次低，在标准要求上可稍低于国家标准。 （ ）（6）厂外协作件要求不完全互生产。 （ ）（7）装配时需要调整的零、部件属于不完全互换。 （ ）（8）优先数系包含基本系列和补充系列，而派生系列一定是倍数系列。 （ ）（9）产品的经济性是由生产成本唯一决定的。 （ ）（10）保证互换的基本原则是经济地满足使用要求。 （ ）第二章 测
6、量技术基础2-1 测量的实质是什么？一个完整的测量过程包括哪几个要素？答：（1）测量的实质是将被测几何量 L 与作为计量单位的标准量 E 进行比较，从机时获得两面三刀者比什 q 的过程，即 L/E=q,或 L=Eq。（2）一个完整的测量过程包括被测对象，计量单位、测量方法和测量精度四个要素。2-2 量块的作用是什么？其结构上有何特点？答：（1）量块的作用是，a、用于计量器具的校准和鉴定；b、用于精密设备的调整、精密划线和精密工件的测量；c、作为长度尺寸传递的实物基准等。（2）其结构上的特点是：量块通常制成长方形六面体，它有两个相互平行的测量面和四个非测量面；测量面的表面非常光滑平整，具有研合性
7、，两个测量面间具有精确的尺寸。量块上标的尺寸称为量块的标称长度 ln。当 ln6mm 的量块，有数字的平面的右侧面为上测量面；尺寸小于 10mm 的量块，其截面尺寸为；尺寸大于 10mm 至1000mm 的量块截面尺寸为 35mm9mm。2-3 量块分等、分级的依据各是什么？在实际测量中，按级和按等使用量块有何区别？答：（1） 量块分系的依据是量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。量块分级主要是根据量块长度极限偏差te 和量块长度变支量的最大允许值 tv 来划分的。（2） 区别是：量块按“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，制造误差将被引入到测
8、量结果中去，但固不需要加修正值，故使用较方便。量块按“系”使用时，是以量块栏定书列出的实例中心长度作为工作尺寸的，该尺寸排除了量块的制造误差，只包含栏定时较小的测量误差。量块按“系”使用比按“级”使用的测量精度高。2-4 说明分度间距与分度值；示值范围与测量范围；示值误差与修正值有何区别？答：其区别如下：（1）分度间距（刻度间距）是指计量器具的刻度标尺或度盘上两面三刀相邻刻线中心之间的距离，般为 1-2.5mm;而分度值(刻度值)是指计量器具的刻度尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。（2）示值范围是指计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围；而测量范围是指在允许的误差限内，计量器具所能测出
9、的最小值到最大值的范围。（3）示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差；而修正值是指为消除系统误差，用代数法加到未修正的测量结果上的值。修正值与示值误差绝对值相等而符号相反。2-5 测量误差按其性质可分为哪几类？测量误差的主要来源有哪些？答：（1）测量误差按其性质来分，可分为系统误差，随机误差和粗大误差。（2）测量误差的方要来源： a、计量器具误差；b 、标准件误差； c、测量方法误差； d、测量环境误差； e、人员误差。2-6 试从 83 块一套的量块中，组合下列尺寸：48.98,10.56,65.365mm。答： 组合如下：（1） 48.98 、 、 、 、 、 、 、 、 、所需
10、尺寸-1.48 、 、 、 、 、 、 、 、 、第一块量块的尺寸47.50-7.50 、 、 、 、 、 、 、 、 、第二块量块的尺寸40 、 、 、 、 、 、 、 、 、第三块量块的尺寸即 48.98mm=(1.48+7.50+40)mm。（2） 10.56 、 、 、 、 、 、 、 、 、所需尺寸-1.06 、 、 、 、 、 、 、 、 、第一块量块的尺寸9.5 、 、 、 、 、 、 、 、 、第二块量块的尺寸即 10.56mm=(1.06+9.5)mm(3) 65.365 、 、 、 、 、 、 、 、 、所需尺寸-1.005 、 、 、 、 、 、 、 、 、第一块量块的尺
11、寸64.360 -1.360 、 、 、 、 、 、 、 、 、第二块量块的尺寸63.000-3.000 、 、 、 、 、 、 、 、 、第三块量块的尺寸60 、 、 、 、 、 、 、 、 、第四块量块的尺寸即 65.365mm=(1.005+1.360+3.000+60)mm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，正确用“T”示出，错误用“F”示出，字母一律写在括号内。（1）公差是零件尺寸允许的最大偏差。 （ ）（2）公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。 （ ）（3）孔和轴的加工精度越高，则其配合精度也越高。 （ ）（4）配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差
12、。 （ ）（5）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，也可以是过盈配合。 （ ）（6）零件的实际尺寸就是零件的真实尺寸。 （ ）（）某一零件的实际尺寸正好等于其基本尺寸，则这尺寸必适合格。 （ ）（）间隙配合中，孔的公差带一定在零线以上，轴的公差带一定在零线以下。 （ ）（）零件的最大实体尺寸一定大于其最小实体尺寸。 （ ）（10）基本尺寸一定时，公差值愈大，公差等级愈高。 （ ）（11）不论公差值是否相等，只要公差等级相同，尺寸的精确程度就相同。 （ ）（12）750.060mm 的基本偏差是 +0.060mm 尺寸公差为 0.06mm ( )（13）因 Js 为完
13、全对称偏差，故其上、下偏差相等。 ( )（14）基准孔的上偏差大于零,基准轴的下偏差的绝对值等于其尺寸公差。 （ ）（15）60 06.19mm. ( )(16) 因配合的孔和轴基本尺寸相等，故其实际尺寸也相等 。 （ ）（17）由于零件的最大极限尺寸大于最小极限尺寸，所以上偏差绝对值大于下偏差绝对值。 （ ）（18）尺寸偏差可以正值，负值或零。 （ ）（19）尺寸误差是指一批零件上某尺寸的实际变动量。 （ ）（20）选择公差等级的原则是，在满足使用要求的前提下，尽可能选择较小的公差等级。 （ ）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
14、采用基轴制配合？答： （1）基孔制配合是指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各种配合的一种制度。而基轴制配合是指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各种配合的一种制度。（2）因为国家标准规定的 20 个公差等级的标准公差和 28 个基本偏差可组合成 543 个孔公差带和 544 个轴公差带。这么多公差带可相互组成近 30 万种配合。为了简化和统一，以利于互换，并尽可能减少定值刀具、量具的品种和规格，无需将孔轴公差带同时变动，只要固定一个，变更另一个，便可满足不同使用性能要求的配合，且获得良好的技术经济效益。因此，国家标准对孔与轴公差带之间的相互位置
15、关系，规定了两种基准制，即基孔制和基轴制。（3）因为采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格数目，有利于刀量具的标准化、系列化，因而经济合理，使用方便，能以广泛采用基孔制配合。（4）选择基轴制配合的情况如下：a、由冷拉棒材制造的零件，其配合表面不经切削加工；b 、与标准件相配合的孔或轴；c、同一根轴上（基本尺寸相同）与几个零件孔配合，且有不同的配合性质。3-3更正下列标注的错误：（1）80 09.21（2）30 039.（3）120 021.（4）6087Hf （5）80 6DF（6） 50 fH78（7）50H8 039.解： 更正如下：(1) 80 021.9(2) 30 039.(3)120
16、0.021 (4) 60 78hF(5) 80 68dF(6) 50 78f(7) 50H8( 039.)。3-4 下面三根轴哪根精度最高？哪根精度最低？（1）70 05.1（2）250 4.015（3）10 02.解： （1）由 Th=es-ei得Th1=es1-ei1=+0.105-(+0.075) =0.030mm查表 3-2 得：轴的公差系级为 IT7。（2）由 Th=es-ei得Th2=es2-ei2=(-0.105)-(-0.044)=0.029mm查表 3-2 得：轴的公差系级为 IT6。（3）由 Th=es-ei得Th3=es3-ei3=0-(-0.022) =0.022mm查
17、表 3-2 得：轴的公差系级为 IT8。由此观之，第二根轴精度最高，第三根轴轴精度最低。3-5 根据下表给出的数据求空格中应有的数据，并填入空格内孔 轴基本尺寸ES EI Th es ei TsXmax或YmaxXmin或YminXav 或YavTf25 +0.013 0 0.013 -0.040 -0.061 0.021 +0.074 +0.040 +0.057 0.03414 +0.019 0 0.019 +0.012 +0.002 0.010 +0.017 -0.012 +0.0025 0.02945 -0.025 -0.050 0.025 0 -0.016 0.016 -0.009 -
18、0.050 -0.0295 0.0413-6 查表解算下表各题，并填入空格内。极限偏差极限尺寸间隙 过盈 Xav或YavTf项目配合代号基准制配合性质公差代号公差等级公差(m)上 下 最大最小最大最小最大最小孔 P7 IT7 21 -14 -35 略30 67hP基轴制过盈配合轴 h6IT6 13 0 -13 略-0.018孔 K7 IT7 21 +6 -15 略20 67hK基轴制过渡配合轴 h6 IT6 13 0 -13 略+0.002孔 H8 IT8 33 +33 0 略25 78fH基孔制间隙配合轴 f7 IT7 21 -20 -41 略+0.0473-7查表确定下列各尺寸的公差带代号
19、（1）18 01.（轴） （2）120 087.（孔）（3）50 75.（轴） （4）65 41.5（孔）解： （1）基本偏差 es=0 基本偏差代号为 h，Ts=es-ei=0-(-0.011)=0.011mm=11um查表 3-2 得：公差等级为 IT6故公差带代号为 h6。(2) 基本偏差 EI=0 基本偏差代号为 H，Th=ES-EI=+0.087-0=0.087mm=87um查表 3-2 得：公差等级为 IT9故公差带代号为 H9。(3) 基本偏差 es=-0.050 查表 3-3 得基本偏差代号为 e，Ts=es-ei=-0.050-(-0.075)=0.025mm=25um查表
20、3-2 得：公差等级为 IT7故公差带代号为 e7。(4) 基本偏差 ES=+0.005 查表 3-4 得基本偏差代号为 M，Th=ES-EI=+0.005-(-0.041)=0.046mm=46um查表 3-2 得：公差等级为 IT8故公差带代号为 M8。3-8. 有一孔 ,轴配合为过渡配合,孔尺寸为 80 046.mm,轴尺寸为800.015mm,求最大间隙和最大过盈;画出配合的孔,轴公带图。解：最大间隙 Xmax=ES-ei=+0.046-(-0.015)mm=+0.061mm最大过盈 Ymax=EI-es=0-(+0.015)mm=-0.015mm3-9. 有一组相配合的孔和轴为 30
21、 78hN,作如下几种计算并填空:查表得 N8=( 036.), h7=( 021.)(1)孔的基本偏差是_-0.003_mm,轴的基本偏差是_0_.(2)孔的公差为_0.033_mm,轴公差为_0.021_mm.(3)配合的基准制是_基轴制_;配合性质是_过渡配合_.(4)配合公差等于_0.054_mm.(5)计算出孔和轴的最大,最小实体尺寸.解： 孔的最大实体尺寸： DM=Dmin=30+(-0.036)=29.964mm孔的最小实体尺寸： DL=Dmax= 30+(-0.003)=29.9997mm轴的最大实体尺寸： dm=dmax=d+es= 30+0= 30.0mm轴的最小实体尺寸：
22、 dl=dmin=d+ei= 30+(-0.021)= 29.979mm3-10. 在某配合中,已知孔的尺寸标准为20 013.,Xmax=+0.011mm,Tf=0.022mm,求出轴的上,下偏差及其公差带代号.解：Th=ES-EI=+0.013-0=0.013mm因为 Tf=Th+Ts所以 Ts=Tf-Th=0.022-0.013=0.009mm查表 3-2 提：轴的公差等级为 IT5。因为： Xmax=ES-ei所以：ei=ES-Xmax=+0.013-0.011=+0.002mmes=Ts+ei=0.009+0.002=+0.011mm查表 3-3 得轴的基本偏差代号为 R。20k5(
23、 02.1)。3-11基本尺寸为 50mm 的基准孔和基准轴相配合,孔轴的公差等级相同,配合公差 Tf=78um,试确定孔、轴的极限偏差，并与成标注形式。解： 因为 Tf=Th+Ts 且 Th=Ts所以 Tf=2Th=2Ts 则 Th=Ts= 2Tf=78um=39um又因为 基准孔的 EI=0，基准轴的 es=0, 所以 ES=Th+EI=39+0=+39umEi=es-Ts=0-39=-39um写成标注形式为孔： 50( 039.)mm轴： 50( 039.)mm3-12 画出 15Js9 的公差带图，并该孔的极限尺寸，极限偏差，最大实体尺寸和最小实体尺寸。 （已知基本尺寸为 15mm 时
24、，IT9=43um）解： 因为 Js 是对称偏差，且 IT9 的公差值为 43um 是奇数所以 ES=-EI= 219IT=43=+21um写成尺寸标注形式为：500.021mmDmax=D+ES= 15+0.021= 15.021mmDmin=D+EI= 15-0.021= 14.979mmES=+0.021mmEI=-0.021mmDm=Dmin= 14.979mmDl=Dmax= 15.021mm画出公差带图：3-13已知 40M8( 034.5)，求 40H8/h8 的极限间隙或极限过盈。解： IT8 基本尺寸为 40 的公差值 Th=ES-EI=+0.005-(-0.034)=0.0
25、39mm40H8 基准孔的 EI=0，ES=Th=+0.039mm40h8 基准轴的 es=0,ei=-Ts=-0.039mm极限间隙： Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.039)=+0.078mmXmin=EI-es=0-0=0mm3-14 略3-15已知基本尺寸为 40 的一对孔、轴配合，要求其配合间隙为 41116，试确定孔与轴的配合代号，并画出公差带图。解：（1）选择基淮制因为没有特殊要求，所以选用基孔制配合，基孔制配合 EI=0。（2）选择孔，轴公差等级由式（3-10）得，Tf=Th+Ts=Xmax-Xmin,根据使用要求，配合公差 Tf=Xmax-Xmin =116-41
26、=75um,即所选孔轴公差之和 Th+Ts 应最接近 Tf 而不大于 Tf。查表 3-2 得：孔和轴的公差等级介于 IT7 和 IT8 之间，取孔比轴大一级，故选为 IT8 级， Th=39um,轴为 IT7 级，Ts=25um,划配合公差Tf=Th+Ts=39+25=64um 小于且最接近于 75um。因此满足使要求。（3）确定孔，轴公差带代号因为是基孔制配合，且孔的标准公差等级为 IT8 级，所以孔的公差带代号为 40H8( 039.)又因为是间隙配合，Xmin=EI-es=0-es=-es由已知条件 Xmin=+41um 则 es=-41um即轴的基本偏差 es 应最接近于-41um。查
27、表 3-3，反轴的基本偏差不 e，es=-50um, 则 ei=es-Ts=-50-25=-75um所以轴的公差带代号为 40e7( 075. )mm确定的孔与轴配合代号为8eH（4）验算设计结果Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.075)=+0.114mm=+114umXmin=EI-es=+0-(-0.050)=+0.050mm=+50um它们介于 41116 之间，设计合适。 画出公差带图如下：3-16. 设有一基本尺寸为 110 的配合，经计算，为保证连接可靠，其过盈不得小于 40um；为保证装配后不发生塑性变形，其过不得大于 110um。若已决定采用基轴制，试确定此配合的孔、
28、轴公差带代号，并画出公差带图。解：由题设要求为基轴制配合，则 es=0选择孔、轴公差等级由 Tf=Th+Ts=|Ymin-Ymax|,据使用要求配合公差 Tf=|Ymin-Ymax|即 Tf=|-40-（-110 ）|=70 m ，即所选孔、轴公差之和 Th+Ts 应最接近 Tf而不大于它。查表 3-2 得：孔和轴的公差等级介于 IT7 和 IT6 之间，取孔比轴大一级，故选为 IT7 级， Th=35m，轴为 IT6 级，Ts=22m，即配合公差Tf=Th+Ts=35+22=57m 小于且最接近于 Tf（70 m） 。因此，满足使用要求。确定孔、轴公差带代号因为是基轴制配合，且轴的标准公差等
29、级为 IT6 级，所以轴的公差带代号为110h6（ 02.）又因为是过盈配合，Ymin=ES-ei由已知条件 Ymin=-40m,则 ES=Ymin+ei=-40+(-22)=-60m即孔的基本偏差 ES 应最接近于 -62m。查表 3-4，取基本偏差为 S，ES=-79+=-79+13=-66m，则 EI=ES-Th=-66-35=-101m所以孔的公差带代号为 110S7（ 10.6）4） 验算设计结果Ymax=EI-es=-0.101-0=-0.101mmYmix=ES-ei=-0.066-(-0.022)=-0.044mm它们介于-40 m-110m 之间3-17 用通用计量器具检测
30、40K7 E 孔，试确定验收极限并选择计量器具。解：确定安全裕度 A该工件公差 T=0.025mm,公差等级为 IT7，A=（1/10 ）T，故 A=0.0025mm。确定验收极限因为此工件遵守包容原则，故其验收极限应按方式一（内缩的验收极限）来确定。上验收极限=最大极限尺寸减去-A下验收极限=最小极限尺寸加工+A因 40K7 的基本偏差上偏差 ES=-2+9=+7m（表 3-4）即 EI=ES-Th=+7-25=-18m40K7( 018.7)故上验收极限=40+（+0.007）-0.0025=40.0045mm下验收极限=40+（-0.018）+0.0025=39.9845mm选择计量器具查表 3-14，优先选用工档，计量器具不确定度允许值工档u=2.3m=0.0023mm。查表 3-16，分度值为 0.002 的比较仪的测量不确定度为 0.0018mm,因为 u1 D2min = 18.376mm D2aD2max ,D2m D2min内螺纹的中径合格。
