机械精度设计的作业题答案.ppt

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1、1,机械精度设计与检测基础 作 业 题 答 案,（第 7 版）,刘 品 陈 军 主编,哈尔滨工业大学出版社,2,第 3 章 孔轴结合尺寸精度设计与检测 作 业 题 答 案-（9）,第 1 章 绪 论 作 业 题 答 案-（3）,第 2 章 测 量 技 术 基 础 作 业 题 答 案-（5）,目 录,第4章 几何精度精度设计与检测 作 业 题 答 案-（26）,第5章 表面粗糙度轮廓设计与检测 作 业 题 答 案-（39）,第6章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计 作 业 题 答 案-（45）,第8章 键、花键结合的精度设计与检测 作 业 题 答 案-（49）,第9章 螺纹结合的精度设计与检测 作

2、 业 题 答 案-（54）,第10章 圆柱齿轮精度设计与检测作 业 题 答 案-（59）,3,第 1 章 绪 论 作 业 题 答 案(P8),1.按优先数的基本系列确定优先数：,（1）第一个数为10，按R5系列确定后五项优先数。,（2）第一个数为100，按R10/3系列确定后三项优先数。,试写出R10优先数系从1100的全部优先数（常用值）。,答案:根据表1.1得(10.0),16.0，25.0,40.0,63.0，100。,答案:根据表1.1得(100),200，400,800。,1.00,1.25,1.60,2.00，2.50,3.15,4.00,5.00，6.30，8.00,10.0，1

3、2.5,16.0,20.0，25.0,31.5，40.0,50.0，63.0,80.0,100。,答案:根据表1.1 得,4,3.普通螺纹公差自3级精度开始其公差等级系数为：0.50,0.63,0.80,1.00,1.25,1.60,2.00。,答案:根据表1.1 可判断它们属于,试判断它们属于哪一种优先数系?其公比是多小？,R10 系列，其公比为q10=1.25。,5,第 2 章 测 量 技 术 基 础 作 业 题 答 案(P28),用杠杆千分尺测量某轴直径共15次，各次测量值（mm）分别为：,10.492,10.435,10.432,10.429,10.427,10.428,10.430,

4、10.434,10.428,10.431,10.430,10.429,10.432,10.429,10.429。若测量值中没有系统误差，试求：,(2)单次测量的标准偏差。,(3)试用3 法则判断该测量数据中有无粗大误差？,(4)单次测量的极限误差lim,如用此杠杆千分尺对该轴仅测量 1次，得测量值为10.431，则其测量结果应怎么表示？,(6)算术平均值的极限偏差是多少？以这15次测量的算术平均 值为测量结果时，则其测量结果应怎么表示？,6,答 案:,用两种测量方法分别测量尺寸为100mm和80mm的零件，其测量绝对误差分别为8m和7m,试问此两种测量方法 哪种测量方法精度高？为什么?,答 案

5、:第一种测量方法精度高。,7,3.如图2.16所示的零件，其测量结果和测量精度分别为：,图2.16 作业题3图,求中心距长度L及其测量精度。,答 案:,8,如图2.8所示的零件，用弓高弦长法处理法测量某一圆弧半 径R,得到弓高、弦长值和精度分别为：,试求 R 值及其测量精度。,答 案:参照例2.3可解得,9,第 3 章 孔轴结合尺寸精度设计与检测 作 业 题 答 案(P75),1.设某配合的孔径、轴径分别为：,试分别计算其极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙（或极限过盈）平均间隙（或平均过盈）和配合公差，并画出尺寸公差带图。,答 案:,10,2.设某配合的孔径、轴径分别为：,试分别计算其极限

6、尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙（或极限过盈）平均间隙（或平均过盈）和配合公差，并画出尺寸公差带图,并说明其配合类别。,11,5.d1IT5；d2IT6：IT6比IT5精度低d2易加工,(8)过渡配合。,答 案:,12,若已知某孔轴配合的公称尺寸为30mm,最大间隙Xmax=+23m,最大过盈Ymax=-10 m，孔的尺寸公差TD=20 m，轴的上偏差es=0,试画出其尺寸公差带图。,答 案:尺寸公差带图见右图（配合代号30JS7/h6）。,4.若已知某零件的公称尺寸为50mm,试用计算法确定IT7和 IT8D的标准公差值，并按优先数系插入法求IT7.5、IT8.5 和 IT7.25、IT8

7、.25D 公称值。,答 案:IT7=25m,IT8=39 m(D=38.73mm,i=1.56 m);IT7.5=31m,IT8.5=49 m,IT7.25=23m,IT8.25=44m。,13,5.已知两根轴，其中d1=5,其公称值Td1=5m;d2=180,其公称值Td2=25m。试比较以上两根轴加工的难易程度。,答 案:由表3.2可得 轴1为IT5，轴2为IT6。即轴1比轴2精度高，所以轴1比轴2难加工。,6.应用标准公差表、基本偏差数值表查出下列公差带的上、下偏差数值，并写出在零件图中采用极限偏差的标注形式。,（1）轴 32d8,70h11,28k7,80p6,120v7,（2）孔 4

8、0C8,300M6,30JS6,6J6,35P8,答 案:由表3.2、表3.4和表3.5查得,14,试不用查表法确定它们的配合公差，IT5、IT6、IT7、IT8标准公差值和 50e5、50E8极限偏差。,答 案:,（1）配合公差：50H6/r5，Tf=0.027。50H8/e7，Tf=0.064。.,（2）标准公差值：IT5=0.011，IT6=0.016,IT7=0.025，IT8=0.039。,(3)50e5的极限偏差：es=-50m,ei=-61 m。,(4)50E8的极限偏差：ES=+89m,EI=+50 m。,15,试不用查表法计算30H7/n6与30T7/h6的配合公差，并画 出

9、尺寸公差带图。,答 案:,对30H7/n6 Tf=0.034 对30T7/h6 Tf=0.034,（2）尺寸公差带图：,（1）配合公差：,16,9.试用标准公差和基本偏差数值表确定下列孔轴公差带代号。,答 案:,10.设孔、轴的公称尺寸和使用要求如下：,试确定以上各组的配合制、公差等级及其配合，并画出尺寸公差带图。,17,（2）公差带图为：,答 案:,（1）配合制、公差等级及其配合为：,35H8/e7;40H7/u6；60H8/k7。,18,11.如图3.33所示为涡轮零件，涡轮轮缘由青铜制成，而轮毂由铸铁制成。为了使轮缘和轮毂结合成一体，在设计上可以有两种结合形式。图3.33（a）为螺钉紧固

10、，图3.33（b）为无螺钉紧固。若涡轮工作时承受负荷不大，且有一定的对中性要求，试按类比法确定90和120处的配合。,答 案:,参照表3.13和表3.14确定90和120处的配合为（见右图）：,19,试确定验收极限，并选择适当的计量器具。,答 案：参考例3.14得,（1）上验收极限=59.9626，下验收极限=59.9034（见右图）。,20,工艺能力指数Cp=1.3,试确定验收极限，并选择适当的计量器具。,答 案：参考例3.15得,（1）上验收极限=100.087（最大极限尺寸），下验收极限=100.0087（见右图）。,21,某轴的尺寸为50h8,因用试切法加工。其尺寸分布偏向于上极限尺寸

11、，试确定验收极限。若选用档测量不确定度u1时,选择适当的计量器具。,答 案：,（1）上验收极限=49.9961(见右图)下验收极限=49.961（最小极限尺寸）。,22,15.某零件的内尺寸为120mm,未注公差的线性尺寸，其加工精度按GB/T1804f。试确定其验收极限并选择适当的计量器具。,答 案：,（1）上验收极限=120.15(最大极限尺寸)下验收极限=119.85（最小极限尺寸）。,23,16.已知某孔的尺寸要求30M8，画出工作量规的公差带图,计算量规的尺寸和极限偏差，并确定磨损极限尺寸。,答 案：,（1）30M8工作量规的公差带图（见右图）,（2）通规（T）工作量规的尺寸 和极限

12、偏差,（3）止规（Z）工作量规的尺寸 和极限偏差,24,17.计算检验轴18p7用的工作量规及其校对量规的工作尺 寸与极限偏差，并画出量规公差带图。,答 案：,（1）18p7工作量规的公差带图（见右图）,（2）工作量规的尺寸和极限偏差,25,（3）校对量规的尺寸和极限偏差,26,第4章 几何精度设计与检测 作 业 题 答 案(P121),1.说明图4.47所示零件中底面a、端面b、孔表面c、和孔的轴 线d分别是什么要素（被测要素,单一要素,关联要素,基准要 素,组合要素,导出要素）？,图 4.47 作业题1图,答 案：,（1）被测要素：a,b,c,d,（2）关联要素：b,d,（3）单一要素：a

13、,c,d,（4）基准要素：a,d,（5）组合要素：a,b,c,（6）导出要素：d,27,用文字说明 图4.48中各项几何公差的含义（说明被测要素、基准要素、公差特性项目符号名称及其公称值、），画出各项几何公差的公差带。,（1）圆锥面对d2和d2轴线为公共基准的斜向圆跳动公差值为0.025。,（2）键槽中心平面对其圆锥轴线G的对称度的公差值为0.025。,答 案：,(3)圆柱d3的圆柱度公差值为0.01。,(5)两 圆柱d2对两端顶尖中心孔的公共轴线径向圆跳动公差为0.025和圆柱度公差为0.006。.,(6)各项几何公差的公 差带图（略）,（4）d3轴线对d2和d2轴线为 公共基准的平行度公差

14、 值为0.02。,28,图4.49 作业题 3 图,3.图4.49中所示为单列圆锥滚子轴承内圈，将下列几何公差要求标注在图4.49中。,（1）圆锥截面圆度公差为6级。,（2）圆锥素线直线度公差为7级（l=50）。,（3）圆锥面对80H7轴线的斜向 圆跳动公差值为0.02。,（4）80H7孔表面的圆柱度公称值 为0.005。,（5）右端面对左端面的平行度公差 值为0.004。.,（6）80H7遵守单一要素的包容要求。,（7）其余几何公差按GB/T1184K级要求。,29,答 案:,30,4.图4.50中的垂直度公差各遵守什么公差原则或公差要求？说明它们的尺寸误差和几何误差的合格条件。若图4.50

15、（b）加工后测得零件尺寸为19.985，轴线的垂直度误差为0.06，该零件是否合格？为什么？,图4.50作业题4图,答 案：,（a）独立原则：,(c)最小实体要求（LMR）：,31,(b)最大实体要求（MMR）：,在图（b）中加工后则得da=19.985，f=0.06，该轴是否合格？,所以该轴合格。,答 案：,32,(d)可逆要求（RR）：可逆要求应用 于最大实体要求（MMR）。,最大实体要求（MMR）的 零几何公差,33,5.在不改变几何公差特征项目的前提下，要求改正图4.51中的错误（按改正后的答案标注在图中）。,答 案：,34,6.用水平仪测量某机床导轨的直线度误差，依次测得各点的读数为

16、(m):+6,+6,0,-1.5,-1.5,+3,+3,+9。试在坐标纸上按最小条件法和两端点连线法分别求出该机床导轨的直线度误差值。,答 案：,35,36,37,7.图4.52（a)、（b）、（c）为对某3块平板用打表法测得平面度误差按最小条件法处理后得的数据（m）,试确定其平面度误差评定准则及其误差值。,答 案:,38,8.图4.53（a)、（b）、（c）为对某3块平板用打表法测得平面度误差的原始数据（m），试求每块平板的平面度误差值（采用对角线法）。,答 案:,39,第5章 表面粗糙度轮廓设计与检测 作 业 题 答 案（P141）,1.解释图5.15中标注的各表面粗糙度轮廓要求的含义。,

17、答 案:,表示用去除材料方法获得的 螺纹大径表面，其表面轮廓单项上限值（默认）为轮廓最大高度Rz=0.8m。传输带采用s=0.0025mm,c=0.8mm。默认评定长度ln=5 c(lr)=4mm和极限值判断规则采用16%规则。,40,（2）表示用去除材料方法获得的螺纹（工作）表面，其表面轮廓单项上限值（默认）为轮廓最大高度Rz=0.8m。默认传输带、评定长度为5个取样长度（ln=5lr)和采用“16%规则”。,（3）表示用去除材料方法获得的倒角表面，其表面轮廓单项上限值,（默认）为算术平均偏差Ra=1.6m。默认传输带和评定长度为5个取样长度（ln=5lr)和采用“最大规则”。,（4）表示用

18、去除材料方法获得的内孔表面，其表面轮廓上限值 为轮廓最大高度Rz=0.8m；下限值为 算术平均偏差 Ra=0.2m。默认传输带、评定长度和“16%规则”。,41,（5）表示用去除材料方法获得 的端表面，其表面轮廓单 项上限值为轮廓最大高度 Rz=3.2m。默认传输带、评定长度和“16%规则”。,（6）表示其余表面用去除材料方法获得的其他表面轮廓单 项上限值为轮廓算术平均偏差 Ra=12.5m。默认传输带、评定长度和“16%规则”。,42,用类比法分别确定50t5轴和50T6孔配合表面粗糙度轮 廓幅度参数 Ra的上限值或最大值。,由表5.7得 50t5：Ra0.2m；50T6：Ra0.4m。,答

19、 案:,3.在一般情况下，40H7和6H7、40H6f5和40H6s5 相比，其表 面何者选用 较小的表面粗糙度的上限值或最大值？,（1）一般情况下，40H7（尺寸大）的表面粗糙度精度要求比6H7（尺 寸小）的表面低些，即 40H7孔表面的Ra或Rz值大于6H7孔表面；,（2）一般情况下，40H6f5（间隙配合）的 配合表面粗糙度精度要求 比40H6s5（过盈配合）的配合 表面低些，即40H6f5配合表 面的Ra或Rz值大于40H6/s5 配合表面。,答 案:,43,4.用双管显微镜测量表面糙度，测得数据如表5.13所示。目镜 测微计的分度值 i0.6m，求Rz？,Rz=（Rz1+Rz2+Rz

20、3+Rz4）4 i 16m,答 案:,44,参考带孔齿坯图5.16，试将下列的表面粗糙度轮廓的技术要 求标注在图上（未注明要求的项目皆为默认的标准化值）。,（1）齿顶圆 a 的表面粗糙度轮廓幅度参数Ra的上限值为2m；,（2）齿坯的两端面b和c的表面粗糙度参 数Ra的最大值为3.2m；,（4）键槽两侧面表面粗糙度轮廓参数Ra的上 限值为 3.2m，底面为6.3m；,（5）其余表面的表面粗糙度轮廓参Ra的最大值为25m。,（3）30孔最后一道工序为拉削加工，表面粗糙度轮廓幅度参数 Rz 的 上限值为2.5um，并注出加工纹理方向；,答 案:,图5.16 作业题5图答案,45,第6章 滚动轴承与孔

21、、轴结合的精度设计 作 业 题 答 案(P154),1.有一6级6309的滚动轴承内圈为45mm，外圈为100mm。内圈与轴配合为j5，外圈与外壳孔配合为H6，试画出配合的尺寸公差带图，并计算其极限间隙和极限过盈。,极限间隙和极限过盈：Xmax+5m，Ymax-16m,极限间隙：Xmax+35m Xmin0,答 案:,46,2.皮带轮内孔与轴的配合为40H7js6，0级滚动轴承内圈与轴的配合为40js6，试画出上述两种配合的尺寸公差带图。并根据平均过盈或平均间隙比较它们的配合的松紧。,公差带图,答 案:,（2）皮带轮内孔与轴：X平均=+12.5m,(3)轴承内圈与轴 y平均=-6m,(4)结论

22、：轴承与轴的配合 比皮带 轮与轴的 配合要紧。,47,3.如图6.9所示，应用在减速器中的0级6207滚动轴承（d=35mm,D=72mm）,基本额定动负荷C=25500N，其工作状况为：外壳固定，轴旋转，转速为980r/min,承受的定向径向载荷为1300N。试确定轴颈和外壳孔的公差带代号、几何公差和表面粗糙度数值，并将它们标注在装配图和零件图上。,答 案（参照例题得）:,（2）轴颈、外壳孔与滚动轴承配合公差带图；,（1）轴颈、外壳孔公差带35j6、72H7;,图6.9 作业题3图,48,（3）轴颈、外壳孔与滚动轴承配合在装配图上的标注；,（4）尺寸公差、几何公差和表面粗糙度轮廓要求在轴 颈

23、零件图上的标注;,（5）尺寸公差、几何公差和表面粗糙度轮廓要求在外 壳孔零件图上的标注;,49,第8章 键、花键结合的精度设计与检测 作 业 题 答 案（P176）,1.某减速器中输出轴的伸出端与相配件孔的配合为45H7m6，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。,答 案:,50,(3)键槽对称度公差：t=0.02,键槽表面粗糙度轮廓：配合表面Ra为 3.2m;非配合表面Ra为 6.3 m。,（5）标注：,51,答 案:,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62326

24、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。,由表8.4选取内、外花键尺寸公差带分别为：623H7 26H106H9 623h7 26a116h10,(2)大径、小径和键宽公差带在零件图上的标注,52,(3)小径、大径和键宽尺寸公差带图,内花键 623H7 26H106H9的尺寸公差带图,外花键 623h7 26a116h10的尺寸公差带图,53,3.查表确定矩形花键配合628H7/g732H10/a117H11/f9中的内、外花键的极限偏差，画出尺寸公差带图，并指出该矩形花键配合为一般传动用还是精密传动用的，以及装配形式。,答 案:,(2)小径、大径和

25、键宽尺寸公差带图,(3)该花键为一般传动用紧滑动的装配型式。,54,第9章 螺纹结合的精度设计与检测 作 业 题 答 案,1.在大量生产中应用紧固螺纹连接件，标准推荐采用 6H6g，其尺寸为M202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？,答 案:,（1）画中径公差带图：,55,2.某一螺纹尺寸要求为M1216h，今测得实际中径d2a=11.304mm，实际顶径da=11.815mm，螺距累积偏差P=-0.02，牙侧角偏差分 别为1=+25，2=-20，试判断该螺纹零件尺寸是否合格？为什么？,答 案:,（4）画顶径公差带图,（1）判断中径合格性,（3）判断顶径合

26、格性,（2）画中径公差带图,（5）因为中径、顶径都合格，所以该 螺纹合格。,56,3.实测 M207H 的螺纹零件得：螺距累偏差为 P0.034，牙侧角 偏差分别为1+30，240，试求实际中径和作用中径 所允许的变化范围。,答 案:,（1）画中径公差带图,57,4.有一个外螺纹H106h,现为改进工艺，提高产品质量要涂镀保护层，其镀层厚度要求在58m之间，问该螺纹基本偏差为何值时，才能满足镀后螺纹的互换性要求？,答 案:,影响螺纹互换性的因素为中径偏差、累积偏差和牙侧角偏差。因为镀了保护层不影响螺距累积偏差和牙侧角偏差，只影响中径偏差。,所以该螺纹的基本偏差es=-10-18m时,才能保证镀

27、后螺纹的互换性要求。,58,有一螺纹M205h6h,加工后测得实际大径da=19.980mm,实际中径 d2a=18.255mm,螺距零件偏差P=+0.04mm,牙侧角误差分别为1=-35，2=-40，试判断该螺纹是否合格？,答 案:,（1）判断中径合格性,画中径公差带图,作用中径,判断,（2）判断顶径合格性,画顶径公差带图,判断,（3）结论：因为中径、顶径都合格，所以该螺纹合格。,59,1.某减速器中一对圆柱齿轮，m=5，z1=20，z2=60，=20，x=0，b1=50，齿轮内孔直径D1=40。n1=960rmin，两轴承孔距L=100，齿轮为钢制，箱体为铸铁，单件生产，试确定：,（1）齿

28、轮的精度等级；（2）必检参数及其允许值；（3）齿厚上、下偏差或公法线长度上、下偏差；（4）齿轮箱体精度要求及允许值；（5）齿坯精度要求及允许值；（6）未注尺寸公差为 m 级、末注几何公差为 K 级；（7）将上述各项要求标注在齿轮零件工作图上。,第 10 章 圆柱齿轮精度设计与检测 作 业 题 答 案,答 案:,（1）齿轮必检参数的精度等级：,该齿轮传递运动准确性、传动平稳 性和载荷分布均匀性精度都选8 级。即 8 GB/T10095.1,60,（2）必检参数及其允许值:,（3）齿厚上、下偏差或公法线长度上、下偏差：,61,（4）齿轮箱体精度要求及允许值:,齿轮箱体中心距偏差及 平行度偏差的允许值在国标中没有规定，一般生产单位取齿轮副的中心距偏差及 平行度偏差允许值的80%左右。即,62,（5）齿坯精度要求及允许值,基准孔的尺寸公差和几何公差,齿顶圆的尺寸公差和几何公差,0.0025,基准端面的圆跳动公差,63,齿轮齿面和各基准面的表面粗糙度轮廓,其余各表面为。,（7）该齿轮零件工作图和数据表（见下页）,（6）未注尺寸公差为 m 级、末注几何公差为 K 级,64,65,66,