机械精度设计与检测技术 习题及答案.docx

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1、第1章绪论课后习题答案1 .如何理解互换性？在机械制造中，按互换性原则组织生产有哪些优越性？答：零部件的互换性是指机器或仪器中，在不同工厂、不同车间，由不同工人生产的同一规格的一批合格零部件，在装配前，不需作任何挑选，任取其中一个，装配时，无需进行修配和调整，装配后，能满足预定的使用功能和性能要求。互换性在产品设计、制造、使用和维修等方面发挥着极其重要的作用：在设计方面，缩短设计周期；在制造方面，提高劳动生产率，提高产品质量，降低生产成本；在设备使用、维护及维修方面，可以减少机器的维修时间和费用，提高机器的利用率和延长使用寿命。2 .完全互换和不完全互换有何区别？分别适用于哪些场合？答：完全互

2、换是指同一规格的零部件在装配或更换时，既不需选择，也不需要任何辅助加工与修配，装配后就能满足预定的使用功能及性能要求。不完全互换允许零部件在装配前可以有附加选择，如预先分组挑选，或者在装配过程中进行调整和修配，装配后能满足预期的使用要求。完全互换常用于厂外协作及批量生产；不完全互换一般用于中小批量生产的高精度产品，通常为厂内生产的零部件或机构的装配。3 .什么是加工误差和公差？加工误差-一般分为哪几种？答：加工误差：任何机械制造系统都存在制造误差，因此，零件在加工过程中不可能做得绝对准确，必然产生加工误差。零件的几何参数总是不可避免地会存在误差，此即几何量加工误差。公差：是事先规定的工件尺寸、

3、几何形状和相互位置允许变动的范围，用于限制加工误差。几何量加工误差可分为尺寸（线性尺寸和角度）误差、几何形状误差（包活宏观几何形状误差、微观几何形状误差和表面波纹度）、相互位置误差等。4 .什么是标准和标准化？我国技术标准分为哪几级？答：标准是为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致确立并由公认机构批准，为活动或结果提供规则、指南和特性，供共同使用和重复使用的文件；标准化是为了在一定范围内获得最佳秩序，对现实问题或潜在问题确立共同使用和重复使用的条款以及编制、发布和应用文件的活动。我国技术标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。5 .标准化与互换性有什么关系？答：标准化是广泛实现互

4、换性生产的前提。6 .工程中为什么要采用优先数系和优先数？下列两组数据各属什么基本系列？1）电动机转速：375rmin,750rmin,1500rmin,3000r/min：2）摇臂钻床的最大钻孔直径：25mm,40mm,63mm,80mm,1OOmm,125mm答：在工程设计中，技术参数的数值误差传播会造成尺寸规格的繁多杂乱，给生产组织、协调配套、使用维修及贸易等带来很大困难，为避免这种情况的产生，工程上需对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一，因此要采用优先数系和优先数。1）电动机转速：375rmin,750r/min,1500r/min,3000r/minuIy派生系列R10/2（即：

5、RIO系列每隔2个数选一个）2）摇臂钻床的最大钻孔直径：25mm,40mm63mm,80mm,100mm,125mmIuuIR5数系Rlo数系第2章尺寸精度设计与检测课后习题答案1 .公称尺寸、极限尺寸、极限偏差和尺寸公差的含义是什么？它们之间的相互关系如何？在公差带图上如何表示？答：公称尺寸：是由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。极限尺寸：是尺寸要素的尺寸所允许的极限值。极限偏差：上、下极限尺寸减去其公称尺寸所得的代数差统称为极限偏差。尺寸公差：是指上极限尺寸减下极限尺寸之差，它是允许尺寸的变动量。尺寸公差影响公差带的大小，极限偏差影响公差带的位置。2 .公差与偏差的区别在什么地方？答：公差

6、与偏差两者的主要区别在于：（1）极限偏差可以为正值、负值或零，而尺寸公差则无正负之分，且不能为零；（2）极限偏差用于限制实际偏差，而尺寸公差用于限制加工误差；（3）极限偏差主要反映公差带的位置，影响零件配合的松紧程度，而尺寸公差代表公差带的大小，影响配合精度；（4）从工艺上看，极限偏差取决于加工时机床的调整（如车削时进刀的位置），不反映加工的难易程度，而尺寸公差反映零件的制造精度。3 .制订标准公差的意义是什么？国家标准规定了多少个标准公差等级？答：标准公差是国家标准规定的公差值，使公差的大小标准化，为了简化、统一对公差的要求,以利于设计和制造。国标规定了20个标准公差等级。4 .什么是配合制

7、？如何选择配合制？答：配合制是指同一极限制的孔和轴的公差带组成配合的一种制度。优先选用基孔制；应选用基轴制的情况：直接采用冷拉棒材作轴；尺寸小于Imm的精密轴；结构上的需要（一轴多配）根据标准件选择配合制。5 .什么是未注尺寸公差？国家标准对线性尺寸的未注公差规定了几级精度？未注公差在图样上如何表示？答：未注尺寸公差即一般公差，是指在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可以保证的公差。国标对线形尺寸的未注公差规定了四个等级：f（精密级）、m（中等级）、c（粗糙级）、V（最粗级）。尺寸采用一般公差时，该尺寸后不标注极限偏差，在图样上的技术说明中注明国标号及等级，例：GB/T1804mo6 .

8、设公称尺寸为30mm的N7孔和m6的轴相配合，试计算极限间隙或过盈及配合公差。解：查表2-4、2-7、2-930N7:IT7=21mES=-7m,EI=ES-lT7=-28m30m6:lT6=13tnei=8m,es=ei+IT6=21mYmax=EI-es=-49mYmin=ES-ei=-15mTf=IT7+IT6=34m7 .以下各组配合中，配合性质相同的有（BC）A.03OH7/f603OH8/p7B.o30P8/h7和o30H8/p7C.03OM8/h7和03OH8/m7D.o30H8/m7和o30H7/f68 .下列配合代号标注正确的有（ABD）A.05OH7r6B.05OH8/k7

9、C.05Oh7/D8D.o50H9/f99 .设某配合的孔径为045+。.142mm,轴径为045。mm,试分别计算孔、轴的极限偏差、+0.080-0.039尺寸公差；孔、轴配合的极限间隙（或过盈）及配合公差，并画出其尺寸公差带及配合公差带图。解：ES=O.142EI=0.080TD=ES-El=O.062mmes=Oe=-0.039Td=es-e=0.039mmXma=ES-ei=O.103mmXmi11=EI-es=EI-es=0.080mmTf=TD+Td=OJOImmES1+0.142XEllH).()80,TXmaX=SI03f=0.101-Xmin=0.080S-Te1-C-Iei

10、l1-0.039各Y,10 .有一批孔、轴配合，公称尺寸为p60mm,允许最大间隙为XmaX=+40m,孔公差To=30m0轴公差Td=20m,试确定孔T、轴的极限偏差，并画出其尺寸公差带图。解：优选基孔制，故EI=O,ES=EITo=30mXmax=ES-ei,故ei=-10mes=ei+Td=10m- EiUO9 + O -11 .若已知某孔轴配合的公称尺寸为030,允许最大间隙为XmaX=+23m,最大过盈为Ynm=-10m,已知孔的尺寸公差T=20m,轴的上偏差es=O,试确定孔、轴的极限偏差，并画出其尺寸公差带图。解：XmaX=+23m,Ymax=10m,Tf=IXrnakYmaXl

11、=33m,故Td=TfTD=I3mei=es-T确定轴的基木偏差es-Xmi11=-50m确定轴的基本偏差代号由es-50m查教材表2-6知基本偏差代号为04Oe7轴的极限偏差为es=-50mei=es-T=-50-25=-75m验证：所选配合的最大间隙为XmaX=ES-ei=+39-(-75)=+114m所选配合的最小间隙为Xmin=EI-es=0-50=+50m因为满足XminXmin；XmaXXmax所以确定该孔轴的配合为04OH8e7o17 .某公称尺寸为075mm的孔、轴配合，配合允许XmaX=+0028mm,Ymax=-0.024mm,试确定其配合公差带代号。解：计算允许的配合公差

12、T,Tf=IXmax-YmaxI=I0.028-(-0.024)I=0.052mm计算、查表确定孔、轴的标准公差等级按要求TfRTdHlTd由教材表2-4可知，IT6=19m,IT7=30m,IT8=46m.经讨论：孔选IT7,轴选IT6,其配合公差Tf=IT7+IT6=30+19=49mXmaxl;YmaXYmax所以确定该孔轴的配合为75H7k6o18 .被测工件为25fB,试确定其验收极限并选择适当的测量器具。解：根据工件的尺寸公差T=0.033,公差等级为IT8,查教材表2-20确定安全裕度A=O.OO33mmo优先选用I档，计量器具不确定度允许值I档Ul=O.0030mm。选择测量器

13、具。按被测工件的公称尺寸025mm,从表2-22中选取分度值为0.005mm的比较仪，其不确定度/=0.003Omm。u,所选测量器具满足使用要求。1I确定验收极限该工件验收极限应按不内缩的验收极限方式来确定查教材表2-6es=-0.020mmei=es-IT8=-0.053mm上验收极限=25-0.020=24.98mm下验收极限=25-0.053=24.947mm19.试计算035m6轴的工作量规及其校对量规的极限尺寸。第3章几何精度设计与检测课后习题答案1 .几何公差的研究对象是什么，如何分类，各自的含义是什么？答：几何公差的研究对象是零件的几何要素(点、线、面)。分类及含义见课本73页

14、-74页。2 .几何公差的标注应注意哪些问题？答：几何公差的标注应注意的问题有：一、箭头的方向和位置。箭头的方向要与公差区域的尺寸方向一致；如果被测是中心要素，箭头应该对准尺寸线，如果被测试轮廓要素，箭头应该指在轮廓线或其延长线上。二、指引线由框格引出时，与框格的四条边垂直或平行，不能斜着引出，由框格到箭头最多弯折两次。三、框格只有水平和竖直两种位置，水平位置从左到右依次是项目符号、公差值和基准符号；竖直位置数值符号的头朝左到，从下往上依次书写。至少两框格，最多五框格。3 .独立原则的含义是什么，如何标注？答：独立原则是几何公差和尺寸公差在控制误差时相互独立，彼此之间没有协作关系。标注时,按各

15、自的标注方法标注，没有特殊符号。4 .包容要求的含义是什么，如何标注？答：包容要求的含义是：被测要素的作用尺寸不超越最大实体边界，实际尺寸不超越最小实体尺寸。标注时，在与被测要素有关的尺寸公差后加注一个05 .最大实体要求的含义是什么，如何标注？答：最大实体要求的含义是：被测要素的作用尺寸不超越最大实体实效边界，实际尺寸不超越极限尺寸。标注时，与几何公差的标注类似，区别在于在几何公差值后加注一个da=04O.O25mm：实测轴不合格9 .某轴尺寸为40三mme,实测得其尺寸为40.03mm,则允许的轴线直线度误差最大值是多少？该轴允许的直线度误差是多少？答：fmax=dM-dL=04O.O41

16、-040.030=00.01l(mm)，f允订=dM-da=04O.O41-040.030=00.011(mm)10 .根据图3-56,按要求填表3-12中。(a)(b)(c)图3-56图 3-57表3-12图例采用公差原则边界及边界尺寸给定的几何公差值可能允许的最大形位误差值a独立原则无00.00800.008b包容原则最大实体边界00.0200.02C最大实体原则最大实体实效边界00.00500.02611.图3-57所示为销轴的三种形位公差标注，它们的公差带有何不同？答：a）图的被测为销轴的素线，公差带形状为两平行平面之间的区域，两平行平面之间的距离为0.02mm；b）图的被测为销轴的轴

17、线，公差带形状为圆柱面内的区域，区域直径为00.02mm：c）图的被测为销轴的素线，基准为另一侧素线，公差带形状为两平行平面之间的区域，两平行平面之间的距离为0.02mm,平且这两平行平面与另一侧素线完全平行。12 .图3-58中所示孔的位置公差要求有何异同？a)图 3-58b)答：a）图提出了垂直度要求，被测是02OH7孔的轴线，基准是下底面A,公差带形状是直径为00.05mm的圆柱形区域，区域轴线与下底面A完全垂直。b）图提出了位置度要求，被测是02OH7孔的轴线，第一基准是下底面A,第二基准是侧面B,第三基准是端面C,公差带形状是直径为00.05mm的圆柱形区域，区域轴线首先与第一基准完

18、全垂直，在此基础上与第二基准距离不多不少20mm（不允许有误差），然后再保证到第三基准的距离不多不少50mm。13 .试将下列技术要求标注在图3-59o（1）大端圆柱面的尺寸要求为050,采用包容要求；（2）小端圆柱面轴线对大端圆柱面轴线的同轴度公差为0.04mrno（3）小端圆柱面的尺寸要求为03OO.OO8,素线直线度公差为0.02mm,并采用包容要求。（4）大端圆柱面的表面粗糙度Ra值不允许大于0.8m,其余表面Ra值不允许大于L6m。答:14 .将下列技术要求标注在图3-60。（1）圆锥面的圆度公差为0.01mm,圆锥素线直线度公差为0.02mm。（2）圆锥轴线对odi和0d2两圆柱面

19、公共轴线的同轴度为0.04mmo（3）端面I对0d和0d2两圆柱面公共轴线的端面圆跳动公差为003mm。（4）0d1和0d2圆柱面的圆柱度公差分别为0.006mm和0.005mmo答:15.改正图3-61各图中形位公差标注上的错误（不得改变形位公差项目）。(c)(d)j0Q4一gC.05=-I/1.I夕Ioo3ALQO04IAl(e)图3-61.005A00.04万700.03答：a)b)I一0,05O.O4B_a04Ar-M005IFdIo.03IAl第4章表面粗超度与检测课后习题答案1 .表面粗糙度对零件的使用性能有哪些影响？答：见课本124页2 .为什么要规定取样长度、评定长度和基准线？

20、答：为了限制和减弱形状轮廓，特别是波纹度轮廓对测量结果的影响，在测量和评定表面粗糙度时应规定取样长度。由于零件表面微观轮廓不均匀，在实际表面轮廓不同位置的取样长度上的表面粗糙度测量值不尽相同，为了客观全面地反映表面粗糙度的特征，应测量多个取样长度上的表面粗糙度值，在此基础上综合评定该表面的粗糙度值。基准线对评定表面粗糙度参数值有着至关重要的理论作用。3 .表面粗糙度的评定参数有哪些？如何选用这些参数及其数值？答：见课本130页4.3.14 .选择表面粗糙度参数值时，应考虑哪些因素？答：见课本130页4.3.25 .设计时如何协调尺寸公差、形状公差和表面粗糙度参数值之间的关系？答：一般尺寸与形状

21、公差要求越严，表面粗糙度轮廓参数值就越小，参见表4-3o6 .将下列要求标注在图4-14o（1） 直径为50的圆柱外表面粗糙度Ra的允许CX45。值为3丽；1（3）直径为50圆柱的右端面的表面粗糙度Ra的允许值为1.6m;（4）内孔表面粗糙度Rz的允许值为0.8m;*图 4-14螺纹工作面的表面粗糙度Ra的最大值为l.6m,最小值为0.8m;其余各加工面的表面粗糙度Ra的允许值为6.3m;各加工面均采用去除材料法获得。(amax.其叙疯纭RaminO.8答:第5章渐开线圆柱齿轮精度设计课后习题答案1 .对齿轮传动有哪些使用要求？侧隙对齿轮传动有何意义？答：齿轮传动的使用要求可归结为以下四个方面

22、：（1）传递运动的准确性（2）传递运动平稳性（3）载荷分布的均匀性（4）合理的齿侧间隙侧隙用以补偿齿轮的加工误差、装配误差及齿轮承载受力后产生的弹性变形和热变形，防止齿轮传动发生卡死或烧伤现象，保证齿轮正常传动。侧隙还用于在齿面上形成润滑油膜，以保持良好的润滑。但对工作时有正反转的齿轮传动，侧隙会引起回程误差和反转冲击。2 .单个齿轮精度的评定指标包括哪些齿轮偏差项目（列出名称、代号及其公差代号）？答：影响渐开线圆柱齿轮精度的因素可分为轮齿同侧齿面偏差、径向综合偏差和径向跳动。偏差项目包括：（1）单个齿距偏差代号为公差代号（2）齿距累积偏差代号FPk公差代号Fpk（3）齿距累积总偏差代号Fp公

23、差代号Fp（4）齿廓总偏差代号Fa公差代号AFa（5）齿廓形状偏差代号为公差代号h（6）齿廓倾斜偏差代号M公差代号AAa（7）螺旋线总偏差代号FD公差代号F（8）螺旋线形状偏差代号加公差代号（9）螺旋线倾斜偏差代号公差代号H（10）切向综合总偏差代号Ff公差代号（11）一齿切向综合偏差代号fl,公差代号斯（12）径向综合总偏差代号Fi公差代号AFi”（13）一齿径向综合偏差代号fif，公差代号W（14）径向跳动代号Fr公差代号Fr3 .齿轮运动精度主要受到哪些齿轮偏差影响？答：切向综合总偏差（FD*齿距累积总偏差（FP）齿距累积偏差Fpk径向跳动（Fr）径向综合总偏差（F/）*4 .齿轮传动平

24、稳性主要受到哪些齿轮偏差影响？齿面接触精度主要受到哪些齿轮偏差影响？答：齿轮传动平稳性主要受到以下齿轮偏差影响：一齿切向综合偏差/*一齿径向综合偏差/7*齿廓总偏差Fa齿廓形状偏差尿齿廓倾斜偏差fH单个齿距偏差fp齿面接触精度主要受到以下齿轮偏差影响：螺旋线总偏差Fp螺旋线形状偏差加螺旋线倾斜偏差fii轴线平面内齿轮轴线平行度偏差fy垂直平面方向齿轮轴线平行度偏差fy5 .齿轮切向综合总偏差和齿轮径向综合总偏差有什么区别？答：切向综合总偏差是指被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合检验时，被测齿轮一转内，齿轮分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。即在齿轮的同侧齿面处于单面啮合状态下测得的

25、齿轮一转内转角误差的总幅度值。它是评定齿轮传递运动准确性的最佳综合评定指标。径向综合总偏差是双面啮合检验时，产品齿轮的左右齿面同时与测量齿轮接触，在被测齿轮一转内出现的中心距最大值和最小值之差，即双啮中心距的最大变动量称为径向综合总偏差。径向综合偏差主要反映由于几何偏心引起的径向误差和一些短周期误差，其不能反映切向误差,因此在不能像切向综合总偏差那样确切和充分地表示齿轮传递运动准确性。6 .是否所有的齿轮偏差都取一样的等级？在设计时如何选择精度等级？答：同一齿轮的三项精度（传递运动的准确性、传递运动平稳性、载荷分布的均匀性）要求，可以取相同的精度等级，也可以以不同的精度等级相组合。在选用精度等

26、级时，应认真分析齿轮传动的功能要求和工作条件。根据齿轮的功能要求，常采用类比法确定齿轮的精度等级。7 .某7级精度的齿轮，其所有的偏差项目都达到了7级精度，这种说法对吗？答：错，只是设计时要求检测的偏差项目达到了7级。8 .是否需要检验齿轮所有要素的偏差？在选择检验项目时应考虑哪些因素？答：GB/T10095.1-2008明确指出，通过检验同侧齿面的单个齿距偏差、齿距累积总偏差、齿廓总偏差和螺旋线总偏差来确定齿轮的精度等级。虽然也提出了其它参数，但明确指出都不是必检项目，而是出于某种目的而派生的替代项目，有时可作为有用的参数和评定值。齿轮精度检验项目选用时的主要考虑因素有：齿轮精度等级和用途；

27、检查目的；齿轮的切齿加工工艺；生产批量，齿轮的尺寸大小和结构形式，项目间的协调；企业现有测试设备条件和检测费用等。9 .影响齿轮副精度的有哪些偏差项目？答：侧隙和齿厚极限偏差；齿轮中心距极限偏差；轴线平行度偏差；齿轮接触斑点10 .如何保证齿轮侧隙？对单个齿轮，应控制哪些偏差？答：侧隙是在节圆上齿槽宽度超过相啮合的轮齿齿厚的量。齿轮副的侧隙值与小齿轮实际齿厚、大齿轮实际齿厚、中心距、精度、安装和应用情况有关，还受齿轮的形状和位置偏差及轴线平行度的影响。对单个齿轮来说，单个齿轮的齿厚会影响齿轮副侧隙，因此应控制单个齿轮的齿厚上极限偏差和法向齿厚公差。11 .在设计中如何选择中心距与轴线平行度的公

28、差？答：在齿轮仅单向运转而不经常反转时，最大侧隙的控制不是重要考虑因素，此时中心距极限偏差主要取决于对重合度的考虑；在控制运动用的齿轮中，必须控制其侧隙，其公差可借鉴有关成熟产品的设计来确定，也可参考表5-10。轴线平行度偏差的影响与其向量的方向有关，标准对轴线平面内的偏差和垂直平面上的偏差做了不同的规定。一定量的垂直平面上偏差所导致的啮合偏差比同样大小的轴线平面内的偏差所导致的啮合偏差大23倍，所以规定了不同的最大推荐值。Qr=OXjy/rf,s-2f12 .在设计中如何对齿坯提出技术要求？齿坯误差如何影响齿轮副精度？答：齿轮坯的公差要求如下：（I）齿坯尺寸公差（2）齿坯基准面、工作安装面及

29、制造安装面的形状公差（3）工作安装面的跳动公差齿坯的尺寸偏差和齿轮箱体的尺寸偏差对于齿轮副的接触条件和运行状况影响极大，齿坯的精度对切齿工序的精度影响极大。因此，适当提高齿坯精度，要比加工高精度轮齿经济得多。使齿坯和箱体的制造公差保持最小值，可使加工的齿轮有较松的公差，从而获得更经济的整体设计。第6章典型零件精度设计与检测课后习题答案1 .滚动轴承的极限配合与一般圆柱体的极限配合有何不同？答：滚动轴承是标准件，其外圈与外壳孔的配合应采用基轴制，内圈与轴颈的配合应采用基孔制。滚动轴承外圈的公差带位于零线下方，上偏差为零，与基本偏差h的公差带类似，但公差值不同。滚动轴承内圈的公差带也位于零线下方，

30、上偏差为零。因此滚动轴承内圈与轴颈的配合与光滑圆柱体的基孔制配合相比有不同程度的变紧，可以满足轴承配合的特殊要求。2 .滚动轴承的精度有几级？其代号是什么？最常用的是哪些级？答：滚动轴承的精度分为五级，其代号是N,6,5,4,2,其精度依次从低到高。其中N级轴承应用最广，用于中等负荷，中等转速，旋转精度要求不高的一般机构中。而6级轴承用于旋转精度要求较高的机构中。3 .滚动轴承承受载荷的类型与选择配合有哪些关系？答：选择配合时，应考虑当外圈（或内圈）承受固定负荷作用时，配合应稍松，可以有不大的间隙，以便在滚动体摩擦力作用下，使外圈（或内圈）相对于外壳孔（或轴颈）表面偶尔有游动的可能，从而消除滚道的局部磨损，装拆也较方便。一般可选过渡配合或间隙配合。当内圈（外圈）承受旋转负荷时，为了防止内圈（外圈）相对于轴颈（外壳孔）打滑，引起配合表面磨损、发热，内圈与轴颈（外壳孔）的配合应较紧，一般选用过渡配合或过盈配合。受摆动负荷的内圈与轴颈（外圈与外壳孔）的配合，一般与受旋转负荷的相同或稍松。