互换性与技术测量基础作业整理.docx
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互换性与技术测量基础作业整理
绪论
1.互换性的定义？
机械产品中同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选调整或附加修配（如钳工修理）就能进行装配，并能保证满足机械产品的使用性能要求的一种特性。
2.互换性的种类
1）就程度而言·，可分为完全互换与不完全互换。
2）对于标准部件或机构来说，互换性又分为外互换与内互换。
3.互换性的作用？
1）从使用上来看，零件可以以旧换新，从而提高了机器的利用率并延长机器的使用寿命。
2）从制造上看，互换性是组织协调的重要基础，而专业生产有利于采用高科技和高生产率的先进工艺和装备，从而提高生产率，提高产品质量，减低生产成本。
3）从设计上来看，可以简化制图、计算工作，缩短设计周期，并便于采用计算机辅助设计，这对发展系列产品十分重要。
4.何谓公差？
他包含哪些内容？
1）公差是指允许的，最大极限尺寸减最小极限尺寸之差的绝对值的大小，或允许的上偏差减下偏差之差大小。
2）尺寸公差、形状公差、位置公差等。
5.何谓检测？
它的用途？
1）检测包含检验和测量。
检验是指确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并判断其是否合格；测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。
2）用于评定产品质量，分析产生不合格品的原因，及时调整生产，监督工艺过程，预防废品产生。
6.何谓标准和标准化？
1）标准为在一定范围内活动最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。
2）标准化是指在经济、技术、科学和管理等社会实践中，对重复性的事物和概念，通过制订、发布和实施标准达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。
7.何谓优先数系？
优先数系，就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的科学数值制度
第一章极限与配合
1.极限与配合的概念？
对于相互结合的零件，其被要求的合理尺寸既要保证相互结合的尺寸之间形成一定的关系，以满足不同的使用要求，又要在制造的基础上是经济合理的。
2.尺寸的定义？
基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、作用尺寸的定义？
尺寸是用特定单位表示线性尺寸值的数值；
基本尺寸是由样图规范确定的理想形状要素的尺寸；
极限尺寸是指要素允许的尺寸的两个极端；
在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸称为孔的作用尺寸，与实际轴外接的最小理想尺寸称为轴的作用尺寸。
3.最大实体状态（mmc）与最大实体尺寸（mms）？
假定提取组成要素的局部尺寸处处位于极限尺寸且使其具有实体最大时的状态称为最大实体状态；
确定要素最大实体状态的状态下的极限尺寸称为最大实体尺寸。
4.极限尺寸判断原则（泰勒原则）？
孔或轴的作用尺寸不允许超过其最大实体尺寸，且在任何位置上的提取要素的局部尺寸不允许超过其最小实体尺寸。
即用极限尺寸判断原则判断合格的孔或轴，其尺寸应符合：
对于孔：
Df>=Di;Da<=Ds
对于轴：
df<=ds;da>=di
5.偏差、公差、公差带图、标准公差和基本偏差？
1）偏差是某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差；
2）公差是允许尺寸的变动量，它等于上极限尺寸减下极限尺寸之差，或上极限偏差减下极限偏差值差（公差是一个没有符合的绝对值，即没有正、负值之分，也不允许为零）；
3）公差带图是公差带的图解表示，由零线和公差带组成。
由于公差或偏差的数值比公称尺寸的数值小得多，在图中不便用同一比例表示，同时为了简化，在分析有关问题时，不画出孔、轴的结构，只画出放大的孔、轴公差区域和位置，采用这种表示方法的图形，称为公差带图；
4）极限与配合制标准中所规定的（确定公差带大小的）任一个公差；
5）在极限与配合制标准中，确定公差带相对于零线位置的那个极限盘偏差。
它可以是上极限偏差或下极限偏差，一般为靠近零线的那个极限偏差。
6.配合、间隙配合、过盈配合和过渡配合的定义？
1）配合是公称尺寸相同的并且相互结合的孔或轴公差带之间的关系，根据孔和轴的公差带之间的关系不同，配合分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三大类；
2）孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，此差值为正值时为间隙，具有间隙（包括最下间隙为零）的配合称为间隙配合；
3）孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差，此差值为负值时为过盈，具有过盈（包括最小过盈为零）的配合称为过盈配合；
4）过渡配合是指可能具有间隙或过盈的配合，此时孔的公差带与轴的公差带相互交叠
7.基准制的定义？
国家标准中规定了哪两种基准制？
基准制是指以两个相配合的零件中的一个零件为基准件，并确定其公差带位置，而改变另一个零件（非基准件）的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。
基孔制，基轴制；
8.基本偏差？
基本偏差是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（体系）；
9.在极限与配合制中，公差带的选用原则？
应首先考虑优先公差带，其次是常用公差带，再次为一般用途公差带。
在满足使用要求的前提下，尽量选用较低的公差等级。
10.线性尺寸一般公差的概念？
线性尺寸的一般公差是在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。
习题一
1.1判断下列说法是否正确
1.一般来说，零件的实际尺寸愈接近公称尺寸愈好。
（√）
2.公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。
（×）
3.孔和轴的加工精度愈高，则其配合精度也愈高。
（√）
4.过渡配合的孔轴结合，由于有些可能得到间隙，有些可能得到过盈，因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。
（√）
5.若某配合的最大间隙为15μm，配合公差为41μm，则该配合一定是过渡配合。
（√）
1.2填空
1.国标规定的基本偏差孔、轴各有28个，其中H为基准孔的基本偏差代号，
其基本偏差为EI，且偏差值为0；h为基准轴的基本偏差代号，其基本偏差为es，且偏差值为0。
2.国标规定有基准孔和基准轴两种配合制度，一般应优先选用基准孔，以减少定尺寸刀具和量具的规格、数量，降低生产成本。
3.国标规定的标准公差有20级，其中最高级为IT01，最低级为IT18级，而常用的配合公差等级为IT5_—IT12。
4.配合种类分为间隙配合、过渡配合和过盈配合三大类，当相配合的孔轴需有相对运动或需经常拆装时，应选间隙配合。
1.3试根据题1.3表中的已知数据，填写表中各空格，并按适当比例绘制各孔、轴的公差带图。
题1.3表单位：
mm
尺寸标注
公称尺寸
极限尺寸
极限偏差
公差
最大
最小
上偏差
下偏差
孔φ12
φ12
12.050
12.032
+0.050
+0.032
0.018
轴φ60
φ60
60.072
60.053
+0.072
+0.053
0.019
孔φ30
φ30
29.959
29.938
-0.041
-0.062
0.021
轴φ50
φ50
50.005
49.966
+0.005
-0.034
0.039
1.4根据题1.4表中的已知数据，填写表中各空格，并按适当比例绘制各对配合的尺寸公差带图和配合公差带图。
题1.4表单位：
mm
基本尺寸
孔
轴
Xmax或Ymin
Xmin或Ymax
Xav或
Yav
Tf
配合种类
ES
EI
Th
es
Ei
TS
φ50
+0.039
0
0.039
-0.025
-0.064
0．039
+0.103
+0.025
+0.064
0.078
间隙
φ25
-0.027
-0.048
0.021
0
-0.013
0.013
-0.014
－0.048
－0.031
0.034
过盈
φ80
+0.005
-0.041
0.046
0
-0.03
0.03
+0.035
-0.041
－0.003
0.076
过渡
查表确定下列公差带的极限偏差
⑴φ25f7（
）⑵φ60d8（
）⑶φ50k6（
）⑷φ40m5（
）
⑸φ50D9（
）⑹φ40P7（
）⑺φ30M7（
）⑻φ80JS8（±0.023）
1.6查表确定下列各尺寸的公差带的代号
⑴轴φ18-
h6⑵孔φ120+
H9⑶轴φ50
e7⑷孔φ65
M8
第三章几何公差
1.形位公差的概念？
形状和位置公差简称形位公差，它是针对构成零件几何特征的点、线、面的几何形状和相互位置的误差所规定的公差。
2.几何要素按不同的角度分类？
1、按存在的状态分为理想要素和实际要素
2、按结构特征分为中心要素和轮廓要素
3、按所处地位分为基准要素和被测要素
4、按功能关系分为单一要素和关联要素
3.形状公差和形状公差带的定义？
形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。
形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域
4.形状误差及其评定准则？
形状误差是被测实际要素的形状对其理想要素的变动量。
形状误差的评定准则：
最小条件—是指被测实际要素对其理
想要素的最大变动量为最小。
5.位置公差和位置误差的含义？
位置公差是关联提取要素对基准在位置上所允许的变动全量。
位置误差是关联实际要素对理想要素的变动量，理想要素的方向或位置由基准确定
6.定向公差的定义，他主要包含哪三项？
定向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量，包括平行度、垂直度、倾斜度。
7.定位公差的定义，他主要包含哪三项？
定位公差是关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量，包括同轴度、对称度和位置度。
8.公差原则的概念
处理尺寸公差与形位公差之间关系的原则，它规定了确定尺寸（线性尺寸和角度尺寸）公差和形位公差之间相互关系的原则
9.独立原则的概念
是指图样上给定的每一个尺寸和形状、位置公差均是独立的，应分别满足要求。
因为对于绝大多数产品零件，其功能对要素的尺寸公差和形位公差的要求都是相互无关的，即遵循独立原则。
因此，遵循独立原则的尺寸和形位公差在图样上标注时，是不加任何标记的。
如果对尺寸与形状、尺寸与位置之间的相互关系有特定要求应在图样上规定
10.包容要求的定义
采用包容要求的尺寸要素,其实际轮廓应遵守最大实体边界,即其体外作用尺寸不超出其最大实体尺寸,且局部实际尺寸不超出其最小实体尺寸.采用包容原则要求的尺寸要素,应在其尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符号○E.对于孔Dfe≥DM=Dmin且Da≤DL=Dmax对于轴dfe≤dM=dmax且da≥dL=dmin
3.1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A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。
A．大于B．小于C．等于
3.4解释题3.4图中各项几何公差标注的含义，填在题3.4表中
序号
公差项目
公差带形状
公差带大小
解释（被测要素、基准要素及要求）
①
圆柱度
同心圆柱
半径差0.01
②
圆跳动
同心圆环
半径差0.025
③
对称度
与基准对称分布的两平行平面
距离0.025
④
圆柱度
同心圆柱
半径差0.006
⑤
圆跳动
同心圆环
半径差0.025
⑥
平行度
圆柱体
直径φ0.02
3.5将下列各项几何公差要求标注在题3.5图上。
⑴φ40-
mm圆柱面对2×φ25-
mm公共轴线的圆跳动公差为0.015mm；
⑵2×φ25-
mm轴颈的圆度公差为0.01mm；
⑶φ40-
mm左右端面对2×φ25-
mm公共轴线的端面圆跳动公差为0.02mm；
⑷键槽10-
中心平面对φ40-
mm轴线的对称度公差为0.015mm。
题3.5图
3.6将下列各项几何公差要求标注在题3.6图上。
⑴φ5
mm孔的圆度公差为0.004mm，圆柱度公差0.006mm；
⑵B面的平面度公差为0.008mm，B面对φ5
mm孔轴线的端面圆跳动公差为0.02mm，B面对C面的平行度公差为0.03mm；
⑶平面F对φ5
孔轴线的端面圆跳动公差为0.02mm；
⑷φ18
mm的外圆柱面轴线对φ5
mm孔轴线的同轴度公差为0.08mm；
⑸90°30″密封锥面G的圆度公差为0.0025mm，G面的轴线对φ5
mm孔轴线的同轴度公差为0.012mm；
⑹φ12
mm外圆柱面轴线对φ5
mm孔轴线的同轴度公差为0.08mm。
3.7改正题3.7图中几何公差标注的错误
第四章表面粗糙度
1、表面粗糙度的定义？
表面粗糙度是指零件加工表面上具有的由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，它是一种微观几何形状误差。
2、表面粗糙度对机械零件使用性能及其寿命的影响主要表现在哪几个方面？
（1）对耐磨性的影响；
（2）对配合性质的影响；
（3）对抗疲劳强度的影响；
（4）对接触刚度的影响；
（5）对腐蚀性的影响。
3、形状公差和形状公差带的定义？
形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。
形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域。
第七章圆柱齿轮传动的互换性
1、齿轮的加工误差有哪四种形式并简述？
（1）径向误差：
刀具与被切齿轮之间径向距离的偏差。
它是由齿坯在机床上的定位误差、刀具的径向跳动、齿坯轴或刀具轴位置的周期变动引起的。
（2）切向加工误差：
刀具与工件的展成运动遭到破坏或分度不准确而产生的加工误差。
机床运动链各构件的误差，主要是分度蜗轮副的误差，或机床分度盘和展成运动链中进给丝杠的误差，产生切向误差。
（3）轴向误差：
刀具沿工件轴向移动的误差。
它主要是由于机床导轨的不精确、齿坯轴线的歪斜所造成的，对于斜齿轮，机床运动链也有影响。
轴向误差破坏齿的纵向接触，对斜齿轮，还破坏齿高接触。
（4）齿轮刀具铲形面的误差：
它是由于刀具铲形面的近似造形，或由于其制造和刃磨误差而产生的。
此外，由于进给量和刀具切削刃数目有限，切削过程断续也会产生齿形误差。
2、齿轮传动的四项使用要求是什么？
（1）齿轮传递运动的准确性
（2）齿轮传动的平稳性
（3）载荷分布均匀性
（4）合理的齿侧间隙
3、齿轮同侧齿面偏差有哪些并简述？
（1）齿廓偏差：
实际齿廓偏离设计齿廓的量，在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。
（2）螺旋线偏差：
在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量。
4、径向综合偏差与径向跳动有哪些并简述？
径向偏差包括径向综合总偏差，和一齿径向综合偏差。
一般是在齿轮双啮仪上测量。
径向跳动齿轮径向跳动为测头（球形、圆柱形、锥形）相继置于每个齿槽内时，相对于齿轮基准轴线的最大和最小径向距离之差。
5、齿厚偏差及齿侧间隙有哪些并简述？
齿厚偏差是指在分度圆柱面上齿厚的实际值与公称值之差。
齿厚测量可用齿厚游标卡尺，也可用精度更高的光学测齿仪测量。
齿侧间隙为保证齿轮润滑、补偿齿轮的制造误差、安装误差以及热变形等造成的误差，必须在非工作面留有侧隙。
单个齿轮没有侧隙，它只有齿厚，相互啮合的轮齿的侧隙是由一对齿轮运行时的中心距以及每个齿轮的实际齿厚所控制。
国家标准规定采用“基准中心距制”，即在中心距一定的情况下，用控制轮齿的齿厚的方法获得必要的侧隙。
6、齿轮精度设计主要包括哪四个方面并简述？
（1）齿轮精度等级的确定：
选择精度等级的主要依据是齿轮的用途、使用要求和工作条件，一般有计算法和类比法。
类比法是参考同类产品的齿轮精度，结合所设计齿轮的具体要求来确定精度等级。
（2）最小侧隙和齿厚偏差的确定
（3）检验组的确定：
确定检验组就是确定检验项目，一般根据以下几方面内容来选择：
a.齿轮的精度等级，齿轮的切齿工艺。
b.齿轮的生产批量。
c.齿轮的尺寸大小和结构。
d.齿轮的检测设备情况。
（4）齿坯及箱体精度的确定
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