互换性课后作业及答案.docx
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互换性课后作业及答案
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互换性课后作业及答案（总15页）
1.互换性的定义？
所谓互换性，是指机械产品中同一规格的一批零件或部件，任取其中一件，不需作任何挑选、调整或辅助加工（如钳工修配）就能进行装配，并能保证满足机械产品的使用性能需求的一种特性
2.互换性的种类？
按互换性的程度可分为完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互换）
3.互换性的作用？
从使用上看，由于零件具有互换性，零件坏了，可以以新换旧，方便维修，从而提高及机器的利用率和延长机器的使用寿命。
从制造上看，互换性是组织专业化协作生产的重要基础，而专业化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，降低生产成本。
从设计上看，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（CAD），这对发展系列产品十分重要。
4.何谓公差它包含哪些内容
零件几何参数这种允许的变动量称为公差,包括尺寸公差，形状公差，位置公差，跳动公差等。
5.何谓检测，它的用途？
检测是有检验和测量组成的：
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。
检测不仅用来评定产品质量，而且用于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？
标准一般是指技术标准，它是指对产品和工程的技术质量、规格及其检验方法等方面所作的技术规定，是从事生产、建设工作的一种共同技术依据。
标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过指定、发布和实施标准达到统一，以获得最佳只需和社会效益的全部活动过程。
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
1.极限与配合的概念。
为使零件具有互换性，必须保证零件的尺寸、几何形状和相互位置一级表面特征技术要求的一致性。
就尺寸而言，互换性要求尺寸的一致性，但并不是要求零件都准确的制成一个指定的尺寸，而只要求尺寸在某一合理的范畴内：
对于互相结合的零件，这个范围既要保证互相结合的尺寸之间形成一定的关系，以满足不同的使用要求，又要在制造上是经济合理的，这样就形成了“极限和配合”的概念
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
尺寸的定义：
以特定单位表示线性尺寸值的数值。
基本尺寸：
由图样规范确定的理想形状要素的尺寸。
极限尺寸：
极限尺寸是指尺寸要素允许的尺寸的两个极端。
作用尺寸的定义
：
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孔的尺寸成为轴的作用尺寸。
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于极限尺寸且使其具有实体最小的状态为MMC；确定要素最小实体状态的状态下的极限尺寸为MMS。
4.极限尺寸判定原则。
（泰勒原则）
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
偏差：
某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差；
公差：
允许尺寸的变动量；
公差带图：
公差带图的图解表示，由零线和公差带组成；标准公差：
极限与配合制中所规定的任一公差；
基本公差：
在极限与配合制度中，确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。
他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、过渡配合的定义
公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
根据孔和轴公差带之间的关系不同，配合分为三大类。
间隙配合：
孔公差带在轴公差带之上。
过渡配合：
孔公差带与轴公差带重叠。
过盈配合：
孔公差带在轴公差带之下。
1.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。
国家标准中规定有基孔制配合和基轴制配合。
2.基本偏差？
基本偏差是一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴公差带形成各种配合的一种制度。
3.在极限与配合制中，公差带的选用原则？
在满足使用要求的前提下，尽量选用较低的公差等级。
4.线性尺寸一般公差的概念？
线性尺寸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。
（√）
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。
.试根据题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
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
+
+
轴φ60
φ60
+
+
孔φ30
φ30
轴φ50
φ50
+
根据题表中的已知数据，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
0．039
+
+
+
间隙
φ25
0
－
－
过盈
φ80
+
0
+
－
过渡
查表确定下列公差带的极限偏差
⑴φ25f7（
）⑵φ60d8（
）⑶φ50k6（
）⑷φ40m5（
）
⑸φ50D9（
）⑹φ40P7（
）⑺φ30M7（
）⑻φ80JS8（±）
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
1.公差原则的概念？
公差原则是确定零件的形状、位置公差和尺寸公差之间相互关系的原则。
它分为独立原则和相关要求。
公差原则的国家标准包括GB/T4249-2009和GB/T16671-2009
2.独立原则的概念？
独立原则是指图样上给定的各个尺寸和几何形状、方向或位置要求都是独立的，应该分别满足格子的要求。
3.包容要求的定义？
包容要求是被测实际要素处处不得超越最大实体边界的一种要求。
它只适用于单一尺寸要素（圆柱面、两平行平面）的尺寸公差与几何公差之间的关系。
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B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㎜，则允许该轴线对基准中心平面的偏离量为B。
A．㎜B．㎜C．㎜
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解释题图中各项几何公差标注的含义，填在题表中
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
连杆轴颈圆柱面的圆柱度公差为
②
圆跳动
同心圆环
半径差
圆锥面对主轴颈公共轴线的径向圆跳动公差为
③
对称度
与基准对称分布的两平行平面
距离
键槽中心平面对圆锥轴线的对称度公差为
④
圆柱度
同心圆柱
半径差
两处主轴颈圆柱面的圆柱度公差为
⑤
圆跳动
同心圆环
半径差
两处主轴颈圆柱面对两端中心孔公共轴线的径向圆跳动公差为
⑥
平行度
圆柱体
直径φ
连杆轴颈轴线对主轴颈公共轴线的平行度公差为φ
将下列各项几何公差要求标注在题图上。
⑴φ40-
mm圆柱面对2×φ25-
mm公共轴线的圆跳动公差为；
⑵2×φ25-
mm轴颈的圆度公差为；
⑶φ40-
mm左右端面对2×φ25-
mm公共轴线的端面圆跳动公差为；
⑷键槽10-
中心平面对φ40-
mm轴线的对称度公差为。
将下列各项几何公差要求标注在题图上。
⑴φ5
mm孔的圆度公差为，圆柱度公差；
⑵B面的平面度公差为，B面对φ5
mm孔轴线的端面圆跳动公差为，B面对C面的平行度公差为；
⑶平面F对φ5
孔轴线的端面圆跳动公差为；
⑷φ18
mm的外圆柱面轴线对φ5
mm孔轴线的同轴度公差为；
⑸90°30″密封锥面G的圆度公差为，G面的轴线对φ5
mm孔轴线的同轴度公差为；
⑹φ12
mm外圆柱面轴线对φ5
mm孔轴线的同轴度公差为。
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.几何要素按不同角度的分类？
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，它主要包含哪三项？
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。
定向公差有平行度、垂直度和倾斜度三项。
7.定位公差的定义，它主要包含哪三项？
定位公差是关联实际要素对基准在位置上所允许的变动全量。
定位公差有同轴度、对称度和位置度三项。
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（理想）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。
（√）
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。
1表面粗糙度的定义在机械加工过程中，由于刀具或砂轮切削后遗留的刀痕、切削过程中切屑分离时的塑性变形，以及机床的振动等原因，会使被加工零件的表面存在一定的几何形状误差。
其中造成零件表面的凹凸不平，形成微观几何形状误差的较小间距（通常波距小于1mm）的峰谷，称为表面粗糙度。
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）对耐磨性的影响有表面粗糙度的两个零件，当它们接触并产生相对运动时只是一些峰顶间的接触，从而减少了接触面积，比压增大，使磨损加剧。
零件越粗糙，阻力就越大，零件磨损也越快。
（2）对配合性质的影响对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时易被挤平，实际有效过盈减小，致使连接强度降低。
因此，表面粗糙度影响配合性质的可靠性和稳定性。
（3）对抗疲劳强度的影响零件表面越粗糙，凹痕越深，波谷的曲率半径也越小，对应力集中越敏感。
特别是当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。
（4）对接触刚度的影响由于两表面接触时，实际接触面仅为理想接触面积的一部分。
零件表面越粗糙，实际接触面积就愈小，单位面积压力增大，零件表面局部变形必然增大，接触刚度降低，影响零件的工作精度和抗震性。
（5）对抗腐蚀性的影响粗糙的表面，易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。
因此，提高零件表面粗糙度的质量，可以增强其抗腐蚀的能力。
此外，表面粗糙度大小还对零件结合的密封性，对流体流动的阻力，对机器、仪器的外观质量及测量精度等都有很大影响。
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。
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.轮齿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。
3.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F”，和一齿径向综合偏差f”i；。
一般是在齿轮双啮仪上测量。
径向跳动（Fr）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。
4.齿厚偏差及齿侧间隙有哪些并简述？
齿厚偏差（Esn）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。
5.齿轮精度设计主要包括四个方面并简述？
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：
（1）齿轮的精度等级，齿轮的切齿工艺。
（2）齿轮的生产批量。
（3）齿轮的尺寸大小和结构。
（4）齿轮的检测设备情况。
④齿坯及箱体精度的确定
齿轮传动的四项使用要求是什么？
1.传递运动的准确性；2.传递运动的平稳性；3.载荷分布的均匀性；4.传动侧隙的合理性。
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