河南科技大学机械精度设计与检测作业.docx
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河南科技大学机械精度设计与检测作业
第2章线性尺寸精度设计
2－1判断题
1．尺寸公差就是允许尺寸的变动量。
（√）
2．尺寸偏差可用来反映尺寸精度的高低。
（×）
3．基本偏差用来决定公差带的位置。
（√）
4．孔的基本偏差为下偏差，轴的基本偏差为上偏差。
（×）
5．Φ30f7与Φ30F8的基本偏差大小相等，符号相反。
（√）
6．Φ30t7与Φ30T7的基本偏差大小相等，符号相反。
（×）
7．孔、轴公差带的相对位置反映配合精度的高低。
（×）
8．孔的实际尺寸大于轴的实际尺寸，装配时具有间隙，就属于间隙配合。
（×）
9．配合公差的数值愈小，则相互配合的孔、轴的公差等级愈高。
（√）
10．配合公差越大，配合就越松。
（×）
11．轴孔配合最大间隙为13微米，孔公差为28微米，则属于过渡配合。
（√）
12．基本偏差a～h与基准孔构成间隙配合，其中a配合最松。
（√）
13．基孔制的特点就是先加工孔，基轴制的特点就是先加工轴。
（×）
14．有相对运动的配合选用间隙配合，无相对运动的均选用过盈配合。
（×）
15．不合格的轴孔装配后，形成的实际间隙（或过盈）必然不合格。
（×）
16．优先采用基孔制是因为孔比轴难以加工。
（×）
2－2单项选择题
1．比较Φ40H7和Φ140S6的精度高低，可知。
A．两者相同B．前者精度高C．后者精度高D．无法比较
2．若孔的上极限偏差小于轴的下极限偏差，则属于。
A．间隙配合B．过盈配合C．过渡配合D．过盈配合或过渡配合
３．平均间隙为零的配合一定属于。
A．间隙配合B．过盈配合C．过渡配合D．过盈配合或过渡配合
４．在间隙配合中，轴孔配合精度高意味着 。
A．最大间隙小 B．最小间隙小 C．平均间隙小 D、最大间隙与最小间隙接近
５．不用查表可知下列配合中，配合公差数值最小的是。
A．Φ30H7／g6B．Φ30H8／g7C．Φ60H7／u6D．Φ60H7／g6
６．不用查表可知下列配合代号中，属于过渡配合的有。
A．Φ60H7/s6B．Φ60H8／d7C．Φ60M7／h7D．Φ60H9／f9
７．与Φ30H7∕r6的配合性质完全相同的配合是。
A．Φ30H7∕p6B.Φ30H7∕s6C.Φ30R7∕h6D.Φ30H8∕r6
8．下列配合应选用基孔制的有。
A．滚动轴承外圈与外壳孔B．同一轴与多孔相配，且有不同的配合性质
C．滚动轴承内圈与轴D．轴为冷拉圆钢，不需再加工
9．轴孔配合具有较高的定心精度且便于拆卸时，应选择的配合是。
A．H7∕d6B．H7∕s6C．H7∕k6D．H7∕u6
10．下列配合零件，应选用过盈配合的有。
A．传动轴上的隔离套B．传递较大转矩一般不拆卸的结合件
C．能够轴向移动的齿轮D．机床上要求定心且常拆卸的挂轮
2－3查表确定下列配合孔、轴的极限偏差，画出孔、轴公差带图，指出采用的配合制和配合种类。
（公差带图上必须标明零线、基本尺寸和极限偏差数值）
1．Φ45H6/js52.．Φ30F8/h7
3.Φ80S7/h64.Φ80H7/s6
TD
+0.0300
+0.078
Td
+0.059
0
φ80
TD
-0.048
Td
-0.019
0
φ50
-0.0780
ES=—ei+△
=—0.059+0.011=—0.048
2－4试根据表中已有的数值，计算并填写该表空格中的数值（单位为mm）。
公称
尺寸
孔
轴
Smax或
δmin
Smin或
δmax
Sav或
δav
Tf
ES
EI
TD
es
ei
Td
Φ25
-0.027
-0.048
0.021
0
-0.013
0.013
-0.014
-0.048
-0.031
0.034
Φ50
+0.039
0
0.039
-0.025
-0.064
0.039
+0.103
+0.025
+0.064
0.078
2－5有一基轴制的孔、轴配合，公称尺寸为65mm，最大间隙为28μm，孔公差为30μm，轴公差为19μm。
试计算确定孔、轴的极限偏差，配合公差，最小间隙（或最大过盈），并画出轴、孔公差带图。
2－6根据下列条件，采用基孔制（或基轴制）确定确定孔、轴的尺寸公差带和配合代号，并画出孔、轴公差带示意图（应给出必要地步骤）。
1．公称尺寸为Φ120mm,最大间隙为+110μm，最小间隙为+70μm；
2．公称尺寸为Φ45mm,最大过盈为－85μm，最小过盈为－20μm；
TD
+0.0220
-0.072
Td
-0.087
0
φ120
第4章几何精度设计
4－1判断题
1．规定圆度和同轴度公差的被测要素均为组成要素。
（×）
2．若轴的直径相同，其几何公差带的大小就相同 （×）
3．圆度公差带是两个同心圆之间的区域，且圆心在基准轴线上。
（×）
4．平面度公差带的方向和位置均可以浮动。
（√）
5．轴线对平面的垂直度公差带一定是圆柱面内的区域。
（×）
6．实际要素若存在形状误差，则对基准不一定存在位置误差。
（×）
7．同一被测要素同时给出的位置公差值一般要大于方向公差值。
（×）
8．图样标注中
mm孔，如果没有标注其圆度公差，则其圆度误差值可能大于0.021mm。
（×）
9．若轴的轴线直线度误差未超过公差值，则此轴的同轴度误差亦合格。
（×）
10 .轴向全跳动公差和平面对轴线垂直度公差两者控制的效果完全相同。
（√）
11．尺寸公差与几何公差采用独立原则时，零件加工的实际尺寸和几何误差中有一项超差，则该零件不合格。
（√）
12．极限尺寸和作用尺寸都是设计时给定的。
（×）
13．采用包容要求时，被测要素的实际轮廓必须遵守最大实体实效边界。
（×）
14．最大实体要求应用于被测要素时，则被测要素的尺寸公差可补偿给几何误差，几何误差的最大补偿值为尺寸公差。
（√）
15．采用最大实体要求的零几何公差时，被测要素不一定为中心要素。
（×）
16．可逆要求应用于最大实体要求时，当其几何误差小于给定的几何公差，允许实际尺寸超出最大实体尺寸。
（√）
4－2选择题
1．用计量器具测量零件表面上有限的点而得到的要素称为。
A、公称要素B、实际要素C、提取组成要素D、提取导出要素
2.下列尺寸中不属于尺寸要素的尺寸。
Ａ、轴的直径Ｂ、孔的直径Ｃ、平面的宽度Ｄ、键槽的宽度
3．下面属于方向公差的是
A、◎，∥B、∠，⊥C、⊥，↗D、∥，―
4．几何公差标注时，当被测要素为时，指引线箭头必须对齐尺寸线。
A、组成要素B、导出要素C、单一要素D、关联要素
5．方向公差可用来综合控制被测要素的。
A、方向误差和形状误差B、方向误差和位置误差
C、形状误差和位置误差D、形状误差、方向误差和位置误差
6．标注圆柱度公差的几何要素必须位于
A、两个同轴圆柱面之间B、与基准同轴的一个圆柱内
C、一个圆柱内D、与基准同轴的两个同轴圆柱面之间
7．标注同轴度公差的几何要素必须位于
A、一个圆柱内B、与基准同轴的一个圆柱内
C、两个同轴圆柱面之间D、与基准同轴的两个同轴圆柱面之间
8．测得某平面对基准的垂直度误差为0.04mm，则它的误差一定不大于0.04mm。
A、平面度B、倾斜度C、对称度D、平行度
9．某孔标注为
60H7（
）
，它的理想边界及边界尺寸分别是。
A、最大实体边界,
60.03B、最小实体边界,
60
C、最小实体边界,
60.03D、最大实体边界,
60
10．下列几何公差项目能够采用最大实体要求的是。
Ａ、平面度Ｂ、圆柱度Ｃ、对称度Ｄ、面轮廓度
11．跳动公差必须采用的公差原则是。
Ａ、独立原则Ｂ、包容要求Ｃ、最大实体要求Ｄ、可逆要求
12．采用可逆最大实体要求时，当几何误差小于几何公差时，允许孔的实际尺寸。
Ａ、小于最小极限尺寸Ｂ、大于最大极限尺寸
C、小于最大实体实效尺寸D、大于最小实体实效尺寸
13．对轴类零件来说，可以用 代替同轴度公差，以便于检测。
A、圆柱度 B、径向圆跳动 C、直线度 D、位置度
4－3试将下列技术要求标注在图4－1上：
（1）圆锥面a的圆度公差0.006mm；
（2）圆锥面a对φ30孔轴线的斜向圆跳动公差0.05mm；
（3）φ30孔轴线在任意方向上的直线度公差为0.02mm；
（4）φ30孔表面的圆柱度公差0.006mm；
（5）右端面b对φ30孔轴线的端面圆跳动公差为0.02mm；
（6）左端面c对右端面b的平行度公差为0.03mm；
（7）轮毂槽8±0.018的中心面对φ30孔轴线的对称度公差为0.04mm。
图4-1
（略）
4－4将下列几何公差要求标注在图4－2上
（1）底面的平面度公差为0.015mm；
（2）φ50孔轴线对φ30孔轴线的同轴度公差为0.02mm；
（3）φ30孔和φ50孔的公共轴线对底面的平行度公差为0.04mm。
4－5．改正图4－3中左图标注的错误，将其直接注在右图上（不得改变几何公差项目）。
4－6。
试比较图4－4中垂直度公差带与位置度公差带的大小、形状、方向和位置上的异同。
图4－4
答：
相同点：
公差带均为直径0.05且垂直于基准面A的圆柱面内，即公差带大小、形状、方向均相同；
不同点：
公差带位置不同，垂直度公差带可在
的尺寸公差带内浮动，而位置度公差带的位置由理论正确尺寸相对基准确定，不可浮动。
4－7．根据图4－5的标注，填写下表内容。
（a）（b）（c）
图号
a
b
c
最大实体尺寸（mm）
φ40
φ40
φ80.04
最小实体尺寸（mm）
39.975
φ40.025
φ80.01
所用公差原则
包容要求
最大实体要求
可逆最大实体要求
理想边界名称
最大实体边界
最大实体实效边界
最大实体实效边界
理想边界尺寸（mm）
φ40
φ39.99
φ80.07
MMC时的形位公差（mm）
0
0.01
0.03
LMC时的形位公差（mm）
0.01
0.035
0.06
实际尺寸合格范围（mm）
φ40-39.975
φ40-40.025
φ80.01-80.07
4－8根据图4－6的标注，回答下列问题：
（1）指出被测要素遵守的公差原则。
（2）求出单一要素的最大实体实效尺寸，关联要素的最大实体实效尺寸。
（3）分别指出直线度公差和垂直度公差的给出值和最大允许值。
（4）若被测要素实际尺寸皆为φ20mm，允许垂直度误差是多大？
（5）试对直线度公差框格标注进行修改，使之满足可逆最大实体要求，并说明当加工后直线度误差分别为Ф0.01、Ф0.005、Ф0时，轴的实际直径合格范围。
（1）采用最大实体要求
（2）单一要素：
dMV=20.03+0.01=Ф20.04
关联要素：
dMV=20.03+0.04=Ф20.07
（3）直线度公差：
给出值：
Ф0.01
最大值：
0.01+0.05=Ф0.06
直线度公差：
给出值：
Ф0.04
最大值：
0.04+0.05=Ф0.09
（4）若被测要素实际尺寸皆为φ20，允许垂直度误差是0.04+0.03=φ0.07
（5）
轴的实际直径合格范围分别是：
直线度为Ф0.01时,da应在19.98-20.03之间
直线度为Ф0.005时,da应在19.98-20.035之间
直线度为Ф0.1时,da应在19.98-20.04之间
图7－1
第10章圆柱齿轮传动的精度设计
7－1判断题
1．任何齿轮传动都应具有运动精度、平稳性精度、接触精度以及合理齿侧间隙的要求。
（）
2．齿轮精度等级越高，齿侧间隙应越小。
（）
3．齿轮长周期误差主要影响运动精度，短周期误差主要影响平稳性精度。
（）
4．单个齿距偏差和齿距累积总偏差均用于评定齿轮的运动精度。
（）
5．齿廓总偏差不仅影响工作平稳性，也影响齿面载荷分布的均匀性。
（）
6．螺旋线偏差主要影响齿面载荷分布的均匀性。
（）
7．直齿圆柱齿轮不存在螺旋线偏差。
（）
8．具有径向跳动的齿轮不一定存在径向综合偏差。
（）
9．径向综合总偏差中一定包含一齿径向综合偏差。
（）
10．齿厚偏差将影响侧隙的大小。
（）
11．公法线长度极限偏差偏差应符合国家标准的规定。
（）
7－2.选择填空（从括弧中选择一个正确的答案，将它写在横线上）
1．对于精密机床的分度齿轮，主要精度要求是（运动精度，平稳性精度，接触精度）。
2．对于矿山机械中的低速重载齿轮，主要精度要求是（运动精度，平稳性精度，接触精度）。
3．生产中保证侧隙的常用方法是（减薄齿厚，增大中心距，采用变位齿轮）。
4．影响齿轮传递运动准确性的偏差项目有（一齿径向综合偏差，齿轮径向跳动，公法线长度偏差，齿廓总偏差）。
5．影响齿轮载荷分布均匀性的偏差项目有（单个齿距偏差；径向综合总偏差，齿轮径向跳动，公法线长度偏差，螺旋线总偏差）。
6．齿轮副的轴线若不平行，将会影响到齿轮的（运动精度，平稳性精度，接触精度）。
7．按类比法确定齿轮传动平稳性的精度等级时，应主要考虑齿轮的（侧隙大小，润滑方式，圆周速度，转角误差）。
8．盘形齿轮的基准轴线是指（内孔，齿顶圆，齿根圆，基圆）的中心线。
7－3某减速器中的直齿圆柱齿轮，齿数z=60，模数m=3mm，压力角α=20°，变位系数为零，齿宽b=40mm，传递功率为3kW，转速n=480r/min。
试确定该齿轮的精度等级。
若测得齿距累积总偏差为0.06mm，是否达到对应精度的要求。
7－4一对渐开线直齿圆柱齿轮，m＝4mm，z1＝30，z2＝90，b＝30mm，6级精度。
试计算该齿轮的分度圆直径，查表确定主要精度评定项目的公差或极限偏差值，填入下表中。
项目
代号
小齿轮（z1=30）
大齿轮（z2=90）
齿距累积总公差
Fp
单个齿距极限偏差
fpt
齿廓总公差
Fα
螺旋线总公差
Fβ
径向综合总公差
Fi″
一齿径向综合公差
fi″
径向跳动公差
Fr
7－5某减速器中相互啮合的两个直齿圆柱齿轮的模数m=4mm，压力角α=20°，变位系数为零，齿数分别为z1=30和z2=96，齿宽分别为b1=75mm和b2=70mm，基准孔直径分别为d1=Ф40mm和d2=Ф55mm。
两齿轮的精度均为8－7－7GB/T10095.1，试确定：
①大齿轮的精度评定指标的公差或极限偏差；
②大齿轮齿厚的极限偏差；
③大齿轮的公称公法线长度及极限偏差及相应的跨齿数；
④大齿轮的齿坯公差[包括齿轮轮毂键槽（b=16mm）的尺寸公差、几何公差和粗糙度]；
⑤．大齿轮各个表面的表面粗糙度轮廓幅度参数及其允许值；
⑥．将上述技术要求标注在齿轮图上。
第十一章几何量检测基础
11－1判断题
1．零件尺寸是否合格，应对其进行检定。
（×）
2．量块按等使用为实际值，所以精度更高。
（√）
3．使用的量块数越多，组合出的尺寸准确度越低（√）
4．只要检定量块用的仪器精度足够高，3级量块也可以检定为1等量块。
（×）
5．选择较大的测量力，有利于提高测量的精确度和灵敏度。
（×）
6．0~25mm千分尺的示值范围和测量范围是一样的。
（√）
7．高精度测量仪器的分度值都很小，可见测量精度取决与仪器的分度值。
（×）
8．测量结果中产生随机误差是不可避免的，但可以对其进行修正。
（×）
9．用多次测量的算术平均值表示测量结果，可以减少随机误差的影响。
（√）
10．采用间接测量是提高测量精度的有效方法。
（×）
11－2.选择填空（从括弧中选择一个正确的答案，将它写在横线上）
1．某量块标称尺寸为20mm,修正值为+0.001mm,则该量块的实际尺寸为mm（20，19.999，20.001）。
2．关于量块的概念，正确的说法是（量块的级是根据测量精度划分的，量块按等使用不包含测量误差，量块按级使用不包含制造误差，量块按等使用比按级使用精度高）。
3．用千分尺测量40mm的标准量，读数为40.01mm，当用该千分尺测量工件时，产生的系统误差为（＋0.01mm,－0.01mm）；若用该千分尺测得工件尺寸为40.25mm，则该工件的实际尺寸应为（40.26mm，40.24mm）。
4．在相同条件下对一被测量进行重复测量，若测得值彼此很接近但与真值相差较大，则说明该测量方法（随机误差大系统误差小，系统误差大随机误差小）。
5．若单次测量的标准不确定度为0.006mm，则4次测量的平均值的标准不确定度为mm（0.006mm，0.003mm，0.0015mm）
6．用多次重复测量值求得的标准差称为（标准不确定度，合成标准不确定度，扩展不确定度），通常取标准差的2倍作为（标准不确定度，合成标准不确定度，扩展不确定度）。
11－3．举例说明直接测量与间接测量的区别。
答：
直接测量时，不需利用函数关系换算，计量器具的读数即为被测量。
如用游标卡尺测量轴颈等。
间接测量是通过测量与被测量有函数关系的其他几何量，通过计算得到被测量。
如用弓高弦长发现测量等。
11－４用立式光学比较仪测量基本尺寸为φ30mm的轴颈，用标称尺寸为30mm的量块调零后，测量轴颈时的示值为+10μm，若量块实际尺寸为29.998mm，试求被测轴颈的实际尺寸。
答：
30.008
11－５在某仪器上对轴尺寸进行10次等精度测量，得到数据如下：
25.004、25.004、25.008、25.010、25.007、25.008、25.007、25.006、25.008、25.008mm。
若已知在测量过程中不存在系统误差，试求算术平均值和标准差，判断是否存在粗大误差，并用第一次测得值及所有测得值的算术平均值表示测量结果。
+1，-3，+1，+3,0，+1,0，-1，+1，-3
标准差
＞vmax，,故无粗大误差。
算术平均值标准差
测量结果：
第一次：
25.008±U=35.008±0.004mm，k=2
平均值：
25.007±U=35.007±0.001mm,k=2
11－６参看下图，用间接测量法测量圆弧半径R，测得弓高h=12.800mm，弦长S=58.560mm，若弓高和弦长测量的标准不确定度均为0.003mm，求圆弧半径的扩展不确定度，并给出测量结果（测量中不存在系统误差）。
解:
（1）：
计算圆弧半径R
（2）：
计算圆弧半径R的测量扩展不确定度UR
（3）测量结果：
取3倍标准差作为扩展不确定度
R=39.889±0.014mm，k=2
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