2022年互换性与测量技术基础第四版习题答案王伯平主编机械工程出版社 .pdf

互换性与测量技术基础习题参考解答（第 3 版）第二章光滑圆柱体结合的公差与配合1.孔或轴最大极限尺寸最小极限尺寸上偏差下偏差公差尺寸标注孔:109.985 9.970-0.015-0.030 0.015 10015.0030.0孔:1818.017 18+0.017 0 0.017 18017.00孔:3030.012 29.991+0.012-0.009 0.021 30012.0009.0轴:4039.95 39.888-0.050-0.112 0.062 40050.0112.0轴:6060.041 60.011+0.041+0.011 0.030 60041.0011.0轴:8585 84.978 0-0.022 0.022 850022.02.1)Xmax=0.033-(-0.098)=0.131mm Xmin=0-(-0.065)=0.065mm Tf=|0.131-0.065|=0.066mm 2)Ymax=0 0.060=-0.060mm Ymin=0.030 0.041=-0.011mm Tf=|-0.060+0.011|=0.049mm 3)Xmax=0.007-(-0.016)=0.023mm Ymax=-0.018 0=-0.018mm Tf=|0.023 (-0.018)|=0.041mm 4)Xmax=0.039-0.002=0.037mm Ymax=0 0.027=-0.027mm Tf=|0.037 (-0.027)|=0.064mm 5)Xmax=0.074 (-0.140)=0.214mm Xmin=0-(-0.030)=+0.030mm Tf=|0.214 0.030|=0.184mm 6)Xmax=0.009 (-0.019)=0.028mm Ymax=-0.021 0=-0.021mm Tf=|0.028 (-0.021)|=0.049mm 3.(1)50)(7f)(8H025.0050.0039.00Xmax=0.089mm Xmin=0.025mm 基孔制、间隙配合（2）80)(10h)(10G0120.0130.0010.0Xmax=0.250mm Xmin=0.010mm 基轴制、间隙配合（3）30)(6h)(7K0013.0006.0015.0Xmax=0.019mm Ymax=-0.015mm 基轴制、过渡配合（4）140)(8r)(8H126.0063.0063.00Ymax=-0.126mm Ymin=0mm 基孔制、过盈配合（5）180)(6u)(7H235.0210.0040.00Xmax=-0.235mm Ymin=-0.170mm 基孔制、过盈配合第 2 题（6）18)(5h)(6M0008.0004.0015.0Xmax=0.004mm Ymax=-0.015mm 基轴制、过渡配合（7）50)(6js)(7H008.0008.0025.00Xmax=0.033mm Ymax=-0.008mm 基孔制、过渡配合（8）100)(6k)(7H025.0003.0035.00Xmax=0.032mm Ymax=-0.025mm 基孔制、过渡配合（9）30)(6n)(7H028.0015.0021.00Xmax=0.006mm Ymax=-0.028mm 基孔制、过渡配合（10）50)(6h)(7K0016.0007.0018.0Xmax=0.023mm Ymax=-0.018mm 基轴制、过渡配合4.(1)60)(9h)(9D0074.0174.0100.0(2)30)(8h)(8F0033.0053.0020.0(3)50)(6k)(7H018.0002.0025.00(4)30)(6s)(7H048.0035.0021.00(5)50)(6h)(7U0016.0061.0086.05.Xmin=0.025mm,Xmax=0.066mm.配合公差Tf=|0.066 0.025|=0.041mm，Tf=Th+Ts,选基孔制.查表，孔为7 级，轴为 6 级 Th=0.025mm Ts=0.016mm 符合要求.选 40)(6f)(7H025.0041.0025.00。验算：Xmax=0.025 (-0.041)=0.066mm;Xmin=0 (-0.025)=0.025mm.符合题意。6.1）Tf=|Xmax-Xmin|=|0.086-0.020|=0.066mm,Tf=Th+Ts 查表选Th=Ts=0.033mm.8 级公差。基孔制H8,根据 Xmin查表选轴为f8，选 25)(8f)(8H020.0053.0033.00。验算 Xmax、Xmin后符合要求。（2）Tf=|Ymax-Ymin|=|0.076-(-0.035)|=0.041mm,Tf=Th+Ts查表选Th为 7 级，Ts为 6级，基孔制H7，根据 Ymin查表选轴为u6，选 40)(6u)(7H076.0060.0025.00验算 Ymax、Ymin后符合要求。(3)Tf=|Xmax-Ymax|=|0.046-(-0.032)|=0.078mm,Tf=Th+Ts查表选Ts为 7级，Th为 8 级，基轴制h7，根据 Xmax 和 Ymax查表选孔为K8，选 6 0)(7h)(8K0030.0014.0032.0。验算 Xmax、Ymax后符合要求。7.l=250(a黄铜+a玻璃)t=250(19.5 10-6+810-6)(20+50)=0.048mm,查表 50)(7f)(8H025.0050.0039.00,0.039-(-0.050)+0.048=0.137mm，0-(-0.025)+0.048=0.073mm 0.137 0.075mm,原设计50H8/f7 配合不合适。重选为：0.075-0.048=0.027mm,0.009-0.048=-0.039mm,装配时的间隙量应为-0.0390.027mm之间,选 50)(6n)(8H033.0017.0039.00验算后满足要求。8.l=295 22 (150-20)+12(100-20)10-6=0.181mm;0.04+0.181=0.221mm,0.097+0.181=0.278mm 装配间隙应为0.221 0.278mm,Tf=|Xmax-Xmax|=|0.278-0.221|=0.057mm,Tf=Th+Ts查表选孔为7 级，轴为 6 级，基孔制 H7，根据 Xmin查表选轴（活塞）为b6,选 95)(6b)(7H220.0242.0035.00。验算后基本满足要求。第四章形状和位置公差及检测1.a）公差带是距离为0.02mm 的两平行平面之间的区域；b）公差带是直径为0.02mm 的圆柱面内的区域；c）公差带是距离为0.02mm 且平行于基准A 的平行平面之间的区域。2.a）为垂直度公差，公差带与基准轴线相垂直。它的公差带相对于基准有确定的方向，并且公差带的位置可以浮动。它的公差带具有综合控制被测要素的方向和形状的职能。b）为圆跳动公差，控制与基准同轴的任一半径位置的圆柱面上的位置误差。c）为全跳动公差，控制与基准同轴的所有半径位置的圆柱面上的位置误差；跳动公差带相对于基准轴线有确定的位置，它可以综合控制被测要素的位置、方向和形状的。3.a）要求斜端面对基准轴线成60的理想方向，又要求斜端面中点在轴方向距离B 面有公差要求。b）要求斜端面对基准轴线成60的理想方向，则公差带是距离为公差值0.05mm，且与基准轴线成60角的两平行平面之间的区域。4.a）尺寸无公差而且也不是理论正确尺寸，无基准；b）无基准；c）基准符号标注位置不对；d）正确。5.第 5 题6.第 6 题7.图样序号采用的公差原则理想边界及边界尺寸（mm）允 许 最 大 形 状公差值（mm）实际尺寸合格范围（mm）a）独立20.010.0119.979 20b）包容200.02119.979 20c）包容20.00.00819.979 20d）最大实体20.010.03119.979 208.平面度误差f=|13|+|-8|=21 m20m，不合格。9.第 9 题10.第 10 题11.都采用最大实体要求。a）图被测轴线必须位于直径为0.1mm，且以相对于A、B、C|0|0+8+4-8-9-2-1-12+4-8+9 0 0-5-2+7-8+4 0+13 0 基准表面的理论正确尺寸所确定的理想位置为轴线的圆柱面内。b）图三个被测轴线公差带为三个直径为0.1mm 的圆柱，三个圆柱整体上在水平、垂直方向可在0.5mm 范围内移动，但三个圆柱在水平方向上相互间不能移动，保持理论正确尺寸。c）图为复合位置度，由两个位置度联合控制孔组的位置。上框格为四个0.1mm 的公差带，由基准A、B、C 而确定；下格框为各孔之间的进一步要求，四个0.05mm 的公差带，其几何图框仅相对于基准A 定向，因而它可在一定范围内任意移动，孔的实际轴线必须同时符合上下框格的位置要求，即只能位于0.1mm 和0.05mm 两个圆柱形公差带的重叠部分内。d）图三个被测轴线公差带为三个直径为0.1mm 的圆柱，三个圆柱整体在水平方向可在 0.5mm 范围内移动，但三个圆柱个体在水平、垂直方向上相互之间不能移动，和整体在垂直方向一样，保持理论正确尺寸。12.a）最大实体要求，理想边界尺寸为20mm，当实际尺寸为20.13mm 时，允许的垂直度误差为 0.13mm；b）最大实体要求和独立原则并用，理想边界尺寸为20mm，允许的垂直度误差为0.05mm；c）最大实体要求，理想边界尺寸为19.95mm 允许的垂直度误差为0.18mm；d）独立原则，理想边界尺寸为19.95mm，允许的垂直度误差为0.05mm。13.直线度误差数据测点序号0 1 2 3 4 5 6 7 M 测量读数（格）0+1.5-3-0.5-2+3+2+1 累积（格）0+1.5-1.5-2-4-1+1+2 D 测量读数（格）0-2+1.5+3-2.5-1-2+1 累积（格）0-2-0.5+2.5 0-1-3-2 按最小条件：M 直线度误差f=2000.02 5.75=23 m D 直线度误差f=2000.02 4.9=19.6 m 按两端点连线：M 直线度误差fm=2000.02(1.3+5.2)=26 m D 直线度误差f D=2000.02 (3.3+1.8)=20.4 m 14.直线度误差f=3000.02 4.3=25.8m，25.825 m，不合格。15.直线度误差6m，合格。平行度误差59m。5925 m，不合格。第14题第 15 题16.基准孔采用包容要求。被测孔采用最大实体要求并同时应用于被测要素和基准要素。基准孔沿中心距方向有0.04mm 的变动量，被测孔沿中心距方向有0.05mm 的变动量，位置度公差为0.5mm，所以最大中心距为45+0.04+0.05+25.0=45.34mm，最小中心距为45-0.04-0.05-25.0=44.66mm。17.基准孔采用最大实体要求。被测孔采用最大实体要求并同时应用于被测要素和基准要素。基准孔沿中心距方向有208.01.00.09mm 的变动量，被测孔沿中心距方向有21.05.00.3mm的变动量，所以最大中心距为45+0.09+0.3=45.39mm，最小中心距为45-0.09-0.3=44.61mm。第五章表面粗糙度1.IT=0.016-0.002=0.014（尺寸公差）T=0.0025（圆柱度公差）T0.17IT 属 T 0.25IT 范围Ra0.15T=0.375 m 确定 Ra值为 0.32 m 2.表面粗糙度常用的检测方法有五种：比较法、光切法、干涉法、印模法、针描法。3.形状误差属于宏观几何形状误差。一般是由机床、刀具、工件所组成的工艺系统的误差所造成的。表面粗糙度属于微观几何形状误差。指加工后，刀具在工件表面留下波峰和波长都很小的波形。第八章尺寸链1.0.10.35mm 2.a)A6=A5-(A1-A2)=24-30+16=10 ES6=0+0+0.052=+0.052 EI6=-0.084-0.043-0=-0.127 10052.0127.0mm b)A6=A2-A4=16-6=10 ES6=0-0=0 EI6=-0.043-0.048=-0.091 100091.0c)A6=A1-A4-A3=30-6-14=10 ES6=0-0+0.021=+0.021 EI6=-0.052-0.048-0.021=-0.121 10021.0121.0d)A6=A5-A3=24-14=10 ES6=0+0.021=+0.021 EI6=-0.084-0.021=-0.105 10021.0105.0b)尺寸标注中可使A6 的变动范围最小。3.(1)绘制尺寸链图如下 A1=32 A2=4 A3=20 A5A6A2A1A4A6A2A6A4A1A3A6A5A3a)b)c)d)A4=8 A0=0.04 0.15 (2)T0=A0max-A0min=0.15-0.04=0.11mm=110 m (3)A0=32-4-20-8=0 (4)aav=T0/)Di001.0Di45.0(1n1i3=110/(1.56+0.73+2.87+0.898)=110/6.058=18.1 查表 2-1 aav=18.1 接近 IT8 级（标准公差值等于25i），查表 2-4 T1=39 m T2=18m T3=33m T4=22m组成环公差之和112m，大于封闭环公差110m，要调整容易加工的组成环A4的尺寸公差，使T4=22-2=20m.（5）按向体原则确定各组成环的极限偏差，各组成环均为轴类零件，取上偏差为零 A1=320039.0 A2=40018.0 A3=200033.0 A4=80020.04.孔：50039.00轴：50025.0050.0es=-0.025-(0.010+0.002)=-0.037 ei=-0.050-(0.010-0.002)=-0.058 dmax=50-0.037=49.963mm dmin=50-0.058=49.942mm 5.(1)绘制尺寸链图（2）活塞实际长A3=11+40-(50-30)-12=19mm（3）A0为封闭环，由等精度法求组成环公差等级系数aav=T0/)Di001.0Di45.0(1n1i3=(0.4+0.4)/(1.71+1.428+1.22+1.579+1.012)=0.8/6.949=0.11512由表 2-1 查得 aav=115 时接近 IT12 级（标准公差等于160i）,由表 2-4 查各组成环的公差值T1=250mT2=210mT3=210mT4=250mT5=180m组成环公差之和1100m大于封闭环公差值800m，调整为：T1=250 mT2=(210-100)=110 mT3=(210-50)=160 mT4=(250-100)=150 mT5=(180-50)=130 m（4）按 向 体 原 则 确 定 各 组 成 环 的 极 限 偏 差：A1=500250.0mm A2=3011.00mm A3=190160.0mm A4=0150.0mm A5=130.00mm 6.（1）绘制尺寸链图A1=0165.00085.021A2=03.003.00A3=0205.001.015（2）A0=A1+A2-A3=21+0-15=6 ES0=+0.003+0.0165-0.01=0.0095 EI0=-0.003+0.0085-0.0205=-0.015 钻套壁厚尺寸变动范围6.0095 5.985mm 第 6 题第 5 题第 3 题