《互换性与测量技术》(习题答案).docx
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1、第 1章 绪论一、填空题1. 几何参数互换性 功能互换性2. 完全互换 不完全互换 不完全互换3. 误差 检测4. 根底标准 产品标准 方法标准 安全和环境保护标准5. R5R10R20R40先疏后密 R80参数分级很细或根本系列中的优先数不能适应实际状况二、选择题1. ABCD2AB3B三、推断题1 2 3 4四、问答题1. 什么是互换性?互换性在机械设计与制造中的意义如何?答:互换性是指在同一规格的一批零件或部件中,任取其一,不需任何选择、调整或修配如钳工修理就能装在机器上,到达规定的性能要求。互换性给产品的设计、制造、使用和修理都带来了很大的便利。(1) 设计方面从设计方面看,由于承受按
2、互换性原则设计和生产的标准零件和部件,可以简少绘图、计算等设计工作量,缩短设计周期,提高设计的牢靠性,有利于产品的多样化和计算机关心设计。(2) 制造方面从制造方面看,互换性有利于组织大规模专业化生产,有利于承受先进的工艺和高效的专用设备,有利于实现加工和装配过程的机械化、自动化。(3) 使用和修理方面互换性与测量技术从使用和修理方面看,具有互换性的零部件在磨损或损坏后可以准时更换,因而削减了机器的修理时间和费用,可保证机器工作的连续性和长久性,提高了机器的使用价值。因此,互换性对保证产品质量、提高生产率、降低产品本钱、降低劳动强度等方面均具有重要意义,它已成为现代机械制造业中一个普遍遵循的原
3、则。2. 完全互换和不完全互换有何区分?答:完全互换是指在零部件装配或更换时,不需要选择、调整或修配,就可以到达预定的装配精度要求。例如,常见的螺栓、螺母等标准件的互换性就属于完全互换。不完全互换是指在装配前需要将零部件预先分组或在装配时需要进展少量修配调整才 能到达装配精度的要求。例如,拖拉机、汽车的活塞销和活塞销孔装配时的分组法装配、减速机轴承盖装配时的垫片厚度调整法装配等都属于不完全互换。3. 按级别分,标准可分为哪几类?答:按级别分,我国的标准可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。从世界范围看,更高级别的标准还有国际标准和区域标准。4. 以下两列数据属于哪种优先数系?公比为
4、多少?1电动机转速r/min:375、750、1500、3000。2摇臂钻床的最大钻孔直径mm:25、40、63、80、100、125。答:1公比 q750/3751500/7503000/15002。故电动机转速数据属于优先数系的派生系列R10/3。2公比 q40/2563/4080/63100/80125/1001.25。故摇臂钻床的最大钻孔直径数据属于优先数系的根本系列R10。第 2章 测量技术根底一、填空题1. 量块标称长度 制造误差 检定后得到的实测中心长度 制造误差 测量精度高2. 量具 量规 量仪 计量装置3. 刻线间距 c分度值 i4. 等精度测量 不等精度测量5. 随机误差2
5、习题答案6. 分散程度 随机误差 随机误差二、选择题1A2C3B4A5AD6D7AB三、推断题1 2 3 4 5 6四、问答题1. 什么是测量?测量过程有哪四个要素?答:测量是指为确定被测几何量的量值而进展的试验过程,其实质是将被测几何量的量值 L 与作为计量单位的标准量 E 进展比较,从而确定其比值q 的过程,即qL/E。因此,被测几何量的量值为:LqE。一个完整的测量过程应包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四个要素。 测量对象:本课程争论的测量对象是几何量,包括长度、角度、外表粗糙度、形位误差、螺纹及齿轮等零件的几何参数。 计量单位:我国的法定计量单位承受国际单位制。其中,长度的计
6、量单位为米m;角度的计量单位为弧度rad和度、分、秒。 测量方法:是指测量时所承受的测量原理、计量器具和测量条件的总和。 测量精度:是指测量结果与测量对象真实值的全都程度。测量结果越接近真实值, 测量精度越高;反之,测量精度越低。2. 试从 83 块一套的量块中分别组合以下尺寸:128.875mm238.935mm370.845mm 答:128.875mm28.875所需尺寸1.005第一块量块尺寸27.8701.37其次块量块尺寸26.5006.5第三块量块尺寸20.000第四块量块尺寸即 28.8751.0051.376.520238.935mm38.935所需尺寸3互换性与测量技术1.0
7、05第一块量块尺寸37.9301.43其次块量块尺寸36.5006.5第三块量块尺寸30.000第四块量块尺寸即 38.9351.0051.436.530370.845mm70.845所需尺寸1.005第一块量块尺寸69.8401.34其次块量块尺寸68.5008.5第三块量块尺寸60.000第四块量块尺寸即 70.8451.0051.348.560 3试阐述游标卡尺的刻线原理及读数方法。答:1游标卡尺的刻线原理按测量精度不同,游标卡尺的读数值有 0.1mm、0.05mm 和 0.02mm 三种。以常用的读数值 0.02mm 为例,尺身上 49mm 刚好等于游标 50 格的长度,则游标每格为
8、49/500.98mm, 尺身与游标每格相差 10.980.02mm,故其读数值为 0.02mm。2游标卡尺的读数方法用游标卡尺测量时,首先应知道游标卡尺的读数值和测量范围。游标尺的“ 0”线是读毫米的基准。读数时,要看清尺身和游标的刻线,两者结合起来读。具体读数步骤如下: 读整数读出尺身上靠近游标“0”线左边最近的刻线数值,该数值即为被测量的整数值。 读小数找出与尺身刻线相对准的游标刻线,将其挨次号乘以游标的读数值所得的积,即为被测量的小数值。推断游标上哪条刻线与尺身刻线相对准,可用下述方法:选定相邻的三条线,假设左侧 的线在尺身对应线右侧,右侧的线在尺身对应线左侧,则中间的那条线便可以认为
9、是对准了。 求和将整数值和小数值相加,所得的数值即为测量结果。4. 用两种方法分别测量两个尺寸,设它们的真值分别为:x150mm,x280mm。假设测得值分别为 50.004mm 和 80.006mm,试评定哪一种方法的测量精度较高。4习题答案答:对根本尺寸一样的几何量进展测量时,可以通过确定误差 来推断其测量精度的凹凸;但对根本尺寸不同的几何量进展测量时,就不能用确定误差 来推断其测量精度的凹凸了,而应当用相对误差 来推断。此题中为两个根本尺寸不同的几何量,其测量精度应当用相对误差 来推断。依据式27可得:e= 50.004 - 50 100% = 0.008%150e= 80.006 -
10、80 100% = 0.0075%280可以看出,根本尺寸为 80mm 的几何量的测量精度较高。5. 测量误差可分为哪几类?各自有何特征?答:按其性质和特点不同,测量误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。(1) 系统误差系统误差是指在一样测量条件下,屡次测量同一量值时,误差大小和符号均保持不变的测量误差,或当条件转变时,误差大小和符号按肯定规律变化的测量误差。其中,前者称为常值系统误差,如量块长度尺寸的误差、仪器的原理误差和制造误差等;后者称为变值系统误差,例如,温度均匀变化引起的测量误差按线性变化,百分表刻度盘与指针回转中心 不重合引起的测量误差按正弦规律周期性变化等。(2) 随机误差
11、随机误差是指在一样测量条件下,屡次测量同一量值时,误差大小和符号以不行预见的方式变化的误差。它是由于测量过程中的偶然因素和不稳定因素综合形成的,也是不行避开的,例如,测量过程中温度的波动、测量力不稳定、量仪的示值变动、读数不全都等引起的测量误差,都属于随机误差。对于某一次的测量结果,随机误差无规律可循;但假设进展屡次重复测量,随机误差的分布则听从肯定的统计规律。(3) 粗大误差粗大误差是指超出在肯定测量条件下估量的测量误差。粗大误差的特点是:其确定值较大,会明显歪曲测量结果。在正常状况下,一般不会产生粗大误差,它主要是由于测量者的疏忽大意,在测量过程中看错、读错、记错数值,或突然的冲击振动等引
12、起的。6. 对某一尺寸进展 15 次等精度测量,各次的测得值按测量挨次记录如下单位为 mm:30.457、30.458、30.458、30.457、30.467、30.457、30.458、30.46530.457、30.457、30.466、30.458、30.469、30.458、30.458假定测量过程中没有常值系统误差,试求出测量结果。答:1计算算术平均值 xx = 1 n xnii=11= 1515 xii=1= 30.460mm5i(2) 计算剩余误差 v互换性与测量技术i依据式215计算剩余误差,同时计算出v 2、nv 和niv2 ,将测得值及上述计算值i列入表 2-1 中。i
13、=1i=1表 2-1测得值及剩余误差计算表序号测得值 ximm剩余误差 vim剩余误差的平方 vi2m2130.45739230.45824330.45824430.45739530.467749630.45739730.45824830.465525930.457391030.457391130.4666361230.458241330.4699811430.458241530.45824x30.46015i=1vi= 015i=1v2i= 260(3) 推断变值系统误差依据剩余误差观看法推断,测量列中的剩余误差大体上正、负相间,无明显的变化规律, 因此,可以认为无变值系统误差。(4) 计算
14、标准偏差的估量值 依据式220可得标准偏差的估量值 为:1n -1ni=1v2i26014s = 4.31 m(5) 推断粗大误差由于 334.3112.93m,而测量列中没有大于 12.93m 的剩余误差,故依据 3 准则,可认为不存在粗大误差。(6) 计算算术平均值的标准偏差估量值s x6习题答案依据式222可得算术平均值的标准偏差估量值s x 为:n14xs = s = 4.31 = 1.11 m算术平均值的极限误差为:(7) 计算测量结果dlim( x )= 3s x= 31.11 = 0.0033mm依据式223,测量列的测量结果可表示为:x= x 3s 0x= 30.460 0.0
15、033mm第 3章 极限与协作一、填空题1. 外形误差 提取组成要素的局部尺寸 两点法2. 误差 误差 尺寸的制造精度要求 难易程度 尺寸与公称尺寸 加工难易程度3. 线性关系式 几何级数 标准公差等级系数a 与标准公差因子i 的乘积4. 根本偏差代号 对称于零线5. 基孔制协作 冷拉钢材作轴 依据构造需要和加工便利 特小尺寸的协作二、选择题1ABCD2B3D4C5A6BD7A三、推断题1 2 3 4 5 6 7二、问答题1. 按表 3-1 已给出的数值,经过计算填写空格处的数值,单位mm。表 3-1计算空格处数值公称尺寸上极限尺寸下极限尺寸上极限偏差下极限偏差公差7互换性与测量技术孔30轴5
16、5 轴6030.0200.1000.0600.0600.0400.046解:1孔30依据定义:公差是指上极限尺寸减下极限尺寸之差。可以计算上极限尺寸:Dmax30.0200.10030.120mm依据定义:上极限偏差是指上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算上极限偏差:ES30.120300.120mm依据定义:下极限偏差是指下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算下极限偏差:EI30.020300.020mm(2) 轴55依据定义:公差是指上极限偏差减下极限偏差之差。可以计算公差:hT = 0.060 - 0.040 = 0.020mm依据定义:上极限偏差是指上极限尺寸减其公称尺寸所得
17、的代数差。可计算上极限尺寸:dmax550.06055.060mm依据定义:下极限偏差是指下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算下极限尺寸:dmin550.04055.040mm(3) 轴60依据定义:公差是指上极限偏差减下极限偏差之差。可以计算下极限偏差:ei0.0600.0460.106mm依据定义:上极限偏差是指上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算上极限尺寸:dmax600.06059.940mm依据定义:下极限偏差是指下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。可计算下极限尺寸:dmin600.10659.894mm各计算结果如表 3-2 所示。表 3-2答案公称尺寸上极限尺寸下极限
18、尺寸上极限偏差下极限偏差公差孔3030.12030.0200.1200.0200.100轴5555.06055.0400.0600.0400.020轴6059.94059.8940.0600.1060.0462. 公称尺寸Dd25mm,孔的极限尺寸Dmax25.021mm,Dmin25mm;轴的极限尺寸 dmax24.980mm,dmin24.967mm。现测得孔、轴的实际组成要素分别为 Da25.010mm, da24.971mm。求孔、轴的极限偏差、实际偏差及公差,并画出孔、轴的公差带图。解:孔的极限偏差8轴的极限偏差孔的实际偏差轴的实际偏差孔的公差ESDmaxD25.021250.021
19、mm EIDminD25250esdmaxd24.980250.020mm eidmind24.967250.033mmaaE D D25.010250.010mmaae d d24.971250.029mm习题答案h轴的公差T DmaxDmin25.021250.021mmT dd24.98024.9670.013mmsmaxmin孔、轴的公差带图如图 3-1 所示。图 3-1孔、轴的公差带图3. 计算25+0.021 孔与25+0.015 轴协作的最大间隙、最大过盈及协作公差,并画出公差带0+0.002图。解:1计算最大间隙、最大过盈依据式33可得最大间隙为:XmaxESei0.0210.
20、0020.019mm依据式35可得最大过盈为:YmaxEIes00.0150.015mm(2) 画尺寸公差带图,推断协作类型画出尺寸公差带图,如图3-2 所示。可以看出,孔和轴的公差带有交叠,故为过渡协作。(3) 计算协作公差依据式39可得协作公差为:T= Xfmax- Ymax= + 0.019 - 0.015= 0.034mm9互换性与测量技术图 3-2尺寸公差带图4. 查表确定以下尺寸的公差带代号。1180轴2120+0.087 孔-0.0110350-0.050 轴465+0.005 孔-0.075-0.041解:1180轴-0.011根本偏差es0,根本偏差代号为h。Tsesei00
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