1、互換性與測量基礎課后答案（修訂版）高曉康 陳與萍編第一章1-1在機械制造業中，互換性是指同一規格的機器零件（或部件）相互之間可以代換且能保證使用要求的一種特性，并且互換性對保證產品質量，提高生產率和增加經濟效益具有重要意義；如：自行車，手表，汽車等的零件都是按互換性原則制造的。1-2 a完全互換是一批零件或部件在裝配時不需分組、挑選、調整和修配，裝配后滿足預定要求。而不完全互換是零件加工好后，通過測量將零件按實際尺寸的大小分為若干組，僅同一組內零件有互換性，組與組之間不能互換。b、當裝配精度要求較高時，采用完全互換將使零件制造精度要求提高，加工困難，成本增高；而采用不完全互換，可適當降低零件的

2、制造精度，使之便于加工，成本降低。適用場合：一般來說，使用要求與制造水平，經濟效益沒有矛盾時，可采用完全互換；反之，采用不完全互換。1-3 a按標準的作用范圍來分，標準可分為國際標準，區域標準，國家標準、行業標準、地方標準。b按標準的性質來分，標準可分為技術標準和管理標準c按標準化對象來分，標準可分為：基礎標準，產品標準，方法標準，安全和環境保護標準。標準化的意義：標準化是實現互換性生產的前提，是組織現代化生產的重要條件，是實現專業化生產的必要條件。1-4 優點：分檔合理，簡單易記，有利于簡化統一，便于插入與延伸，計算方便，適用性廣。 P51-5 （1）基本系列R10，公比為。 （2）派生系列

3、，公比為2 第二章2-1（1）測量的實質是將被測幾何量L與作為計量單位的標準量E進行比較，從而獲得兩者比值q的過程，即L/E=q,或L=Eq。（2）一個完整的測量過程包括被測對象，計量單位、測量方法和測量精度四個要素。2-2 省略2-3 （1） 量塊分等的依據是量塊測量的不確定度和量塊長度變動量的允許值來劃分的。量塊分級主要是根據量塊長度極限偏差±te和量塊長度變支量的最大允許值tv來劃分的。（2） 區別是：量塊按“級”使用時，是以量塊的標稱長度作為工作尺寸。該尺寸包含了量塊的制造誤差，制造誤差將被引入到測量結果中去，但固不需要加修正值，故使用較方便。量塊按“等”使用時，是以量塊欄定

4、書列出的實例中心長度作為工作尺寸的，該尺寸排除了量塊的制造誤差，只包含欄定時較小的測量誤差。量塊按“等”使用比按“級”使用的測量精度高。2-4 分度間距，分度值，示值范圍，測量范圍，示值誤差，修正值等。2-5測量誤差的方要來源： a、計量器具誤差；b、標準件誤差； c、測量方法誤差； d、測量環境誤差； e、人員誤差。2-6 p192-7 （1） 36.375 所需尺寸 1.005 第一塊量塊的尺寸1.370 第二塊量塊的尺寸4.000 第三塊量塊的尺寸 30.000 第四塊量塊的尺寸 即36.375mm=(1.005+1.37+4+30)mm。 （2） 48.980 所需尺寸1.48 第一塊

5、量塊的尺寸7.5 第二塊量塊的尺寸 40 第三塊量塊的尺寸 即 48.980mm=1.005+7.5+40)mm (3) 43.625 所需尺寸1.005 第一塊量塊的尺寸1.02 第二塊量塊的尺寸1.6 第三塊量塊的尺寸40 第四塊量塊的尺寸即43.625mm=(1.005+1.02+1.6+40)mm2-8解: 工件的實際尺寸為:20+(-0.002)=19.998mm2-9因示值誤差為+0.02mm,則其修值為-0.02mm。修正后的測量結果是：15.85+(-0.02)=15.83mm。2-10由相對誤差計算公式=×100%得： 1=×100%=×100%

6、=0.008% 2=×100%=×100%=0.0075% 因為 1>2 所以 第二種方法測量精度高。 2-11 參照p29例題2-2第三章3-1 （1）錯（2）錯（3）對（4）對（5）錯（6）錯（7）對（8）對（9）錯3-2 （1）基孔制配合是指基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。而基軸制配合是指基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。（2）因為國家標準規定的20個公差等級的標準公差和28個基本偏差可組合成543個孔公差帶和544個軸公差帶。這么多公差帶可相互組成近30萬種配合。為了簡化

7、和統一，以利于互換，并盡可能減少定值刀具、量具的品種和規格，無需將孔軸公差帶同時變動，只要固定一個，變更另一個，便可滿足不同使用性能要求的配合，且獲得良好的技術經濟效益。因此，國家標準對孔與軸公差帶之間的相互位置關系，規定了兩種基準制，即基孔制和基軸制。（3）因為采用基孔制可以減少定值刀、量具的規格數目，有利于刀量具的標準化、系列化，因而經濟合理，使用方便，能以廣泛采用基孔制配合。（4）選擇基軸制配合的情況如下：a、由冷拉棒材制造的零件，其配合表面不經切削加工；b、與標準件相配合的孔或軸；c、同一根軸上（基本尺寸相同）與幾個零件孔配合，且有不同的配合性質。3-3 查表解算下表各題，并填入空格內

8、。項目配合代號基準制配合性質公差代號公差等級公差(µm)極限偏差極限尺寸間隙過盈Xav或YavTf上下最大最小最大最小最大最小Ø30基軸制過盈配合孔P7IT721-14-35略-0.018軸 h6IT6130-13略Ø20基軸制過渡配合孔K7IT721+6-15略+0.002軸h6IT6130-13略Ø25基孔制間隙配合孔H8IT833+330略+0.047軸f7IT721-20-41略3-4省略 3-5 （1）由Th=es-ei得 Th1=es1-ei1=+0.105-(+0.075)=0.030mm查表3-2得：軸的公差系級為IT7。 （2）由Th=

9、es-ei得 Th2=es2-ei2=(-0.105)-(-0.044)=0.029mm查表3-2得：軸的公差系級為IT6。 （3）由Th=es-ei得 Th3=es3-ei3=0-(-0.022)=0.022mm查表3-2得：軸的公差系級為IT8。由此觀之，第二根軸精度最高，第三根軸軸精度最低。3-6根據下表給出的數據求空格中應有的數據，并填入空格內基本尺寸孔軸Xmax或YmaxXmin或YminXav或YavTfESEITheseiTsØ25+0.01300.013-0.040-0.0610.021+0.074+0.040+0.0570.034Ø14+0.01900.0

10、19+0.012+0.0020.010+0.017-0.012+0.00250.029Ø45-0.025-0.0500.0250-0.0160.016-0.009-0.050-0.02950.0413-7（1）基本偏差es=0 基本偏差代號為h，Ts=es-ei=0-(-0.011)=0.011mm=11um查表3-2得：公差等級為IT6 故公差帶代號為h6。 (2) 基本偏差EI=0 基本偏差代號為H，Th=ES-EI=+0.087-0=0.087mm=87um查表3-2得：公差等級為IT9 故公差帶代號為H9。 (3) 基本偏差es=-0.050 查表3-3得基本偏差代號為e，T

11、s=es-ei=-0.050-(-0.075)=0.025mm=25um查表3-2得：公差等級為IT7 故公差帶代號為e7。 (4) 基本偏差ES=+0.005 查表3-4得基本偏差代號為M，Th=ES-EI=+0.005-(-0.041)=0.046mm=46um查表3-2得：公差等級為IT8 故公差帶代號為M8。3-8省略3-9已知基本尺寸為ø40的一對孔、軸配合，要求其配合間隙為41116，試確定孔與軸的配合代號，并畫出公差帶圖。解：（1）選擇基淮制 因為沒有特殊要求，所以選用基孔制配合，基孔制配合EI=0。 （2）選擇孔，軸公差等級 由式（3-10）得，Tf=Th+Ts=Xm

12、ax-Xmin,根據使用要求，配合公差Tf´=X´max-X´min=116-41=75um,即所選孔軸公差之和Th+Ts應最接近T´f而不大于T´f。查表3-2得：孔和軸的公差等級介于IT7和IT8之間，取孔比軸大一級，故選為IT8級，Th=39um,軸為IT7級，Ts=25um,劃配合公差Tf=Th+Ts=39+25=64um小于且最接近于75um。因此滿足使要求。（3）確定孔，軸公差帶代號 因為是基孔制配合，且孔的標準公差等級為IT8級，所以孔的公差帶代號為ø40H8() 又因為是間隙配合， Xmin=EI-es=0-es=-e

13、s 由已知條件 X´min=+41um 則es´=-41um 即軸的基本偏差es應最接近于-41um。查表3-3，反軸的基本偏差不e，es=-50um, 則ei=es-Ts=-50-25=-75um 所以軸的公差帶代號為ø40e7( )mm 確定的孔與軸配合代號為 （4）驗算設計結果 Xmax=ES-ei=+0.039-(-0.075)=+0.114mm=+114um Xmin=EI-es=+0-(-0.050)=+0.050mm=+50um 它們介于41116之間，設計合適。 畫出公差帶圖如下： 3-11用通用計量器具檢測ø40K7 E 孔，試確定驗收

14、極限并選擇計量器具。 解：確定安全裕度A該工件公差T=0.025mm,公差等級為IT7，A=（1/10）T，故A=0.0025mm。確定驗收極限因為此工件遵守包容原則，故其驗收極限應按方式一（內縮的驗收極限）來確定。上驗收極限=最大極限尺寸減去-A下驗收極限=最小極限尺寸加工+A因40K7的基本偏差上偏差ES=-2+9=+7m（表3-4）即EI=ES-Th=+7-25=-18m40K7()故上驗收極限=40+（+0.007）-0.0025=40.0045mm 下驗收極限=40+（-0.018）+0.0025=39.9845mm選擇計量器具查表3-14，優先選用工檔，計量器具不確定度允許值工檔u

15、=2.3m=0.0023mm。查表3-16，分度值為0.002的比較儀的測量不確定度為0.0018mm,因為u1< u1又最接近所以，選用分度值為0.002的比較儀符合工檔要求。3-12 省略第四章2、根據圖4-159中曲軸的形位公差標注，用填表4-28的形式說明圖中各項形位公差的含義。各項形位公差的公差帶形狀可以畫在表的外面。 圖4-159 曲軸的形位公差的標注表4-28 曲軸形位公差含義的填寫公差框格特征項目被測要素公差值基準公差帶符號名稱有無基準要素形狀大小基準如何對稱度鍵槽對稱面0.025有d1軸線兩平行平面寬度對稱于基準圓跳動圓錐面0.025有A-B同心圓錐i環半徑差同軸圓柱度

16、曲軸0.01無同軸圓柱半徑差平行度曲軸軸線0.002有A-B圓柱直徑平行圓跳動中心孔連線0.025有C-D圓環半徑差同心圓柱度右端軸0.006無同軸圓柱半徑差 4、在不改變形位公差特征項目的前提下，改正圖4-161中的形位公差標注錯誤（按改正后的答案重新畫圖，重新標注）。 圖4-161 形位公差標注錯誤（略）答：4-7 試述形位公差帶與尺寸公差帶的異同點。答：形位公差帶與尺寸公差帶的相同點是公差帶的公能是相同的。形位公差帶是限制實際要素變動的區域；尺寸公差帶是限制實際尺寸變動的區域。只有零件的實際尺寸或實際要素位于其公差帶內，才是合格的，否則是不合格的。形位公差帶與尺寸公差帶的不同點是：（1）

17、 形位公差帶通常是空間區域，尺寸公差帶是平面區域。（2） 形位公差帶由四個要素（形狀、大小、方向、位置）組成，尺寸公差帶由兩個要素（位置、大小）組成。4-8徑向圓跳動與同軸度、端面跳動與端面垂直度有那些關系？答：徑向圓跳動與同軸度的關系：對徑向圓跳動，被測要素是圓柱表面；對同軸度，被測要素是圓柱面的軸線。兩者之間的關系可以這樣來分析，同一測量面內的徑向圓跳動主要來自該測量截面內的同軸度誤差和圓度誤差。若截面輪廓線為一理想圓，則徑向圓跳動主要由同軸度誤差引起。若該被測截面沒有同軸度誤差，則徑向圓跳動主要由圓度誤差引起。由此可見，存在同軸度誤差，必然存在徑向圓跳動，而存在徑向圓跳動并不能說明一定有

18、同軸度誤差。徑向圓跳動公差能綜合控制同軸度誤差和圓度誤差。 端面圓跳動與端面垂直度的關系：端面圓跳動與端面垂直度的被測要素都是端面，基準都是軸心線。二者都可控制回轉體端面形位誤差，但控制效果不盡一樣。端面圓跳動控制端面的被測圓周上各沿軸向的位置誤差，不能控制整個被測端面的垂直度誤差和平面度誤差。垂直度公差可以綜合控制整個被測端面對基準軸線的垂直度誤差和平面度誤差。由此可見，被測端面存在圓跳動誤差，必然存在垂直度誤差，反之，存在垂直度或平面度誤差，不一定存在圓跳動誤差。4-9 試述徑向全跳動公差帶與圓柱度公差帶、端面跳全動公差帶與回轉體端面垂直度公差帶的異同點。答：徑向全跳動公差帶與圓柱度公差帶形狀相同，區別在于徑向全跳動公差帶必須與基準軸線同軸，位置是固定的。而圓柱度公差帶的軸線則與其它無關，位置浮動。端面全跳動