習題答案習題答案PAGE20PAGE20PAGE21PAGE21緒論一、填空題1．幾何參數互換性功能互換性2．完全互換不完全互換不完全互換3．誤差檢測4．基礎標準產品標準方法標準安全和環境保護標準5．R5R10R20R40先疏后密R80參數分級很細或基本系列中的優先數不能適應實際情況二、選擇題1．ABCD2．AB3．B三、判斷題1．×2．×3．√4．√四、問答題1．什么是互換性？互換性在機械設計與制造中的意義如何？答：互換性是指在同一規格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑選、調整或修配（如鉗工修理）就能裝在機器上，達到規定的性能要求。互換性給產品的設計、制造、使用和維修都帶來了很大的方便。（1）設計方面從設計方面看，由于采用按互換性原則設計和生產的標準零件和部件，可以簡少繪圖、計算等設計工作量，縮短設計周期，提高設計的可靠性，有利于產品的多樣化和計算機輔助設計。（2）制造方面從制造方面看，互換性有利于組織大規模專業化生產，有利于采用先進的工藝和高效的專用設備，有利于實現加工和裝配過程的機械化、自動化。（3）使用和維修方面從使用和維修方面看，具有互換性的零部件在磨損或損壞后可以及時更換，因而減少了機器的維修時間和費用，可保證機器工作的連續性和持久性，提高了機器的使用價值。因此，互換性對保證產品質量、提高生產率、降低產品成本、降低勞動強度等方面均具有重要意義，它已成為現代機械制造業中一個普遍遵循的原則。2．完全互換和不完全互換有何區別？答：完全互換是指在零部件裝配或更換時，不需要選擇、調整或修配，就可以達到預定的裝配精度要求。例如，常見的螺栓、螺母等標準件的互換性就屬于完全互換。不完全互換是指在裝配前需要將零部件預先分組或在裝配時需要進行少量修配調整才能達到裝配精度的要求。例如，拖拉機、汽車的活塞銷和活塞銷孔裝配時的分組法裝配、減速機軸承蓋裝配時的墊片厚度調整法裝配等都屬于不完全互換。3．按級別分，標準可分為哪幾類？答：按級別分，我國的標準可分為國家標準、行業標準、地方標準和企業標準四級。從世界范圍看，更高級別的標準還有國際標準和區域標準。4．下列兩列數據屬于哪種優先數系？公比為多少？（1）電動機轉速（r/min）：375，750，1500，3000。（2）搖臂鉆床的最大鉆孔直徑（mm）：40，50，63，80，100，125。答：（1）公比q750/3751500/7503000/15002，故電動機轉速數據屬于優先數系的派生系列R10/3。（2）公比q50/40≈63/50≈80/63≈100/80125/1001.25，故搖臂鉆床的最大鉆孔直徑數據屬于優先數系的基本系列R10。項目一極限與配合一、填空題1．兩點法2．誤差誤差尺寸的制造精度要求難易程度尺寸與公稱尺寸3．基本偏差代號對稱于零線4．基孔制配合冷拉鋼材作軸根據結構需要和加工方便特小尺寸的配合二、選擇題1．ABCD2．B3．C4．B5．A6．BD7．A三、判斷題1．×2．√3．×4．×5．×6．×二、問答題1．按表1-1已給出的數值，經過計算填寫空格處的數值，單位（mm）。表1-1計算空格處數值公稱尺寸上極限尺寸下極限尺寸上極限偏差下極限偏差公差孔3030.0200.100軸550.0600.040軸600.0600.046解：（1）孔30根據定義：公差是指上極限尺寸減下極限尺寸之差，可計算上極限尺寸：Dmax＝30.020＋0.100＝30.120(mm)根據定義：上極限偏差是指上極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數差，可計算上極限偏差：ES＝30.120－30＝＋0.120(mm)根據定義：下極限偏差是指下極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數差，可計算下極限偏差：EI＝30.020－30＝＋0.020(mm)（2）軸55根據定義：公差是指上極限偏差減下極限偏差之差，可計算公差：根據定義：上極限偏差是指上極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數差，可計算上極限尺寸：dmax＝55＋0.060＝55.060(mm)根據定義：下極限偏差是指下極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數差，可計算下極限尺寸：dmin＝55＋0.040＝55.040(mm)（3）軸60根據定義：公差是指上極限偏差減下極限偏差之差，可計算下極限偏差：ei＝－0.060－0.046＝－0.106(mm)根據定義：上極限偏差是指上極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數差，可計算上極限尺寸：dmax＝60－0.060＝59.940(mm)根據定義：下極限偏差是指下極限尺寸減其公稱尺寸所得的代數差，可計算下極限尺寸：dmin＝60－0.106＝59.894(mm)各計算結果如表1-2所示。表1-2答案公稱尺寸上極限尺寸下極限尺寸上極限偏差下極限偏差公差孔3030.12030.020＋0.120＋0.0200.100軸5555.06055.040＋0.060＋0.0400.020軸6059.94059.894－0.060－0.1060.0462．公稱尺寸，孔的極限尺寸，；軸的極限尺寸，。現測得孔、軸的實際（組成）要素分別為，。求孔、軸的極限偏差、實際偏差及公差，并畫出孔、軸的公差帶圖。解：孔的極限偏差ES＝Dmax－D＝25.021－25＝＋0.021(mm)EI＝Dmin－D＝25－25＝0軸的極限偏差es＝dmax－d＝24.980－25＝－0.020(mm)ei＝dmin－d＝24.967－25＝－0.033(mm)孔的實際偏差Ea＝Da－D＝25.010－25＝＋0.010(mm)軸的實際偏差ea＝da－d＝24.971－25＝－0.029(mm)孔的公差Th＝Dmax－Dmin＝25.021－25＝0.021(mm)軸的公差Ts＝dmax－dmin＝24.980－24.967＝0.013(mm)孔、軸的公差帶圖如圖1-1所示。圖1-1孔、軸的公差帶圖3．計算孔與軸配合的最大間隙、最大過盈及配合公差，并畫出公差帶圖。解：（1）計算最大間隙、最大過盈最大間隙為Xmax＝ES－ei＝＋0.021－0.002＝0.019(mm)最大過盈為Ymax＝EI－es＝0－0.015＝－0.015(mm)（2）畫尺寸公差帶圖，判斷配合類型畫出尺寸公差帶圖，如圖1-2所示。可以看出，孔和軸的公差帶有交疊，故為過渡配合。（3）計算配合公差配合公差為圖1-2尺寸公差帶圖4．查表確定下列尺寸的公差帶代號。（1）（軸）；（2）（孔）；（3）（軸）；（4）（孔）。解：（1）（軸）基本偏差es＝0，基本偏差代號為h。Ts＝es－ei＝0－（－0.011）＝0.011(mm)＝11(μm)查表1-2得公差等級為IT6，故公差帶代號為h6。（2）（孔）基本偏差EI＝0，基本偏差代號為H。Th＝ES－EI＝＋0.087－0＝0.087(mm)＝87(μm)查表1-2得公差等級為IT9，故公差帶代號為H9。（3）（軸）基本偏差es＝－0.050，查附表1得基本偏差代號為e。Ts＝es－ei＝－0.050－(－0.075)＝0.025(mm)＝25(μm)查表1-2得公差等級為IT7，故公差帶代號為e7。（4）（孔）因Th＝ES－EI＝＋0.005－（－0.041）＝0.046(mm)＝46(μm)查表1-2得公差等級為IT8。基本偏差ES＝＋0.005，查附表2得基本偏差代號為M。故公差帶代號為M8。5．有一配合，公稱尺寸為40mm，工作要求：，。要求選擇合適的配合代號，并對結果進行檢驗。解：（1）選擇配合制該配合屬于一般情況，應選擇基孔制。孔的基本偏差代號為H，EI＝0。（2）確定公差等級計算允許的間隙配合公差為由表1-2所示可知，IT6＝0.016mm，IT7＝0.025mm，IT8＝0.039mm。考慮到工藝等價性原則，取Th＝IT7，Ts＝IT6此時，IT7＋IT6＝0.025＋0.016＝0.041(mm)<Tf（3）確定非基準件的基本偏差軸的上極限偏差為es＝EI－Xmin＝0－0.025＝－0.025(mm)對于間隙配合，軸的基本偏差為上極限偏差。由附表1可得到軸的基本偏差代號為f，形成配合40H7/f6。（4）檢驗選擇結果可以確定此時，配合的實際極限間隙為＝ES－ei＝0.025－（－0.041）＝＋0.066(mm)＝EI－es＝0－（－0.025）＝＋0.025(mm)顯然，配合所保證的極限間隙與要求的極限間隙非常接近，完全滿足使用要求。因此，所選配合是正確的。6．如圖1-3所示為鉆孔夾具簡圖。已知：（1）配合面①和②都有定心要求，需用過盈量不大的固定連接；（2）配合面③有定心要求，在安裝和取出定位套時需軸向移動；（3）配合面④有導向要求，且鉆頭能在轉動狀態下進入鉆套。試選擇上述各配合面的配合種類，并簡述理由。1－鉆模板；2－鉆頭；3－定位套；4－鉆套；5－工件圖1-3鉆孔夾具簡圖解：題中幾種配合均為一般情況，應選擇基孔制配合。（1）由于配合面①和②都有定心要求，有較小過盈量，且配合件之間無相對運動，故根據表1-14和表1-15所示，可選擇過盈配合，非基準件的基本偏差代號為p。（2）由于配合面③有定心要求，且在安裝和取出定位套有軸向移動（只有移動），故根據表1-14和表1-15所示，可選擇間隙配合，非基準件的基本偏差為h或g。（3）由于配合面④有導向要求，且鉆頭能在轉動狀態下進入鉆套，故配合件之間存在的相對運動為轉動和移動。根據表1-14和表1-15所示，可選擇間隙配合，非基準件的基本偏差為e。項目二測量技術基礎一、填空題1．量塊標稱長度制造誤差檢定后得到的實測中心長度制造誤差測量精度高2．量具量規量儀計量裝置3．刻線間距c分度值i4．等精度測量不等精度測量5．隨機誤差6．分散程度隨機誤差隨機誤差7．塞規（孔用量規）環規（軸用量規）工作量規驗收量規校對量規二、選擇題1．A2．B3．A4．AD5．D6．AB三、判斷題1．√2．×3．×4．√5．×6．×四、問答題1．什么是測量？測量過程有哪四個要素？答：測量是指為確定被測幾何量的量值而進行的實驗過程，其實質是將被測幾何量的量值L與作為計量單位的標準量E進行比較，從而確定其比值q的過程，即。因此，被測幾何量的量值為：。一個完整的測量過程應包括測量對象、計量單位、測量方法和測量精度四個要素。測量對象：本課程研究的測量對象是幾何量，包括長度、角度、表面粗糙度、幾何誤差、螺紋及齒輪等零件的幾何參數。計量單位：我國的法定計量單位采用國際單位制。其中，長度的計量單位為米（m）；角度的計量單位為弧度（rad）和度（°）、分（′）、秒（″）。測量方法：是指測量時所采用的測量原理、計量器具和測量條件的總和。測量精度：是指測量結果與測量對象真實值的一致程度。測量結果越接近真實值，測量精度越高；反之，測量精度越低。2．試從83塊一套的量塊中分別組合下列尺寸：（1）28.875mm（2）38.935mm（3）70.845mm答：（1）28.875mm28.875所需尺寸－1.005第一塊量塊尺寸27.870－1.37第二塊量塊尺寸26.500－6.5第三塊量塊尺寸20.000第四塊量塊尺寸即28.875＝1.005＋1.37＋6.5＋20（2）38.935mm38.935所需尺寸－1.005第一塊量塊尺寸37.930－1.43第二塊量塊尺寸36.500－6.5第三塊量塊尺寸30.000第四塊量塊尺寸即38.935＝1.005＋1.43＋6.5＋30（3）70.845mm70.845所需尺寸－1.005第一塊量塊尺寸69.840－1.34第二塊量塊尺寸68.500－8.5第三塊量塊尺寸60.000第四塊量塊尺寸即70.845＝1.005＋1.34＋8.5＋603．試闡述游標卡尺的刻線原理及讀數方法。答：（1）游標卡尺的刻線原理游標卡尺的測量精度主要有0.1mm，0.05mm和0.02mm三種。以常用的測量精度。（2）游標卡尺的讀數方法用游標卡尺測量時，首先應知道游標卡尺的測量精度和測量范圍。游標的“0”線。讀整數：讀出尺身上靠近游標“0”線左邊最近的刻線數值，該數值即為被測量的整數值。讀小數：找出與尺身刻線相對準的游標刻線，將其順序號乘以游標卡尺的測量精度所得的積，即為被測量的小數值。求和：將整數值和小數值相加，所得的數值即為測量結果。4．用兩種方法分別測量兩個尺寸，設它們的真值分別為：，。如果測得值分別為50.004mm和80.006mm，試評定哪一種方法的測量精度較高。答：對基本尺寸相同的幾何量進行測量時，可以通過絕對誤差δ來判斷其測量精度的高低；但對基本尺寸不同的幾何量進行測量時，就不能用絕對誤差δ來判斷其測量精度的高低了，而應該用相對誤差ε來判斷。本題中為兩個基本尺寸不同的幾何量，其測量精度應該用相對誤差ε來判斷。可以看出，基本尺寸為80mm的幾何量的測量精度較高。5．測量誤差可分為哪幾類？各自有何特征？答：按其性質和特點不同，測量誤差可分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差三類。（1）系統誤差系統誤差是指在相同測量條件下，多次測量同一量值時，誤差大小和符號均保持不變的測量誤差，或當條件改變時，誤差大小和符號按一定規律變化的測量誤差。其中，前者稱為常值系統誤差，如量塊長度尺寸的誤差、儀器的原理誤差和制造誤差等；后者稱為變值系統誤差，例如，溫度均勻變化引起的測量誤差（按線性變化），百分表刻度盤與指針回轉中心不重合引起的測量誤差（按正弦規律周期性變化）等。（2）隨機誤差隨機誤差是指在相同測量條件下，多次測量同一量值時，誤差大小和符號以不可預見的方式變化的誤差。它是由于測量過程中的偶然因素和不穩定因素綜合形成的，也是不可避免的，例如，測量過程中溫度的波動、測量力不穩定、量儀的示值變動、讀數不一致等引起的測量誤差，都屬于隨機誤差。對于某一次的測量結果，隨機誤差無規律可循；但如果進行多次重復測量，隨機誤差的分布則服從一定的統計規律。（3）粗大誤差粗大誤差是指超出在一定測量條件下預計的測量誤差。粗大誤差的特點是：其絕對值較大，會明顯歪曲測量結果。在正常情況下，一般不會產生粗大誤差，它主要是由于測量者的疏忽大意，在測量過程中看錯、讀錯、記錯數值，或突然的沖擊振動等引起的。6．對某一尺寸進行15次等精度測量，各次的測得值按測量順序記錄如下（單位為mm）：30.457、30.458、30.458、30.457、30.467、30.457、30.458、30.465，30.457、30.457、30.466、30.458、30.469、30.458、30.458假定測量過程中沒有常值系統誤差，試求出測量結果。答：（1）計算算術平均值（2）計算殘余誤差vi計算殘余誤差，同時計算出vi2、和，將測得值及上述計算值列入表2-1中。表2-1測得值及殘余誤差計算表序號測得值xi（mm）殘余誤差vi（μm）殘余誤差的平方vi2（μm2）130.457－39230.458－24330.458－24430.457－39530.467＋749630.457－39730.458－24830.465＋525930.457－391030.457－391130.466＋6361230.458－241330.469＋9811430.458－241530.458－24＝30.460（3）判斷變值系統誤差根據殘余誤差觀察法判斷，測量列中的殘余誤差大體上正、負相間，無明顯的變化規律，因此，可以認為無變值系統誤差。（4）計算標準偏差的估計值標準偏差的估計值為(μm)（5）判斷粗大誤差由于，而測量列中沒有大于12.93μm的殘余誤差，故根據準則，可認為不存在粗大誤差。（6）計算算術平均值的標準偏差估計值算術平均值的標準偏差估計值為算術平均值的極限誤差為（7）計算測量結果測量列的測量結果可表示為項目三幾何公差及其檢測一、填空題1．公稱要素實際要素被測要素基準要素2．形狀公差方向公差位置公差跳動公差。3．幾何公差帶形狀大小方向位置4．單一基準組合基準基準體系5．公差框格指引線幾何特征符號公差值基準符號其他附加符號6．直線度公差平面度公差圓度公差圓柱度公差線輪廓度公差面輪廓度公差7．某個測量截面整個表面8．小于大于9．中心要素對零件配合性質要求不嚴、但要求保證可裝配性10．1～12共12個等級0～12共13個等級H，K，L共3個等級11．與擬合要素比較原則測量坐標值原則測量特征參數原則測量跳動原則控制實效邊界原則。二、選擇題1．ABC2．B3．C4．B5．D6．D7．BCD8．ABCD9．ABD三、判斷題1．×2．×3．×4．×5．√四、問答題1．將下列幾何公差要求標注在圖3-1上。（1）圓錐面圓度公差為0.006mm；（2）圓錐素線直線度公差為7級（）；（3）80H7遵循包容要求，其孔表面的圓柱度公差為0.005mm；（4）圓錐面對80H7軸線的斜向圓跳動公差為0.02mm；（5）右端面對左端面的平行度公差為0.005mm；（6）其余幾何公差按GB/T1184—1996中K級制造。解：標注如圖3-2所示。圖3-1題1圖圖3-2題1答案2．略3．略4．圖3-3中幾何公差的標注有錯誤，請加以改正（不改變幾何特征符號）。解：正確標注如圖3-4所示。圖3-3題4圖圖3-4題4答案5．分析圖3-5所示三個圖的公差帶有何異同。解：圖3-5所示三個圖公差帶的異同如表3-1所示。（a）（b）（c）圖3-5題5圖表3-1題5答案圖號公差項目名稱公差帶a面對線的垂直度間距等于0.03mm、且垂直于基準軸線A的兩平行平面所限定的區域b軸向圓跳動與基準軸線A同軸的任一半徑的圓柱截面上，間距等于0.03mm的兩圓所限定的圓柱面區域c軸向全跳動間距等于0.03mm、且垂直于基準軸線A的兩平行平面所限定的區域6．簡述形狀公差帶和方向公差帶的特點。答：（1）形狀公差帶的特點：沒有基準，不與其他要素發生關系。形狀公差帶本身沒有方向和位置要求，它可根據被測要素的實際方向和位置進行浮動，只要被測要素位于其中即可。（2）方向公差帶具有以下特點：①方向公差帶相對于基準有確定的方向，其位置是可以浮動的。②方向公差帶具有綜合控制被測要素方向和形狀的功能。在保證使用要求的前提下，對被測要素給出方向公差后，通常不再對其提出形狀公差要求。如對被測要素的形狀有進一步要求時，則可以再給出形狀公差，但其數值應小于方向公差值。7．根據圖3-6所示的標注填表3-2。（a）（b）（c）圖3-6題7圖表3-2題7表圖號采用的公差原則遵守的理想邊界邊界尺寸（mm）最大實體狀態時的直線度公差（mm）最小實體狀態時的直線度公差（mm）（a）最大實體要求最大實體實效邊界49.9900.0150.040（b）包容要求最大實體邊界49.97500.025（c）獨立原則――0.0150.0158．當被測要素遵守最大實體要求和最小實體要求時，其實際尺寸的合格性如何判斷？答：（1）當被測要素遵守最大實體要求時，被測要素的實際輪廓在給定的長度上處處不得超出最大實體實效邊界，即其體外作用尺寸不得超出最大實體實效尺寸，且其局部實際尺寸在最大實體尺寸和最小實體尺寸之間。對于內尺寸要素：，對于外尺寸要素：，（2）當被測要素遵守最小實體要求時，被測要素的實際輪廓在給定的長度上處處不得超出最小實體實效邊界，即其體內作用尺寸不得超出最小實體實效尺寸，且其局部實際尺寸在最大實體尺寸和最小實體尺寸之間。對于內尺寸要素：，對于外尺寸要素：，9．幾何公差值的選擇原則是什么？選擇時應考慮哪些情況？答：幾何公差值的選擇原則：（1）根據零件的功能要求，并考慮到加工的經濟性和零件的結構、剛性等情況，按公差表中數系確定要素的公差值，同時考慮下列情況：①在同一要素上給出的形狀公差值應小于方向、位置和跳動公差值。例如，要求平行的兩個表面，其平面度公差值應小于平行度公差值。②圓柱形零件的形狀公差值（軸線的直線度除外），一般情況下應小于其尺寸公差值。③平行度公差值應小于其相應的位置公差值。（2）對下列情況，考慮到加工的難易程度和除主參數外其他參數的影響，在滿足零件功能的要求下，適當降低1～2級選用：①孔相對于軸；②細長比較大的軸和孔；③距離較大的軸和孔；④寬度較大（一般大于1/2長度）的零件表面；⑤線對線和線對面相對于面對面的平行度、垂直度公差。項目四表面粗糙度與檢測一、填空題1．在X軸方向判別被評定輪廓不規則特征的長度表面波度2．用于評定被評定輪廓的X軸方向上的長度一個或幾個53．輪廓算術平均偏差Ra輪廓最大高度Rz等輪廓單元的平均寬度Rsm輪廓支承長度率Rmr（c）4．尺寸材料外表面帶箭頭或黑點5．圖樣的標題欄二、選擇題1．B2．BD3．D4．B5．A三、判斷題1．√2．×3．√4．×5．√四、問答題1．表面粗糙度的含義是什么？它與形狀誤差和表面波度有何區別？答：表面粗糙度是指加工表面上由較小間距的峰谷組成的微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，表面越光滑。零件同一表面存在著疊加在一起的三種誤差，即形狀誤差（宏觀幾何形狀誤差）、表面波度誤差和表面粗糙度（微觀幾何形狀誤差）。三者之間通常可按相鄰波峰和波谷之間的距離（波距）加以區分：波距大于10mm的屬于形狀誤差；波距在1～10mm的屬于表面波度誤差；波距小于1mm的屬于表面粗糙度。2．表面粗糙度的評定參數如何選擇？答：在表面粗糙度的評定參數中，Ra和Rz兩個幅度參數為基本參數，Rsm和Rmr（c）為附加參數。這些參數分別從不同角度反映了零件的表面形貌特征，但都存在著不同程度的不完整性。在具體選用時，如果零件表面沒有特殊要求，一般僅選用幅度參數；如果零件表面有特殊功能要求，為了保證功能和提高產品質量，可以附加選用間距參數或混合參數來綜合控制表面質量。（1）輪廓算術平均偏差Ra由于Ra既反映加工表面的微觀幾何形狀特征，又能反映微觀凸峰高度，且測量效率高，測量時便于進行數據處理，因此，在幅度參數常用的參數值范圍內（Ra為0.025～6.3

μm、Rz為0.1～25μm），推薦優先選用Ra值。（2）輪廓最大高度RzRz反映輪廓情況雖不如Ra全面、客觀，但其概念簡單，測量方便，同時也彌補了Ra不能測量極小表面的不足。因此，在零件加工表面過于粗糙（Ra＞6.3

μm）、過于光滑（Ra＜0.025μm），或測量面積很小時，可以選用Rz值。（3）輪廓單元的平均寬度Rsm和輪廓支承長度率Rmr（c）附加參數Rsm和Rmr（c）只有在幅度參數不能滿足表面功能要求時，才附加使用。例如，當表面要求耐磨時，可以選用Ra、Rz和Rmr（c）；當表面要求密封性時，可以選用Rz和Rsm；當表面著重要求外觀質量和可漆性時，可以選用Ra和Rsm。3．一般情況下，φ40H7和φ80H7相比，φ40H6/f5和φ40H6/s5相比，哪個應選較小的表面粗糙度值？答：φ40H7和φ80H7相比，φ40H7的表面粗糙度值應小些，因為為保證表面粗糙度與尺寸相協調，尺寸小時，表面粗糙度值也要小些。φ40H6/f5和φ40H6/s5相比，φ40H6/s5的表面粗糙度值應小些，因為此配合為過盈配合，而φ40H6/f5為大間隙配合，為保證配合的穩定性，過盈配合的表面粗糙度值應小些。4．圖樣上表示表面結構的符號有幾種？其意義如何？答：圖樣上表示表面結構的符號有五種，其圖形及意義如表4-1所示。表4-1表面結構符號符號意義基本圖形符號，由兩條不等長的與標注表面成60°夾角的直線構成，表示表面可用任何方法獲得。當不加注粗糙度參數值或有關說明（如表面熱處理、局部熱處理等）時，僅適用于簡化代號標注擴展圖形符號，基本圖形符號上加一短橫，表示指定表面用去除材料方法（如車、銑、鉆等）獲得擴展圖形符號，基本圖形符號上加一圓圈，表示指定表面用不去除材料方法（如鑄造、鍛造、熱軋等）獲得完整圖形符號，在上述三個符號的長邊上加一橫線，用于標注表面結構特征的補充信息工件輪廓各表面的圖形符號，在完整圖形符號上加一圓圈，表示圖樣上構成封閉輪廓的各表面有系統的表面結構要求5．將下列表面粗糙度的要求標注在圖4-1上。（1）用去除材料方法獲得表面a和b，要求Ra上限值為1.6μm。（2）用任何方法加工表面φd1和φd2圓柱面，要求Rz上限值為6.3μm，下限值為3.2

μm。（3）用去除材料方法加工其余表面，要求Ra上限值為12.5μm。圖4-1題5圖解：表面粗糙度的標注如圖4-2所示。圖4-2題5答案項目五螺紋的公差配合與檢測一、填空題1．普通螺紋傳動螺紋緊密螺紋2．螺紋軸線H/8H/4基本尺寸3．牙頂牙底圓柱或圓錐公稱直徑4．中徑螺距牙型半角5．基本牙型牙側牙頂牙底螺紋軸線6．公差等級旋合長度精密中等粗糙7．綜合檢驗單項測量二、選擇題1．AD2．ABC3．AC4．A5．B三、判斷題1．√2．√3．×4．×5．×四、問答題1．什么是螺紋的作用中徑？如何判斷螺紋中徑的合格性？答：國家標準中對作用中徑的定義為：作用中徑是指在規定的旋合長度內，恰好包容實際螺紋的一個假想螺紋的中徑。這個假想螺紋具有理想的螺距、牙型半角和牙型高度，并另在牙頂和牙底處留有間隙，以保證包容時不與實際螺紋牙型的大徑、小徑發生干涉。螺紋中徑合格性判斷原則應遵循泰勒原則，即實際螺紋的作用中徑不能超出最大實體牙型的中徑，實際螺紋上任意位置的實際中徑（單一中徑）不能超出最小實體牙型的中徑，即：對內螺紋D2m≥D2min，D2a≤D2max對外螺紋d2m≤d2max，d2a≥d2min2．某普通螺紋M24×2-6H，加工后，測得實際中徑D2a＝22.785

mm，螺距累積誤差ΔPΣ＝30

μm，實際牙型半角α1/2＝30°35′，α2/2＝30°25′，試確定此螺紋的中徑是否合格。解：由螺紋標記M24×2-6H可知，此螺紋為細牙內螺紋，公稱直徑D為24

mm，螺距P為2

mm，中徑和頂徑公差帶都為6H。查表5-1、表5-3和表5-4可知，其中徑的基本尺寸為22.701

mm，下極限偏差EI為0，公差為0.224

mm，因此，中徑的尺寸范圍為22.701～22.925

mm。對于普通螺紋，螺距累積誤差中徑當量fP為：fP＝1.732ΔPΣ＝1.732×0.03＝0.052（mm）牙型半角誤差中徑當量fα/2：fα/2＝＝0.073×2×（3×35＋3×25）＝26.28（μm）≈0.026（mm）根據式（5-4），作用中徑D2m為：D2m＝D2a－（fP＋fα/2）＝22.785－（0.052＋0.026）＝22.707（mm）由于此螺紋的中徑滿足螺紋中徑的合格條件，即D2m＝22.707mm≥D2min＝22.701mm，D2a＝22.785mm≤D2max＝22.925mm故此螺紋中徑合格。3．某普通螺紋M18×2-8g，試查表確定此螺紋的大徑、小徑和中徑的極限偏差。解：由標記M18×2-8g可知，此螺紋為細牙外螺紋，公稱直徑d為18mm，螺距P為2

mm，中徑和頂徑公差帶都為8g。螺紋大徑的基本尺寸為公稱直徑，即d＝20mm。查表5-1可知，螺紋小徑和中徑的基本尺寸分別為D1＝d1＝15.835mm，D2＝d2＝16.701mm。此螺紋的極限偏差可以根據螺紋的公稱直徑、螺距和公差帶代號，由表5-3和表5-4查得，具體結果如下表所示。螺紋的極限偏差表參數基本尺寸上極限偏差下極限偏差大徑18－0.038－0.488小徑15.835－0.038由刀具保證中徑16.701－0.038－0.2884．解釋下列標記的含義。（1）M30×2-5g6g（2）M20×2LH-5H-L（3）M16×Ph3P1.5解：（1）M30×2-5g6g此標記表示公稱直徑為30mm，螺距為2mm，中徑和頂徑公差帶分別為5g、6g的中等旋合長度的普通細牙外螺紋。（2）M20×2LH-5H-L此標記表示公稱直徑為20mm，螺距為2mm，中徑和頂徑公差帶都為5H的長旋合長度的左旋普通細牙內螺紋。（3）M16×Ph3P1.5此標記表示公稱直徑為16mm，導程為3mm，螺距為2mm的普通細牙螺紋。項目六滾動軸承的公差與配合一、填空題1．外圈內圈滾動體保持架外圈內圈滾動體保持架2．0654206x54206543．基孔制基軸制4．固定負荷旋轉負荷擺動負荷5．Pr≤0.07Cr0.07Cr＜Pr≤0.15CrPr＞0.15Cr6．較松二、選擇題1．ABCD2．D3．ACD4．D三、判斷題1．×2．×3．√4．×5．√6．√四、問答題1．滾動軸承是如何分類的？答：按其所承受的載荷方向或公稱接觸角不同，滾動軸承可分為向心軸承和推力軸承。向心軸承：主要承受徑向載荷，其公稱接觸角從0°到45°。按公稱接觸角不同，向心軸承又可分為徑向接觸軸承（公稱接觸角為0°）和向心角接觸軸承（公稱接觸角大于0°到45°）。推力軸承：主要承受軸向載荷，其公稱接觸角大于45°到90°。按公稱接觸角不同，推力軸承又可分為軸向接觸軸承（公稱接觸角為90°）和推力角接觸軸承（公稱接觸角大于45°但小于90°）。按滾動體的種類不同，滾動軸承可分為球軸承和滾子軸承。2．滾動軸承各公差等級的適用范圍如何？答：0級為普通級，廣泛用于低、中轉速和旋轉精度要求不高的旋轉機構中，如普通機床的變速機構、進給機構，拖拉機的變速機構，水泵及農業機械等通用機械的旋轉機構等。6級、6x級和5級多用于轉速較高或旋轉精度要求較高的旋轉機構中，如普通機床主軸軸系（前支承采用5級，后支承采用6級），比較精密的儀器、儀表和機械的旋轉機構。4級多用轉速很高或旋轉精度要求很高的旋轉機構中，如高精度磨床和車床、精密螺紋車床和齒輪磨床等的主軸軸承。2級多用于精密機械的旋轉機構中，如精密坐標鏜床、高精度齒輪磨床和數控機床等的主軸軸承。3．滾動軸承所承受的三種負荷是如何定義的？答：軸承所受負荷分為固定負荷、旋轉負荷和擺動負荷三類。作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對靜止，即合成徑向負荷方向始終不變地作用于套圈滾道的局部區域上，該套圈所承受的負荷稱為固定負荷。作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對旋轉，即合成徑向負荷方向順次作用于套圈滾道的整個圓周上，該套圈所承受的負荷稱為旋轉負荷。作用于軸承上的合成徑向負荷與所承載的套圈在一定區域內相對擺動，即合成負荷向量連續擺動地作用在套圈的部分圓周上，該套圈所承受的負荷稱為擺動負荷。4．某機床轉軸上安裝6級深溝球軸承，其內徑為40

mm，外徑為90

mm，該軸承受一個4

000

N的定向徑向負荷，軸承的額定動負荷為30

000

N，內圈隨軸一起轉動，外圈固定。試確定：（1）與軸承配合的軸頸、外殼孔的公差帶代號。（2）畫出公差帶圖，計算出內圈與軸、外圈與外殼孔配合的極限間隙和極限過盈。（3）把所選的公差帶代號、幾何公差和表面粗糙度標注在零件圖6-1上。圖6-1題4圖解：（1）確定與軸承配合的軸頸、外殼孔的公差帶代號由于軸承內圈隨軸一起轉動，外圈固定，因此，該軸承內圈承受旋轉負荷，外圈承受固定負荷。前者配合應緊，后者配合應略松。根據題意，Fr/Cr＝4000/30000＝0.13，為正常負荷。根據表6-1和表6-2所示，選取軸的公差帶為k5，外殼孔的公差帶為H7。（2）畫出公差帶圖，計算出內圈與軸、外圈與外殼孔配合的極限間隙和極限過盈根據GB/T307.1—2005查出該6級軸承的單一平面平均內徑偏差為：上極限偏差0，下極限偏差－0.010mm；單一平面平均外徑偏差為：上極限偏差0，下極限偏差－0.013mm。根據標準公差和基本偏差數值表可得：軸為，外殼孔為畫出公差帶圖，如圖6-2所示。從圖中可知，軸承內圈與軸配合的最大、最小過盈分別為：Ymax＝EI－es＝－0.010－0.013＝－0.023（mm）Ymin＝ES－ei＝0－0.002＝－0.002（mm）軸承外圈與外殼孔的最大、最小間隙分別為：Xmax＝ES－ei＝0.035－（－0.013）＝＋0.048（mm）Xmin＝EI－es＝0－0＝0圖6-2公差帶圖（3）選取公差帶代號、幾何公差和表面粗糙度，并標注根據表6-5所示選取幾何公差數值：軸頸的圓柱度公差為0.003

mm，外殼孔的圓柱度公差為0.006

mm；軸肩的端面圓跳動為0.008

mm，外殼孔的端面圓跳動為0.015

mm。根據表6-6所示選取表面粗糙度數值：軸頸Ra≤0.4

μm，軸肩Ra≤1.6

μm，外殼孔Ra≤1.6

μm，軸肩和孔肩Ra≤3.2

μm。標注各項數值，如圖6-3所示。圖6-3軸與外殼孔的標注項目七圓錐的公差配合與檢測一、填空題1．圓錐外圓錐內圓錐2．錐度C比例或分式3．21系列1系列24．121.65．給出圓錐的公稱圓錐角α（或錐度C）和圓錐直徑公差TD給出給定截面圓錐直徑公差TDS和圓錐角公差AT6．涂色法85%80%75%二、選擇題1．ACD2．ABCD3．ABC4．ABCD5．AD三、判斷題1．×2．×3．×4．√5．√四、問答題1．某圓錐的最大直徑為100mm，最小直徑為95mm，圓錐長度為100mm，試確定其錐度C和基本圓錐角α。解：根據式（7-1）可得錐度C為：查表7-1所示可知，其基本圓錐角α為2.864°。2．圓錐公差有哪幾種給定方法？答：對于一個具體的圓錐，應根據零件功能的要求規定所需的公差項目，不必給出上述所有公差項目。GB/T11334—2005規定了以下兩種圓錐公差的給定方法。（1）給出圓錐的公稱圓錐角α（或錐度C）和圓錐直徑公差TD。由TD確定兩個極限圓錐。此時，圓錐角誤差和圓錐的形狀誤差均應在極限圓錐所限定的區域內。當對圓錐角公差和圓錐的形狀公差有更高的要求時，可再給出圓錐角公差AT和圓錐的形狀公差TF。此時，AT和TF僅占TD的一部分。（2）給出給定截面圓錐直徑公差TDS和圓錐角公差AT。此時，給定截面圓錐直徑和圓錐角應分別滿足這兩項公差的要求。該方法是在假定圓錐素線為理想直線的情況下給出的，它適用于對圓錐工件的給定截面有較高精度要求的情況。當對圓錐形狀公差有更高的要求時，可再給出圓錐的形狀公差TF。3．圓錐配合有哪幾種？如何選用？答：國家標準中規定了兩類圓錐配合：結構型圓錐配合和位移型圓錐配合。結構型圓錐配合推薦優先采用基孔制。內、外圓錐直徑公差帶代號及配合按GB/T1801—2009選取。如GB/T1801—2009中規定的配合不能滿足要求時，可按GB/T1800.1—2009規定的基本偏差和標準公差組成所需的配合。位移型圓錐配合的內、外圓錐直徑公差帶代號的基本偏差推薦選用H、h和JS、js。其軸向位移極限值（Eamax、Eamin）和軸向位移公差（TE）可按下列公式計算。對間隙配合對過盈配合4．有一位移型圓錐配合，錐度C為1:50，基本圓錐直徑為100mm，要求配合后得到H8/s7的配合性質，試計算極限軸向位移及軸向位移公差。解：H8/s7為過盈配合，其最大過盈量Ymax為－0.106

mm，最小過盈量Ymin為－0.017

mm。根據式（9–5）可得：5．常用的檢測錐度與錐角的方法有哪幾種？答：常用的檢測錐度與錐角的方法主要有比較測量法、直接測量法和間接測量法。比較測量法是指用定角度量具與被測角度比較，并用光隙法或涂色法估計被測角度的偏差。常用的量具有直角尺、角度量塊、圓錐量規、角度或錐度樣板等。直接測量法是指直接從角度計量器具上讀出被測角度。對于精度不高的工件，常用萬能角度尺進行測量；對于精度較高的工件，常用光學分度頭和測角儀進行測量。間接測量法是指測量與被測角度有關的線值尺寸，通過三角函數關系，計算出被測角度值。常用的量具有正弦尺、鋼球和滾柱等。項目八鍵和花鍵的公差配合與檢測一、填空題1．單鍵平鍵半圓鍵楔鍵切向鍵平鍵2．矩形花鍵漸開線花鍵三角形花鍵矩形花鍵3．基軸制基孔制4．松連接正常連接緊密連接5．小徑d大徑D鍵寬（鍵槽寬）B6．滑動緊滑動固定二、選擇題1．ABC2．B3．BCD4．B5．C6．A三、判斷題1．×2．×3．√4．√5．×6．√四、問答題1．某軸與齒輪的配合為φ40H8/k7，采用平鍵正常連接，平鍵截面為矩形，鍵長為55mm，試確定鍵槽的基本尺寸、尺寸極限偏差、幾何公差和表面粗糙度，并標注在圖8-1中。（a）（b）圖8-1題1圖解：（1）各基本尺寸及極限偏差如下。鍵寬：b＝12h8軸槽寬：b＝12N9；輪轂槽寬：b＝12JS9鍵高：h＝8h11軸槽深：t1＝mm，d－t1＝mm；輪轂槽深：t2＝mm，d＋t2＝mm鍵長：L＝55h14軸槽長：L＝28H14；輪轂槽長：通孔（2）軸槽和輪轂槽的寬度b對軸和輪轂軸心線的對稱度公差取7級，為0.02mm。（3）鍵槽兩側面的表面粗糙度Ra值取3.2μm，軸槽底面和輪轂槽的底面的表面粗糙度Ra值取6.3μm。各尺寸及公差的標注如圖8-2所示。（a）（b）圖8-2題1答案2．矩形花鍵連接中，除規定尺寸公差外，還需規定哪些位置公差？答：矩形花鍵連接中，除規定尺寸公差外，在大批量生產條件下，還需規定矩形花鍵的位置度公差，它遵守最大實體原則，用綜合量規進行綜合檢測；在單件、小批量生產條件下，還需規定矩形花鍵的對稱度公差和等分度公差，它們遵守獨立原則，進行單項檢測。3．某機床變速箱中，有一個矩形花鍵連接，花鍵規格為6×26×30×6，花鍵孔長30mm，花鍵軸長75mm，花鍵孔經常需要與花鍵軸作軸向移動，要求定心精度高，大批量生產。試確定：（1）花鍵孔與花鍵軸的公差帶代號，并寫出其在圖樣上的標記代號；（2）幾何公差和表面粗糙度，并將各尺寸及公差標注在圖8-3中。（a）（b）圖8-3題3圖解：（1）根據題意，花鍵孔經常需要與花鍵軸作軸向移動，且定心精度要求高，應選精密傳動用的滑動配合。根據表8-5所示可得各尺寸的公差帶代號，標記為：花鍵副：6×××GB/T1144—2001內花鍵：6×26H6×30H10×6H7GB/T1144—2001外花鍵：6×26f6×30a11×6d8GB/T1144—2001（2）在大批量生產條件下，規定矩形花鍵的位置度公差，根據表8-6所示可知，t1＝0.015

mm。根據表8-8所示可得內、外花鍵的各表面粗糙度Ra值為：內花鍵：小徑Ra≤0.8μm，大徑Ra≤6.3μm，鍵側Ra≤3.2μm外花鍵：小徑Ra≤0.8μm，大徑Ra≤3.2μm，鍵側Ra≤0.8μm各尺寸及公差的標注如圖8-4所示。圖8-4題2答案4．平鍵的檢測主要檢測哪幾項？答：平鍵的檢測主要是檢測其尺寸誤差和對稱度誤差。平鍵的尺寸誤差檢測比較簡單，在單件、小批量生產中，常用游標卡尺和千分尺等通用計量器具來測量；在成批、大量生產中，可采用各種極限量規來檢驗。在單件、小批量生產中，對稱度誤差可用分度頭、V形塊和百分表等進行測量；在成批、大量生產中，對稱度誤差可采用專用量規進行檢驗。項目九圓柱齒輪的公差配合與檢測一、填空題1．傳動的準確性傳動的平穩性載荷分布的均勻性傳動側隙的合理性2．切向綜合總偏差Fi′齒距累積總偏差FP徑向跳動Fr徑向綜合總偏差Fi′′公法線長度變動Ebn3．齒寬b有效齒面高度h4．圓周側隙法向側隙徑向側隙圓周側隙法向側隙5．130、1、2、…、12012徑向綜合偏差Fi′、fi′4～12徑向跳動6．工作條件精度等級較大較小7．孔心距極限偏差fa′平行度偏差f′Σδ、f′Σβ二、選擇題1．AB2．C3．A4．ABC5．AD三、判斷題1．√2．×3．×4．√四、問答題1．齒距累積總偏差FP和齒距累積偏差FPk是如何定義的？當作為FP傳動準確性的評定指標時，為什么必要時需加驗FPk，其k值如何確定？答：齒距累積偏差FPk是指任意k個齒距的實際弧長與理論弧長的代數差。齒距累積總偏差FP是指齒輪同側齒面任意弧段（k＝1至k＝z，z為齒輪的齒數）內的最大齒距累積偏差，它表現為齒距累積偏差曲線的總幅值。為避免齒距累積總偏差FP在整個齒圈上的分布過于集中，必要時可加檢FPk。除非另有規定，FPk的計值僅限于不超過圓周1/8的弧段內，因此，偏差FPk的允許值適用于齒距數k為2到z/8的弧段內。通常，取k≈z/8就足夠了。但如果對于某些特殊應用（如高速齒輪），還需檢驗較小弧段，并規定相應的k值。2．齒輪傳動平穩性的檢驗組有哪幾組？答：齒輪傳動平穩性的檢驗組包括以下六組。（1）一齒切向綜合偏差fi′。（2）一齒徑向綜合偏差fi′′。（3）基節偏差fpb和齒廓形狀偏差ffα。（4）單個齒距偏差fpt和齒廓形狀偏差ffα。（5）單個齒距偏差fpt和基節偏差fpb（用于9～12級精度）。（6）單個齒距偏差fpt或基節偏差fpb（用于10～12級精度）。3．齒輪副精度的評定指標主要有哪些？答：齒輪副精度的評定指標主要有齒輪副的切向綜合總偏差F′ic、齒輪副的一齒切向綜合偏差f′ic、齒輪副的接觸斑點、齒輪副的側隙、齒輪副中心距偏差fa和軸線的平行度偏差fΣδ、fΣβ。齒輪副的切向綜合總偏差F′ic是指安裝好的齒輪副，在嚙合轉動足夠多的轉數內，一個齒輪相對于另一個齒輪的實際轉角與公稱轉角之差的總幅度值，以分度圓弧長計值。齒輪副的一齒切向綜合偏差f′ic是指安裝好的齒輪副，在嚙合轉動足夠多的轉數內，一個齒輪相對于另一個齒輪，在一個齒距內實際轉角與公稱轉角之差的最大幅度值，以分度圓弧長計值。齒輪副的接觸斑點是指安裝好的齒輪副，在輕微制動下運轉后，齒面上分布的接觸擦亮痕跡。影響到齒輪副精度的齒輪副側隙包括圓周側隙和法向側隙。圓周側隙jwt是指當固定兩相嚙合齒輪中的一個時，另一個齒輪所能轉過的節圓弧長的最大值；法向側隙jbn是指當兩個齒輪的工作齒面互相接觸時，其非工作齒面之間的最短距離。齒輪副中心距偏差fa是指在齒輪副的齒寬中間平面內，實際中心距與公稱中心距之差。軸線平面內的偏差fΣδ是指一對齒輪的軸線在其基準平面上投影的平行度誤差。垂直平面上的偏差fΣβ是指一對齒輪的軸線在垂直于基準平面，并且平行于基準軸線的平面上投影的平行度誤差。4．什么是齒輪的基準軸線和工作軸線？體現齒輪基準軸