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1、习题答案第一章 概述1-1 极限配合与技术测量是中等职业学校机械加工专业的主干课程,是技术性和实践性都比较强的一门技术基础课。主要内容包括：极限与配合、形和位公差、表面粗糙度技术测量。1-2 所谓互换性是指在制成同一规格的零件中，不需要任何挑选或附加加工就可以直接使用，组装成部件或整机，并能达到设计要求。遵循互换性原则，不仅能提高生产率，而且能有效地保证产品质量，降低生产成本，所以互换性是机器和仪表制造中重要的生产原则。1-3 互换性可分为完全互换和不完全互换两种。完全互换是指零、部件在装配时，不需要任何选择或附加加工。其通用性强，装配方便，可减少修理时间，利于专门化生产，在制造业中被广泛采用
2、。如螺栓、圆柱销等标准件的装配大都属于此类情况；而不完全互换是指零部件在装配时允许进行附加加工、选择和调整，以提高装配的精度和解决加工的困难。如精度要求较高的滚动轴承，常采用不完全互换法。1-4 装配时通常按零件的实际尺寸大小分成若干组，使同组零件的相配尺寸相差值很小，再与对应组内零件进行装配，这种方法称为分组装配法。该方法既能保证装配精度与使用要求，又降低了成本。此时，仅是组内零件可以互换，组与组之间不可互换，因此属不完全互换。如精度要求较高的滚动轴承，常采用分组装配法。1-5 由于加工中各种因素的影响，不可能把零件加工成理论上准确的尺寸，总会有误差存在，加工误差可分为以下几类：（1）尺寸误
3、差：指加工后零件某处的实际尺寸对理想尺寸之差的偏差值。如图纸上标注的尺寸为30mm，加工后的尺寸为29.98mm，则尺寸误差为0.02mm。（2）形状误差：指加工后零件上实际的线或面对理想形状的偏差值。如轴的横截面为圆形，加工后实际形状为椭圆形，这就是形状误差。（3）位置误差：指实际零件形体上的点、线、面对各自要求的理想方向和理想位置的偏差量。理想方向和理想位置指几何意义上的绝对平行、垂直、同轴及绝对准确的角度和位置关系。如阶梯轴加工后，轴线出现了同轴度误差。这就是位置误差。（4）表面轮廓误差：指零件表面上的较小间距的峰谷所组成的微观几何形状对理想轮廓的偏差量。加工误差的存在将影响零件的互换性
4、。为了满足零件的互换性要求，加工误差必须控制在公差范围内才算合格品，反之为不合格品。1-6 公差是允许零件尺寸、几何形状、相互位置和表面轮廓参数值允许的变动的范围。公差用来限制误差。公差分为以下几种：尺寸公差、形状公差、位置公差和表面轮廓公差。1-7 加工误差是加工过程中产生的，是不可消除的；公差是用来限制加工误差的，是由设计人员根据产品的使用性能要求给定的，公差值的大小已标准化。对同一尺寸零件来说，公差值大就是允许的加工误差大，加工容易，零件的制造成本低；反之，加工误差小，精度高，加工困难，零件的制造成本高。1-8 标准是指技术标准，是指为产品和工程上的规格、技术要求及其检测方面等所做的技术
5、规定。标准是从事设计、制造和检测工作的技术依据。标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。标准化是以制定、发布标准和贯彻执行技术标准为主要内容的全部活动过程。标准化是一项重要的技术措施，其作用是多方面的。第二章 孔、轴尺寸的极限与配合2-1 基本尺寸：设计给定的尺寸。孔的基本尺寸用“L”表示；轴的基本尺寸用“l”表示。设计时应尽量把基本尺寸标准直径或标准尺寸。实际尺寸：经过测量获得的某一孔、轴的尺寸。孔的实际尺寸用“La”表示；轴的实际尺寸用“la”表示。但由于测量存在误差，所以实际尺寸并非真值。极限尺寸：允许尺寸变化的两个界限。两个极极限尺寸中较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为
6、最小极限尺寸。孔的最大极限尺寸用“Lmax”表示，轴的最大极限尺寸用“lmax”表示；孔的最小极限尺寸用“Lmin”表示，轴的最小极限尺寸用“lmin”表示。合格零件的实际尺寸应介于极极限尺寸之间，也可达到极极限尺寸。2-2 尺寸偏差：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为尺寸偏差。极限偏差：即极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。它包括上偏差和下偏差。（1）上偏差：最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为上偏差。孔的上偏差 用“ES”表示；轴的上偏差用“es”表示。ES=Lmax-Les=lmax-l（2）下偏差：最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为下偏差。孔的下偏差用“EI”表示；轴的下偏差
7、用“ei”表示。EI=Lmin-Lei=lmin-l2-3 尺寸公差：允许尺寸的变动量。它的大小应等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差或上偏差与下偏差之差，简称公差。孔的公差用“Th”表示；轴的公差用“Ts”表示。Th=Lmax-Lmin=ES-EITs=lmax-lmin=es-ei公差是允许尺寸的变动范围，公差值是绝对值。因此，公差值必须大于零，不会是负值和零。2-4 公差带图：(500:1)2-5 Lmax=L+ES=80+0.032=80.032 Lmin=L+EI=80+0=80Th=ES-EI=0.032-0=0.0322-6 lmax=l+es=45+0.012=45.012lmi
8、n=l+ei=45+(-0.007)=44.993Ts=es-ei=0.012-(-0.007)=0.0192-7 配合是指基本尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的位置关系。根据孔和轴公差带相对位置的不同，配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三大类。2-8 见下表：配合种类概念形成条件配合特点间隙配合孔的尺寸减去相配合轴的尺寸之差为正值，即具有间隙的配合。孔的公差带在轴的公差带上方。配合间隙的大小在最大间隙和最小间隙之间变化。过盈配合孔的尺寸减去相配合轴的尺寸之差为负值，即具有过盈的配合。孔的公差带在轴的公差带下方。配合的过盈量在最大过盈和最小过盈之间变化。过渡配合可能具有间隙或过盈配合孔
9、的公差带与轴的公差带相互交叠。该配合中没有最小间隙和最小过盈。2-9 （1） 公差带图由此可判断出该配合为间隙配合。（2）Xmax=ES-ei=+0.028-（-0.033）=+0.061Xmin =EI-es=0-（-0.012）=+0.0212-10 Xmax=ES-ei=+0.035-（-0.012）=+0.046 Ymax=EI-es=0-（+0.088）=-0.088Tf=Xmax-Ymax= +0.046-（-0.088）= 0.134Ya（平均过盈）=（Xmax+Ymax）/2=+0.046+（-0.088）/2= -0.0422-11 Xmax=ES-ei=ES-ei=+0.0
10、23-(-0.012)=+0.045 Ymax=EI-es=0-(+0.008)=-0.008 Tf=Xmax-Ymax=+0.045-（-0.008）= 0.053Xa（平均间隙）=（Xmax+Ymax）/2=+0.045+（-0.008）/2= +0.0192-12 标准公差是国家标规定用以确定公差带大小的任一公差。标准公差用IT表示。2-13 标准公差等级是用以确定尺寸精度等级的。国家标准的公差等级共分20级，从IT0118等级依次降低。当基本尺寸一定时，标准公差等级越高，零件的尺寸精度越高；反之，标准公差等级越低，零件的尺寸精度越低。2-14 标准公差值不仅与标准公差等级有关，而且也与
11、基本尺寸段有关。因此，标准公差等级相同，未必公差值相同，只有当标准公差等级相同，又同在一尺寸段内时，公差值才会相同。2-15 通常取靠近零线的偏差为基本偏差，并由其确定标准公差带的位置。国家标准中规定了孔、轴各28种公差带位置，分别用不同的28个拉丁字母表示。孔的用大写字母表示，轴的用小写字母表示。2-16 公差带是由位置和大小两个要素决定的。标准公差决定其大小，基本偏差决定其位置。因此，在孔、轴配合中，由于公差带的大小和位置的不同，可以形成不同性质和不同精度的配合。2-17 见下表：孔或轴标准公差基本偏差另一偏差20H70.021EI=0ES=+0.02120g60.013es=-0.007
12、ei=-0.0202-18 国标规定，孔、轴公差带标注方法有三种，示例如下表：标注偏差值标注公差带代号标注公差带代号和偏差值孔50+0.039 050H850 H8+0.039 0轴50-0.025 -0.05050f750 f7-0.025 -0.0502-19 国标对组成配合的原则规定了两种基准制即基孔制和基轴制。所谓基孔制，即孔的基本偏差为一定，孔的公差带与不同基本偏差轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制的特点为：（1）基孔制中的孔为基准孔，用“H”表示。（2）基准孔的公差带位于零线上方，其下偏差为零。（3）基准孔的最小极限尺寸等于其基本尺寸。所谓基轴制，即轴的基本偏差为一定，轴的公
13、差带与不同基本偏差孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的基本特点为：（1）基轴制中的轴为基准轴，用“h”表示。（2）基准轴的公差带位于零线下方，其上偏差为零。（3）基准轴的最大极限尺寸等于其基本尺寸。2-20 见下表：公差带代号标准公差基本偏差另一偏差标注30c110.130es= -0.110ei =-0.2403050f80.039es= -0.025ei =-0.0645030js60.013es = +0.007ei =-0.0073096h60.022es =0ei =-0.0229680m80.046ei =+0.011es=+0.05780130S70.040ES=-0.09
14、2+0.015=-0.077EI=-0.117130160U60.025ES=-0.190+0.015= -0.175EI=-0.20016035F80.039EI=+0.025ES=+0.0643555H80.046EI=0ES=+0.04655100N70.035EI= -0.023+0.013 = -0.010ES=+0.0251002-21根据国标极限配合的规定，在基本尺寸小于500mm范围内，以孔的IT8级为界：高于IT8级的孔均与高一级的轴配合；低于IT8级的孔均与同级的轴配合；IT8级的孔可与同级或高一级的轴配合。根据以上原则可以判断配合代号使用的是否正确。2-22 （1）基孔制
15、：凡是在配合代号中分子是H的就是基孔制，如30H7/g6。（2）基轴制：凡是在配合代号中分母是h的就是基轴制，如40M7/h6。（3）配合代号中分子是H，分母是h，此种配合既可认为是基孔制也可以认为是基轴制，或解释为基准件相配合。 2-23 公差带的含义见下表：实例含义95k7基本尺寸为95，公差等级为7级，基本偏差是k的基孔制过渡配合的轴。60js6基本尺寸为60，公差等级为6级，基本偏差是js的基孔制过渡配合的轴。60H8基本尺寸为60，公差等级为8级，基本偏差是H的基准孔。40H7/g6基本尺寸为40，孔的公差等级为7级，轴的公差等级为6级，基孔制、间隙配合的孔和轴。80M8/h7基本尺寸为80，孔的公差等级为8级，轴的公差等级为7级，基轴制
