1、机械精度设计和检测基础课后习题答案及解析机械精度设计与检测基础课后习题答案一1、按优先数的基本系列确定优先数：（1）第一个数为10,按R5系列确定后五项优先数。解：后五项优先数是16,25,40,63,100。（2）第一个数为100,按R10/3系列确定后三项优先数。解：后三项优先数是200,400,800。2、试写出R10优先数系从1100的全部优先数常用值。解：R10优先数系从1100的全部优先数是1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8,10,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63,80,100。3、普通螺纹公差自3级精度开始其公差等级系数为：0.5
2、0,0.63,0.80,1.00,1.25,1.60,2.00。试判断它们属于优先数系中的哪一种?其公比是多少？解：它们属于R10 0.50,2.00,公比是1.25。三1、孔的基本尺寸D=50mm,最大极限尺寸Dmax=50.087mm,最小极限尺寸Dmin=50.025mm,求孔的上偏差ES,下偏差EI及公差TD,并画出公差带图。解：根据公式可得孔的上偏差 ES=Dmax-D = 50.087-50 = +0.087 mm孔的下偏差 EI=Dmin-D = 50.025-50 = +0.025 mm孔的公差 TD=Dmax - Dmin=0.062 mm2、设某配合的孔径为,轴径为,试分别
3、计算其极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙、平均间隙和配合公差,并画出尺寸公差带图与配合公差带图。解：极限尺寸：孔：Dmax=15.027 Dmin=15 轴: dmax=14.984 dmin=14.966 极限偏差：孔：ES=+0.027 EI=0 轴：es= -0.016 ei= -0.034 尺寸公差：孔：TD=|ES-EI|= |+0.027-0|=0.027 轴：Td= |es-ei|=|-0.016-0.034|=0.018 极限间隙：Xmax= ESei=+0.027-0.034=+0.061 Xmin= EIes=0-0.016=+0.016平均间隙 配合公差：Tf= TD
4、+ Td=0.027+0.018=0.045 尺寸公差带和配合公差带图,如图所示。3、设某配合的孔径为,轴径为,试分别计算其极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙及配合公差,画出其尺寸公差带图与配合公差带图,并说明其配合类别。解：极限尺寸：孔：Dmax=45.005 Dmin=44.966 轴: dmax=45 dmin=44.975 极限偏差：孔：ES=+0.005 EI=-0.034 轴：es= 0 ei= -0.025 尺寸公差：孔：TD=|ES-EI|= |+0.005-0.034|=0.039 轴：Td= |es-ei|=|0-0.025|=0.025 极限间隙：Xmax= ESei
5、=+0.005-0.024=+0.029 Ymin= EIes=-0.0340=-0.034 配合公差：Tf= TD+ Td=0.039+0.025=0.064 尺寸公差带和配合公差带图如图所示,它们属于过度配合如图所示。4、若已知某孔轴配合的基本尺寸为30mm,最大间隙Xmax=+23m,最大过盈Ymax=-10m,孔的尺寸公差TD=20m,轴的上偏差es=0,试画出其尺寸公差带图与配合公差带图。解：已知Ymax=EI-es=-10mTD=ES-EI=20mXmax=ES-ei=+23m 得：EI= Ymax+es=-10+0=-10m ES= TD+EI=20+-10=+10m ei=ES
6、- Xmax=+10-+23=-13m5、已知某零件的基本尺寸为50 mm,试用计算法确定IT7和IT8的标准公差值,并按优先数系插入法求IT7.5、IT8.5及IT7.25、IT8.25级公差值。解：因50mm在3050的尺寸段内,则计算直径D=38.73 由式3-16得标准公差因子： i= 0.45+0.001D=0.45+0.00138.37=1.56m由表3-1得IT7=16i；IT8=25i,则IT7=16i=161.56=24.96m,修约为 25m；IT8=25i=251.56=39m。IT7.5= IT7q 10= IT71.25=20i=201.56=31.2m,修约为 31
7、m IT8.5= IT81.25=31.25i=48.75m,修约为 49mIT7.25= IT7q 20= 16i1.12=27.955m,修约为 28mIT8.25= IT8q 20= 25i1.12=43.68m,修约为 44m6、已知两根轴,其中d1=5 mm,其公差值Td1=5 m,d2=180 mm,其公差值Td2=25m。试比较以上两根轴加工的难易程度。解：对于轴1,5mm属于大于36 mm尺寸段,故 D1=4.24 mm=根据a1=7查表3-1得轴1属于IT5级。对于轴2,180 mm,属于大于120180 mm尺寸段,故 D2=mm根据a=10查表3-1得轴2属于IT6级。轴
8、2比轴1的公差等级低,因而轴2比轴1容易加工。7、试用标准公差、基本偏差数值表查出下列公差带的上、下偏差数值,并写出在零件图中,采用极限偏差的标注形式。 轴：32d8,70hll,28k7,80p6,120v7。 孔：40C8,300M6,30JS6,6J6,35P8解：1轴32d8 查表得：基本偏差es=-80m,IT8=39m 则ei=es-IT8=-80-39=-119m32d8=70hll查表得：基本偏差es=0,IT11=190m 则ei=es-IT11=0-190=-190m70hll=28k7 查表得：基本偏差ei=+2,IT7=21m 则es=ei+IT7=+2+21=+23m
9、28k7=80p6 查表得：基本偏差ei=+32,IT6=19m 则es=ei+IT6=+32+19=+51m80p6=120v7 查表得：基本偏差ei=+172,IT7=35m 则es=ei+IT7=+172+35=+207m120v7=孔：40C8 查表得：基本偏差EI=+120m,IT8=39m 则ES=EI+IT8=+120+39=+159m40C8=300M6查表得：基本偏差ES=-9m,IT6=32m 则EI=ES-IT6=-9-32=-41m300M6=30JS6查表得：偏差ES=-EI= IT6-1/2=13-1/2=+6m30JS6=6J6查表得：基本偏差ES=+5m,IT6
10、=8m 则EI=ES-IT6=+5-8=-3m6J6=35P8查表得：基本偏差ES=-26m,IT6=39m 则EI=ES-IT6=-26-39=-65m35P8=8、试通过查表确定以下孔、轴的公差等级和基本偏差代号,并写出其公差带代号。(1)轴轴孔孔解：1轴40属于3040mm的尺寸段,基本偏差ei=+0.017 查表得基本偏差代码为n IT=es-si=+0.033-+0.017=0.016mm查表得公差等级为7级 轴的公差带代号40n6轴120属于100120mm的尺寸段,基本偏差es=-0.036mm 查表得基本偏差代码为f IT=es-si=-0.036-0.123=0.089mm查
11、表得公差等级为9级 轴的公差带代号120f9 孔由IT=ES-EI=-0.030-0.060=0.030mm 查表得公差等级为7级65属于5065mm的尺寸段,基本偏差ES=-0.030mm ,=11mES=ES表+ ES表=ES-=-0.030-0.011=-0.041 mm查表得基本偏差代码为R 孔的公差带代号65R7孔由IT=ES-EI=+0.285- =0.115mm 查表得公差等级为9级124属于225250mm的尺寸段,基本偏差EI=+0. 170mm ,查表得基本偏差代码为D 孔的公差带代号240D99、已知,。试不用查表法确定IT5、IT6、IT7、IT8的标准公差值和它们的配
12、合公差,并求出50e5、50E8的极限偏差。解：由r5极限偏差值可得：IT5=es-ei=+0.045-=0.011mm=11m由H6极限偏差值可得 IT6=ES-EI=+0.016-0=+0.016mm=16m由e7极限偏差值可得 IT7 =es-ei=-0.050-=0.025mm=25m由H8极限偏差值可得 IT8=ES-EI=+0.039-0=0.039mm=39m1对于50e5,基本偏差代码为e 则基本偏差es=-0.050mm ei=es-IT5=-0.050-0.011=-0.061mm50e5= 2对于50E8 基本偏差为下偏差,用通用规则计算计算基本偏差 EI=-es=-0.
13、050=+0.050mm ES=EI+IT8=+0.050+0.039=+0.089mm80E5= 10、已知30N7和30t6。试不用查表法计算与的极限偏差,并画出尺寸公差带图。解：由N7极限偏差值可得IT7= ES-EI=-0.007-0.028=0.021mm由t6极限偏差值可得IT6= es-ei=+0.054-+0.041=0.013mm1对于基准孔30H7,EI=0,ES=EI+IT7=+0.021mm 对于n6,由30N7可以得 ES=-0.007mm ES=-ei+ ei=-ES+=-0.007+0.021-0.013=+0.015mm es=ei+IT6=+0.015+0.0
14、13=+0.028mm=第十题1 公差带图2 对于基准轴30h6 es=0 ei=es-IT6=0-0.013=-0.013mm 对于孔T7 基本偏差 ES=-ei+=-+0.041+0.021-0.013=-0.033mm EI=ES-IT7=-0.033-0.021=-0.054mm=11、已知基孔制配合中,孔和轴的公差分别为25m和16m,轴的基本偏差为+54m,试不用查表法确定配合性质不变的同名基轴制配合的极限偏差,并画出公差带图与配合公差带图。解：由已知得 IT7=25m,IT6=16m 对于 t6 ei=+54m 则 es=ei-IT6=+54-16=38m 对于基准孔H7 EI=
15、0 ES=EI+IT7=0+25=25m对于基准轴h6 es=0, ei=es-IT6=0-16=-16m对于孔T7通过同名的t计算基本偏差 ES=-ei+=-54+25-16=-45mEI=ES-IT7=-45-25=-70m 所以=12、设孔、轴基本尺寸和使用要求如下： D=35 mm,Xmax=+120m,Xmin=+50m； D= 40 mm,Ymax=-80m,Ymin=-35m； D= 60 mm,Xmax=+50m,Ymax=-32m； 试确定各组的配合制、公差等级及其配合,并画出尺寸公差带图。解： D=35 mm,Xmax=+120m,Xmin=+50m；确定孔、轴标准公差等级
16、Tf=|Xmax-Xmin|=|-|=70 m由标准公差数值表的IT7=25m,IT8=39m确定孔、轴标准公差等级为：TD=IT8=39m,Td=IT7=25m。确定孔、轴公差带因采用基孔制,故孔为基准孔,其公差带代号为35H8,EI=0,ES=+39m。又因采用基孔制间隙配合,所以轴的基本偏差应从ah中选取,其基本偏差为上偏差。选出轴的基本偏差应满足下述三个条件Xmax=ES-eiXmaxXmin=EI-esXmin es-ei=Td=IT7式中 Xmin允许的最小间隙； Xmax允许的最大间隙。 解上面三式得es的要求为esEI-XminesES+IT7-Xmax将已知EI、ES、IT7
17、、Xmax、Xmin的数值分别代人上式得es0-50=-50 mes39+25-120=-56 m即 -56es-50 m按基本尺寸35和-56es-50m的要求查表,得轴的基本偏差代号为e,故公差带的代号为35e7,其es=-50m,ei=es-Td=-75 m。确定配合代号为40H8e735H8e7的孔、轴尺寸公差带图35H8e7的配合为常用配合。D= 40 mm,Ymax=-80m,Ymin=-35m；确定孔、轴标准公差等级Tf=| Ymin -Ymax |=|-|=45 m由标准公差数值表的IT7=25m,IT6=16m确定孔、轴标准公差等级为：TD=IT7=25m,Td=IT6=16
18、m。确定孔、轴公差带选用基孔制,故孔为基准孔,其公差带代号为40H7,EI=0,ES=+25m。又因采用基孔制过盈配合,所以轴的基本偏差应从pzc中选取,其基本偏差为下偏差。选出轴的基本偏差应满足下述三个条件Ymin=ES-eiYminYmax=EI-es Ymax es-ei=Td=IT6式中 Ymin允许的最小过盈； Ymax允许的最大过盈。 解上面三式得ei的要求为即 +60ei+66 m按基本尺寸40和+60ei+66m的要求查表,得轴的基本偏差代号为u,故公差带的代号为40u6,其ei=+60m,es=ei+Td=+60+16=76 m。确定配合代号为40H7u640H7u6的孔、轴
19、尺寸公差带图40H7u6的配合为优先配合。D= 60 mm,Xmax=+50m,Ymax=-32m；确定孔、轴标准公差等级Tf=| Xmax -Ymax |=|-|=82 m由标准公差数值表的IT7=30m,IT8=46m确定孔、轴标准公差等级为：TD=IT8=46m,Td=IT7=30m。确定孔、轴公差带选用基孔制,故孔为基准孔,其公差带代号为60H8,EI=0,ES=+46m。又因采用基孔制过度配合,所以轴的基本偏差应从jsn中选取,其基本偏差为下偏差。选出轴的基本偏差应满足下述三个条件Xmax=ES-ei XmaxYmax=EI-esYmax es-ei=Td=IT7 解上面三式得ES的
20、要求为即 -4ei+2 m按基本尺寸60和-4ei+2m的要求查表,得轴的基本偏差代号为k,故公差带的代号为60k7,其ei=+2m,es=ei+Td=+2+30=+32 m。确定配合代号为60H8k760H8k7的孔、轴尺寸公差带图60H8k7的配合为常用配合。13、设某一孔、轴配合为。但孔加工后的实际尺寸为40.045mm。若允许修改轴的上、下偏差以满足原设计要求,试问此时轴的上、下偏差应取何值？采取这种措施后,零件是否仍然具有互换性？解：由得Xmax=+89m,Xmin=+25m；当孔实际尺寸为40.045mm,修改轴的上、下偏差以满足原设计要求,此时轴的上、下偏差应满足下列条件： Xm
21、ax=+45-ei=+89Xmin=+45-es=+25即es=+20mei=-44m零件不具有互换性.14、如图3-54所示为蜗轮零件。蜗轮的轮缘由青铜制成,而轮毂由铸铁制成。为了使轮缘和轮毂结合成一体,在设计上可以有两种结合形式,图3-54为螺钉紧固,图3-54为无紧固件。若蜗轮工作时承受负荷不大,且有一定的对中性要求,试按类比法确定90mm和120mm处的配合。图3-54 蜗轮结构图解：对于加螺钉紧固的配合,选用过渡配合,由于有对中性要求用H7/m6或H7/n6；对于无紧固件的选用过盈配合H7/p6或H7/r6。15、图3-55所示为一机床传动装配图的一部分,齿轮与轴由键联结,轴承内外圈
22、与轴和机座的配合分别采用50k6,图中的尺寸和110J7,图中的尺寸。试确定齿轮与轴,图中的尺寸、挡环与轴,图中的尺寸、端盖与机座,图中的尺寸的配合。 图3-55 机床传动装配图解：齿轮与轴的配合采用50H7/m6,它能精密定心,而且抗振性好；挡环与轴的配合采用50D11/ k 6,由于无定心要求,采用间隙配合；由于轴承外圈与机座的配合110J7,孔的用J7,轴选用f9,即轴承外圈与机座的配合为110J7/ f9。16、被检验零件尺寸为轴60f9E,试确定验收极限,并选择适当的计量器具。解：解 由极限与配合标准中查得60f9=,画出尺寸公差带图。 公差带图 由表3-17中查得安全裕度A=7.4
23、 m,因为此工件尺寸遵守包容要求,应按照方法1的原则确定验收极限,则 上验收极限=60-0.030-0.0074=59.9626 mm 下验收极限=60-0.104+0.0074=59.9034 mm 由表3-17中按优先选用挡的原则查得计量器具测量不确定度允许值u1=6.7m。由表3-18查得分度值为0.01 mm的外径千分尺,在尺寸范围大于20100 mm内,不确定度数值为0.005 mm,因0.005u1=0.0067,故可满足使用要求。17、被检验零件为孔100H9E,工艺能力指数为CP=1.3,试确定验收极限,并选择适当的计量器具。18、某轴的尺寸要求为50h8,因用试切法加工的,其
24、尺寸分布偏向于最大极限尺寸,试确定验收极限。若选用挡测量不确定度允许值为u1时,选择适当的计量器具。19、某内尺寸为120 mm,未注公差的线性尺寸,其加工精度GBT 1804-f。试确定其验收极限并选择适当的计量器具。20、已知某孔的尺寸要求30M8,画出工作量规的公差带图,计算量规的尺寸和极限偏差,并确定磨损极限尺寸。21、计算检验轴18p7用的工作量规及其校对量规的工作尺寸及极限偏差,画出量规公差带图。scrscrscr四1、说明图4-158所示零件中底面a、端面b、孔表面c和孔的轴线d分别是什么要素被测要素、基准要素、单一要素、关联要素、轮廓要素、中心要素？ 图4-158 几何要素的判
25、别解：被测要素基准要素单一要素关联要素轮廓要素中心要素底面a端面b孔表面c轴线d2、根据图4-159中曲轴的形位公差标注,用填表4-28的形式说明图中各项形位公差的含义。各项形位公差的公差带形状可以画在表的外面。 图4-159 曲轴的形位公差的标注 表4-28 曲轴形位公差含义的填写公差框格特征项目被测要素公差值基准公差带符号名称有无基准要素形状大小基准如何对称度键槽对称面0.025有d1轴线两平行平面宽度对称于基准圆跳动圆锥面0.025有A-B同心圆锥i环半径差同轴圆柱度曲轴0.01无同轴圆柱半径差平行度曲轴轴线0.002有A-B圆柱直径平行圆跳动中心孔连线0.025有C-D圆环半径差同心圆
26、柱度右端轴0.006无同轴圆柱半径差3、试对图4-160所示轴套上的标注的形位公差作出解释,并按表4-29规定的栏目填写。 图4-160 轴套的形位公差标注略 表4-29 轴套的形位公差内容的填写公差特征项目符号公差特征项目名称被测要素基准要素公差带形状公差带大小公差带相对于基准的方位关系同轴度39的轴心线35的轴心线圆柱面0.025与基准同轴圆柱度39的轴无同轴圆柱面0.015与基准无关垂直度两端面35的轴心线两平行平面0.05与基准垂直4、在不改变形位公差特征项目的前提下,改正图4-161中的形位公差标注错误按改正后的答案重新画图,重新标注。 图4-161 形位公差标注错误略答：5、试指出
27、图4-162,中形位公差标注的错误,并加以改正形位公差特征项目不允许变更,正确的形位公差标注不要修改,重新画图,重新标注。 图4-162 错误的形位公差标注略答：6、图4-163中的垂直度公差各遵守什么公差原则和公差要求？它们各遵守什么边界？试分别说明它们的尺寸误差和形位误差的合格条件。设加工后测得零件的实际尺寸为19.985mm,轴线对基准A的垂直度误差值为0.06mm,试分别判断按图样图、图、图的标注,该零件是否合格？ 图4-163 公差原则或公差要求的标注解：遵守独立原则；合格条件是。 当时, 由于所以该零件不合格； b遵守最大实体原则；遵守最大实体实效边界,合格条件是 或 ； 当时,由于且所以该零件合格。c遵守最小实体原则；遵守最小实体实效边界,合格条件是 或 d遵守最大实体可逆原则,遵守最大实体实效边界,合格条件是 或 e遵守最大实体原则；遵守最大实体实效边界或最大实体边界 ,合格条件是 或 ； 当时,由于且所以该零件不合格。7、按图4
