互換性習題答案

1、1.4互換性的意義及作用？設計方面：可以最大限度地采用標準件、通用件和標準部件，大大簡化了繪圖和計算工作，縮短了設計周期，加速產(chǎn)品更新。有利于計算機輔助設計和產(chǎn)品的多樣化。制造方面：有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，便于采用先進工藝和高效率的專用設備，提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)率，降低制造成本。裝配過程：提高裝配質量，縮短裝配周期。使用維修方面：縮短機器的維護時間，節(jié)約修護費用，提高機器的使用價值。1-6判斷下面說法是否正確。(對或錯以，或X表示)(1)對大批量生產(chǎn)的同規(guī)格零件要求有互換性，單件生產(chǎn)則不必遵循互換性原則。(X)(2)遵循互換性原則將使設計工作簡化，生產(chǎn)效率提高，制造成本降低，使用維修方便。(附(3

2、)標準化是通過制定、發(fā)布和實施標準，并達到統(tǒng)一的過程，因而標準是標準化活動的核心。(1-7填空：(1)零部件具有互換性必須滿足三個條件，即裝配前不需要挑選，裝配時不調整或修配,裝配后滿足使用要求。(2)在生產(chǎn)中采用的分組裝配法，是在設計階段就確定了的,它屬于不完全互換。(3)為了控制加工誤差，在設計時需要規(guī)定公差，在制造時需要進行檢測。(4)保證互換性生產(chǎn)的基礎是標準化。(5)R5系列中10100的優(yōu)先數(shù)是10、16、25、40、63、100。(6)優(yōu)先數(shù)系R10系列中在110的進段中包含11個優(yōu)先數(shù)。它們分別為1.00,1.25,1.60,2.00,2.50,3.15,4.00,5.00,6

3、.30,8.00,10.00第二章習題00332-1圖樣上給定的軸直徑為*45n6()。根據(jù)此要求加工了一批軸，實測后0.017得其中最大直徑(即最大實際尺寸)為45.033mm,最小直徑(即最小實際尺寸)為45.000mm。問加工后的這批軸是否全部合格(寫出不合格零件的尺寸范圍)？為什么？這批軸的尺寸公差是多少？0033答：軸直徑的技術要求445n6()決止了軸的極限尺寸為dmax=45.033mm0.017和dmin=45.017mm0所以軸合格條件為dmax*da之dmin；依據(jù)題意,這批軸不能全部合格，不合格零件的尺寸為45.000mmdaIT8的K、M、N以及IT7的PZC,還有D5

4、00mm、D3mm的所有JZC形成配合時，必須采用孔、軸同級。D0500mm的&IT8白J、K、M、N以及&IT7的PZC形成配合時，必須采用孔比軸低一級。國家標準規(guī)定的一般、常用和優(yōu)先的公差帶與配合、一般公差的規(guī)定以及公差與配合的選擇，其中配合的選擇包括基準制的選擇，公差等級的選擇，配合(即與基準件相配合的非基準件的基本偏差代號)的選擇。選擇方法主要是類比法。應優(yōu)先選用基孔制。確定公差等級的基本原則是，在滿足使用要求的前提下，盡量選取較低的公差等級。確定方法主要是類比法。配合的選擇應盡可能地選用優(yōu)先配合，其次是常用配合，再次是一般配合。如果仍不能滿足要求，可以選擇其他的配合。選擇方法主要是類

5、比法。要非常熟悉各類基本偏差在形成基孔制(或基軸制)配合時的應用場合。(50) H6(51) m5;查表基本尺寸為50mm,IT6=16IT5=11查軸的基本偏差ei=9小，則由基孔制知：孔450(黑16)；軸450(：20)00.009，(2)50 H8 m8;查表基本尺寸為 50mm , IT8=39 查軸的基本偏差ei=9則由基孔制知：孔*50(卡；39)；軸*50(048)0-0.009同理其它幾種，查表計算即可。2-8已知 20H7/m6的尺寸偏差為620 T.021/% 煞08,按配合性質不變，改換成基軸制配合，則20M7/h6中孔、軸尺寸的極限偏差為多少？答：由題意可判斷出基本尺

6、寸20mm的IT6=(0.0210.008)=0.0130.0210.008知是過渡配合，配合公差：-p：0.021IT7=0.021pm;且由20H7/m6200220Tf=13+21=34Nm。若配合性質不變，改成基軸制配合為20M7/h6時，軸為*20(,.013)；孔為巾20)0.0210.021軸0.0080T10孔軸0.013相當于把基準線向下移動了21pm0:0212-9已知配合40H8/f7,孔的公差為0.039mm,軸的公差為0.025mm,最大問隙Xmax=+0.089mm。試求：(1)配合的最小間隙Xmin、孔與軸的極限尺寸、配合公差并畫公差帶圖解。(52) 40JS7、

7、40H7、40F7、40H12的極限偏差。(注：按題目已知條件計算，不要查有關表格。)答：由40H8/f7知基孔制440(臂9)由Xmax=ES-ei=0.089mm可推出ei=-0.050mm,又Td=0.025mm,則es=-0.025mm。Xmin=EI-es=0-(-0.025)=0.025mm公差帶圖解如下：0039孔八0.0250.05040JS7極限偏差：應該為對稱分布，由題意知IT7=25所以440(：北5)40H7極限偏差：應該下偏差為零，則640(也：25)40F7極限偏差：由軸的條件鏡像孔的偏差知*40(*050)0.025，40H12極限偏差：應該下偏差為零，則*40(

8、025)o計算過程如下:IT12=160i;i=0.453/D+0.001D;D=J30150=38.73mm;i=0.453D0.001D=0.45338.730.00138.73=1.5587JmIT12=160i=160X1.5587=249.3920.25mm2-10查表并計算下列四種配合的孔、軸極限偏差；配合的極限盈、隙；配合公差Tf；并說明基準制及配合性質。*1117/、460H9()50U7()50H7()40P7)(1) h9();(2)h6();(3)k6();(4)m6)答：自己查表完成。2-11有下列三組孔與軸相配合，根據(jù)給定的數(shù)值，試分別確定它們的公差等級，并選用適當?shù)?/p>

9、配合。(1)配合的基本尺寸=25mm,Xmax=+0.086mm,Xmin=+0.020mm。(2)配合的基本尺寸=40mm,Ymax=-0.076mm,Ymin=-0.035mm。(3)配合的基本尺寸=60mm,Ymax=-0.032mm,Xmax=+0.046mm。答：(1)已知：配合的基本尺寸=25mm,Xmax=+0.086mm,Xmin=+0.020mm。允許的I可隙公差：Tx=Xmax-Xmin=|8620|=661ID按工藝等價原則，TD=Td=Tx/2=33pm若選定孔的公差為：Td=IT8=33pm,若選定軸的公差為：Td=IT7=21pm則配合公差為：Tf=TD+Td=33

10、+21=54PmTx毛6可滿足使用要求。(2) (3)道理同此，同學們自己完成。2-12試驗確定活塞與汽缸壁之間在工作時應有0.040.097mm的間隙量。假設在工作時要求活塞工作溫度td=150C,汽缸工作溫度tD=100C，裝配溫度t=20C,活塞的線膨脹系數(shù)年22x106/C,汽缸的線膨脹系數(shù)aD=12x106，活塞與汽缸的基本尺寸為95mm,試確定常溫下裝配時的間隙變動范圍，并選擇適當?shù)呐浜?。答?1)首先計算由于熱變形引起的間隙變動量AX=X工作一X裝配=D(dd-dMd)苴中飛=100-20=80c八td=150-20=130C則X=95(1280-22130)10-0.1805m

11、m負號說明工作間隙減小。則X裝配=X工作十0.1805=(0.040.097)+0.1805即X裝配max=0.2775mm;X裝配min=0.2205mm,由此可知，裝配間隙應增大，并以此確定配合。(2)確定基準制：缸體與活塞配合采用基孔制。(3)確定廣義概念的孔和軸的公差等級由于配合公差Tf=T裝配MaxT裝配Mini=Th+Ts=0.27750.2205=0.057mm=57Nm設Th=Ts=Tf/2=28.5Nm,查表基本尺寸95mm的IT6=22IT7=35接近。所以取孔和軸的公差差一級，即孔為7級，軸為6級。(4)確定廣義概念的孔和軸的基本偏差代號及公差帶因為基孔制，所以孔的基本偏

12、差為H,公差代號為495(0：35),且有最小裝配間隙X裝配Min=EIes=0.2205mm=220.5Nm,因止匕es=220.5查表軸的基本偏差為b時，是一22。3最接近題意。所以軸為*95(1240)配合代號為帕5H6(6)驗算:X實際裝配Max=ESei=0.035(0.242)=0.277mmX裝配MaxX實際裝配Min=EIes=0(-0.220)=0.220X裝配Min最小裝配條件不滿足要求。(7)結果分析在大批量生產(chǎn)方式下組織生產(chǎn)，一般規(guī)定/Tf(10%仍可滿足使用要求。其中為實際極限盈隙與給定極限盈隙的差值。則4=(277.5-277)/57=0.87%都小于10%說明選擇

13、的配合合適可以滿足2=(220.5-220)/57=0.87%0. 033_0, 0200 )/f7(041),現(xiàn)有一孔已加工成眄0 H8開7的極限盈、隙)試確定與Dm. = 30.000mm ,而 實際孔生產(chǎn)要求。2-13某孔、軸配合，圖樣上標注為牝0H8(30.050mm。為保證原配合性質(即保證得到該孔配合的(非標準軸)軸的上下偏差。答：孔的極限尺寸Dmax=30.033mm；Da=30.050mm=30(瑟50);質如下圖Xmax=0.033-(-0.041)=0.074mm;Xmin=0-(-0.020)=0.020mmTf=ThTs=Xmax-Xmin=0.0330.021=0.0

14、54mm則Xmax=0.050ei;Xmin=EIes0.0500.033=0.017mm整體全部上移0.017mm,所以軸的極限尺寸為一0.041+0.017=0.024mm;0.020+0.017=0.003mm;即軸為30（書.003）mm可以保證配合性質不變。0.024+0.030.0200.0412-14配合公差Tf：Tf=孔公差Th+軸公差Ts（解釋實質）答：配合公差Tf反映配合松緊的變化范圍，即配合的精確程度，是功能要求（即設計要求）；而孔公差Th和軸公差Ts又分別表示孔和軸加工的精確程度，是制造要求（即工藝要求）。通過關系式Tf=孔公差Th+軸公差Ts將這兩方面的要求聯(lián)系在一起

15、。若功能要求（設計要求）提高，即Tf減小，則（Th+Ts）也要減小，結果使加工和測量困難，成本增加。這個關系式正好說明“公差”的實質，反映零件的功能要求與制造要求之間的矛盾或設計與工藝的矛盾。配合公差帶有大小和位置兩個特性。大小由配合公差值決定，表示配合的精度；位置由極限間隙或過盈決定，表示配合的松緊。對于一批裝配零件來說，其中的任何一對孔、軸配合，不是間隙配合就是過盈配合。1形位公差項目分類如何？其名稱和符號是什么？答：形位公差項目共有14種。形狀公差是對單一要素提出的要求，因此，沒有基準要求；位置公差是對關聯(lián)要素提出的要求，因此，在大多數(shù)情況下都有基難要求。對于線輪廓度和面輪廓度，若無基準

16、要求，則為形狀公差；若有基準要求則為位置公差。形位公差的項目和符號見下表1。被測要家、基準要素的標注要求及其他附加符號見表2表1公差特征符號后無基準要求形狀形狀直線度一無平囿度無圓度O無圓柱度無形狀或位置輪廓線輪廓度0無或后面輪廓度c無或后ag定向平行度/I有垂直度有傾斜度有定位位置度后或無同軸（同心）度有對稱度有跳動圓跳動有全跳動有表2說明符號說明符號被測要素的標注直接最大實體要求硒加字母最小實體要求基準要素的標注可逆要求基準目標的標注延伸公差帶理論正確尺寸50自由狀態(tài)（非剛性零件）包容要求全周輪廓Q4-2形位公差帶與尺寸公差帶有何區(qū)別？形位公差的四要素是什么？答：尺寸公差帶一一允許零件尺寸

17、加工誤差變動的范圍，稱為尺寸公差帶。形位公差帶一一是用來限制被測實際要素變動的區(qū)域，它是形位誤差的最大允許值。形位公差包括形狀公差和位置公差。形狀公差就是被測實際要素在形狀上相對理想要素所允許的最大變動量，是為了限制形狀誤差而設置的，一般用于單一要素；位置公差是關聯(lián)實際要素的位置對基準所允許的變動量，是來限制位置誤差的。尺寸公差是用來限制零件實際尺寸的大小的，而形位公差是用來限制零件被測要素的實際形狀和位置的變動范圍。形位公差的四要素是：形狀、大小、方向和位置。公差原則是處理尺寸公差與形位公差之間相互關系的原則。尺寸公差和形位公差都反映在一個零件的同一個或幾個要素上，一般情況下，它們彼此獨立又

18、相互依存，在一定的條件下還可以相互轉換。尺寸公差和形位公差不允許相互轉換時為獨立原則，此時圖樣上無任何附加的標記，尺寸公差與形位公差相互獨立.互不關聯(lián)，相互之問無任何補償關系。分別滿足各自要求。允許相互轉換時為相關原則，相關原則又可分為：包容原則、最大實體原則、最小實體原則及可逆要求。概括地說，形位公差和尺寸公差的關系，可以總結為獨立原則和實體相關原則。4-3形位公差的研究對象是什么，如何分類，各自的含義是什么？答：形位公差的研究對象是零件的幾何要素，它是構成零件幾何特征的點、線、面的統(tǒng)稱。其分類及含義如下：（1）理想要素和實際要素具有幾何學意義的要素稱為理想要素。零件上實際存在的要素稱為實際

19、要素，通常都以測得要素代替實際要素。(2)被測要素和基準要素在零件設計圖樣上給出了形狀或(和)位置公差的要素稱為被測要素。用來確定被測要素的方向或(和)位置的要素，稱為基準要素。(3)單一要素和關聯(lián)要素給出了形狀公差的要素稱為單一要素。給出了位置公差的要素稱為關聯(lián)要素。(4)輪廓要素和中心要素由一個或幾個表面形成的要素，稱為輪廓要素。對稱輪廓要素的中心點、中心線、中心面或回轉表面的軸線，稱為中心要素。4-18圖4-2所示零件標注的位置公差不同，它們所要控制的位置誤差區(qū)別何在？試加以分析說明。a)b)c)圖4-2習題4-18a圖表示被測端平面必須位于距離為公差值0.03mm且垂直于基準軸線的兩平

20、行平面之間的區(qū)域；b圖標注錯誤，應該把公差數(shù)值前的符號/去掉，正確后表示被測端平面在圍繞基準軸線旋轉一周時(零件和測量儀器之間沒有相對軸向位移)，在任一測量平面內的軸向跳動量均不得大于0.03mm,其公差帶是在與基準同軸的任一半徑位置的測量圓柱面上距離為0.03mm的兩圓之間的區(qū)域；c圖表示被測端平面在零件和測量儀器之間作相對位移下，圍繞基準軸線旋轉若干周時，此時在被測端平面上各點間的示值差均不得大于0.03,測量儀器或零件的相對位移必須垂直于基準軸線的方向。其公差帶是在與基準軸線垂直的，且距離為0.03mm的兩平行平面之間的區(qū)域。通過上述的分析可知：a圖的垂直度并沒有要求該端平面的平面度要求

21、；b圖的端面圓跳動并沒有要求端平面垂直于基準軸線；c圖的端面全跳動公差帶可以綜合控制端面對基準軸線的垂直度和平面度誤差。4-23指出圖4-7中形位公差的標注錯誤，并加以改正(不允許改變形位公差的特征符號)。廠口0.013圖4-7習題4-23答：1垂直度0.05mm不應有基準B;2圓跳動0.02mm事實上已經(jīng)可以包含柱度公差0.018mm,若想嚴格控制柱度公差也可以單獨標出，但是數(shù)值應該遠遠小于0.02mm,圖示的兩者數(shù)值太接近,所以柱度公差0.018mm已經(jīng)不起作用；3圓度公差0.01mm、直線度0.02mm和跳動公差0.05mm的聯(lián)合公差指引線應垂直于內圓錐表面；且圓度公差不應有基準；跳動公差應該有基準B;4平行度公差0.03mm應該有基準A。請同學們根據(jù)上述的錯誤分析自己在圖中改正。4-26改正圖2-7中各項形位公差標注上的錯誤（不得改變形位公差項目）。圖4-10習題4-26答：改正：4-27試將下列技術要求標注在圖4-11上(1)(H圓柱面的尺寸為小300.025mm,采用包容要求，(R圓柱面的尺寸為4500039mm,采用獨立原則。(2)小d表面粗糙度的最大允許值