【正文】 第一章 習(xí)題11 完全互換和不完全互換有什么區(qū)別？各應(yīng)用于什么場合？零件在裝配或更換時，不需選擇、調(diào)整或輔助加工(修配)的互換性為完今互換性。當(dāng)裝配精度要求較高時，采用完全互換性將使零件制造公差很小，加工困難，成本很高，甚至無法加工。這時，將零件的制造公差適當(dāng)放大，使之便于加工，而在零件完工后再用測量器具將零件按實(shí)際尺寸的大小分為若干組，使每組零件間實(shí)際尺寸的差別減小，裝配時按相應(yīng)組進(jìn)行(例如，大孔組零件與大軸組零件裝配，小孔組零件與小軸組零件裝配)。這樣，既可保證裝配精度和使用要求，又能解決加工困難，降低成本。此種僅組內(nèi)零件可以互換，組與組之間不能互換的特性，稱之為不完全互換性。12 什么是標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)化？按標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)的級別分，我國有哪幾種？標(biāo)準(zhǔn)(Standard):是對重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)化(Standardization)是指在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會實(shí)踐中，對重復(fù)性事物和概念，通過制訂、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會效益的有組織的活動過程。按標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)的級別分，我國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有四個層次：國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。13 公差、檢測、標(biāo)準(zhǔn)化與互換性有什么關(guān)系？公差(Tolerance)：允許零件幾何參數(shù)的變動范圍。檢測(Inspection and Measurement)：即檢驗(yàn)和測量，是將被測幾何參數(shù)與單位量值進(jìn)行比較或判斷的過程，由此確定被測幾何參數(shù)是否在給定的極限范圍之內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)化(Standardization)是指在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會實(shí)踐中，對重復(fù)性事物和概念，通過制訂、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會效益的有組織的活動過程?；Q性定義（Interchangeability）:指按同一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)制成的合格零部件在尺寸上和功能上具有相互替代的性能。公差、檢測、標(biāo)準(zhǔn)化與互換性的關(guān)系：A 零件的尺寸大小一定時，給定的公差值越小，精度就越高；但隨之而來的是加工困難。所以設(shè)計者不能任意規(guī)定公差值，必須按國家標(biāo)準(zhǔn)選取公差數(shù)值。B 公差是限定零件加工誤差范圍的幾何量，是保證互換性生產(chǎn)的一項(xiàng)基本措施?？捎霉顏砜刂飘a(chǎn)品的加工誤差，以滿足互換性和精度的要求。C 零件在加工或加工后是否達(dá)到要求，其誤差是否在給定的公差范圍內(nèi)，這些都需要按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行正確的檢驗(yàn)和測量。因此檢測是保證互換性生產(chǎn)的又一項(xiàng)基本措施。因?yàn)闄z測本身也有誤差，導(dǎo)致將合格品誤判為廢品，或?qū)U品誤判為合格品，所以應(yīng)保證產(chǎn)品質(zhì)量和考慮經(jīng)濟(jì)性兩方面加以綜合解決，并制定和貫徹統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)。D 互換性是產(chǎn)品設(shè)計與制造的主要原則。在產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程中執(zhí)行互換性原則，按規(guī)定的幾何、物理及其它質(zhì)量參數(shù)的公差，制造裝備的各部分，使其在裝配和互換時，無需輔助加工和修配便能滿足使用要求。E 互換性與技術(shù)測量不僅將實(shí)現(xiàn)互換性生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域或計量學(xué)領(lǐng)域的有關(guān)知識結(jié)合在一起，而且還與機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計、制造、質(zhì)量監(jiān)控、管理等方面密切相關(guān)，它不僅是隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，而且與微型計算機(jī)、激光、新材料、遺傳工程等帶頭學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)，這一點(diǎn)已被各國發(fā)達(dá)的科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)所證實(shí)。F標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段，是實(shí)現(xiàn)互換性的必要前提，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的重要手段之一，也是反映現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。它對人類進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展起著巨大的推動作用。 從上述分析得出結(jié)論：實(shí)現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的技術(shù)措施是產(chǎn)品應(yīng)該具有互換性及廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化?；Q性是現(xiàn)代化生產(chǎn)的原則，在設(shè)計時必須切實(shí)遵循。不但在大批量生產(chǎn)時要求互換性；在單件、小批量生產(chǎn)時也必須遵循互換性原則。 互換性的意義及作用?設(shè)計方面：可以最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)部件，大大簡化了繪圖和計算工作，縮短了設(shè)計周期，加速產(chǎn)品更新。有利于計算機(jī)輔助設(shè)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(jìn)工藝和高效率的專用設(shè)備，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低制造成本。裝配過程：提高裝配質(zhì)量，縮短裝配周期。使用維修方面：縮短機(jī)器的維護(hù)時間，節(jié)約修護(hù)費(fèi)用，提高機(jī)器的使用價值。15 什么是優(yōu)先數(shù)？我國標(biāo)準(zhǔn)采用了哪些系列？優(yōu)先數(shù)系(Series of preferred numbers)是國際上統(tǒng)一的數(shù)值分級制度，是重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。我國采用的優(yōu)先數(shù)系是一種十進(jìn)制等比數(shù)列，并規(guī)定了五個系列，它們分別用系列符號R R R R40和R80表示，其中前四個系列作為基本系列， R80為補(bǔ)充系列，僅用于分級很細(xì)的特殊場合。各系列的公比為：R5的公比≈ ；R10的公比≈；R20的公比≈；R40的公比≈；R80的公比≈。16 判斷下面說法是否正確。（對或錯以 √ 或 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。（）（2）遵循互換性原則將使設(shè)計工作簡化，生產(chǎn)效率提高，制造成本降低，使用維修方便。（√）（3）標(biāo)準(zhǔn)化是通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到統(tǒng)一的過程，因而標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)化活動的核心。（√）17 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(diào)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(shè)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(shè)計時需要規(guī)定公差，在制造時需要進(jìn)行檢測。（4）保證互換性生產(chǎn)的基礎(chǔ)是標(biāo)準(zhǔn)化。（5）R5系列中10～100的優(yōu)先數(shù)是126100。（6）優(yōu)先數(shù)系R10系列中在1～10的進(jìn)段中包含11個優(yōu)先數(shù)。，，，，，第二章 習(xí)題21 圖樣上給定的軸直徑為。根據(jù)此要求加工了一批軸，實(shí)測后得其中最大直徑（即最大實(shí)際尺寸） mm，最小直徑（即最小實(shí)際尺寸）為f 。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？答：軸直徑的技術(shù)要求決定了軸的極限尺寸為mm和mm。所以軸合格條件為；依據(jù)題意，這批軸不能全部合格，不合格零件的尺寸為。一批軸的尺寸公差也是由圖紙?jiān)O(shè)計階段決定的，所以仍然為22 在同一加工條件下，加工30H6孔與加工100H6孔，應(yīng)理解為前者加工困難還是后者加工困難或者兩者加工的難易程度相當(dāng)？加工50h7軸與加工50m7軸，應(yīng)理解為前者加工困難還是后者加工困難或者兩者加工的難易程度相當(dāng)？答：在同一加工條件下，加工30H6孔與加工100H6孔應(yīng)理解為前者加工困難；加工50h7軸與加工50m7軸應(yīng)理解為兩者加工的難易程度相當(dāng)。23 什么是基準(zhǔn)制?選擇基準(zhǔn)制的根據(jù)是什么？在哪些情況下采用基軸制?答：基準(zhǔn)制是指以兩個相配合的零件中的一個零件為基準(zhǔn)件，并確定其公差帶位置，而改變另—個零件(非基準(zhǔn)件)的公差帶位置，從而形成各種配合的—種制度。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定有基孔制和基軸制兩種配合制度。配合制的選擇與功能要求無關(guān)，主要考慮加工的經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)的合理性。從制造加工方面考慮，兩種基準(zhǔn)制適用的場合不同；從加工工藝的角度來看，對應(yīng)用最廣泛的中小直徑尺寸的孔，通常采用定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、拉刀等）加工和定尺寸量具（如塞規(guī)、心軸等）檢驗(yàn)。而一種規(guī)格的定尺寸刀具和量具，只能滿足一種孔公差帶的需要。對于軸的加工和檢驗(yàn)，一種通用的外尺寸量具，也能方便地對多種軸的公差帶進(jìn)行檢驗(yàn)。由此可見：對于中小尺寸的配合，應(yīng)盡量采用基孔制配合。 基軸制的選擇：用冷拉光軸作軸時。冷拉圓型材，其尺寸公差可達(dá)IT7～I(xiàn)T9，能夠滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械上的軸頸精度要求，在這種情況下采用基軸制，可免去軸的加工。只需按照不同的配合性能要求加工孔，就能得到不同性質(zhì)的配合。采用標(biāo)準(zhǔn)件時。滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，它的內(nèi)圈與軸頸配合無疑應(yīng)是基孔制，而外圈與外殼孔的配合應(yīng)是基軸制。 非配合制配合：在實(shí)際生產(chǎn)中，由于結(jié)構(gòu)或某些特殊的需要，允許采用非配合制配合。即非基準(zhǔn)孔和非基準(zhǔn)軸配合，如：當(dāng)機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)一個非基準(zhǔn)孔（軸）和兩個以上的軸（孔）配合時，其中肯定會有一個非配合制配合。如圖所示，箱體孔與滾動軸承和軸承端蓋的配合。由于滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，它與箱體孔的配合選用基軸制配合，箱體孔的公差帶代號為J7，箱體孔與端蓋的配合可選低精度的間隙配合J7/f9 ，既便于拆卸又能保證軸承的軸向定位，還有利于降低成本。基孔制、基軸制的優(yōu)先、常用配合見表。24 按給定的尺寸mm（孔）和mm（軸）加工孔和軸，現(xiàn)取出一對孔、軸。試求該孔、軸的實(shí)際偏差以及該對孔、軸配合的實(shí)際盈、隙；并說明它們的配合類別。答：圖紙的設(shè)計要求軸0孔孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊，設(shè)計的是過渡配合。設(shè)計的最大間隙；最大過盈。而取出的實(shí)際零件的孔的實(shí)際偏差；軸的實(shí)際偏差；這對實(shí)際的孔、軸配合因?yàn)檩S的實(shí)際加工尺寸比孔大，所以是過盈配合。 － = － 。25 某一配合的配合公差Tf = ，最大間隙Xmax = + mm，問該配合屬于什么配合類別？答：因?yàn)? (1)即此時想求得Ymax，就必須判斷絕對值內(nèi)的正負(fù)。情況1：設(shè)Ymax是真過盈，則應(yīng)該為負(fù)，則由式(1)知絕對值符號打開為正，所以可由式(1)推導(dǎo)知情況2：假設(shè)Ymax不是過盈是間隙，我們在課堂上已經(jīng)闡述過，此時它若是間隙則一定為最小間隙，則由式(1)知絕對值符號內(nèi)是最大間隙減去最小間隙，絕對值打開后仍為正。結(jié)果同情況1。經(jīng)過上述分析知，由，所以配合是過渡配合。26 什么叫一般公差?線性尺寸一般公差規(guī)定幾級精度?在圖樣上如何表示?答：一般公差是指在車間的一般加工條件下可以保證的公差。它是機(jī)床設(shè)備在正常維護(hù)和操作情況下可以達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度。線性尺寸的一般公差的等級分精密級f、中等級m、粗糙級c、最粗級v；極限偏差都對稱分布。 在圖樣上、技術(shù)文件上或相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)(如企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等)中用標(biāo)準(zhǔn)號和公差等級符號表示。例如，選用中等級時，表示為GB1804—m 。27 寫出與下列基孔（軸）制配合同名的基軸（孔）制配合，并從配合性質(zhì)是否相同的角度，說明它們能否相互替換？（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）答：和本題相關(guān)的知識點(diǎn)回顧同名配合：基孔或基軸制中，基本偏差代號相當(dāng)，孔、軸公差等級同級或孔比軸低一級的配合稱同名配合。所有基孔或基軸制的同名的間隙配合的配合性質(zhì)相同。基孔或基軸制的同名的過渡和過盈配合只有公差等級組合符合國標(biāo)在換算孔的基本偏差時的規(guī)定，配合性質(zhì)才能相同。即D≤500mm 的＞IT8的K、M、N以及＞IT7的P～ZC，還有D＞500mm、D＜3mm的所有J～ZC形成配合時，必須采用孔、軸同級。D≤500mm的≤IT8的J、K、M、N以及≤IT7的P～ZC形成配合時，必須采用孔比軸低一級。國家標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)制的選擇，公差等級的選擇，配合（即與基準(zhǔn)件相配合的非基準(zhǔn)件的基本偏差代號）的選擇。選擇方法主要是類比法。應(yīng)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(yīng)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(yīng)用場合。（1）；查表基本尺寸為50mm，IT6=16 μm；IT5=11 μm；查軸的基本偏差ei=9 μm，則由基孔制知：孔；軸（2）；查表基本尺寸為50mm，IT8=39 μm；查軸的基本偏差ei=9 μm，則由基孔制知：孔；軸同理其它幾種，查表計算即可。28已知f 20H7/m6的尺寸偏差為，按配合性質(zhì)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寸20mm的IT6=(－)= μm；IT7= μm；且由20H7/m6 知是過渡配合，配合公差。若配合性質(zhì)不變，改成基軸制配合為20M7/h6時，軸為；孔為 軸0孔0軸孔相當(dāng)于把基準(zhǔn)線向下移動了21μm29 已知配合 40H8/f7， mm，最大間隙X max =+ mm。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。（2） 40JSf 40Hf 40Ff 40H12的極限偏差。（注：按題目已知條件計算，不要查有關(guān)表格。）答：由40H8/f7知基孔制由mm可推出ei=－，又Td=，則es=－。公差帶圖解如下：XminXmax——孔軸040JS7極限偏差：應(yīng)該為對稱分布，由題意知IT7=25 μm，所以40H7極限偏差：應(yīng)該下偏差為零，則40F7極限偏差：由軸的條件鏡像孔的偏差知40H12極限偏差：應(yīng)該下偏差為零，則。計算過程如下：IT12=160 i；；；IT12=160 i=160= μm ≈ mm210 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(zhǔn)制及配合性質(zhì)。(1)；(2)；(3)；(4) 答：自己查表完成。211 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(dāng)?shù)呐浜?。?）配合的基本尺寸=25mm，Xmax = +，Xmin = +。（2）配合的基本尺寸=40mm，Ymax = –，Ymin = –。（3）配合的基本尺寸=60mm，Ymax = –，Xm ax = + 。答：（1）已知：配合的基本尺寸=25mm，Xmax = +，Xmin = +。允許的間隙公差：Tx=[Xmax][Xmin]=|86—20|=66 μm按工藝等價原則，TD=Td=Tx/2=33 μm若選定孔的公差為：TD=IT8=33 μm,若選定軸的公差為：Td=IT7=21 μm則配合公差為：Tf =TD+Td=33+21= 54 μm[Tx]=66 μm，可滿足