互换性与测量技术第五章
互换性与测量技术 第3版第5章 习题解答参考
第5章习题解答5.1何谓尺寸传递系统?建立尺寸传递系统有什么意义?答：一套从长度的最高基准到被测工件的严密而完整的长度量值传递系统就是尺寸传递系统。
建立尺寸传递系统是为了保证量值统一，把量度基准和量值准确传递到生产中应用的计算器具和工件上去。
5.2测量的实质是什么？一个完整的测量过程应包括哪些要素？答：测量的实质是将被测量与具有计量单位的标准量在数量上进行比较，从而确定二者比值的实验认知过程。
一个完整的测量过程应包括被测对象、计量单位、测量方法及测量精度四个要素。
5.3计量器具的度量指标有哪些?其含义是什么?答：计量器具的度量指标有刻度间距c、分度值i、示值范围、测量范围、示值误差、示值变动性、灵敏度、灵敏阈(灵敏限)、回程误差、测量力、修正值和不确定度。
刻度间距c是指计量器具的刻度标尺或分度盘上两相邻刻线中心之间的距离。
分度值i是指计量器具的刻度尺或分度盘上相邻两刻线间所代表的量值。
示值范围是指计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围。
测量范围是指在允许的误差范围内，计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。
示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差。
示值变动性是指在测量条件不变的情况下，对同一被测量进行多次(一般5～10次)重复观察读数，其示值变化的最大差值。
灵敏度是指计量器具对被测量变化的反应能力。
灵敏阈是指引起计量器具示值可察觉变化的被测量的最小变化值，它表示计量器具对被测量微小变化的敏感能力。
回程误差是指在相同测量条件下，计量器具按正、反行程对同一被测量值进行测量时，计量器具示值之差的绝对值。
测量力是指在接触测量过程中，计量器具与被测表面之间的接触力。
修正值是指为消除系统误差，用代数法加到未修正的测量结果上的值。
不确定度是指由于计量器具存在误差从而对被测量的真值不能肯定的程度。
5.4哪些原因会导致测量误差的产生？答：产生测量误差的原因主要有：1）计量器具本身在设计、制造和使用过程中造成的各项误差。
互换性第5章 量规
二、 泰勒原则
１、极限尺寸判断原则（泰勒原则） （１）孔或轴的作用尺寸不允许超越 最大实体尺寸，即：
Dm ≧ D min dm ≦d max
（２）在任何位置的实际尺寸，不允 ≧ 许超越最小实体尺寸，即： ≧
D a ≦ D max d a ≧ d min
第四章 表面粗糙度及检测总结
一. 表面粗糙度对零件功能影响 二. 评定
答案：
第五章 光滑极限量规
一. 基本概念和分类
塞规：孔用量规 “T”
“T” 卡规（环规）：轴用量规 二、 泰勒原则 “Z” 工作量规：制造时 验收量规：检验部门 分类：按用途分 “校通－通”规 “TT” 通 校对量规 “校止－通”规 “ZT” 通 （校对轴用量规的） “校通－损”规 “TS” 止 二、 泰勒原则
“Z”
一、 基本概念
１、光滑极限量规：是一种无刻度的专用检验工具。 2、分类 （１）塞规：检验孔径的光滑极限量规。 （a）通规（通端）：按被测孔的最大实体尺寸制造的一端 （b）止规（止端）：按被测孔的最小实体尺寸制造的一端 （c）规则： （２）环规（卡规 ) ：检验轴径的光滑极限量规。 （a）通规（通端）：按被测轴的最大实体尺寸制造的一端 （b）止规（止端）：按被测轴的最小实体尺寸制造的一端 （c）规则：
２、根据不同用途分类： （１）工作量规：制造工件的过程中操作者所使用的量规 （２）验收量规：检验部门和用户代表在验收产品时所用的量规 （３）校对量规：校对工作量规和验收量规的量规。标准只对轴用量规规 定了校对量规。因为孔用量规（塞规）便于用精密量仪，故未规定校 对量规。 （a）校通—通：代号是TT，检验轴用量规通规的校对量规 （b）校止—通：代号是ZT，检验轴用量规止规的校对量规 （c）校通—损：代号是TS，检验轴用量规通规磨损极限的校对量规
互换性与测量技术课后习题答案第5章习题解答
第5章一、选择题1.表面粗糙度符号或代号不应标注在（ A ）。
A. 虚线上B. 可见轮廓线上C. 尺寸界限上D. 引出线或它们的延长线上2.表面粗糙度评定参数中（ A ）更能充分反映被测表面的实际情况。
A. Ra B.RzC.Rmr(c) D.RSm3.表面粗糙度值越小，则零件的（ B ）。
A.加工容易B.耐磨性好C.抗疲劳强度差D.传动灵敏差性二、判断题1.同一公差等级时，孔的表面粗糙度值应比轴的小。
（×）2.受交变载荷的零件，其表面粗糙度值应大。
（×）3.轮廓最小二乘中线是惟一的，但很难获得，可用轮廓算术平均中线代替。
（√）4.参数Ra、Rz均可反映微观集合形状高度方面特性，可互相替换使用。
（×）5.表面粗糙度值越大，则零件的表面越光滑。
（×）三、简答题1.表面粗糙度的含义是什么？它与形状误差和表面波纹度有何区别？答：零件表面具有的微小峰谷的高低程度和间距状况就叫做表面粗糙度，也称为微观不平度。
这三种误差一般以其相邻两波峰或两波谷之间的距离（波距）加以区分：波距大于1 0mm的属于宏观几何形状误差，波距在1～10mm之间的属于表面波纹度，波距在1mm以下的属于微观几何形状误差——表面粗糙度。
2.表面粗糙度对零件的使用性能有哪些影响？答：1）表面粗糙度影响零件的耐磨性。
表面越粗糙，两表面做相对运动时，只在轮廓的峰顶处发生接触，其有效接触面积越小，则压强越大，磨损就越快。
但表面太光滑，又不利于润滑油的存储。
2）表面粗糙度影响配合性质的稳定性。
对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，则由于装配时微观凸峰被挤平，使实际有效过盈减小，从而降低了联结强度；对于过渡配合，表面粗糙也会使配合变松。
3）表面粗糙度影响零件的疲劳强度。
粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，特别是在零件承受交变载荷作用时，会使零件的疲劳强度降低而损坏。
互换性与测量技术 第3版课件第5章 测量技术基础
测量器具与被测零件会因实际温度偏离标准温度和受力(重力和测量力) 而产生变形,形成测量误差。
3. 测量方法分类
广义的测量方法是指测量时所采用的测量原理、 计量器具及测量条件的总和。 工程实际中, 为了便于根据被测件的特点和要求 选择合适的测量方法, 按照获得测量结果的方式 可将测量方法分为以下几种类型:
(4)单项测量和综合测量
1) 单项测量: 指对被测件的各个被测几何量分别进行测量的测量方法。例如, 用公法线千分尺测量齿轮的公法线长度偏差,用跳动检查仪测量齿轮的齿 轮 径向跳动等。 2) 综合测量: 指同时测量被测件上几个相关参数, 综合地判断被测件是否合 格的测量方法。例如,用齿距仪测量齿轮的齿距累积总偏差,实际上反映的是 齿轮的公法线长度偏差和齿轮径向跳动两种误差的总和结果。
以上对测量方法的分类是从不同的角度考虑的, 但对一个具 体的测量过程, 可能同时兼有几种测量方法的特性。 例如：用游标卡尺和千分尺测量轴径, 同时属于直接测量、绝 对测量、接触测量和单项测量等；用三坐标测量机对工件的轮 廓进行测量, 则同时属于直接测量、接触测量、在线测量和动 态测量等。 测量方法的选择应考虑被测对象的结构特点、精度要求、 生产 批量、技术条件和经济效益等。
5.1.2 长度基准及其量值传递
目前，世界各国所使用的长度单位有公制(米制)和英制两种。我国采用公 制，长度基本计量单位是米。按1983年第17届国际计量大会的决议，规定米 的定义：米为光于真空中在（1／299792458）s时间间隔内所行进的距离。 为了保证长度测量的精度，需要建立准确的量值传递系统。长度的量值传递 是指“将国家计量基准所复现的计量值，通过检定（或其他方法）传递给下 一等级的计量标准（器）并依次逐级传递到工作计量器具上，以保证被测量 对象量值准确一致的方式”。国际计量大会推荐用激光辐射来复现它，其不 确定度可达1×10-9。我国用碘吸收稳定的0.633μm氦氖激光辐射作为波长 标准来复现“米”。
互换性与技术测量第三版课后题答案程玉兰
《互换性与测量技术基础》(第三版)课后习题答案第一章习题及答案1-1 什么叫互换性？它在机械制造中有何重要意义？是否只适用于大批量生产？答：同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中去，并达到使用要求，这种特性就叫互换性。
互换性给产品的设计、制造和使用维修都带来了很大方便。
它不仅适用于大批量生产，也适用于单件小批生产，互换性已经成为现代机械制造企业中一个普遍遵守的原则。
1-2 完全互换和不完全互换有何区别？各用于什么场合？答：互换程度不同：完全互换是同一规格的零部件，不需要做任何挑选、调整或修配，就能装配到机器中而满足使用要求；不完全互换是同一规格的零部件，需要经过挑选、调整或修配，再装配到机器中去才能使用要求。
当使用要求和零件制造水平、经济效益没有矛盾，即机器部件装配精度不高，各零件制造公差较大时，可采用完全互换进行零件生产；反之，当机器部件装配精度要求较高或很高，零件制造公差较小时，采用不完全互换。
1-5 下面两列数据属于哪种系列？公比为多少？（ 1 ）电动机转速： 375 ， 750 ， 1500 ， 3000 ，、、、（ 2 ）摇臂钻床的主参数（钻孔直径）： 25 ， 40 ， 63 ， 80 ， 100 ， 1 25等答：（ 1 ）此系列为派生系列： R40/12 ，公比为（ 2 ）此系列为复合系列，前三个数为 R5 系列，后三位为 R10 系列。
补充题：写出 1 ～ 100 之内的派生系列 R20/3 和 R10/2 的优先数常用值。
答： R20/3 ： 1.00 ， 1.40 ， 2.00 ， 2.80 ， 4.00 ， 5.60 ， 8.00 ， 11.2 ，16.0 ， 22.4 ， 31.5 ， 45.0 ， 63.0 ， 90.0R10/2 ： 1.00 ， 1.60 ， 2.50 ， 4.00 ， 6.30 ， 10.0 ， 16.0 ， 25.0 ， 40.0 ，63.0 ， 100第二章习题及答案2-5 （略）2-9 试从 83 块一套的量块中，同时组合下列尺寸： 48.98mm ， 29.875mm ，10.56mm 。
08-09互换性第五章
3.轮廓最大高度 R y 规定了轮廓的变动范围，不涉及在 R 最大峰高与最大谷深之间轮廓的变化状况。 y 测量很方便， Rz 且弥补了 不能测量极小面积表面的不足，因此被各国 标准中广泛采用。对于需控制应力集中或疲劳强度的表面， 当选用了 或 Ra Rz 后，可加选 。 R y
70、80、90%。
5.3 零件表面粗糙度参数值的选择 一. 表面粗糙度评定参数的选用
1. 轮廓算术平均偏差 Ra 是国家标准推荐优先选用的高 度特性参数，是世界各国的表面粗糙度标准广泛采用的 R 最基本的评定参数。 a 能较全面地反映表面微观几何形 状特征及轮廓凸峰高度，且测量方便。
2.微观不平度十点高度 R z ，是反映表面微观轮廓峰的 高度特征，但仅取十点是不能完整描述整个表面微观几何 形状特征的。R z 适用于光学仪器测量。当测量Ra较困难 时，可选用 R z 。
5.2表面粗糙度评定标准
一、主要术语及定义
1.几何表面（geometrical surface）亦称理想表面 其表面形状由图样或其它技术文件规定。几何表面不 存在任何形式的几何形状误差。 2.实际表面（real surface） 物体与周围介质分割的表面称为实际表面。它是加 工过程中形成的一种三维空间曲面。
l
峰顶线 S1 b1 Si bi Sn
Rp
bn
C
Rv
Ry
Sm1
Smi 谷底线
Smn
图5-6 Ry、Sm、S
2.间距特性参数（两个） 1）轮廓微观不平度的平均间距 S m 微观不平度的间距 S mi 是指含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷 的一段中线长度。 在取样长度 l 内，轮廓微观不平度的间距 S mi 的平均 值称为轮廓微观不平度的平均间距，如图5-6所示。用公 式表示为
(完整版)互换性与技术测量知识点
互换性与技术测量知识点第1章绪言互换性是指在同一规格的一批零、部件中任取一件，在装配时不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机上，并能满足使用性能要求的特性。
互换性应具备的条件：①装配前不换②装配时不调整或修配③装配后满足使用要求按互换性程度可分完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互换）。
按标准零部件和机构分外互换与内互换。
互换性在机械制造中的作用1.从使用方面看：节省装配、维修时间，保证工作的连续性和持久性，提高了机器的使用寿命。
2.从制造方面看：便于实现自动化流水线生产。
装配时，由于零部件具有互换性，不需辅助加工和修配，可以减轻装配工的劳动量，缩短装配周期。
3.从设计方面看：大大减轻设计人员的计算、绘图的工作量，简化设计程序和缩短设计周期。
标准与标准化是实现互换性的基础。
标准分类（1）按一般分：技术标准、管理标准和工作标准。
（2）按作用范围分：国际标准、国家标准、专业标准、地方标准和企业标准。
（3）按标准的法律属性分：强制性标准和推荐性标准。
国家强制性标准用代号“GB”表示。
国家推荐性标准用代号“GB/T”表示。
优先数系的种类（1）基本系列R5、R10、R20、R40（2）补充系列R80（3）派生系列选用优先数系的原则按“先疏后密”的顺序。
第2章测量技术基础测量过程的四要素：测量对象、计量单位、测量方法和测量精度。
测量仪器和测量工具统称为计量器具。
计量器具分类按其原理、结构和用途分为:（1）基准量具(2) 通用计量器具（3）极限量规类（4）检验夹具按测量值获得方式的的不同，测量方法可分为：1.绝对测量和相对(比较)测量法2.直接测量和间接测量法测量误差：测得值与被测量真值之差。
基本尺寸相同用∆评定比较测量精度高低基本尺寸不相同用ε评定（1）绝对误差Δ——测得值与被测量真值之差。
0x x -=∆（2）相对误差ε——测量的绝对误差的绝对值与被测量真值之比。
%100||||||000⨯∆≈∆=-=xx x x x ε （3）极限误差——测量的绝对误差的变化范围。
互换性与测量技术基础习题答案
40
12
10
答：（1）此系列为派生系列：R40/12，公比为
（2）此系列为复合系列，前三个数为 R5 系列，后三位为 R10 系列。
补充题：
1、已知
30g7
的极限偏差为（
0.007 0.028
），则
30H7，
30JS7，
30h7
和
30G7
的极限偏差
分别为（
0.021 0
）
mm、（
±0.010
）mm、（
0 0.021
）mm、（
0.028 0.007
）mm。
2、有一基孔制的孔、轴配合，基本尺寸 D=25mm,Ts=21μm，Xmax=+74μm，Xav=+47μm， 试求孔、轴的极限偏差、配合公差，并画出孔轴公差带示意图，说明配合种类。 解：由题意知：EI＝0；
两平行平 面之间区 域 两同轴线 圆柱面之 间区域 两同心圆 之间区域
轴线平行 于 A-B 的 6 圆柱面 内区域
大小 0.01 0.025 0.025 0.006 0.025 φ0.02
公差带位 置 浮动
中心位置 固定 位置固定
浮动
中心位置 固定 方向固定
4-12 将下列几何公差要求分别标注在图 4-31a、b 上。 （1）标注在图 4-31a 上的几何公差要求： 1） 4000.03 圆柱面对两 2500.021 轴颈公共轴线的圆跳动公差为 0.015mm；
圆柱度
径向圆跳 动 平行度
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轮廓算术平均偏差——Ra 微观不平度十点高度——Rz 轮廓最大高度——Ry
优先选用轮廓算术平均偏差Ra
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10
第二节 表面粗糙度轮廓的评定
1，轮廓算术平均偏差Ra：在零件表面一段取样长度L（用于
判断表面粗糙度特征的段中线长度）内，轮廓的偏距y是轮廓
线上的点到中线的距离，中线以上，y为正值；反之y为负值。
形状误差
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4
第一节 基本概念
二、表面粗糙度对零件使用性能的影响
摩擦和磨损方面：表面越粗糙，摩擦系数就越大，而结合面 的磨损越快。
配合性质方面：对间隙配合来说，表面越粗糙，越易磨损， 使工作过程中间隙增大。
疲劳强度方面：表面越粗糙，越易产生疲劳裂纹，使得零件 的强度大大削弱。
耐腐蚀性方面：表面越粗糙，与腐蚀物的接触面积就越大， 耐腐蚀性能越差。
因为Ra一般采用触针测量，当零件材料较软时一般不用；
当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面， 可选用Ry值。
当零件的疲劳强度和密封性要求较高时，不允许零件表面出现较 深的加工痕迹，可用Ry。一般Ry要和Ra、Rz联合使用。
3，轮廓最大高度Ry: 在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓谷 底线之间的距离。
Ry值是微观不平度十点中最高点和最低点至中线的垂
直距离之和，因此它不如Rz值反映的几何特性准确，意义。
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13
第三节 表面粗糙度轮廓的技术 要求
一、评定参数的选择
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7
第二节 表面粗糙度轮廓的评定
3，评定长度Ln：评定表面轮廓所必需的一段长度。评定
长度包括一个或几个取样长度，由于零件表面各部分的表面 粗糙不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映 某一表面粗糙度特征，故需在表面上取几个取样长度来评定 表面粗糙度。
4，轮廓中线m：轮廓中线m是评定表面粗糙度数值大小的
基准线。
轮廓最小二乘中线：是在取样长度范围内，实际被测轮廓线上
的轮各廓点算至术该平线均的中距线离：平方是和在为取最样小长。度范0l围y2内dx， m将in实际轮廓划分为
上下两部分，且使上下面积相等的直线，即：F1＋F2＋…+ Fn=S1+ S2 +…+ Sm 。
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8
第二节 表面粗糙度轮廓的评定
Ra是轮廓偏差绝对值，用公式表示为：
Ra
1 l
l 0
y
dx
Ra
1 n n i1
yi
显然，Ra的值越大，则表面越粗糙。
Ra能客观地反映表面微观几何形状误差，但因受到计量器具 功能的限制，不宜用做过可编于辑粗pp糙t 或太光滑表面的评定参数。 11
第二节 表面粗糙度轮廓的评定
2，微观不平度十点高度Rz：在取样长度内5个最大的轮廓
表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于50～1000 的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别 是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的。
形状误差：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不平 程度属于形状误差。
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3
第一节 基本概念
表面实际轮廓
表面粗糙度
表面波纹度
峰高ypi的平均值与5个最大的轮廓谷深yyi的平均值之和。
5
5
y pi
yvi
Rz i 1
i 1
5
显然，Rz的值越大，则表面越粗糙。
Rz只能反映轮廓的峰高和谷深，不能反映峰顶和谷底的尖锐
或平钝的几何特性。同时若取点不同，则所得Rz值不同，因此受测量
者的主观影响较大。
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12
第二节 表面粗糙度轮廓的评定
2，取样长度l：是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一
段基准线长度，它至少包含五个以上轮廓峰和谷。取样长度L 的方向与轮廓走向一致。目的：在于限制和减弱其他几何形 状误差，特别是表面波纹度对测量结果的影响。表面越粗糙， 取样长度越大，因为表面越粗糙，波距也越大，较大的取样 长度才能反映一定数量的微量高低不平的痕迹。
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2
第一节 基本概念
一、表面粗糙度的概念
零件表面加工后，由于切削过程中各种几何、物理因素的影 响，其几何形状在微观上总呈现“峰”、“谷”相间的起伏 不平。这种微观几何形状偏差，称为表面粗糙度。表面越粗 糙，表面粗糙度越大。
零件表面的形貌可分为三种情况：
表面粗糙度：零件表面所具有的较小间距和微小峰谷的不平程度， 其波长和波高之比一般小于50。属于微观几何形状误差。
表面粗糙度参数的选用原则：在满足工作性能要求的情况下， 尽量把数值取大。以减少加工难度，降低加工成本。
评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推 荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。 以下情况下例外：
当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜0.025 μm）时， 可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器进行测量；
接触刚度方面：表面越粗糙，结合面面积越小，零件的接触 刚度越低。
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第二节 表面粗糙度轮廓的评定
一、表面粗糙度评定的主要术语
1，实际轮廓：实际轮廓是平面与实际表面垂直相交所得
的轮廓线，可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。通常指横 向实际轮廓。
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第二节 表面粗糙度轮廓的评定
基准线
轮廓最小二乘中线
l y2dx min 0
轮廓算术平均中线 F1＋F2＋…+ Fn
=G1+ G2 +…+ Gm
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第二节 表面粗糙度轮廓的评定
二、表面粗糙度主要评定参数
评定参数：国家标准规定了6个评定参数，其中高
度参数3个，间距参数2个，形状参数1个。确定表面粗糙 度时，可在三项高度参数中选取，只有当用高度参 数不能满足表面功能要求时，才选取附加参数。
第五章 表面粗糙度及测量
第一节 基本概念 第二节 表面粗糙度轮廓的评定 第三节 表面粗糙度轮廓的技术要求 第四节 表面粗糙度轮廓的标注 第五节 表面粗糙度轮廓的检测
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1
第一节 基本概念
零件图中除了视图和尺寸之外，还应具备 加工和检验零件的技术要求。技术要求主 要有：
1，零件的表面粗糙度。 2，尺寸公差、形状公差和位置公差。 3，对零件材料、热处理和表面修饰的要求。 4，对于特殊加工和检验的说明等。