互换性与技术测量技术---第2章长度测量基础
互换性公差与测量基础第四版-答案
:互换性与测量技术基础习题答案）周兆元李翔英》目录第一章习题1 (2)第二章习题2 (3)第三章习题3 (6)第四章习题4 (14)|第五章习题5 (20)第六章习题6 (22)第七章习题7 (24)第八章习题8 (28)第九章习题9 (31)第十章习题10 (36)第十一章习题11 (40))#@习题 11-1 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作任何挑选、调整或修配，就能装配到机器上去，并且符合使用性能要求，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很大的方便，对保证产品质量、提高生产效率和增加经济效益具有重大的意义。
互换性不仅适用于大批量生产，即便是单件小批生产，也常常采用已标准化了的具有互换性的零部件。
1-2 完全互换与不完全互换有何区别各用于何种场合答：完全互换与不完全互换是有区别的，若一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配，装配后即能满足预定的要求，这些零部件属于完全互换。
其中有一项不满足上述条件的，属于不完全互换。
一般地说，使用要求与制造水平、经济效益没有矛盾时，可采用完全互换；反之采用不完全互换。
|1-3 公差、检测、标准化与互换性有什么关系答：给零、部件规定合理的公差、正确进行检测，是实现互换性的必要条件。
而要做到这两点，需要有统一的标准作为共同遵守的准则和依据，所以，标准化是实现互换性的前提。
1-4 按标准颁发的级别分，我国标准有哪几种答：我国标准分为国家、行业、地方和企业四个等级，国家标准和行业标准又分为强制性和推荐性两大类。
1-5 下面两列数据属于哪种系列公比q为多少(1)电动机转速有：（单位为r／min）：375，750，1500，3000……。
解：由表1-1可知属于R40/12派生系列，公比q = 750/375 = 2(2)摇臂钻床的主参数（最大钻孔直径，单位为mm）：25，40，63，80，100，125等。
互换性与测量技术基础习题解答课件
大间隙或最小过盈、最小间隙或最大过盈。
（1）Φ50H8／f7
（2）Φ80G10／h10
（3）Φ30K7／h6
（4）Φ140H8／r8
（5）Φ180H7／u6
（6）Φ18M6／h5
（7）Φ50H7／js6
（8）Φl00H7／k6
（9）Φ30H7／n6
（10）Φ50K7／h6
4．将下列基孔(轴)制配合，改换成配合性质相同的基轴(孔)制配 合，并查表2－4、表2－7和表2－8，确定改换后的极限偏差。 （1）Φ60H9／d9 （2）Φ30H8／f8 （3）Φ50K7／h6 （4）Φ30S7／h6 （5）Φ50H7／u6
6．用某一测量方法在等精度的情况下对某一试件测量了四次，其测 得值如下(单位为mm)：20.001，20.002，20.000，19.999。若已知单次测 量的标准偏差为0.6μm，求测量结果及极限误差。
7．三个量块的实际尺寸和检定时的极限误差分别为20±0.0003 mm、 1.005±0.0003mm、1.48±0.0003mm，试计算这三个量块组合后的尺寸 和极限误差。
5．设有一孔、轴配合，基本尺寸为40mm，要求配合的间隙为 0.025～0.066mm，试确定基准制、孔、轴公差等级和配合种类。
6．有下列三组孔与轴相配合，根据给定的数值，试分别确定它们 的公差等级，并选用适当的配合。 （1）基本尺寸为25mm，X max =+0.086mm，Xmin =+0.020mm。 （2）基本尺寸为40mm，Ymax =-0.076mm，ymin =-0.035mm。 （3）基本尺寸为60mm，Ymax =-0.032mm，Xmin =+0.046mm。
习题图1
8．试验确定活塞与气缸壁之间在工作时的间隙应在0.04～0.097mm 范围内，假设在工作时活塞的温度 =150℃，气缸的温度 =100℃，装配 温度t＝20℃。气缸的线膨胀系数为 =12x106／℃，活塞的线膨胀系数为 =22x106／℃，活塞与气缸的基本尺寸为95mm，试求活塞与气缸的装配 间隙等于多少？根据装配间隙确定合适的配合及孔、轴的极限偏差。
《互换性与技术测量》习题集(1)
附二《互换性与技术测量》习题集第一章 圆柱公差与配合一．是非题：1.图样标注0021.020-φ的轴，加工得愈靠近基本尺寸就愈精确（F ）2.实际尺寸是客观存在的尺寸，且没有测量误差（F ）3.给出基本尺寸和公差等级，就可以确定标准公差值（T ）4.025.0040+φ就等于ф40.025（F ）5.若已知ф30f7的基本偏差为-0.02mm ，则ф30F7的基本偏差一定是+0.02mm(T)6.尺寸公差总是正值(T)7.加工零件的实际尺寸愈靠近基本尺寸，就愈准确（F ）8.标准公差的数值与公差等级有关，而与基本偏差无关（T ） 9.图样给出的零件尺寸偏差的绝对值愈大，则公差等级愈低（F ） 10.配合公差的数值愈小，则相互配合的孔、轴公差等级愈高（T ）11.同一基本尺寸分段中，对不同的公差等级，尺寸公差值的大小不同，是由于公差单位不同所致（F ）12.孔、轴配合的最大过盈为-60μm ，配合公差为40μm ，可以分析判断该配合属于过盈配合（T ）13.作用尺寸是由局部实际尺寸和形位误差综合形成的理想尺寸。
对一批零件来说，若已知给定的尺寸公差值和形位公差值，则可以分析计算出作用尺寸（F ） 14.基本偏差是两个极限偏差中数值较小的那个极限偏差。
（ T ） 15.（自拟）基本偏差是两个极限偏差中绝对值较小的那个极限偏差。
（T ） 16.优先选用基孔制是因为孔难加工，故先按孔公差带加工孔，后按轴公差带加工轴。
（F ） 17.过渡配合是可能为间隙配合或可能为过盈配合的一种配合。
（ F ）18.电动机为标准设备，故传动件（或联轴器）与电动机轴的配合按基轴制。
（F ） 19.单键为标准件，故与单键配合的轴槽和轮毂槽按基轴制加工。
（ T ） 20.矩形花键配合采用基孔配合。
（T ）21.孔的实际尺寸小于轴的实际尺寸，它们装配时产生过盈，称为过盈配合。
（F ） 22.为满足互换性要求，设计规定的公差值越小越好。
互换性与测量技术
第一章概述互换性与测量技术实验是理论教学的重要环节和组成部分，通过实验使学生加深对公差与配合一些基本概念和知识的学习和掌握。
培养学生理论联系实际的能力和实际操作的技能，提高学生的综合素质。
本系列实验共有尺寸精度测量和形位误差的测量两部分其中形径误差的测量由于涉及到该课程几个章节的主要内容而作为综合性实验课。
尺寸精度的测量作为公差与配合的测量基础，它与形状误差的测量基本构成了该门课程所涉及的主要基本理论知识。
互换性与测量技术课程是工科学生的必修课，因此该系列实验对工科学生提高工程理论水平和学习掌握相关专业课程的知识奠定了基础。
第二章实验要求及注意事项1．实验前按要求认真进行预习。
2．准时到达实验室，除与实验有关的书籍文具外，其它物品不得带入室内。
3．保持室内整洁、肃静，禁止随地吐痰，不准喧哗及打闹。
4．爱护量仪，预习阅读实验指导书，只有在完全弄清楚仪器各部分功用及操作方法之后，方可动手操作仪器。
5．细心维护量仪，不动与本实验无关的量仪，不要正对仪器精密表面及光学镜头呵气或咳嗽，不得用各种形式擦抹光学镜头。
尽可能少用手接触精密表面。
6．认真填写实验报告，要求整洁、准确，独立完成。
7．实验完毕，擦好仪器，摆好椅凳，搞好卫生，方可离开。
8．有事要请假，无故不作实验者，以不及格论。
9．凡不遵守本规定，经指出不听者，指导教师有权停止其实验。
损坏仪器或设备者按学院有关规定处理。
量块的使用与维护1．量块的使用量块是一种高精度的端面量具，通常用于进行长度值的传递，检定和校正计量器具。
在精密测量中，常以量块作为标准尺寸进行比较测量，还可用于检验量规等精密零件。
在精密加工中，用于调整机床和钳工划线等。
在所开实验中，用量块作为标准尺寸来调整比较仪的零位，进行比较测量（相对测量）。
由此可测出被测长度相对量块中心长度的偏差值。
图1量块的中心长度是以相互平行的上、下测量面之间的距离确定的。
其名义尺寸通常标在非工作面上，且数字右侧为上测量面，左侧为下测量面。
互换性与技术测量一些知识
第一章:尺寸偏差：实际偏差=实际尺寸-公称尺寸极限偏差：上极限偏差（es、ES）=上极限尺寸-公称尺寸;下极限偏差（ei、EI）=下极限尺寸-公称尺寸；尺寸公差：（公差）公差=上极限尺寸-下极限尺寸=上极限偏差-下极限偏差；零线：在极限配合图中表示公称尺寸的那一条线。
公差带：由公差在图纸上确定的一个区域。
基本偏差：公差带中接近零线的那个偏差。
间隙：孔的尺寸-轴的尺寸>0;过盈：孔的尺寸-轴的尺寸<0;基孔制：基准孔代号为H时；基轴制：基准轴代号为h时；间隙配合:孔的公差带在轴的公差带之上，保证具有间隙的配合包括最小间隙为0的配合，称为间隙配合。
( 间隙----符号：X)配合公差：T f=Xmax+Xmin=T H+Ts (孔的公差+轴的公差)过盈配合：孔的公差带位于轴的公差带之下，保证具有过盈的配合包括最小间隙为0的配合称为过盈配合。
(过盈符号---Y)配合公差：T f=Ymax+Ymin=T H+Ts (孔的公差+轴的公差)过渡配合：在孔与轴的配合中，孔与轴两者的公差带相互交叠，配合时既有可能是过盈也有可能是间隙的配合-----称为过渡配合。
配合公差：T f=|Xmax-Ymax|=T H-Ts(孔的公差+轴的公差)重点：孔轴配合公差带图除了孔轴的公差带大小不要标以外其余的尺寸都要标出。
标准公差：国家标准规定的用以确定公差带大小的任一公差值。
注：Js与js的基本偏差，上偏差+IT/2，下偏差-IT/2；轴的基本偏差：轴的基本偏差是在基孔制的基础上制定的。
轴的极限偏差：上极限偏差es=ei+IT；下极限偏差ei=es-IT；孔的基本偏差：由公式计算得出；孔的极限偏差：上极限偏差ES=EI+IT；下极限偏差EI=ES-IT；注：上面规则除外的规则：书P21重点：在较高的公差等级中，孔比同级轴的加工要困难，所以生产中孔的精度等级通常采用比轴的低一级来相配。
并要求按基轴制与基孔制形成配合,具有相同的极限间隙或过盈。
互换性与测量技术基础
互换性与测量技术基础公差与配合标准（GB1800~1804~79）孔（hole）：主要是指圆柱体内表面，也包括其他内表面中单一尺寸确定的部分。
标注尺寸D轴（shaft）：主要是指圆柱体外表面，也包括其他外表面中单一尺寸确定的部分。
标注尺寸d尺寸（size）：用特定单位表示长度值的数字。
基本尺寸（basic size）：由设计给定的尺寸。
一般按标准选取。
实际尺寸（actual size）：通过测量所得的尺寸。
实际尺寸并非被测尺寸的真值。
孔的作用尺寸（mating size for hole）：在配合面全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸。
轴的作用尺寸（mating size for shaft）：在配合面全长上，与实际轴外接的最小理想孔的尺寸。
极限尺寸（limits of size）：允许尺寸变化的两个界限值，它以基本尺寸为基数来确定。
两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸，较小的一个称为最小极限尺寸。
孔和轴的最大极限尺寸分别用D max和d max表示，孔和轴的最小极限尺寸分别用D min和d min表示。
尺寸偏差（简称偏差deviation）：某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。
当某一尺寸为实际尺寸时得到的偏差叫做实际偏差（actual deviation）。
当某一尺寸为极限尺寸时得到的偏差叫做极限偏差（limit deviation）。
最大极限尺寸与基本尺寸之差称为上偏差（upper deviation），孔和轴的上偏差分别用ES和es表示，最小极限尺寸与基本尺寸之差称为下偏差（lower deviation），孔和轴的下偏差分别用EI和ei表示。
ES=D max -D；es=d max -d；EI=D min -D；ei=d min -d；尺寸公差（简称公差tolerance）：允许尺寸的变动量。
孔和轴的公差分别用T h和T s表示。
公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。
互换性与测量技术基础
课程介绍“互换性与技术测量”是一门综合性应用基础课，主要用于高等工科院校机械、仪器仪表及有关专业，该课程研究的对象是机械或仪器零部件的几何精度设计及其检测原理。
一般地，在机械产品的设计过程中，需要进行以下三方面的分析计算：1)运动分析与计算。
根据机器或机构应实现的运动，由运动学原理，确定机器或机构的合理的传动系统，选择合适的机构或元件，以保证实现预定的动作，满足机器或机构运动方面的要求。
2)强度的分析与计算。
根据强度、刚度等方面的要求，决定各个零件的合理的基本尺寸，进行合理的结构设计，使其在工作时能承受规定的负荷，达到强度和刚度方面的要求。
3)几何精度的分析与计算。
零件基本尺寸确定后，还需要进行精度计算，以决定产品各个部件的装配精度以及零件的几何参数和公差。
需要指出的是，以上三个方面，在设计过程中，是缺一不可的。
本课程主要讨论的是机械精度的分析与计算。
机器精度的分析与计算是多方面的，但归结起来，设计人员总是要根据给定的整机精度，最终确定出各个组成零件的精度，如尺寸公差，形状和位置公差，以及表面粗糙度参数值。
本课程是由互换性原理和测量技术基础两部分组成的。
互换性是零部件精度设计的基本内容。
零部件的互换性基本上由标准化实现。
测量技术基础属于计量学的范畴，是论述零部件的测量原理、方法及测量误差处理等内容。
所以本课程的特点是术语定语多、符号、代号多，标准规定多。
同学们在学习的过程中往往会感到概念难记，内容繁多。
但并非本课程难学。
课程各部分都是围绕着以保证互换性为主的精度设计问题，介绍各种典型零件几何精度的概念，分析各种零件几何精度的设计方法。
各种零件的参数检测作为实验内容。
所以学生在学习过程中要注意总结归纳，认真完成作业。
同学们学习本课程，要了解以下内容：1、掌握互换性、标准化的概念、机械零部件精度设计的基础原理和方法。
（尺寸公差及理论、形位公差及理论、表面粗糙度等，即绪论、第1、3、4章）。
2、了解典型零件（包括滚动轴承、键和花键、螺纹、齿轮）极限与配合标准的组成和应用，能够合理的确定各种典型零件的制造精度。
互换性
机械学院质量工程与测控系绪论本章重点：互换性、标准化与优先数系的概念目的：掌握零件互换性的基本概念；了解机械精度设计的原则方法。
重点：零件互换性的基本概念难点：零件互换性的基本概念学时数：2学时要求：掌握互换性概念，有关标准化、优先数、技术测量的术语及定义；了解机械精度设计的基本理论及方法。
作业：见本章书后习题互换性概述任何一台机器的设计，除了运动分析、结构设计、强度、刚度计算外，还要进行精度设计。
研究机器的精度时，要处理好机器的使用要求与制造工艺的矛盾。
解决的方法是规定合理的公差，并用检测手段保证其贯彻实施。
由此可见，“公差”在生产中是非常重要的。
公差是一门专业基础课，要求：（1）掌握有关公差、测量的基本概念、基本理论、术语、定义；（2）培养公差设计及精度检测的基本能力；（3）学会查工具书，如手册、标准等。
一. 互换性概述1、什么叫互换性举例：组成现代技术装置和日用机电产品的各种零件，如电灯泡、自行车、手表、缝纫机上的零件、一批规格为M10-6H的螺母与M10-69螺栓的自由旋合。
在现代化生产中，一般应遵守互换性原则。
（1）定义：机械和仪器制造中，零、部件的互换性是指在同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需任何挑选或附加修配（如钳工修理）就能装在机器上，达到规定的功能要求，这样的一批零件或部件就称为具有互换性的零、部件。
（2）互换性包括：几何参数（如尺寸）、机械性能（如硬度、强度）和理化性能方面的互换性。
几何量误差（尺寸、形状、位置、表面微观形状误差）。
（3）互换性分类：A、完全互换性特点：不限定互换范围，以零部件装配或更换时不需要挑选或修配为条件。
如日常生活中所用电灯泡。
B、不完全互换性（也称有限互换）特点：因特殊原因，只允许零件在一定范围内互换。
如机器上某部位精度愈高，相配零件精度要求就愈高，加工困难，制造成本高，为此，生产中往往把零件的精度适当降低，以便于制造，然后再根据实测尺寸的大小，将制成的相配零件分成若干组，使每组内的尺寸差别比较小，最后，再把相应的零件进行装配。
互换性与测量技术基础习题及答案
第一章绪论思考题1-1 广义互换性的定义是什么？机械产品零部件互换的含义是什么？1-2 互换性与公差的关系是什么？进行零件精度设计时，确定公差大小的原则是什么？1-3 互换性在机器制造业中有什么作用和优越性？1-4 互换性原则是否在任何生产情况下都适用？试加以说明。
1-5 互换性可以分成哪两类，试述它们各自的特点和如何实现？1-6 何谓标准？何谓标准化？互换性生产与标准化的关系是什么？1-7 按标准的使用范围，我国如何制定标准，并进行划分？试述不同使用范围的标准各自的特点？1-8 为什么说当选定一个数值作为某种产品的参数指标时，这个数值就会“牵一发而动全身”？1-9 GB-T321-1980规定什么数列作为优先数系，试述这个数列的特点和优点？1-10 GB-T321-1980规定的优先数系分哪五个系列，试述这五个系列的特点和优点？1-11 何谓几何量公差包括的内容和几何量检测工作的作用？习题1 试按《几何量公差与检测》基本教材附表1-1写出基本系列R5中优先数从0.1到100的常用值。
2 试写出派生系列R5/3、R10/2、R20/3中自1以后的5个优先数（常用值）。
3 自IT6级以后，孔、轴标准公差等级系数为10,16,25,40,64,100,160,…。
试判断它们属于哪个优先数系列。
4 自3级开始至9级止，普通螺纹公差等系数为0.50,0.63,0.80,1.00,1.25,1.60,2.00。
试判断它们属于哪个优先数系列。
5 试写出家用灯泡15~100W中的各种瓦数，并指出它们属于优先数系中的哪个系列。
第二章几何量测量基础思考题2-1 我国法定计量单位中长度的基本单位是什么？试述第十七届国际计量大会通过的长度基本单位的定义？2-2 测量的实质是什么？一个完整的测量过程应包括哪四个要素？2-3 以量块作为传递长度基准量值的媒介有何优点，并说明量块的用途？2-4 量块的制造精度分哪几级，量块的检定精度分哪几等，分“级”和分“等”的主要依据是什么？2-5 量块按“级”和按“等”使用时的工作尺寸有何不同？何者测量精度更高？2-6 何谓量具、量规、量仪？2-7 计量器具的基本技术性能指标中，标尺示值范围与计量器具测量范围有何区别？标尺刻度间距、标尺分度值和灵敏度三者不何区别？示值误差与测量重复性有何区别？并举例说明。
互换性与测量技术基础(王伯平 1)2003版
互换性的类型的动画演示
4. 互换性的作用 在设计方面，零部件具有互换性，就可以最大限度地采用标准件、 通用件和标准部件，大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，有 利于计算机辅助设计和产品品种的多样化。 在制造方面，互换性有利于组织专业化生产、采用先进工艺和专用 设备，采用计算机辅助制造，实现加工过程和装配过程机械化和自动化，
要修订标准等。标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、不
断提高的过程。
3. 优先数系 是由一些十进制等比数列构成，代号Rr，其公比为 ，对于 同一种产品的同一个参数从小到大按优先数系取不同的值，形成不同规 格的产品系列，不但取值合理，可增可减，而且数值在传播过程中不紊 乱，有规律可循。
（1）基本系列 R5 R10 R20 R40
从而可以提高劳动生产率和产品质量并降低成本。
在维修方面，具有互换性的零部件在磨损及损坏后可以及时更换， 因而减少了机器的维修时间和费用，保证机器连续运转，从而提高机器
的使用价值。
第二节 标准化与优先数
1. 标准
指为了取得国民经济的最佳效果，对需要协调统一的具有重复特征 的物品(如产品、零部件等)和概念(如术语、规则、方法、代号、量值等)， 在总结科学试验和生产实践的基础上，由有关方面协调制订，经主管部 门批准后，在一定范围内作为活动的共同准则和依据。 2. 标准化 指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程，包括从调查标准 化对象开始，经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准，以后还