互换性

极限与配合
1.互换性的定义。
互换性是指机械产品中同一规格的一批零件或部件，任取其中一件，不需作任何挑选、调整或辅助加工就能进行装配，并能保证满足机械产品的使用性能要求的一种特性。

2.互换性的种类。
按互换性的程度可分为完全互换（绝对互换）与不完全互换（有限互换）．

3．互换性的作用
从使用上看，零件坏了可以以新换旧，方便维修，从而提高机器的利用率和延长机器的使用寿命。
从制造上看，互换性是组织专业化协作生产的重要基础，可以提高生产率和产品质量，降低成本。
从设计上看，可以简化制图、计算工作，缩短设计周期，并便于采用计算机辅助设计(CAD)。
互换性生产原则和方式是随着大批量生产而发展和完善起来的。因此，互换性原则是组织现代化生产的极为重要的技术经济原则。

4.何为公差？它包含有哪些内容？
零件几何参数这种允许的变动量称为公差，包括尺寸公差、形状公差、位置公差等。

5、何谓检测？它的用途
检测是由检验和测量组成的：检验是指确定零件的几何参数是否在规定的极限范围内，并判断其是否合格；测量是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。检测不仅用来评定产品质量，而且用于分析产生不合格品的原因，及时调整生产，监督工艺过程，预防废品产生。

6.何谓标准和标准化？
标准为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件。标准一般是指技术标准。包括国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。
标准化是指在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的全部活动过程。

7.何谓优先数系？
优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的科学数值制度。

1. 极限与配合的概念。
为使零件具有互换性，必须保证零件的尺寸、几何形状和相互位置以及表面特征技术要求的一致性。就尺寸而言，互换性要求尺寸的一致性，但并不是要求零件都准确地制成一个指定的尺寸，而只要求尺寸在某一合理的范畴内；对于互相结合的零件，这个范围既要保证互相结合的尺寸之间形成一定的关系，以满足不同的使用要求，又要在制造上是经济合理的，这样就形成了“极限和配合”的概念。
2. 尺寸的定义？基本尺寸，实际尺寸、极限尺寸，作用尺寸的定义。
尺寸的定义： 以特定单位表示线性尺寸值的数值；基本尺寸：由图样规范确定的理想形状要

素的尺寸；实际尺寸：通过测量获得的尺寸；极限尺寸：尺寸要素允许的尺寸的两个极；作用尺寸：在配合面的全长上，与实际孔内接的最大理想轴的尺寸。

3. 最大实体状态（MMC）与最大实体尺寸（MMS）
假定提取组成要素的局部尺寸处处位于极限尺寸且使其具有实体最小的状态为MMC；确定要素最小实体状态的状态下的极限尺寸为MMS。
4. 极限尺寸判定原则。（泰勒）
对于孔：Df≥Di ； Da≤Ds 对于轴：df≤ds；da≥di
5. 偏差、公差、公差带图，标准公差和基本偏差
偏差：某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差；公差：允许尺寸的变动量；公差带图：公差带的图解表示，由零线和公差带组成；标准公差：极限与配合制中所规定的任一公差；基本公差：在极限与配合制度中，确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差。他可以是上极限偏差或下极限偏差，一般为靠近零线的那个极限偏差。
6. 配合、间隙配合、过盈配合，过度配合的定义。
公称尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。根据孔和轴公差带之间的关系不同，配合分为三大类。间隙配合：孔公差带在轴公差带之上。 过渡配合：孔公差带与轴公差带重叠。 过盈配合：孔公差带在轴公差带之下。

1.1 判断下列说法是否正确
1.一般来说，零件的实际尺寸愈接近公称尺寸愈好。 V
2.公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。 V
3.孔和轴的加工精度愈高，则其配合精度也愈高。 X
4.过渡配合的孔轴结合，由于有些可能得到间隙，有些可能得到过盈，因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。 V
5.若某配合的最大间隙为15μm，配合公差为41μm，则该配合一定是过渡配合。
X

1. 国标规定的基本偏差孔、轴各有；1个，其中H为基孔的基本偏差代号，其基本偏差为EI=0。且偏差值为0；h为基轴的基本偏差代号，其基本偏差为es=0，且偏差值为0。

国标规定有基孔配合和基轴配合两种配合制度，一般应优先选用基孔制，以减少定值刀具、量具的规格和数量，降低生产成本。













1.3 试根据题1.3表中的已知数据填写表中各空格，并按适当比例绘制各孔、轴的公称带图。

尺寸标注 公称尺寸 极限尺寸 极限偏差 公差
上极限尺寸 上极限尺寸 上偏差 下偏差
孔

12.050 12.032 +0.050 +0.032 0.018

轴

60.072 60.053 +0.072 +0.053 0.019
孔

29.959 29.940 -0.041 -0.060 0.021
轴

50.005 49.966 +0.005 -0.034 0.039

1.基准制的定义？国标中规定了哪两种基准制？
基准制又名配合制，是指以两个零件中的一

个零件为基准件，并确定起公差带位置，而改变另一个零件（费基准件）的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。国标中规定基孔制和基轴制。
2.基本偏差？
基本偏差是用来确定公差带相对于零线的位置的，不同的公差带的位置与基准件讲形成不同的配合。
3.在极限与配合制中，公差带的选用原则？
选择公差等级时，要正确处理使用要求、制造工艺和成本之间的关系。选用的基本原则是：在满足使用要球的前提下，尽量选用较低
4.线性尺寸的一般公差的概念？
线性尺寸的一般公差是在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。在正常维护和操作情况下，它代表车间的一般加工的经济加工精度。
1.5 查表确定下列公差带的极限偏差：
（1）Φ25f7 (2) Φ60d8 (3) Φ50k6 (4) Φ40m5 (5) Φ50D9 (6) Φ40P7 (7) Φ30M7 (8) Φ80JS8
1.6 查表确定下列尺寸的公差带的符号：
（1）轴 （2）孔 （3）轴 （4）孔
第二章 技术测量基础
1.检验与检定含义？
检验是确定被检几何量是否在规定的极限范围内，从而判断其是否合格的实验过程。
检定是指评定计量器具的精度指标是否合乎该计量器具的检定规程的全部过程。
2.通用计量器具主要有那些？
通用计量器具主要有：
1.游标类量具，如游标卡尺、游标高度尺等。
2.螺旋类量具，如千分尺、公法线千分尺等。
3.机械式量仪，如百分表、千分表、齿轮杠杆比较仪、扭簧比较仪等。
4.光学量仪，如光学计、光学测角仪、光栅测长仪、激光干涉仪等。
5.电动量仪，如电感比较仪、电动轮廓仪，容栅侧位仪等。
6.气动量仪，如水柱式气动量仪、浮标式气动量仪。
7.微机化量仪，如微机控制的数显万能测长仪和三角标测量机等。
3.计量器具的度量指标有主要有哪些？
计量器具的分度指标有：
1.分度值（i） 2.刻度间距(a) 3.示值范围(b) 4.测量范围(B)
5.灵敏度(K) 6.灵敏限（灵敏阈） 7.测量力 8. 示值误差
9. 示值变动值 10.回程误差 11.不确定度
4.绝对测量和相对测量的概念？
绝对测量是指在计量器具的读数装置上可表示出被测量的全值。 相对测量是指在计量器具的读数装置上只表示出被测量相对已知标准量的偏差值。
第3章
1.形位公差的概念？
形位公差分为形状公差和位置公差；形位公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量；位置公差是关联提取要素对基准在位置上所允许的变动量。
2．几何要素按不同的角度分类
（1）.按存在的状态分为理想要素和实际要素。
a．理想要素 具有几何意义的要素，它们不存在

任何误差。机械零件上表示的要素均为理想要素。
b．实际要素 零件上实际存在的要素。通常都以测得要素来代替。
（2）.按结构特征分为导出要素和组成要素。
a．组成要素 零件轮廓上的点、线、面，即可触及的要素。组成要素还分为提取组成要素和拟合组成要素。
b. 导出要素 可由组成要素导出的要素。
（3）. 按所处地位分为基准要素和被测要素
a． 基准要素 用来确定理想被测要素的方向或位置的要素。
b． 被测要素 在图样上给出了形状或（和）位置公差要求的要素，是检测的对象。
（4）.按功能关系分为单一要素和关联要素
a．单一要素 仅对要素本身给出形状公差要求的要素。
b．关联要素 对基准要素有功能关系要求而给出方向、位置和跳动公差要求的要素。
3.形状公差和形状公差带的定义
形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域。
4.形状误差及其评定准则
形状误差是被测提取要素的形状对其拟合（理想）要素的变动量。当被测提取要素与拟合要素进行比较时，由于拟合要素所在的位置，得到的最大变动量也会不同。为了正确和统一地评定形状误差，就必须明确拟合要素的位置，即规定形状误差的评定准则。为最小条件：指被测提取要素对其拟合要素的最大变动量为最小。
5.位置公差和位置误差的含义
位置公差是关联实际要素对基准允许的变动全量。位置公差分为定向、定位、跳动三大类。
位置误差是关联实际要素对理想要素的变动量，理想要素的方向或位置由基准确定。
位置误差的定向或定位最小包容区域的形状完全相同于其对应的位置公差带，用定向或定位最小包容区域包容实际被测要素时，该最小包容区域必须与基准保持图样上给定的几何关系，且使包容区域的宽度和直径为最小。
6.方向公差的定义，它主要包含哪3项？
方向公差是关联提取要素对基准在方向上允许的变动全量。它包含平行度、垂直度和倾斜度3项。
7.定位公差的定义，它主要包含哪3项？

课后习题
3.1 判断下列说法是否正确：
1. 评定形状误差时，一定要用最小包容区域法。 （ V ）
2. 位置误差是关联实际要素的位置对实际基准的变动量。 （ V ）
3. 独立原则、包含要求既可用于导出要素，也可用于组成要素。 （ V ）
4. 最大实体要求、最小实体要求都只能用于导出要素。 （ V ）
5. 可逆要求可用于任何公差原则与要求。 （ X ）
6. 若某平面的平面度误差为f，则该平面对基准平面的平行度误差

大于f。（V）
3.2 填空
1. 用项目符号表示几何公差中只能用于导出要素的项目有（ 同轴度 ）。只能用于组成要素的项目有（ 平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度、对称度、圆跳动、全跳动 ），既能用于导出要素又能用于组成要素的项目有（ 直线度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度 ）
2． 直线度公差带的形状有（线线间、平面面平面面间、回转圆柱内）几种形状，具有几种公差带形状的位置公差项目有（平行度）
3. 最大实体状态是提取要素的局部尺寸在给定的长度上处处位于（ 极限）之内，并具有（允许材料量为最多）时的状态。在此状态下的（ 极限尺寸）称为最大实体尺寸。尺寸为最大实体尺寸的边界称为最大实体边界。
4、包容要求只要是用于的单一尺寸要素的尺寸公差与形状公差之间的关系（尺寸公差与形状公差相互补偿），保证配合性质场合；最大实体要求主要适用于利用尺寸公差补偿形位公差，保证可装配性的场合；最少实体要求主要适用于利用尺寸公差补偿形位公差，保证轴类零件和薄壁类零件的强度的场合。
5、几何公差特征项目的选择应根据零件的几何特征、零件的使用要求、检测的方便性等方面的因素，经综合分析后确定。1. 滚动轴承的基本尺寸精度包含哪几项？
轴承内径（d）和外径（D）的制造精度；轴承内圈宽度（B）和外圈宽度（C）的制造精度；圆锥滚柱轴承装配高度 （T）的精度。
2. 简述滚动轴承各级精度的应用情况？
滚动轴承的各级应用情况如下：
0级（普通精度）轴承应用在中等符荷、中等转速和旋转精度要求不高的一般机构中，如普通机床、汽车和拖拉机的变速机构和普通电机、水泵、压缩机的旋转机构的轴承。
6级（或6x）级（中等精度级）轴承应用于旋转精度和旋转较高的旋转机构中，如普通机床的主轴承、精密机床传动轴使用的轴承。
5级、4级（较高级、高级）轴承应用于旋转精度高和转速高地旋转机构中，如精密机床的主轴轴承、精密仪器和机械使用的轴承。
2级（精密级）轴承应用于旋转精度和转速很高的旋转机构中，如精密坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器和高转速机构中使用的轴承。
3. 滚动轴承与轴外壳的配合特点？
由于滚动轴承是精密的标准部件，使用时不能再进行附加加工。因此，轴承内圈与轴采用基孔制配合，外圈与外壳孔采用基轴制配合。
4. 在装配图上对轴承的配合的标注？
由于滚动轴承结合面的公差带是特别规定的因此，在装配图上对轴承的配合，仅标注基本尺寸及轴外壳孔德公差带代号。
5. 键的分类和主要用途？
键

又称单键，是标准件，分为两大类：平键、半圆键，构成松连接；斜键，构成紧连接。
6. 键连接的公差与配合特点。
平键连接的配合尺寸是键和键槽宽，其配合性质也是以键与键槽宽的配合性质来体现的，其他为非配合尺寸。
7. 普通螺纹的分类和主要用途？
普通螺纹有粗牙和细牙两种，用于固定或夹紧零件，构成可拆连接。
8. 举两例螺纹件的标记。
m16x1-5g6g-L: M牙型符号（普通螺纹），公称直径:16,X1螺距（细牙螺距），5g6g公差代号，L 旋合长度 。
m24-LH: M牙型符号（普通螺纹），公称直径:24, LH 左旋

第7章
1. 齿轮的加工误差有哪四种形式并简述。
a．径向误差
径向误差是刀具与被切齿轮之间径向距离的偏差。它是由齿坯在机床上的定位误差，刀具的径向跳动，齿坯轴或刀具轴位置的周期变动引起的。
b．切向加工误差
切向加工误差是刀具与工件的展成运动遭到破坏或分度不准确而产生的加工误差。机床运动链各机构的误差，主要是最终的分度蜗轮副的误差或机床分度盘和展成运动链中进给丝杆的误差，是产生切向误差的根源。
C．轴向误差
轴向误差是刀具源工件轴向移动的误差。它主要是由于机床导轨的不精确、齿坯周线的歪斜所造成的，对于斜齿轮，机床运动链也有影响。轴向误差破坏齿的纵向接触，对斜齿轮还破坏齿高接触。
d．齿轮刀具铲形面的误差
它是由于刀具铲形面的近似造型或其制造和刃磨误差而产生的。
2. 齿轮同侧齿面偏差有哪些并简述。
a．齿距偏差
单个齿距偏差在端平面上接近齿高中部的一个与齿轮轴线同心的圆上，实际齿距与理论齿距的代数差。
b．齿廓偏差
实际齿廓偏离设计齿廓的量，在端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计值。
c．螺旋线偏差
在端面基园切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺纹线的量。
d．切向综合偏差
切向综合偏差包括切向综合总偏差F’

3. 径向综合偏差与径向跳动有哪些并简述。
径向综合偏差的 测量值受到测量齿轮的精度和产品与测量齿轮的总重合度的影响。检验径向综合偏差时，测量齿轮应在有效长度
4.齿厚偏差及尺侧间隙有哪些，并简述。
齿厚偏差：在分度圆柱面上齿厚的实际值与公称值之差。
齿侧间隙：为保证齿轮润滑、补偿齿轮的制造误差、安装误差以及热变形造成的误差，必须在非工作面上留有误差。

5.齿轮精度设计主要包括哪四个方面简述？
① 齿轮的精度等级、齿轮的切齿工艺；
② 齿轮的生产批量；
③ 齿轮的尺寸大小及结构；
④ 齿轮的检测设备情况；
1 一般来说 ，零件的形状误差（小于

）其位置误差，方向误差（大于）其位置误差。
2方向公差带的（位置）随被测实际要素的位置而定。
3 某轴线对基准中心平面的对称度公差为0.1mm，则允许该轴线对基准中心平面的偏离量为（0.05）
4几何未注公差标准中没有规定（圆度）的未注在、公差，是因为它可以由该要素的尺寸公差来控制。

5对于孔，其体外作用尺寸一般（小于）其实际尺寸；对于轴，其体外作用尺寸一般（大于）其实际尺寸。



序号 公差项目名称 公差带形状 公差带大小 解释
① 圆柱度 半径差为0.01的两同心包络回转圆柱面 0.01 以图样标注的理想回转圆柱面半径为半径，加0.005、减0.005形成两个同心包络回转圆柱面，加工制造形成的回转圆柱面（被测要素）必须在此两个同心包络回转圆柱面之间
② 圆跳动 半径差为0.025的两同心包络圆 0.025 以图样中心轴A—B为基准、以图样标注的理想回转圆柱面半径为半径，加0.00125、减0.00125形成两个同心包络回转圆柱面，加工制造形成的回转圆柱面（被测要素）必须在此两个同心包络回转圆柱面之间
③ 对称度 平行于基准平面F，平面间距离为0.025、且对称与F平面的两包络平面间区域； 0.025 以基准平面F，平面间距离为0.025、且对称与F平面的两包络平面间区域，被测要素中心平面必须在此区域内

④ 圆柱度 以图样标注轴心为轴心、半径差为0.006的两个同心回转圆柱区域 0.006 被测要素轴心线必须在以图样标注轴心为轴心、半径差为0.006的两个同心回转圆柱区域内
⑤ 圆跳动 以基准C—D为基准轴、半径差为0.025两个同心回转圆柱区域 0.025 被测要素必须在以基准C—D为基准轴、半径分别为图样标注圆柱半径加0.0125、减0.0125（半径差为0.025）两个同心回转圆柱区域内
⑥ 平行度 以图样标注理想轴线为轴线，该轴线必须平行于基准轴线A—B且直径为0.02的回转圆柱面 0.02 被测要素必须在以图样标注理想轴线为轴线，该轴线必须平行于基准轴线A—B且直径为0.02的回转圆柱面内





3.5




第四章
1.表面粗糙度的定义？
造成零件表面的凹凸不平、形成微观几何形状误差的较小间距的峰谷，叫做表面的粗糙度。
2表明粗糙度对机械零件使用性能及其寿命的影响主要表现在哪几个方面？
对耐磨性的影响：
具有表面粗糙度的两个零件，当它们接触并产生相对运动的时候只是一些峰顶间的接触，从而减少了接触面积，压强增大，使磨损加剧。零件越粗糙，阻力就越大，零件磨损也越快。
但是零件表面光滑，磨损量也不一定少。零件的耐磨性还与磨损下来的金属微粒、润滑油、分子间的吸附能力有关，过于光滑

的表面也不一定好
对配合性质的影响
对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大，对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配的时候，容易被挤平，实际过盈减少，致使连接强度降低，，所以表面粗糙度影响配合的性质和稳定性。

对抗疲劳强度的影响
零件表面越粗糙，凹痕越深，波谷的曲率半径越小，对应力集中越敏感，。特别是当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而导致破坏。
对接触刚度的影响
由于两表面接触的时候，实际接触的表面仅为理想接触的面积的一部分，零件表面越粗糙，实际接触的面积越少，单位面积压力越大，零件表面局部变形必然增加，接触刚度降低，影响零件的工作精度。
对抗腐蚀性的影响
粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。


3.形状公差和形状公差带的定义？
形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量。形状公差带是限制实际被测要素形状变动的一个区域。