《机械基础》误差与公差（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《机械基础》误差与公差-讲义 知识点一 极限与配合 一、互换性 按互换性的程度不同，可将其分为完全互换和不完全互换， 完全互换是指机械零件在装配或更换时不需要挑选或修配，适用于成批大量生产的标准零部件，如螺纹紧固件、滚动轴承等。 不完全互换是指机械零件在装配时允许有附加的选择或调整，可采用分组装配法、调整法等工艺措施来实现。不完全互换的优点是在保证装配、配合精度要求的前提下，适当放宽制造要求，以便于加工，降低制造成本;缺点是缩小了互换性的范围，不利于零部件维修。 二、尺寸 （1）公称尺寸 公称尺寸是通过强度、刚度计算并考虑结构和工艺方面的要求后确定的。公称尺寸的数值可以是整数或小数。 （2）实际尺寸 通过实际测量获得的某一孔、轴的尺寸。由于零件加工后存在形状误差，测量时又存在测量误差，所以测得的实际尺寸并非尺寸的真值，而是接近真值的一个尺寸。 （3）极限尺寸极限尺寸是一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。孔或轴允许达到的最大尺寸称为上极限尺寸，孔或轴允许达到的最小尺寸称为下极限尺寸。实际尺寸应位于上、下极限尺寸之间，也可达到上、下极限尺寸。 三、配合制 同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度称为配合制。 国家标准规定了两种配合制：基孔制和基轴制。 基孔制配合是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。在基孔制配合中，孔称为基准孔，基本偏差代号为H，其公差带在零线上方，下极限偏差为零。 四、公差带 公差带是允许尺寸变动的范围，由公差等级和基本偏差决定。例如，H7表示基孔制的公差带，h6表示基轴制的公差带。 公差带包括两个要素：一是公差带的大小(即在垂直于零线方向的宽度)，它由标准公差确定；二是公差带相对零线的位置，它由基本偏差确定。 基本偏差是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。它可以是上极限偏差或下极限偏差，一般为靠近零线的那个偏差。若公差带在零线上方，基本偏差则为下极限偏差;若公差带在零线下方，基本偏差则为上极限偏差。 （单项选择题）某一相配合的孔和轴，公称尺寸为φ20 mm, 采用过盈配合，最小过盈为0.02 mm, 最大过盈为0.18 mm，孔的上极限尺寸为φ20.12 mm，孔的公差为0.11 mm，则轴的尺寸为（ ） A.φ20+0.14 mm B.φ20+8:12 mm C.φ20+8.19 mm D.φ20±8:22 mm 【答案】A 【解析】计算孔的下极限尺寸： 孔的上极限尺寸 = φ20.12 mm 孔的公差 = 0.11 mm 孔的下极限尺寸 = 上极限尺寸 - 公差 = 20.12 - 0.11 = φ20.01 mm 确定轴的尺寸范围： 过盈配合中，轴的尺寸应大于孔的尺寸。 最小过盈 = 0.02 mm，即轴的最小尺寸 - 孔的最大尺寸 = 0.02 mm 轴的最小尺寸 = 孔的最大尺寸 + 最小过盈 = 20.12 + 0.02 = φ20.14 mm 最大过盈 = 0.18 mm，即轴的最大尺寸 - 孔的最小尺寸 = 0.18 mm 轴的最大尺寸 = 孔的最小尺寸 + 最大过盈 = 20.01 + 0.18 = φ20.19 mm 轴的尺寸范围： 轴的最小尺寸 = φ20.14 mm 轴的最大尺寸 = φ20.19 mm 因此，轴的尺寸为 φ20+0.14 mm 到 φ20+0.19 mm。 （单项选择题）关于互换性，下列叙述错误的是（ ） A. 分组装配能提高机器的配合精度，装配时同组内的各零件能实现完全互换，组间零件则不能互换 B. 标准化是实现互换性生产的重要技术措施，为实现互换性，必须对公差值进行标准化 C. 零部件的互换性包括几何参数互换、物理参数互换和化学参数互换等 D. 外互换和内互换属于装配互换，完全互换和不完全互换属于功能互换 【答案】D 【解析】零部件的互换性主要指几何参数（如尺寸、形状、位置等）的互换，物理参数和化学参数的互换不属于互换性的范畴。 2. （单项选择题） 某孔轴配合的配合公差为0.037 mm，孔的下极限偏差为0，轴的上极限偏差为一0.010 mm， 轴的公差为0.017 mm，则最大间隙为（ ） A.+0.057 mm B.+0.010 mm C.+0.037 mm D.+0.047 mm 【答案】D 【解析】孔的下极限偏差为0，说明孔的下极限尺寸为公称尺寸。 轴的上极限偏差为-0.010 mm，说明轴的上极限尺寸为公称尺寸减去0.010 mm。 配合公差 = 孔的公差 + 轴的公差 孔的公差 = 配合公差 - 轴的公差 = 0.037 - 0.017 = 0.020 mm 孔的上极限尺寸 = 孔的下极限尺寸 + 孔的公差 = 公称尺寸 + 0.020 mm 最大间隙 = 孔的上极限尺寸 - 轴的下极限尺寸 轴的下极限尺寸 = 轴的上极限尺寸 - 轴的公差 = (公称尺寸 - 0.010) - 0.017 = 公称尺寸 - 0.027 mm 最大间隙 = (公称尺寸 + 0.020) - (公称尺寸 - 0.027) = 0.020 + 0.027 = 0.047 mm。 3. （单项选择题）已知20H7 的公差为0.021 mm, 下列叙述正确的是（ ） A. 孔的上极限偏差为+0.021 mm B. 孔的基本偏差代号为H7 C. 孔的下极限偏差为-0.021 mm D. 孔的上极限偏差为0 【答案】A 【解析】已知20H7的公差为0.021 mm。因此上偏差为+0.021，下偏差为0。 1. （单项选择题）下列关于互换性的理解，表述正确的是（ ） A. 具有互换性的零件应该是形状和尺寸完全相同的零件 B. 具有互换性的零件，其几何参数应该是绝对准确的 C. 在装配时不需要经过任何挑选就能装配称为互换性 D. 互换性是指同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需要任何挑选或附加修配直接装配在机器上，就能达到规定的功能要求 【答案】D 【解析】根据教材原文，互换性是指同一规格的一批零件或部件中，任取其一，不需要任何挑选或附加修配直接装配在机器上，就能达到规定的功能要求。 2. （单项选择题）键槽宽度的公差带代号是（ ） A.IT9 B.H9 C.h9 D. 无法确定 【答案】B 【解析】H9这是基孔制的基本偏差代号，因此应为键槽宽度的公差带代号。 3. （单项选择题）滚动轴承内圈与m6 轴径配合，它们的配合性质为（ ） A.间隙配合 B. 过盈配合 C. 过渡配合 D. 过渡或间隙配合 【答案】C 【解析】在实际应用中，滚动轴承内圈与轴径的配合通常采用过渡配合。这种配合允许有一定的装配误差，同时又能保证轴承内圈在轴上的相对位置和稳定性。 · 同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度称为配合制。国家标准规定了两种配合制：基孔制和基轴制。熟练掌握二力平衡公理与力的传递性公理。 · 公差带是允许尺寸变动的范围，由公差等级和基本偏差决定。 知识点二 几何精度 一、几何要素 几何公差的研究对象是零件的几何要素(简称为要素)，它是指构成零件儿何特征的点、线或面。如图所示的零件就是由点(球心、锥顶)、线(圆柱面和圆锥面的素线、轴线)、面(球面、圆锥面、圆柱面、端平面)组成的儿何体。 二、几何公差 几何公差分为形状公差、方向公差、位置公差及跳动公差四大类，共15种公差项目。 几何公差采用框格的形式标注，框格的端部有带箭头的指引线，指引线垂直于框格引出，允许弯折，但不得多于两次；箭头垂直指向被测要素。框格和指引线均用细实线绘制。几何公差框格由两格或多格组成，各格从左到右依次填写几何特征符号、公差值及基准。 基准通常有三种:由一个要素建立的基准称为单一基准，由两个或多个要素建立的一个独立的基准称为公共基准或组合基准，由三个互相垂直的基准平面构成的基准体系称为三基面体系。基准要素用基准符号表示，基准符号由涂黑的或空白的三角形、连线(细实线)、正方形框格和字母组成。 （单项选择题）公差带形状不可能是直径为公差值t 的圆柱面内的区域的几何公差是（ ） A. 同轴度 B. 线对线的平行度 C. 线对面的垂直度 D. 线对线的垂直度 【答案】D 【解析】公差带形状不可能是直径为公差值t 的圆柱面内的区域的几何公差是线对线的垂直度。 1. （单项选择题）与径向全跳动公差带形状类似的是（ ） A. 圆柱度 B. 圆度 C. 径向全跳动 D.同轴度 【答案】A 【解析】径向全跳动公差带是一个圆柱面区域，它控制了被测要素在径向和轴向的综合误差。圆柱度公差带也是一个圆柱面区域，它控制了被测圆柱面的形状误差，使其在半径方向上保持一致。因此，圆柱度公差带的形状与径向全跳动公差带非常相似。 2. （单项选择题）用来确定被测要素方向或(和)位置的要素称为（ ） A. 被测要素 B. 关联要素 C. 基准要素 D. 理想要素 【答案】C 【解析】基准要素是用来建立参考框架的几何要素，它可以是一个点、线或面，用于确定被测要素的方向或位置。在几何公差中，基准要素是测量和评估被测要素几何特征的依据。 3. （单项选择题）在几何公差标注中，指引线的箭头应指向（ ） A. 基准要素 B. 被测要素 C. 公差框格 D. 尺寸线 【答案】B 【解析】根据教材原文，在几何公差标注中，指引线的箭头应指向被测要素。 1. （单项选择题）几何公差分为哪四大类（ ） A. 形状公差、方向公差、位置公差、跳动公差 B. 尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度 C. 形状公差、方向公差、位置公差、表面粗糙度 D. 尺寸公差、方向公差、位置公差、跳动公差 【答案】A 【解析】根据教材原文，几何公差分为形状公差、方向公差、位置公差、跳动公差四大类。 2. （单项选择题）几何公差框格中，从左到右依次填写的内容是（ ） A. 几何特征符号、公差值、基准 B. 公差值、几何特征符号、基准 C. 基准、几何特征符号、公差值 D. 几何特征符号、基准、公差值 【答案】A 【解析】几何公差框格中，从左到右依次填写几何特征符号、公差值、基准。 3. （单项选择题）测量图中的平行度误差，被测轴线与基准轴线均由 进行模拟（ ） A. V形块 B. 工作台 C. 支承架 D. 心轴 【答案】D 【解析】在测量孔的轴线等的平行度误差时，当被测轴线与基准轴线均为孔的轴线时，常将心轴插入孔中，用心轴来模拟被测轴线和基准轴线，通过测量心轴的相关位置关系来确定平行度误差。 · 几何公差的研究对象是零件的几何要素(简称为要素)，它是指构成零件儿何特征的点、线或面。 · 几何公差分为形状公差、方向公差、位置公差及跳动公差四大类，共15种公差项目。 知识点三 表面粗糙度 一、表面粗糙度 任何零件表面，无论是经过切削加工的表面，还是采用铸造、锻造、冲压、热轧、冷轧等方法获得的表面，总是存在着几何形状的误差。 二、粗糙度的影响 粗糙度轮廓对零件的工作性能和寿命有重大影响。 对耐磨性的影响：相互运动的零件，接触表面越粗糙，损就越快。对配合性质稳定性的影响：相互配合的孔、轴表面，微小的波峰被磨掉后,配合性质会发生变化。若是过盈配合，则有效过盈会减小；若是问配合，则有效间隙会增大。对耐疲劳性的影响：对于承受交变应力的零件，波谷有应力集中，容易产生裂纹源，降低了材料的疲劳强度，导致零件表面疲劳破坏。对耐蚀性的影响：零件表面的微小波谷容易残留一些腐蚀性介质，致使表面产生腐蚀。对密封性的影响：零件的表面粗糙度致使接触表面之间无法严密贴合，流体在压力作用下会通过接触面间的缝隙渗漏。 三、粗糙度轮廓幅度参数值及其选用 零件加工后的表面粗糙度是否符合技术要求应由测量和评定的结果来确定鉴于表面轮廓上的微小峰、谷的幅度和间距的大小是构成粗糙度轮廓的两个独立的基本特征，因此通常采用粗糙度轮廓幅度参数、间距参数和混合参数来评定。 （单项选择题）关于粗糙度的表述，错误的是（ ） A.某工件表面粗糙度Ra 的上限值为25 μm时，一般采用视觉比较法评定粗糙度 B. 用触觉法评定表面粗糙度时应将比较样板和被检工件平放在一起，用手指指纹敏感部位 以适当方式划过两者表面，手指抚摸方向应与加工纹理方向垂直 C. 对于承受交变应力的零件，波谷有应力集中，容易产生裂纹源，降低了材料的疲劳强度，导致零件表面疲劳破坏 D. 在不致引起误解时，表面粗糙度可标在给定的尺寸线上 【答案】B 【解析】B选项中，手指抚摸方向应与加工纹理方向一致，而不是垂直。这样才能更准确地通过手指感受表面的微观高低不平状况等，从而对表面粗糙度进行比较和评定。 1.（单项选择题）一般情况下，设计规定公差值T 的大小顺序（ ） A.T尺寸 < T位置 < T 形状 < 表面粗糙度值 B.T尺寸 < T 形状 < T位置 < 表面粗糙度值 C.T尺寸 > T 形状 > T位置 > 表面粗糙度值 D.T尺寸 > T位置 > T 形状 > 表面粗糙度值 【答案】D 【解析】一般情况下，设计规定公差值T的大小顺序为.T尺寸 > T位置 > T 形状 > 表面粗糙度值。 2. （单项选择题）表示 （ ） A. 去除材料，单项上限值，粗糙度最大高度3.2 μm, 评定长度为5个取样长度(默认)，“16%规则”(默认) B. 去除材料，单项上限值，粗糙度算术平均偏差3.2 μm, 评定长度为5个取样长度(默认)，“16%规则”(默认) C. 不去除材料，单项上限值，粗糙度最大高度3.2 μm, 评定长度为5个取样长度(默认)，“16%规则”(默认) D. 不去除材料，单项上限值，粗糙度算术平均偏差3.2 μm, 评定长度为5个取样长度(默认)，“16%规则”(默认) 【答案】B 【解析】在没有特殊标注的情况下，默认是单项上限值，评定长度为 5 个取样长度（默认），采用 “16% 规则”（默认）。该符号表示去除材料，单项上限值，粗糙度算术平均偏差 ，评定长度为 5 个取样长度（默认），“16% 规则”（默认）。 3. （单项选择题）表面粗糙度的常用参数是（ ） A. Ra和Rz B. H7和h6 C. IT6和IT7 D. 以上都不是 【答案】A 【解析】表面粗糙度的常用参数是Ra和Rz 。 1. （单项选择题）下列表面粗糙度标注正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】表面粗糙度符号的尖端应从材料外指向并接触表面，因此选项B正确。 2. （单项选择题）在机械加工中，Ra值表示的是（ ） A. 表面轮廓的最大高度 B. 表面轮廓的平均高度 C. 表面轮廓的最小高度 D. 表面轮廓的总高度 【答案】B 【解析】Ra值表示的是表面轮廓的算术平均偏差，即轮廓上各点至中线的距离的绝对值的平均值。 3. （单项选择题）下列哪种加工方法通常能获得较低的表面粗糙度（ ） A. 铣削 B. 磨削 C. 车削 D. 钻削 【答案】B 【解析】磨削加工通常能获得较低的表面粗糙度，因为磨削过程中使用砂轮进行精细加工，能够有效减少表面不平度。 · 任何零件表面，无论是经过切削加工的表面，还是采用铸造、锻造、冲压、热轧、冷轧等方法获得的表面，总是存在着几何形状的误差。 · 粗糙度轮廓对零件的工作性能和寿命有重大影响。因此在设计中必须对粗糙度提出合理的技术要求。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$