几何量公差与检测 第三章.doc

第三章 孔、轴公差与配合
思  考  题
3-1     试述基本尺寸、极限尺寸和实际尺寸的含义，它们有何区别和联系？
3-2     试述极限偏差、实际偏差和尺寸公差的含义，它们有何区别和联系？
3-3     试述标准公差和基本偏差的含义，它们与尺寸公差带有何关系？
3-4     试述配合的含义，配合分哪三类，这三类配合各有何特点？
3-5     试述配合公差的含义？由使用要求确定的配合公差的大小与孔、轴公差的大小有何关系？
3-6     为了满足各种不同的孔、轴配合要求，为什么要规定基准制？
3-7     试说明下列概念是否正确：
          ①公差是孔或轴尺寸允许的最大偏差？
          ②公差一般为正值，在个别情况下也可以为负值或零？
          ③过渡配合是指可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合？
          ④孔或轴的实际尺寸恰好加工为基本尺寸，但不一定合格？
          ⑤基本尺寸相同的孔和轴的极限偏差的绝对值越大，则其公差值也越大？
          ⑥mm就是的意思？
          ⑦按同一图样加工一批孔后测量它们的实际尺寸。其中，最小的实际尺寸为，
            最大的实际尺寸为， 则该孔实际尺寸的允许变动范围可以表示为mm？
3-8     编制孔、轴公差表格时，为什么需要进行尺寸分段？同一尺寸分段的公差值是加何确定的？
3-9     GB/T1800.2-1998对常用尺寸孔和轴分别规定了多少个标准公差等级？试写出它们的代号。
          标准公差等级的高低是如何划分的？如何表示？
3-10   GB/T1800.2-1998对常用尺寸孔和轴分别规定了多少种基本偏差？试写出它们的代号。轴的基本偏差数值如何确定？
          孔的基本偏差数值如何确定？
3-11   为什么要规定基本偏差？基本偏差数值与标准公差等级是否有关？
3-12   为什么要规定孔、轴常用公有效期带和优先、常用配合？
3-13   为什么孔与轴配合应优先采用基孔制？在什么情况下应采用基轴制？
3-14   试述各个标准公差等级和各种配合的应用场合？
3-15   大尺寸和常用尺寸的孔、轴公差与配合有什么区别和联系？
3-16   试述配制配合的应用场合场合以及如何应用配制配合？
3-17   看图1-3.1所示的起重机吊钩的铰链，叉头1的左、右两孔与轴销2的基本尺寸皆为φ20mm，叉头1的两上孔与销轴2
         的配合要求采用过渡配合，拉杆3的φ20mm孔与销轴2的配合要求采用间隙配合。试分析它们应该采用哪种基准制？

3-18    图1-3.2为钻床的钻模夹具简图。夹具由定位套3、钻模板1和钻套4组成，安装在工件5上。钻头2的直径为φ10mm。
          已知：（a）钻模板1的中心孔与定位套3上端的圆柱面的配合①有定心要求，基本尺寸为φ50mm。钻模板1上圆周均布
          的四个孔分别与对应四个钻套4的外圆柱面的配合②有定心要求，基本尺寸分别为φ18mm；它们皆采用过盈不大的固定联结。
        （b）定位套3下端的圆柱面的基本尺寸为φ80mm，它与工件5的φ80mm定位孔的配合③有定心要求，在安装和取出定位套
           3时，它需要轴向移动。
        （c）钻套4的φ10mm导向孔与钻头2的配合④有导向要求，且钻头应能在它转动状态下过入该导向孔。
试选择上述四处配合部位的配合种类，并简述其理由。

3-19    图1-3.3为车床溜板手动机构的结构简图。转动手轮3，通过键带动轴4左端的小齿轮6转动，轴4在套筒5的孔中转动。
          小齿轮6带动大齿轮1转动，再通过键带动齿轮轴8在两个支承套筒2和7的孔中转动，齿轮轴8左端的齿轮也转动。这齿轮
           与床身上的齿条（未画出）啮合，使溜板箱沿导轨作纵向移动。各配合面的基本尺为：①φ40mm；②φ28mm；
            ③φ28mm④φ46mm⑤φ32mm⑥φ32mm⑦φ18mm。试选择这些孔与轴配合的基准制、标准公差等级和配合种类。
习   题
一、判断题 〔正确的打√，错误的打X〕
1．公差可以说是允许零件尺寸的最大偏差。（    ）
2．基本尺寸不同的零件，只要它们的公差值相同，就可以说明它们的精度要求相同。（    ）
3．国家标准规定，孔只是指圆柱形的内表面。（    ）
4．图样标注mm的轴，加工得愈靠近基本尺寸就愈精确。（   ）
5．孔的基本偏差即下偏差，轴的基本偏差即上偏差。（    ）
6．某孔要求尺寸为，今测得其实际尺寸为φ19.962mm，可以判断该孔合格。（    ）
7．未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。（   ）
8．基本偏差决定公差带的位置。 （    ）
9．单件小批生产的配合零件，可以实行”配作”，虽没有互换性，但仍是允许的。（    ）
10．图样标注的孔，可以判断该孔为基孔制的基准孔。（  ）
11．过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈，因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。（    ）
12．配合公差的数值愈小，则相互配合的孔、轴的公差等级愈高。（   ）
13．孔、轴配合为φ40H9／n9，可以判断是过渡配合。（    ）
14．配合H7/g6比H7/s6要紧。（    ）
15．孔、轴公差带的相对位置反映加工的难易程度。（    ）
16．最小间隙为零的配合与最小过盈等于零的配合，二者实质相同。（    ）
17．基轴制过渡配合的孔，其下偏差必小于零。（    ）
18．从制造角度讲，基孔制的特点就是先加工孔，基轴制的特点就是先加工轴。（   ）
19．工作时孔温高于轴温，设计时配合的过盈量应加大。（    ）
20．基本偏差a～h与基准孔构成间隙配合，其中h配合最松。（    ）
21．有相对运动的配合应选用间隙配合，无相对运动的配合均选用过盈配合。（    ）
22．配合公差的大小，等于相配合的孔轴公差之和。（    ）
23．装配精度高的配合，若为过渡配合，其值应减小；若为间隙配合，其值应增大。（    ）
24．滚动轴承内圈与轴的配合，采用基孔制。     （    ）
25．滚动轴承内圈与轴的配合，采用间隙配合。   （    ）
二、选择题（将下列题目中所有正确的论述选择出来）
1．下列论述中正确的有＿＿。
    A．因为有了大批量生产，所以才有零件互换性，因为有互换性生产才制定公差制．
    B．具有互换性的零件，其几何参数应是绝对准确的。
    C．在装配时，只要不需经过挑选就能装配，就称为有互换性。
    D．一个零件经过调整后再进行装配，检验合格，也称为具有互换性的生产。
    E．不完全互换不会降低使用性能，且经济效益较好。
2．下列有关公差等级的论述中，正确的有＿＿。
    A．公差等级高，则公差带宽。
    B．在满足使用要求的前提下，应尽量选用低的公差等级。
    C．公差等级的高低，影响公差带的大小，决定配合的精度。
    D．孔、轴相配合，均为同级配合。
    E．标准规定，标准公差分为18级。
3．以下各组配合中，配合性质相同的有＿＿。
    A．φ30H7／f6和φ30H8／p7
    B．φ30P8／h7和φ30H8／p7
    C．φ30M8／h7和φ30H8／m7
    D．φ30H8／m7和φ30H7／f6
    E．φ30H7／f6 和30F7／h6。
4．下列配合代号标注正确的有＿＿。
    A．φ60H7/r6
    B．φ60H8／k7
    C．φ60h7／D8
    D．φ60H9／f9
    E．φ60H8／f7
5．下列孔轴配合中选用不当的有＿＿。
    A．H8／u8
    B．H6／g5
    C．G6／h7
    D．H5／a5
    E．H5／u5
6．决定配合公差带大小和位置的有＿＿。
    A．标准公差
    B．基本偏差
    C．配合公差
    D．孔轴公差之和
    E．极限间隙或极限过盈
7．下列配合中，配合公差最小的是＿＿。
    A．φ30H7／g6
    B．φ30H8／g7
    C．φ30H7／u6
    D．φ100H7／g6
    E．φ100H8／g7
8．下述论述中不正确的有＿＿。
    A．无论气温高低，只要零件的实际尺寸都介于最大、最小极限尺寸之间，就能判断其为合格。
    B．一批零件的实际尺寸最大为20．0lmm，最小为19．98mm，则可知该零件的上偏差是十0．01mm，下偏差是—0．02mm。
    C．j～f的基本偏差为上偏差。
    D．对零部件规定的公差值越小，则其配合公差也必定越小。
    E．H7/h6与H9/h9配合的最小间隙相同，最大间隙不同。
9．下述论述中正确的有＿＿。
    A．孔、轴配合采用过渡配合时，间隙为零的孔、轴尺寸可以有好几个。
    B．φ20g8比φ20h7的精度高。
    C．比的精度高。
    D．国家标准规定不允许孔、轴上差带组成非基准制配合。
    E．零件的尺寸精度高，则其配合间隙必定小。
10．下列论述中正确的有＿＿。
   A．对于轴的基本偏差，从a～h为上偏差es，且为负值或零。
   B．对于轴，从j～z孔基本偏差均为下偏差，且为正值。
   C．基本偏差的数值与公差等级均无关。
   D．与基准轴配合的孔，A～H为间隙配合，P～ZC为过盈配合。
11．公差与配合标准的应用主要解决＿＿。
   A．公差等级。
   B．基本偏差。
   C．配合性质。
   D．配合基准制．
   E．加工顺序。
12．下列配合零件应选用基轴制的有＿＿．
   A．滚动轴承外圈与外壳孔。
   B．同一轴与多孔相配，且有不同的配合性质。
   C．滚动轴承内圈与轴。
   D．轴为冷拉圆钢，不需再加工。
13．下列孔、轴配合中，应选用过渡配合的有＿＿。
   A．既要求对中，又要拆卸方便。
   B．工作时有相对运动。
   C．保证静止替传递载荷的可拆结合。
   D．要求定心好，载荷由键传递。
   E．高温下工作，零件变形大。
14．下列配合零件，应选用过盈配合的有＿＿。
   A．需要传递足够大的转矩。
   B．不可拆联接。
   C．有轴向运动。
   D．要求定心且常拆卸。
   E．承受较大的冲击负荷。
15．不同工作条件下，配合间隙应考虑增加的有＿＿。
   A．有冲击负荷。
   B．有轴向运动。
   C．旋转速度增高。
   D．配合长度增大。
   E．经常拆卸。
16．滚动轴承外圈与基本偏差为H的外壳孔形成＿＿配合。
   A．间隙；
   B．过盈；
   C．过渡。
17．滚动轴承内圈与基本偏差为h的轴颈形成＿＿配合。
   A．间隙；
   B．过盈；
   C．过渡。
三、填空题
1．公差标准是对＿＿的限制性措施，＿＿是贯彻公差与配合制的技术保证。
2．不完全互换是指＿＿。
3．完全互换是指＿＿。
4．实际偏差是指＿＿，极限偏差是指＿＿。
5．孔和轴的公差带由＿＿决定大小，由＿＿决定位置。
6．轴φ50js8，其上偏差为＿＿mm，下偏差为＿＿mm。
7．孔的公差等级为＿＿，基本偏差代号为＿＿。
8．尺寸φ80JS8，已知IT8=46μm，则其最大极限尺寸是＿＿mm，最小极限尺寸是＿＿mm。
9．孔尺寸φ48P7，其基本偏差是＿＿μm，最小极限尺寸是＿＿mm。
10．φ50H10的孔和φ50js10的轴，已知IT10=0.100mm，其ES=＿＿mm，EI=＿＿mm，es=＿＿mm，ei=＿＿mm。
11．已知基本尺寸为φ50mm的轴，其最小极限尺寸为φ49.98mm，公差为0.01mm，则它的上偏差是＿＿mm，下偏差是＿＿mm。
12．常用尺寸段的标准公差的大小，随基本尺寸的增大而＿＿，随公差等级的提高而＿＿。
13．孔的基本偏差数值为＿＿，轴的基本偏差数值为＿＿mm。
14．国家标准对未注公差尺寸的公差等级规定为＿＿。某一正方形轴，边长为25mm，今若按IT14确定其公差，则其上偏差为＿＿mm，下偏差为＿＿mm。
15．属于较高和中等精度的公差等级有＿＿，用于精密配合或重要配合处。
16．以“正值”、“负值”、“零”或“绝对值”填入。
①极限偏差数值可以是            ，尺寸公差数值是            。
②间隙数值是            ，过盈数值是            。
③间隙公差数值是            ，过盈公差数值是            。
17．的孔与的轴配合，属于＿＿制＿＿配合。
18．的孔与的轴配合，属于＿＿制＿＿配合。
19．配合代号为φ50H10／js10的孔轴，已知IT10=0．100mm，其配合的极限间隙（或过盈）分别为＿＿mm、＿＿mm。
20．已知某基准孔的公差为0．013，则它的下偏差为＿＿mm，上偏差为＿＿mm。
21．选择基准制时，应优先选用＿＿原因是＿＿。
22．配合公差是指＿＿，它表示＿＿的高低。
23．国家标准规定的优先、常用配合在孔、轴公差等级的选用上，采用“工艺等价原则”，高于IT 8的孔均与＿＿级的轴相配：
      低于IT 8的孔均和＿＿级的轴相配。
24．φ50mm的基孔制孔、轴配合，已知其最小间隙为0．05，则轴的上偏差是＿＿。
25．孔、轴的ES＜ei的配合属于＿＿配合，EI＞es的配合属于＿＿配合。
26．φ50H8／h8的孔、轴配合，其最小间隙为＿＿，最大间隙为＿＿m m。
27．孔、轴配合的最大过盈为-60μm，配合公差为40μm，可以判断该配合属于＿＿配合。
28．孔与轴的配合属于＿＿配合，其极限间隙或极限过盈为＿＿和＿＿mm。
29．公差等级的选择原则是＿＿的前提下，尽量选用＿＿的公差等级。
30．对于相对运动的机构应选用＿＿配合，对不加紧固件，但要求传递较大扭矩的联接，应选用＿＿配合。
31．基本尺寸相同的轴上有几处配合，当两端的配合要求紧固而中间的配合要求较松时，宜采用＿＿制配合。
32．某配合部位比相应典型实例的旋转速度增高时，若为过盈配合，则过盈量应＿＿；若为间隙配合，则间隙量应＿＿。
四、综合题
1．何谓最大、最小实体尺寸？它和极限尺寸有何关系？
2．何谓泰勒原则？其内容如何？
3．公差与偏差有何区别和联系？
4．什么叫做“未注公差尺寸”？这一规定适用于什么条件？其公差等级和基本偏差是如何规定的？
5．公差与配合公差有何区别和联系？
6．设基本尺寸为30mm的N7孔和m6的轴相配合，试计算极限间隙或过盈及配合公差。
7．设某配合的孔径为，轴径为，试分别计算其极限尺寸、尺寸极限间隙（或过盈）、平均间隙（或过盈）、配合公差。
8．设某配合的孔径为，轴径为，试分别计算其极限间隙（或过盈）及配合公差，画出其尺寸公差带及配合公差带图。
9．有一孔、轴配合，基本尺寸L=60 mm，最大间隙Xmax=+40μm，孔公差Th=30μm。轴公差Ts=20μm。试按标准规定标注孔、轴的尺寸。
10．某孔、轴配合，基本尺寸为φ50 mm，孔公差为IT8，轴公差为IT7，已知孔的上偏差为十0．039 mm，要求配合的最小间隙是十0．009 mm，试确定孔、轴的尺寸。
11．某孔与某轴配合，要求Xmax=+40μm，Tf=0.022mm试求出轴上、下偏差。
12．若已知某孔轴配合的基本尺寸为φ30，最大间隙Xmax=+23μm，最大过盈Ymax=-10μm，孔的尺寸公差Th=20μm，轴的上偏差es=0，试确定孔、轴的尺寸。
13．某孔、轴配合，已知轴的尺寸为φ10h8，Xmax=+0.007mm，Ymax=-0.037mm，试计算孔的尺寸，并说明该配合是什么基准制，什么配合类别。
14．已知基本尺寸为φ30mm，基孔制的孔轴同级配合，Tf=0.066mm，Ymax=-0.081mm，求孔、轴的上、下偏差。
15．已知表3-1中的配合，试将查表和计算结果填入表中.
                                                表3-1
公差带
基本偏差
标准公差
极限盈隙
配合公差
配合类别
φ80S7

φ80h6

16．计算出表3-2中空格中的数值，并按规定填写在表中。
                                              表3-2
基本尺寸
孔
轴
Xmax 或Ymin
Xmin或Ymax
Tf
ES
EI
Th
es
Ei
Ts
φ25

0

0．052
+0.074

0. 104
17．计算出表3-3中空格中的数值，并按规定填写在表中。
                                              表3-3
基本
尺寸
孔
轴
Xmax 或Ymin
Xmin或Ymax
Tf
ES
EI
Th
es
Ei
Ts
φ45

0．025
0

-0.050
0.041
18．计算出表3-4中空格中的数值，并按规定填写在表中。
                                              表3-4

19．指出中表3-5三对配合的异同点。
                                             表3-5
组别
孔公差带
轴公差带
相同点
不同点
①
φ20
φ20

②
φ20
φ20±0.0065

③
φ20
φ20

20．比较下列各轴的尺寸标注在制造和使用上有何异同。
（1）       φ30-0.007 -0.028 mm
（2）       φ30+0.013 -0.008 mm
（3）       φ30+0.043 +0.022 mm
21．按IT14级查出图3-1中各轴向尺寸的未注公差尺寸的极限偏差。

                             图3-1
22．某孔、轴配合，基本尺寸为35mm，孔公差为IT8，轴公差为IT7，已知轴的下偏差为-0.025mm，要求配合的最小过盈是-0.001mm，试写出该配合的公差带代号。
23．某孔、轴配合，基本尺寸为φ30mm，孔的公差带代号为N8，已知X max =+0.049mm，Ymax =-0.016mm，试确定轴的公差带代号。
24．某轴φ25 0 -0.013 mm与某孔配合，要求Ymin=-0.001mm，T f =0.034mm，试确定孔的公差带代号。
25．将配合φ8H6/f5从基孔制换算成基轴制，并画出公差带图。
26．将配合φ50H7/p6从基孔制换算成基轴制。
27．将配合φ50H8/j7从基孔制换算成基轴制。
28．某孔、轴配合，基本尺寸为φ35mm，要求X max =+120μm，Xmin=+50μm，试确定基准制、公差等级及其配合。
29．设孔、轴配合，基本尺寸为φ60mm，要求X max =+50μm，Y max =-32μm，试确定其配合公差带代号。
30．某孔、轴配合，基本尺寸为φ75mm，配合允许X max =+0.028mm，Y max =-0.024mm，试确定其配合公差带代号，
31．某孔、轴配合，基本尺寸为φ45mm，配合要求的过盈量为-29.5μm ～-50μm，试确定其配合公差带代号。
32．某IT8级的基准轴与某孔配合，基本尺寸为40mm，设计要求间隙变化的范围为+0.025mm～+0.130mm，
      试选取适当的公差等级和配合，并按机械制图标准标注孔、轴尺寸。
33．某与滚动轴承外圈配合的外壳孔尺寸为φ25J7，今设计与该外壳孔相配合的端盖尺寸，使端盖与外壳孔的配合间隙在
      +15μm～+125μm之间，试确定端盖的公差等级和选用配合，说明该配合属于何种基准制。
34．选用公差等级要考虑哪些因素？是否公差等级愈高愈好？
35．如何选择配合类别？确定配合的非基准件的基本偏差有哪些方法？
36．已知某配合中孔、轴的基本尺寸为60mm，孔的最大极限尺寸为59.979mm，最小极限尺寸为59.949mm，轴的最大极限
      尺寸为60mm，轴的最小极限尺寸为59.981mm，试求孔、轴的极限偏差、基本偏差和公差，并画出孔、轴公差带示意图。
37．试根据表1-3.1中已有的数值，计算并填写该表空格中的数值（单位为mm）。
基本尺寸
最大极限尺寸
最小极限尺寸
上偏差
下偏差
公  差
孔φ12
12.050
12.032

轴φ80

-0.010
-0.056

孔φ30

29.959

0.021
轴φ70
69.970

-0.074

38．试比较φ25h5、φ25h6、φ25h7的基本偏差是否相同？它们的标准公差数值是否相同？
39．试根据表1-3.2中已有的数值，计算并填写该表空格中的数值（单位为mm）。
基本
尺寸
孔
轴
最大间隙或最小过盈
最小间隙或最大过盈
平均间隙或平均过盈
配合
公差
配合
性质
上偏差
下偏差
公差
上偏差
下偏差
公差
φ50

0

0.039
+0.103

0.078

φ25

0.021
0

-0.048
-0.031

φ65
+0.030

+0.020

-0.039

0.049

a) 有一基孔制配合，孔和轴的基本尺寸为50mm，该配合要求最大间隙为+0.115mm，最小间隙为+0.045mm。试按
  《几何量公差与检测》基本教材附录中的第三章间隙变动范围与孔、轴公差的关系的公式确定孔和轴的极限偏差，并画出
   公差带示意图。
b)有一基孔制配合，孔和轴的基本尺寸为100mm，该配合要求最大过盈为-0.10mm，最小过盈为-0.03mm。试按《几何量公差与检测》基本教材附录中的第三章公差表格确定孔、轴配合代号，孔和轴的极限偏差，并画出孔、轴公差带示意图。
c)φ30N7/m6配合中孔和轴的基本偏差分别为-7μm和-8μm，孔和轴的标准公有效期分别为21μm和13μm。试确定该孔和轴的极限偏差，该配合的极限间隙（或极限过盈）、平均间隙（或平均过盈）和配合公差，并画出孔、轴公差带示意图。
d)试从《几何量公差与检测》基本教材附录中的第三章公差表格，查取下列孔或轴的标准公差和基本偏差数值，并确定它们的上、下偏差。
①70h11；②φ28k7；③φ40M8；④φ25z6；⑤φ30js7；⑥φ60J6。
e)试按《几何量公差与检测》基本教材附录中的第三间公差表格，确定下列配合中孔和轴的上、下偏差，并画出公差带示意图。
①φ40H8/17；②φ60H7/h6；③φ32H8/js7。
f)设基本尺寸为D的孔与同配合所要求的极限间隙Xmax、Xmin或极限过盈Ymax、Ymin如下：
①基孔制，D=40min，Xmax=+0.067mm,Xmin=+0.022mm；
②基孔制，D=30min，Xmax=+0.027mm,Xmin=-0.030mm；
③基孔制，D=100min，Xmax=-0.146mm,Xmin=-0.089mm。
试按所要求的基孔制或基轴制确定孔、轴配合代号和它们的极限偏差。
g)已知基孔制配合φ45H7/t6中，孔和轴的标准公差分别为25μm和16μm，轴的基本偏差为+54μm，由此确定配合性质不变的同名基轴制配合φ45H7/t6中孔的基本偏差和极限偏差。
h)φ18M8/h7配合和φ40H8/js7配合中孔、轴的标准公差IT7=.0018mm，IT8=0.024mm，φ18M8孔的基本偏差为+0.002mm。试计算这两种配合各自的极限间隙（或过盈）。
i)设计所要求的φ40H8/f7配合的某孔加工后实际尺寸为φ40.045mm，它大于最大极限尺寸。为了不把具有此孔的零件报废并获得设计规定的配合性质，拟按φ40.045mm孔加工一轴，试确定配制加工时该轴的上、下偏差？
j)参看图1-3.4，根据使用要求，黄铜套1与玻璃透镜2之间在工作t=-50℃时，应该有+0.010~+0.074mm的间隙。它们在20℃时进行装配。试根据装配时的间隙要求，确定黄铜套与玻璃透镜的配合代号（注：线膨胀系数α黄铜=19.5×10-6/℃, α玻璃=8×10-6/℃）。

k)某发动机工作时铝活塞与气缸钢套孔之间的间隙应在+0.040~+0.097mm范围内，活塞与气缸钢套孔的基本尺寸为95mm，活塞的工作温度为150℃，气缸钢套的工作温度为100℃，而它们装配时的温度为20℃。气缸钢套的线膨胀系数为12×10-6℃，活塞的线膨胀系数为22×10-6℃。试计算活塞与气缸钢套孔间的装配间隙的允许变动范围？并根据该装配间隙的要求确定它们的配合代号和极限偏差。