第二章测量技术基础

第二章测量技术基础2-1测量的实质是什么？一个完整的测量过程包括哪几个要素？答：（1）测量的实质是将被测几何量L与作为计量单位的标准量E进行比较，从而获得两者比值q的过程，即L/E=q,或L=Eq。（2）一个完整的测量过程包括被测对象，计量单位、测量方法和测量精度四个要素。2-2量块的作用是什么？其结构上有何特点？答：（1）量块的作用是，a、用于计量器具的校准和鉴定；b、用于精密设备的调整、精密划线和精密工件的测量；c、作为长度尺寸传递的实物基准等。（2）其结构上的特点是：量块通常制成长方形六面体，它有两个相互平行的测量面和四个非测量面；测量面的表面非常光滑平整，具有研合性，两个测量面间具有精确的尺寸。量块上标的尺寸称为量块的标称长度ln。当ln6mm的量块可在上测量面上作长度标记，ln6mm的量块，有数字的平面的右侧面为上测量面；尺寸小于10mm的量块，其截面尺寸为；尺寸大于10mm至1000mm的量块截面尺寸为35mm×9mm。2-3量块分等、分级的依据各是什么？在实际测量中，按级和按等使用量块有何区别？答：（1）量块分系的依据是量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。量块分级主要是根据量块长度极限偏差±te和量块长度变支量的最大允许值tv来划分的。（2）区别是：量块按“级”使用时，是以量块的标称长度作为工作尺寸。该尺寸包含了量块的制造误差，制造误差将被引入到测量结果中去，但固不需要加修正值，故使用较方便。量块按“系”使用时，是以量块栏定书列出的实例中心长度作为工作尺寸的，该尺寸排除了量块的制造误差，只包含栏定时较小的测量误差。量块按“系”使用比按“级”使用的测量精度高。2-4说明分度间距与分度值；示值范围与测量范围；示值误差与修正值有何区别？答：其区别如下：（1）分度间距（刻度间距）是指计量器具的刻度标尺或度盘上两面三刀相邻刻线中心之间的距离，般为1-2.5mm;而分度值(刻度值)是指计量器具的刻度尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。（2）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；而测量范围是指在允许的误差限内，计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。（3）示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差；而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。修正值与示值误差绝对值相等而符号相反。2-5测量误差按其性质可分为哪几类？测量误差的主要来源有哪些？答：（1）测量误差按其性质来分，可分为系统误差，随机误差和粗大误差。（2）测量误差的方要来源：a、计量器具误差；b、标准件误差；c、测量方法误差；d、测量环境误差；e、人员误差。2-6试从83块一套的量块中，组合下列尺寸：48.98,10.56,65.365mm。答：组合如下：（1）48.98、、、、、、、、、所需尺寸-1.48、、、、、、、、、第一块量块的尺寸————47.50-7.50、、、、、、、、、第二块量块的尺寸——————40、、、、、、、、、第三块量块的尺寸即48.98mm=(1.48+7.50+40)mm。（2）10.56、、、、、、、、、所需尺寸-1.06、、、、、、、、、第一块量块的尺寸—————————9.5、、、、、、、、、第二块量块的尺寸即10.56mm=(1.06+9.5)mm(3)65.365、、、、、、、、、所需尺寸-1.005、、、、、、、、、第一块量块的尺寸——————64.360-1.360、、、、、、、、、第二块量块的尺寸———————63.000-3.000、、、、、、、、、第三块量块的尺寸———————60、、、、、、、、、第四块量块的尺寸即65.365mm=(1.005+1.360+3.000+60)mm2-7某仪器在示值为20mm处的校正值为-0.002mm,用它测工件时,若读数正好为20mm,工件的实际尺寸为多少?解:工件的实际尺寸为:20+(-0.002)=19.998mm。2-8某一测量范围为0~25mm的外千分尺，当活动测杆与测,可靠接触时,其读数为+0.02mm,若用比千分尺测工件尺寸,读数为10.95mm,其修正后的测量结果.解：因示值误差为+0.02mm,则其修值为-0.02mm。修正后的测量结果是：10.95+(-0.02)=10.93mm。2-9用两种方法分别测两个尺寸,它们的真值L1=50mm,L2=80mm,若测得值分别为50.004mm和80.006mm,试问哪种方法测量精度高。解：由相对误差计算公式ε=XoXoX×100%得：ε1=111XoXoX×100%=5050004.50×100%=0.008%ε2=222XoXoX×100%=8080006.80×100%=0.0075%因为ε1ε2所以第二种方法测量精度高。2-10今用公称尺寸为10mm的量块将千分表调零后测量某零件的尺寸，千分表的读数为+15um。若量块实际上尺寸为10.0005mm,试计算千分表的调零误差和校正值.若不计千分表的示值误差,试求被测零件的实际尺寸。解：（1）千分表的调零误差10-10.0005=-0.0005mm=0.5um,（2）校正值为+0.5um,（3）被测零件实际尺寸:10.0005+0.015=10.0155mm。第三章光滑圆柱体结合的互换性及其检测3-1判断下列说法是否正确，正确用“T”示出，错误用“F”示出，字母一律写在括号内。（1）公差是零件尺寸允许的最大偏差。（╳）（2）公差通常为正，在个别情况下也可以为负或零。（╳）（3）孔和轴的加工精度越高，则其配合精度也越高。（╳）（4）配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差。（√）（5）过渡配合可能有间隙，也可能有过盈。因此，过渡配合可以是间隙配合，也可以是过盈配合。（╳）（6）零件的实际尺寸就是零件的真实尺寸。（╳）（７）某一零件的实际尺寸正好等于其基本尺寸，则这尺寸必适合格。（╳）（８）间隙配合中，孔的公差带一定在零线以上，轴的公差带一定在零线以下。（╳）（９）零件的最大实体尺寸一定大于其最小实体尺寸。（╳）（10）基本尺寸一定时，公差值愈大，公差等级愈高。（√）（11）不论公差值是否相等，只要公差等级相同，尺寸的精确程度就相同。（√）（12）ø75±0.060mm的基本偏差是+0.060mm尺寸公差为0.06mm(╳)（13）因Js为完全对称偏差，故其上、下偏差相等。(╳)（14）基准孔的上偏差大于零,基准轴的下偏差的绝对值等于其尺寸公差。（√）（15）ø60006.0019.0mm.(╳)(16)因配合的孔和轴基本尺寸相等，故其实际尺寸也相等。（╳）（17）由于零件的最大极限尺寸大于最小极限尺寸，所以上偏差绝对值大于下偏差绝对值。（╳）（18）尺寸偏差可以正值，负值或零。（√）（19）尺寸误差是指一批零件上某尺寸的实际变动量。（√）（20）选择公差等级的原则是，在满足使用要求的前提下，尽可能选择较小的公差等级。（╳）3-2．什么是基孔制配合与基轴制配合？为什么要规定基准制？广泛采用基孔制配合的原因何在？在什么情况下采用基轴制配合？答：（1）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。而基轴制配合是指基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。（2）因为国家标准规定的20个公差等级的标准公差和28个基本偏差可组合成543个孔公差带和544个轴公差带。这么多公差带可相互组成近30万种配合。为了简化和统一，以利于互换，并尽可能减少定值刀具、量具的品种和规格，无需将孔轴公差带同时变动，只要固定一个，变更另一个，便可满足不同使用性能要求的配合，且获得良好的技术经济效益。因此，国家标准对孔与轴公差带之间的相互位置关系，规定了两种基准制，即基孔制和基轴制。（3）因为采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格数目，有利于刀量具的标准化、系列化，因而经济合理，使用方便，能以广泛采用基孔制配合。（4）选择基轴制配合的情况如下：a、由冷拉棒材制造的零件，其配合表面不经切削加工；b、与标准件相配合的孔或轴；c、同一根轴上（基本尺寸相同）与几个零件孔配合，且有不同的配合性质。3-3．更正下列标注的错误：（1）ø80009.0021.0（2）300039.0（3）120021.0021.0（4）ø6087Hf（5）ø8068DF（6）ø50fH78（7）ø50H80039.0解：更正如下：(1)ø80021.0009.0(2)ø300039.0(3)120±0.021(4)ø6078hF(5)ø8068dF(6)ø5078fH(7)ø50H8(0039.0)。3-4．下面三根轴哪根精度最高？哪根精度最低？（1）ø70075.0105.0（2）ø250044.0015.0（3）ø10022.00解：（1）由Th=∣es-ei∣得Th1=∣es1-ei1∣=∣+0.105-(+0.075)∣=0.030mm查表3-2得：轴的公差系级为IT7。（2）由Th=∣es-ei∣得Th2=∣es2-ei2∣=∣(-0.105)-(-0.044)∣=0.029mm查表3-2得：轴的公差系级为IT6。（3）由Th=∣es-ei∣得Th3=∣es3-ei3∣=∣0-(-0.022)∣=0.022mm查表3-2得：轴的公差系级为IT8。由此观之，第二根轴精度最高，第三根轴轴精度最低。3-5根据下表给出的数据求空格中应有的数据，并填入空格内基本尺寸孔轴Xmax或YmaxXmin或YminXav或YavTfESEITheseiTsØ25+0.01300.013-0.040-0.0610.021+0.074+0.040+0.0570.034Ø14+0.01900.019+0.012+0.0020.010+0.017-0.012+0.00250.029Ø45-0.025-0.0500.0250-0.0160.016-0.009-0.050-0.02950.0413-6查表解算下表各题，并填入空格内。项目配合代号基准制配合性质公差代号公差等级公差(µm)极限偏差极限尺寸间隙过盈Xav或YavTf上下最大最小最大最小最大最小Ø3067hP基轴制过盈配合孔P7IT721-14-35略-0.018轴h6IT6130-13略Ø2067hK基轴制过渡配合孔K7IT721+6-15略+0.002轴h6IT6130-13略Ø2578fH基孔制间隙配合孔H8IT833+330略+0.047轴f7IT721-20-41略3-7．查表确定下列各尺寸的公差带代号（1）Ø18011.00（轴）（2）Ø1200087.0（孔）（3）Ø50075.0050.0（轴）（4）Ø65041.0005.0（孔）解：（1）基本偏差es=0基本偏差代号为h，Ts=es-ei=0-(-0.011)=0.011mm=11um查表3-2得：公差等级为IT6故公差带代号为h6。(2)基本偏差EI=0基本偏差代号为H，Th=ES-EI=+0.087-0=0.087mm=87um查表3-2得：公差等级为IT9故公差带代号为H9。(3)基本偏差es=-0.050查表3-3得基本偏差代号为e，Ts=es-ei=-0.050-(-0.075)=0.025mm=25um查表3-2得：公差等级为IT7故公差带代号为e7。(4)基本偏差ES=+0.005查表3-4得基本偏差代号为M，Th=ES-EI=+0.005-(-0.041)=0.046mm=46um查表3-2得：公差等级为IT8故公差带代号为M8。3-8.有一孔,轴配合为过渡配合,孔尺寸为Ø800046.0mm,轴尺寸为Ø80±0.015mm,求最大间隙和最大过盈;画出配合的孔,轴公带图。解：最大间隙Xmax=ES-ei=+0.046-(-0.015)mm=+0.061mm最大过盈Ymax=EI-es=0-(+0.015)mm=-0.015mm3-9.有一组相配合的孔和轴为Ø3078hN,作如下几种计算并填空:查表得N8=(036