機械制造基礎計算題解析2016.06.20

1、機械制造基礎終結性考試計算題解析一、公差配合計算題有關尺寸、公差和偏差的術語及定義1. 尺寸：以特定單位表示線性尺寸的數(shù)值。2. 基本尺寸（ D， d）：通過它應用上、下偏差可算出極限尺寸的尺寸。通常由設計者給定，用 D 和 d 表示（大寫字母表示孔、小寫字母表示軸）。它是根據(jù)產(chǎn)品的使用要求，根據(jù)零件的強度、 剛度等要求，計算出的或通過試驗和類比方法確定并經(jīng)過圓整后得到的尺寸，一般要符合標準尺寸系列。3. 實際尺寸（ Da， da）：通過測量獲得的孔（軸）的尺寸。4.極限尺寸： 指一個孔或軸允許的尺寸的兩個極端值，也就是允許的尺寸變化范圍的兩個界限值。 其中較大的稱為最大極限尺寸（Dmax ，

2、dmax），較小的稱為最小極限尺寸（ Dmin ，dmin ）。5. 尺寸偏差 (偏差 ) ：指某一尺寸（極限尺寸、實際尺寸等等）減去基本尺寸所得的代數(shù)差，其值可為正、負或零。·實際偏差（ Ea ， ea）：實際尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。EaDaDead ad·極限偏差：極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差。其中，最大極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為上偏差(ES，es)；最小極限尺寸減其基本尺寸所得的代數(shù)差稱為下偏差(EI ， ei)。ESDmaxD , esd maxdEIDminD ,eidmind6. 尺寸公差（公差 Th，Ts）：最大極限尺寸減最小極限尺寸之差

3、，或上偏差減下偏差之差。它是允許尺寸的變動量，公差值永遠為正值?？坠?ThDmaxDminESEI軸公差 Tsdmaxd minesei7. 公差帶圖解：前述是利用圖進行的有關尺寸、極限偏差及公差分析。·零線：基本尺寸所指的線，是偏差的起始線。零線上方表示正偏差，零線下方表示負偏差。·公差帶：代表上，下偏差的兩條直線所限定的區(qū)域。它是由公差大小和其相對零線的位置如基本偏差來確定。8.標準公差 (IT) ：指國家標準GB/Tl800.3 1998 極限與配合制所規(guī)定任一公差，它確定了公差帶的大小。9. 基本偏差：指在極限與配合制中，確定公差帶相對于零線位置的那個極限偏差。有

4、關配合的術語及定義1. 配合：配合是指基本尺寸相同的，相互結合的孔、軸公差帶之間的關系。2. 孔與軸：孔是指工件的圓柱形內表面，也包括非圓柱形內表面；軸是指工件的圓柱形外表面，也包括非圓柱形外表面。3. 間隙與過盈： 在孔與軸的配合中， 孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差，當差值為正時叫做間隙（用X 表示），當差值為負時叫做過盈（用Y 表示）。4. 配合的種類：孔、軸公差帶之間的關系，分為三大類，即間隙配合、過盈配合和過渡配合。·間隙配合：具有間隙（包括最小間隙為零）的配合。X maxD maxdminESei()X minD mindmaxEIes(或0）X av( X maxX m

5、in ) / 2( )·過盈配合：具有過盈(包括最小過盈為零)的配合。YminD maxd min ESei(或0)YmaxD mindmaxEIes()Yav(YmaxYmin ) / 2()·過渡配合：具有間隙或過盈的配合。X maxD maxdminESei()YmaxD mindmaxEIes()5. 配合公差（ Tf ）：組成配合的孔、軸公差之和。·對于間隙配合 Tf | Xmax Xmin |·對于過盈配合Tf| Ymax Ymin |·對于過渡配合Tf| Xmax Ymax |公差配合計算題示例例 1. 已知 45 JS6(0.0

6、08)，求下列各項數(shù)值（單位: mm）。h5(00.011 )（1）孔的尺寸公差是（B）。A. +0.008B. +0.016C. -0.008 D. -0.016（2）軸的尺寸公差是（A）。A. +0.011B. 0C. -0.011D. +0.016（3）過渡配合的最大間隙Xmax 是（D）。A. +0.016B. +0.017C. +0.018D. +0.019（4）過渡配合的最大過盈Ymax 是（C）。A. -0.006B. -0.007C. -0.008D. -0.009（5）過渡配合的公差Tf 是（B）。A. 0.026B. 0.027C. 0.028D. 0.029例 2. 已知

7、 14H7(00.018 ) ，求下列各項數(shù)值（單位: mm ）。r 6( 00.023034 )（1）孔的尺寸公差是（A）。A. +0.018B. +0.009C. -0.018 D. -0.009（2）軸的尺寸公差是（C）。A. +0.034B. +0.023C. +0.011D. -0.011（3）過盈配合的最小過盈Ymin 是（D）。A. -0.018B. -0.034C. -0.023D. -0.005（4）過盈配合的最大過盈Ymax 是（B）。A.-0.018B. -0.034C. -0.023D.-0.005（5）過盈配合的公差Tf 是（C）。A. +0.018B.+0.034C

8、. +0.029D. +0.023例3. 已知35H 8(00.029 )，求下列各項數(shù)值（單位: mm ）。0 .052r 7( 0 .034 )（1）孔的尺寸公差是（B）。A. 0B. +0.029C. +0.052 D.+0.034（2）軸的尺寸公差是（A）。A. 0.018B. +0.029C.+0.052D. +0.034（3）過盈配合的最小過盈Ymin 是（C）。A. -0.029B. -0.034C. -0.005D. -0.052（4）過盈配合的最大過盈Ymax 是（D）。A. -0.029B. -0.034C. -0.005D. -0.052（5）過盈配合的公差Tf 是（A）

9、。A. +0.047B. +0.029C.+0.052D. +0.034例4. 已知60 H 7(00.030 ) ，求下列各項數(shù)值（單位 : mm ）。g 6( 0.0290.010 )（1）孔的尺寸公差是（D）。A. 0B. +0.010C.+0.029D. +0.030（2）軸的尺寸公差是（A）。A. +B.+0.030C. +0.010D. +0.0290.019（3）間隙配合的最大間隙Xmax 是（C ）。A.+0.030B.+0.010C. +0.059D. +0.029（4）間隙配合的最小間隙Xmin 是（B）。A. +0.030B. +0.010C. +0.059 D. +0.

10、029（5）間隙配合的公差 Tf 是（C）。A. +0.030B. +0.010C. 0.049D. +0.029二、機床傳動鏈的計算1. 機床傳動的基本概念機床的傳動：最常見的是機械傳動和液壓傳動。機床上的回轉運動多為機械傳動。機床上常用的傳動副：（用來傳遞運動和動力的裝置）有帶傳動、齒輪傳動、齒輪齒條傳動、 蝸輪蝸桿傳動及螺桿傳動。若已知帶輪直徑，齒輪齒數(shù)等具體數(shù)值， 則可確定傳動鏈中任何一軸的轉速。傳動鏈及其傳動比傳動鏈是指實現(xiàn)從首端件向末端件傳遞運動的一系列傳動件的總和， 它是由若干傳動副按一定方法依次組合起來的。圖 2-1 傳動鏈圖例圖 2-1 中，運動自軸輸入，轉速為n1 ，經(jīng)帶輪

11、 d1 、傳動帶和帶輪 d2 傳至軸。再經(jīng)圓柱齒輪1、2 傳到軸，經(jīng)圓錐齒輪3、 4 傳到軸，經(jīng)圓柱齒輪5、 6 傳到軸，最后經(jīng)蝸桿 k 及蝸輪 7 傳至軸，并將運動輸出。若已知 n1 ， d1 ， d 2 ， z1 ， z2 ， z3 ， z4 ， z5 ， z6 ， k及 z7 的具體數(shù)值，則可確定傳動鏈中任何一軸的轉速。例如求軸的轉速n ，則可按下式計算：d1z1z3z5knn1 i總 n1 i1 i 2 i 3 i4 i5n1 d 2z2z4z6z7式中： i1 i 5 分別為傳動鏈中相應傳動副的傳動比；i 總 為傳動鏈的總傳動比；為滑動系數(shù)，約為0.98；z1 z7 為齒輪齒數(shù)；k

12、為蝸桿線（頭）數(shù)。機床的傳動系統(tǒng)參考教材圖 9-4 的 C6132 型臥式車床的傳動系統(tǒng)圖， 它是反映機床全部運動傳遞關系的示意圖。 圖中：羅馬數(shù)字表示傳動軸的編號，阿拉伯數(shù)字表示齒輪齒數(shù)或帶輪直徑，字母 M表示離合器等。教材圖 9-4 C6132 車床傳動系統(tǒng)圖（ 1）主運動傳動鏈C6132 車床的主運動傳動鏈的兩末端件是電動機和主軸，主運動傳動鏈為：333432M 12228176電動機 2717主軸 (1440r/min)19392003422635845主軸可獲得2× 3×2=12 級轉速，其反轉是通過電動機反轉實現(xiàn)的。（ 2）進給運動傳動鏈進給運動傳動鏈是使刀架實

13、現(xiàn)縱向或橫向運動的傳動鏈。傳動鏈的兩末端件主軸和刀架，其進給運動傳動鏈為55主軸 - 5529ac55 35- - 58 - - bd -3555（變向機構）（交換齒輪）2724 39 5221392624 26 5227- -5226- -36392630 39 5248 26 2626 52 5252392- -光杠 -3945（增倍機構）2425齒輪、齒條(z，） 刀架（縱向進給）60M 左14 m2-55M 右3847 橫進給絲杠(P） 刀架（橫向進給）447 132. 傳動鏈計算示例分析傳動系統(tǒng)圖的一般方法是：首先找出運動鏈所聯(lián)系的兩個末端件，然后按運動傳動（或聯(lián)系）順序， 依次分析

14、各傳動軸之間的傳動結構和運動的傳遞關系。分析傳動結構時，特別注意齒輪、 離合器等傳動件與傳動軸之間的連接關系（如固定、空套或滑移）。例 1.分析圖示鉆床的主運動傳動系統(tǒng)。（1）鉆床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的兩個端件是（A）。A. 電動機和主軸B.皮帶輪和主軸C. 電動機和皮帶輪D.電動機和軸（2）傳動路線表達式正確的是（D）。172768A. 電動機（ 1440r/min ）140 34 35（主軸）1705548506534B. 電動機（ 1440r/min ）140 273417（主軸）170554868216117C. 電動機（ 1440r/min ）140 27 34 （主軸）68170

15、5548344821176168D. 電動機（ 1440r/min ）140 27 34 35（主軸）17055485034654834（3）鉆床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的轉速級數(shù)是（C）。A. 3級B.6 級C.9 級D.18級（4）傳動鏈主軸的最高轉速是（B）。A. 1110 r/minB.1115r/minC.1250 r/minD. 1860 r/min（5）傳動鏈主軸的最低轉速是（A）。A. 71 r/minB.1115r/minC.90 r/minD. 110 r/min例 2.分析圖示的主運動傳動系統(tǒng)（圖中M1 為齒輪式離合器） 。（1）機床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的兩個端件是（B）

16、。A. 皮帶輪和主軸B.電動機和主軸C. 電動機和皮帶輪D.電動機和軸（2）傳動路線表達式正確的是（A）。17429026A. 電機（ 1430r · min） - - -15032362217429026B. 電機（ 1430r ·min ） - - -150323622224527V1738178- -6358 -（主軸）30200M178- - -M1-（主軸）30 2004226172242452727902638178C. 電機（ 1430r· min ） - - - - -63- -（主軸）150323020063364222

17、26D. 電機（ 1430r ·min ） -9036221782727150- - -（主軸）22452006363（3）機床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的轉速級數(shù)是（D）。A.3級B.6 級C.9 級D.18級（4）傳動鏈主軸的當前轉速是（B）。A. 60.5 r/minB.73.7r/minC.81.2 r/minD. 90.5 r/min（5）傳動鏈主軸的最低轉速是（A）。A. 18.2r/minB.24.1r/minC.28.6 r/minD. 32.5 r/min例 3. 分析圖示萬能升降臺銑床的主運動傳動鏈。（1）銑床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的兩個端件是（B）。A. 皮帶輪和主

18、軸B.電動機和主軸C. 電動機和皮帶輪D.電動機和軸（2）傳動路線表達式正確的是（C）。16391819A. 電機（ 1440r · min ） -26- -1971-（主軸）-5436478222383318164719B. 電機（ 1440r · min ） -2628- -71-（主軸）-543937823938261618394719C. 電機（ 1440r · min ）-26- -19- -28- - 71 -（主軸）5436378222393833261618394719261928D.電機（ 1440r · min ）- -36- - -

19、（主軸）54377122393326（3）銑床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的轉速級數(shù)是（D）。A.3級B.6 級C.9 級D.18級（4）傳動鏈主軸的最高轉速是（D）。A. 1110.2 r/minB.1115.6r/minC.1250.3 r/minD. 1496.1 r/min（5）傳動鏈主軸的最低轉速是（A）。A. 29.2 r/minB.35.1r/minC.40.6r/minD. 52.3 r/min例 4.分析圖示的主運動傳動系統(tǒng)。（1）機床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的兩個端件是（A）。A. 電動機和主軸B. 皮帶輪和主軸C. 電動機和皮帶輪D.電動機和軸（2）傳動路線表達式正確的是（D）。

20、332523A. 電機（ 1440r/ min）- 100 -63- 87 -（主軸）- -210554367454333 25B. 電機（ 1440r/ min）- 100 - - 55 - 63 - - 67 -（主軸）2104343434545334323C. 電機（ 1440r/ min）- 100 - -5587 -（主軸）- -2104345674543332523D. 電機（ 1440r/ min）-100- 55 -63- 87 -（主軸）210434367454543（3）機床的主運動傳動系統(tǒng)傳動鏈的轉速級數(shù)是（C ）。A.3級B.6 級C.8 級D.18級（4）傳動鏈主軸的

21、最高轉速是（B）。A. 1110 r/minB.956.1r/minC.980.6 r/minD. 1210.1 r/min（5）傳動鏈主軸的最低轉速是（C）。A. 95.5 r/minB.60.5r/minC.42.3 r/minD. 34.2 r/min三、尺寸鏈的計算題1.尺寸鏈的基本概念尺寸鏈 ：在機器裝配或零件加工過程中， 由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組， 稱為尺寸鏈。 在零件的加工過程中， 由有關工序尺寸組成的尺寸鏈稱為工藝尺寸鏈。 在裝配過程中形成的尺寸鏈叫裝配尺寸鏈。圖 3-1 裝配尺寸鏈在尺寸鏈中，每一個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)，根據(jù)其作用不同，尺寸鏈中的環(huán)又可分為：封閉環(huán) ：尺

22、寸鏈中在裝配過程或加工過程后自然形成的一環(huán)，稱為封閉環(huán)。 一個尺寸鏈中，封閉環(huán)只能有一個，用A0 表示。組成環(huán) ：尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他環(huán)就是組成環(huán)。根據(jù)組成環(huán)對封閉環(huán)的影響，組成環(huán)又分：增環(huán)：在尺寸鏈中，當其余組成環(huán)不變時，將某一環(huán)增大（或減?。?，封閉環(huán)也隨之增大（或減?。?，該環(huán)稱之為增環(huán)，用Ai表示。減環(huán) ：在尺寸鏈中，當其余組成環(huán)不變時，將某一環(huán)增大（或減?。?，封閉環(huán)反而隨之減?。ɑ蛟龃螅?，該環(huán)就為減環(huán)，用Aj表示。分析確定增環(huán)及減環(huán)方法 1：用增環(huán)及減環(huán)的定義確定。方法 2 ：用“箭頭法”確定：先從任一環(huán)起畫單向箭頭，一個接一個的畫，包括封閉環(huán)， 直到最后一個形成閉合回路，然后按箭

23、頭的方向判斷，凡是與封閉環(huán)箭頭同向的為減環(huán)，反向的為增環(huán)。（小竅門）2. 求解尺寸鏈的步驟建立尺寸鏈（客觀存在）確定封閉環(huán)是求解尺寸鏈的關鍵（間接獲得的尺寸）確定組成環(huán)的增減性（單箭頭法）進行尺寸鏈的計算（正計算、反計算和中間計算）計算公式mn 1A0AiA ji 1jm 1mn 1A0 maxAi maxAj mini1ji1mn 1A0 minAi minAj maxi1ji1mn 1A0 MAiMAjMi 1ji1mn 1ES0ESiEI ji 1ji1mn 1EI 0EI iES ji1ji 1n 1T0Tii 13. 尺寸鏈計算例題例 1. 如圖所示，在外圓、端面、內孔加工后，鉆10

24、 孔。試計算以B 面定位鉆10 孔的工序尺寸 L 及其偏差。解：（ 1）根據(jù)尺寸鏈圖，可以確定封閉環(huán)和增、減環(huán)如下（A）。A. 2500.19 為封閉環(huán)，600 0.1 為增環(huán)， L 為減環(huán)。B. 600 0.1 為封閉環(huán)， 2500.19 為增環(huán)， L 為減環(huán)。C. L為封閉環(huán)， 600 0.1 為增環(huán)， 2500.19 為減環(huán)。D. 2500 .19 為封閉環(huán)， L 為增環(huán)， 60 0 0. 1 為減環(huán)。（ 2） 根據(jù)封閉環(huán)的基本尺寸公式，可以求得L 的基本尺寸為（ B ）。A. L=60+25=85（ mm ）B. L=60 25=35（mm ）（3） 根據(jù)上偏差的計算公式，可以求得L

25、的上偏差為（A）。A. ESL = 0.10 0 = 0.10（ mm ）B. ESL =+0.19+0=+0.19（ mm ）C. ESL =+0.19-（ -0.1） =+0.29（ mm ）D. ESL =0-（ -0.1） =+0.1（ mm ）（4） 根據(jù)下偏差的計算公式，可以求得L 的下偏差為（D）。A. EI L = 0.10 0 = 0.10（ mm）B. EI L =-0.1-(-0.19)=0.09 （ mm ）C. EI L =0-（ -0.1）=+0.1（ mm ）D. EI L = 00.19 = 0.19（ mm ）（ 5） 根據(jù)上面求的基本尺寸和上、下偏差的值，可

26、以確定工序尺寸L 及其偏差為（C）。A. L=85 00. 1019 （ mm ）B. L=35 00.191 （ mm ）C. L=35 00.1019 （ mm ）D. L=35 00. 119 （ mm ）例 2. 在銑床上加工如圖所示套筒零件的表面B，以 C 面定位，表面 D、E 均已加工完畢，要求保證尺寸 100 0.2 mm ，試求工序尺寸 A 及其偏差。解：（ 1）根據(jù)尺寸鏈圖，可以確定封閉環(huán)和增、減環(huán)如下（B）。A.A 為封閉環(huán)， 1000.2 、 3000.06 為增環(huán)， 600.06 為減環(huán)B.1000. 2 為封閉環(huán)， A、 3000.06 為增環(huán)， 600.06 為減環(huán)

27、C. 60 0.06 為封閉環(huán)， 100 0.2 、 3000.06 為增環(huán)， A 為減環(huán)D. 30 00.06 為封閉環(huán)， A、 10 00. 2 為增環(huán)， 600.06 為減環(huán)（2） 根據(jù)封閉環(huán)的基本尺寸公式，可以求得A 的基本尺寸為（A）。A. A = 60 + 1030 = 40（ mm ）B. A=60+30-10=80（ mm ）（3） 根據(jù)上偏差的計算公式，可以求得A 的上偏差為（C）。A. ESA =0.20+0.06-0.06=0.20 （mm ）B. ESA =0.06+0.06-0.20=-0.08 （mm ） C. ESA = 0.200.06 0.06 = 0.08（

28、 mm ）D. ESA =0-0.06-0.06=-0.12 （ mm ）（4） 根據(jù)下偏差的計算公式，可以求得A 的下偏差為（B）。A. EI A =0.2-0+0.06=0.26（ mm ）B. EI A =0-0+0.06=0.06 （ mm ）C. EI A =0.06-0+0.06=0.12 （ mm ）D. EI A =0.2-0-0.06=0.14 （ mm ）（ 5） 根據(jù)上面求的基本尺寸和上、下偏差的值，可以確定工序尺寸 A 及其偏差為（ D ）。A.A=40 00.2006 （ mm ）B.A= 40 00.2014 （ mm ）0. 14C. A =40 0. 06 (m

29、m)D.A= 40 00.0806 （ mm ）例 3. 如圖所示為軸套零件，在車床上已加工好外圓、內孔及各面，現(xiàn)需在銑床上以左端面定位銑出右端槽，并保證尺寸 26 0.2mm，試求工序尺寸 A 及其偏差。解：（ 1）根據(jù)尺寸鏈圖，可以確定封閉環(huán)和增、減環(huán)如下（C）。A. A 為封閉環(huán)，260.2mm、 500 0.1 mm 為增環(huán)， 1000.05 mm 、 200.1mm為減環(huán)B. 5000.1mm 為封閉環(huán)， A、 260.2mm為增環(huán)， 1000. 05mm 、 200.1mm 為減環(huán)C. 260.2mm為封閉環(huán)， A、 5000 .1 mm 為增環(huán)， 1000.05 mm 、 200

30、.1mm為減環(huán)D. 1000. 05mm 為封閉環(huán)， A、 50 00 .1 mm 為增環(huán)， 260.2mm 、 200.1mm為減環(huán)（2） 根據(jù)封閉環(huán)的基本尺寸公式，可以求得A 的基本尺寸為（A ）。A. A = 26 + 10 + 20 50 = 6（ mm）B. A=10+20+50-26=54（mm ） C. A=20+50-26-10=34（mm ）D. A=10+50-26-20=14（ mm）（3） 根據(jù)上偏差的計算公式，可以求得A 的上偏差為（C）。A. ESA =+0.05+0.2-0.1-0=+0.15（ mm ）B. ESA =+0.05+0.2-（ -0.1-0.1 ）=+0.45（ mm ）C. ESA = 0.20-0+0-0.1= 0.1（ mm ）D. ESA =0.20+0.1-0.05-0=+0.25（ mm）（4） 根據(jù)下偏差的計算公式，可以求得A 的下偏差為（A）。A.EI A = 0.05+0.1+0.10.20= 0.05 （mm ）B.EI A = 0.1+0-0.05-0.2=-0.15 （ mm ）C. EI A =0+0.1-0-(-0.2)=