机械制造技术基础习题答案_张世昌_李旦_高航

。

第2章 练习题答案

2-11 试分析习题图 2-1 中所示各零件加工所必须限制的自由度： a）在球上打盲孔φB，保证尺寸 H；

b）在套筒零件上加工φB 孔，要求与φD 孔垂直相交，且保证尺寸 L； c）在轴上铣横槽，保证槽宽 B 以及尺寸 H 和 L；

d）在支座零件上铣槽，保证槽宽 B 和槽深 H 及与 4 分布孔的位置度。

φB

Z

Y

Z

φB

H

H

X

Y

L

（φD）

X

a）

Z

Z

L

B

Y

X

c）

答案：

da

H w.

B co kh

w. ww

Z X

d）

习题图 2-1

b） Z

m

Y

H

vvv

X 、 Y 、 Z 3 个自由度。 a）必须限制 vv))

X 、 Y 、 X 、 Z 4 个自由度。b）必须限制 vv))

Y 、 Z 、 X 、 Z 4 个自由度。c）必须限制 vv)))

d）必须限制 X 、 Y 、 X 、 Y 、 Z 5 个自由度

2--13 试分析习题图 2-2 所示各定位方案中：① 各定位元件限制的自由度；② 判断有无 欠定位或过定位；③ 对不合理的定位方案提出改进意见。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面； b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；

c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴； d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。 答案：

vvvvv))))

X 、 Y 、 X 、 Y 4 个自由度；前后顶尖限制 X 、 Y 、 Z 、 X 、 Y 4a）① 三爪卡盘限制

案

网

后 答 课

vv))

个自由度。② X 、 Y 、 X 、 Y 4 个自由度被重复限制，属过定位。③ 去掉三爪卡盘，改

为拨盘+鸡心卡拨动。

v v ) ) ) )

b）① 圆柱面限制 X 、 Y 、 X 、 Y 4 个自由度；端面限制 Z 、 X 、 Y 3 个自由度。② ))

X 、 Y 2 个自由度被重复限制，属过定位。③ 在端面处加球面垫圈（参见图 2-40） vvv))

Z 、 X 、 Y 3 个自由度；圆柱销限制 X 、 Y 2 个自由度；V 形块限制c）① 大平面限制 vvv)

X 、 Z 2 个自由度。② X 自由度被重复限制，属过定位。③ 将 V 形块改为在 X 方向浮

v

动的形式。

vvv))

Z 、 X 、 Y 3 个自由度；固定 V 形块限制 X 、 Y 2 个自由度；活动 Vd）① 大平面限制 vv

Y 自由度。② Y 自由度被重复限制，属过定位。③ 将两 V 形块之一改为平板形形块限制

式。

X Y

Z

a）

Z X

da w.

cokh

w. ww

X

Z

Y

b）

Z

XX

Y

习题图 322-

d）

m

4-22-14 在习题图 2-3 所示工件上加工键槽，要求保证尺寸 54 0 .14 和对称度 0.03。现有 3 种0

定位方案，分别如图 b，c，d 所示。试分别计算 3 种方案的定位误差，并选择最佳方案。

0.03 A0.03

054 -0.14

案

后 网 答 课

X

Y

c）

φ32 0

（ 32+0.03）

9090°

φ0（ 60 -0.1）

a）

A

b）

φ 32 -0.01-0.03-0.03 c）

习图 2-3

d）

答案：

图 b 定位方案：对于尺寸 54 0 .14 ， DW = 0.2 × Td = 0.2 × 0.1 = 0.02 mm； Td 为工件外圆直径（ 0 公差）

对于对称度 0.03， DW = 0 mm。

图 c 定位方案：对于尺寸 54 0 .14 ， DW = D max d 1 min = +0.03 ( 0.03) = 0.06 mm； Dmax 为（ 0

工件内孔最大直径，d1min 为定位心轴最小直径）

对于对称度 0.03， DW = D max d 1 min = +0.03 ( 0.03) = 0.06 mm。 图 c 定位方案：对于尺寸 54 0 .14 ， DW = 0.5 × Td = 0.5 × 0.1 = 0.05 mm；0

对于对称度 0.03， DW = 0.5 × Td = 0.5 × 0.1 = 0.05 mm。

第4章

4-3 试分析习图 4-1 所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设工

件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。

da w. kh co w. ww

练习题答案

b） 习图 4-1

m

答案：

案

后 网 答 课

a）

c）

a） 在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件

外圆表面成锥形，右端直径大于左端直径。

b）在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。若刀具 刚度很大，加工后端面会产生中凹。

c）由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径， 加工后零件最终的形状参见图 4-34。

4-5 习题答案：

4-5-b 在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小，其 可能的原因有: 工件刚度不足 ； 车床纵向导轨直线度误差

4-5-c 在车床上车削光轴，车后发现工件 A 处直径比 B 处直径大，其可能的原因有： 尾顶

尖刚度不足； 导轨扭曲 ；车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行

第5章 练习题答案

5-6 试选择习题图 5-1 示三个零件的粗﹑精基准。其中 a）齿轮，m=2，Z=37，毛坯为热轧 棒料； b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。 图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。

tA

tB

A

a）

答案：

1. 图 a：① 精基准——齿轮的设计基准是孔 A。按基准重合原则，应选孔 A 为精基 准。以 A 为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔 A 为统 一精基准。 ② 粗基准——齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互位置

关系的问题。在加工孔 A 时，以外圆定位较为方便，且可以保证以孔 A 定位加工外圆时

获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。

2. 图 b：① 精基准——液压油缸的设计基准是孔 B。按基准重合原则，应选孔 B 为

精基准。以 B 为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔 A

为统一精基准。 粗基准——液压油缸外圆没有功能要求，②与孔 B 也没有位置关系要求 。 而孔 B 是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，应选孔 B 的毛坯孔作定位粗基准。 3. 图 c：① 精基准—— 液压油缸的设计基准是孔 C。按基准重合原则，应选孔 C 为

精基准。以 C 为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔 C

为统一精基准。② 粗基准——为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴， 且不加工内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀，故应不加工孔及内端面作定位粗基 准。

da

w.

co kh

w. ww

C

B

m

tC

c）

b）

习图 5-4-1

案后网答课

5-12 今加工一批直径为 φ25 0.021 mm ，Ra = 0.8mm，长度为 55mm 的光轴，材料为 45 钢 ，

毛坯为直径φ28±0.3mm 的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工

序尺寸、工序公差及其偏差。 答案：

1． 确定工艺路线：粗车—半精车—粗磨—精磨

2. 确定各工序余量：根据经验或查手册确定，精磨余量=0.1mm，粗磨余量=0.3mm， 半精车余量=1.0mm，粗车余量=总余量－（精磨余量+粗磨余量+半精车余量）=4－ （0.1+0.3+1.0）=2.6 mm。

3. 计算各工序基本尺寸：精磨基本尺寸=24 mm，粗磨基本尺寸=（24+0.1）=24.1 mm， 半精车基本尺寸=（24.1+0.3）=24.4 mm，粗车基本尺寸=（24.4+1.0）=25.4 mm。

4. 确定各工序加工经济精度：精磨 I T （设计要求） 粗磨 IT8，半精车 IT11，粗车 IT13。6， 5. 按入体原则标注各工序尺寸及公差：

000

精 磨 — φ 24 0.013 mm ， 粗 磨 — φ 24.1 0.033 mm ， 半 精 车 — φ 24.4 0.13 mm ， 粗 车

— φ 25.4 0.33 mm。

00

5-13 习图 5-4-2 所示 a）为一轴套零件，尺寸 38 0.1 mm 和 8 0.05 mm 已加工好，b） c） d）、、

A1 、A2 和 A3。 为钻孔加工时三种定位方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸

08 －0.05 10±0.1

A1

038 －0.1

a）

b）

答案：

da

w.

co kh

w.

ww

A2

c）

习图 5-4-2

m

A3

d）

1）图 b：基准重合，定位误差 DW = 0 ， A1 = 10 ± 0.1 mm；

2） c：图 尺寸 A2，10±0.1 和 8 0.05 构成一个尺寸链（见习解图 5X4-2c） 其 中 尺 寸 10±0.1，

00

是封闭环，尺寸 A2 和 8 0.05 是组成环，且 A2 为增环， 8 0.05 为减环。由直线尺寸链极值算

法基本尺寸计算公式，有：10= A2－8，→A2=18mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式： 0.1=ESA2－（-0.05） →ESA2=0.05mm;，

-0.1=EIA2－0，→EIA2=-0.1mm。故： A2 = 18 +0..05 mm 0 1

案

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3）图 d：尺寸 A3，10±0.1， 8 0.05 和构成一个尺寸链（见习解图 5X4-2d） 其 中 尺 寸，

0000

10±0.1 是封闭环，尺寸 A3， 8 0.05 和 38 0.1 是组成环，且 38 0.1 为增环，A3 和 8 0.05 为减环 。

由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：10= 38－（A3+8） →A3=28mm，

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：

0.1=0－（EIA3+（-0.05） ， →EIA3= -0.05mm;）

-0.1= -0.1－(ES A3+0)，→ESA3=0。故： A3 = 28 0.05 mm

5-15 加工习题图 5-50 所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为 φ30 0.032 mm ，键槽深度尺寸为 ，有关的加工过程如下：

026 0.2 mm

1）半精车外圆至 φ30.6 0.1 mm ；

2）铣键槽至尺寸 A1； 3）热处理；

4）磨外圆至 φ30 0.032 mm ，加工完毕。

求工序尺寸 A1 = ？ 答案：

建 立 尺 寸 链 如 习 图 5X4-5ans 所 示 ， 其 中 A2 = 26 0.2 ， 是 尺 寸

链 的 封 闭 环 ；

00R1 = 15.3 0.05

，是尺寸链的减环；R 2 = 15 0.016 ，是尺寸链的增环；A1 也是尺寸链的增环 ，

待求。解此尺寸链可得到：

A2 = 26.3 0..05 mm 0 184

da

w.

co khw. ww

练习题答案

m

6-4 习图 6-1 所示为车床尾座套筒装配图，各组成零件的尺寸注在图上，试分别用完全互换 法和大数互换法计算装配后螺母在顶尖套筒内的轴向窜动量。

57 －0.1

案 第6章

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3－00.1

60 +0.1

习图 6-1

答案：

完全互换法：0.3；大数互换法：0.173

6-6 习图 6-2 所示为双联转子泵的轴向装配关系图。 要求在冷态情况下轴向间隙为 0.05～0.15mm。 已知： A = 41mm， A2 = A4 = 17mm， A3 =7mm。1 分别采用完全互换法和大数互换法装配时，试确定 各组成零件的公差和极限偏差。 答案：

01

机体

外转子 隔板

内转子

壳体

完 全 互 换 法 ： A = 41+0 .06 ， A2 = A4 = 17 00.01 ，0

4

1

A3 = 7 0..05 0 07

大数互换法： A1 = 41+00.08 ， A2 = A4 = 17 00.03 ，

3

2

习图 6-2

A3 = 7 0..015 0 045

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

da

w.

co khw. ww

案

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m

da

w.

co khw. ww

案

后 网 答 课

m

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