机械工程基础实验教案

1北方工业大学课程教案课程名称机械工程基础实验课程性质专业必修课开课年度2006年至2007年开课学期秋季√春季授课班级机电05A-123456主讲教师高德文课程所属学院(部门)机电学院课程所属系(教研室)机械系2课程第1讲第1周日期：2007.1.地点：4教401第1章绪论第1章尺寸公差与配合第9节绪论第10节基本术语及定义教学重点:1．线性尺寸精度；2．形状和位置精度的设计教学难点:形状和位置精度及公差原则的应用讲授主要内容:1．几何量包括长度、角度、几何形状、相互位置和表面粗糙度等几何参数。2．几何量精度是指这些几何参数的精度。3．几何量精度设计的主要任务是要使机械产品能够满足几何参数互换性的要求。4．本次课主要论述几何量的基本概念，有关几何量精度的基本术语和定义，长度即线性尺寸精度。简述角度尺寸精度。本次课主体教学方式、方法：多媒体课件演示、动画演示与讲述布置作业教学后记3课程第2讲第2周日期：2007.1.地点：四教401第1章第1章尺寸公差与配合第9节1、孔和轴的尺寸：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、作用尺寸、极限尺寸、实体尺寸第10节2、偏差与公差尺寸3、公差带图4、加工误差与公差的关系。教学重点:1．孔和轴的尺寸概念。2．偏差与公差。教学难点:1．实体尺寸；2．公差带图。讲授主要内容:1．关尺寸的概念（1）最大实体尺寸（MMS）：对应于孔或轴的最大材料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴的最大极限尺寸dmax；孔的最小极限尺寸Dmin。（2）最小实体尺寸（LMS）：对应于孔或轴的最小材料量（实体大小）的那个极限尺寸，即：轴的最小极限尺寸dmin；孔的最大极限尺寸Dmax。2．公差与极限偏差（1）两者区别（2）两者联系3．尺寸公差带图（1）尺寸公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小与位置。大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。（2）基本偏差：标准中表列的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。一般为靠近零线的那个极限偏差。（3）标准公差：标准中表列的，用确定公差带大小的任一公差。本次课主体教学方式、方法：多媒体课件演示、黑板画图、动画演示与讲述布置作业预习实验尺寸误差测量教学后记4课程第3讲第3周日期：2007.3.6地点：四教401第2章表面粗糙度第9节表面粗糙度的基本概念第10节表面粗糙度的评定、选用及标注教学重点:1．掌握，表面粗糙度的评定、选用、标注及测量2．表面粗糙度的评定、选用及标注。3．表面粗糙度的测量教学难点:1。表面粗糙度的评定、选用讲授主要内容:表面粗糙度的基本术语（1）轮廓算术平均偏差Ｒa在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值。（2）微观不平十点高度Ｒz轮廓最大高度Ｒy表面粗糙度（参数值）的选择n表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。表面粗糙度的符号在图样上表示表面粗糙度的符号有三种：a为基本符号，表示表面可以用任何方法获得；b表示表面是用去除材料的方法获得的；c表示表面是用不去除材料的方法获得的。表面度的测量（1）比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。（2）光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量Rz为0.5～60μm。（3）干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量Rz和Ry值。（4）印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表面。本次课主体教学方式、方法：多媒体课件演示、黑板作图与讲述布置作业预习实验表面粗糙度测量教学后记5课程第4讲第4周日期：2007.3.13地点：四教401第3章形状和位置公差及检测第9节形位误差和形位公差的基本概念。第10节形位公差的标注及公差带的分析。教学重点:1．形位公差的标注，公差带四要素分析。教学难点:1．形位公差的标注；2．形位公差带四要素分析。讲授主要内容:1。形位公差的要素，形位公差的项目及符号，形位公差的标注，形位公差带的概述。形位公差的标注及公差带的分析（1）形位公差的要素a．按结构特征分：轮廓要素、中心要素；b．按存在状态分：实际要素、理想要素；c．按所处地位分：被测要素、基准要素；d．按功能关系分：单一要素、关联要素（2）形位公差的标注（3）形位公差标注的含义（4）形位公差带分析（1）直线度：直线度公差用于控制直线和轴线的形状误差，根据零件的功能要求，直线度可以分为在给定平面内，在给定方向上和在任意方向上三种情况。（2）平面度：平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面之间的区域。（3）圆度：圆度公差带是垂直于轴线的任一正截面上半径差为公差值t的两同心圆之间的区域。（4）圆柱度：圆柱度公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域。本次课主体教学方式、方法：多媒体课件演示、黑板画图、动画演示与讲述布置作业预习实验形位误差测量教学后记6课程第5讲第5周日期：2007.3.20地点：四教401第3章形状和位置公差及检测第9节位置第10节位置教学重点:1．定向公差：（1）、平行度（2）、垂直度（3）、倾斜度2．定位公差：（1）、同轴度（2）、对称度（3）、位置度3．跳动公差：（1）、圆跳动公差（2）、全跳动公差教学难点:1．被测实际要素与其理想要素进行比较2．定向误差、定位误差讲授主要内容:1．定向公差（1）、平行度n平行度公差带是距离为公差值t，且平行于基准平面（或直线或轴线）的两平行平面（或轴线）之间的区域。（2）、垂直度n距离为公差值t，且垂直于基准平面（或直径、轴线）的两平行平面（或直线）之间的区域。（3）、倾斜度倾斜度公差带是直径为公差值t，且与基准平面成理论正确角度的圆柱面内的区域。2．定位公差（1）、同轴度：直径为公差值t，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。（2）、对称度：对称度用于控制被测要素中心平面（或轴线）对基准中心平面（或轴线）的共面（或共线）性误差。（3）、位置度：位置度常用于控制孔组的位置误差。3．跳动公差：（1）、圆跳动公差：公差带是在垂直于基准轴线的任一测量平面内半径差为公差值t，且圆心在基准轴线上的两同心圆。（2）、全跳动公差：径向全跳动的公差带是半径差为公差值t，且与基准轴线同轴的两圆柱面之间的区域本次课主体教学方式、方法：多媒体课件演示、黑板作图、动画演示与讲述布置作业P76第8题、P77第10题教学后记7课程第6讲第6周日期：2007.3.27地点：四教401第3章公差原则（一）第9节公差原则的定义，有关作用尺寸、边界和实效状态的基本概念，独立原则。第10节包容要求、最大实体要求、涵义及应用。教学重点:1．包容要求涵义及应用2．最大实体要求的涵义及应用。教学难点:1．包容要求、最大实体要求．讲授主要内容:1．有关定义、符号（1）局部实际尺寸（Da、da）：实际要素的任意正截面上，两对应点间的距离。（2）体外（体内）作用尺寸：在被测要素的给定长度上，与实际内表面（孔）体外相接的最大理想面，或与实际外表面（轴）体外相接的最小理想面的直径或宽度。（3）最大实体状态（MMC）：实际要素在给定长度上具有最大实体时的状态。最大实体尺寸（MMS）：实际要素在最大实体状态下的极限尺寸。（4）边界：由设计给定的具有理想形状的极限包容面。（5）最大实体边界：尺寸为最大实体尺寸的边界。2．最大实体实效状态（1）MMVC：图样上给定的被测要素的最大实体尺寸（MMS）和该要素轴线、中心平面的定向或定位形位公差所形成的综合极限状态。（2）MMVS：最大实体实效状态下的体外作用尺寸。MMVS=MMS±t形·位其中：对外表面取“+”；对内表面取“-”；最大实体实效边界：尺寸为最大实体实效尺寸的边界。3．独立原则（1）定义图样上给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立的，应分别满足要求（2）标注：不需加注任何符号。（3）应用：应用较多，在有配合要求或虽无配合要求，但有功能要求的几何要素都可采用。（4）测量：应用独立原则时，形位误差的数值一般用通用量具测量本次课主体教学方式、方法：多媒体课件演示、黑板画图、模型演示、动画演示与讲述布置作业P78第16题A、B。教学后记8课程第7讲第7周日期：2007.4.3地点：四教401第4章公差原则（二）第9节包容要求、最大实体要求第10节可逆要求教学重点:1．包容要求的。2．最大实体要求。3．可逆要求。教学难点:1．最大实体要求。2．可逆要求。讲授主要内容:1．包容要求n定义：实际要素应遵守最大实体边界，其局部实际尺寸不得超过最小实体尺寸。n标注：在单一要素尺寸极限偏差或公差带代号之后加注符号“○”，n应用：适用于单一要素。主要用于需要严格保证配合性质的场合。n边界：最大实体边界。n测量：可采用光滑极限量规（专用量具）2．最大实体要求n定义：控制被测要素的实际轮廓处于其最大实体实效边界之内的一种公差要求。当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位误差值超出其给出的公差值，即形位误差值能得到补偿。n标注：应用于被测要素时，在被测要素形位公差框格中的公差值后标注符号“M”；应用于基准要素时，应在形位公差框格内的基准字母代号后标注符号“M”。本次课主体教学方式、方法：多媒体课件演示、黑板画图、动画演示与讲述布置作业P78第16题C、D教学后记9课程第8讲第8周日期：2007.4.10地点：第二实验楼215第章实验一尺寸测量第9节实验1-1用立式光学计测量轴径第10节实验1-2用内径百分表测量孔径教学重点:1．了解立式光学计的测量原理。2．熟悉用立式光学计测量外径的方法。3．熟悉内径百分表及内径的测量方法。4．加深对内尺寸测量特点的了解。教学难点:立式光学计的测量原理讲授主要内容:1．立式光学计是一种精度较高、结构简单的常用光学仪器。常用来检定5等、6等量块、光滑极限量规及测量相应精度的零件。考虑到测量误差的存在，为保证不误收废品，应先根据被测轴径公差的大小，查表得到相应的安全裕度A，然后确定其验收极限。若全部实际尺寸都在验收极限范围内，则可判此轴径合格，即：Es-A≥Ea≥Ei+A式中：Es——零件的上偏差Ei——零件的下偏差Ea——局部实际尺寸A——安全裕度2．内径百分表是用相对法测量孔径的通用量具，适用于测量一般精度的深孔零件，其原理如图所示。本次课主体教学方式、方法：演示与讲述布置作业实验报告教学后记10课程第9讲第9周日期：2007.4.17地点：第二实验楼215第章实验二形位误差的测量第9节第10节教学重点:1．掌握用水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。2．加深对直线度误差含义的理解。3．掌握直线度误差的评定方法。教学难点:直线度误差的评定方法。讲授主要内容:1、量出零件被测表面总长，将总长分为若干等分段（一般为6～12段）确定每一段的长度（跨距）L，并按L调整可调桥板两圆柱的中心距。2、将水平仪放于桥板上，然后将桥板从首点依次放在各等分点位置上进行测量。到终点后，自终点再进行一次回测，回测时桥板不能调头，同一测点两次读过的平均值为该点的测量数据。如某测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应查明原因并加以消除后重测。测量时要注意每次移动桥板都要将后支点放在原来前支点处（桥板首尾衔接），测量过程中不允许移动水平仪与桥板之间的相对位置。3、从合象水平仪读数时，先从合像水平仪的侧面视窗处读得百位数，，再从其上端读数鼓轮处读得十位和个位数。从框式水平仪读数时，待气泡稳定后，从气泡边缘所在刻线读出气泡偏离的格数。4、把测得的值依次填入实验报告中，并用计算法按最小条件进行数据处理，求出被测表面的直线度误差。本次课主体教学方式、方法：演示与讲述布置作业实验报告教学后记11课程第10讲第10周日期：2007.4.24地点：第二实验楼215第章实验三、表面粗糙度的测量第9节第10节教学重点:1．了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。2．学会使用双管显微镜。3．加深对微观不平度十点高度的Rz理解。4．学会Ra的测量原理和方法。教