极限配合与技术测量基础教案

1极限配合和技术测量基础授课教案教学计划说明：本课程主要介绍光滑圆柱形结合的极限与配合、技术测量的基本知识及常用计量器具、形状和位置公差、表面粗糙度、螺纹结合的公差和检测等。考虑到学生学过机械制图有一定的基础，况且本课程学时较少，内容较多故主要讲授了前三章内容。周次授课次数课时授课内容备注12绪论22基本术语及其定义32极限与配合标准的基本规定（一）42极限与配合标准的基本规定（二）52公差带与配合的选用62技术测量的基本知识72测量长度尺寸的常用量具82常用机械式量仪92测量角度的常用计量器具102其他计量器具112光滑极限量规122期中复习132、142形位公差的标注（一）152形位公差的标注（二）162形位公差项目的应用和解读172形位误差的检测182期末复习（一）192期末复习（二）2课题：绪论教学时数：2学时授课时间：教学方法：讲授法教学目的与要求：理解互换性的概念明确本课程的任务教学重点与难点：强调本课程的地位与作用,激发学生的学习兴趣新授内容：绪论一、互换性概述1．互换性的概念互换性——指机械工业中，制成的同一规格的一批零件或部件，不需作任何挑选、调整或辅助加工，就能进行装配，并能满足机械产品的使用性能要求的一种特性。互换性的优势：使用和维修方面加工和装配方面设计方面3互换性包括：几何参数（如尺寸、形状等）的互换机械性能（如硬度、强度等）的互换2．几何量的误差、公差和测量零件的几何量误差——零件在加工过程中，由于机床精度、计量器具精度、操作工人技术水平及生产环境等诸多因素的影响，其加工后得到的几何参数会不可避免地偏离设计时的理想要求，而产生误差。几何量误差主要包含：尺寸误差形状误差位置误差表面微观形状误差——表面粗糙度几何参数的公差——零件几何参数允许的变动量，它包括尺寸公差、形状公差、位置公差等。只有将零件的误差控制在相应的公差内，才能保证互换性的实现。二、本课程的任务了解国家标准中有关极限与配合等方面的基本术语及其定义有关测量的基本知识形位公差的基本内容表面粗糙度的评定标准及基本的检测方法普通螺纹公差的特点熟悉或理解4极限与配合标准的基本规定常用计量器具的读数原理形位公差代号的含义螺纹标记的组成及其含义掌握极限与配合方面的基本计算方法及代号的标注和识读常用计量器具的使用方法形位公差代号的标注方法表面粗糙度符号、代号的标注方法作业布置：P1一教后感：5课题：光滑圆柱形结合的极限与配合教学时数：2学时授课时间：教学方法：讲授法教学目的与要求：了解基本术语及其定义教学重点与难点：理解孔和轴的概念理解和掌握有关尺寸概念及其关系理解和掌握尺寸偏差、公差的的概念及其与极限尺寸的关系理解和掌握配合的概念复习内容：互换性的概念新授内容：第一章光滑圆柱形结合的极限与配合§1－1基本术语及其定义一、孔和轴孔——通常指工件各种形状的内表面，包括圆柱形内表面和其它由单一尺寸形成的非圆柱形包容面。轴——通常指工件各种形状的外表面，包括圆柱形外表面和其它由单一尺寸6形成的非圆柱形被包容面。二、尺寸的术语及其定义1．尺寸尺寸——用特定单位表示长度大小的数值。长度包括直径、半径、宽度、深度、高度和中心距等。尺寸由数值和特定单位两部分组成。例如30mm。注：机械图样中，尺寸单位为mm时，通常可以省略单位。2．基本尺寸（D，d）基本尺寸——由设计给定，设计时可根据零件的使用要求，通过计算、试验或类比的方法，并经过标准化后确定基本尺寸。注：孔的基本尺寸用“D”表示；轴的基本尺寸用“d”表示。3．实际尺寸（Da，da）实际尺寸——通过测量获得的尺寸。由于存在加工误差，零件同一位置的实际尺寸不一定相等。4．极限尺寸极限尺寸——允许尺寸变化的两个界限值。允许的最大尺寸称为最大极限尺寸；允许的最小尺寸称为最小极限尺寸。三、偏差与公差的术语及其定义1．偏差偏差——某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其基本尺寸所得的代数差。7（1）极限偏差——极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。上偏差——最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔：ES=Dmax－D轴：es=dmax－d下偏差——最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。孔：EI=Dmin－D轴：ei=dmin－d（2）实际偏差——实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。合格零件的实际偏差应在规定的上、下偏差之间。【例1－1】某孔直径的基本尺寸为φ50mm，最大极限尺寸为φ50.048mm，最小极限尺寸为φ50.009mm，求孔的上、下偏差。解:孔的上偏差ES=Dmax－D=50.048-50=+0.048孔的下偏差EI=Dmin－D=50.009-50=+0.0092．尺寸公差（T）8尺寸公差——是允许尺寸的变动量，简称公差。孔的公差Th=│Dmax-Dmin│=│ES-EI│轴的公差Ts=│dmax-dmin│=│es-ei│四、配合的术语及其定义1．配合配合——基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。相互配合的孔和轴其基本尺寸应该是相同的。孔、轴公差带之间的不同关系，决定了孔、轴结合的松紧程度，也就是决定了孔、轴的配合性质。2．间隙与过盈间隙——孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为正，一般用X表示，其数值前应标“＋”号。过盈——孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为负，一般用Y表示，过盈数值前应标“－”号。3．配合的类型(1)间隙配合间隙配合——总具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。(2)过渡配合过盈配合——总具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。9(3)过渡配合过渡配合——可能具有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带相互交叠。4．配合公差(Tf)配合公差——允许间隙或过盈的变动量。间隙配合Tf=│Xmax-Xmin│过盈配合Tf=│Ymin-Ymax│Tf=Th＋Ts过渡配合Tf=│Xmax-Ymax│作业布置：P2一二教后感：10课题：极限与配合标准的基本规定（一）教学时数：2学时授课时间：教学方法：讲授法教学目的与要求：理解标准公差和基本偏差了解标准公差数值表和基本偏差数值表的查表方法教学重点与难点：理解尺寸公差带代号能根据基本尺寸和公差公差带代号使用两表确定极限偏差复习内容：尺寸偏差、公差的的概念新授内容：§1－2极限与配合标准的基本规定一、标准公差标准公差——国家标准《极限与配合》中所规定的任一公差。1．标准公差等级公差等级——确定尺寸精确程度的等级。国家标准设置了20个公差等级。二、基本偏差1．基本偏差及其代号11基本偏差——国家标准《极限与配合》中所规定的，用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。见图1-18三、公差带1．公差带代号孔、轴公差带代号由基本偏差代号与公差等级数字组成。例如：孔公差带代号H9、D9、B11、S7、T7轴公差带代号h6、d8、k6、s6、u62．图样上标注尺寸公差的方法(1)、只标注公差带代号的方法：（2）只标注上、下偏差数值的方法：（3）公差带代号与偏差值共同标注的方法：123．公差带系列见图1-20四、孔、轴极限偏差数值的确定1．基本偏差的数值（1）基本偏差代号有大、小写之分，大写的查孔的基本偏差数值表，小写的查轴的基本偏差数值表。（2）查基本尺寸时，对于处于基本尺寸段界限位置上的基本尺寸该属于哪个尺寸段，不要弄错。（3）分清基本偏差是上偏差还是下偏差。（4）代号j、k、J、K、M、N、P~ZC的基本偏差数值与公差等级有关，查表时应根据基本偏差代号和公差等级查表中相应的列。2．另一极限偏差的确定另一个极限偏差的数值，可由极限偏差和标准公差的关系式进行计算。轴es=ei+IT或ei=es－IT孔ES=EI+IT或EI=ES－IT3．极限偏差表查表：由基本尺寸查行，由基本偏差代号和公差等级查列，行与列相交处的框格有上下两个偏差数值，上方的为上偏差，下方的为下偏差。作业布置：P5一教后感：13课题：极限与配合标准的基本规定（二）教学时数：2学时授课时间：教学方法：讲授法教学目的与要求：理解基孔制配合和基轴制配合的特点理解配合代号了解线性尺寸的一般公差教学重点与难点：掌握基孔制配合和基轴制配合的特点复习内容：孔、轴极限偏差数值的确定方法新授内容：五、配合1．配合制（1）基孔制配合：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（2）基轴制配合：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。（3）混合配合14在实际生产中，根据需求有时也采用非基准孔和非基准轴相配合，这种没有基准件的配合称为混合配合。2．配合代号国标规定：配合代号用孔、轴公差带代号的组合表示，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。如φ50H8／f7或φ50，其含义是：基本尺寸为φ50mm，孔的公差带代号为H8，轴的公差带代号为f7，为基孔制间隙配合。3．常用和优先配合国标在基本尺寸至500mm范围内，对基孔制规定了59种常用配合，对基轴制规定了47种常用配合。这些配合分别由轴、孔的常用公差带和基准孔、基准轴的公差带组合而成。在常用配合中又对基孔制、基轴制各规定了13种优先配合，优先配合分别由轴、孔的优先公差带与基准孔和基准轴的公差带组合而成。六、一般公差1．线性尺寸的一般公差的概念线性尺寸一般公差是在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。在正常维护和操作情况下，它代表经济加工精度。国标规定：采用一般公差时，在图样上不单独注出公差，而是在图样上、技术文件或技术标准中作出总的说明。2．线性尺寸的一般公差标准153．线性尺寸的一般公差的表示方法七、温度条件《极限与配合》标准中明确规定：尺寸的基准温度为20℃。作业布置：P6一三教后感：16课题：公差带与配合的选用教学时数：2学时授课时间：教学方法：讲授法教学目的与要求：了解公差带与配合的选用原则和方法教学重点与难点：公差等级、配合制的选用原则复习内容：图样上标注尺寸公差的方法新授内容：§1－3公差带与配合的选用一、公差等级的选用选择原则：在满足使用要求的条件下，尽量选取低的公差等级。选择方法：类比。二、配合的选用1．配合制的选用选用原则：（1）一般情况下，应优先选用基孔制。在有些情况下可采用基轴制。（2）与标准件配合时，配合制的选择通常依标准件而定。17（3）为了满足配合的特殊要求，允许采用混合配合。2．配合种类的选用一般情况下通常采用类比法。步骤：（1）根据使用要求，确定配合的类别，即确定是间隙配合、过盈配合，还是过渡配合。（2）进一步类比确定选用哪一种配合。（3）当实际工作条件与典型配合的应用场合有所不同时，应对配合的松紧作适当的调整，最后确定选用哪种配合。作业布置：P8一教后感：18课题：技术测量的基本知识教学时数：2学时授课时间：教学方法：讲授法教学目的与要求：了解技术测量的基本概念，理解计量器具的分类理解测量方法的分类了解计量器具的基本计量参数，了解误差产生的原因教学重点与难点：掌握计量器具和测量方法的分类复习内容：公差等级、配合制的选用原则新授内容：第二章技术测量的基本知识及常用计量器具§2－1技术测量的基本知识测量——将被测的几何量与一个作为测量单位的标准量进行比较的实验过程。测量四要素：测量对象（长度、角度、表面粗糙度等）计量单位测量方法（指计量器具和测量条件的综合）19测量精度（指测量结果与真值的符合程度）一、计量的单位见表2-1二、计量器具的分类1．量具2．量规3．量仪4．计量装置三、测量方法的分类1．直接测量和间接测量直接测量——直接用量具或量仪测出被测几何量值的方法。间接测量——先测出与被测几何量相关的其他几何参数，再通过计算获得被测几何量值的方法。2．绝对测量和相对测量绝对测量——从量具或量仪上直接读出被测几何量数值的方法。相对测量（比较测量或微差测量）——通过读取被测几何量与标准量的偏差来确定被测几何量数值的方法。3．单项测量和综合测量单项测量——一次测量中只测量一个几何量的量值。综合测量——一次检测中可得到几个相关几何量