公差配合与技术测量课程教案 教学单元 第一章绪言 教学目标 1. 知识目标：（ 1）了解互换性的概念、种类、好处、实现互换性生产的条件；（ 2）了解技术标准的作用及本课程的性质、任务与要求。2. 技能目标：初步认识实现互换性的方法。3. 德育目标：通过教学激发学生学习此门课程知识的主动性。 重点难点 1. 教学重点：互换性、标准化与优先数系的概念2. 教学难点：零件互换性的基本概念 教学方法 讲授法任务驱动法 教学手段 多媒体课件课堂讨论 教学时数 2 课时 教学内容 一、互换性概述1、互换性及其重要意义举例：日常用品机器零件电器元件说明：同种类、同规格的零件才可以更换。互换性定义：同一规格的零（部）件，不需任何挑选、调整或修配装配好就能符合性能要求使用。互换性的应用：制造方面：大批量生产时，机器可分拆为多个零件，分别由多家工厂生产，再集中一个工厂组装或总装。设计方面：设计时，可从计算机的存储中调出标准零件的图样及参数进行设计。使用方面：使用中，机器的某个零件损坏了， 只需取出备件更换已损坏的零件，机器又可以使用了。2、互换性的种类零件的几何参数、机械性能、电气性能一致，才可以互换。几何参数：尺寸大小、形状异同、相互位置；机械性能：材料的强度、硬度、塑性和韧性；电气性能：元件的电阻、电容、耐压等。本课程主要是研究几何参数的互换性。完全互换：不需附加的选择、调整或修配（同一规格，随意选取） 。应用于标准件及精度较低的零件（如通用件） 。不完全互换：可以挑选、调整，但不能修配（同规格零件按尺寸分组，组内可以互换，组外不可以互换） 。应用于精度较高的零件（如滚动轴承的钢球、内、外圈的配合）。不具有互换性：修配后，才能安装使用（孔、轴的配对生产件） 。应用于要求密封性好， 配合尺寸要求高的配合件。 如柴油发动机的油泵柱塞、 喷油嘴的针阀，冷冲模配作法制造的凸、凹模。3、如何实现互换性生产误差：生产中，实际几何参数对理想几何参数的变动量。实际几何参数 测量而所得的几何参数；理想几何参数 标准值（是具体的、唯一的值） 。变动量 实际几何参数对理想几何参数相差量的绝对值。例如：理想尺寸20mm，加工后 得尺寸20.02mm， 差 =20.02-20.00=0.02mm；若加工后 得尺寸19.996mm， 差 =19.996-20.00=0.004mm（小） 生 中， 差是不可避免的， 也就是永 存在的。 按照 差 生的原因来分，可分 加工 差（含安装 差、加工系 差等）和 量 差两大 。精度： 几何参数相 理想几何参数的相似程度。 相似程度越高， 差就越小，精度也就越高。公差： 差是不可避免的， 允 其在一定的范 内， 个允 的范 称 公差。允 尺寸的 量。其作用，限制 几何参数的 差。公差 准 定 GB 表而得； 差 存在 而得。公差大，允 差也就大，精度就低，加工就容易；反之，公差小，允 差也就小，精度就高，加工就 。 准与代号：公差配合的概念、名 和 准等都由国家或个 行 定而得。例：国家 准GB/T190492 ；行 准（机械）JB/Z18182。互 性生 按 准化生 。将零件控制在 定的公差范 内生 ； 量 位要 一，量具、量 要准确可靠。二、互 性生 展 史原始 刀耕火种、石 做刀具；古代 按需生 ，配作生 ；近代 品交流，需要互 性，国 成立 准化 ISO；近期 我国成立国家 准 量 局， 加入了国 准化 ISO，依照国 准，重新制定国家 准。三、本课程的性质、任务与要求性质：机械类专业的技术基础课；是“公差配合 ”（标准）与 “技术测量 ”（计量学）的有机结合在一起的实践性很强的学科。任务：解决公差与误差的问题。要求：掌握概念等基本知识；懂得应用和查取标准的公差值， ，既有选用公差配合的初步能力；能正确选用量具进行技术测量工作。 自学指导与训练方案 1、课堂讨论：举例说明机械制造中互换性生产的优越性。实现互换性生产的基本条件。2、点评。公差配合与技术测量课程教案 教学单元 第二章尺寸公差与配合 教学目标 1. 知识目标：（ 1）理解有关尺寸、公差、偏差、配合等方面的术语、定义；（ 2）掌握公差带的概念和公差带图的画法。2. 技能目标：正确使用相关国标，绘制公差带图。3. 德育目标：通过教学引导学生学习知识的自觉性。 重点难点 1. 教学重点：尺寸精度及配合的选用；孔、轴公差与配合在图样上的标注2. 教学难点：基准制、配合制选用 教学方法 讲授法任务驱动法 教学手段 多媒体课件课堂练习 教学时数 4 课时（第一节2 课时，第二、三节2 课时） 教学内容 第一节基本术语和定义一、孔和轴（机械零件的配合形式多为孔和轴）1、孔：圆柱的内表面，包容面，加工中尺寸不断扩大。孔以D 来表示。2、轴：圆柱的外表面，被包容面，加工中尺寸不断缩小。轴以d 来表示。3、长度：当尺寸不能确定为孔或轴，即尺寸可能增大也可能减小，应定义 度尺寸，以L 来表示。二、尺寸1、尺寸一般指 性尺寸（包括： 度、角度、弧度等）。 度 位 mm，在 中不用 出，但在 算的答案中要 出。2、基本尺寸 定的尺寸。是通 、 或 比法而得。孔 D， d， 度L。 准尺寸：基本尺寸 从国 定的 准尺寸数系中 取。 目的：减少定 的刀、量具。 准尺寸的 取原 ：先疏后密。即按 R5、R10、R20、R40 的 先 序 取；如果需要 整 准尺寸也可按 Ra5、 Ra10、 Ra20、Ra40 的 先 序 取。3、 尺寸由 量而得的尺寸。是在 孔或 中通 量而得的。局部 尺寸： 由于存在加工 差和 量 差， 每一次的 量尺寸往往都不同， 果有： d1、 d2、dn 等，称 局部 尺寸， 称 尺寸。孔的 尺寸以 Da 来表示； 的 尺寸以 da 来表示。4、极限尺寸零件允 尺寸 化的两个极端 。 最大的 称 最大极限尺寸； 最小的 称 最小极限尺寸。孔的最大极限尺寸以Dmax 来表示；孔的最小极限尺寸以Dmin 来表示。 的最大极限尺寸以dmax 来表示； 的最小极限尺寸以dmin 来表示。 尺寸在两个极限尺寸内，合格。三、偏差、公差和公差 1、偏差某尺寸与基本尺寸的代数差（某尺寸可以是 尺寸和极限尺寸）。是某参数 参考点（基准）的代数差，有正 之分。 偏差： 尺寸 基本尺寸的代数差。 算 果前要 “、 ”。孔： Ea= DaD 0 ： ea=da d 0当实际尺寸基本尺寸时，实际偏差0；当实际尺寸 =基本尺寸时，实际偏差 =0；当实际尺寸基本尺寸时，实际偏差0。极限偏差：极限尺寸对基本尺寸的代数差。计算结果前要带 “、 ”。最大极限尺寸对基本尺寸之差为上偏差； 最小极限尺寸对基本尺寸之差为下偏差；孔的上偏差： ES= Dmax D 0孔的下偏差： EI= Dmin D 0轴的上偏差： es= dmax d 0轴的下偏差： ei = dmin d 0极限尺寸基本尺寸，极限偏差 0；极限尺寸 =基本尺寸，极限偏差 =0；极限尺寸基本尺寸，极限偏差 0；2、公差最大极限尺寸对减最小极限尺寸之差。上偏差与下偏差之差。 允许尺寸的变化范围。孔公差： TD=DmaxDmin=（DES）（ DEI） =ESEI轴公差： Td=dmax dmin=（des）（ dei）=es ei在上式中可以看出：最大最小或上偏差下偏差，T0，加工误差不可避免， 0。计算结果前不带 “、 ”。3、公差带图及公差带零线代表基本尺寸，零线上为正，下为负；以上、下偏差到零线的距离为偏差值，偏差在零线上方 0，与零线重合 =0，在零线下方 0；孔（或轴）上、下偏差构成孔 （或轴）的公差带，上偏差下偏差为公差值。公差带的要素：大小 公差值（由上、下偏差来决定） ；位置 基本偏差（由距离零线最近的偏差来决定）。四、配合大都以孔、轴的配合而组成其机器的特性。1、配合：是孔、轴以基本尺寸相等（D=d）的结合，体现松紧程度不一的配合。公差带图可以很直观、很清晰的体现孔、轴配合的情况。2、间隙或过盈基本尺寸相等的实际孔与实际轴的配合。实际孔实际轴，孔、轴之间出现松动的间隙，简称实际间隙，以X 表示。有： Xa =Dada（= Eaea） 0实际孔实际轴，孔、轴之间出现过量的材料，简称实际过盈，以Y 表示。有： Ya=Da da（= Ea ea） 0这种实际配合的间隙或过盈的值都是唯一的。当生产一批按一定范围尺寸加工的孔、轴零件，这个范围就是极限尺寸。 也就是说，孔、轴分别按各自的极限尺寸进行加工，那么这批尺寸不同的孔、轴配合就会有不同的松紧程度。这个松紧程度可分为三类：3、间隙配合：孔公差带在轴公差带的上方，以X 来表示间隙配合。存在：Xmax = Dmaxdmin（=ES ei） 0Xmin = Dmin dmax（=EIes） 0Xm= (Xmax+ Xmin ) /2 0 (Xm 表示平均间隙）总有 Dmin dmax，或 EI es，即 Xmax、 Xmin 0时，必然是间隙配合。4、过盈配合：孔公差带在轴公差带的下方。Y 来表示过盈配合。存在：Ymin = Dmax dmin（=ES ei）0Ymax = Dmin dmax（=EIes） 0Ym = (Ymax+ Ymin)