互换性与技术测量基础教案及讲义

第1次课授课时间2017年2月28日授课题目（章、节）绪论授课类型理论型教学目标知识1.了解极限配合与技术测量课程的性质、任务和学习方法；2.熟悉加工误差、公差、互换性和标准化及技术测量的含义，和在生产中的重要作用；3.懂得加工误差在生产中是不可避免的，零件实际尺寸与基本尺寸之间的误差是正常的，只要在正常公差之内的产品都是合格的；4.认识互换性与标准化在生产中的重要作用。技能教学重点1.熟悉各新概念的含义及其分类；2.了解互换性和标准化的含义及其作用；3.理解技术标准的分类及技术测量的作用。教学难点培养学生从实际生产的角度来考虑分析问题的习惯教学方法与教学手段利用多媒体手段，启发式教学教学过程时间分配介绍本课程的性质、内容和基本要求通过实例，明确互换性的定义及分类方式了解互换性与标准化的关系解读实例中存在的误差，并将各误差进行分类介绍技术测量所包含的内容15分钟25分钟15分钟20分钟15分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业1-11-3教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、开场白教师自我介绍，办公地点，上课纪律及作业要求。二、讲授新课1.课程性质、内容和基本要求该课程是机械类专业一门非常重要的实用课程，总课时为40学时，其中理论36学时，实验4学时，本课程实践及知识运用在该课程地位上是极其重要的。学习该课程不仅需要掌握必要的理论知识，更需要有较强的动手能力，能够准确地对机械零件进行技术测量，判断零件是否满足技术图纸的要求，决定零件是合格产品还是废品。学习时要注意理论联系，考核时实践测量能力占有一定的比重，希望同学给予足够的重视。该课程包含极限与配合、形位公差、表面轮廓粗糙度及技术测量和实验等四个方面内的内容。2.互换性在工业及日常生活中到处都能遇到互换性。例如，机器上丢了一个螺钉，可以按相同的规格装上一个；灯泡坏了，可以换个新的；自行车、缝纫机、钟表的零部件磨损了，也可以换个相同规格的新的零部件，即能满足使用要求。互换性是机器和仪器制造行业中产品设计和制造的重要原则。所谓互换性是指：同一规格的一批零部件，任取其一，不需任何挑选和修理就能装在机器上，并能满足其使用功能要求。相互运动的表面，必定存在着摩擦磨损，工作一段时间之后必然需要更换易损件，如轴承、活塞环、刹车片等等。如用6208轴承去替换失效的轴承，机器就能重新正常的工作，说明6208轴承之间能够互换，不仅其外径内径和厚度的基本尺寸一样，而且公差值也控制在允许的范围内。互换性按其互换程度，可分为完全互换和不完全互换。若一批零部件在装配时，不需要挑选、调整和修配，装配后即能满足预定的要求，这些零部件属于完全互换。零部件在加工完后，通过测量将零件按实际尺寸大小分为若干组，使各组组内零件间实际尺寸的差别减小，装配时按对应组进行。这样，既可保证装配精度和使用要求，又能解决加工上的困难，降低成本。但此时，仅组内零件可以互换，组与组之间不可互换，故称为不完全互换。装配时需要进行挑选或调整的零部件也属于不完全互换。所谓的标准化是指以制订、发布标准和贯彻执行技术标准为主要内容的全部活动过程；标准是从事设计、制造和检测工作的技术依据。如生产电视机的显示屏，它的标准是对角线长度，而不是边长，常见的29寸彩电，指对角线长度为29英寸；21寸彩电也是如此。世界各地都用了这个技术标准。标准化是指制定标准和贯彻技术标准的全部活动过程。如彩电的标准是21寸、25寸、29寸、34寸，而液晶彩电为32寸、37寸、40寸、42寸等。除此之外在两个尺寸之间不可以再出现其他的标准，这成为彩电生产的普遍的规律，是具有很强的规律性和广泛的指导意义，成为标准化的生产。有利于组织现代化的生产和专业协作交流，及产品的流通与维护。技术标准一般分成四类，即基础标准、产品标准、方法标准和安全与维护保护标准。现行标准又可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四类。基础标准：如我国普通螺纹采用公制单位为标准，如M6，M8，M10，M12，M16等，而管螺纹以内孔为标准，且采用英寸为单位，如1/2″,3/4″,1″等。产品标准：如螺纹按精度分成A级和B级二种；联接螺纹的旋合长度分S、N和L三种。铁轨的标准长度为25米。钢筋的标准长度为9米。方法标准：如钢材的上漆必须经过先除锈再上防锈底漆最后上表面油漆的工艺过程，决不允许在有锈的钢材上直接上表面油漆。安全与环境保护标准：如进入施工现场必须带安全帽。车工操作车床时不允许带手套。废水排污必须经过处理后达标才能外排等等。（1）加工误差：零件的实际尺寸和理论上觉得准确尺寸之差称为加工误差；在生产中由于设备的精度，刀具的磨损，测量的误差等等因素都要影响产品的精度，所以加工的误差是很正常的，是不可避免的。按误差的种类可分为四种：尺寸误差、形状误差、位置误差、表面轮廓误差。以生产直径φ60mm，长度为100mm的圆形工件为例，如果要求生产10件产品，可以发现这10个工件中外圆直径正好等于60mm的工件不多，也许1个或2～3个，大部分都不可能准确地正好等于60mm,也有可能比60mm，这直径和长度的误差称为尺寸误差；如果机床的主轴精度差，存在一定的径向跳动，则在100mm长度上，其左端的外圆或许正好是个圆，右端面受径向跳动的影响，可能就不是一个圆，存在着微小的误差，这个误差为形状误差；工件的轴线与端面理论上要求应当是90°的垂直，但由于机床中拖板与床身导轨之间不可能是绝对的垂直，因此加工后的工件端面与轴线必然产生了垂直度的误差，此为位置误差；表面轮廓误差指加工后的零件表面的轮廓粗糙度与理想数值的误差。四种误差是从四个方面来检测的，但加工中刀具与工件是一次加工而成的，并不是从四个方面分别加工出四种误差。（2）公差：规定允许零件误差变动的范围值，公差用来限制误差；如上述工件允许φ60外圆的最大尺寸为φ60.02，最小的为φ59.99，则公差值为φφ59.99＝φ0.03为其公差值，即最大的实际尺寸与最小实际尺寸之差称为公差。在公差范围内的产品都属于合格产品，公差值小，其零件的精度高，加工时间长，制造成本高；公差值大，零件的精度低，其加工容易，制造成本低。所以应当在满足零件使用条件的前提下尽可能地降低精度，选择较大的公差值。依照上述的四种加工误差，公差也分为相应的四种。5.技术测量：就是把测出的量值与图样的要求进行比较它包括长度、角度、表面粗糙度和形位误差等内容。只要误差在图纸允许的范围内都是合格产品。三、小结1.本课程是一门技术性和实践性都比较强的技术基础课，学习中密切理论联系实际。2.加工误差是不可避免的，可分成四大类。公差控制误差的大小，公差小的零件其精度高，公差也分成相应的四类。3.互换性的基础是公差，互换性是重要的生产原则，适用于大规模的生产。标准化是一项重要的技术措施，分为四种标准。四、作业：1-1，3教案第2次课授课时间2017年3月2日授课题目（章、节）授课类型理论型教学目标知识1.了解孔和轴、尺寸、偏差、公差的术语及其定义；2.能够根据图样标注准确地计算出上下偏差和公差值，能够看图公差带图。技能能够正确标注极限偏差教学重点1.熟悉极限的术语及内涵；2.能准确计算偏差和公差。教学难点1.把方形孔和键槽两个非圆柱形内表面视为孔，把方形块和轴上键底到外圆的距离视为轴对于初学者开始不好理解，应把包容面和被包容面的定义作为判断轴与孔的依据，注意各术语之间的联系与区别；2.注意公差与极限偏差之间的关系及公差带图的含义。教学方法与教学手段利用多媒体手段，讲练结合教学过程时间分配1、掌握误差与公差定义与区别2、了解几类国家标准3、掌握有关尺寸的术语与定义4、掌握有关公差与偏差的术语及定义5、有关配合的术语及定义5分钟5分钟20分钟20分钟40分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业1-11-3教学后记说明：教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、复习旧课1.讲评作业完成情况及存在共同问题。2.提问：误差与公差的区别是什么？标准与标准化有什么区别？举例说明。二、本次课程内容以上图为例来引入新课，此图中的左边为轴，各尺寸分别为d1、d2和d3；右边为孔，各尺寸分别为D1和D2。孔和轴的形状非要是圆形的吗？看看本课程对孔和轴的定义又是什么？孔通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面。孔的特点：=1\*GB2⑴.装配后孔是包容面；=2\*GB2⑵.加工过程中零件的实体材料变小，而孔的尺寸由小变大。轴通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面。孔的特点：=1\*GB2⑴.装配后轴是被包容面；=2\*GB2⑵.加工过程中零件的实体材料变小，而轴的尺寸由大变小。（1）尺寸：以特定单位表示线性尺寸的数值，称为尺寸；GB中规定：在机械工程中均以毫米作为尺寸的特定单位，不必标注。（2）基本尺寸：设计时给定的；一般取整数或一个小数。—表示孔的基本尺寸；—表示轴的基本尺寸。（3）实际尺寸:通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。—表示孔的实际尺寸；—表示轴的实际尺寸。（4）局部实际尺寸：即在一个孔或者轴任何两相对点之间测得的尺寸。（5）极限尺寸：孔或轴所允许尺寸的两个界限值。，—表示孔的最大与最小极限尺寸。，—表示轴的最大与最小极限尺寸。合格的零件的实际尺寸应当在最大与最小极限尺寸之间。（1）尺寸偏差：实际尺寸或极限尺寸与基本尺寸之差值。如基本尺寸为20，实际尺寸为20.03，则其尺寸偏差为20.03－20＝0.03，如果实际尺寸为19.98，则其尺寸偏差为19.98－20＝－0.02。偏差值可正可负。（2）极限偏差：上偏差和下偏差①上偏差：将最大极限尺寸减去基本尺寸所得代数差。―表示孔的上偏差；―表示轴的上偏差。②下偏差:将最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。―表示孔的下偏差；―表示轴的下偏差；（3）实际偏差：实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差。如工件实际尺寸为φ20.01，在最大与最小极限尺寸之间，该工件为合格产品；如果工件实际尺寸为φ19.97，在最大与最小极限尺寸之外，该工件即为不合格产品。在图样中，一般标注基本尺寸和上下偏差，标注形式为：基本尺寸，如4.公差的术语及其定义（1）尺寸公差即最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，也是上偏差与下偏差之差。是工件尺寸允许的变动范围。―表示孔的公差；―表示轴的公差；巩固练习：引导学生完成P14例2-1的内容，让学生对各术语的表示方法有个熟悉的过程。提出问题，学生自己考虑，再提问回答（过程见P14）（2）尺寸公差带零件尺寸相对基本尺寸所允许的变动范围，称为公差带。表示方法如P13图2-3所示。应注意基本尺寸的零件为基准线，零线上方的偏差为正；零线下方的偏差为负。上、下偏差之间的宽度为公差值，画图时注意上下比例，其长度大小可随意选取，上偏差中斜剖面线表示，下偏差用反向斜剖面线表示。图中公差带与零线之间的位置取决于基本偏差的大小来决定。（3）零线表示基本尺寸的位置。该公差带图主要突出公差带的位置及大小，而基本尺寸的零件只是一条参考线。三、小结熟悉基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上下偏差、尺寸公差和公差等术语及含义、表示符号。掌握术语之间的计算关系。熟悉公差带的画法及内容。四、作业布置：2-1教案第3次课授课时间2017年3月7日授课题目（章、节）授课类型理论型教学目标知识1.熟悉基准制和配合的含义及种类，看懂图示表达方法；2.能够正确计算间隙或过盈值的大小，判断出术语相应的配合类别；3.掌握三种配合的特点及数值计算。技能教学重点配合在生产中的作用及分类与特点；过盈或间隙值的计算，能够正确读懂配合公差带示意图。教学难点1.过渡配合的判断方法；2.过渡配合公差带示意图的含义。教学方法与教学手段多媒体手段，讲练结合教学过程时间分配1、举例介绍配合制和配合的定义2、配合的分类，如何依据工作情况选择配合的类别3、间隙配合极限配合量的计算4、过盈配合极限配合量的计算5、过渡配合的极限配合量的计算6、分析不同配合类别的特点及应用10分钟20分钟15分钟15分钟15分钟15分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业2-42-5教学后记说明：教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一．复习1.回顾基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、极限偏差和尺寸公差等术语的含义及区别与联系。2.表达它们之间的关系（表达公式）。二．本次课程内容学习极限及公差的目的是为了研究两个相同基本尺寸的孔和轴连接在一起时，由于这些偏差值的大小，会对孔与轴的配合产生什么样的影响，他们又有什么规律和特点。这正是本节课所要研究的内容。1.配合制及分类配合制：同一极限制的孔和轴组成的一种配合制度。国家标准对配合规定了基孔制配合与基轴制配合两种基准制。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。在“极限与配合”国标中，是指孔的下极限尺寸与公称尺寸相等、孔的下极限偏差为零的一种配合制。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。在“极限与配合”国标中，是轴的上极限尺寸与公称尺寸相等、轴的上极限偏差为零的一种配合制。2.配合的术语及其定义配合是指基本尺寸相同的、相互结合的孔与轴公差带之间的位置关系。根据孔与轴公差带相对位置的不同，配合可分为过盈配合，过渡配合和间隙配合三种。(1)间隙配合如图2-8孔的公差带在轴的公差带上方。最大间隙（Xmax）等于孔的上极限尺寸减轴的下极限尺寸，或等于孔的上极限偏差减轴的下极限偏差。Xmax=ES-ei最小间隙（Xmin）等于孔的下极限尺寸减轴的上极限尺寸，或等于孔的下极限偏差减轴的上极限偏差。Xmin=EI-es配合公差（Tf）：允许间隙的变动量，它等于最大极限间隙（Xmax）与最小极限间隙（Xmin）之差，或等于孔公差（TD）与轴公差（Td）之和。Tf=Xmax-Xmin【例2-1】如图2-8所示，的孔与的轴形成基孔制间隙配合的各种计算见表2-1。表2-1基孔制间隙配合的计算孔轴公称尺寸4040上极限偏差es=-0.025（基本偏差）下极限偏差EI=0(基本偏差)上极限尺寸下极限尺寸标准公差TDTd+最大间隙Xmax最小间隙Xmin配合公差（允许间隙的变动量）Tf=Xmax-XminTf=（ES-ei）-（EI-es）=（ES-EI）+（es-ei）=TH+TS可以得出只要即为间隙配合。间隙无论大小，其结果均有正值，说明该孔与轴的连接，其最小也有0.030的间隙，最大间隙可达到0.079。如图2-8所示。计算时注意要连同数值的正负号代入。（2）过盈配合如图2-9过盈配合孔的公差带在与轴的公差带下方，孔比轴小。过盈量不论大小，其值一定为负值。也可以用偏差值作计算最大过盈（Ymax）等于孔的下极限尺寸减轴的上极限尺寸，或等于孔的下极限偏差减轴的上极限偏差。Ymax=EI-es最小过盈（Ymin）等于孔的上极限尺寸减轴的下极限尺寸，或等于孔的上极限偏差减轴的下极限偏差。Ymin=ES-ei配合公差（Tf）：允许过盈的变动量，它等于最小极限过盈（Ymin）与最大极限过盈（Ymax）之差，或等于孔公差（TD）与轴公差（Td）之和。Tf=Ymin-Ymax【例2-2】如图2-9所示,的孔与的轴形成基孔制过盈配合的各种计算见表2-2。表2-2基孔制过盈配合的各种计算孔轴公称尺寸4040上极限偏差下极限偏差EI=0(基本偏差)ei=+0.043（基本偏差）上极限尺寸下极限尺寸标准公差THTS最大过盈Ymax=EI-es最小过盈Ymin=ES-ei配合公差（允许间隙的变动量）Tf=Ymin-YmaxTf=（ES-ei）-（EI-es）=（ES-EI）+（es-ei）=TH+TS其结果也为轴的公差值与孔的公差值的和。虽然过盈值为负值，但其公差值也一定是正值，只要是公差必定为正，不可能为负。（3）过渡配合可能具有间隙或过盈的配合，其过盈量或间隙量值都很小，从公差带图2-10中可以看出表现为交叠形式。最大间隙（Xmax）等于孔的上极限尺寸减轴的下极限尺寸，或等于孔的上极限偏差减轴的下极限偏差。Xmax=ES-ei最大过盈（Ymax）等于孔的下极限尺寸减轴的上极限尺寸，或等于孔的下极限偏差减轴的上极限偏差。Ymax=EI-es配合公差（Tf）等于最大极限间隙（Xmax）与最大极限过盈（Ymax）之差，或等于孔公差（TD）与轴公差（Td）之和。Tf=Xmax-Ymax=(ES-ei）-（EI-es）=（ES-EI）+（es-ei）=TD+Td【例2-3】如图2-10所示，的孔与的轴形成基孔制过渡配合的各种计算见表2-3。表2-3基孔制过渡配合的计算孔轴公称尺寸4040上极限偏差下极限偏差EI=0(基本偏差)ei=+0.002（基本偏差）上极限尺寸下极限尺寸标准公差THTS最大间隙Xmax最大过盈Ymax配合公差（允许间隙的变动量）Tf=Xmax-YmaxTf=（ES-ei）-（EI-es）=（ES-EI）+（es-ei）=TH+TS（2）三种配合性质的特点配合类型轴与孔联接状态轴与孔尺寸关系公差带关系间隙配合可转动轴小于孔轴的公差带在孔公差带下方过盈配合不可转动轴大于孔轴的公差带在孔公差带上方过渡配合存在微小的过盈或间隙轴与孔尺寸相差甚小轴与孔公差带相交叠三．小结1.配合为间隙配合，过盈配合和过渡配合三种类型。2.过盈配合的轴的尺寸大于孔的尺寸，配合公差值为负值；间隙配合的轴的尺寸小于孔的尺寸，配合公差值为正值；过渡配合介于两者之间，可能有间隙也可能有过盈，但其值都很小。判断方法如上所总结。3.固定工件用过盈配合，相对转动工件用间隙配合，不经常拆卸的配合面用过渡配合。四．作业布置：2-4，5教案第4次课授课时间2017年3月9日节授课题目（章、节）标准公差系列授课类型理论型教学目标知识1.能够从基本偏差代号和公差带图判断配合类型；2.能够根据标准公差的精度和直径大小选择标准公差值；3.能够读懂基本偏差系列图。技能查表获取标准公差值教学重点1.判断配合的类型；2.查出标准公差值，注意尺寸分段处的查表方法；3.掌握基本偏差系列的内在规律。教学难点基本偏差系列的规律教学方法与教学手段采用多媒体手段，讲练结合教学过程时间分配1、标准公差等级及表达代号2、标准公差尺寸分段及标准公差值计算3、标准公差表查取方法4、基本偏差代号（孔和轴）—28组代号5、基本偏差系列的规律10分钟20分钟15分钟15分钟30分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业2-7教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、复习配合的种类只有三种，各有其使用的价值，两零件的动、静联接分别选用间隙和过盈配合，间隙和过盈量的大小依据需要来决定。除此之外的配合则是过渡配合，介于两者之间。如何从已经给定的基本尺寸的上下偏差来判断出配合的种类，成为研究的内容。二、本次课程内容1.例题如果用的孔分别与的轴配合，试判断孔、轴的配合性质。解：孔与轴的配合因为，所以为间隙配合。孔与的轴的配合因为，所以为过盈配合。孔与轴的配合。因为,所以过渡配合。2.标准公差等级与表达公差带是由公差的大小和位置来决定的。大小由标准公差来确定，位置由基本偏差来确定。目前国家规定的《极限与配合》已经对标准公差和基本偏差标准化。标准公差分为20个等级，用IT表示，分别为IT01，IT0,IT1，IT2……IT18，公差等级从左向右为由高到低。常用的精度为6～10级，01和0级精度在工业上很少应用。3.尺寸分段及标准公差值的计算（1）尺寸分段基本尺寸一定时，公差等级越高，其公差值越小；反之，公差值越大。而公差等级一定时，随着基本尺寸增大，其公差值也应当相应增大，所以标准公差不仅与精度有关，还与基本尺寸有关。所以为了方便计算，将基本尺寸进行分段，把常用的小于500mm的轴与孔分成13段，分别给出标准公差值。如表2-2所示。在计算各公称尺寸段的标准公差时，公式中的D用每一尺寸段中首尾两个尺寸(D1和D2)的几何平均值，即：（2）标准公差值计算等级IT5～IT18的标准公差数值作为标准公差因子i的函数，由表2-5所列计算公式求得。标准公差因子i由下式计算：式中：i的单位为微米(μm)；D是公称尺寸段的几何平均值，单位为毫米(mm)。公称尺寸大于500mm--3150mm的标准公差因子的计算等级IT1～IT18的标准公差数值作为标准公差因子I的函数，由表2-5所列计算公式求得。标准公差因子I由下式计算：式中：I的单位为微米(μm)；D是公称尺寸段的几何平均值，单位为毫米(mm)。国家标准规定的标准公差是由公差等级系数a与标准公差因子i的乘积值来决定的，即公差T按下式计算例题，查基本尺寸为80mm,精度为IT7的轴的标准公差值。解：查表2-1，基本尺寸查大于50至80的一行，不能查大于80至120一行，这一点查表时一定注意。然后找标准公差等级IT7，表中横竖行的交接处为30，注意表中单位为，则其公差值应当是。5.基本偏差及代号基本偏差是决定标准公差在公差带的位置。靠近基本尺寸零线的偏差为基本偏差，即公差带在零件上方，其基本偏差是下偏差；反之基本偏差为上偏差。如，，前者的基本偏差为－0.120，后者的基本偏差为＋0.087。基本偏差即是靠近零线的上偏差或下偏差。根据基本偏差值的大小，将基本偏差值分为28种，分别用字母表示，详见图2-11。注意其中无I、L、O、Q和W而增加CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、Ze等7个双字母。注意从图中总结出基本的偏差系列的规律：（1）上半部为孔的公差带，用大写字母表示，在H左边均以下偏差为基本偏差；在P的右边均以上偏差为基本偏差；JS、J、K、M和N为特殊情况。（2）下半部为轴的公差带，用小写字母表示，在n左边均以上偏差为基本偏差；在K的右边均以下偏差为基本偏差；在K的右边均以下偏差为基本偏差；js和j为特殊情况。（3）该图仅表示公差带的基本偏差位置，并没有反映其公差值的大小，所以只画出基本偏差的一端，而另一段是开口的。孔的基本偏差系列与轴的基本偏差系列成上下对称关系，整体呈S形状。三、小结当时，为间隙配合；当时，为间隙配合；当，时，为过渡配合。标准公差值由公差等级和尺寸段决定。基本偏差由靠近基本尺寸零线的上或下公差值来决定。对于孔来说，H左边为下偏差，P的右边为下偏差；轴与轴呈对称关系。Js、J、K、M和N为特殊情况。四、作业布置：2-2教案第5次课授课时间2017年3月14日5.6节授课题目（章、节）授课类型理论型教学目标知识基本偏差换算规则。技能查表获取基本偏差数值教学重点1.能正确地查出已知基本尺寸和偏差代号相对应的偏差数值，并根据已知的标准公差计算出上下偏差值基本偏差换算规则。教学难点基本偏差换算规则教学方法与教学手段采用多媒体手段，讲练结合教学过程时间分配1、基本偏差表查表方法2、公差带与配合的表示3、基本偏差换算规则（1）通用规则（2）特殊规则20分钟30分钟30分钟10分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业2-7教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、复习 1.标准公差的大小是由公差精度等级和基本尺寸的大小决定的，但标准公差的位置必须由基本偏差值来决定，标准公差值是基本尺寸和公差等级决定的。2.基本偏差值分为28种，分别用字母表示。注意其中无I、L、O、Q和W而增加CD、EF、FG、JS、ZA、ZB、Ze等7个双字母二、本次课程内容图2-11的基本偏差系列只反映出它的规律，具体数值还必须通过查表得到。1.基本偏差表本教材只给出常用的≤500mm的孔和轴的基本偏差值，基本偏差值的大小与基本尺寸的公差精度和公差带种类有关，例如：孔Ø45H8，孔Ø120H8和孔Ø180S8的基本偏差应查表2-6，分别为0，0和－108，具体数值应为0，0和－。轴Ø45e7，轴Ø120m7和轴中180h7的基本偏差应查表2-5，分别为－50，＋13和0，具体数值是－，和0。查表时特别应当注意的是当基本尺寸数值在表中的位置，如Ø120，应当取＞100～120中的值，而不能取＞120～140的值。公差等级只对部分过渡配合有影响，与大部分公差带种类无关。2.极限偏差的确定基本尺寸的极限偏差的确定除了已知基本偏差外，还应从表2－1中查出标准公差，按照计算公式可以分别得出上述各基本尺寸的上下偏值。当基本偏值是下偏差时，上偏差当基本偏值是上偏差时，下偏差3.孔、轴及配合公差代号配合代号，H8表示基准孔及孔公差代号或Ø45H8/e7e7表示轴的公差带代号Ø180配合代号S8表示孔的公差代号或Ø180S8/h7,h7表示基准轴及轴的公差代号标注方法：可以只标注偏差值，也可只标注公差带代号，两者同时标注也可以。但一般习惯零件图上标注偏差值，便于加工检测零件是否合格；装配图上标注公差带代号，便于了解两零件之间的装配关系及公差等级。(1)通用规则孔的基本偏差代号A～H为下极限偏差，轴的基本偏差代号a～h为上极限偏差，所有公差等级，符合如下规则：孔的基本偏差代号K、M、N（＞8级）、P～ZC(＞7级)为上极限偏差，k～zc为下极限偏差，符合如下规则：（2）特殊规则孔的基本偏差代号K、M、N（＞8级）、P～ZC(＞7级)为上极限偏差，k～zc为下极限偏差，符合如下规则：当公差带为js7～js11或JS7～JS11时，若标准公差ITn的数值为奇数，则：对Js：对JS:【例2-4】查表确定Ø20H7／e6和Ø20E7／h6两配合的孔、轴极限偏差，画出尺寸公差带图。解：查表2-8，公称尺寸20在尺寸段>18～30mm内，IT6=，IT7=计算H7的极限偏差：El=0，ES=El+IT7=0+0.021=+计算e6的极限偏差，查表2-9得：es=ei=es-IT6=-0.040-0.016=Ø20H7／e6的尺寸公差带见图2-14。计算E7的极限偏差，查表2-10得图2-14Ø20H7／e6的尺寸公差带EI=+计算h6的极限偏差：es=0ei=es—IT6=0—0.013=Ø20E7／h6的尺寸公差带图见图2-15。图2-15Ø20E7／h6的尺寸公差带Ø20H7／e6是基孔制间隙配合，Ø20E7／h6是基轴制间隙配合，配合的极限间隙分别为：Xman=0.021+0.056=0.061+0.016=+Xmin=0+0.040=0.040-0=+0.040所以Ø20H7／e6（基孔制配合）与Ø20E7／h6（基轴制配合）的配合性质相同。【例2-5】确定孔Ф130N4的极限偏差和极限尺寸。解：公称尺寸130在120mm～180mm尺寸段内，查表2-8得标准公差IT4=12µm;查表2-10得基本偏差ES=-27十△=-27+4=-23µm；下极限偏差EI=ES-IT4=-23-12=-35µmm极限尺寸：上极限尺寸=130-0.023-129.977mm;下极限尺寸-130-0.035=129.965mm。三、小结1.基本尺寸的上下偏差是由标准公差和基本偏差确定的，要根据基本尺寸、精度等级与配合类别来正确查找相应数值。2.根据工作需要正确标注配合与公差带的代号或数值。3.正确判断配合的基准，一般常用基孔制，用H表示；基轴制用h表示，应用较少。四、作业布置：2-7教案第6次课授课时间2017年3月16日节授课题目（章、节）授课类型理论型教学目标知识1、了解一般、常用和优选公差带与配合的代号；2、了解一般公差的选用；3、掌握配合制、公差等级与配合代号的选择技能能依据工程实际，设计配合代号教学重点配合制、公差等级与配合代号的选择教学难点配合制、公差等级与配合代号的选择教学方法与教学手段多媒体手段，讨论式、案例式教学教学过程时间分配1、一般、常用和优选公差带与配合的代号2、一般公差的选用3、配合制、公差等级与配合代号的选择20分钟15分钟55分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业2-11教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一．复习1.讲解作业2－7中查找标准公差和极限偏差后计算上下偏差中存在的问题。Ø10b6，Ø20js7，Ø30S6，Ø40H9的基本偏差值应分别为多少？二．本次课程内容从零件的极限与配合代号能够读懂基本尺寸、基本偏差、配合精度等级与种类、基准制，以及未注公差的线性和角度尺寸的偏差值的确定，是本次课所研究的内容。1.极限的识别包括公差带和配合代号的识别。公差带代号：判断属于什么性质配合的轴和孔，基本尺寸、基本偏差、公差等级和基准制。配合代号：判断基本尺寸，哪一种基准制的配合，轴和孔的公差等级。配合的识别包括配合性质，配合等级和配合的基准。（1）配合的性质配合的性质与公差等级的高低无关。如果以孔为基准，常用H公差带，当轴选用a～h公差带时，为间隙配合；当轴选用j、k,、m或n公差带时，为间隙配合；当轴选用p～zc公差带时，为过盈配合。如果取H左侧的A～H其中任一个为公差带，结果相同。如果以轴为基准，其公差带的选择与上面相似，结果是一样的。（2）配合的等级。由于孔比轴难加工，所以配合时，一般轴的配合等级要比孔高一级，如H8/g7,H8/h7.如果孔的精度低于H8，则孔与轴的精度可以取相同，如Ø30H11/h11。（3）常用尺寸段的极限优先配合由于公差带由基本偏差和标准公差等级所组成，前者有28种，后者有20种，理论上孔和轴可以组成千余种公差带，配合种类达30万种。而在生产实际中，过多的公差带组合由于差异太小，没有太大的实际意义，所以把公差带规定成优先选用、常用和一般用途三种，见下表。讲课注意规律性的内容。优先常用一般孔1344105轴1359116基孔制1359基轴制1347详细内容见图2－17、18和表2－7、8中所述。按照国家标准规定，选择极限与配合时，应首先选优先公差带和配合，其次选常用，最后才选用一般。详见表2－7和2-8所述。3.配合制、公差等级与配合代号的选择（1）配合制的选择①一般情况下，应优先选用基孔制。②下列情况可以选用基轴制：（a）选用基轴制具有明显的经济效果。如农业机械、纺织机械中，经常使用具有一定精度（IT8）冷拔光轴，不必切削加工。(b)同一公称尺寸的轴上与几个孔配合，且配合要求不同。③与标准件配合时，基准制的选择通常依标准件而定。如与滚动轴承内圈配合的轴应按基孔制，与滚动轴承外圈配合的壳体孔应应选用基轴制。④为了满足某些配合的特殊需要，允许采用任一孔、轴公差带组成所需要的配合。（2）公差等级的选择①对于≤500mm的公称尺寸，当公差等级在IT7级及其以上精度时，推荐孔比轴低一级，如H7／f6，H6／k5等；当公差等级为IT8级时，孔可以比轴低一级配合，也可采用同级配合，如H8／d8、H8/d7等；当公差等级在IT9级及以下精度时，一般采用同级孔、轴配合，如H9／d9，H11／e11等。②对于>500mm的公称尺寸，推荐采用同级孔、轴配合。（3）配合的选用配合有间隙、过盈和过渡配合三种情况。配合的选用主要是根据使用要求，确定配合类别和配合代号。选用配合时，首先应尽可能地选用优先配合或常用配合。如果优先配合或常用配合不能满足使用要求，可以选用标准推荐的一般用途的孔、轴公差带，并按使用要求组成配合。若依然不能满足使用要求，还可以从国家标准所提供的544种轴公差带和543种孔公差带中选取合适的公差带，组成所需要的配合。【例2-6】通过试验和相应计算，确定铝制活塞与钢制缸体的装配间隙为0.512~之间，活塞与缸体的公称尺寸为150mm，试根据装配间隙确定合适的配合。解：（1）确定活塞与缸体配合的基准制依据基准制的选择原则，优先选用基孔制配合，所以缸体孔的基本偏差代号为“H”。（2）确定活塞与缸体的公差等级。配合公差Tf=Xmax-Xmin=若活塞轴与缸体孔的公差等级相同，则它们的公差值T应为：T=Tf÷÷2=查表2—7得：IT9=0.100,与计算结果相近。根据公差等级的选用原则，确定孔、轴的公差等级为IT9，且：IT9+IT9=0.100+0.100=0.200<0.214合用至此，缸体孔的公差带代号为150H9，极限偏差分别为：EI=0,ES=+0.100。由配合的极限间隙绘出活塞轴与缸体孔的公差带图，从图中可见，非标准件的基本偏差为上极限偏差，其数值为，查表2-9得活塞轴的基本偏差代号为“a”时，公差带代号为150a9。es==此时，配合的极限间隙应为：Xmax=ES=+<+0.726合用Xmin=EI-es=0+0.520=+>+0.512合用验算合格，所以活塞轴与缸体孔的配合选择为150H9/a9。讨论环节：极限与配合应用实例（1）蜗轮、轮毂与蜗轮轴的配合。因为轮与轴之间要求定心精度高，两者之间不能存间隙，但由于安装和不常拆卸的缘故，应采用较小过盈的过渡配合，精度较高些，所以选用Ø90和Ø40。学生还记得s6和n6在基本偏差系列图中的位置吗？它们的区别在哪里？为什么前者用s6，后者用n6？对换可以吗？这是基孔制还是基轴制？（2）轴承与蜗轮轴和座孔配合。由于滚动轴承是标准件，轴与轴承孔应为基孔制的过渡配合，轴用k6。而轴承外圈与孔，由于以轴承外圈为基准，所以选用基轴制，孔选用J7。由于拆卸的机会不一样，所以配合的公差带也选择不一样！能分析n6和k6的区别吗？取一样行否？（3）端盖与箱体的配合。相比之下只要求同心度和配合面的密封性即可以，所以选用基孔制H7/h6配合，与前面相比，h6之间的配合又松了些。4.未注公差的线性和角度尺寸的公差前面所讲的零件的尺寸误差由所允许的偏差值控制，即没有偏差值控制的零件是否可以随意加工呢？实际上他们也都有公差的要求，这些一般要求的公差在通常的加工条件下都可以得到保证，而在尺寸后都不需标注其极限偏差值。它包括线性尺寸和角度尺寸两个方面，一般公差分为四个等级，即精密f，中等m,粗糙c和最粗v。此外按相应的尺寸段给出允许的偏差值。详见表2--9、10。在图样的说明中给予标注，如GB/T1804－

m，表示为国家GB/T1804标准号；取中等公差等级m的一般公差。三．小结1.能够从标注中读懂基本尺寸的极限和配合的含义。2.能够理解优先、常用和一般配合的选用原则。3.了解未注公差的线性和角度尺寸的允许值。四．作业:2－11教案第7次课授课时间2017年3月21日授课题目（章、节）习题课授课类型习题课教学目标知识技能工程实际设计配合代号教学重点极限配合量的基本计算；基本偏差换算规则教学难点基本偏差换算规则教学方法与教学手段教学过程时间分配1、本章基本定义2、极限配合量的基本计算公式3、查表方法及注意的问题4、基本偏差的换算规则5、配合代号的选用6、习题10分钟10分钟10分钟15分钟45分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）与大纲匹配的习题课后作业教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、基本定义基本尺寸、极限尺寸、偏差、极限偏差、公差、尺寸公差带图、配合制（基孔制和基轴制）、配合（间隙配合、过盈配合和过渡配合）二、极限配合量的基本计算公式Xmax=ES-eiXmin=EI-esTf=Xmax-Xmin2.过盈配合Ymax=EI-esYmin=ES-eiTf=Ymin-Ymax3过渡配合Xmax=ES-eiYmax=EI-esTf=Xmax-Ymax三、查表方法及注意的问题1.标准公差数值表注意单位2.基本偏差K、M、N和P-ZC注意公差等级是否需要增加Δ四、基本偏差的换算规则五、配合代号的选用（配合制、公差等级、公差带代号）六、习题（一）.分析下式中孔、轴配合各属于哪一种基准制及配合性质。(1)H8/g7该式为基制，配合。(2)JS8/h7该式为基制，配合。（二）.分析下图中孔、轴配合各属于哪一种基准制及配合性质。轴(1)轴孔孔＋＋0－Φ该图为基制，配合。(2)＋＋0－Φ孔孔轴轴该图为基制，配合。（三）．若φ30+0.0210mm的孔和φ300mm的轴相配合，试完成：（1）计算配合的极限值及配合公差；（2）按1000：1的比例绘制孔﹑轴的尺寸公差带图；（3）根据公差带图判定该配合是基制（四）．选择题1、采用基孔制，用于相对运动的各种间隙配合时，轴的基本偏差应选_____。A、a~gB、h~rC、s~zc2、对于孔P~ZC基本偏差为__________________。A、正B、负C、零3、下列关系式中，表示孔与轴的配合是间隙配合的是_________________。A、ES=esB、EI=eiC、EI=esD、ES=ei4、φ30H7/r6的基本尺寸是__________________。A、φ30mmB、φ30H7mmC、φ30r6mm5、φ30H7/js6是配合。A、间隙B、过盈C、过渡6、基本尺寸是_____________尺寸，实际尺寸是指___________尺寸。A、实际真实B、设计给定C、通过测量所得（五）.已知：公称尺寸φ35，配合过盈要求在-0.035-0.076mm之间，试确定孔和轴的公差等级，并选用适当的配合。教案第8次课授课时间2017年3月23日3.4节授课题目（章、节）测试课授课类型自测教学目标知识技能教学重点教学难点教学方法与教学手段教学过程时间分配测试教学准备（教具、挂图、多媒体）课后作业教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。期中测试卷选择题1、以下各组配合中，配合性质相同的有。A．φ30H7／f6和φ30H8／p7B．φ30P8／h7和φ30H8／p7C．φ30M8／h7和φ30H8／m7D．φ30H8／m7和φ30H7／f6E．φ30H7／f6和30F7／h6。2、下列配合中()的配合最紧，()的配合最松。A．H7／g6B．JS7／h6C．H7／s6D．H7／h63、比较两尺寸精度高低的依据是()。A．基本偏差B．公差数值C．公差等级D．尺寸大小4、零件尺寸的极限偏差是()。A．测量得到的B．加工后形成的C．设计时给定的5、决定配合公差带大小和位置的有。A．标准公差B．基本偏差C．配合公差D．孔轴公差之和E．极限间隙或极限过盈二、判断下列说法是否正确，并分析原因。(1)一般来说，零件的实际尺寸越接近公称尺寸，该零件的加工精度越高。()(2)尺寸公差必须大于零。()(3)孔和轴的加工精度越高，则其配合精度也越高。()(4)过渡配合的特性是可能形成间隙，也可能形成过盈，因此过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。()(5)若某配合的最大间隙为15µm，配合公差为41µm，则该配合一定是过渡配合。()(6)孔的尺寸减去轴的尺寸的代数差小于零，称为过盈，过盈量越大，配合越紧。()(7)改变公差带的位置，可以改变配合的松紧程度，进而改变配合的精度。（）三、填空题。(1)基本偏差代号为s的轴的公差带与基准孔H配合，将形成()。(2)选择基准制时，应优先选用()，其理由是()。(3)配合的种类有()、()、()。(4)标准公差大小取决于（）和（）两个因素。四、在某配合中,已知孔的尺寸标准为,Xmax=+0.011mm,Tf=0.022mm,求出轴的上,下偏差及其公差带代号.五、已知基本尺寸为ø40的一对孔、轴配合，要求其配合间隙为+41~+116μm，试确定孔与轴的配合代号，并画出公差带图。教案第9次课授课时间2017年3月28日5.6节授课题目（章、节）授课类型理论型教学目标知识1、掌握几何公差研究对象及分类；2、掌握几何公差的特征和符号；3、了解几何公差带的特征；4、掌握形状公差与公差带技能教学重点识读零件图上的形位公差符号教学难点教学方法与教学手段多媒体手段，讲练结合教学过程时间分配1、几何公差研究对象及分类2、几何公差的特征和符号3、几何公差带的特征4、形状公差与公差带20分钟20分钟15分钟35分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业4-2教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一．复习旧课尺寸公差是检查零件质量的一个重要指标，但它只反映出零件某一个截面的尺寸是否在允许的极限尺寸之内，而每一个截面的尺寸都符合要求，并不表示零件就是合格的产品。例如轴类零件，其各截面尺寸均合格，有时其中心线发生弯曲，造成轴与孔不能装配。这就是本章研究的内容，即形状与位置公差问题。二.本次课程内容1.零件的几何要素及分类构成零件的点、线、面是零件的要素，如图4-1所示。它分成二个方面，即：（1）拟合要素。如上图中各几何要素，它们都是点、线、面，且没有任何误差。（2）实际要素。实际存在的要素。（3）被测要素。指图样上给出了几何公差要求的要素，也就是需要研究和测量的要素。被测要素按照其功能要求分为单一要素和关联要素。①单一要素。指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。②关联要素。指相对基准要素有方向或位置功能要求而给出方向公差和位置公差要求的被测要素。（4）基准要素。指图样上规定用来确定被测要素的方向或位置的要素。基准要素按照本身功能要求可以是单一要素或关联要素。(5)组成要素指零件的表面或表面上的线。如图4-1所示零件的球面、圆柱面、圆锥面及素线。(6)导出要素指由一个或几个组成要素得到的中心点、中心线或中心面。如图4-1所示零件的球心、轴线、槽的中心平面等。2.形位公差特征项目符号如表4－1中所示，形状公差包含四项；位置公差包括八项；与形状和位置两者相关的包括二项，全部形位公差分为十四项。直线度与平面度是直线与平面的关系，圆度与圆柱度是曲线与曲面的关系，都是由线组成的面，反映出自己的形状。定向位置公差反映二直线间的三种关系。定位公差反映圆与中心，圆与圆之间和线与线之间的相互关系。跳动公差反映圆与圆柱对中心线的误差。而线与面的轮廓度反映它的形状和位置关系。3.形位公差带指用来限制实际要素的变动区域，即变动量大小。合格产品零件的形位公差都必须控制在变动量的区域。形位公差带由大小、方向、形状和位置四个要素构成，它有九种形式，如表3-1所示。从符号中可以看出它们都是线和面来表示的，只不过大多为曲线和曲面而已。（1）公差带的形状。由表4-2表示。（2）公差带的大小。用公差值t的大小来表示两条直线、两曲线、两同心圆、两同心圆柱、两平行平面或两等距曲面的宽度或直径。如表4-2所示。（3）公差带的方向。形状与位置公差带的测量均与公差带的延伸方向垂直。前者是由最小条件决定的，保证公差带h为最小值。后者与基准保持图样上给定的几何关系。（4）公差带的位置。分为浮动位置公差带和固定位置公差带两种。①浮动位置公差带。所谓的浮动位置公差带，是指零件的实际尺寸在一定的公差所允许的范围内变动，因此有的要素位置就必然随着变动，这时其形位公差带的位置也会随着零件实际尺寸的变动而变动。②)固定位置公差带。所谓的固定位置公差带是指形位公差带的位置给定之后，它与零件上的实际尺寸无关，不随尺寸大小变化而发生位置的变动。（1）直线度分为在给定平面内的二条平行直线之间的区域，在给定方向上两平行平面之间的区域和圆柱内的区域三种。（2）平面度为两个平面之间区域的允许公差值。（3）圆度为圆柱某个截面上两个同心圆的区域，其公差值为半径差。（4）圆柱度为长圆柱上两个同心圆柱之间的区域，是立体状态，其公差值也是圆柱面之间的半径差。（5）线轮廓度为投影面上的某个截面，线轮廓线处于两条包络线之间的区域，该区域的公差值为一系列直径值，其圆心位于两条包络线之间的理论正确几何形状的线上。（6）面轮廓度为两个包络面之间的区域，该区域的公差值为一系列球的直径值，其球心位于两个包络面之间的理论正确几何状面上。三.小结本次课内容主要介绍形位公差的一些基本概念，主要有要素、误差、公差带和形状公差，学习时着重理解其中的含义。四.作业：4-2教案第10次课授课时间2017年3月30日授课题目（章、节）4.3方向公差、位置公差和跳动公差授课类型理论型教学目标知识1、了解基准的定义及分类；2、掌握方向公差及公差带特点；3、掌握位置公差及公差带特点；4、掌握跳动公差及公差带特点技能教学重点各类公差的公差带特点教学难点各类公差的公差带特点教学方法与教学手段教学过程时间分配1、基准的定义及分类2、方向公差及公差带特点3、位置公差及公差带特点4、跳动公差及公差带特点15分钟25分钟25分钟25分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）课后作业教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、复习1.复述几何公差研究对象、项目及符号表达；2.简述形状公差项目及对应的公差带形状。二、本次课程内容基准是确定被测要素的方向、位置的参考对象。一般分为以下三类：（1）单一基准：由一个要素剪力的基准，用一个字母表示，如图4-2所示；（2）组合基准（公共基准）：由两个或者两个以上的要素所建立的一个独立基准，有两个字母中间由短横线连接表示，如图4-3所示；（3）基准体系（三基面体系）：由三个相互垂直的平面所组成的基准体系，用多个字母表示，如图4-4所示。2.定向公差（1）平行度分为线与线之间的平行度；线对面之间的平行度；面对线之间的平行度和面与面之间的平行度四种。（2）垂直度也和平行度一样，分成四种，分成线与线之间的垂直度；线对面之间的垂直度；面对线之间的垂直度和面与面之间的垂直度。其定义、标注和解释与平行度相似，只是将两平行的关系改换成垂直的关系而已。（3）倾斜度也和平行度一样分成四种。不同的是平面与平面或线之间既不是平行也不是垂直，而是称为某理论正确角度，即角度本身没有公差值，且角度要用矩形封闭起来，这一点是和平行度与垂直度不一样的地方。（1）位置度分为点的位置度、线的位置度和平面的位置度三种。（2）同轴度公差分为点的同心度和轴线的同轴度两种。点的同心度公差是与基准圆心同心的圆内的区域所允许的公差值，所以标注时应加Ø符号，其值为直径值；轴线的同心度公差是与基准圆柱轴线同轴的圆柱面内的区域所允许的公差值，标注时也同样应加Ø符号，所不同的是前者基准是一个圆心点，而后者的基准是一条轴线。（3）对称度公差为两个平行平面之间的区域相对基准中心平面的允许公差值。（1）圆跳动公差分为径向圆跳动公差、端面圆跳动公差和斜向圆跳动公差三种。径向圆跳动公差与基准轴线相垂直的任一测量平面内两个同心圆之间的区域的公差值，其公差值是半径值。这里指的是某个平面的公差值，端面圆跳动公差也是在任一测量平面内的公差值，但跳动量是在轴向方向上的两个圆柱面之间区域的公差值；斜向圆跳动的公差被测要素也是指圆锥面某处的任一圆周处所允许的区域公差值。三种公差共同的特点都是某平面处的公差。（2）全跳动公差分为径向全跳动公差和端面全跳动公差。与圆跳动公差不同的是被测要素是绕某轴线旋转的圆柱面，要在指定范围内作径向或端面的多点测量，是立体的状态。教案第11次课授课时间2017年4月6日授课题目（章、节）授课类型理论型教学目标知识1.了解几何公差的含义、特征项目和符号；2.理解形位公差的标注方法；3.能够读懂形位公差符号的含义。技能几何公差的标注及识图能力教学重点1.形位公差符号的含义、框格、指引线及标注方法；2.识读零件图上的形位公差符号。教学难点1.形状与位置公差的区别；2.被测要素与基准要素的识读。教学方法与教学手段多媒体手段，启发式教学过程时间分配1、被测要素的几何公差框格表达方式2、基准的表达方式3、几何公差被测要素和基准的标注方法4、几何公差标注特殊问题2、几何公差的选择步骤及依据（举例启发式）15分钟10分钟35分钟15分钟15分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业4-134-15教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、复习1.基准及类型；2.形状公差各项目符号及公差带形状。二、本次课程内容几何公差符合包括了特征项目符号、框格和指引线、数值和其他有关符号及基准符号等四方面内容。1.几何公差特征项目符号如表4－1中所示，形状公差包含四项；位置公差包括八项；与形状和位置两者相关的包括二项，全部形位公差分为十四项。直线度与平面度是直线与平面的关系，圆度与圆柱度是曲线与曲面的关系，都是由线组成的面，反映出自己的形状。定向位置公差反映二直线间的三种关系。定位公差反映圆与中心，圆与圆之间和线与线之间的相互关系。跳动公差反映圆与圆柱对中心线的误差。而线与面的轮廓度反映它的形状和位置关系。2.几何公差的框格和指引线主要分成三格，即第一格标注公差特征符号；第二格标注公差数值及有关符号；第三格及以后标注基准符号的字母及有关符号。如表4-3所示。形状公差无基准，仅有二格，如图4-3所示。所以从格子数的多少可以判断出是形状公差还是位置公差，格子高低长短没有特别要求。指引线把被测要素与公差框格相连，且箭头垂直指向被测要素。形位公差数值要从相应的形位公差表中查到，后标注到第二格中。如表4-19～表4-31所示，表中包括了被测要素、基准要素和基准目标等符号，要通过后面的数字慢慢熟悉。基准是对定向、定位和位置公差来讲的，它是以此要素为基准，检测轴表面对两端轴线的共同轴线的径向跳动公差。如图4-15所示。常用带方框的大写字母表示基准，以细实线与涂黑的或空白的三角形相连，如图4-18所示。——箭头指向位置被测要素图例箭头指向直线或表面4-2轮廓线或其延长线上。轴线、球心、中心平面4-13与尺寸线对齐。圆锥体轴线4-14与直径尺寸线、空白线或角度尺寸线对齐。多项几何公差要求4-17同一被测要素多个要求，可将框格绘制在一起。多个被测要素具有相同形位公差要求4-16从框格引出多个指引箭头指向被测要素如果几何形位公差需作附加说明，如表4-18所示，框格内公差数值后面标注特殊符号。6.基准要素标注方法基准图例标注轮廓或表面4-19短横线应置于轮廓线或延长线上。用圆点指向实际表面。轴线、中心平面或指定点4-20基准连线与尺寸线对齐。中心孔或圆锥体轴线4-21可任选其中一个7.形位公差的识读识读内容为公差符号含义和技术要求两个方面来确定被测要素、基准、公差项目及公差值、公差带要求及有关文字说明。以图4-23为例，解读几何公差选用及意义。三、小结1.形位公差是衡量产品质量的另一个重要指标，它包括形状与位置共14项指标。2.要能够读懂形位公差符号含义及标注方法。四、作业：4-13、15教案第12次课授课时间2017年4月11日授课题目（章、节）几何公差与尺寸的关系（一）授课类型理论型教学目标知识1、掌握相关术语及定义；2、掌握独立原则和包容要求的内容、表达及应用技能教学重点能够正确应用尺寸公差的补偿方法和形位公差的独立原则和包容要求，计算零件尺寸公差允许的最大值。教学难点能够正确应用尺寸公差的补偿方法和形位公差的独立原则和包容要求，计算零件尺寸公差允许的最大值。教学方法与教学手段多媒体手段，讲练结合教学过程时间分配1、相关术语及定义2、独立原则的内容、表达及应用3、包容要求的内容、表达及应用45分钟20分钟25分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）多媒体课后作业4-17教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。一、复习旧课形位公差是控制零件精度的另一种公差，它关系到产品是否符合图纸的要求的大问题。形位公差分为形状公差四项、位置公差八项和形状与位置公差二项。要求能看懂其符号，并熟悉公差带的定义及标注方法。二、本次课程内容如何准确地测量出零件的形位公差？判断零件是否合格是学习本课程的最终目的。（1）局部实际尺寸在任意位置上测得两点之间的距离。（2）最大实体状态（MMC）和最大实体尺寸（MMS）指在给定长度上处于尺寸极限内并具有最大时的状态为最大实体状态，而最大实体状态时的极限尺寸为最大实体尺寸。（3）最小实体状态（LMC）和最小实体尺寸（LMS）指在给定长度上处于尺寸极限内并具有最小时的状态为最小实体状态，而最小实体状态时的极限尺寸为最小实体尺寸。（4）最大实体实效状态（MMVC）和最大实体实效尺寸(MMVS)指在给定长度上，尺寸要素的最大实体尺寸与导出要素的几何公差(形状、方向、位置和跳动)其同作用产生的状态，而处于最大实体实效状态下的尺寸。孔、轴的最大实体实效尺寸分别用、表示。公式表示为（4-5）（5）最小实体实效状态(LMVC)和最小实体实效尺寸(LMVS)：最小实体实效状态是指尺寸要素的最小实体尺寸与导出要素的几何公差(形状、方向、位置和跳动)共同作用产生的状态，而处于最小实体实效状态下的尺寸。孔、轴的最小实体实效尺寸分别用、表示。公式表示为（4-6）（6）体外作用尺寸（、）被测要素的给定长度上，与实际内表面体外相接的最大理想面或与实际外表面体外相接的最小理想面的直径或宽度。（7）体内作用尺寸（、）在被测要素的给定长度上，与实际内表面体内相接的最小理想面或与实际外表面体内相接的最大理想面的直径或宽度。（8）边界指理想形状的极限包容面。尺寸为最大实体尺寸的边界称最大实体边界。尺寸为最小实体尺寸的边界称为最小实体边界。尺寸为最大实体实效尺寸的边界称最大实体实效边界。尺寸为最小实体实效尺寸的边界称为最小实体实效边界。2.独立原则零件的尺寸公差和形位公差都要分别满足图纸上的公差标注要求，两者之间没有关联，互不影响，相互独立。如图3-35所示，销轴的外径公差为0.02，中心线的直线度误差为ø0.01，检测结果互不影响，应满足各自的独立要求，只要有一项超差，该零件就算不合格，此成为独立原则。3.相关要求相关要求是指尺寸公差和形位公差之间有相互关联，包括包容要求、最大实体要求和最小实体要求三个方面。（1）包容要求表示提取组成要素不得超越其最大实体边界(MMB)，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸(LMS)。采用包容要求的单一要素，应在其尺寸极限偏差或尺寸公差带代号之后加注符号eq\o\ac(○,E)。包容要求是控制要素的实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形状误差增大。它反映了尺寸公差与形状公差之间的补偿关系。分析其尺寸公差和形状公差之间的补偿关系三、小结1.剖析基本术语的计算公式；2.要求能够计算出独立原则和包容要求的允许误差值。四、作业4-17教案第13次课授课时间2017年4月13日节授课题目（章、节）几何公差与尺寸的关系（二）授课类型理论型教学目标知识1、掌握最大实体要求的内容、表达及应用；2掌握最小实体要求的内容、表达及应用；技能教学重点最大实体要求的内容、表达及应用；最小实体要求的内容、表达及应用；教学难点最大实体要求的内容、表达及应用；最小实体要求的内容、表达及应用；教学方法与教学手段教学过程时间分配1、最大实体要求的内容、表达及应用2、最小实体要求的内容、表达及应用45分钟45分钟教学准备（教具、挂图、多媒体）课后作业教学后记说明：1、教学目标一般应包括理论知识教学目标和技能目标，既理论包括：掌握……；理解……；了解……等；技能包括：能……；会……；能用……；会用……等；2、课程类型包括：理论课、实验课、现场教学等。3、教学方法一般包括：讨论、启发、演示、辩论、讲练结合等。4、教学手段一般包括：多媒体教学、录像带、挂图、幻灯片等。5、教学过程一般包括教学时间分配、教学内容进程。2.最大实体要求它是控制被测要素的实际轮廓处于其最大实体边界之内的一种公差要求，适用于中心要素，在公差值后用符号标注。当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许形位误差值超出给定的公差值。（1）应用于被测要素如图3-39所示，轴径尺寸公差为0.03，直线度公差为0.015，因此当轴的实际尺寸分别为10，9.99，9.98和9.97时，轴的尺寸都在合格范围内，由于有最大实际要求，因此直线度允许有增大值，分别为0，0.01，0.02和0.03，这样其直线度的公差值增大为0.015，0.025，0.035和0.045，最大值是直线度公差值与轴的尺寸公差之和为0.045。而孔的轴线允许公差值的计算方法也相似，可见书中例1的介绍，其结果是允许的直线度公差增大。（2）应用于基准要素此时应在基准字母后标注符号。如图3-41所示，基准A后有最大实体要求，又要求本身遵守包容要求（有符号），所以当轴径40的实际尺寸取下偏差时，为39.961，其同轴度的公差允许值为增大值0.029与公差0.020之和，即为0.049。书中例题2是最大实体要求用于基准要素时，求出该零件所允许达到的最大垂直度误差允许值，思考问题的思路相似，可见书中解题。3．最小实体要求最大实体要求是针对轴的零件来说的，对于孔来说应当是最小实体要求，在允许条件下将孔的内径做得最小，以提高产品的合格率。最小实体要求标注的符号为，注法与最大实体要求一样。（1）应用于被测要素其公差允许最大值的计算如书中列表公式。此时，如果已经给定孔的实际尺寸，应将换成孔的实际值，然后再计算其最大的公差增量值。例如书中的例题3所得的结果。（2）应用于基准要素公差允许最大值的计算方法与被测要素相似，区别在于将被测要素换成基准要素，且标注符号时，被测要素注在数值之后，而基准要素标注在基准之后，可参考书中例题。可逆要求前面所言是将尺寸公差补偿给形位公差，反过来也允许形位公差补偿给尺寸公差，这就是可逆要求。用符号标注在形位公差值或的后面。（1）可逆公差用于最大实体要求如图3-45所示的零件，外圆轴线对基准轴线的垂直度公差为Ø0.20，由于尺寸后标注和，即最大实体要求和可逆要求。如果实体直径为19.90，则其尺寸公差值0.10可以补偿给形位公差值，此时垂直度误差允许值为Ø0.20＋Ø0.10＝Ø0.30；反过来，如果垂直度实际误差仅为Ø0.10，则其剩余Ø0.20－Ø0.10=Ø0.10可以补偿给尺寸公差，此时尺寸公差允许值为Ø0.10＋Ø0.10=Ø0.20。均属于控制的边界内。（2）可逆要求用于最小实体要求如图3-46所示的工件，孔的直径为Ø8.25时，轴线的位置误差可达到Ø0.40＋Ø0.25＝Ø0.65，反过来如果位置度实际误差仅为Ø0.30，直径的实际尺寸可以做到Ø8.25＋Ø0.10＝Ø8.35；如果位置误差为Ø0时，直径的实际尺寸可以做到Ø8.25＋Ø0.40＝Ø8.65。此时孔的实际轮廓仍在控制的边界内。（三）形位公差实例分析1.圆盘如图3-47所示，图中有四处形位公差要求，其中二处形位公差，二处位置公差，且在直线度上有符号的最大实体要求。两侧面A,B为基准面，孔的轴线为基准线。查极限偏差表得孔Ø45H7的上下偏差值应当为，则如果孔的实际尺寸为Ø45时，其直线度误差可以达到Ø0.006+0.025=0.031.其余形位公差的含义见书中说明。曲轴如图3-48所示，