互换性与测量技术基础

PAGEPAGE12《互换性与测量技术基础》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称互换性与测量技术基础课程编号课程性质必修课课程类别学科专业基础课开课单位机械基础授课学期第5学期学分/学时2/32课内学时32理论授课28上机学时0课内实践0实验学时4课外学时适用专业材料成型及控制工程、机械电子是否双语否先修课程工程制图、生产实习、金工实习后续课程机械设计基础、机械制造技术基础、课程设计、专业课程、毕业设计等二、课程简介互换性与测量技术基础是高等学校机械类专业的一门应用性很强的重要技术基础课。本课程主要对公差与配合、几何公差、表面粗糙度的基本知识和几何量的检测方法进行理论讲授和实验验证，培养学生掌握有关互换性生产原则及精度设计、误差测量和测量数据处理，使学生初步具备机械设计的精度设计能力和质量检测能力。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.深刻理解互换性的含义，掌握有关公差与配合、几何公差、表面粗糙度的基本概念及国家标准。掌握测量技术的相关概念，通过实验掌握典型几何量的检测方法。课程目标2.能够根据机器和零件的功能要求，解决与机械产品精度设计相关的工程问题。具备合理选择通用计量器具，设计专用计量器具对机械零部件进行检测并对数据进行合理的分析、计算的能力。课程目标3.了解专业相关领域的技术标准体系，培养学生认真负责的工作态度、严谨细致的工作作风，塑造精益求精的工程素质。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1课程目标2指标点1-2：掌握解决材料成型及控制工程领域问题所需的工程基础知识，具备应用基本理论分析工程问题的能力；1-工程知识课程目标3指标点3-3：能够设计满足特定需求的零部件的制造工艺，并体现创新意识。3-设计/开发解决方案课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元绪论（学时数：1学时）1.课程主要内容（1）本课程研究对象和内容（2）学习本课程的目的，如何进行本课程的学习（3）互换性的概念、分类、重要性（4）优先数和优先数系2.重点和难点（1）实现互换性的条件（2）优先数系的基本原理及其应用3.学生学习预期成果（1）了解课程的性质和任务。（2）理解互换性原则，了解实现互换性的条件。（3）了解优先数的基本原理及其应用。4.教学方式混合教学：课前线上预习并完成自测；课堂讲授启发、讨论，师生互动；课后查阅相关国家标准及文献，完成课下作业，巩固、拓展课堂内容，为课程目标1和课程目标3奠定基础。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标3。第二单元尺寸的极限与圆柱结合的互换性（学时数：7学时）1.课程主要内容（1）极限与配合的常用术语与定义（2）标准公差系列（3）基本偏差系列（4）一般、常用和优先的公差带与配合（5）一般公差（6）公差与配合的选用2.重点（1）尺寸精度及配合的选用（2）孔、轴公差与配合在图样上的标注难点：尺寸精度与配合的选用3.学生学习预期成果（1）掌握极限与配合的基本术语及定义。（2）理解极限与配合标准的实质，了解极限与配合国家标准的基本结构。（3）掌握标准公差系列、基本偏差系列、公差与配合、一般公差标准的应用。（4）熟练查阅标准公差及基本偏差表格，熟练掌握尺寸公差、配合公差带图。（5）掌握公差与配合选用的基本方法、原则。（6）培养精益求精的工程素质。4.教学方式混合教学：课前线上预习；课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成课程作业。掌握尺寸精度设计方法，为课程目标1、3奠定基础。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第三单元测量技术基础及光滑工件尺寸的检测（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）测量与检测的概念（2）长度基准与量值传递（3）测量器具的分类及主要技术指标（4）测量方法（5）测量误差与数据处理（6）光滑工件尺寸的检测2.重点（1）量块的基本知识及应用（2）用通用计量器具测量工件（3）用光滑极限量规检验工件难点随机误差的处理光滑极限量规设计3.学生学习预期成果（1）了解计量器具的分类及其主要技术指标。（2）通过对随机误差分布规律及特点的分析，掌握测量结果的数据处理方法。（3）了解工件验收时产生误收和误废的原因，掌握工件验收极限的确定及通用计量器具的选择方法。（4）掌握光滑极限量规公差带分布的特征、光滑极限量规工作尺寸的设计方法及量规型式的选择。4.教学方式混合教学：课前线上预习；课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成课程作业。掌握测量技术基础知识，光滑极限量规设计，为课程目标1、2奠定基础。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2第四单元几何公差及其检测（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）几何公差种类及其标注方法（2）几何公差及其公差带特点（3）公差原则（4）几何公差的应用（5）几何误差的评定及检测结果的处理2.重点（1）几何公差在图样上的标注方法（2）几何公差和几何公差带（3）公差原则难点（1）公差原则（2）几何公差的选择及标注3.学生学习预期成果（1）掌握几何公差项目的种类，标注方法。（2）掌握几何公差的含义和公差带。（3）理解公差原则。（4）掌握几何公差项目的选用原则和方法。（5）掌握几何误差值的评定方法和测量结果的处理方法。（6）了解几何误差的检测原则。（7）培养精益求精的工程素质。4.教学方式混合教学：课前预习；课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成课程作业。掌握几何精度设计原则和方法，为课程目标1、2、3奠定基础。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第五单元表面粗糙度及其检测（学时数：2学时）1.课程主要内容（1）表面粗糙度的概念及其对零件使用性能的影响（2）表面粗糙度轮廓的评定（3）表面粗糙度参数及其数值的选择（4）表面粗糙度代号标注方法（5）表面粗糙度的检测2.重点（1）表面粗糙度在零件图上的标注（2）表面粗糙度参数值的选择难点：表面粗糙度的选用方法3.学生学习预期成果（1）理解表面粗糙度轮廓的概念。（2）了解表面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。（3）掌握表面粗糙度轮廓参数和参数值的选用原则和方法。（4）熟练掌握表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上的标注方法。（5）了解表面粗糙度轮廓的检测方法。4.教学方式混合教学：课前预习；课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成课程作业。掌握表面粗糙度的概念、标注及工业生产中检测表面粗糙度的方法，为课程目标1和课程目标2奠定基础。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第六单元滚动轴承的公差与配合（学时数：1学时）1.课程主要内容（1）滚动轴承的分类及公差特点（2）滚动轴承配合件公差及选用2.重点（1）滚动轴承的互换性和公差等级（2）滚动轴承内、外径及相配轴径、外壳孔的公差带及配合选用难点：滚动轴承与轴径、外壳孔配合选用3.学生学习预期成果（1）了解滚动轴承的的公差特点。（2）了解滚动轴承配合件公差及选用。4.教学方式混合教学：课前预习；课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成作业。具备绘制和阅读零件图的能力，达成课程目标1和课程目标3。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第七单元键和花键的公差与检测（学时数：1学时）1.课程主要内容（1）普通平键结合的互换性（2）矩形花键结合的互换性2.重点（1）平键连接的公差与配合（2）花键连接的公差与配合难点：矩形花键连接的公差与配合的选用3.学生学习预期成果（1）了解平键连接的公差与配合（2）了解矩形花键连接的定心方式及公差与配合4.教学方式混合教学：课前预习；课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成作业。掌握平键、矩形花键公差与配合标准，能在产品设计中应用。达成课程目标1和课程目标3。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2第八单元螺纹结合的公差及检测（学时数：1学时）1.课程主要内容（1）螺纹几何参数偏差对互换性的影响（2）普通螺纹的公差与配合（3）螺纹的检测2.重点（1）普通螺纹的主要术语及几何参数（2）作用中径的概念及中径合格条件难点：作用中径的计算及合格性判断3.学生学习预期成果（1）了解普通螺纹的主要术语和几何参数（2）掌握作用中径的概念及中径合格条件（3）了解国家标准对普通螺纹公差等级、基本偏差及常用公差带的规定。（4）掌握查阅螺纹公差等级表、普通螺纹的基本偏差和顶径公差表、中径公差表等表格。（5）掌握普通螺纹在图样上的标注，理解标注的含义。（6）了解螺纹的综合检测和单项检测的方法。4.教学方式混合教学：课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成课程作业。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2第九单元尺寸链（学时数：2学时）1.课程主要内容（1）尺寸链的概念（2）建立尺寸链（3）解线性尺寸链2.重点（1）建立尺寸链（2）解线性尺寸链难点：用极值法解线性尺寸链3.学生学习预期成果（1）了解机器结构中相关尺寸、公差的内在联系（2）学会用“尺寸链”对零件几何参数的精度进行分析与设计4.教学方式混合教学：课堂线下PBL教学法，启发、讨论，师生互动；课后完成课程作业。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第十单元课内实验（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）实验一尺寸测量（一）内径百分表的使用，测量轴套内径的方法。（2）实验二尺寸测量（二)立式光学计的使用，测量轴外径的方法。（3）实验三形状误差测量百分表和千分表的读数，直线度误差的测量和评定方法，圆度、圆柱误差的测量及数据处理方法。2.重点和难点重点：测量方法、测量仪器的读数。难点：测量原理。3.实施方式理论+实验4.学习要求4.学习要求根据本环节的教学目标，以培养学生的工程实践能力为主线，实验方式为验证性实验。为确保实验教学效果与实验安全，要求学生上课前必须认真预习实验，实验课上在教师的指导下学习实验仪器的使用，掌握测量原理和方法，按照规范、科学、安全的完成实验操作，进行实验数据测量，并结合所学专业知识对其进行讨论或提出自己的观点，实验结束后，按时完成实验报告。要求学生必须按时参加每一个实验，在实验过程中，遵守纪律，认真操作。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验（2）开出要求：必做（3）分组要求：2人1组，分组分散实验（4）实验准备：①实验仪器和被测工件②预习要求学生熟知实验室注意事项，掌握每个实验中相关的专业知识点。（5）其他要求本课程属于实践教学课，注重理论教学与实践教学相结合、课内学习和课外实践相结合，重点培养学生动手能力操作能力，掌握仪器的使用，6.学生学习预期成果学生完成本环节后，能够掌握每个实验的测量方法、测量原理，学会内径百分表、立式光学计、百分表、千分表等仪器的使用，会正确测量、处理数据，分析得到合理的结论。从而培养学生动手能力，综合应用所学知识的能力。7.支撑课程目标课程目标2、课程目标3（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元绪论混合教学1、311:1第二单元尺寸的极限与圆柱结合的互换性混合教学1、2、371:2第三单元测量技术基础及光滑工件尺寸的检测混合教学1、241:2第四单元几何公差及其检测混合教学1、2、381:2.5第五单元表面粗糙度及其检测混合教学1、2、321:1第六单元滚动轴承的公差与配合混合教学1、2、321:2第七单元键和花键的公差与检测混合教学1、211:2第八单元螺纹结合的公差及检测混合教学1、211:2第九单元尺寸链混合教学1、2、321:2第十单元课内实验实验验证2、341:1合计32五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程的考核以考核学生能力及培养目标的达成与否为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容，持续关注学生的学习过程。本课程分理论教学和课内实验两部分，平时成绩占20%，实验成绩占20%，期末考试成绩占60%，期末考试用闭卷统考的方式进行。各考核环节所占分值比例可根据具体情况进行调整，建议值及考核细则如下：课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩20%作业（百分制）100采集4次以上作业，主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度，按照提交时间、作业正确率等给出成绩，计算全部作业的平均成绩按10%计入总成绩。目标分值=0.1*作业平均成绩综合性大作业（百分制）100采集2次以上大作业，主要考核学生精度设计的综合能力，严谨细致的工作作风。根据作业的准确度和提交时间给出成绩，取平均成绩按10%计入总成绩。目标分值=0.1*大作业平均成绩实验成绩20%实验（百分制）10%采集2次实验成绩，主要考核学生的动手能力及对理论知识的理解。根据实验报告和实验数据的准确性给出成绩，取平均成绩按10%计入总成绩。目标分值=0.1*实验平均成绩考试（百分制）10%主要考核学生对各种仪器的工作原理、结构、使用的认识，对测量结果的分析和判断，按10%计入总成绩。目标分值=0.1*考试成绩期末考试60%知识40%主要考核互换性条件、尺寸极限与圆柱结合的互换性、几何公差及检测、表面粗糙度及检测、公差与配合在产品设计中的应用、通用计量器具检测及光滑极限量规设计。考试题型为：选择题、判断题、填空题、分析题、计算题、作图题等。卷面成绩100分，以卷面成绩的60%计入课程总评成绩。能力30%综合应用20%创新10%（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元绪论1-1互换性概念、分类1-2优先数及优先数系作业、期末考试课程目标1、3第二单元尺寸的极限与圆柱结合的互换性2-1极限与配合的常术语与定义2-2一般、常用和优先的公差带与配合2-3公差与配合在图样上的标注2-4公差与配合的选用作业，综合性大作业，期末考试课程目标1、2、3第三单元测量技术基础及光滑工件尺寸的检测3-1测量与检测的概念3-2测量误差与数据处理3-3通用计量器具的检测3-4光滑工件尺寸的检测作业，期末考试课程目标1、2第四单元几何公差及其检测4-1几何公差在图样上的标注4-2几何公差和几何公差带4-3公差原则作业，测验，期末考试课程目标1、2、3第五单元表面粗糙度及其检测5-1表面粗糙度在图样上的标注5-2表面粗糙度参数值的选择作业，期末考试课程目标1、2、3第六单元滚动轴承的公差与配合6-1滚动轴承的互换性和公差等级6-2滚动轴承内、外径及相配轴径、外壳孔的公差带及配合选用作业，期末考试课程目标1、2、3第七单元键和花键的公差与检测7-1平键连接的公差与配合7-2花键连接的公差与配合作业，期末考试课程目标1、2第八单元螺纹结合的公差及检测8-1普通螺纹的主要术语及几何参数8-2作用中径的概念及中径合格条件作业，期末考试课程目标1、2第九单元尺寸链9-1尺寸链的建立与分析9-2完全互换法计算直线尺寸链9-3用大数互换法（概率法）解尺寸链综合性大作业课程目标1、2、3第十单元课内实验掌握每个实验的测量方法、测量原理，学会内径百分表、立式光学计、百分表、千分表等仪器的使用，会正确测量、处理数据，分析得到合理的结论。实验报告课程目标2、3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材毛平淮.《互换性与测量技术基础》.第4版.高等教育出版社，2020；（二）相关推荐书目1.马惠萍.《互换性与测量技术基础案例教程》.第2版.机械工业出版社,2019年；2.武充沛.《机械精度设计与检测》.科学出版社，2011年；3.GB／T3935.1—1996

标准化和有关领域的通用术语

第1部分：基本术语．北京：中国标准出版社，19964.GB／T1800.2--1998

产品的几何技术规范（GPS）极限与配合

第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表.北京：中国标准出版社，20095.GB／T1800.3—1998

极限与配合

基础

第3