极限配合与技术测量电子教案

绪论[组织教学]（2分钟）清点人数[教学要求]1、树立学生对本课程的学习兴趣与学习目标。2、掌握互换性的定义、种类及作用。3、掌握尺寸的定义、术语及零件合格的条件。[新课导入]（2分钟）通过螺母、螺栓损坏后可以直接更换的例子引入新课。[讲授新课]（80分钟）一、互换性的概述1.互换性的含义在机械工业中,互换性是指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(如钳工修配),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。例：同型号的轴承、光管、螺钉等等。互换性内容：几何参数，力学性能，物理化学性能等方面。2、作用①有利于组织专业化协作。②有利于用现代化工艺装配。③有利于采用流水线和自动线生产方式。④提高生产效率，降低成本，延长机器使用寿命。3、分类①完全互换性：若零件在装配或更换时，不作任何选择，不需调整或修配，就能满足预定的使用要求，则成为完全互换性（当不限定互换范围时，称为完全互换法，也叫绝对互换法）。②不完全互换性：由于某种特殊原因只允许零件在一定范围内互换时，称为不完全互换法。4、互换性条件一批相同规格的零件具有互换性的条件为：实际尺寸在允许的范围内；形状误差在允许的范围内；位置误差在允许的范围内；表面粗糙度达到规定的要求。二、几何量的误差1、几何误差：零件在加工过程中由于某种因素的影响，而造成的误差称为几何误差。2、公差：几何误差及其控制范围，称为公差。3、国家标准尺寸的大小—公差与配合形位公差：宏观几何形状——形状公差相互位置关系——位置公差微观几何形状——表面粗糙螺纹尺寸的大小——螺纹公差三、差标准和标准化定义：对零件的公差和相互配合所制定的标准称为公差标准四、几何量的测量对零件的测量是保证互换性生产的一个重要手段。五、本课程的性质和任务1、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；2、掌握形位公差代号的标注方法；3、掌握表面粗糙代号，符号的注法；4、掌握常用量具的使用方法。§1-1基本术语及定义一、尺寸的术语和定义1、尺寸①定义用特定单位表示长度值的数字称为尺寸。②内容尺寸指的是长度的值，由数字和特定单位两部分组成包括长度，宽度和中心距等。2、基本尺寸（D,d）①定义：标准规定，设计时给定的尺寸称为基本尺寸。孔的基本尺寸用“D”表示，轴的基本尺寸用“d”表示，后同。②标准尺寸：标准化了的尺寸称为标准尺寸。适用于有互换性或系列化要求的主要尺寸。作用：减少定值刀具，量具，型材和零件尺寸的规格。3、实际尺寸（Da,da）①定义通过测量获得的尺寸。由于存在测量误差，实际尺寸并非尺寸的真值。②际尺寸包括零件毛坯的实际尺寸，零件加工过程中工序间的实际尺寸和零件制成后的实际尺寸。4、极限尺寸①定义允许尺寸变化的两个界限值，统称为极限尺寸。最大极限尺寸：一个孔或轴允许的最大尺寸称为最大极限尺寸（Dmax,dmax）。最小极限尺寸：一个孔或轴允许的最小尺寸称为最小极限尺寸（Dmin,dmin）。根据课本P7图1-1讲解a)b)图1-1极限尺寸图1-1所示：D=φ30mmd=φ30mmDmax=φ30.021mmdmax=φ29.993mmDmin=φ30mmdmin=φ29.980mm分析：①基本尺寸和极限尺寸是设计时给定的。②基本尺寸可以在极限尺寸确定的范围内，也可以在极限尺寸所确定的范围外。即基本尺寸大于，等于，小于极限尺寸。③尺寸合格条件最小极限尺寸≤实际尺寸≤最大极限尺寸；孔：Dmin≤Da≤Dmax轴:dmin≤da≤dmax5、小结(5分钟)6、布置作业(1分钟)[组织教学]（2分钟）考勤、清点人数。[教学回顾]（5分钟）1、尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的定义及符号。2、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的关系。[课题引入]（3分钟）从基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的关系我们可以看出，当用极限尺寸减基本尺寸或者用实际尺寸减基本尺寸时，两者之间会等到一个差值，这个值我们把它叫做偏差值。这就是我们这节课要讲述的内容：[讲授新课]（75分钟）第一章光滑圆柱结合的公差与配合§1-1基本术语及定义二、公差与偏差的术语及定义1、尺寸偏差（简称偏差）定义：尺寸偏差是指某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。注：由于尺寸有极限尺寸，实际尺寸之分，因此偏差可分为极限偏差和实际偏差。⑴极限偏差定义极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为极限偏差。由于极限尺寸有最大极限尺寸和最小极限尺寸之分，极限偏差又可分为上偏差和下偏差。①上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，（ES,es），ES=Dmax－Des=dmax－d（1-1a）②下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（EI,ei）。EI=Dmin－Dei=dmin－d（1-1b）强调：①偏差可以为正值、负值、零值。②计算时应注意偏差的正，负符号，应一起代到计算式中运算③上、下偏差在图纸上的标注为：基本尺寸例φ3003.001.0并注意当偏差为零时必须在相应位置标注“0”，不能省略；当偏差数值相同，符号相反时，可简化标注，如φ30±0.01mm。④偏差的五种类型：a、上正下正；b、上负下负；c、上正下负；d、上正下零；e、上零下负。（2）实际偏差（Ea,ea）定义：实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。公式：孔：Ea=Da－D轴：ea=da－d零件合格条件：孔：EI≤Ea≤ES轴：ei≤ea≤es因此，合格零件的实际偏差应在上，下偏差之间。（3）尺寸偏差计算举例例1-1：已知某孔基本尺寸为φ50mm，最大极限为φ50.048mm，最小极限尺寸为φ50.009mm，试求上偏差、下偏差各为多少？解：ES=Dmax－D=50.048－50=＋0.048mmEI=Dmin－D=50.009－50=+0.009mm例1-2设计一轴，其直径的基本尺寸为φ60mm，最大极限尺寸为φ60.018mm，最小极限尺寸为φ59.988mm，求轴的上偏差、下偏差。解：es=dmax－d=60.018－60=＋0.018mmei=dmin－d=59.988－60=-0.012mm2、尺寸公差（T）定义：尺寸公差是最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，可上偏差减下偏差之差。Th———孔的公差，Ts——轴的公差。（1）在数值上公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。表达式为：Th=│Dmax－dmin│=│ES－EI│Ts=│dmax－dmin│=│es－ei│强调：①公差是用绝对值定义的，没有正、负含义，在公差值前面不能标“+”号或“－”号；②公差不能取零值。2、小结（3分钟）（1）偏差的定义及种类。（2）偏差的计算。（3）偏差的符号（+、-）。（4）极限偏差与实际偏差的关系。3、布置作业（2分钟）[组织教学]（1分钟）考勤、清点人数。[教学回顾]（5分钟）1、尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的定义及符号。2、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的关系。3、偏差、公差的术语及定义。[讲授新课]（80分钟）第一章光滑圆柱结合的公差与配合§1-1基本术语及定义二、公差与偏差的术语及定义3、零线与尺寸公差带图为了清晰地表达上述各量及相互关系，一般采用极限与配合公差带图，在图中将公差和极限偏差部分放大。公差带图解定义：不必画出孔与轴的全形，只要扫着标准的规定将有关的部分放大画出来的图示方法称为尺寸公差带图解（1）零线①定义：表示基本尺寸的一条直线称为零线。（或在公差带图中，确一偏差的一条基准线称为零线）。②零线画法a:通常将零线沿水平方向绘制，在其左端画出表示偏差大于的纵坐标轴并标上“0”和“+”“－”号，在其左下方画上单向箭头的尺寸线，并标上基本尺寸值。b:正偏差位与零线上方，负偏差位于零线下方，零偏差于零线重合。（2）公差带公差带定义：在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域称为尺寸公差带，简称公差带。①一般在同一图中，孔和轴的公差带的剖面线的方向应该相反，且疏密程度不同。②公差带包括了公差带大小与公差带位置两要素，大小由标准公差确定，位置由基本偏差确定。③标准公差标准极限与配合制中，所规定的任一公差。见表1—3。④基本偏差在标准极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。标准规定：一般以靠近零线的那个偏差作为基本偏差。例1—7：写出下列各尺寸的公差，基本偏差，并画出尺寸公差带图。（1）孔:Φ20033.00mm（2）孔：Φ40025.00mm（3）孔:Φ40033.0017.0mm（4）轴：Φ600019.0mm（5）轴:Φ60021.0051.0mm解：（1）Th＝ES－EI＝0.033－0＝0.033mm基本偏差：EI＝0（2）Th＝ES－EI＝0.025－0＝0.025mm基本偏差：EI＝0（3）Th＝ES－EI＝0.033－0.017＝0.016mm基本偏差：EI＝＋0.017（4）Ts＝es－ei＝0－(－0.019)＝0.019mm基本偏差：es＝0（5）Ts＝es－ei＝－0.021－(－0.051)＝0.030mm基本偏差：es＝－0.021mm3、小结（3分钟）4、布置作业（1分钟）[组织教学]（2分钟）考勤、清点人数。[教学回顾]（3分钟）1、公差带图的组成。2、公差带图的画法。[讲授新课]（55分钟）第一章光滑圆柱结合的公差与配合§1-1基本术语及定义尺寸、偏差、公差、公差带内容小结一、尺寸1、基本尺寸（D,d）2、实际尺寸（Da,da）3、极限尺寸①最大极限尺寸（Dmax,dmax）②最小极限尺寸（Dmin,dmin）4、零件合格条件①Dmin≤Da≤Dmax；dmin≤da≤dmax;②EI≤Ea≤ESei≤ea≤es。二、偏差1、偏差分为实际偏差和极限偏差，极限偏差又分为上偏差和下偏差。2、实际偏差（Ea,ea）Ea=Da－D,ea=da－d三、上偏差与下偏差①上偏差(ES,es)ES=Dmax－D,es=dmax－d②下偏差（EI，ei）EI=Dmin－Dei=dmin－d四、公差允许尺寸变动的两个界限值。Th=Dmax－Dmin=ES－EITf=dmax－dmin=es－ei五、公差带图1、零线表示基本尺寸的一条直线。通常零线沿水平方向绘制，在其左端画出表示偏差的大小的纵坐标轴并标上“0”和“+”“-”号，在其左下方画上带单向箭头的尺寸线，并标上基本尺寸值。正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方，零偏差与零线重合。2、公差带有代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的区域称为公差带。孔和轴的公差带的剖面线的方向应该相反，且疏密程度相同。公差带由公差带大小和公差带位置两要素组成。五、举例1、已知某轴尺寸为φ90045.0010.0mm，另一轴为φ90010.0025.0mm，试画出它们的公差带，并比较它们公差带的异同点。解：两公差带的相同点：两公差带的大小相同，因公差值皆为0.035mm。两公差带的不同点：两公差带的基本偏差不同，所以其公差带相对于零线的位置不同。2、一轴的公差带如图所示，试根据图作如下回答及计算：（1）轴的基本尺寸是（φ45）mm。（2）轴的基本偏差是（+9）um。（3）求轴的最大、最小极限尺寸及尺寸公差。（4）若轴的实际偏差为+0.025mm，求该轴的实际尺寸。解:(3)lmax=l+es=φ45+0.034=φ45.034mmlmin=l+ei=φ45+0.009=φ45.009mmTs=es-ei=0.034-0.009=0.025mm(4)da=d+ea=45+0.025=φ45.025mm3、计算下列孔和轴的尺寸公差，并分别绘出尺寸公差带图。（1）孔φ20020.00（2）轴φ1000035.0解：(1)Th=ES-EI=0.02-0=0.02mm(2)Ts=es-ei=0-(-0.035)=0.035mm（3）孔φ60±0.01（4）轴φ80010.0025.0解：(3)Th=ES-EI=0.01-（-0.01）=0.02mm(4)Ts=es-ei=0.01-(-0.025)=0.035mm4、学生练习（28分钟）习题