《公差配合与技术测量》教案资料

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，加工后测得尺寸2002MM，则误差20022000002MM；若加工后测得尺寸19996MM，则误差1999620000004MM（小）实际生产中，误差是不可避免的，也就是永远存在的。按照误差产生的原因来分，可分为加工误差（含安装误差、加工系统误差等）和测量误差两大类。精度实际几何参数相对理想几何参数的相似程度。相似程度越高，误差就越小，精度也就越高。公差误差是不可避免的，应允许其在一定的范围内，这个允许的范围称为公差。允许尺寸的变动量。其作用，限制实际几何参数的误差。公差标准规定查GB表而得；误差实际存在检测而得。公差大，允许误差也就大，精度就低，加工就容易；反之，公差小，允许误差也就小，精度就高，加工就难。标准与代号公差配合的概念、名词和标准等都由国家或个别行业规定而得。例国家标准GB/T190492；行业标准（机械）JB/Z18182。互换性生产按标准化生产。将零件控制在规定的公差范围内生产；计量单位要统一，量具、量仪要准确可靠。二、互换性生产发展简史原始刀耕火种、石块做刀具；古代按需生产，配作生产；近代产品交流，需要互换性，国际成立标准化组织ISO；近期我国成立国家标准计量总局，加入了国际标准化组织ISO，依照国际标准，重新制定国家标准。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，应定义为长度尺寸，以L来表示。二、尺寸1、尺寸一般指线性尺寸（包括长度、角度、弧度等）。长度单位MM，在图纸中不用标出，但在计算的答案中要标出。2、基本尺寸设计给定的尺寸。是通过设计、试验或类比法而得。孔D，轴D，长度L。标准尺寸基本尺寸应该从国标规定的标准尺寸数系中选取。目的减少定值的刀、量具。标准尺寸的选取原则先疏后密。即按R5、R10、R20、R40的优先顺序选取；如果需要圆整标准尺寸也可按RA5、RA10、RA20、RA40的优先顺序选取。3、实际尺寸由测量而得的尺寸。是在实际孔或轴中通过测量而得的。局部实际尺寸由于存在加工误差和测量误差，每一次的测量尺寸往往都不同，结果有D1、D2、DN等，称为局部实际尺寸，简称实际尺寸。孔的实际尺寸以DA来表示；轴的实际尺寸以DA来表示。4、极限尺寸零件允许尺寸变化的两个极端值。最大的值称为最大极限尺寸；最小的值称为最小极限尺寸。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。轴的最大极限尺寸以DMAX来表示；轴的最小极限尺寸以DMIN来表示。实际尺寸在两个极限尺寸内，合格。三、偏差、公差和公差带1、偏差某尺寸与基本尺寸的代数差（某尺寸可以是实际尺寸和极限尺寸）。是某参数对参考点（基准）的代数差，有正负之分。实际偏差实际尺寸对基本尺寸的代数差。计算结果前要带“、”。孔EADAD0轴EADAD0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ESDMAXD0孔的下偏差EIDMIND0轴的上偏差ESDMAXD0轴的下偏差EIDMIND0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TDDMAXDMIN（DES）（DEI）ESEI轴公差TDDMAXDMIN（DES）（DEI）ESEI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（DD）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XADADA（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YADADA（EAEA）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XMAXDMAXDMIN（ESEI）0XMINDMINDMAX（EIES）0XMXMAXXMIN/20XM表示平均间隙）总有DMINDMAX，或EIES，即XMAX、XMIN0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YMINDMAXDMIN（ESEI）0YMAXDMINDMAX（EIES）0YMYMAXYMIN/20（YM表示平均过盈）总有DMAXDMIN，或ESEI，即YMIN、YMAX0时，必然是过盈配合。5、过渡配合孔公差带与轴公差带有交叠。以XY表示过渡配合。存在XMAXDMAXDMIN（ESEI）0；YMAXDMINDMAX（EIES）0，XMAXYMAX/20时，取XM；0时，取YM。有DMAXDMIN，ESEI，即XMAX0；或有DMINDMAX，EIES，即YMAX0。必然存在可能是X，或可能是Y的过渡配合。6、配合公差在一批孔、轴的配合中，当最大的孔与最小的轴配合，产生XMAX（DMAXDMIN或YMINDMAXDMIN；当最小的孔与最大的轴配合，产生XMINDMINDMAX或YMAXDMINDMIN。那么允许间隙X或过盈Y的变动量就为配合公差，以TF来表示。五、配合制为了利于标准化和互换性，必须减少孔轴配合的种类，GB规定了两种以标准公差带为基础的配合制度。基孔制孔为基准孔。孔的公差带（基本偏差）取EI0，代号为H；ES0，ES值随公差等级不同而不同。以基准孔与各种不同公差带的轴配合而成不同松紧程度的配合制度，称为基孔制。基轴制轴为基准轴。轴的公差带（基本偏差）取ES0，代号为H；EI0，EI值随公差等级不同而不同。以基准轴与各种不同公差带的孔配合而成不同松紧程度的配合制度，称为基轴制。不同基准制的孔、轴配合非基准制配合孔为非基准孔与轴为非基准轴的配合。第二节常用尺寸公差与配合为了简化配合，减少配合的种类，使公差带标准化，因此，必须将公差带两要素（大小和位置）标准化。GB规定标准公差（公差带的大小）系列和基本偏差（公差带的位置）系列。一、标准公差系列标准公差等级GB规定以符号“IT”表示标准公差。标准公差由公差等级和基本尺寸确定的。标准公差可查表22P200附表2公差等级是确定尺寸精确程度的等级。公差等级有IT01、IT0、IT1IT18共20个级别。同一等级（精度等级相同），尺寸段越大，公差值也大（不能简单认为公差值大，精度就低）。同一尺寸段，公差等级越高，标准公差值越小，反之标准公差值越大。二、基本偏差系列基本偏差决定公差带的位置。国标规定一般以靠近零线的偏差为基本偏差。当公差带在零线上方时，规定以下偏差（EI或EI都0）为基本偏差；当公差带在零线下方时，规定以上偏差（ES或ES都0）为基本偏差。轴的基本偏差可查表23，孔的基本偏差可查表24。另一基本偏差可由计算得出由TDITESEI得ESITEI或EIESIT由TDITESEI得ESITEI或EIESIT。1、基本偏差代号及系列图代号与系列图大写拉丁字母为孔的基本偏差，小写拉丁字母为轴的基本偏差。26个字母中去掉I（I）、L（L）、O（O）、Q（Q）、W（W）五个，加上CD（CD）、EF（EF）、FG（FG）、ZA（ZA）、ZB（ZB）、ZC（ZC）等七个，共28个基本偏差代号。特点孔的基本偏差代号与零线自上而下相交，AH在零线上方，基本偏差EI0（其中H的EI0，其他的EI0）；JZC在零线下方，基本偏差ES0（部分精度等级的J、K、M等除外）；JS完全对称于零线。轴的基本偏差代号与零线自下而上相交，AH在零线下方，基本偏差ES0（其中H的ES0，其他ES0）；JZC在零线下方，基本偏差EI0（部分精度等级的J、K、M等除外）；JS完全对称于零线。大部分的基本偏差均与公差等级无关，JS和JS除外，J、K、M、N和J、K随公差等级不同有不同的基本偏差值。2、公差带与配合的表示1）公差带公差带的位置是由基本偏差确定的；公差带的大小是由标准公差确定的。所以，孔、轴公差带用基本公差带代号和公差等级的数字表示。例如H8、G8、F7、M6等2）公差带的表示15H730G83）配合的表示40H8/F760M8/F7三、标准温度GB给定的标准公差和基本偏差是以20时给出的。因此，精密测量应在20的恒温环境下进行。四、常用尺寸孔、轴公差带与配合根据国标规定的公差等级有20个，基本偏差代号28个，组成的公差带有560种。也就是说孔、轴各有560种公差带。若以不同的孔、轴配合，则配合的种类更多。所以，应对公差带加以限制。五、未注公差尺寸的极限偏差未注公差图上只标基本尺寸，不标公差的型式。应用于非配合尺寸；工艺方法可以能保证尺寸精度；一些精度要求不高的尺寸；实际上，未注公差并非没有公差限制，而是采用一般公差，即一般的加工条件下可以保证尺寸的公差，工艺人员可以自行控制，不需检验。GB规定的未注公差的公差值见表27（P216，附表6），适用于非配合尺寸。第三节公差与配合的选用孔、轴的基本尺寸是由极限设计的力学计算而确定的。除此之外，孔、轴还需要进行精度公差设计来进行配合及根据使用要求确定配合的种类。确定方法1）计算法；（较科学，但较烦锁）2）类比法；（简单、多采用）3）试验法；（合理、可靠、但成本高）公差与配合的选用包括配合制、公差等级、配合种类的选用。一、配合制的选用1、优先选用基孔制。此法可以减少孔用定值刀、量具的规格和数量。2、选用基轴制的条件轴的精度要求不高，可以选用冷拉钢材（冷拉钢材的公差等级达IT8IT12）。一根轴与多个孔的配合。轴为基准件（轴承外圈与座孔配合时）。3、选用任一公差带配合。二、公差等级的选用公差等级的高低直接影响产品的使用性能和经济性。公差等级过低，不能满足使用要求，过高将使成本成倍增加。选用公差带的基本原则在满足使用要求的前提下，尽可能选用较低的公差等级。确定公差等级的方法类比法。公差等级的应用范围见表28，IT01IT1用于量块，IT1IT7用于量规，IT5IT12用于配合尺寸，IT11IT12用于不重要的配合，IT12IT18用于非配合尺寸。三、配合的选用1、配合类别（种类）的选用配合的应用主要有三个方面维持孔、轴的相对运动（间隙配合）；保证孔、轴的相对位置（过渡配合）；保证传递扭矩或载荷（不可拆过盈配合）（要拆过渡、间隙配合固定）。2、基本偏差的选用配合类别确定后，就要确定配合的松紧的程度了。由于配合多采用基孔制或基轴制，所以只需确定孔、轴的基本偏差就可以了。自学指导与训练方案一、课堂练习判断1、具有互换性的零件，其几何参数必须制成绝对精确。（）2、公差是允许零件尺寸的最大偏差。（）3、优先数系是由一些十进制等差数列构成的。（）4、公差值可以为零。（）5、过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈。因此，过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。（）6、图样标注MM的孔，该孔为基孔制的孔。（）037、公差值越小，说明零件的精度越高。（）8、配合H7/G6比H7/S6要紧。（）9、基轴制过渡配合的孔，其下偏差必小于零。（）10、有相对运动的配合选用间隙配合，无相对运动的配合选用过盈配合。（）11、配合公差的大小等于相配合的孔轴公差之和。（）12、孔的基本尺寸一定要大于轴的基本尺寸才能配合。（）选择1、下列配合代号标注不正确的是（）。A、B、C、D、5630KH6730PH8730H7830HH2、公差带大小是由（）决定的。A、标准公差B、基本偏差C、配合公差D、基本尺寸3、下述论述中正确的有（）。A、比的精度高。B、MM比MM精度高。820G7H013501325C、国家标准规定不允许孔、轴公差带组成非基准制配合D、零件的尺寸精度高，则其配合间隙小4、以下各种情况中，应选用间隙配合的有（）。A、要求定心精度高B、工作时无相对运动C、不可拆卸D、转动、移动或复合运动5、下列有关公差等级的论述中，正确的有（）。A、公差等级高，则公差带宽B、在满足要求的前提下，应尽量选用高的公差等级C、公差等级的高低，影响公差带的大小，决定配合的精度D、孔、轴相配合，均为同级配合二、作业1、设基本尺寸为30MM的N7孔和M6的轴相配合，试计算极限间隙或过盈及配合公差。2、某孔、轴配合，已知轴的尺寸为，XMAX0007MM，YMAX810H0037MM，试计算孔的尺寸并说明该配合是什么基准制，什么配合类别。3、设孔、轴配合，基本尺寸为MM，要求XMAX50M，YMAX32M，6试确定配合公差带代号。公差配合与技术测量课程教案教学单元第三章技术测量基础教学目标1知识目标（1）理解测量的基本概念及其四要素；（2）理解测量方法分类、特点，计量器具分类及常用的度量指标。2技能目标正确使用量具、量仪，处理测量结果。3德育目标通过教学培养学生动手能力，认真严谨的学习态度。重点难点1教学重点量块的基本知识及应用2教学难点测量方法教学方法讲授法直观演示法任务驱动法教学手段多媒体课件课堂直观演示视频课堂练习教学时数4课时（第一、二、三节2课时，第四、五、七、八节2课时）教学内容第一节技术测量的基本概念一、概述1、技术测量测量将被测量和计量单位比较，确定其大小；检验既判断零件合格，而不需确定尺寸的大小。2、测量的四要素被测对象被测量的零件；计量单位标准值的单位；测量方法采用的测量原理、器具和条件；测量精度测量值对真值的近似程度。二、长度基准及尺寸传递系统我国法定计量单位是以米（M）作为基本长度单位。使用波长为0633M的稳频氦氖激光辐射线波长作为国家长度基准。第二节量块又称块规，由耐磨材料（CRWMN钢）制成的端面量具。作用标准尺寸的传递；检定、校准及调整量具、量仪；直接检测零件。形状块形用作标准尺寸的量块；圆形用作检定千分尺的零位。1、量块参数中心长度L一个测量面的中心点到另一测量面之间的垂直距离。任意点长度LI一个测量面的任意点到另一测量面之间的垂直距离。长度变动量LLMAXLMIN2、量块的研合性与组合量块的研合性使量块可以组合使用。组合量块的原则是数目尽可能少；选用方法是首先选择能去除最后一位小数的量块，然后逐级递减选取。3、量块的级和等量块按照制造精度分为00、0、1、2、3共五级，00级精度最高，3级最低。级是以量块的中心长度的基本尺寸为标准尺寸，其标准尺寸的误差应在表的范围内。量块按照检定精度分为1、2、3、4、5、6共六等，1级最高，6级最低。量块按级使用时，以量块的标称尺寸为工作尺寸。按等使用时，以检定尺寸为工作尺寸。第三节测量方法的分类测量方法指测量原理、计量方法和测量条件的总和。实际是指获取测量结果的方法。按是否直接测量被测参数分类直接测量被测参数可以直接获取；间接测量被测参数需通过测量其他参数，再经过计算才能获取。按计量器具的读数值是否直接表示被测尺寸分类绝对测量计量器具的读数值可以直接表示被测参数值相对测量（比较测量）计量器具的读数只表示被测尺寸相对标准尺寸的变动量。相对测量较绝对测量精度高，但较麻烦。按计量器具的测头与被测表面是否接触分类接触测量测量时，测头与被测表面有直接接触。存在测量力，测量力的大小会影响测量的结果。不接触测量测量时，测头与被测表面不接触。不存在测量力。如光学仪器等测量。按同时测量参数的多少分类单项测量在每次测量中，只能测出一个参数。综合测量在每次测量中，可以测出多个参数。常在大批生产中，用综合量规检验。按测量在加工过程中所起的作用分类被动测量零件加工完成后进行测量，判断零件是否合格。主动测量在加工过程中进行测量。用测量结果控制加工过程，防止废品产生。加工中的试刀、自动检测仪监控等都是主动测量。按被测量件在测量过程中所处的状态分类静态测量测量时被测表面相对测头是静止的。动态测量被测表面与测头模拟工作状态做相对运动测量。第四节计量器具的分类和主要度量指标一、计量器具的分类按使用场所分量具结构简单，主要是在车间使用的量具。量仪结构复杂、测量精度高，多在计量室使用。按用途分标准计量器具体现标准尺寸的量具，如量块。通用计量器具具有通用性，可测量一定范围内各种尺寸。专用计量器具专用于测量特定零件的器具，是专用仪器。按自动化程度分手动半自动自动二、计量器具的主要度量指标选用计量器具的依据刻度间距相邻两刻线中心线之间的实际距离。分度值每一刻度所代表的被测量值。示值范围计量器具所显示或指示的最低值至最高值的范围。测量范围计量器具所能测量的被测量的范围。示值误差计量器具的示值与真值之差。有正负之分，实际中常用专用量块标准尺寸代替真值。回程误差在相同条件下，计量器具沿正、反行程在同一测量点上所指示的最大差值。示值变动性在相同条件下，对同一被测量点进行多次重复测量时，计量器具所指示的最大差值。灵敏限引起计量器具示值变化的被测量的最小变动量。灵敏度对被测量变化的反应能力。对针式量具而言放大比，对光学量仪而言放大倍数。测量力测头与被测表面间的接触力。不确定度计量器具的本身系统存在误差的影响，使测量结果不能确定的误差范围。包括计量器具示值误差、校正零位用的标准件的误差。第五节常用的量具和量仪一、游标量具游标卡尺的读数方法整数游标尺0线对主尺左部的数值。每条刻线1MM，主尺上每隔10条线记作1、2应读作10MM、20MM。小数游标尺上某条线与主尺上某线对齐，读取游标尺上读数。若游标卡尺第1条线对齐，则游尺0与主尺0向右相差002MM；2004MM；5010MM10020MM50100MM。有时，很难判断游标尺上某条线与主尺上某线对齐，则可采用左、右逼近（排除）法。游标卡尺的读数（整数小数）左（整数小数）右二、测微量具种类外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、专用千分尺。测微螺杆的螺距为05MM，微分筒转动1圈，测微螺杆移动05MM。若微分筒在圆周上等分50等分，微分筒有每转动1格，测微螺杆就移动001MM。读数方法整数固定套上的刻线为整数。上下每条刻线间距为05MM。所以，固定套上被套筒遮盖而露出的数值为整数。小数固定套上的纵向线对着微分筒上某线对齐，则读取微分筒上的数为小数。零上的数为正，零下的数为负。若固定套上的纵向线对着微分筒上某线对不齐，可根据所占的比例，估读小数后的第三位数。读数整数小数操作使用使用前校定示值误差。左测面要贴紧被测表面，向上拧动测力装置使测微螺杆在正确位置上贴紧另一被测表面，直到嘚嘚响。可以直接读取示值，就直接读取，不可以时，可摆动锁紧机构，取出千分尺在读。取出千分尺，应先向下反向拧动微分筒，使测微螺杆松开，再取出千分尺。三、机械量仪指示表测量几何参数（尺寸、形状及位置）变化，获取误差；相对法测量（与标准尺寸配合使用），获取实际几何参数。外部结构带刻度的表盘表盘可以旋转对零；大指针每转动1小格为001MM或0001MM，转1圈为1MM；小指针每转动1小格为1MM，行程有3、5、10MM等；套筒夹持部位；测杆齿距为1MM的齿条，带动小齿轮；测头用螺纹安装在测杆上。内部结构齿条（测杆）齿距为1MM的齿条，带动小齿轮；同轴小齿轮Z2、大齿轮Z3一起转动，转角相同转动弧长不同；连接大指针的小齿轮Z1，转动弧长与大齿轮Z3转动弧长相等；游丝和右侧大齿轮（消除齿侧间隙）。工作原理测杆向上带动同轴大、小齿轮顺时针转动，使大指针小齿轮逆时针转动，游丝大齿轮作顺时针转动，使游丝转紧，在游丝的作用下，游丝大齿轮的反向作用力消除转动机构的间隙。齿条（测杆）向上移动1MM，大齿轮转过的弧长等于大指针小齿轮转动的周长，大指针转1周。表盘在圆周上等分100份，有齿条（测杆）向上移动001MM，大指针转动1小格。读数原理大指针转1小格为001MM，工件尺寸变化为001MM；大指针转100小格（1圈）为1MM，此时小指针转1小格。内径表工作原理孔直径尺寸的变化，推动活动量杆，经等臂杠杆等量推动推杆，推杆推动百分表。内径表的安装安装百分表百分表与推杆有接触（大指针有转动），即可拧紧锁紧螺帽；安装固定量杆选择合适的固定量杆，比测量尺寸大约1MM，并锁紧。内径表的使用只测量尺寸的变动量各处尺寸的最大值与最小值之差；测量实际尺寸千分尺开至所需的标准尺寸，内径量表在千分尺中取标准尺寸，百分表在标准尺寸状态下，转动表盘使大指针对零，并记下小指针的读数。此时小指针的读数的位置和大指针指向零为标准尺寸。在测量中大指针顺时针转过的格数为实际尺寸偏离标准尺寸的负差值，有LAL；大指针逆时针转过的格数为实际尺寸偏离标准尺寸的正差值，有LAL。第七节测量误差误差概念制造误差零件的实际参数对理想参数（理想值）的差值；此误差不超要求，即为合格。测量误差零件测量参数对实际参数（真值）的差值；此误差要求尽量小，否则会造成“误收”或“误废”。测量误差测得值真值或0，以算术平均值作为近似值。误差在制造和测量中不可避免，永远存在。在测量中应尽量采用可靠的原理、方法、量具进行测量，尽量减少误差。一、测量误差的来源器具误差计量器具本身的误差；方法误差测量方法不完善；环境误差温度、湿度、振动等引起；人员误差由人的主观因素引起的误差。如操作技术不熟练、视觉误差等。二、测量误差的分类系统误差定值系统误差测量误差大小、方向不变，因量具的基准件或测量的基准等原因引起；变值系统误差测量误差大小、方向按一定规律变化；随机误差误差的大小、方向以不可预见的方式变化。引起的因素众多。粗大误差明显超出预期的误差。三、随机误差的特性与处理随机误差的特性对称性、单峰性、有界性、抵偿性。第八节验收极限和计量器具的选用与维护保养一、验收极限的确定1、内缩方式上验收极限最大极限尺寸A下验收极限最小极限尺寸A包容要求、偏态分布的尺寸选用。2、不内缩方式验收极限等于最大极限尺寸和最小极限尺寸。工艺能力指数1、非配合和一般公差的尺寸选用。二、计量器具的选用与工件外形、位置、尺寸、被测参数特征相适应；计量器具的不确定度允许值1。自学指导与训练方案一、课堂练习判断1、量规只能用来判断零件是否合格，不能得出具体尺寸。（）2、计量器具的示值范围即测量范围。（）3、使用的量块越多，组合的尺寸越精确。（）4、通常所说的测量误差，一般是指相对误差。（）5、多数随机误差是服从正态分布规律的。（）6、精密度高，正确度就一定高。（）7、选择计量器具时，应保证其不确定度不大于其允许值U1。（）选择1、由于测量器具零位不准而出现的误差属于（）。A、随机误差B、系统误差C、粗大误差D、人为误差2、由于测量误差的存在而对被测几何量不能肯定的程度称为（）。A、灵敏度B、精确度C、不确定度D、精密度3、应该按仪器的（）来选择计量器具。A、示值范围B、分度值C、灵敏度D、不确定度二、作业1、在83（或46）块成套量块中，选择组成的两极限尺寸的量块组。635F2、在立式光学比较仪上对塞规同一部位进行四次重复测量，其值为20004、19996、19999、19997MM，试求测量结果。3、某轴的尺寸为E，试确定验收极限并选择计量器具。620H公差配合与技术测量课程教案教学单元第四章技术测量基础教学目标1知识目标（1）掌握形位公差的概念；（2）掌握形位公差确定、标注的基本方法和误差的基本检测方法；（3）理解尺寸公差与形位公差间的关系。2技能目标正确使用量具、量仪进行形位公差检测。3德育目标通过教学培养学生动手能力，认真严谨的学习态度。重点难点1教学重点形位公差特征项目的名称、符号、表示方法、形位公差带，公差原则2教学难点形位公差的选择及标注，公差原则教学方法讲授法直观演示法任务驱动法教学手段多媒体课件课堂直观演示视频课堂练习教学时数8课时（第一、二节2课时，第三、四、五节各2课时）教学内容第一节概述构成零件几何特征的点、线、面，统称为要素。点球心、锥顶等；线轴线、素线等；面球面、锥面、圆柱面、端面、平面等。由此可见任何零件都是由点、线、面构成的；点、线、面的形状及相对位置就构成不同零件的特征。一、要素的分类1、按结构特征分类轮廓要素可见的（表面的）要素中心要素看不见的、构成零件轮廓的中心的（对称的）要素（球心、轴线、对称平面）2、按存在状态分类实际要素实际存在、可以进行测量的要素理想要素不存在误差的点、线、面，实际中不存在3、按所处地位分类被测要素有形状、位置要求，需要进行检测的要素基准要素确定被测要素在方向或位置要求的要素（只有位置公差有基准要素）4、功能关系分类单一要素只对要素本身有功能要求的，对其他要素没要求（即形状公差的要素）关联要素对其他要素有功能要求，如被测要素对基准要素有功能要求（即位置公差的要素）二、形位公差项目和形位公差带1、性质形位公差带是限制被测要素变动的一个区域，当被测实际要素落在给定的公差带内，表示该要素的形状或位置符合要求。2、四要素公差带是由形状、大小、方向、位置四要素组成。公差带的位置可分为固定和浮动两种。3、形式若能掌握公差带的形式，也就容易掌握形位公差的检测方法，所以也是检测形位公差的合理依据。三、形位公差的标注方法框格一般应水平放置，格高约为数字的2倍；1、2格的框格用于形位公差的标注，35格的框格用于位置公差的基准；左起第一格，填形位公差代号；第二格，填形位公差的数值（单位为MM）。圆、圆柱形公差带为T、球形为ST；第三五格，填基准字母，26个字母剔除E、F、I、J、M、O、P、R8个，只用18个。其中单一基准用一个字母，公共基准AB填一格，三基准按、次序分三格填写。每个字母只用一次；框格上下可作说明。指引线可从框格的左或右端引出，一个框格一般只画一条指引线；指引线可折一次，不允许折两次；箭头应垂直指向被测要素公差带方向或直径方向，并与轮廓接触。注意同一形（位）公差，被测要素不同，公差带也不同，箭头指向也就不同；被测要素为轮廓要素，箭头直指轮廓表面，或其延长线；明显与尺寸线错开；被测要素为中心要素，箭头与尺寸线对齐。基准代号图纸中的基准代号应与框格中的基准代号相一致；基准符号粗短划线、圆圈、连线。基准要素为轮廓要素，基准符号标在轮廓的外侧或其延长线上；基准要素为中心要素，基准符号上的连线与尺寸线对齐。第二节形状公差及检测一、形状误差和形状公差形状误差是被测实际要素对其理想要素的变动量。形状公差是单一要素（只对本身有要求的点、线、面）的形状所允许的变动全量，为了限制形状误差而设立的。形状公差是标准量，公差值是限制误差的区域。二、最小条件与最小区域法1、最小条件评定形状误差的基本原则被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。2、最小区域所有的被测实际要素都落在最高点与最低点组成的两平行线的区域内。第三节位置公差及检测一、位置误差和位置公差位置公差被测实际要素的方向和位置对基准要素所允许的变动全量。位置误差被测实际要素对理想要素在方向和位置的变动量。二、基准基准要素对被测实际要素的位置起确定方向或位置作用的点、线、面。1、基准的建立基准平面、基准轴线、公共基准轴线2、基准的体现基准平面平台（板）；基准轴线外延表面V形块；公共基准轴线两中心孔两顶尖。3、三基面体系第一基准三点定位第二基准两点定位第三基准一点定位三、位置公差带和检测方法第四节公差原则一、有关术语和定义1、局部实际尺寸任何正截面上，两对应点的距离。2、体外（体内）作用尺寸被测要素的给定长度上，与实际外表面体外（体内）相接的最小（最大）理想面或与实际内表面体外（体内）相接的最大（最小）理想面的直径或宽度。3、最大（最小）实体状态和最大（最小）实体状态尺寸最大实体状态实际要素在极限尺寸内，具有最大实体，即材料最多的状态。最大实体状态尺寸材料最多时的尺寸。最小实体状态实际要素在极限尺寸内，具有最小实体，即材料最少的状态。最小实体状态尺寸材料最少时的尺寸。4、边界与边界尺寸边界实际给定的具有理想形状的极限包容面，用于控制实际要素作用尺寸。边界尺寸极限包容面的直径或宽度。最大实体边界尺寸为最大实体尺寸的边界。最小实体边界尺寸为最小实体尺寸的边界。最大实体实效边界尺寸为最大实体实效尺寸的边界。最大实体实效尺寸给定长度上，实际要素处于最大实体状态且中心要素的形位误差等于给出公差值时的体外作用尺寸。最小实体实效边界尺寸为最小实体实效尺寸的边界。最大实体实效尺寸给定长度上，实际要素处于最小实体状态且中心要素的形位误差等于给出公差值时的体内作用尺寸。二、独立原则被测要素在图样上给出的尺寸公差与形位公差各自独立，分别满足要求的公差，没有特殊标注。一般应用于非配合的尺寸或不重要的配合尺寸（例如平板）。三、包容要求单一要素的尺寸极限偏差或公差代号后面注有符号。被测要素应遵守最大实体边界。即当实际尺寸处处为最大实体尺寸时，形状公差为零，实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许形状误差相应增大，但体外作用尺寸不得超过最大实体尺寸，局部实际尺寸不得超过其最小实体尺寸。四、最大实体要求1、最大实体要求用于被测要素在形位公差内公差值后标注。最大实体要求用于被测要素时，被测要素应遵守最大实体实效边界。其形位公差值是在该要素处于最大实体状态时给定的。当被测要素偏离最大实体状态，即实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许的形位误差值增加，增加量为实体尺寸对最大实体尺寸的偏移量，最大增加量等于被测要素的尺寸公差。被测要素实际尺寸由最大、最小实体尺寸控制。2、最大实体要求应用于可逆要求在形位公差值的后加注符号R。被测实际要素仍遵守最大实体实效边界。当被测要素尺寸偏离最大实体尺寸时，形位公差值可超出给定值；当形位误差小于给定形位公差值时，实际尺寸亦可超出最大实体尺寸。关联要素遵守最大实体边界，保证配合性质。3、最大实体要求应用于基准要素被测要素的公差值后和基准代号后标注。基准要素遵守最大实体实效边界或最大实体边界。若基准要素的实际轮廓偏离其边界，允许其在一定范围浮动，等于体外作用尺寸与相应边界尺寸之差。4、最大实体要求的应用场合主要用于要求保证装配互换性的要素。五、最小实体要求应用于被测要素时，公差值后标注。被测要素遵守最小实体实效边界。实际尺寸偏离最小实体尺寸时，形位公差值可增大。应用于基准要素时，基准字母后标注。基准要素遵守最小实体实效边界或最小实体边界。若基准要素的实际轮廓偏离其边界，允许其在一定范围浮动。最小实体要求也可采用可逆要求或零形位公差。第五节形位公差的选用一、形位公差项目选用1、根据几何形状特征和功能要求轴类圆度、圆柱度、圆跳动、同轴度平面平面度、平行度、垂直度2、加工和检测是否方便3、经济性二、基准要素的选用在满足功能要求的前提下，一般选用加工或装配中定位的表面作为基准。力求设计基准与工艺基准统一、重合。例如轴的基准加工（两端面中心孔）检测（两端面中心孔）。三、形位公差值的选用根据主参数（被测）和公差等级确定形位公差值。形位公差等级一般分为112级，1级为最高级，12级为最低级，普通使用的是6级或7级为普通级，高于普通级15级为高精度，低于普通级812级为低精度。原则满足零件的功能要求的前提下尽量使用低的精度等级。方法多用类比法。注意在同一个被测要素中，一般有形状公差值位置公差值，圆柱形零件形状公差值尺寸公差值，平行度公差值尺寸公差值。表面粗糙度小，形状公差值也小。难加工的要素，只要能满足使用功能要求，形位公差等级可以适当降低12级。尺寸公差与形位公差无需联系的，应选用独立原则；配合要求较高的（如保证最小间隙），要选用包容要求；当保证装配互换性的，选用最大实体要求。一般加工方法能保证的形位公差可以不标注在图纸上。未注形位公差的规定1、对直线度和平面度、垂直度、对称度及圆跳动未注公差分H、K、L三个等级。2、圆度未注公差值等于直径公差值，不大于圆跳动未注公差值。3、圆柱度、同轴度未注公差值不作规定。4、平行度未注公差值等于相应尺寸公差值或直线度和平面度未注公差值中较大者。自学指导与训练方案一、课堂练习判断1、形位公差的研究对象是零件的几何要素。（）2、基准要素是用来确定被测要素方向和位置的要素。（）3、基准要素为中心要素，基准符号应与该要素的轮廓要素尺寸线错开。（）4、某一实际圆柱面实测径向圆跳动为F，则它的圆度误差一定不超过F。（）5、某一实际平面对基准平面的平行度误差为M，则该平面的平面度误差一定不大于M。（）6、某零件的对称度公差要求是005MM，若测得实际对称面与理想中心面的差值为003MM，则该项指标合格。（）7、径向全跳动公差可以综合控制圆柱度和同轴度误差。（）8、最大实体要求之下关联要素的形位公差不能为零。（）改正标注错误二、作业1、如图所示销轴的三种形位公差标注，它们的公差有何不同2、如图所示，要求指出被测要素遵守的公差原则。求出单一要素、关联要素的实效尺寸。求被测要素的形状、位置公差的给定值大小，最大允许值大小。若被测实际尺寸处处为MM，轴线对基准A的垂直度误差971为MM，判断其垂直度的合格性并说明理由。09公差配合与技术测量课程教案教学单元第五章表面粗糙度及检测教学目标1知识目标（1）理解表面粗糙度的概念；（2）熟悉表面粗糙度的评定参数；（3）掌握表面粗糙度的标注方法。2技能目标正确选择、标注零件表面粗糙度。3德育目标通过教学培养学生认真严谨的作风。重点难点1教学重点表面粗糙度的评定参数、标注、选用、测量2教学难点表面粗糙度的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、二、三节2课时，第四、五节各2课时）教学内容第一节概述现象无论采用哪种方法加工，零件表面都存在几何形状误差。波距10MM形状误差波距110MM波纹度波距1MM表面粗糙度原因加工方法或其他方法影响而形成。影响零件表面越粗糙，表面粗糙度就越大。粗糙度大，零件表面易磨损，间隙量，过盈量；粗糙度大，表面容易积聚腐蚀性气体，使表面腐蚀；粗糙度大，交变载荷作用下容易疲劳破坏；粗糙度大，影响外观和密封性。因此表面粗糙度是衡量产品质量的重要指标之一。国标旧国标表面光洁度新国标表面粗糙度第二节表面粗糙度的评定以垂直于加工纹理方向的截面的实际轮廓来评定表面粗糙度。一、评定范围与评定基准线1、评定范围取样长度L含五个峰和五个谷以上的范围。取样长度是作为评定表面粗糙度的范围。评定长度LN含五个取样长度，即LN5L，评定结果是5个取样长度的表面粗糙度的平均值。2、评定基准线最小二乘中线轮廓表面上各点到中线距离的平方和为最小。轮廓算数平均中线中线上方的面积等于下方的面积。二、评定参数1、轮廓的算术平均偏差RA在一个取样长度内，轮廓上各点至轮廓中线距离的算术平均值，数学表达式为NIILAYDXYR101测得的值越大，则表面越粗糙。一般用电动轮廓仪进行测量。2、微观不平度十点高度RZ在取样长度内，五个最大轮廓峰高平均值和最大轮廓谷深平均值之和，数学表达式为5151IIVIPZYR只有十个点不够全面，但可用光学仪器测量出过于粗糙或过于光滑的轮廓表面。3、轮廓最大高度RY在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。测量最简单，用于很短的表面或需控制因应力集中而导致疲劳破坏的表面。4、轮廓微观不平度的平均间距SM在取样长度内，轮廓微观不平度间距的平均值，数学表达式为NIMIS15、轮廓单峰平均间距S在取样长度内，轮廓单峰间距的平均值，数学表达式为NIS1SM、S反映表面加工痕迹的细密程度。6、轮廓支承长度率TP在取样长度内，一平行于中线的线与轮廓相截时所得到的各段截线长度之和与取样长度L之比，数学表达式为10NIPBLTTP大表示在某一截距下轮廓的凸起实体部分多，即支承载荷的长度长。第三节表面粗糙度参数值及其选用在常用参数值范围内（RA002563M，RZ0125M）推荐优先选用RA。注意同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度小。摩擦表面比非摩擦表面，滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度小。承受交变载荷的表面及易引起应力集中的部分（如圆角，沟槽）粗糙度应小些。要求配合稳定可靠时，粗糙度应小些，小间隙配合表面，受重载作用的过盈配合表面，其粗糙度要小。表面粗糙度与尺寸及形状公差应协调，通常公差小，表面粗糙度也要小，同一尺寸公差的轴比孔粗糙度要小。第四节表面粗糙度的标注一、表面粗糙度符号、代号二、表面粗糙度的标注方法1、标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向加工表面，代号中数字及符号的方向必须与尺寸数字方向一致。2、当选用RA时，只标数值，RA符号不标；选用RY时，符号和数值都要标注。3、零件所有表面具有相同粗糙度，可在图样右上角统一标注；大部分表面具有相同粗糙度，对其中使用最多的统一注在右上角，并加注“其余”。4、尽量采用简化注法。第五节表面粗糙度的检测1、比较法将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。2、光切法应用光切原理来测量表面粗糙度的一种测量方法。常用仪器光切显微镜（双管显微镜）。该仪器适用于车、铣、刨等加工方法获得的金属平面或外圆表面，主要测量RZ值，测量范围为RZ0863M。3、干涉法利用光波干涉原理测量表面粗糙度。常用仪器是干涉显微镜。主要用于测量RZ值，范围为RZ0031M。一般用于测量粗糙度要求高的表面。4、针描法一种接触式测量表面粗糙度的方法，常用的仪器是电动轮廓仪，可直接显示RA值，范围0025M。自学指导与训练方案一、课堂练习判断1、间隙配合中由于表面粗糙不平，会因磨损而使间隙迅速增大。（）2、表面越粗糙，取样长度应越小。（）3、要求耐腐蚀的零件表面，粗糙度数值应小一些。（）4、用干涉法通常可测量RA和RY。（）5、测量表面粗糙度时，规定取样长度是为了限制和减弱宏观几何形状误差的影响。（）二、作业课本113页第8题公差配合与技术测量课程教案教学单元第六章光滑极限量规及功能量规教学目标1知识目标（1）了解量规的原理及应用；（2）掌握光滑量规的设计方法。2技能目标正确设计量规。3德育目标通过教学培养学生认真严谨的学习态度。重点难点1教学重点工作量规公差带的分布，泰勒原则，工作量规的设计方法2教学难点泰勒原则，工作量规的设计方法教学方法讲授法任务驱动法教学手段多媒体课件视频课堂练习教学时数2课时教学内容一、概述功能一种没有刻度的专用检验工具作用只能判断工件是否在规定的极限尺寸范围内种类光滑量规、锥度量规、螺纹量规、花毽量规、功能量规；检验孔的量规称为塞规，检验轴的量规称为卡规。塞规和卡规包含通规和止规两种通规按被测要素的最大实体尺寸制造，控制作用尺寸。止规按被测要素的最小实体尺寸制造，控制实际尺寸。检测时，凡通规能通过，止规不能通过的零件属于合格产品。按用途分工作量规生产者用来检验的量规。通规T表示，止规Z表示。验收量规检验员用的量规。校对量规检验工作量规的量规。二、极限尺寸判断原则孔或轴的体外作用尺寸不允许超越最大实体尺寸，在任何位置上的实际尺寸不允许超越最小实体尺寸。符合泰勒原则的量规如下尺寸通规基本尺寸零件的最大实体尺寸止规基本