第一章 光滑圆柱形结合的极限与配合

1、第一章 光滑圆柱形结合的极限与配合§11基本术语及其定义 一、【教学理念】 实用够用，少讲多练，重在启发，激发兴趣二、【教学目标】（一）认知目标：掌握基本术语及定义，要会作尺寸公差带图。(二) 情感目标：激发学生的学习兴趣，引导学生将生产、生活实际与所学知识相结合，启迪学生的创造性思维。（三）技能目标：培养学生的观察能力，学习实验操作技能，培养分析实验过程，总结实验结果的能力。三、【基本要求 】 了解孔和轴、各尺寸、偏差及公差的定义，理解基本公式的用法。四、【重点难点】 明确各尺寸、偏差公差之间的关系，正确作出尺寸公差带图。五、【整体设计】本课内容与生产和生活联系比较密切，所以以实验

2、的方法为主体，采用综合讲解和对比的分析方法，在充分调动学生的积极性和兴趣的基础上，加强师生双边交流，注重教师的主导作用和学生的主体作用，进行启发式教学。六、【使用教具】 图片、图纸七、【计划课时】 2课时八、【教学过程】 （一）、引入新课现代化的机械工业，要求机器零件具有互换性，但加工误差是不可避免的，因此并不是要求零件都准确的加工成一个指定尺寸，而是给定一个尺寸变动范围。对于相互结合的零件，这个范围既要保证相互结合的尺寸之间形成一定的关系，以满足不同的使用要求，又要在制造时经济合理，这样就形成了“极限与配合”的概念。（二）、新课讲授： 【复习提问：什么是互换性？零件的几何量误差和公差的概念？

3、】指出：这次课所讲的术语及定义就是围绕以上问题而给出的。一、孔和轴【提问：在学生的印象中孔和轴指的是什么？】引出：在极限与配合的相关标准中，孔和轴的定义更为广泛。孔 通常指工件各种形状的内表面，包括圆柱形内表面和其他由单一尺寸形成的非圆柱形包容面轴 通常指工件各种形状的外表面，包括圆柱形外表面和其他由单一尺寸形成的非圆柱形被包容面举例：根据定义可知，键和键槽的结合也引申为孔和轴的定义。二、尺寸的术语与定义1、 尺寸建立尺寸的概念讨论法：以学生对尺寸的理解给尺寸下定义。举例：你的身高，黑板的长度等，这都是尺寸。总结出：尺寸是以特定单位表示长度大小的数值。如：30mm，40m等。规定：在机械制图中

4、，图样上的尺寸以mm为单位时，可省略单位标注。2、基本尺寸（D d）基本尺寸是根据使用要求，通过计算、试验或类比的方法并经过标准化后确定的。大写字母表示孔，小写字母表示轴。（以所带图纸为例，指出图纸上所标尺寸中的基本尺寸）举例：某孔的直径为32，则D=32mm：和孔相配合的轴的直径为32，则d=32mm。如图：3、实际尺寸（Da da）通过测量获得的尺寸称为实际尺寸。由于测量误差是客观存在的，所以实际尺寸不是尺寸真值。举例：工人加工零件时，通过测量获得上述轴的尺寸为32.016mm，则该尺寸为实际尺寸，即da=32.016mm4、极限尺寸（Dmax Dmin dmax dmin）极限尺寸是允许

5、的尺寸变化的两个界限值。最大极限尺寸(Dmax dmax)：允许的最大尺寸最小极限尺寸(dmax dmin)：允许的最小尺寸例：就上述轴的两个极限尺寸为32.018和32.002mm，则孔的两个极限尺寸为32.025和32mm。极限尺寸是根据设计要求以基本尺寸为基础给定的，是用来控制实际尺寸变动范围的，实际尺寸如果小于等于最大极限尺寸，大于等于最小极限尺寸，则零件合格。如上述例子中轴da：32.01832.002mm； 孔Da：32.02532mm。得出： DmaxDaDmin dmaxda dmin特别提示：零件尺寸合格与否与基本尺寸无直接关系练习：某一轴的直径为30，分析d，dmax，da

6、， dmin各为多少，它们之间的关系如何？三、偏差与公差的术语与定义1、偏差偏差是某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。是反映某一尺寸偏离基本尺寸的程度。【提问：某一尺寸有哪些尺寸？得出：偏差可分为两种】（1）极限偏差 极限偏差是极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。（即反映极限尺寸偏离基本尺寸的程度）。1）上偏差（ES es） 最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。ES=DmaxDes=dmaxd 2）下偏差（EI ei） 最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差。EI=DminDei=dmind偏差可能是正、负或零，书写或标注时正、负号或零都要标注。标注：在图样上或技术文件中极限偏差的标注方法如：30

7、；为了标注保持严密性，即使上下偏差是零，也要进行标注，如300-0.01；如果上下偏差数值相等，正负相反时，标注可简化，如30±0.0015。（以所带图纸为例，指出图纸上所标尺寸中的极限偏差）练习：P32页 6题（2）实际偏差实际偏差是实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（即反映实际尺寸偏离基本尺寸的程度）。实际尺寸可能大于、小于或等于基本尺寸，因此，实际偏差可能是正、负或零。注意：极限偏差是用来控制实际偏差的，合格的零件实际偏差应位于极限偏差之内。（让学生自己推导）。在实际中常用孔、轴的基本尺寸和极限偏差计算其极限尺寸，计算公式如下：（让学生自己得出结论） Dmax=D+ES Dmi

8、n=D+EIdmax=d+es dmin=d+ei例： 求标注为50mm的孔的最大、最小极限尺寸。解：Dmax=D+ES=50（+0.048）mm=50.048 mm Dmin=D+EI=50（+0.009）mm=50.009 mm特别提示：判断尺寸合格的方法有两种：零件的实际尺寸应在规定的两极限尺寸之间或零件的实际偏差应在规定的上、下偏差之间。2.尺寸公差（T） 【复习；各尺寸及各偏差之间的联系？】 引出：要控制误差的大小，需知道允许尺寸的变动量。定义：最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之差。它是允许尺寸的变动量。（举例：温差=最高温度-最低温度）公差是控制误差的,加工误差是不

9、可避免的，显然公差应该大于零(负公差、零公差没有意义)。孔的公差 Th=DmaxDmin = ESEI 轴的公差 TS= dmaxdmin = esei 公差与偏差的区别：从使用角度和加工的角度考虑，公差与偏差是两个不同的概念。公差表示制造精度的要求，反映加工难易程度,基本尺寸相同，公差值越大，工件精度越低，越容易加工。反之，工件精度高，难加工；而偏差表示与基本尺寸偏离的程度，它表示公差带的位置，影响配合的松紧，从工艺看，一般不反映加工难易程度。（举例对比法）练习：P32页9题3、零线与尺寸公差带极限配合的主要术语及其相互关系可以用图示的方法来表示。（用事先准备好的图来让学生分析所学术语之间的

10、关系，得出：画出来显得很乱，实用中为了简化起见，常不画出孔和轴的全部，而只画出孔、轴公差带来分析问题，这就是极限与配合的图解，简称公差带图）（1） 零线 首先画出一条水平的零线（零线是代表基本尺寸的一条直线），在其左端标上“0、+、”号，在零线的左下方画出带箭头的基本尺寸线，并标出基本尺寸。正偏差位于零线的上方（注：不是上偏差），负偏差位于零线的下方（注：不是下偏差），偏差为零时与零线重合。根据上偏差和下偏差的大小，按适当的比例画出平行于零线的两条直线，公差带沿零线方向的长度可适当选取。为了区分孔、轴公差带，孔的公差带剖面线和轴公差带剖面线方向相反，并标出其上下偏差。（2）公差带 公差带是指在

11、极限与配合图解中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸两条直线所限定的一个区域。（边讲边作出公差带图） 尺寸公差带的两个要素:大小-由公差值决定位置-由基本偏差决定(通常是靠近零线的那个极限偏差) 。(学生分析） 由此可见，“极限” 用于协调机器零件使用要求与制造经济性之间的矛盾。举例：1-5 绘出孔25和轴25 的公差带图。+0.021-0.020-0.03325+0_解：练习：P32页9题（三）、总结： 基本尺寸 （D d）尺 实际尺寸（Da da）寸 极限尺寸 最大极限尺寸 (Dmax dmax) 最小极限尺寸（dmax dmin） 偏 极限偏差 上偏差（ES es） 差 下

12、偏差（EI ei） 实际偏差公差 零线：一条水平线带图 公差带：一个区域（四）、作业：1） 复习并整理本节课内容。2） 完成教材P32页 1，2，3，4，5，7题 板书设计一、孔和轴孔 通常指工件各种形状的内表面，包括圆柱形内表面和其他由单一尺寸形成的非圆柱形包容面轴 通常指工件各种形状的外表面，包括圆柱形外表面和其他由单一尺寸形成的非圆柱形被包容面二、尺寸的术语与定义1、尺寸：由特定单位和数值两部分组成。2、基本尺寸（D d）3、实际尺寸（Da da）4、极限尺寸（Dmax Dmin dmaxdmin）DmaxDaDmin dmaxda dmin三、有关偏差、公差的术语与定义1、偏

13、差定义：偏差是某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。（1）、极限偏差 1）上偏差（ES es） ES=DmaxD es=dmaxd 2）下偏差（EI ei） EI=DminDei=dmind （2）实际偏差定义：实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 由以上公式得出：（a）：实际偏差位于极限偏差之间（b）： Dmax=D+ES Dmin=D+EIdmax=d+es dmin=d+ei复习：互换性：同一规格的一批零件不需挑选、调整或辅助加工就能装配，且能满足使用要求。印象中：孔轴是圆柱形内外 表面例：d=32mm，D=32mm，da=32.016mm Da=32.020mmdmax=32.018mm，d

14、min=32.002mDmax=32.025mmDmin=32mm。练习：d=30mm， da=29.98029.993mm dmax=29.993mm，dmin=29.980mDmax=32.025mm练习：6.（1）（3）（4）（5）（5）（7）（8）（9）是错的推导：dmaxda dmin dmax-dda-d dmin-desea ei例： 求标注为50mm，求孔的最大、最小极限尺寸。解：Dmax=D+ES =50（+0.048）=50.048mm Dmin=D+EI =50（+0.009）=50.009 mm2、尺寸公差（T）定义：允许尺寸的变动量轴公差 TS=dmaxdmin=esei孔公差 Th=DmaxDmin =ESEI注：公差值前没有符号且不能为零3、零线与尺寸公差带（1）零线：代表基本尺寸的一条直线（2）公差带：由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸两条直线所限