§1-3 线性尺寸公差与配合的选用

课题§1-3线性尺寸公差与配合的选用授课时间授课时数2授课班级教具PPT、多媒体动画、视频等教学目标1．培养学生掌握公差等级的选用方法和公差带代号的选择原则。2．培养学生掌握基准制的选用方法。3．培养学生掌握配合种类的选用方法。4．培养学生掌握选用公差等级、配合制和配合种类的能力。教学重点1．培养学生掌握公差等级的选用方法。2．培养学生掌握基准制的选用方法和配合种类的选用方法。教学难点培养学生掌握选用公差等级、配合制和配合种类的能力。教学建议1.教材地位本节是前两节术语和标准的落脚点，回答“实际生产里到底怎么选”的问题。学生已经会查标准公差、会认基本偏差和配合代号，但缺少分析与判断的经验，最常犯的错是不看使用要求一味选高等级，或把基准制选反。2.教法建议用“先定功能、再定制度、后定种类”的三步法贯穿全课：先问这套配合是转动、是定位还是传力，再问选基孔制还是基轴制，最后问选哪一类配合、哪一个基本偏差代号。每一种配合都配一个学生熟悉的实物例子，如轴与滑动轴承、齿轮与轴、定位销与孔座，边举例边填表归纳。

教学内容教学活动一、公差的选用1．公差等级的选用选择公差等级时要综合考虑使用性能和经济性两方面的因素。总的选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽量选取低的公差等级。对于公称尺寸小于或等于500mm的配合，当公差等级高于或等于IT8时，推荐选择孔的公差等级比轴低一级；对于公差等级低于IT8或公称尺寸大于500mm的配合，推荐选择同级孔、轴配合。2．公差带代号的选择标准公差等级有20级，基本偏差代号有28个，由此可以组合出很多种公差带，孔和轴公差带又能组成更大数量的配合。为了尽可能减少零件、刀具、量具和工艺装备的品种、规格，国家对孔、轴所选用的公差带做了必要的限制。一般用途的公差带代号应尽可能从一般用途公差带选择范围给出的孔和轴相应的公差带代号中选取。二、基准制的选用配合制对于机械的性能没有影响，选择基准制时，应从结构、工艺和经济性等方面来分析确定。通常情况下，应选择基孔制配合。基轴制配合仅用于那些可以带来切实经济利益的情况。1．优先选用基孔制优先选用基孔制是因为采用基孔制可以减少定尺寸刀具、量具的品种和规格，有利于刀具和量具的标准化、系列化，从而降低生产成本。2．下列情况选用基轴制（1）相配合的孔和轴的公差等级要求不高（一般为IT8或更低）时，可选用基轴制。直接用冷拉棒料（一般尺寸不太大）制作轴，若本身的精度已能满足设计要求，不需进行切削加工即可直接使用时，可采用基轴制。（2）在同一公称尺寸的轴的各个部位需要装上不同配合的零件时，应选用基轴制。3．按标准件选用配合制当设计的零件与标准件相配合时，配合制的选择通常依标准件而定。4．特殊情况下可采用非基准制配合在某些情况下，为了满足配合的特殊需要，允许采用非基准制配合，即孔和轴都不是基准件。三、配合种类的选用一般情况下，选择配合种类实际上就是确定基孔制中的非基准轴或基轴制中的非基准孔的基本偏差代号。1．间隙配合的选择工作时有相对运动或虽无相对运动但要求装拆方便的孔与轴的配合，应该选用间隙配合。要求孔与轴有相对运动的间隙配合中，相对运动速度越高，润滑油黏度越大，则配合应越松。对于一般工作条件的滑动轴承，可以选用由基本偏差f与H（或F与h）组成的配合。相对运动速度较高、支承数目较多的滑动轴承，则可以选用由基本偏差d、e与H（或D、E与h）组成的间隙较大的配合。对于孔与轴仅有轴向相对运动或相对运动速度很低且有对中要求的配合，可以选用由基本偏差g与H（或G与h）组成的间隙较小的配合。要求装拆方便而无相对运动的孔与轴的配合，可以选用由基本偏差h与H组成的最小间隙为零的间隙配合。2．过渡配合的选择对于既要求对中性好，又要求装拆方便的孔与轴的配合，应该选用过渡配合。这时，传递载荷（转矩或轴向力）必须加键或销等连接件。一般情况下，选用的过渡配合的最大间隙应小，以保证对中性；最大过盈也应小，以保证装拆方便。因此，过渡配合的孔与轴的标准公差等级应较高（IT5～IT8）。当对中性要求高、不常装拆、传递的载荷大、冲击和振动大时，应选择较紧的配合；反之，则可选择较松的配合。3．过盈配合的选择对于利用过盈来保证固定或传递载荷的孔与轴的配合，应该选择过盈配合。不传递载荷而只作定位用的过盈配合，可以选用r、s与H（或R、S与h）组成的配合。主要由连接件（键、销等）传递载荷的配合，可以选用小过盈的配合以增加连接的可靠性，如选择p、r与H（或P、R与h）组成的配合。利用过盈传递载荷的配合，可以选用由基本偏差t、u与H（或T、U与h）组成的配合。对于利用过盈传递载荷的配合，应根据允许过盈的大小，选择合适的过盈配合。4．工作温度一般情况下，以配合件在工作时的温度作为选择配合的依据。当配合件的工作温度和装配温度相差较大时，必须考虑装配间隙或过盈在工作时发生的变化。5．优先配合（1）基孔制配合的优先配合（2）基轴制配合的优先配合四、线性尺寸公差与配合的选择实例1．选择公差等级2．选择配合制3．选择公差带代号和配合代号（1）选择钻套3内孔的公差带代号（2）选择钻套3与钻模板7的配合代号（3）选择衬套4与钻模板7的配合代号（4）选择底座1与固定轴2的配合代号（5）选择衬套4与固定轴2的配合代号（6）选择圆柱销8和底座1的配合代号【课前准备】教师准备PPT（含优先配合表放大图和钻模板装配示意图）、写有三栏对比表的绘图纸、轴与套、定位销、齿轮等常见零件或模型；学生每桌准备教材、练习本、直尺、铅笔，并课前翻到优先配合表页备用。一、公差的选用活动1：选一选、查一查——等级和公差带代号①教师给出两个情景：一般用途的φ30轴与孔配合（要求IT8以上）、精度要求不高的φ30配合。学生在座位上按“满足使用要求的前提下尽量选低等级”的原则，写出各自拟用的等级并说明理由。②教师追问孔、轴等级如何搭配，学生同桌讨论后举手回答，教师板书归纳“公称尺寸不大于500mm且等级高于或等于IT8时，孔比轴低一级；等级低于IT8或公称尺寸大于500mm时，孔轴同级”。③学生翻教材优先配合表和一般用途公差带表，在练习本上抄下φ30轴、孔各2个常用公差带代号，同桌互查书写是否漏字母或等级数字，教师点评为什么要限制公差带数量。二、基准制的选用活动2：举举手——这种情况选哪种基准制①教师出示三栏对比表（结构特点、工艺经济性、选用结论），带领学生逐行填写“一般情况”“与标准件配合”“同一轴各部位装不同配合件”“直接用冷拉棒料做轴”，在座位上把要点抄进练习本。②教师依次说出4个短情景：一般减速器轴与齿轮、滚动轴承外圈与箱体孔、同一根轴上装三个不同配合的零件、用冷拉圆钢直接作轴不需切削。学生举手回答选基孔制还是基轴制，教师随讲随评，写在黑板对应栏里。③教师补问“孔和轴都不是基准件行不行”，引出特殊情况可采用非基准制配合，并强调无论哪种基准制，配合的松紧都由非基准件的基本偏差代号来调整。三、配合种类的选用活动3：判一判——先问功能再定种类①教师给出四个功能描述：有相对运动、只要求装拆方便、对中性好又要装拆方便、靠过盈传力。学生在练习本上对号写出应选配合种类。②同桌互查后，教师板书归纳“相对运动或需装拆—间隙配合，对中性好又需装拆—过渡配合（配键或销传力），靠过盈固定或传力—过盈配合”，并说明过渡配合的公差等级一般取IT5～IT8。③教师追问：润滑好、转速高、支承多的滑动轴承应该松一些还是紧一些？引导学生说出速度越高、油黏度越大应越松，可选用f、d、e与H组成的配合。活动4：画一画、查一查——间隙、过渡、过盈各选一个①教师给三组情景数据，学生在练习本上分别写出拟选的基本偏差代号：一般滑动轴承选H/f，定位用不传力的过盈选H/r，靠过盈传力的选H/u，并各写出一个完整的配合代号。②学生翻教材附表查出所选孔的极限偏差，在练习本上画出三个放大的公差带简图（只用三条公称尺寸线和三个公差带），同桌互查两带位置是否正确、配合种类是否与功能一致。③教师讲评三张简图，归纳间隙配合、过渡配合、过盈配合在图上“分开、重叠、反置”的区别，并提示工作温度与装配温度相差较大时要考虑工作时间间隙或过盈的变化。四、线性尺寸公差与配合的选择实例活动5：走一遍——跟着实例定数据①PPT出示钻模板装配示意图，师生在座位上按“1.选择公差等级—2.选择配合制—3.选择公差带代号和配合代号”的顺序口头走一遍，教师报公称尺寸，学生查表报出等级和代号。②教师给出钻套内孔、钻套与钻模板、衬套与钻模板三处配合，学生各自在练习本上写出一组公差带代号并注明属于哪种配合。③教师再给出底座与固定轴、衬套与固定轴、圆柱销与底座三处配