第二章尺寸的極限與圓柱結合的互換性.

1、第二章尺寸的極限與圓柱結合的互換性（第-講，1學時）探 探本次課內容及時間分配：1. 有關“極限與配合”（舊國標稱“公差與配合”）標準簡介；2. 有關“尺寸”的術語和定義；3. 小結。要求深刻理解與熟練掌握的重點內容：本次課所講授的有關“尺寸”的術語和定義均要深刻理解與熟練掌握，特別要注意對以 下知識點的掌握：1 孔和軸的概念；2 尺寸合格條件；3 極限尺寸與實體尺寸的關系；4. 體外作用尺寸的概念及其特點；5極限尺寸判斷原則（即有配合要求的零件的尺寸合格條件）。本次課難點：1 體外作用尺寸的概念；2 極限尺寸判斷原則。本次課教學方法：1 本次課的基本概念多，要著重講清其概念與作用，要注意小結

2、，以幫助學生增強記憶。本次課的難點（體外作用尺寸及極限尺寸判斷原則）的講解，要注意啟發(fā)，不能直接按定義來講。2 以多媒體為輔助教學手段。課外作業(yè)：習題：2-1 探 探具體內容的詳細教案如下：（加黑字表示板書內容或應有板書的地方）學習指導（見課件）|學習指導中介紹本第一節(jié)的、概求掌握的重點）內容以及學習方法注：概述中的主要內容：1 對本章主要內容“公差與配合”（即圓柱形孔和軸的結合）的國家標準的發(fā)展過程作簡單介紹，并說明“公差與配合”是關于尺寸精度設計的一項應用廣泛而重要的標準，也是最基礎，最典型的標準。2 用課件說明現行國家標準極限與配合的基本結構和主要標準。概念的定義全部口述。） 標準的應用

3、范圍，要舉例按GB321-1980進行圓整第二節(jié) 極限與配合的常用術語與定義一、有關尺寸的術語及定義（GB/T1800.1 1997）（注：1 尺寸注：這個概念按定義簡單說明即可。2 孔和軸 注：這個概念很重要，它關系到“公差與配合” 說明。3. 基本尺寸（孔和軸的基本尺寸分別用 D和d表示）設計時，由 J計算法（強度、剛度計算）大概確定 I類比法（資料、經驗）注：要說明圓整的目的是為了減少定尺寸刀具、量具的規(guī)格和數量。4實際尺寸（孔和軸的實際尺寸分別用 D和da表示。）這個概念要講明1由于測量誤差 實際尺寸不一定是尺寸的真值。2.由于形狀誤差同一表面不同部位的實際尺寸往往 不相等，因此要用二

4、點法進行測 量。5 極限尺寸最大極限尺寸（孔Bax、軸dmax）最小極限尺寸（孔Din、軸dmin）尺寸合格條件：D minW Dmax-d mi nW da W dmax6.最大實體尺寸-孔和軸的最大實體尺寸分別用D/IM和dMM表示。7最小實體尺寸孔和軸的最小實體尺寸分別用DLMS和 dLMS表示。（講解時要進行：“孔材料量為最多，那么孔是不是最小”等，這樣的設問？）極限尺寸與實體尺寸有如下關系：D/IMS= D min , DmS= Dnax dMMS= dmax , dLMS= dmi n 孔、軸均處在 MMC下，裝配最困難。8. 體外作用尺寸設計時按間隙配合設計，孔、軸實際尺寸在極限

5、尺寸范圍內，孔、軸卻裝配不上，或裝 上了卻不能動。為什么？說明裝配時真正起作用的尺寸不是實際尺寸，而是體外作用尺寸。 體外作用尺寸是實際尺寸與形狀誤差綜合作用的結果。De和dfe表示。結合教材圖2-2說明體外作用尺寸的定義， 并由圖2-2得出體外作用尺寸具有的三個特 點，圖2 2要在黑板上畫出。特點：1）實際存在的，對一批零件而言是一隨機變量。2）De W D , dfe d a3）只有De dfe，孔、軸才能自由裝配（不是Da da）9. 極限尺寸判斷原則（即有配合要求的零件尺寸合格條件）注：首先說明要保證配合性質，光實際尺寸合格是不夠的，體外作用尺寸也必須控制在 極限尺寸的范圍內，才能保證

6、配合性質。 然后結合下圖（見黑板）講解定義，結合定義及作用尺寸與實際尺寸的關系，寫出如下不等式。-Dfe變小保證配合不要小于Dnin即Dnin W Dedfe變大 不要大于 dmax, 即卩dfe W dmax有配合要求的零件DU W De W Da W CLax尺寸合格條件： dmin W daW dfe W dmax本次課小結（見課件） 應小結如下內容：零件上實際存在的尺寸;1. 有關“尺寸”的小結1）設計給定的尺寸2）2. 尺寸合格條件；3有配合要求的零件的尺寸合格條件。1.尺寸偏差（簡稱“偏差）:某一尺寸基本尺寸=代數差0實際尺寸極限尺寸基本尺寸=實際偏差眉孔），ea （軸）=極限偏差

7、（由設計給定）實際偏差：Ea = Da Dea= da dea零件上實際存在的，能測出其大??；對一批零件而言，是一個隨機變量?？椎纳掀羁椎南缕頔S= Dma DEl = Dmi n D軸的上偏差 es= dmax d 軸的上偏差 ei = dmin d尺寸合格條件:El w Eaeiw eaw es第一章尺寸的極限與圓柱結合的互換性（第二講，2學時）探 探本次課內容：1. 有關“公差與偏差”的術語和定義；2. 有關“配合”的術語和定義；3. 標準公差系列；4小結。要求深刻理解與熟練掌握的重點內容：本次課所講授的術語和定義均要深刻理解與熟練掌握，特別要注意對以下知識點的掌 握:1 用偏差表示

8、的尺寸合格條件；2 公差帶圖解的畫法；3. 基本偏差的概念3 間隙配合、過盈配合、過渡配合這三種配合的公差帶特點；4. 基準制（基孔制和基軸制）5. 國家標準對標準公差等級的規(guī)定，標準公差數值表的查法。本次課難點：1. “公差”與“偏差”這兩個概念的區(qū)別2. “過渡配合”的概念、“配合公差”的含義教學方法：1. 本次課的基本概念多，要著重講清其概念與作用，要注意小結，以幫助學生增強記憶。講解配合的概念時，一定要講清配合是對一批零件而言的；講解難點“公差”與“偏差”這兩個概念時，要列表比較，講清它們的區(qū)別，要注意啟發(fā)，不能直接按定義來講。2. 以多媒體為輔助教學手段。課外作業(yè)：習題：2-2、2-

9、4、2-5。探 探具體內容的詳細教案如下：（加黑字表示板書內容或應有板書的地方）注：首先對上次課的主要內容用2分鐘進行小結。二、有關“公差與偏差”的術語和定義：+2. 尺寸公差（簡稱“公差”）:允許尺寸的變動量。T=|豐0TD=IDnax Dnin | = |ES ElTd =1dmax dmin 1 =1es ei件）3. 公差帶限制尺寸變動的區(qū)域。 用公差帶圖（用放大的比例畫出）表示。公差帶圖中代表上下偏差的兩條平行線所限定的區(qū)域就是公差1）公差帶圖解：公差與配合圖解，如圖右圖（見黑板）所示。 a）零線：注：以右圖講解。零線就是零偏差線，一般代表基本尺寸。兩個要素大小T 標準公差-位置一一

10、極限偏差標準化基本偏差c ）畫法：(1)零線。b）公差帶特性：標準化（2）確定公差帶大小位置?？坠顜S（3）孔睦、軸）或在公差帶里寫孔、軸。（4）作圖比例基本一致，單位jim、mm均可。（5）基本尺寸相同的孔、軸公差帶才能畫在一張圖上。#公差與偏差的區(qū)別:1）從數值看：2）從作用看.注：對這兩點進行講解。公差代表公差帶大小。當D一定時，影響配合精度。例 2 1：已知 D= d= 25mmDnax= 25.021mm Dmin = 25.000mm求：孔、軸的極限偏差及公差，并畫出公差帶圖解。dmax= 24.993mmd min = 24.980mmJ注：通過此例題可以對上面所講內容進行總

11、結，因此要在黑板上祥解。由于孔和軸的基本尺寸相同，所以可畫在一張圖上4 極限制經標準化的公差與配合制度。公差帶有兩個參數：一是公差帶的大?。磳挾龋?；二是公差帶相對于零線的位置。國標已將它們標準化，形成標準公差和基本偏差兩個系列。5 .標準公差（IT ）6.基本偏差_注：這兩個概念在這里按定義簡單講解即可。（注：以上內容1學時）三、有關“配合”的術語及定義1.間隙與過盈孔的尺寸一軸的尺寸=代數差間隙X過盈Y2.配合 基本尺寸相同的，相互結合的孔、軸公差帶之間的關系。 配合反映了機器上相互結合的零件間松緊程度。有三個含義：1 ）必須是孔和軸2）基本尺寸相同（對一批零件而言）注：這兩個概念很重要，

12、 講完后，要從計算公式及特點與作用方面列表進行比較（見課3）對一批零件而言按公差帶關系的不同，配合分為三種:1）間隙配合 孔的公差帶在軸公差帶上方, 對一批零件而言，所有孔的尺寸軸的尺寸=0間隙配合（見黑板）過盈配合（見黑板）特征參數：Xmax= Dkiax dmin = ES eiL Xmin = Dmin dmax= EI eS注：要講清間隙的作用在于：儲存潤滑油j補償溫度引起的尺寸變化 .補償彈性變形及制造與安裝誤差2）過盈配合孔的公差帶在軸公差帶下方, 對一批零件而言，所有孔的尺寸w軸的尺寸即具有過盈的配合 （包括 Wn = 0的配合）。特征參數：-Ymin = Dmax dmin =

13、 ES eiYmax= Dhin dmax= EI eS過盈配合用于孔、軸的緊固連接，不允許兩者有相對運動。 注：要講清過盈的作用在于及如何裝配。3）過渡配合 孔、軸公差帶相互重疊，即可能具有X或Y的配合。（對一批零件而言）對一個具體的實際零件進行裝配時，只能得到間隙（或過盈），只能得其過盈配合（見黑板）過渡配合主要用于孔、軸間的定位聯(lián)結（既要求裝拆方便；又要求對中性好特征參數:Ymaxr= Dmax- dmin = ES ei=Dmi n dmax= EI es3. 配合公差Tf : P4 5Tf表示配合精度，是使用要求（設允許間隙或過盈的變動量。當基本尺寸一定時, 計要求）I Xmax-

14、Xmin ITf = I Xmax- Ymaxl= |ES ei （ EI es） | = Td+ Td |Ymin Ymax |若要提高配合精度（即JTJ可減小相配合的孔、軸尺寸公差（即f相配合的孔、軸加工 精度）。設計時，應使 Tf w Td+ Td。注：要講清它與尺寸公差之間的關系。,I 用.021八“ I-0.007丄 北.048丄 七.028例 2-2 孔 25 0mm分別與軸25 . .0.020 mm 軸 25 0.035 mm 軸 25 0.015 mm形成配合，試畫出配合的孔和軸公差帶圖解，說明配合類別，并求出特征參數及配合公差。 注：此例題概括了上述內容，要在黑板上祥解。例

15、題講完后，得出如下結論：（1）配合精度相同，配合性質不同（同一種孔可以和不同公差帶的軸形成各種不同的配 合）。（2）上例中，若軸為$250_0.013孔為0 25+ 0.0280.007 0.027 0.007 0.048、0 25 0.028，變?yōu)榛S制。2.基孔制、基軸制注：首先要講清什么是基準制，然后結合教材圖2 10 （見課件）講什么是基孔制、基軸制?；字艼 孔基準件（上偏差+ IT）基 L 軸非基準件（下偏差 o）非基準件（上偏差 0）基制 i軸基準件（下偏差一IT ）注：在這里要講清“以孔配軸或以軸配孔”不是基孔制或基軸制。注：講完以上內容后，用下面框中內容引出第三節(jié)。一 孔公差

16、帶的關系I軸大小位置分別由標準公差基本偏差決定第三節(jié)標準公差系列注：首先要講清標準公差系列是國家標準制定出的一系列標準公差數值，它包含兩項內容：標準公差等級及標準公差數值。一、標準公差代號及等級注：首先要講清什么是標準公差等級，規(guī)定和劃分公差等級的目的是什么，規(guī)定了多少級。1代號 國家標準（GB/T1800.2 1998）規(guī)定：標準公差等級代號用IT與阿拉伯數字組成，注：舉例（例如IT18）說明。2 公差等級在基本尺寸至500mm內，規(guī)定有20個精度，等級依次為：IT01 IT0 IT1 IT18等級 高低 IT7稱為低于IT7級公差值 小大V IT7稱為 高于IT7級即公差等級相同，尺寸的精

17、確程度相同（同一公差等級（例如IT7 ）對所有基本尺寸的一組公差被認為具有同等精確程度）。二、標準公差數值注：通過這三方面對標準公差數值的由來進行簡單介紹。1）公差單位：（D 500mm）、2）公差等級系數3）尺寸分段：#公差等級的意義:公差等級相同，精度相同，加工難易程度相同（孔與孔、軸與軸比）本次課小結應小結如下內容：1 有關“公差與偏差”的小結：:A注：這兩點要列表小結，表見課件。2 有關“配合”的小結：J3 有關“標準公差”的小結：探 探本次課內容：1. 基本偏差的代號、特點;2. 基本偏差數值；3. 公差帶與配合代號；4. 舉例；5小結。本次課要求深刻理解與熟練掌握的重點內容：1 國

18、家標準對基本偏差代號的規(guī)定及孔、軸的各個基本偏差特點、公差帶的構成規(guī)律;2 孔的基本偏差換算；3 同名配合的概念，如何判斷基孔或基軸制的同名配合的配合性質是否相等；4 在已知相同字母孔（軸）極限偏差的基礎上，如何求出與之相配的軸（孔）的極限 偏差；5 如何通過查表和計算確定孔、軸的極限偏差6 公差帶與配合代號及其在圖樣上的標注。本次課難點：如何判斷基孔或基軸制的同名配合的配合性質是否相等。教學方法：本次課，除個別圖以外，不使用多媒體。課外作業(yè)：習題2-72- 10。探探具體內容的詳細教案如下：（加黑字表示板書內容或應有板書的地方）注：首先對上次課的主要內容用2分鐘進行小結。第四節(jié) 基本偏差系列

19、（決定公差帶位置）一、基本偏差的代號、特點：1） 代號：拉丁字母（按英文讀音），孔大寫、軸小寫。除去 I、L、O Q W（ i、l、o、q、W加上 CD EF、FG Js、ZA、ZB ZC （cd、ef、fg、js、za、zb、zc）,共有各 28 個代號。2）特點：注：結合教材圖2-11基本偏差系列（見教材或課件）講特點。a）分布簡圖如下圖：注：通過圖說明各代號的基本偏差是上偏差還是下偏差，容易掌握。圖a寸尺本基A孔軸b） Js完全對稱，J基本對稱（孔 ES+,只有J6、J7、J8;軸只有j5、j6、j7、j8 , 逐步被Js取代）c）基本偏差原則上與公差等級無關，有一些除外（K、M N等有

20、兩種位置）。例：AH（a “h）與公差等級無關。10f7、10f8、10f9d）“ AZC （ azc ）除J （j）以外，20個等級齊全。e）組成間隙配合一 AH與ha h與H基本組成過渡配合基本上組成過盈配合。J、Js、K M N與 h y J、js、k、m n 與 HPZC與h（pzc與H）基本上的意義在于:P、R、Np、r、n有時過渡、有時過盈。二、基本偏差數值1 軸的基本偏差數值首先說明軸的基本偏差數值是如何得到的，然后舉下圖示例加以簡單說明。例如，間隙配合可根據生產實踐或試驗得知間隙X的大小，然后以基孔制，計算出ag軸的基本偏差es（h=O，不要計算）,如圖所示。寸尺本基軸的基本偏

21、差計算圖 （見黑板）注：要說明“設計時可直接教材查表2-5獲得軸的基本偏差數值，不要計算”。2 孔的基本偏差數值注：首先要說明“由于構成基本偏差公式所考慮的因素是一致的，所以，孔的基本偏差不需要另外制定一套計算公式，而是根據相同字母代號軸的基本偏差，在相應的公差等級的基礎上按一定的規(guī)則換算得來的。 ”然后說明換算原則，對原則要作如下解釋：換算的原則是：基本偏差字母代號同名的孔和軸，分別構成的基軸制與基孔制的配合（這樣的配合稱為同名配合），在孔、軸為同一公差等級或孔比軸低一級的條件下（如H9/f9與F9/ h9、H7/p6與P7/ h6），其配合的性質必須相同 （即具有相同的極限間隙或極限過盈）

22、換算原則：基孔制、基軸制同名配合的配合性質相同（1）基本偏差的換算過程1）基本偏差AH的換算過程Xmin=+EI寸尺本基寸尺本基基軸制基孔制基本偏差AH的換算過程圖（見黑板）若基孔制、基軸制同名配合的配合性質相同，則由上圖知:X max=Xmax，即EI=- es上式說明AH的數值EI等于ah數值es的相反數（倒影關系）2）基本偏差JZC的換算過程（以 K、M N的過渡配合為例）制寸尺本基+ O尺本基el基本偏差JZC的換算過程圖（見黑板） 基孔制：Xmax= ES- ei = Td ei基軸制： Xmaxz= ES ei = ES （ Td）= ES+ Td 若基孔制、基軸制同名配合的配合性

23、質相同，則由上圖知:X max = XmaxT d ei = ES+T 廠卄r ei(若 Td = Td)ES=- ei + TdTd=彳卄 D d L ei+A(若 TD 豐 Td，則令= TD Td)3 500mm的孔的基注：在這里要對的出現場合加以說明，并得出結論：基本尺寸 本偏差的換算規(guī)則有兩種：通用規(guī)則和特殊規(guī)則。(2) 基本偏差的換算規(guī)則1)通用規(guī)則：同名字母代號的孔和軸的基本偏差的絕對值相等，而符號相反，即D IT8 的 K、M N(3J的N除外，其基本偏差 IT7 的 PZCJ500mmES= 0）。D 500mm D 3mm注：要說明從公差帶圖解看，孔的基本偏差是軸的基本偏差

24、相對于零線的倒影。2)特殊規(guī)則：同名代號的孔和軸的基本偏差的符號相反，而絕對值相差一個值。即D 500mm IT8的 K、M N( 3mm的 K除外，此時K=k=0。) IT8 的 K、M N IT7 的 PZCDC 500mmD 500mm D500mm、D 3mm 的所有 JZC形成配合時，必須采用孔、軸同級。D 500mm的w IT8的J、K、M、N以及w IT7的PZC形成配合時，必須采用孔比軸低一級第一章尺寸的極限與圓柱結合的互換性（第四講，2學時）探 探本次課內容及時間分配：1. 一般、常用和優(yōu)先的公差帶與配合；2. 一般公差 線性尺寸的未注公差 ；3. 尺寸公差與配合的選用；4.

25、 小結。要求熟練掌握的重點內容：1. 一般公差的規(guī)定及其標注；2 尺寸公差與配合的選用本次課難點：公差與配合的選用。教學方法：公差與配合的種類非常多，如何進行選用是本門課的重要內容，也是本次課的難點。講課時，先列表對各種配合進行對比， 然后應用多媒體圖片顯示功能，舉出大量實例，特別是 后面的課程設計中應用到的配合的選用實例。課外作業(yè)：習題2-3。 探 探具體內容的詳細教案如下：（加黑字表示板書內容或應有板書的地方） 注：首先對上次課的主要內容用2分鐘進行小結。第五節(jié)一般、常用和優(yōu)先的公差帶與配合注：首先要說明孔、軸公差帶各有500多種，配合更多于減少定值刀具、量具的規(guī)格、便于互換性，國標規(guī)定了

26、一般、20個公差等級I任取其一丁28個基本偏差.組成公差帶。為了盡量簡化公差帶種類，便 常用和優(yōu)先的公差帶與配合?？?、軸公差帶各有 500多種，配合更多。一、 一般、常用和優(yōu)先的孔、軸公差帶（GB/T1801 1999 ）。注：以教材圖2-17、圖2-18說明GB/T1801 1999規(guī)定的一般、常用和優(yōu)先的孔、軸公差 帶。二、常用和優(yōu)先配合注：以教材圖見表 2-7、表2-8說明在上述推薦的軸、孔公差帶的基礎上，國家標準還 推薦常用和優(yōu)先配合（沒有一般配合）必須強調表2-7中，當軸的標準公差小于或等于IT7級時，是與低一級的孔相配合；標準公差小于IT8級或少數等于IT8級時，是與高一級的基準軸

27、相配，其余是孔軸同級相配。選用時，以優(yōu)先、常用、一般、任一孔、軸公差帶為順序-以優(yōu)先、常用、任一孔、軸公差帶組成配合為順序注：講完常用和優(yōu)先配合后，對大、小尺寸段公差帶的國標規(guī)定作簡單介紹。第六節(jié)一般公差線性尺寸的未注公差（GB/T1804 - 1992）一、一般公差的定義 （線性尺寸的未注公差）一般公差：（定義口述）簡單地說一般公差就是只標注基本尺寸，未標注公差。（如:30、100）即通常所說的自由尺寸”。一般公差正常情況下，一般不測量。二、一般公差的規(guī)定一般公差規(guī)定四個等級：f （精密級）、m （中等級）、c （粗糙級）、v （最粗級）。這4 個公差等級相當于 ITI2、ITI4、IT16

28、和IT17。注：在這里要用教材表 2-9、2-10對其極限偏差的規(guī)定作簡單說明。三、 應用注：簡單說明。四、標注在圖樣的技術要求或有關技術文件中，用標準號和公差等級代號作出總的說明。例如，當選用中等級 m時，則表示為 GB/T 1804 m#如用比一般公差還大的公差，則應在尺寸后標注相應的極限偏差（如:盲孔深度尺寸）。第七節(jié)尺寸公差與配合的選用注：首先說明正確選擇公差與配合的重要性，然后說明選擇方法有計算法、試驗法和類比法。一、基準制的選用一般來說，相同代號的基孔制與基軸制配合的性質相同，因此基準制的選擇與使用要求無關。主要應從結構、工藝性及經濟性幾方面綜合分析考慮。1一般情況下應優(yōu)先選用基孔

29、制注：從減少孔加工刀具和檢測量具（塞規(guī)較貴）說明例如，優(yōu)先采用基孔制是為了減少 孔用定值刀具和量具的品種規(guī)格，提高加工的經濟性。（舉例：加工一批基孔制配合f30H7/g6 , f30H/k6 , f 30H7/s6的孔，只需要用一種 f30H7的孔用定尺寸刀具）至于尺寸較大的孔及低精度孔，一般不采用定尺寸刀具和量具加工檢驗，從工藝上講， 采用基孔制和基軸制都一樣，但為了統(tǒng)一起見和考慮習慣，也宜于采用基孔制。2. 基軸制的選擇（注：用課件講解基軸制的幾種情況，結合課件用下圖講解）下列情況應選用基軸制：活塞過渡配合連桿活塞銷OTT-f+0過渡配合灘制選擇示例I （ 一）（見課件寸 準制選擇（4）與

30、標準若與標準件（零件或部件）配合，應以標準件為基準件、 來確定采用基孔制還是基軸制。注：以平鍵、半圓鍵等鍵聯(lián)接和右圖進行說明。3 非基準制配合的采用 注：以右圖（見課件）進行說明。二、公差等級的選用 公差等級的高低是加工難易、成本高低、使用性能優(yōu)劣的標志。 如一味追求高的公差等級，則成本將會急劇增加；反之，公差 等級過低，將不能保證使用要求。1. 依據：Td+ Tdw Tf2. 選擇原則:1 ）在滿足使用要求的前提下，盡可能選較低的公差等級或較2）滿足GB推薦的公差等級組合規(guī)定 P25。（工藝等價）（簡單地說就是高精度 時，采用孔比軸低一級相配合）3. 方法：1）計算 一查表（下面將在習題課中舉例說明）2）類比法：參照類似的機構、工作條件和使用要求的經驗資料，進行比照。 方法）#類比法應考慮以下幾點（見課件）：三、配合的選用配合的選用就是在確定了基準制的基礎上，根據使用中允許間隙或過盈的大小及其變化（常用范圍（配合公差 Tf）,選定非基準件的基本偏差代號，有時同時確定基準件與非基準件的公 差等級。應盡可能地選用優(yōu)先配合，其次是常用配合。1根據使用要求確定配合的類別注：用教材表 2-14 說明配合類別選擇的大體方向（見教材或課件）2選定基本偏差（配合）的方法 在明確了配合