第三章 形狀與尺寸公差

1、互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 授課教案    教 學(xué) 課 次：8授 課 課 題：公差原則 教學(xué)目標(biāo)及要求 ：掌握有關(guān)作用尺寸、最大實體尺寸、最大實體尺寸邊界、最大實體實效尺寸、最大實體實效邊界等概念；獨立原則、包容要求的基本概念，并會分析應(yīng)用。； 授課方式：采用動畫引導(dǎo)與啟發(fā)相結(jié)合        第三章   形狀與尺寸公差課堂教學(xué)引入： 在學(xué)習(xí)今天的內(nèi)容之

2、前，首先讓我們回顧兩個重要的概念，即：（動畫幻燈片1：） 課程回顧一:最大實體尺寸和最小實體尺寸 目的：（使學(xué)生牢固掌握孔、軸的最大實體尺寸和最小實體尺寸的概念，以備后用） 零件是由點、線、面等要素等構(gòu)成的，而零件上要素的實際狀態(tài)是由要素的尺寸和形位誤差綜合作用的結(jié)果，因此在設(shè)計和檢測時需要明確形位公差與尺寸公差之間的關(guān)系。公差原則：處理形狀公差或位置公差與尺寸公差之間關(guān)系而確立的原則。 公差原則有獨立原則；相關(guān)原則下面將學(xué)習(xí)本章的第四節(jié)（板書：） §3-4 公差原則 那么，什么是公差原則呢？（幻燈片2：）

3、0;1公差原則的定義（板書） 2公差原則的分類（板書） 在實際設(shè)計中，根據(jù)零件的使用要求，有時尺寸公差與形位公差的確是無關(guān)的，如：（幻燈片3：） （如：測量該測量用平板，根據(jù)其使用要求，設(shè)問以啟發(fā)學(xué)生：1. 板厚的尺寸精度要求高嗎？對該板應(yīng)提出怎樣的公差要求？2. 其尺寸精度與形位精度的關(guān)系是獨立的還是相關(guān)的呢？）但有時根據(jù)零件的使用要求或裝配要求，尺寸公差與形位公差的確是相關(guān)的，如：（幻燈片4：） 對配合代號為20H7/h6的孔、軸配合，通過點動鼠標(biāo)，配合優(yōu)美的音樂，用動畫的形式使學(xué)生深刻領(lǐng)會對于有嚴(yán)格要求的配合，尺寸公差與形位公差必須相關(guān)，即用尺寸為

4、邊界嚴(yán)格控制形狀的誤差，以保證配合性質(zhì)不變。 一、術(shù)語和定義1. 體內(nèi)作用尺寸和體外作用尺寸2. 作用尺寸：單一要素的作用尺寸簡稱作用尺寸MS。是實際尺寸和形狀誤差的綜合結(jié)果。在被測要素的給定長度上，與實際內(nèi)表面（孔）體外相接的最大理想面，或與實際外表面（軸）體外相接的最小理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體外作用尺寸，即通常所稱作用尺寸。對于單一被測要素，內(nèi)表面（孔）的（單一）體外作用尺寸以Dfe表示；外表面（軸）的（單一）體外作用尺寸以dfe表示。 在被測要素的給定長度上，與實際內(nèi)表面（孔）體內(nèi)相接的最小理想面，或與實際外表面（軸）體內(nèi)相接的最大理想面的直徑或?qū)挾?，稱為體內(nèi)作用尺

5、寸。  對于單一被測要素，內(nèi)表面（孔）的（單一）體內(nèi)作用尺寸以Dfi表示，外表面（軸）的（單一）體內(nèi)作用尺寸以dfi表示，如圖所示。1. 關(guān)聯(lián)作用尺寸：關(guān)聯(lián)要素的作用尺寸簡稱關(guān)聯(lián)作用尺寸，是實際尺寸和位置誤差的綜合結(jié)果。它是指假想在結(jié)合面的全長上與實際孔內(nèi)接（或與實際軸外接的最大（或最?。├硐胼S（或理想孔）的尺寸，且該理想軸（或理想孔）必須與基準(zhǔn)A保持圖樣上給定的幾何關(guān)系。  2. 最大實體實效狀態(tài)和最大實體實效尺寸 （1）最大和最小實體狀態(tài) MMC：含有材料量最多的狀態(tài)?？诪樽钚O限尺寸；軸為最大極限尺寸。 LMC：含有材

6、料量最小的狀態(tài)?？诪樽畲髽O限尺寸；軸為最小極限尺寸。 MMS=Dmin；dmaxLMS=Dmax；dmin（2）  最大、最小實體實效狀態(tài)    最大實體實效狀態(tài)MMVC：是指實際尺寸達到最大實體尺寸且形位誤差達到給定形位公差值時的極限狀態(tài)。    最大實體實效尺寸MMVS：在最大實體實效狀態(tài)時的邊界尺寸。1. 單一要素的最大實體實效尺寸是最大實體尺寸與形狀公差的代數(shù)和。 對于孔：最大實體實效尺寸MMVSh=最小極限尺寸形狀公差  對于軸：最大實體實效尺寸MMVSs=最大極限尺寸+形狀

7、公差  1. 關(guān)聯(lián)要素的最大實體實效尺寸是最大實體尺與位置公差的代數(shù)和。 對于孔：最大實體實效尺寸MMVSh=最小極限尺寸位置公差  對于軸：最大實體實效尺寸MMVSs=最大極限尺寸+ 位置公差 在給定長度上，實際尺寸要素處于最小實體狀態(tài)，且其中心要素的形狀或位置誤差等于給出公差值時的綜合極限狀態(tài)，稱為最小實體實效狀態(tài)。對于給出定向公差的關(guān)聯(lián)要素，稱為定向最小實體實效狀態(tài)；對于給出定位公差的關(guān)聯(lián)要素，稱為定位最小實體實效狀態(tài)。 最小實體實效狀態(tài)下的體內(nèi)作用尺寸，稱為最小實體實效尺寸。 內(nèi)表面（孔）的最小實體實效尺寸

8、以DLV表示，外表面（軸）的最小實體實效尺寸以LV表示，有： 對于內(nèi)表面（孔）    DLV=DL+tL=Dmax+tL  對于外表面（軸）    dLV=dL-tL=dmin-tL  3. 邊界  理想邊界是設(shè)計時給定的，具有理想形狀的極限邊界。1. 最大實體邊界（MMC邊界）當(dāng)理想邊界的尺寸等于最大實體尺寸時，該理想邊界稱為最大實體邊界。1. 最大實體實效邊界（MMVC邊界）當(dāng)理想邊界尺寸等于最大實體實效尺寸時，該理想邊界稱為最大實體實效邊界。 單一要

9、素的實效邊界沒有方向或位置的約束；關(guān)聯(lián)要素的實效邊界應(yīng)與圖樣上給定的基準(zhǔn)保持正確幾何關(guān)系。二、相關(guān)原則 （一）包容要求 1包容要求的標(biāo)注形式及所遵循的邊界 2標(biāo)注釋義 根據(jù)標(biāo)注，點動鼠標(biāo)，帶領(lǐng)和引導(dǎo)學(xué)生填以下表格， 使學(xué)生在填表的過程中，深刻體會包容要求的含義并會解釋。 3應(yīng)用場合 包容要求主要應(yīng)用于嚴(yán)格保證配合性質(zhì)的精密配合場合。 如：與滾動軸承相配的軸頸、殼體孔、活塞和活塞缸的配合等。如： （二）最大實體要求 1最大實體要求的標(biāo)注形式及所遵循的邊界 2標(biāo)注釋義 根據(jù)標(biāo)注，

10、點動鼠標(biāo)，帶領(lǐng)和引導(dǎo)學(xué)生填以下表格， 使學(xué)生在填表的過程中，深刻體會最大實體要求的含義并會解釋。 3應(yīng)用場合 適用于用螺釘、螺栓緊固連接的零件，以保證可裝入性，從而大大提高產(chǎn)品的合格率，提高生產(chǎn)率，獲得較大的經(jīng)濟效益。 如：軸承蓋、法蘭盤及箱體蓋連接孔等。 最大實體要求用于關(guān)聯(lián)要素時： 根據(jù)鼠標(biāo)點動，右側(cè)的帶剖面線的圖形會自動畫出，可以用來引導(dǎo)學(xué)生填空。 （三）最小實體要求 1標(biāo)注形式及所遵循的邊界 2標(biāo)注釋義 根據(jù)鼠標(biāo)點動，右側(cè)的圖形會自動畫出，可以用來引導(dǎo)學(xué)生填空。 3應(yīng)用場合&#

11、160;主要用于保證零件的臨界壁厚，在航天、航空和精密機械中應(yīng)用較多。 如：箱體座耳上的孔距箱體外側(cè)最小距離等。 三、獨立原則 1定義 圖樣上的形位公差與尺寸公差不僅分別給定且相互無關(guān)，被測要素應(yīng)分別滿足各自公差要求。 應(yīng)用獨立原則時，形位誤差的數(shù)值用通用量具測量。2應(yīng)用場合 在滿足使用要求的情況下，盡可能使用獨立原則，較經(jīng)濟。 課堂練習(xí)： 1根據(jù)圖樣上標(biāo)注的形位公差和規(guī)定的公差原則，填寫下表各欄目所規(guī)定的內(nèi)容。 課后思考題： 習(xí)題3-4（a）、 (b)1.2.主要參考文獻： 1 薛彥

12、成主編.公差配合與技術(shù)測量。北京：機械工業(yè)出版社，19992 陳隆德  趙福令主編. 機械精度設(shè)計與檢測技術(shù)北京：機械工業(yè)出版社，20003 王伯平主編  互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)機械工業(yè)出版社 2000課后復(fù)習(xí)題： 1如圖1所示，被測要素采用的公差原則是，最大實體尺寸是mm，最小實體尺寸是mm ，實效尺寸是mm，當(dāng)該軸實際尺寸處處加工到20 mm時，垂直度誤差允許值是mm，當(dāng)該軸實際尺寸處處加工到19.98mm時，垂直度誤差允許值是mm。 答：包容要求     20  19.98    20.01    0   0.012如圖2所示，要求： （1）指出被測要素遵守的公差原則。 （2）求出單一要素的最大實體實效尺寸，關(guān)聯(lián)要素的最大實體實效尺寸。 （3）求被測要素的形狀、位置公差的給定值，最大允許值的大小。 （4）若被測要素實際尺寸處處為19.97mm，軸線對基準(zhǔn)A的垂直度誤差為0.09mm，判斷其垂直度的合格性，并說明理由。 解