極限與配合(教學(xué)設(shè)計)

安徽省第二屆普通本科院校青年教師教學(xué)競賽教學(xué)設(shè)計課程名稱：互換性及測量技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：極限與配合所屬學(xué)科：工科所屬專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化第二章尺寸的極限與圓柱結(jié)合的互換性第二節(jié)極限與配合教學(xué)設(shè)計所屬學(xué)科：工學(xué)授課對象：2013級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)授課時間：50分鐘主要參考教材：毛平淮編著.《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》，機械工業(yè)出版社2010年.一、教學(xué)背景極限與配合的基本術(shù)語的學(xué)習(xí)是互換性的基礎(chǔ)，而互換性互換性是機械類各專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，是從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過渡到專業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁。任何的機械零件從生產(chǎn)制造到使用都離不開公差的“保駕護航”。本次課的內(nèi)容是從直觀認(rèn)識到理性分析計算以至選擇使用的橋梁，是學(xué)好本課程后續(xù)知識的關(guān)鍵。二、教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：1、有關(guān)極限尺寸的術(shù)語和定義；2、極限尺寸判斷原則；3、有關(guān)“配合”的術(shù)語和定義。能力目標(biāo)：1、體外作用尺寸的理解；2、極限尺寸判斷原則；3、理解三種配合及其配合性質(zhì)。三、教學(xué)重難點教學(xué)重點：1、有關(guān)極限尺寸的術(shù)語和定義；2、極限尺寸判斷原則；3、有關(guān)“配合”的術(shù)語和定義；教學(xué)難點：1、體外作用尺寸的理解；2、極限尺寸判斷原則；3、有關(guān)“配合”的術(shù)語和定義；四、教學(xué)方法1、講授法通過板書和多媒體課件進行課堂講解，調(diào)動學(xué)生視覺與聽覺相結(jié)合，增強教學(xué)效果。2、討論法通過提問、討論等方式引發(fā)學(xué)生與學(xué)生及學(xué)生與教師之間的互動。練習(xí)法、作業(yè)法通過練習(xí)和作業(yè)鞏固學(xué)生對知識點的理解和應(yīng)用。4、實驗法通過相關(guān)實驗的開設(shè)施，使學(xué)生在試驗中加深對概念的理解和知識點的認(rèn)識。五、教學(xué)手段1、多媒體輔助教學(xué)通過多媒體課件展示配合課堂講解，調(diào)動學(xué)生視覺與聽覺相結(jié)合，增強教學(xué)效果。2、啟發(fā)式教學(xué)通過列舉生活及實習(xí)生產(chǎn)中的實例，啟發(fā)學(xué)生使其對抽象的知識點自發(fā)的進行思考。六、教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)主要內(nèi)容設(shè)計意圖時間分配通過ppt圖片引入尺寸相關(guān)概念。啟發(fā)學(xué)生對問題進行思考，引入本節(jié)內(nèi)容。2分鐘通過講解實例的過程中配合板書，引入合格判定標(biāo)準(zhǔn)的及偏差的相關(guān)術(shù)語。通過實例講解，使概念性的知識生動直觀起來便于學(xué)生理解。8分鐘簡單闡述有關(guān)配合的相關(guān)術(shù)語和定義并用ppt配合實例說明其裝配方式與應(yīng)用場合。直觀的對配合的定義進行講解為后續(xù)講解配合性質(zhì)及配合特性參數(shù)做鋪墊。10分鐘闡述有關(guān)配合的配合性質(zhì)及特性參數(shù)，并會畫公差帶圖，用公差帶圖解表達三種配合的關(guān)系。通過講解使學(xué)生多配合的術(shù)語和定義有初步的了解，通過ppt實例說明，更能直觀的加深學(xué)生的認(rèn)識和理解。17分鐘例題講解?？偨Y(jié)鞏固以上所學(xué)知識點。5分鐘引入實體尺寸和體外尺寸的概念并引入有配合性質(zhì)的尺寸合格判定標(biāo)準(zhǔn)。在三種配合學(xué)習(xí)結(jié)束之后對該內(nèi)容進行學(xué)習(xí)能使學(xué)生更深刻的理解有配合要求的合格判定標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)實意義。5分鐘小結(jié)與練習(xí)鞏固所學(xué)內(nèi)容3分鐘七、教學(xué)具體內(nèi)容第二節(jié)極限與配合的常用術(shù)語與定義圖1極限圖一、有關(guān)尺寸的術(shù)語和定義：【板書與ppt相結(jié)合】1、基本尺寸：孔：D軸：d2、極限偏差：孔的上偏差ES＝Dmax－D軸的上偏差es＝dmax－d孔的下偏差EI＝Dmin－D軸的上偏差ei＝dmin－d3、極限尺寸：孔：Dmax、Dmin軸：dmax、dmin4、實際尺寸：Da、da5、合格條件（沒有配合要求）：孔：Dmin≤Da≤Dmax；軸：dmin≤Da≤dmax；二、有關(guān)“配合”的術(shù)語及定義1、配合【ppt展示】基本尺寸相同，基本尺寸相同，相互結(jié)合的孔軸之間的關(guān)系。有三個含義：1）必須是孔和軸2）基本尺寸相同【口述】3）對一批零件而言2、三種典型配合【ppt展示】（1）間隙配合對一批零件而所有孔的尺寸≥軸的尺寸。圖2間隙配合注：要講清間隙的作用在于：儲存潤滑油；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）過盈配合對一批零件而言，所有孔的尺寸≤軸的尺寸。圖3過盈配合過盈配合用于孔、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）過渡配合對一批零件而言，同時存在間隙和過盈的狀態(tài)。過渡配合主要用于孔、軸間的定位聯(lián)結(jié)(既要求裝拆方便；又要求對中性好)3、三種配合的特征參數(shù)及公差帶圖解【板書與ppt結(jié)合】（1）公差帶公差帶圖解：公差與配合圖解,如圖下圖（見黑板）所示。基本尺寸基本尺寸孔公差帶軸公差帶0+-ESEIesei圖4公差帶圖（2）三種配合的特征參數(shù)①間隙配合孔的公差帶在軸公差帶上方，即具有間隙的配合（包括Xmin＝0的配合）?？卓卓卓纵S軸Ymin=0YmaxYminYmax孔軸Xmax軸XmaxXminXmin=0圖5間隙和過盈配合公差帶特征參數(shù)：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－eiXmin＝Dmin－dmax＝EI－es②過盈配合孔的公差帶在軸公差帶下方，即具有過盈的配合（包括Ymin＝0的配合）。特征參數(shù)：Ymin＝Dmax－dmin＝ES－eiYmax＝Dmin－dmax＝EI－es③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）軸孔軸孔軸孔軸孔軸孔YmaxXmaxYmaxXmaxXmaxYmax圖6過度配合公差帶特征參數(shù)：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－eiYmax＝Dmin－dmax＝EI－es4、配合公差Tf【板書】允許間隙或過盈的變動量。當(dāng)基本尺寸一定時，Tf表示配合精度，是使用要求（設(shè)計要求）∣Xmax－Xmin∣Tf＝∣Xmax－Ymax∣＝|ES－ei－（EI－es）|＝TD＋Td|Ymin－Ymax|例2-2孔25mm分別與軸25mm、軸25mm、軸25mm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(shù)及配合公差。【得出如下結(jié)論：－0.027－0.048＋0.028－0.0070－0.027－0.048＋0.028－0.0070－0.013－0.007－0.028（2）上例中，若軸為φ25孔為φ25、φ25、φ－0.007－0.0285、基孔制、基軸制【ppt展示】6、最大實體尺寸、最小實體尺寸【板書】孔：DMMS和dMMS，軸DLMS和dLMS。7、體外作用尺寸【板書與ppt結(jié)合】孔Dfe和軸dfe。圖7體外作用尺寸8、有配合要求的合格條件尺【板書】Dmin≤Dfe≤Da≤Dmaxdmin≤da≤dfe≤dmax本次課程小結(jié)1、有關(guān)尺寸的小結(jié)（1）基本尺寸：孔：D軸：d（2）極限偏差：孔的上偏差ES＝Dmax－D軸的上偏差es＝dmax－d孔的下偏差EI＝Dmin－D軸的上偏差ei＝dmin－d（3）極限尺寸：孔：Dmax、Dmin軸：dmax、dmin。（4）實際尺寸：Da、da。（5）合格條件（沒有配合要求）：孔：Dmin≤Da≤Dmax；軸：dmin≤Da≤dmax。2、有關(guān)配合的小結(jié)八、板書設(shè)計第二節(jié)極限與配合的常用術(shù)語與定義一、有關(guān)尺寸的術(shù)語和定義1、基本尺寸：孔：D軸：d2、極限偏差：孔的上偏差ES＝Dmax－D軸的上偏差es＝dmax－d孔的下偏差EI＝Dmin－D軸的上偏差ei＝dmin－d3、極限尺寸：孔：Dmax、Dmin軸：dmax、dmin。4、實際尺寸：Da、da。5、合格條件（沒有配合要求）：孔：Dmin≤Da≤Dmax；軸：dmin≤Da≤dmax。二、有關(guān)“配合”的術(shù)語及定義1、配合2、三種配合的特征參數(shù)及公差帶圖解（1）公差帶（2）三種配合的特征參數(shù)①間隙配合孔的公差帶在軸公差帶上方，即具有間隙的配合（包括Xmin＝0的配合）。特征參數(shù)：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－eiXmin＝Dmin－dmax＝EI－es②過盈配合孔的公差帶在軸公差帶下方，即具有過盈的配合（包括Ymin＝0的配合）。特征參數(shù)：Ymin＝Dmax－dmin＝ES－eiYmax＝Dmin－dmax＝EI－es③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），只能得其一。特征參數(shù)：Xmax＝Dmax－dmin＝ES－eiYmax＝Dmin－dmax＝EI－es3、配合公差Tf∣Xmax－Xmin∣Tf＝∣Xmax－Ymax∣＝|ES－ei－（EI－es）|＝TD＋Td|Ymin－Ymax|若要提高配合精度（即↓Tf）可減小相配合的孔、軸尺寸公差（即↑相配合的孔、軸加工精度）。設(shè)計時，應(yīng)使Tf≤TD＋Td。4、最大實體尺寸、最小實體尺寸孔：DMMS和dMMS，軸DLMS和dLMS。5、體外作用尺寸孔Dfe和軸dfe。6、有配合要求的合格條件尺寸：Dmin≤Dfe≤Da≤Dmaxdmin≤da≤dfe≤dmax九、課后思考題P43，課后習(xí)題2-2P43，課后習(xí)題2-4－0.007－0.028－0.027－0.048例2-2中，若軸為φ25孔為φ25、φ25、φ25，變?yōu)榛S制。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(shù)及配合公差。－0.007－0.028－0.027－0.048十、教學(xué)參考書主要參考教材：毛平淮編著.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M],北京:機械工業(yè)出版社,2010年.參考資料：[1]李柱.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ):上冊[M].北京：中國計量出版社，1984.[2]馬海榮.幾何量精度設(shè)計與檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.[3]鄭鳳琴.互換性及測量技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，2000.[4]