资源简介

【课题一】极限与配合
【教材版本】
【学习目标】
1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准；
2.初步掌握配合制、公差等级及配合种类的选用。
【教学重点、难点】
教学重点：
极限配合的术语及定义,了解相关标准。
图纸上极限配合符号（代号）的识读
教学难点：
1.孔、轴尺寸公差、偏差数值的转换
2.孔、轴 、配合、基准孔、轴的含义
3.判断配合性质并计算间隙量或过盈量
【教学媒体及教学方法】
借助于多媒体课件，将静态的图形直观展示；通过教师的讲解、学生的观察、分析、讨论，师生充分互动，做中教，做中学，采用大量联系实际的安例，调动学生的学习积极性，培养学生观察分析、自主探究的能力，使全体学生在合作学习中都能有所收获。
【课时安排】
4课时（45分钟×4）
【教学建议】
教学中应交替使用教材、实物和动画。根据学生基本情况及学习本次内容后的总体反应，使用不同的教学方法，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。
【教学过程】
任务导入（5分钟）
通过零件互换性的实际应用，设疑引入保证产品互换性的方法，从而引入本课题。
新课讲授（160分钟）
有关尺寸的基本术语及定义
1.互换性 在一批相同规格的零件或部件中，任取一件，不经修配或其他加工，就能顺利装配，并能够达到预期使用要求。我们把这批零件或部件所具有的这种性质称为互换性。
2.尺寸 尺寸是用特定单位表示长度大小的数值。长度包括直（半）径、宽度、深（高）度、中心距等。尺寸由数字和特定单位组成，
(1)公称尺寸（D，d） 公称尺寸是由设计给定的尺寸，它可以是一个整数，或者小数。
(2)实际尺寸（Da，da） 是指通过测量获得的尺寸。
(3)极限尺寸 是指允许尺寸变化的两个界限值。允许的最大尺寸是上极限尺寸，用Dmax （dmax）表示；允许的最小尺寸是下极限尺寸，用Dmin（dmin）表示。
3.孔和轴
（1）孔
孔是工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面，加工过程中孔的尺寸由小变大。通满孔的参数用大写字母表示。
（2）轴
轴是工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面，加工过程中轴的尺寸由大变小。通瑞轴的参数用小写字母表示。
有关偏差、公差的术语及定义
1.偏差 偏差是指某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其公称尺寸所得的代数差。偏差可以为正值、负值或零。
（1）极限偏差 极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为极限偏差。分为上极限偏差和下极限偏差。如图8－1－5所示。
上极限偏差 上极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差，称为上极限偏差。
孔的上极限偏差（ES） ES=Dmax － D （8-1）
轴的上极限偏差（es） es=dmax － d （8-2）
下极限偏差 下极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差，称为下极限偏差。。
孔的下极限偏差（EI） EI=Dmin － D （8-3）
轴的下极限偏差（ei） ei=dmin － d （8-4）
（2）实际偏差 实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差称为实际偏差。
2.尺寸公差（Th、Ts）
尺寸公差是允许尺寸的变动量，简称公差。公差是设计人员根据零件使用时的精度要求并考虑加工时的经济性，对尺寸变动量给定的允许值。孔的公差用符合Th表示，轴的公差用符合Ts表示，计算公式如下：
孔的公差 Th = Dmax-Dmin = ES-EI （8-5）
轴的公差 Ts = dmax-dmin = es-ei （8-6）
公差没有正负的含义，公差值前不应出现“+”或“—”；从加工角度看，公称尺寸相同的零件，公差值越大，加工越容易，反之，加工越困难。
图8－1－8 尺寸、偏差和公差关系示意图
3.公差带图
不画出孔和轴的全形，只按规定将有关公差部分放大画出，能够清楚反映尺寸、偏差和公差之间关系的示意图，称为公差带图。
公差带包括大小和位置两个因素。公差带大小是指公差带沿垂直于零线方向的宽度，由公差值确定。公差带位置是指公差带相对于零线的位置，由基本偏差（即靠近零线的上极限偏差或下极限偏差）确定。
有关配合的术语及定义
1.配合 配合是公称尺寸相同，相互结合的孔和轴之间公差带之间的关系。
孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为正时，称为间隙，一般用X表示，其数值时应标注“+”号；孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸为负时，称为过盈，一般用Y表示，其数值时应标注“—”号。
2.配合的种类
在公差带图中，孔和轴之间的公差带位置关系有3种：间隙配合、过渡配合和过盈配合。
（1）间隙配合 总具有间隙（包括最小间隙为零）的配合称为间隙配合。
（2）过盈配合 总具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。
（3）过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。
图8－1－11 间隙配合 图8－1－12 过盈配合
图8-1-13 过渡配合
3.配合公差
配合公差（Tf）是允许间隙或过盈的变动量。它等于相互配合的孔和轴的公差之和，即Tf=Th＋Ts。
四、极限与配合的相关标准
1.标准公差和标准公差等级
国家标准GB/T1800.1-2009《产品几何技术规范（GPS）极限与配合 第1部分：公差、偏差和配合的基础》中所规定的任一公差，称为标准公差。
2.基本偏差系列及其代号
基本偏差是指两个极限偏差中靠近零线或位于零线的那个偏差，用来确定公差带的位置。
图8-1-14 基本偏差系列图
基本偏差决定了公差带的位置，另一个极限偏差由基本偏差和标准公差计算所得。
基本偏差为上极限偏差时 EI = ES - IT （ei = es –IT ）
基本偏差为下极限偏差时 ES = EI + IT （es = ei + IT ）
3.公差带代号
一个确定的公差带由公差带位置和公差带的大小两部分组成，公差带的位置由基本偏差确定，公差带的大小由标准公差确定，即公差带代号由基本偏差代号和标准公差等级组成。
孔、轴公差带代号由基本偏差代号与公差等级数字组成。
图8-1-15 尺寸公差带的标注
4、基准制
不同孔和轴的公差带位置可以得到不同的配合，为了便于现代化生产，简化标准，国家标准对配合固定了两种基准制：基孔制和基轴制。
（1）基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中孔为基准孔，其基本偏差代号为“H”，其基本偏差为下极限偏差，数值为零。
（2）基轴制 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中轴为基准轴，其基本偏差代号为“h”，其基本偏差为上极限偏差，数值为零。
（a）基孔制配合 （b）基轴制配合
图8-1-16 基孔制与基轴制配合
（3）配合代号
国标规定：配合代号用孔、轴公差带代号的组合表示，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。
(4）配合代号的标注
配合代号的标注方法参图8－1－17。
（a）标注公差带代号 （b）标注偏差值
图8-1-17 配合代号的标注
五、公差带与配合的选用
1.公差等级的选用
选择公差等级时要正确处理机器零件的使用性能和制造工艺及成本之间的关系。一般来说，公差等级高，使用性能好，但零件加工困难，生产成本高；反之，公差等级低，零件加工容易，生产成本低，但零件使用性能较差。总的选择原则是：在满足使用要求的条件下，尽量选取低的公差等级。
2.公差带的选用
标准规定了一般用途的公差带，孔105种，轴116种；常用公差带孔43种，轴59种；优先选用的公差带，孔和轴各有13种，如图8-1-18、图8-1-19所示。设计时优先选用圆圈中的优先公差带，其次选用方框中的常用公差带，最后选用其他公差带。
3.配合种类的选用
国标在基本尺寸至500mm范围内，对基孔制规定了59种常用配合，见表8－1－4；对基轴制规定了47种常用配合，见表8－1－5。在常用配合中又对基孔制、基轴制各规定了13种优先配合，带“”的配合为优先配合。
4.基准制的选用
（1)一般情况下应优先选用基孔制，从而可减少定尺寸刀具和量具的品种、规格，有利于刀具和量具的生产和储备，从而降低成本。
(2)与标准件配合时，配合制的选择通常依标准件而定。
(3)为了满足配合的特殊要求，允许采用混合配合。
讲解过程中，以学生讨论、分析得出相关结论，突破难点；并结合学生板演，不断巩固所学知识。
学习评价及作业（15分钟）
1、学习评价
充分体现学生在教学中的主体地位。通过学生的自我评价，使其能够进行客观地自我反思，清晰地认识自我、自我总结的一个过程；通过小组评价，可以使学生更加注重小组的团结协作、互相学习，加强团队意识；通过教师评价，体现教师在教学中的另一主体地位，引导教学的方向和进程，指导学生掌握学习方法，学会探索、发现规律，同时，培养能力强的学生积极思考，主动探究；激励能力弱的学生认真观察，积极参与，以提高教学效果。
2、课堂小结
简要小结本次课程的内容（学生归纳，老师点晴并指出需要注意的问题）。
3、布置作业：

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