《公差与技术测量》教学大纲

公差与技术测量教学大纲课程编码：04050201课内学时：30适用专业：机电一体化技术，数控技术开课学期：1课程名称：公差与技术测量课程类型：专业基础课开课单位：汽车工程学院大纲撰写人：李君君一、课程的性质与任务（一）本课程的性质公差与技术测量是机械类及近机械类各专业的一门重要的技术基础课，包括：“公差配合”与“技术测量”两大部分。“公差配合”属标准化范畴；“技术测量”属计量学范畴。本课程是将公差配合和计量学有机地结合在一起的一门实践性很强的学科，它与机械设计基础、机械制造基础等课程有着密切的联系，它围绕机械零部件的制造误差和公差及其关系，研究零部件的设计、制造精度与技术测量方法。因此，掌握好公差与技术测量为后续课程机械设计基础、金属工艺学等打好知识基础。（二）本课程的任务培养学生具有互换性、标准化与计量的基本概念，使学生初步具有在机械设计中正确确定零件几何要素技术要求的能力；对学生进行测量技术基本技能的训练，使学生初步建立测量误差的概念，为学生进一步学习专业课和今后从事机械技术工作打下基础。二、课程的基本要求及重点、难点(一)课程的基本要求通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求：(1)建立互换性、标准化与计量的基本概念，初步具有从这方面考虑问题的能力；(2)比较确切地理解公差与配合的基本术语及定义，懂得其基本内容和特点，初步学会和掌握零件的精度设计内容和方法；(3)能够正确查阅公差表格，掌握各项公差的标注方法，正确理解机械图样上有关几何要素的技术要求；(4)一般了解几何参数测量的基本原理和方法，学会常用计量器具的使用，初步具备测量几何参数的基本技能；(5)具有识别机械图样上有关几何要素的技术要求的能力；(6)具有使用常用计量器测量几何参数的基本技能；(7)培养学生耐心细致的工作作风和严肃认真的工作态度；（二）课程的重点(1)公差等级及公差值的选择；(2)形位误差的检测；(3)表面缺陷、表面粗糙度及测量；(4)各种量具的使用原则及测量原理；（三）课程的难点(1)熟练掌握各种量具的检测方法；(2)形位误差的检测；(3)表面粗糙度的检测。三、课程内容（一）课程主要内容单元一 公差配合与技术测量概述（一）教学内容 本课程的作用和任务； 互换性的概念及在机械制造中的作用；标准化的意义；零件的加工误差与公差。（二）教学要求让学生了解互换性的概念、种类、好处、实现互换性生产的条件。了解技术标准的作用及本课程的性质、任务与要求。（三）教学重点互换性在机械行业中的重要性及贯彻执行技术标准的重要性单元二 极限与配合基础(GB/T 1800GB/T 1804)（一）教学内容 极限与配合的基本术语和定义；极限与配合的应用原则；一般公差、线性尺寸的未注公差（GB/T 1804-2000）（二）教学要求让学生了解尺寸公差配合的基本概念、熟悉尺寸公差配合标注的意义，掌握有关公差表格的查找方法，学生应知道设计要按标准规范，检测要按图纸要求，正确选择公差与配合。（三）教学重点标准公差系列、基本偏差系列，常用对孔、轴公差带与配合；公差带位置、极限尺寸状态下最大、最小间隙及最大最小过盈量。单元三 检测技术基础（一）教学内容 检测的基本概念；计量器具和测量方法的分类；常用长度量具的基本结构与原理；新技术在长度测量中的应用；测量误差和数据处理；光滑工件尺寸的检验（GB/T 3177-1977）（二）教学要求让学生掌握测量的基本概念与测量要素，掌握计量器具与测量方法的分类及术语，了解误差的分类及处理方法，掌握工件尺寸验收极限的确定方法。（三）教学重点测量方法的分类和计量器具的主要度量指标；测量误差的分类；工件尺寸验收极限的确定；测量方法和工件尺寸验收极限的确定。单元四 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差(GB/T 1182-2008)（一）教学内容 形位公差基本概念；公差原则（GB/T 4249-1996）；几何公差值的选择与几何误差的检测。（二）教学要求让学生熟悉形状和位置公差项目代号、标注及检测方法（三）教学重点形位公差标注及检测；掌握标注所指被测要素；掌握形位公差检测方法；理解位置公差检测的五种检测原则。单元五 表面缺陷、表面粗糙度及测量（一）教学内容表面粗糙度的评定参数；表面结构代号及标注（GB/T 131-2006）；表面粗糙度数值的选择及表面粗糙度测量。（二）教学要求掌握表面粗糙度的定义、评定范围与评定基准线及评定参数，掌握表面粗糙度标注方法及各种加工方法所能达到的值。（三）教学重点表面粗糙度标注方法；表面粗糙度表示的含义单元六 光滑极限量规（GB/T 1957-2006）（一）教学内容 量规尺寸公差带；量规设计（二）教学要求了解光滑极限量规的设计原则和检验原则，了解量规的基本特征和结构类型，掌握选择量规结构类型的基本原则。（三）教学重点量规尺寸公差带；量规设计的原则及结构；量规设计尺寸公差值的计算。单元七 圆锥的公差配合及测量（一）教学内容 圆锥公差配合及测量的基本术语及定义；圆锥公差（GB/T 11334-2005）；圆锥角和锥度的测量（二）教学要求掌握圆锥公差配合的术语、定义及配合特点；掌握圆锥公差及选用；学会对圆锥工件的常用测量方法。（三）教学重点圆锥公差定义；圆锥公差的选用单元八 滚动轴承的公差与配合（一）教学内容 滚动轴承的公差等级及应用（GB/T 307.1-2005）；滚动轴承公差及其特点；滚动轴承与轴及外壳孔的配合。（二）教学要求让学生掌握滚动轴承外径与外壳孔，内径与轴颈的配合选用方法及其制造时公差的确定。（三）教学重点根据负荷类型、轴承精度等级选择配合单元九 螺纹的公差配合与测量（一）教学内容 普通螺纹各参数对互换性的影响（GB/T 197-2003）；普通螺纹的公差与配合（GB/T 197-2003）；梯形螺纹丝杠、螺母技术标准简介；滚动螺旋副（GB/T 17587.1.3）及螺纹测量简述（二）教学要求让学生了解螺纹配合中螺纹公差带位置和基本偏差，查表确定其值及检测方法。（三）教学重点普通螺纹的公差及配合单元十 键与花键的公差配合及测量（一）教学内容 单键联结（GB/T 10951096-2003）；花键联结（GB/T 1144-2001）；花键的标注及检测。（二）教学要求根据不同轴径选择相应键及花键相关标准，让学生了解平键联结、花键联结的相关标准，配合性质，公差带及标注方法。（三）教学重点平键联结和矩形花键联结及配合的有关标准、标注方法。单元十一 圆柱齿轮传动的公差及测量（一）教学内容 圆柱齿轮传动的要求及齿轮加工误差简述；圆柱齿轮的误差项目及检测；渐开线圆柱齿轮精度标准。（二）教学要求让学生了解齿轮制造精度对传动的影响，齿轮常用检验尺寸数值表的使用方法以及齿轮检测方法、内容。（三）教学重点齿轮参数的检测；变位齿轮检测单元十二 尺寸链（一）教学内容 尺寸链的基本概念；尺寸链的解算；解尺寸链的其他方法。（二）教学要求使学生掌握尺寸链的基本概念，学会解算正计算和反计算尺寸链问题。（三）教学重点尺寸链的解算（二）实验内容实验一 游标卡尺测量尺寸（0.5学时）内容：(1)实验设备：分度值为0.02mm的游标卡尺、被测工件、软布、平板（450mm×600mm）(2)实验步骤：a)将游标卡尺擦洗干净，轻轻推动尺框，使两个量爪合拢，待严密贴合没有明显的漏光间隙时检查零位；b)测量时，左手拿工件，右手握尺，先张开活动量爪，测量外尺寸时，使用外侧量爪；测量内尺寸时，使用刀口内测量爪；c)读数：读整数、小数及求和。目的及要求：掌握游标卡尺的使用方法、测量范围和测量精度。实验二 螺旋测微仪测量轴径尺寸（0.5学时）内容：(1)实验设备：025mm、2550mm、5075mm的螺旋测微仪，被测工件，软布，平板（450mm×600mm）。(2)步骤：(a)使用前将千分尺测头、被测工件表面擦拭干净；(b)校准零位：测量范围小于25mm时，直接合拢两测量面进行校正；测量范围大于25mm时，使用量具盒内的校对量杆；(c)转动微分筒，使千分尺两测量面之间的距离大于零件上的被测尺寸；(d)将零件的被测表面放在两测头之间，并使被测轴线与千分尺测量杆保持垂直；(e)转动微分筒，是测量杆轴向移动，接近被测表面时应改用棘轮装置，直到棘轮发出响声时停止转动；(f)锁紧千分尺后，即可读数；(g)读数：从微分筒的边缘向左看固定套管上距微分筒边缘最近的刻线，从固定套管中线上侧的刻度读出整数，从中线下侧的刻度读出0.5mm小数，再从微分筒上找到与固定套管中线对齐的刻线，将此刻线格数乘以0.01mm就是小雨0.5mm的小数部分的读数，最后把以上几部分相加即为测量值。目的及要求：掌握螺旋测微仪的使用方法、测量范围和测量精度。实验三 内径百分表测量孔径尺寸（1学时）内容：(1)实验设备：内径百分表、外径千分尺、被测工件、软布、平板（450mm×600mm）。 (2)被测零件位置：如图所示在相互垂直的纵向截面-、-上依次测量1-1、2-2、3-3三个截面上的直径。(3)实验步骤：(a)将百分表、千分尺和被测工件擦拭干净；(b)百分表装到手柄上，并使其指针压缩半圈左右，然后用固定螺帽固定；图1 工件测量位置(c)按被测孔径大小选择可换测头，拧装在螺孔里；(d)将外径千分尺的尺寸调成被测孔径的尺寸，再以千分尺两量砧之间的距离为基准，将内径百分表调零；(e)将对好零位的内径百分表倾斜地放入被测孔中，然后摆正，使内径百分表的测量线位于被测孔的直径方向上。即在径向上找出最大值，在轴向上找出最小值；(f)观察指针是否仍在对零位时的数字上，若指针正好对准表盘零位，则说明孔的实际尺寸刚好与测量前内径表在千分尺上的尺寸相等；(g)假若指针没有到零位，则说明孔径大了，每差一格，则孔径大了一个0.01mm；假如指针超过零位，则说明孔小了。每超过一格，则孔小了一个0.01mm；(h) 被测孔的实际孔径=测量示值+对零时百分表上的尺寸。目的及要求：掌握内径百分表的使用方法、测量范围和测量精度。实验四 直线度误差测量（0.5学时）内容：(一)实验设备：刀口尺、平尺、塞尺、平台、光源、导轨直角座。(二)实验步骤：图2 刀口尺检测直线度误差1、 刀口尺测量短小工件：(1)将被测工件放在平台上；(2)将刀口尺刃口放在被测表面上（图2所示），此时刀口尺与实际线之间产生的最大间隙就是被测工件的直线度误差值。间隙较大时，可用塞尺直接测出最大间隙值，即为被测工件的直线度误差值；间隙较小时，可按标准光隙估计其间隙大小。光隙较小时，将呈现不同的颜色，根据颜色判断光隙大小的数值。光隙为2.5um呈白光，光隙为1.25-1.75um之间呈红光，光隙为0.8um时呈蓝光，光隙小于0.5um时则不透光。2、 平尺、塞尺测量圆柱体直线度(1)将被测工件放在平台上（如图3所示）(2)将平尺与圆柱体素线直线接触，并使两者之间的最大间隙为最小，此时的最大间隙即为该圆柱体被测素线的直线度误差。(3)误差值的大小可用塞尺测量，也可看光隙。图3 平尺、塞尺检测圆柱体直线度误差目的及要求：掌握直线度误差的测量方法。