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《互换性与测量技术》教学教案(第一部分)一、教学目标1. 让学生了解互换性的概念及其在工程中的应用。
2. 使学生掌握测量技术的基本原理和方法。
3. 培养学生运用互换性和测量技术解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 互换性的概念及其含义2. 互换性的重要性3. 测量技术的基本原理4. 测量方法及其分类5. 测量误差及其处理方法三、教学重点与难点1. 互换性的概念及其含义2. 测量技术的基本原理3. 测量误差的处理方法四、教学方法1. 讲授法：讲解互换性的概念、含义及其重要性，测量技术的基本原理和方法。
2. 案例分析法：分析实际案例，使学生了解互换性和测量技术在工程中的应用。
3. 讨论法：组织学生讨论测量误差处理方法，培养学生的动手能力和团队协作精神。
五、教学准备1. 教材：《互换性与测量技术》2. 课件：互换性、测量技术的相关图片和实例3. 工具：尺子、量具等测量工具4. 设备：实验室测量设备《互换性与测量技术》教学教案(第二部分)六、教学目标1. 让学生了解互换性的分类及其特点。
2. 使学生掌握不同测量方法的适用范围和注意事项。
3. 培养学生运用互换性和测量技术解决实际问题的能力。
七、教学内容1. 互换性的分类及其特点2. 不同测量方法的适用范围和注意事项3. 测量仪器的选择和使用方法八、教学重点与难点1. 互换性的分类及其特点2. 不同测量方法的适用范围和注意事项3. 测量仪器的选择和使用方法九、教学方法1. 讲授法：讲解互换性的分类及其特点，不同测量方法的适用范围和注意事项。
2. 实践操作法：引导学生进行实验室测量实践，掌握测量仪器的选择和使用方法。
3. 讨论法：组织学生讨论测量过程中可能遇到的问题，培养学生的动手能力和团队协作精神。
十、教学准备1. 教材：《互换性与测量技术》2. 课件：互换性、测量方法的相关图片和实例3. 工具：尺子、量具等测量工具4. 设备：实验室测量设备《互换性与测量技术》教学教案(第三部分)十一、教学目标1. 让学生了解测量误差的概念及其分类。
习题 11.1 什么叫互换性？为什么说互换性已成为现代化机械制造业中一个普遍遵守的原则？是否互换性只适用于大批生产？答：（1）是指同一规格的零部件中任取一件，不需经过任何选择、修配或调整，就能装配成满足预定使用功能要求的机器或仪器，则零部件所具有的这种性能就称为互换性。
（2）因为互换性对保证产品质量，提高生产率和增加经济效益具有重要意义，所以互换性已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则。
（3）否。
1.2 生产中常用的互换性有几种？它们有何区别？答：（1）生产中常用的互换性有完全互换性和不完全互换性。
（2）其区别是：1）完全互换性是一批零件或部件在装配时不需分组、挑选、调整和修配，装配后即能满足预定要求。
而不完全互换性是零件加工好后，通过测量将零件按实际尺寸的大小分为若干组，仅同一组内零件有互换性，组与组之间不能互换。
2）当装配精度要求较高时，采用完全互换性将使零件制造精度要求提高，加工困难，成本增高；而采用不完全互换性，可适当降低零件的制造精度，使之便于加工，成本降低。
1.3 何谓公差、标准和标准化？它们与互换性有何关系？答：（1）零件几何量在某一规定范围内变动，保证同一规格零件彼此充分近似，这个允许变动的范围叫做公差。
（2）标准是在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布、实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程。
（3）标准化是反映起草、制订、贯彻标准的全过程。
（4）标准和标准化是互换性生产的基础。
1.4 何谓优先数系，基本系列有哪些？公比为多少？答：（1）优先数系就是对各种技术参数的数值进行协调、简化和统一的一种科学的数值标准，是一种无量纲的分级数值，它是十进制等比数列，适用于各种量值的分级。
（2）基本系列有R5、R10、R20、R40。
（3）公比q r习题22-1根据题1表中的已知数值，确定表中其余各项数值（单位为mm）。
2-2. 图样上给定的轴直径为0.0180.002456()k φ++，根据此要求加工了一批轴，实测后得其中最大直径（即最大实际（组成）要素）为45.018mm φ，最小直径（即最小实际（组成）要素）为45.000mm φ。
课后题第一章习题第一章圆柱公差与配合（9学时）基本要求：公差配合基本术语及定义，公差带图示法。
圆柱体结合的特点。
公差与配合国家标准的体系和结构，标准公差，基本偏差，公差带与配合。
公差与配合的选用：基孔制与基轴制的选择，公差等级的选择，配合的选择，不同基准制的应用。
公差与配合在图纸上的标注。
1.计算出表中的极限尺寸，上.下偏差和公差，并按国家标准的规定标注基本尺寸和上下偏差（单位为mm）。
2.已知下列三对孔，轴相配合。
要求：（1）分别计算三对配合的最大与最小间隙（Xmax ，Xmin）或过盈（Ymax，Ymin）及配合公差。
（2）分别绘出公差带图，并说明它们的配合类别。
① 孔：Φ20033.00+ 轴：Φ20065.0098.0-- ② 孔：Φ35007.0018.0+- 轴：Φ350016.0- ③ 孔：Φ55030.00+ 轴：Φ55060.0041.0++3. 下列配合中，查表1——7，表1——10，表1——11确定孔与轴的最大与最小间隙或过盈以及配合公差，画出公差带图，并指出它们属于哪种基准制和哪类配合？（1）Φ50H8/f7 （2）Φ80G10/h10 （3）Φ30K7/h6 （4）Φ140H8/r8 （5）Φ180H7/u6 （6）Φ18M6/h54．将下列基孔（轴）制配合，改换成配合性质相同的基轴（孔）制配合，并查表1——8，表1——10，表1——11，确定改换后的极限偏差。
（1）Φ60H9/d9 （2）Φ30H8/f7 （3）Φ50K7/h6 （4）Φ30S7/h6 （5）Φ50H7/u65.有下列三组孔与轴相配合，根据给定的数值，试分别确定它们的公差等级，并选用适当的配合。
（1）配合的基本尺寸=25mm ，X max =+0.086mm ，X min =+0.020mm （2）配合的基本尺寸=40mm ，Y max =-0.076mm ，Y min =-0.035mm （3）配合的基本尺寸=60mm ，Y max =-0.032mm ，Y min =+0.046mm6.根据结构的要求，图1——1所示为黄铜套与玻璃透镜间的工作温度t=-50℃时，应有0.009—0.075mm 的间隙量。
互换性与测量技术课程复习要点《互换性与测量技术》课程复习要点课程名称：《互换性与测量技术》适⽤专业：机械设计制造及其⾃动化、车辆⼯程等辅导教材：《互换性与技术测量》管建峰、钟相强主编北京理⼯⼤学出版社复习要点：第⼀章绪论1、互换性的含义：机械制造中的互换性，是指按规定的⼏何、物理及其他质量参数的极限，来分别制造机械的各个组成部分，使其在装配与更换时不需辅助加⼯及修配，便能很好地满⾜使⽤和⽣产上的要求。
2、优先数和优先数系的定义、基本构成规律、数学特征定义：对各种技术参数进⾏协调、简化和统⼀的⼀种科学的数值制度。
优先数和优先数系?标准（GB321—80）与ISO3采⽤的优先数相同—⼗进制⼏何级数基本构成规律：（1）数系的项值中依次包含：…，0.001，0.01, 0.1, 1，10，100，…这些数，即由10的整数幂10N（其中N为整数）组成的⼗进数序列；（2）⼗进数序列按：…，0.001～0.01，0.01～0.1，0.1～1，1～10，10～100，100～1000，…的规律分成为若⼲区间，称为“⼗进段”；（3）每个“⼗进段”内都按同⼀公⽐q细分为⼏何级数，从⽽形成⼀个公⽐为q 的⼏何级数数值系列。
这样，可根据实际需要取不同的公⽐q，从⽽得到不同分级间隔的数值系列，形成优先数系。
数学特征（1）包含性在R40系列中包含有R20系列中的全部项值；在R20系列中包含有R10系列的全部项值；在R10系列中包含有R5系列的全部项值；在R80系列中包含有R40系列的全部项值。
（2）延伸性系列中的项值可以向两端⽆限延伸。
（3）相对差同⼀系列中，任意相邻两项优先数的相对差近似不变。
（4）积、商、和幂同⼀系列中，任意两项的理论值之积和商，任意⼀项理论值的整数幂，仍为此系列中⼀个优先数的理论值。
（5）和与差同⼀系列中，两个优先数的和与差，⼀般不再为优先数。
第⼆章⼏何量测量基础1.量块按“级”使⽤和按“等”使⽤有什么区别？①按“级”使⽤—忽略量块中⼼长度的制造误差，按量块的标称值使⽤。
2011 -2012 学年度第二学期课程总结与分析课程名称：互换性与测量技术授课时间：2011年-2012年第一学期学时安排：48学时授课班级：机械11学生人数：43课程简介：电工技术与电子技术是机械工程及自动化专业学生必修的一门技术基础课，通过本课程的教学使学生获得必要的电工电子技术基础理论、基础知识和基本技能，为后续学习和从事专业技术工作打下一定基础，并使他们受到必要的基本技能的训练。
教学总结：本课程是一门理论性、实践性和技术性很强的课程。
以课堂讲授为主，采用多媒体教学手段，讲授电工电子技术知识时，能联系有关的社会生活和专业技术知识，使学生了解电工电子技术理论在专业和生活中的应用，通过观察分析身边的电路、电机、手电筒等日常生活中的电工电子技术知识，教会学生用电工电子技术的眼光分析自然界和社会现象，使他们体会电工电子技术不断深入生活的各个方面。
课堂中做到精讲多练，通过不断地分组练习,培养学生团队合作能力，同时调动了学生学习的主动性和积极性，有利于学生对疑难知识点的理解和掌握。
学生学习总结：我所教授的是理工学院机械专业的学生，一部分学生基础知识比较薄弱，但在上课的过程中他们都非常认真、恳学。
我在教学中能联系有关的社会生活和专业技术知识，使学生了解电工电子技术理论在专业和生活中的应用，充分调动学生的积极性，同时给学生出一些练习题目，让他们每一节课都能掌握一些知识，每一次上课，都能够有所提高，并顺利完成教学计划。
总之在本课的教学中，把讲和练有机的结合，提高学生学习的主动性，结合现实生活中的实例，把知识点和实际题目相结合，让学生感觉到所学和所用的零距离。
改进措施：1.在理论教学过程中，创设恰当的问题情境，让学生发现问题、分析问题、细化任务；引导学生明确探索的方向，寻找解决问题的途径，以此培养学生自主创新能力。
2.增加实践教学，提高学生动手能力。
第一章绪论重点掌握：满足互换性的条件：要使零件具有互换性，就应把零件的尺寸和形状误差都控制在规定的公差范围之内。
但不是两个或同批零件的尺寸和形状完全相同，完全相同也是做不到的。
为满足互换性要求，设计时就要合理规定的公差。
但不公差值越小越好，公差值越小，生产成本越高。
所以，在满足功能要求的前提下，公差应尽量规定得大一些。
实现互换性的基础是：标准和标准化第二章极限与配合重点掌握以下内容1、常见的配合分：间隙配合、过盈配合、过渡配合三类。
2、尺寸偏差等于实际尺寸（或极限尺寸）减去基本尺寸的代数差。
代数差可以为正值，也可以为负值，也可以为零。
3、零件的公差值的大小：由零件的基本尺寸和公差等级（精度要求）共同决定。
所以，基本尺寸不同的零件，即使它们的公差值相同，也不能说明它们的精度要求相同。
但是，同一公差等级的不同尺寸段的公差值不同，但被认为具有同等的精度要求，也就是具有同等的精确程度。
4、公差带的位置由基本偏差确定，公差带的宽度由标准公差确定。
5、孔和轴的基本偏差的分布：（基本偏差是公差带中最靠近零线的那个（上或下）偏差）孔：A～H的基本偏差是下偏差，其中H的基本偏差为0，为基准孔；JS的基本偏差=±IT/2，可为上偏差或下偏差；J～ZC的基本偏差为上偏差。
见20页。
轴：a～h的基本偏差是上偏差，其中h的基本偏差为0，为基准轴；js的基本偏差=±IT/2，可为上偏差或下偏差；j～zc的基本偏差为下偏差。
见20页。
6、根据基本偏差的分布规律，判断配合性质：例如：基本偏差为c、d、e的轴与基本偏差为H的孔形成的配合是什么配合？应基孔制间隙配合；基本偏差为F、FG、G的孔与基本偏差为h的轴可构成的配合是什么配合？应为基轴制间隙配合。
7、零件的加工尺寸都是公差带中心为分布中心，这样才有利于互换，所以零件的加工尺寸应越接近公差带中心位置越好，而不应是越接近基本尺寸越好。
8、图样上未标注公差的尺寸的制造公差按照一般公差加工。
应用例题：1、说明φ30H8和φ30h8公差带的含意？答：φ30H8代表直径为30mm的基孔制的基准孔；φ30h8代表直径为50mm的基轴制的基准轴。
2、某轴直径φ30mm，最小极限尺寸为φ29.9mm，公差为0.01.，则其尺寸和偏差怎样标注？答：φ300-0.013、查表确定φ10f6、φ10f7和φ10f8的上偏差和下偏差解：φ10f6、φ10f7和φ10f8的上偏差相等（基本偏差都是f），es=-13um；下偏差不相等（标准公差不同）。
IT6=9um IT7=15um IT8=22umφ10f6的下偏差ei=es- IT6=-13-9=-21 umφ10f7的下偏差ei=es- IT7=-13-15=-28 umφ10f8的下偏差ei=es- IT8=-13-22=-35 um4、已知一配合为φ35H7/r6，试指出或计算：（参考24页例2.4）1）、孔、轴的上、下偏差；2）、配合的极限间隙或极限过盈；3）、配合类别；4）、画孔、轴公差带图（标出极限间隙或极限过盈）。
解：1）、本题目是采用基孔制配合所以EI=0；查表：IT7=25 um ；ES=EI+IT7=+25um轴φ35r6的基本偏差是下偏差，查表ei＝＋34 um，IT6＝16 um；es=ei+IT6=+34+16=+50 um2）、Ymax= EI- es=0-50=-50μm ；Ymin=ES-ei=+25-34=-9μm ；3）、配合类别：过盈配合4）、孔/轴公差带图如下：5、已知一配合为φ35F7/h6，试指出或计算：1）、孔、轴的上、下偏差；2）、配合的极限间隙或极限过盈；3）、配合类别；4）、画孔、轴公差带图（标出极限间隙或极限过盈）。
解：1）、本题目是采用基轴制配合所以es=0；查表IT6=16um; ei=es-IT6=0-16=-16um孔φ35F7的基本偏差是下偏差，查表：EI＝+25um；IT7=25um所以ES=EI+IT7=+25+25=+50um2）、Xmax=ES-ei=+50-(-16)=+66um；Xmin=EI-es=+25-0=+25um3）、配合类别：间隙配合4）、孔/轴公差带图如下：（公差带中加上剖面线）第三章形状和位置公差重点掌握以下内容1、图样中标注形位公差时，被测要素为轮廓要素时，公差框格的指引线的箭头置于要素的轮廓线上或轮廓线的延长线上，但必须与尺寸线明显错开（见45页图样）。
如果被测要素为中心要素时，公差框格的指引线的箭头应与尺寸线的延长线重合（见46页图样）。
2、在图样上标注基准要素时，如果基准要素为轮廓要素时，基本代号的粗的短横线应靠近轮廓线或它的延长线上，基准代号的连线应明显与尺寸线错开（见48页图3.17）。
基准要素为中心要素时，基准代号的连线与尺寸线对齐（见48页3.19）。
3、形状公差有4项；形状或位置公差有2项、即线轮廓度和面轮廓度，无基准要求时是形状公差、有基准要求时是位置公差（见50页）；位置公差有8项：可分为定向公差、定位公差和跳动公差三类（见50页）。
4、位置公差具有综合控制被测要素的形状的能力，一般对被测要素有位置公差要求时，通常不再给出形状公差要求，如果需要对形状误差有进一步要求时，也可给出形状公差。
但形状公差值应小于位置公差值。
50～57页。
6、公差原则：公差原则是确定形位公差与尺寸公差之间关系的准则。
7、独立原则：图样上给定的尺寸公差和形位公差都是独立的、相互无关，应分别满足其要求，称为独立原则。
8、相关要求：图样上给定的尺寸公差和形位公差相互有关的公差要求，称为相关要求。
9、Da、da；Dfe、dfe；Dfi、df；D M、d M；D L、d L；D MV、d mv；D LV、d Lv各项含意：1）Da、da：孔和轴的局部实际尺寸。
2）Dfe、dfe：孔和轴的体外作用尺寸。
在配合面全长上，与实际孔体外相接的最大理想轴的直径、或与实际轴体外相接的最小理想孔的直径。
又称为作用尺寸。
体外作用尺寸是零件在装配时起作用的尺寸。
见58页图3.233）Dfi、df：孔和轴的体内作用尺寸。
在配合面的全长上，与实际孔体内相接的最小理想轴的直径、或与实际轴体内相接的最大理想孔的直径。
见图58页3.24。
4）D M、d M：最大实体尺寸(MMS)。
在配合面的全长上，孔或轴占有材料量为最大时的状态，称为最大实体状态，最大实体状态下的尺寸称为最大实体尺寸。
对于孔D M=Dmin、对于轴d M=dmax.5）D L、d L：最小实体尺寸(LMS)。
在配合面的全长上，孔或轴占有材料量为最少时的状态，称为最小实体状态,最小实体状态下的尺寸称为最小实体尺寸。
对于孔D L=Dmax、对于轴d L =dmin6）D MV、d mv：最大实体实效尺寸（MMVS）。
在配合面的全长上，实际要素处于最大实体状态，，且其中心要素的形位误差等于给出公差值t时的综合极限状态称为最大实体实效状态。
最大实体实效状态下的体外作用尺寸称为最大实体实效尺寸。
对于孔D MV=Dmin-t，对于轴d mv=dmax+t.7）D LV、d Lv：最小实体实效尺寸(LMVS)。
在配合面的全长上，实际要素处于最小实体状态，，且其中心要素的形位误差等于给出公差值t时的综合极限状态称为最小实体实效状态。
最小实体实效状态下的体内作用尺寸称为最小实体实效尺寸。
对于孔D LV=Dmax+t，对于轴d Lv=dmin-t.10、MMB、LMB、MMVB、LMVB各项含意：1）MMB：最大实体边界。
具有理想形状且边界尺寸为最大实体尺寸的包容面。
2）LMB：最小实体边界。
具有理想形状且边界尺寸为最小实体尺寸的包容面。
3）MMVB：最大实体实效边界。
具有理想形状且边界尺寸为最大实体实效尺寸的包容面。
4）LMVB：最小实休实效边界。
具有理想形状且边界尺寸为最小实体实效尺寸的包容面。
11、孔和轴的最大实体尺寸、最大实体实效尺寸怎样表达、最小实体尺寸、最小实体实效尺寸表达式：孔：最大实体尺寸D M=Dmin；最大实体实效尺寸D MV=Dmin-t；最小实体尺寸D L=Dmax；最小实体实效尺寸D LV=Dmax+t。
轴：最大实体尺寸d M=dmax.；最大实体实效尺寸d mv=dmax+t.；最小实体尺寸d L =dmim；最小实体实效尺寸d Lv=dmin-t。
12、包容要求的含意是什么？怎样标注？公差解释及合格条件是什么？答：1）含意：实际要素应遵守最大实体边界，其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸。
2）标注：包容要求在图样上标注时，在尺寸偏差的后面加注○E。
见59页图3.25。
3）公差解释：按包容原则要求，图样上只给出尺寸公差，但这种公差具有双重职能，即综合控制被测要素的实际尺寸变动量和形状误差的职能。
若实际尺寸处处皆为MMS（最大实体状态），则形状误差必须是0，即被测要素应为理想形状。
因此，采用包容原则时的尺寸公差，总是一部分被实际尺寸占用，余下部分可被形状误差占用。
（尺寸公差与形位公差采用包容要求时，零件加工的实际尺寸和形位误差中有一项超差，不能判断零件不合格。
因为包容要求只给出被测要素的尺寸公差、没有给出形位公差，当实际尺寸偏离最大体尺寸时，允许被测要素产生一定形位误差。
只要被测要素遵守最大实体边界就为合格。
）4）合格条件：孔： Dfe≥D M=Dmin Da≤D L=Dmax轴：dfe≤d M=dmax da≥d L=dmin13、最大实体要求的含意是什么？怎样标注？公差解释及合格条件是什么？答：1）含意：被测要素的实际轮廓应遵守其最大实体实效边界，当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其形位公差超出在最大实体状态下给出的公差值，称为最大实体要求。
2）标注：其符号为○M。
最大实体要求应用于被测要素时，在被测要素形位公差框格公差值后标注○M；最大实体要求应用与基准要素时，在公差框格基准字母后标注○M。
见61页图3.27及图3.28。
3）公差解释：被测要素的实际轮廓为最大实体实效边界，其局部实际尺寸不得超出尺寸公差的范围。
当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，形位误差值可以超出在最大实体状态下给出的形位公差值t1，即形位公差值可以增大。
形位公差值能增大多少，取决于被测要素偏离最大实体状态的程度。
形位公差的最大值为图样上给定的形位公差值与尺寸公差值之和（t1+T）。
4）合格条件：孔：Dfe≥D MV=Dmin-t1 并且D M=Dmin≤Da≤D L=Dmax轴：dfe≤d MV=dmax+t1 并且d M=dmax≥da≥d L=dmin14、最小实体要求的含意是什么？怎样标注？公差解释及合格条件是什么？答：1）含意：被测要素的实际轮廓应遵守其最小实体实效边界。
