2.1 概述（课件）-《机械常识与视图》同步精品课堂（机工版）

《机械常识与视图》（高教版） 机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第2章 极限与配合 2.1 概述 知识目标 理解基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸的概念，能够准确区分并进行简单计算。 掌握公差的定义、计算方法以及其在尺寸精度控制中的作用。 明确配合的三种类型（间隙配合、过盈配合、过渡配合），能通过公差带图判断配合类型。 能力目标 1.能够根据给定的零件尺寸，准确计算出其公差值，并判断尺寸的精度等级。 2.能通过查看公差带图，分析孔和轴的配合类型，并说明其在实际装配中的应用。 情感目标 1.培养学生对机械制造中精度控制的严谨态度，让学生认识到细微的尺寸差异可能对产品质量产生重大影响，从而养成认真细致、追求精确的工作习惯。 2.激发学生对机械专业知识的学习兴趣，通过了解极限与配合在实际生产中的重要性，增强学生对专业的认同感和自豪感。 三维目标 导入情景 01 “同学们，想象一下你们正在一家汽车工厂里参观。在装配线上，工人们正在快速而精准地组装汽车零件。 你们注意到，有的零件能够轻松地安装在一起，比如轮胎和轮毂；而有的零件则需要施加一定的压力或者加热处理才能装配到位，比如发动机的活塞和气缸。 这是为什么呢？其实这就涉及到我们今天要学习的“极限与配合”的知识。 就像轮胎和轮毂，它们之间的尺寸和配合关系设计得恰到好处，所以安装起来很顺利，这就是一种良好的配合。而活塞和气缸，如果它们的尺寸配合不当，要么活塞在气缸里晃荡，影响发动机性能；要么活塞根本装不进去，汽车就无法正常运转。 在机械制造中，无论是小小的手表零件，还是大型的机器设备，都需要准确的极限与配合，才能保证产品的质量和性能。” 新知学习 02 一、概述 《极限与配合》是机械类、机电类学生必修的主要内容，是联系基础课和专业课的带。它为零件加工、机器装配及使用提供了重要的技术依据。根据实际情况恰当地选择零的加工精度和机件间的配合关系，对保证产品的质量和控制加工成本有着不可忽视的意义正确地选择极限与配合是机器设计中一项很重要的工作，它对产品性能、质量、互换性及济性都有很大影响。 新知学习 02 互换性是现代化生产的一个重要技术经济原则，它普遍用于机械设备和各种家用机电产品的生产中。 互换性是指同一规格的一批零件或部件，不作任何挑选、调或辅助加工，就能利地进行装配，并能够满足机械产品的使用性能要求的一种特性。例如，车床上的主转轴承，磨损到一定程度后会影响车床的使用，在这种情况下，换上一个相同代号的新承，主轴就能恢复原来的精度而达到满足使用性能的要求。这里轴承作为一个部件面期有互换性。 互换性原则广泛用于机械制造中的产品设计、零件加工、产品装配、机器的使用和维等各个方面。 零件有了互换性，就可以缩短机器的制造和装配周期、有利于组织专业化协作生产和用现代化的工艺设备，从而保证产品质址，提高劳动生产率和经济效益，并为机器的维来很大的方便。 二、互换性的含义 新知学习 02 根据零件的互换范围不同，互换性可分为完全互换和不完全互换两种。前者要求零、件在装配时，不需要作任何选择和辅助加工就能满足预定的使用要求;后者则在装配前允有附加的选择，装配时允许有附加的调整但不允许修配，装配后能满足预期的使用要求完全互换性通用性强、装配方便，可减少修理时间和费用，利于专业化生产，所以在机器制造中被广泛采用。当装配精度要求较高，零件加工困难较大时，则可采用不完全互换光。 三、互换性的种类 新知学习 02 在设计方面、由于采用互换性强的标准件和通用件，可以使设计工作简化，缩短设计周期、并便于计算机辅助设计，这对发展系列产品十分重要。 在加工和装配方面，当零件具有互换性时，可以采用分散加工、集中装配。这样有利于组织跨地域的专业化厂际协作生产;有利于使用现代化的工艺设备，并可提高设备的利用率:有利于采用自动线等先进的生产方式;还可以减轻劳动强度，缩短装配周期，从而保证装配质量。在使用维修方面，互换性有其不可取代的优势。 四、互换性的意义 新知学习 02 当机器的零件突然损坏或按计划定期更换时、可迅速用相同规格的零件装上，既缩短了维修时间，又能保证维修质量，提高了机器的利用率和延长机器的使用寿命。互换性生产是随着产品大批量生产的需求而逐步发展完善起来的。随着数控技术和计算机技术的发展，制造业由传统的生产方式向现代化的生产方式转化，在多品种、小批量的生产中，互换性的应用也越来越广泛，对互换性的要求将越来越高。因此，互换性原则是组织现代化生产极为重要的技术经济原则。 四、互换性的意义 新知学习 02 零件的尺寸需要经过加工后才能获得，由于在加工过程中会受到各种因素的影响，不可能把零件加工成理论上精确的尺寸。即使是同一个工人，在同一台机器上对同一批规格相同的零件进行加工，也很难得到完全一样的尺寸。所以，零件的实际要素和理论上的绝对准确尺寸存在着差距，两者之差就称为加工误差。加工误差主要分为尺寸误差、形状误差、位置误差和表面粗糙度误差，这些误差的存在都影响零件的互换性。为满足零件的互换性要求，零件的加工误差必须控制在公差范围内才为合格品，反之为不合格品。 五、加工误差 新知学习 02 公差是指零件的尺寸、几何形状、几何位置关系及表面粗糙度参数值允许变动的范围。公差值的大小已经标准化。零件的精度是由公差来体现的，对于同一尺寸来说，公差值大就是允许的加工误差大，加工容易，零件的制造成本低;公差值小就是允许的加工误差小，精度高，加工困难，零件的制造成本高。所以零件的公差值大小与零件的加工难易程度密切相关，直接影响产品成本的高低。 六、公差 新知学习 02 公差标准是一种技术标准。技术标准是规范技术要求的法规，是指为产品和工程的技术质量、规格及其检验方法等方面所作的技术规定，是从事生产建设工作的共同技术依据。标准的建立必须以科学和实践经验作为依据，在充分协调的基础上，对生产技术活动中的要求，以特定程序、特定形式颁发的统一的规定，在一定的范围内作为共同遵守的技术准则。在生产实践中，还应根据客观情况的变化，不断地修订和完善标准。以上所述的以制定标准和贯彻标准为主要内容的全部活动过程称为标准化。标准是保证互换性的基础，标准化是实现互换性生产的基础。 七、公差标准和标准化 小试牛刀 题目 1： 基本偏差为 a～h 的轴与基本偏差为 H 的孔可构成（ ）。 A. 间隙配合 B. 过渡配合 C. 过盈配合 D. 间隙或过渡配合 答案：A 解析：基本偏差为 a～h 的轴与基本偏差为 H 的孔构成间隙配合。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 对于尺寸公差带，代号为 A—G 的基本偏差为（ ）。 A. 上偏差 B. 下偏差 C. 上偏差或下偏差 D. 不能确定 答案：C 解析：代号为 A—G 的基本偏差可能是上偏差，也可能是下偏差，具体取决于公差带的位置。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 公差等于（ ） A. 最大极限尺寸减去最小极限尺寸 B. 上偏差减去下偏差 C. 最大极限尺寸减去基本尺寸 D. 最小极限尺寸减去基本尺寸 答案：B 解析：公差是上偏差减去下偏差的绝对值。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 下列关于配合的说法，正确的是（ ） A. 间隙配合中，孔的公差带在轴的公差带之上 B. 过盈配合中，孔的公差带在轴的公差带之下 C. 过渡配合中，孔和轴的公差带相互交叠 D. 以上都对 答案：D 解析：这是三种配合类型中孔和轴公差带位置关系的正确描述。 尝试解答下面习题 题目 5： 基轴制中，基准轴的基本偏差代号是（ ） A. H B. h C. ES D. ei 答案：B 解析：基轴制中，基准轴的基本偏差代号为 h，其上偏差为 0。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 已知某孔的尺寸为 φ30 +0.021 0 ，则其下偏差为（ ） A. +0.021 B. 0 C. -0.021 D. 无法确定 答案：B 解析：下偏差是尺寸标注中较小的数值，此标注中为 0。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 当孔的最大极限尺寸与轴的最小极限尺寸之差为正值时，此配合为（ ） A. 间隙配合 B. 过盈配合 C. 过渡配合 D. 无法确定 答案：A 解析：孔的最大极限尺寸大于轴的最小极限尺寸，为间隙配合。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 基本偏差确定公差带的（ ） A. 大小 B. 位置 C. 形状 D. 方向 答案：B 解析：基本偏差确定公差带相对于零线的位置。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 简述公差的定义，并说明其在机械制造中的重要性。 答案：公差是允许尺寸的变动量。在机械制造中，公差非常重要。它能保证零件的互换性，使得不同厂家生产的相同规格零件可以相互替换使用。公差还能控制零件的加工精度和成本，合理的公差设定既能满足产品的功能要求，又能避免过高的精度要求导致生产成本的增加。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 请解释过盈配合的定义，并举例说明其在实际中的应用场景。 答案：过盈配合是指具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，孔的尺寸小于轴的尺寸。 例如，在火车车轮与车轴的装配中通常采用过盈配合。这是因为过盈配合能产生较大的连接力，使车轮与车轴在运转过程中不会出现松动，保证了火车运行的安全和稳定。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 今天我们学习了极限与配合的重要知识。首先，我们了解了尺寸的基本概念，包括基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸等。要记住，基本尺寸是设计给定的基准尺寸，而极限尺寸则决定了尺寸允许的变动范围。在公差方面，我们明白了公差是允许尺寸的变动量，它等于上偏差减去下偏差。公差的大小反映了零件尺寸的精度要求。配合是很关键的一部分，我们知道了有间隙配合、过盈配合和过渡配合这三种类型。它们是根据孔和轴公差带的相互位置关系来区分的。对于基本偏差，它确定了公差带相对零线的位置，而标准公差则决定了公差带的大小。在基孔制和基轴制中，要清楚基准孔和基准轴的基本偏差代号以及其特点。总之，极限与配合的知识对于机械制造和零件的装配非常重要。希望大家通过今天的学习，能够为今后的学习和实际应用打下坚实的基础。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对互换性的掌握。 复习互换性的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于互换性习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为互换性在实际生活中有哪些应用？请结合具体例子进行讨论。 感谢观看 $$