专题六 误差与公差（课件）-四川省职教高考《机械基础》（高教版）专题复习讲练测

专题六 误差与公差 《机械基础》（高教版） 专题复习讲练测 1 01. 考纲解读 02. 知识点梳理 03. 考题讲解 04. 课内练习 05. 归纳小结 目录 CONTENTS 一.考纲解读 常见考点： 首先是极限与配合，包括互换性与标准化，这些概念对于确保零件的互换能力和一致性至关重要。 其次是几何精度，涉及几何要素的定义与理解，以及几何公差在零件设计和生产中的应用。 最后是表面粗糙度，其轮廓对零件的工作性能和寿命有显著影响，因此精确控制表面粗糙度参数值至关重要。 这些考点不仅是学习和理解机械设计与制造基础的关键，也是应用和实践中必须掌握的基础知识，对提高零件质量和工程效率具有重要意义。 一.考纲解读 1.理解互换性与标准化的概念及其在零件制造中的应用。掌握尺寸精度的要求和评定方法。 理解偏差、公差及公差带的定义和作用。 2.理解几何要素的定义和分类。 熟悉几何公差的特征项目，如平面度、圆度、直线度等。 掌握几何公差的标注方法和标准符号的使用。 3.理解表面轮廓的基本概念和评定标准。 分析粗糙度轮廓对零件工作性能和寿命的影响。 熟悉粗糙度轮廓的幅度参数值及其选用方法。 考试要求 考试要求： 易考题型： 一.考纲解读 计算题 根据给定的工程要求和公差要求，计算零件尺寸的可接受范围。 简答题 解释互换性、标准化、尺寸精度、偏差、公差、公差带等的含义。 分析题 根据给定的工程需求和材料条件，设计一个符合要求的极限配合方案。 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 一、互换性与标准化 1.完全互换和不完全互换 按互换性的程度不同，可将其分为完全互换和不完全互换。 完全互换是指机械零件在装配或更换时不需要挑选或修配，适用于成批大量生 产的标准零部件，如螺纹紧固件、滚动轴承等。 不完全互换是指机械零件在装配时允许有附加的选择或调整，可采用分组装配 法、调整法等工艺措施来实现。不完全互换的优点是在保证装配、配合精度要求的 前提下，适当放宽制造要求，以便于加工，降低制造成本；缺点是缩小了互换性的 范围，不利于零部件维修。 互换性有利于简化设计 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 缩短设计周期；有利于组织优质、高效的专业化生产； 有利于迅速更换报废的零件，保证机械的连续运转，延长机械的使用寿命。互换性 在提高产品质量和可靠性及经济效益等方面均具有重要的意义。 二、尺寸精度 为保证零部件具有互换性，首先必须对尺寸规定精度要求。在机械制造中，圆 柱形孔、轴应用范围最广，因此国家发布了一系列有关孔、轴的极限与配合标准。 ( 一)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。通常孔的参数用大写字母表示。如图4 - 1a所示的 L₁ 、L₂ 、L₃ 均是 孔的尺寸。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 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。通常轴的参数用小写字母表示。如图4- 1b 所示的l 、l₂ 、l₃ 均是轴 的尺寸。(二)尺寸 1.公称尺寸 (L 、1) 公称尺寸是通过强度、刚度计算并考虑结构和工艺方面的要求后确定的，如图 4-2所示。公称尺寸的数值可以是整数或小数。 2.实际尺寸(L、I) 通过实际测量获得的某一孔、轴的尺寸。由于零件加工后存在形状误差，测 量时又存在测量误差，所以测得的实际尺寸并非尺寸的真值，而是接近真值的一 个尺寸。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 3.极限尺寸 极限尺寸是 一 个孔或轴允许的尺寸的两个极端。孔或轴允许达到的最大尺寸称 为上极限尺寸 (Lm 、lm), 孔或轴允许达到的最小尺寸称为下极限尺寸 (Lmn、 lm:), 如图4-2所示。实际尺寸应位于上、下极限尺寸之间，也可达到上、下极限 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 公差带包括两个要素： 一是公差带的大小(即在垂直于零线方向的宽度),它 由标准公差确定；二 是公差带相对零线的位置，它由基本偏差确定。 基本偏差是确定公差带相对零线位置的那个极限偏差。它可以是上极限偏差或 下极限偏差， 一般为靠近零线的那个偏差。若公差带在零线上方，基本偏差则为下 极限偏差；若公差带在零线下方，基本偏差则为上极限偏差。图4-3中的 EI 和 es 则分别为孔和轴的基本偏差。EI 和 es 的绝对值越大，孔、轴公差带离零线就越远； EI 和 es 的绝对值越小，孔、轴公差带离零线就越近。 例 4 - 1 已知孔、轴的公称尺寸均为φ50 mm, 孔的上、下极限尺寸分别为 φ50.062 mm 和φ50 mm, 轴的上、下极限尺寸分别为φ49.920 mm 和φ49.858 mm。 试分别计算孔、轴的极 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 限偏差与公差，画出公差带图。 解 孔的上极限偏差ES=Lmx-L=(50.062-50)mm=+0.062 mm 孔的下极限偏差 EI=Lmi-L=(50-50) mm=0 轴的上极限偏差es=lm-l=(49.920-50)mm=-0.080mm 轴的下极限偏差ei=l-l=(49.858-50)mm=-0.142mm 孔公差Tn=Lm-L=(50.062-50)mm=0.062mm 轴 公 差Ts=Lmx-1;n=(49.920-49.858)mm=0.062 mm 可标注为孔φ50+0.062,轴φ50-0.142。 公差带图如图4-4所示，通常规定图中偏差及公差的单位是μm, 公称尺寸的 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 三 、配合精度 机械零件应具有足够的尺寸精度，对相互之间有装配关系的机械零件还应具有 一定的配合精度。 (一)配合及其种类 配合是指公称尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。孔的尺寸减 去相配合的轴的尺寸之差为正值时称为间隙， 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 用X 表示；为负值时称为过盈，用 Y表示。当孔与轴公差带相对位置不同时，将有三种不同的配合：间隙配合、过 渡配合和过盈配合。它们反映不同的配合性质，表示不同的松紧程度。配合公差 是组成配合的孔、轴公差之和，它是允许间隙或过盈的变动量，配合公差反映配 合精度。 1.间隙配合 间隙配合是指具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。此时，孔的公差带完 全位于轴的公差带之上，如图4-7所示。其极限值为最大间隙Xm 和最小间隙Xin。 最大间隙为孔上极限尺寸减去轴下极限尺寸所得的代数差，最小间隙为孔下极限尺 寸减去轴上极限尺寸所得的代数差，即 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 Xm=Lm-l=ES-ei (4-9) X;=L.-L=EI-es (4-10) 在间隙配合中，配合公差为间隙公差，它是允许间隙的变动量，其值等于 最大间隙与最小间隙的代数差，也等于相互配合的孔公差与轴公差之和。这说 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 四 、几何要素 笔记 几何公差的研究对象是零件的几何要素(简称为要素),它是指构成零件几 何特征的点、线或面。例如图4-14所示的零件就是由点(球心、锥顶)、线(圆 柱面和圆锥面的素线、轴线)、面(球面、圆锥面、圆柱面、端平面)组成的几 何体。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 五、几何公差的特征项目 几何公差的特征项目及符号见表4-7,几何公差分为形状公差、方向公差、位 置公差及跳动公差四大类，共15种公差项目 重点概念复习： 二.知识点梳理和重点概念复习 1.公差与配合： 理解公差的定义及其在零件制造中的作用。 掌握不同类型的配合，如过盈配合和间隙配合，以及它们在装配中的应用。 2.表面粗糙度参数： 熟悉表面粗糙度的常见参数，如Ra（平均粗糙度）、Rz（最大峰谷值）等，及其对零件功能和耐久性的影响。 理解表面粗糙度符号的表示方法及其在工程图纸中的应用 1.互换性在机械设计中的主要作用是什么？ A. 增加零件的重量 B. 确保零件的通用性 C. 减少零件的硬度 D. 提高零件的强度  答案: B 解析: 互换性确保了相同规格的零件可以在不同产品或设备中互相替换使用，从而提高了生产效率和降低了成本。 三.常考习题练习与讲解 选择题 2.标准化在机械制造中的主要目的是什么？ A. 增加零件的多样性 B. 促进零件的互换性 C. 减少零件的生产速度 D. 降低零件的设计复杂性  答案: B 解析: 标准化通过制定统一的规格和要求，促进了零件的互换性，简化了生产流程，降低了成本。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3.尺寸精度是指零件的什么特性？ A. 重量 B. 尺寸与公称尺寸的接近程度 C. 硬度 D. 强度  答案: B 解析: 尺寸精度描述的是零件的实际尺寸与其公称尺寸的接近程度，是衡量零件制造质量的重要指标。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4.偏差是指零件的什么？ A. 实际尺寸 B. 公称尺寸 C. 实际尺寸与公称尺寸之间的差值 D. 尺寸的最大变化范围  答案: C 解析: 偏差是零件的实际尺寸与公称尺寸之间的单个差值，是评估零件尺寸准确性的指标。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5.公差带是指什么？ A. 零件尺寸的最小偏差范围 B. 零件尺寸的最大偏差范围 C. 零件尺寸的允许偏差范围 D. 零件尺寸的绝对偏差范围  答案: C 解析: 公差带是零件尺寸的允许偏差范围，是确保零件功能和装配性的关键参数。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6. 几何要素主要包括哪些？ A. 重量、密度、硬度 B. 长度、宽度、高度 C. 点、线、面、圆 D. 颜色、光泽、透明度  答案: C 解析: 几何要素是构成零件几何特征的基本元素，包括点、线、面、圆等。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7. 几何公差的特征项目通常包括哪些？ A. 尺寸、形状、重量 B. 形状、位置、颜色 C. 直线度、平面度、圆度 D. 光泽度、透明度、导热性  答案: C 解析: 几何公差的特征项目包括直线度、平面度、圆度等，这些项目描述了零件的几何形状和位置精度。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8.几何公差的标注方法通常不包括以下哪一项？ A. 符号标注 B. 文字说明 C. 图形表示 D. 颜色标记  答案: D 解析: 几何公差的标注方法通常包括符号标注、文字说明和图形表示，而颜色标记不是标准的标注方法。 三.常考习题练习与讲解 选择题 9. 什么是几何公差带？ A. 零件尺寸的允许偏差范围 B. 零件几何要素的允许偏差范围 C. 零件重量的允许偏差范围 D. 零件材料的允许偏差范围  答案: B 解析: 几何公差带是零件几何要素的允许偏差范围，它决定了零件的几何精度。 三.常考习题练习与讲解 选择题 10. 几何公差对零件的影响主要体现在哪些方面？ A. 零件的重量和颜色 B. 零件的装配性和功能性 C. 零件的材料和硬度 D. 零件的强度和导热性  答案: B 解析: 几何公差对零件的装配性和功能性有直接影响，它决定了零件是否能够正确地配合和发挥预期的功能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1. 在机械加工中，确保零件能够满足装配和功能要求的特性称为________。 答案： 互换性 2. 为了实现零件的互换性，需要制定统一的________标准。 答案： 尺寸和几何公差 三.常考习题练习与讲解 填空题 3.填空题： 尺寸精度是指零件的________与公称尺寸的接近程度。 答案： 实际尺寸 4.填空题： 偏差是指零件的________与其公称尺寸之间的差值。 答案： 实际尺寸 三.常考习题练习与讲解 填空题 5.填空题： 公差带是指零件尺寸的________偏差范围。 答案： 允许 6.填空题： 几何公差的特征项目包括直线度、平面度、________等。 答案： 圆度/圆柱度 三.常考习题练习与讲解 填空题 1.判断题： 互换性允许在任何情况下，相同规格的零件都能互相替换使用。 答案： 错误 解析： 互换性确保相同规格的零件在一定条件下可以互相替换，但并非在任何情况下都适用。 2.判断题： 标准化仅指零件尺寸的统一，与零件的几何形状无关。 答案： 错误 解析： 标准化不仅包括零件尺寸的统一，还包括几何形状、公差等方面的统一标准。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.判断题： 尺寸精度越高，表示零件的实际尺寸与公称尺寸之间的偏差越大。 答案： 错误 解析： 尺寸精度越高，实际上表示零件的实际尺寸与公称尺寸之间的偏差越小。 4.判断题： 偏差总是正值，表示零件尺寸总是大于公称尺寸。 答案： 错误 解析： 偏差可以是正值、负值或零，表示零件尺寸与公称尺寸之间的具体差值。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.判断题： 公差带的大小与零件的功能无关，只与制造成本有关。 答案： 错误 解析： 公差带的大小直接影响零件的功能和装配性，合理的公差带可以确保零件满足功能要求。 6.判断题： 几何公差仅包括形状公差，不涉及位置公差。 答案： 错误 解析： 几何公差包括形状公差和位置公差，两者共同决定了零件的几何精度。 三.常考习题练习与讲解 判断题 7.判断题： 表面粗糙度只影响零件的外观质量，与工作性能无关。 答案： 错误 解析： 表面粗糙度不仅影响零件的外观，更重要的是它影响零件的工作性能，如摩擦系数、磨损率等。 8.判断题： 表面粗糙度的参数值越小，表示零件表面越光滑。 答案： 正确 解析： 表面粗糙度的参数值越小，表示零件表面的微观几何形状越接近理想状态，即表面越光滑。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.问： 什么是互换性？ 答： 互换性是指在一定的条件下，相同规格的零件能够互相替换使用，而不影响产品性能的特性。 2.问： 标准化在机械制造中有什么作用？ 答： 标准化有助于提高生产效率，降低成本，确保产品质量的一致性，并促进零件的互换性。 四.课内练习与讲解 3.问： 什么是尺寸精度？ 答： 尺寸精度是指零件的实际尺寸与设计图纸上的公称尺寸的接近程度。 4.问： 偏差和公差有什么区别？ 答： 偏差是零件的实际尺寸与公称尺寸之间的单个差值，而公差是允许的尺寸变化范围。 四.课内练习与讲解 5.问： 公差带是什么？ 答： 公差带是围绕公称尺寸的一个区域，零件的实际尺寸必须在这个区域内以满足设计要求。 6.问： 几何要素包括哪些类型？ 答： 几何要素主要包括点、线、面、圆和平面等基本的几何形状。 四.课内练习与讲解 7.问： 几何公差的特征项目有哪些？ 答： 几何公差的特征项目包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、位置度等。 8.问： 几何公差的标注方法有哪些？ 答： 几何公差的标注方法包括使用符号、文字说明和图形来描述零件的几何精度要求。 四.课内练习与讲解 9.问： 表面粗糙度是如何影响零件的工作性能的？ 答： 表面粗糙度影响零件的摩擦系数、磨损率、振动和噪音水平，进而影响其工作性能和寿命。 10.问： 表面粗糙度的幅度参数值有哪些？ 答： 表面粗糙度的幅度参数值包括Ra（算术平均偏差）、Rz（最大高度偏差）等。 四.课内练习与讲解 11.问： 如何选择合适的表面粗糙度参数值？ 答： 选择合适的表面粗糙度参数值需要考虑零件的工作条件、负荷、速度、环境等因素。 12.问： 表面粗糙度对零件寿命有何影响？ 答： 表面粗糙度较低的零件通常具有更好的耐磨性和更长的使用寿命，因为较低的表面粗糙度减少了摩擦和磨损。 四.课内练习与讲解 五.课程小结 在本节课中，我们了解了数控铣床和加工中心的输入装置、数控系统、伺服系统、辅助控制装置以及机床本体的结构。我们深入掌握了数控铣床和加工中心的工作原理、分类及特点，包括其自动化程度、加工精度、加工效率等方面。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解数控铣床和加工中心的运行原理和特点，为日后的实际应用提供基础。 公差与配合： 公差配合用于控制零件尺寸的变化范围，确保零件在装配过程中的合适配合和功能性。 不同类型的配合如过盈配合和间隙配合，在装配中起到重要作用。 表面粗糙度参数： Ra（平均粗糙度）是表面粗糙度的常见参数，表示表面在某一段长度内的平均高低起伏。 表面粗糙度对零件的功能和耐久性有重要影响，工程图纸中通过符号进行表示。 五.课程小结 重点复习知识点 在机械基础课程中，我们深入探讨了误差与公差的重要性和应用。我们首先学习了互换性与标准化的概念，理解了尺寸精度对确保零件能够在不同产品中互相替换的重要性。接着，我们研究了偏差、公差以及公差带，这些都是控制和保证零件尺寸精度的关键因素。在几何精度部分，我们讨论了几何要素、几何公差的特征项目以及标注方法，这些都是确保零件几何形状满足设计要求的基本要素。最后，我们重点了解了表面粗糙度，包括表面轮廓的测量、粗糙度对零件性能和寿命的影响，以及如何根据工作条件选择合适的粗糙度参数。通过这节课，学生们应该能够理解误差与公差在机械设计和制造中的核心作用，以及如何应用这些知识来提高产品质量和可靠性。 感谢观看 $$