4.2 极限与配合：配合精度（教案）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》（第3版）教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务4.2 极限与配合：配合精度 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 本节课学生已初步掌握极限与配合的基本概念，但对配合种类（间隙、过盈、过渡）的判别、配合公差的计算及配合制（基孔制、基轴制）的选择原则理解不深；能识别配合代号，但对标准公差等级如何根据工艺等价原则、经济性及标准件要求进行合理选择缺乏系统思维，需通过实例演练和对比分析强化应用能力。 背景分析 本节课“极限与配合”位于误差与公差模块，是机械制图与精度设计的核心内容；学生已具备尺寸公差与几何公差的前置知识，但面对实际零件的装配精度设计时，尚缺乏将配合种类、配合制、公差等级、工艺经济性贯通的能力。课程以国标GB/T1800体系为主线，依托滚动轴承、齿轮等典型标准件配合案例，帮助学生建立精度、工艺、成本一体化思维，为后续机械设计、工艺制订及质量检测奠定理论与方法基础。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 能够结合本节课所学知识，增强动手能力和解决问题的能力。 掌握配合及其种类、配合代号及其标注 能够学会配合公差带及配合公差带图 学习任务 描述 掌握配合及其种类、配合代号及其标注 能够学会配合公差带及配合公差带图 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 掌握配合及其种类、配合代号及其标注 教学难点 能够学会配合公差带及配合公差带图 教学难点突破方法 能够学会基础知识并运用 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，主编：栾学钢赵玉奇陈少斌，2024年8月第3版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 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。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（12分钟） 1.配合及其种类 配合是指公称尺寸相同、相互配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，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，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。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（20分钟） (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X和最小间隙Xmin。 (2)过盈配合 过盈配合是指具有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。此时，孔的公差带完全位于轴的公差带之下，如图4-8所示。 主要讲间隙配合等内容。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 (3)过渡配合 过渡配合是指可能具有间隙或过盈的配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠，如图4-9所示。 (4)配合公差带及配合公差带图 为了直观地表示相互配合的孔和轴的配合精度和配合性质，可画出配合公差带图，如图4-10所示。图中横坐标为公称尺寸位置，也是极限间隙和极限过盈的分界线，表 示极限间隙或极限过盈的数值为零。纵坐标表示极限间隙或极限过盈的数值，公称尺寸位置以上数值为正，表示间隙；公称尺寸位置以下数值为负，表示过盈。 教师根据过渡配合等内容讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 2.配合制 由线性尺寸公差ISO代号体系确定公差的孔和轴组成的一种配合制度称为配合制。国家标准规定了两种配合制，分别是基孔制配合和基轴制配合。 基孔制配合是指孔的基本偏差为零的配合，如图4-13a所示。在基孔制配合中，孔称为基准孔，基本偏差标示符为H,其下极限偏差为零。 基轴制配合是指轴的基本偏差为零的配合，如图4-13b所示。在基轴制配合中，轴称为基准轴，基本偏差标示符为h,其上极限偏差为零。 3.配合代号及其标注 配合代号用孔、轴公差带代号组成的分数式形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，如φ52H7/g6或φ32G6/h5。 配合代号中有H者，说明孔为基准孔，为基孔制配合；有h者，说明轴为基准轴，为基轴制配合；既有H,又有h者，有三种解释：①基孔制配合，②基轴制配合，③基准件配合；既没有H,又没有h者，称为无基准件配合。 4.标准公差等级的选择 合理选择标准公差等级是为了更好地协调机械零件的制造精度与制造工艺、成本之间的关系，一般按以下原则选用： ①在满足使用要求的前提下尽量选用较低(数值大)的标准公差等级。 ②应尽量遵守工艺等价原则。由于同等级的孔比轴难加工，为使相配的孔与轴工艺等价，两者标准公差等级之间的关系推荐如下，公称尺寸至500mm的配合，通常标准公差≤IT8时，孔应比轴要低一级配合；标准公差>IT8(包括少数等于IT8)或公称尺寸大于500mm时，孔与轴均采用同级配合。 ③与标准件配合的零件，其标准公差等级由标准件的精度要求决定。例如，与滚动轴承配合的孔和轴，其标准公差等级由滚动轴承的精度等级决定。 ④用类比法确定标准公差等级。参考各类零件对精度的要求，查明各标准公差等级的应用范围，合理进行选择，如配合尺寸为IT12～IT5,非配合尺寸为IT18～IT12,特别精密零件的配合为IT5～IT2等。 5.配合制的选用 优先选用基孔制。这是从工艺出发提出的要求，因为加工某一精度的轴比加工同一精度的孔容易，采用基孔制可以减少定值刀具、量具的规格和数量，有利于刀具、量具标准化、系列化，因而经济、合理，使用方便。 教师讲解配合制，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观的让学生感受到知识的魅力，加强学生学习的动力。 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结标准公差等级的选择。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 本节课围绕极限与配合展开，系统讲授配合的三种类型（间隙、过盈、过渡）及其判别方法、配合公差与配合公差带图的计算与绘制，基孔制与基轴制的概念、选用原则及配合代号（H/h）的含义，并基于工艺等价、经济性与标准件要求，说明如何合理选择标准公差等级，最终使学生掌握零件装配精度设计的完整思路与方法。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） 1.简述配合代号及其标注。 2.简述配合制的概念。 3.简述配合公差带。 板书 设计 1. 配合及其种类 2. 配合制 3. 配合代号及其标注 4. 标准公差等级的选择 5. 配合制的选用 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 学生对配合种类的图示判别掌握较好，但在由孔轴极限偏差反推配合性质、计算配合公差及基孔/基轴制互换场景上仍显生疏；案例演练时间不足，致使工艺等价原则与经济性权衡讨论流于表面。后续需增加给出实际零件图→学生现场标注配合代号→即时点评的互动环节，并补充滚动轴承座孔与轴颈的对比例题，以强化精度-工艺-成本一体化思维。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$