互换性与技术测量基础教学教案.docx
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互换性与技术测量基础教学教案
互换性与技术测量教案
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课程名称
互换性与技术测量
课程编号
总学时数
总学时60理论学时44实践学时16
学分数
课程类型
必修课
□校级公共课□专业课√基础课或专业基础课
选修课
√限选课□任选课
授课年级专业班级
授课方式
课堂讲授+实验操作
考核方式
考试
教学目标及基本要求
通过本课程的学习，应使学生达到如下几点要求：
1、了解互换性的基本概念，理解其重要作用；
2、了解国家标准中有关公差，配合等方面的基本术语及其定义，掌握尺寸公差的标注、识读及尺寸误差的检测方法；
3、了解有关测量的基本知识，了解测量器具，测量方法的分类；掌握光滑工件尺寸的检验方法，通用计量器具的选择；
4、了解几何公差的基本内容，理解几何公差代号的含义。
掌握几何公差代号的标注方法及常用项目的检测方法；
5、了解表面粗糙度概念及基本检测方法，理解表面粗糙度主要评定参数的含义，掌握表面粗糙度符号的意义和标注方法；
6、了解光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计方法；
7、了解键、花键联接方式，掌握平键联接的精度设计、键与花键的检测方法。
学生需掌握知识点：
键，单键、花键结合精度设计，检测方法。
8、普通螺纹普通螺纹的牙型及参数，掌握普通螺纹的标记方法；普通螺纹基本偏差、公差和极限尺寸的计算方法。
9、了解圆柱齿轮精度的评定参数；能够根据齿轮精度要求查表确定公差或极限偏差；掌握常用的齿轮检测工具的使用方法；能熟练的对齿轮精度进行检测。
教材
名称
互换性与技术测量基础
作者
许桂云、张海秀、杨阳
出版社
哈尔滨工程大学出版社
出版时间
2020.10
参考书
1．互换性与测量技术基础
作者
王长春，任秀华、李建春等.
出版社及出版时间
机械工业出版社，2018
2．公差配合与测量技术
作者
荀占超.
出版社及出版时间
机械工业出版社，2018
3．互换性与测量技术基础
作者
李琚陈、徐剑锋、翟振辉
出版社及出版时间
航空工业出版社，2017
注：
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绪论教案
章次及
名称
绪论
学时数
2
授课周数
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
了解测量基准与量值传递系统，掌握计量仪器和测量方法分类，了解测量误差及处理方法，掌握用一般计量器具测量工件的方法。
教学重点与难点
重点：
用一般计量器具测量工件的方法
难点：
测量误差及处理方法
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
0.1概述
（1）互换性及其意义
互换性的概念；互换性的意义
（2）互换性的分类
（3）机械零件的加工误差、公差及其检测
0.2标准化
（1）标准化与国家标准
标准；标准的类型；标准化
0.3优先数和优先数系
（1）优先数系
R5、R10、R20、R40和R80
（2）优先数系的特点
0.4本课程的研究对象及任务
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
一、判断题
练习：
二、单项选择题
作业：
三、简答题
备注
项目1教案
章次及
名称
项目1尺寸公差、配合及检测
学时数
6
授课周数
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
教学目的：
通过对公差与配合的基础知识的学习，了解公差的一般规律，为学习其它典型结合件的公差与配合打下基础。
教学要求：
1、了解公差与配合标准的构成、特点及基本规律；
2、了解公差与配合的选用原则；
3、会查阅和使用有关手册和国家标准。
教学重点与难点
孔、轴公差的计算与查阅方法
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
第一部分理论基础知识
1.1概述
（1）孔、轴的概念
孔；轴
（2）有关尺寸的术语及定义
尺寸（线性尺寸或长度尺寸）；公称尺寸（基本尺寸D，d）；实际尺寸（Da，da）；极限尺寸（Dmax，dmax和Dmin，dmin）。
（3）有关偏差、公差的术语及定义
偏差（尺寸偏差）；实际偏差（Ea，ea）；极限偏差（ES，es；EI，ei）；上偏差（上极限偏差）；下偏差（下极限偏差）；公差（尺寸公差，Th，Ts）；公差带（尺寸公差带）及公差带图；标准公差；基本偏差；例1-1、例1-2讲解。
（4）有关配合的术语及定义
配合；间隙或过盈；配合种类：
间隙配合，过盈配合，过渡配合；配合公差（Tf）；例1-3讲解。
1.2尺寸公差与配合标准的主要内容
（1）配合制及标准公差等级
基孔制；基轴制；公差等级（尺寸公差等级）
4
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
项目1教案续表
章次及
名称
项目1尺寸公差、配合及检测
学时数
6
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
（2）基本偏差系列
基本偏差代号；基本偏差系列图及其特征；基本偏差数值
（3）极限与配合在图样上的标注
公差带代号与配合代号；尺寸公差与配合在图样中的标注形式；常用和优先的公差带；常用和优先的配合；孔、轴的同名配合；例1-4、例1-5、例1-6讲解。
（4）一般公差——线性尺寸的未注公差、角度尺寸的未注公差（GB/T1804—2000）
1.3尺寸公差与配合的选用
（1）配合制的选择
（2）公差等级的选择
（3）配合种类的选择
计算法；试验法；类比法
（4）各种配合的特征及应用示例
（5）选择配合种类时应考虑的主要因素
（6）配合种类选择的实例分析
（7）例1-7讲解
实践技能训练：
阶梯轴与轴套的尺寸误差检测
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
一、判断题；三、简答题
练习：
二、单项选择题
作业：
四、计算题；五、综合题
备注
项目2教案
章次及
名称
项目2测量技术基础
学时数
8
授课周数
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
掌握测量的基本概念及要素、量块及其使用方法、测量精度的基本概念；掌握各类测量误差的特性及数据处理方法，能准确表达测量结果；熟悉计量器具与测量方法的分类与有关常用术语、测量器具的主要度量指标；了解长度基准的概念和长度量值传递系统的应用；掌握验收原则及验收极限，正确选择计量器具。
教学重点与难点
重点：
测量过程四要素、量块等级划分、测量误差处理与数据处理方法
难点：
测量误差处理与数据处理方法
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
第一部分理论基础知识
2.1概述
2.1.1测量与测量技术
测量与检验、测量过程四要素
2.1.2长度基准与量值传递
长度单位和基准、量值传递的概念
2.2计量器具与测量方法
2.2.1计量器具的分类
量具、量规、计量仪器、测量装置
2.2.2计量器具的度量指标
2.2.3测量方法及其分类
直接测量和间接测量、绝对测量和相对测量、接触测量和非接触测量、单项测量和综合测量等
2.3测量误差
2.3.1.测量误差的概念
绝对误差、相对误差
2.3.2.测量误差的来源
计量器具误差、标准件误差、测量方法误差、测量环境误差、人员误差
2.3.3.测量误差的分类
2.3.4测量精度：
准确度、精密度、精确度
2.3.5直接测量列的数据
算术平均值、测量列中任一测得值的标准偏差、测量列算术平均值的标准偏差、测量列算术平均值的测量极限误差
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
项目2教案续表
章次及
名称
项目二测量技术基础
学时数
8
授课周数
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
2.4常用计量器具
2.4.1量块
（1）量块及其术语
量块的标称长度（ln）、量块的中心长度（Lc）、量块的长度（Li）、量块的长度偏差、量块的长度变动量V
（2）量块的精度等级
长度量块的分级、长度量块分等
（3）量块的特性和选用原则
量块的特性、量块的选用原则
2.4.2游标测微类量具
游标卡尺的结构、游标卡尺的读数原理和读数方法、带表游标卡尺及读数方法
2.4.3螺旋测微类量具
外径千分尺的结构、外径千分尺的读数原理和读数方法
2.4.4机械类量仪
百分表、内径百分表
2.4.5光学测量仪器
万能测长仪、万能工具显微镜、投影仪
2.4.6电学测量仪器
2.4.7三坐标测量机
2.5光滑工件尺寸的检验
2.5.1验收原则
（1）测量的误废和误收
（2）验收原则
2.5.2验收极限
（1）验收极限方式的确定
1）孔尺寸的验收极限
2）轴尺寸的验收极限
2.5.3计量器具的选择
实践技能训练：
合理选择量具检验轴
2
2
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
二、判断题；三、简答题
练习：
一、填空题
作业：
四、综合题
备注
项目3教案
章次及
名称
项目3几何公差及检测
学时数
10
授课周数
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
了解几何误差对零件使用性能的影响，掌握各种几何公差的项目符号，标注方法；掌握几何公差带的作用及几何公差带的意义；掌握几何误差的评定原则——最小条件的实质，了解最小区域判别法及形位误差检测原则，掌握常用项目的一些简单检测方法；掌握几何公差与尺寸公差之间的相关原则和要求，初步掌握几何公差的选用原则。
教学重点与难点
重点：
几何公差的项目与符号，几何公差的标注方法，形状公差与公差带，定向公差与公差带，定位公差与公差带，跳动公差与公差带
难点：
几何公差的项目与符号，几何公差的标注方法，几何公差与公差带
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
第一部分理论基础知识
3.1概述
（1）几何误差对零件使用性能的影响
（2）几何公差的相关国家标准
（3）零件的几何要素及其分类
（4）基准
单一基准；组合基准（或公共基准）；基准体系
3.2几何公差的标注
（1）几何公差特征项目及符号
（2）几何公差代号
几何公差框格；指引线；基准代号；几何公差代号标注示例；几何公差标注中的注意事项
（3）几何公差值及有关规定
3.3几何公差带
（1）几何公差带的形状
（2）确定几何公差带的因素
3.4几何公差
（1）形状公差
直线度；；平面度；圆度；圆柱度
（2）方向公差
平行度；垂直度；倾斜度
（3）位置公差
2
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
项目3教案续表
章次及
名称
项目3几何公差及检测
学时数
10
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
同轴度；对称度；位置度
（4）跳动公差
圆跳动；全跳动
3.5公差原则与公差要求
（1）有关的术语及定义
提取组成要素的局部实际尺寸；体外作用尺寸；体内作用尺寸；实体状态、实体尺寸、边界；实效状态、实效尺寸、实效边界
（2）独立原则（IP）
（3）相关要求
包容要求；最大实体要求（MMR）；最小实体要求（LMR）；可逆要求；零几何公差；例3-2讲解
3.6几何公差的选择
（1）几何公差项目的选择
零件的几何特征；零件的功能要求；方便检测
（2）几何公差值（或公差等级）的选择
（3）公差原则与公差要求的选择
3.7几何误差的评定及检测方法
（1）几何误差的评定
几何误差的评定原则；几何误差的评定：
形状误差的评定、方向误差的评定、位置误差的评定、跳动误差的评定
（2）几何误差的检测方法
直线度误差的检测方法、平面度误差的检测方法、圆度误差的检测方法、平行度误差的检测方法、垂直度误差的检测方法、倾斜度误差的检测方法、同轴度误差的检测方法、对称度误差的检测方法、位置度误差的检测方法、圆跳动误差的检测方法、全跳动误差的检测方法。
实践技能训练：
圆度、圆柱度、同轴度、圆动误差检测
2
2
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
一、判断题；三、简答题
练习：
二、单项选择题
作业：
四、计算题；五、综合题
备注
项目4教案
章次及
名称
项目4表面粗糙度及检测
学时数
4
授课周数
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
了解表面粗糙度的基本概念及对机械零件使用性能的影响；理解表面粗糙度的评定参数，熟悉表面粗糙度的国家标准；掌握表面粗糙度的标注方法及其含义；掌握表面粗糙度的选用原则、方法和典型的测量原理。
教学重点与难点
重点：
表面粗糙度对零件使用性能的影响，表面粗糙度的符号及意义，表面粗糙度高度参数值的标注，表面粗糙度在图样上的标注方法，表面粗糙度数值的选择
难点：
表面粗糙度的符号及意义
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
第一部分理论基础知识
4.1概述
（1）表面粗糙度的概念
（2）表面粗糙度对零件使用性能的影响
（3）表面波纹度对零件性能的影响
4.2表面粗糙度的国家标准
（1）基本术语
实际轮廓（表面轮廓）；取样长度lr；评定长度ln；基准线（中线m）；.在水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml（c）；高度和间距辨别力；
（2）表面粗糙度的评定参数
表面粗糙度的主参数：
轮廓的算术平均偏差Ra（幅度参数）、轮廓的最大高度Rz（幅度参数）
表面粗糙度的附加参数：
轮廓单元的平均宽度RSm（间距参数）、轮廓的支承长度率Rmr（c）（曲线参数）、轮廓单元的平均线高度Rc、
（3）表面粗糙度的选用
表面粗糙度评定参数的选择；表面粗糙度参数值的选择；
4.3表面粗糙度的标注
（1）表面粗糙度的符号
表面粗糙度符号；表面粗糙度完整图形符号的组成；表面纹理的标注符号；
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
项目4教案续表
章次及
名称
项目4表面粗糙度及检测
学时数
4
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
（2）表面粗糙度在图样上的标注
（3）表面粗糙度的简化标注
（4）多种工艺获得的同一表面的表面粗糙度标注法
（5）表面粗糙度图形符号标注的演变
4.4表面粗糙度的检测方法
（1）比较法
（2）光切法
（3）针描法（触针法）
（4）显微干涉法
实践技能训练：
轴套的表面粗糙度检测
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
一、判断题；三、简答题
练习：
二、单项选择题
作业：
四、综合题
备注
项目5教案
章次及
名称
项目5光滑极限量规设计
学时数
4
授课周数
第八周
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
了解光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限，通用计量器具的选择，光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
教学重点与难点
重点：
光滑工件尺寸的验收原则、安全裕度和验收极限，通用计量器具的选择
难点：
光滑极限量规的设计原理和工作量规的设计
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、提问、课堂讨论（互动）来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
在实训中心实践零件的一般检验方法
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
5.1概述
5.2光滑极限量规
5.2.1光滑极限量规分类
1.按被检测工件类型分类
2.按量规的用途分类
5.2.2光滑极限量规的设计原则——泰勒原则
5.2.3工作量规公差带
5.2.4校对量规公差带
1.校对量规的分类
2.校对量规的公差带
5.2.5工作量规设计
1.量规的结构形式
2.量规工作尺寸的计算
3.量规的技术要求
5.2.6工作量设计示例
实践技能训练：
设计光滑极限量规
2
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
二、简答题
练习：
一、判断题
作业：
三、计算题
备注
项目6教案
章次及
名称
项目6尺寸链
学时数
4
授课周数
第十周
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
了解尺寸链的术语、定义及分类
教学重点与难点
重点：
尺寸链建立方法和计算
难点：
尺寸链建立方法和计算
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
6.1尺寸链的术语、定义及分类
（1）尺寸链
（2）环
（3）封闭环
（4）组成环
（5）增环
（6）减环
（7）补偿环
（8）传递系数
6.2尺寸链的分类
6.3尺寸链的建立
6..4尺寸链的计算
6.4.1完全互换法（极值法）
6.4.2大数互换法
6.4.3分组互换法
6.4.4调整法
6.4.5修配法
实践技能训练：
轴套的工艺尺寸链计算
2
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
一、判断题；
练习：
二、单项选择题
作业：
三、计算题
备注
项目7教案
章次及
名称
项目7键联接的精度设计与检测
学时数
4
授课周数
第八周
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
了解键、花键联接方式，掌握单键结合以及花键结合的精度设计、检测项目及单键、花键检测方法。
教学重点与难点
重点：
单键及花键联接的精度设计、检测方法；
难点：
键联接的精度设计
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
7.1概述
7.2单键联接
7.2.1单键的类型
平键；半圆键；钩头楔形键7.2.2平键联接
1.平键联接的配合及应用
2.平键连接的几何公差及表面粗糙度
3.应用示例
7.3花键联接
花键的分类：
矩形花键、渐开线花键
7.3.1矩形花键的主要尺寸：
大径D；小径d；键宽（键槽宽）B
7.3.2矩形花键的定心方式
7.3.3矩形花键的公差配合
7.3.4内、外花键配合的选择
7.3.5内、外花键的几何公差及表面粗糙度
7.3.6矩形花键的标注方式
技能训练：
内、外花键的检验
2
2
√板书
□实物展示
□投影片
√电子教案
讨论、练习、作业
讨论：
二、判断题；
练习：
一、填空题
作业：
三、简答题
备注
项目8教案
章次及
名称
项目8螺纹联接的精度设计与检测
学时数
6
授课周数
第九周
授课方式
√理论课□试验课□实习
教学目的与要求
了解螺纹结合的种类、基本牙型及主要几何参数，螺纹几何参数对互换性的影响；掌握普通螺纹的牙型及参数，掌握普通螺纹的标记方法；掌握计算普通螺纹基本偏差、公差和极限尺寸的方法；能选择合适的工具检测螺纹的合格性。
教学重点与难点
重点：
普通螺纹的牙型及参数，掌握普通螺纹的标记方法、检测方法；
难点：
普通螺纹基本偏差、公差和极限尺寸的计算方法。
教学方法与手段
1．方法：
结合教材、板书和ppt讲解；通过点名、课堂提问、课堂讨论来调动学生的积极性；通过作业来检查学生所学情况；通过复习、小结来巩固所讲的知识。
2．教具：
教材、讲稿、彩色粉笔、教鞭等
3．多媒体：
利用动画来演示工作原理，利用短片来加深对课本知识的理解。
教学内容提要与
学时分配
内容提要
学时
辅助手段
8.1螺纹的种类及应用
8.2普通螺纹的主要几何参数：
大径；小径；中径；螺距；导程；牙型角和牙型半角；螺纹旋合长度；螺纹接触高度
8.3螺纹几何参数误差对互换性的影响
1.螺纹大径、小径误差对互换性的影响
2.螺距误差对互换性的影响
3.牙侧角差对互换性的影响
4、螺纹中经误差对互换性的影响
8.4普通螺纹的公差与配合
1.螺纹的公差等级
2.螺纹的基本偏差
3.螺纹的旋合长度与精度等级
短旋合长度组（S）；中等旋合长度组（N）；长旋合长度组（L）
中等级精
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