Allowanceand TechnologyofMeasurement

一、课程的性质和目的

“互换性与测量技术”（也称机械精度设计）课程是高等工科院校机械类及近机类专业中一门非常重要的专业技术基础课，本课程是图学、机械原理、机械设计、机械制造工艺、实践实习课程的纽带与桥梁，只要涉及设计、只要涉及绘图都离不开互换性的知识。

本课程主要培养学生机械产品精度设计能力，做到会选、会查、会读、会标注。

课程教学目标

知识目标

1、理解精度设计在机械设计、制造过程中的重要性及作用，初步掌握精度设计的方法；

2、建立标准化、标准体系、标准运用在机械设计、现代化生产及组织中起指导、协调作用的思维，树立标准意识；

3、深刻理解误差、测量、公差、精度设计、经济性、可用性间的内在联系，建立大设计的思想；

4、掌握本课程中相关标准的常用基本术语、定义、项目选用规则、指标标注规定等，熟悉运用工程语言来表达精度设计意图；

5、理解零、部件精度设计的原理与原则，初步掌握利用类比等方法精度选择或设计的方法；

6、了解机械产品质量的检测方法与原理、具有合理设计精度的能力。

能力目标

1、熟练查询各种标准所涉数据（表格）的能力；

2、具有在装配图、零件图上正确标注各种精度指标的能力；

3、正确识读装配图、零件图上各种精度标注符号，并理解标注的合理性与达到此精度的工艺措施；

4、具有正确使用常用测量工具与设备的能力，基本具有对零件的尺寸与几何精度等指标进行检验。

二、课程的教学内容和学时分配

第一章   绪论（2学时）

教学内容：

课程的研究对象，课程的内容体系；标准、标准化的概念及其作用；互换性的概念及对大生产的意义；优先数与优先数系的规定与意义；常用测量工具与技术。

教学要求：

了解互换性与标准在工业大生产中的指导作用；了解标准体系的构成、演进与在生产中的作用；理解优先数和优先数系在设计中的作用并指导设计过程；了解测量技术、测量手段的现状及发展趋势。

重点：互换性的概念、优先数系的构成。

难点：优先数和优先数系。

第二章   极限与配合（6学时）

教学内容：

轴和孔的定义；有关尺寸的基本术语和定义；偏差、基本偏差、公差的基本定义与计算；公差带及公差带图的绘制；标准公差系列、基本偏差系列的设置，数值的查表与利用；有关配合的基本术语、定义、选择与计算；公差带与配合的标准化与利用；基孔制与基轴制的定义与选择原则；三种配合种类的使用场景与参数计算；尺寸精度及配合设计原则；未注公差尺寸的规定；尺寸规范标注。

教学要求：

理解尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、偏差、基本偏差、公差、公差带、公差等级、基孔制、基轴制、间隙配合、过渡配合、过盈配合的概念与相互关系。掌握公差带的绘制方法，会借用公差带判断配合种类，计算配合参数。熟练查阅标准公差与标准偏差表，并能利用其中的数据进行设计计算（正反计算）。掌握基准制、公差等级、配合种类的选择原则。会用类比法进行常见机器零件与装配的尺寸精度与配合的设计，并把结果正确标注在图样上。了解未注公差的线性和角度尺寸的公差，并会标注在图样上。

重点：基本术语定义及内在联系；尺寸精度设计的选择原则及使用；查表与计算。

难点：尺寸精度设计原则的综合运用。

第三章   几何公差（6学时）

教学内容：

几何公差的定义及标注；基准和基准体系；几何公差与尺寸公差的关系；几何公差的公差值及选用；几何公差的设计与检测。

教学要求：

正确理解几何公差的定义及控制的要素误差；能用文字阐释几何公差的公差带；掌握几何公差图样标注的基本规则，能正确把几何公差要求标注在图样上；能用文字阐释图样上标注的几何公差项目的含义；正确选择基准、标注基准；掌握独立原则、包容要求的使用场景及标注；理解最大实体要求、最小实体要求、可逆要求的使用场景及标注。了解形位公差的检测方法；熟练查阅并确定几何公差值；根据机器或零件的使用环境或条件，初步确定零件的主要几何公差项目并正确标注在图样上；了解几何公差的测量方法与测量设备的工作原理。

重点：几何公差的选择与标注。

难点：几何公差的定义。

第四章   表面粗糙度及其检测（2学时）

教学内容：

表面粗糙度的术语、定义及评定参数。表面粗糙度符号及标注。表面粗糙度的选择与应用。表面粗糙度的检测。

教学要求：

了解表面粗糙度评定参数的定义和取值。掌握表面粗糙度的图样标注。具备合理确定表面粗糙度项目的能力。理解图样上表面粗糙度标注的含义，分析其合理性及采用的加工方法。了解表面粗糙度常用检测方法。

重点：表面粗糙度的选择和标注。

难点：复杂表面粗糙度标注的解读。

第五章   常用标准件的公差及配合件的精度设计（4学时）

教学内容：

滚动轴承公差与选择。滚动轴承与配合件配合的精度设计与图样标注。平键的公差与选择。平键配合件的精度设计与图样标注。矩形花键的公差、选择与图样标注。普通螺纹的公差与选择。

教学要求：

了解滚动轴承分类、结构、尺寸系列、工作环境等信息。了解滚动轴承精度等级的划分、内径和外径的公差带特点。掌握滚动轴承精度的选用。掌握与滚动轴承配合的孔或轴的尺寸精度、几何公差和表面粗糙度的选用。会查各种标准公差值，并能在图样上正确标注。了解平键的标准及与配合件的配合类型。掌握平键的尺寸设计、配合件的精度设计与图样标注。了解矩形花键的标准公差、参数选择与图样标注。了解普通螺纹的标准公差与标注。

重点：标准件（滚动轴承、键）本身的公差体系、选用原则，配合件的设计及图样标注。

难点：标准件尺寸与精度的选择。

第六章   齿轮传动公差设计（4学时）

教学内容：

齿轮传动的四项基本使用要求。齿轮同侧齿面偏差项目定义和允许值。齿轮径向综合偏差与径向跳动项目定义和允许值。齿厚偏差及齿轮侧隙选择与计算。齿轮副精度、齿轮坯精度的选择与计算。渐开线圆柱齿轮精度标准及其应用。

教学要求：

了解齿轮功用、传动使用要求、加工误差的形成原因。了解每项误差对使用要求的影响程度。理解每项误差的定义，了解常用指标检测方法。理解齿轮副误差项目的定义及对齿轮使用要求的影响。会查各种公差表格及相关计算方法。了解齿轮精度等级体系及选用。理解推荐的齿轮偏差检验组。掌握齿轮副、齿轮坯精度设计。掌握齿轮工作图的项目标注。

重点：各种偏差项目的定义及齿轮检验组的选用。

难点：偏差项目对传动使用要求的影响与选择。

扩展一   测量技术基础 （自学或教师辅导讲授，2学时）

教学内容：

测量的基本概念。尺寸传递系统。测量方法和计量器具。测量误差及数据处理。常用测量工具和设备介绍。

教学要求：

了解测量仪器的分类及使用要求。了解测量的常用术语。了解测量误差的产生原因及误差的处理方法。掌握实验测量仪器或设备的工作原理和使用方法。

重点：测量与检测设备的选用和使用。

难点：误差数据处理与利用。

扩展二   精度设计综合应用 （自学或教师辅导讲授，2学时）

教学内容：

公差精度选择与标注。粗糙度选择与标注。键、轴承、齿轮装配图与零件图标注训练。

教学要求：

了解精度设计的原理。理解类比法设计原理与应用。正确标注设计要求。

重点：精度设计原理。

难点：正确标注。

三、课程教学环节的基本要求

课堂讲授：

本门课程以课堂讲授为主，教师应讲清各标准的术语、规定、选择原则、应用场合、应用实例，提高工程应用能力。

采用项目式教学、鼓励学生自学、培养学生自学能力。贯彻少而精的原则，精选教学内容，精讲多练。采用多媒体教学手段。

实践教学 (6学时)

要求：通过实验，让学生了解常用测量工具与设备的结构、工作原理、使用规范，提高学生操作常用测量仪器与设备的能力，了解常见的测量误差及处理技术，掌握实验数据的处理与利用，培养学生独立或协作操作的规范，训练实验报告的撰写能力。

根据设备情况，在下面实验中选做三个实验项目，分组人数根据设备数与场地情况，灵活安排，各实验所用课时，也可根据实验项目进行调整。

序号	实验项目名称	项目学时	每组人数	内容提要	实验 项目 类型	实验 项目 要求
1	光滑孔、轴直径测量	2	10	了解测量装置的结构与调整方法 了解数据处理方法与合格性判断应用 理解误差、公差、偏差的概念与关系	验证型	选修
2	几何精度误差测量	2	10	了解测量装置的工作原理及使用方法，能正确使用 掌握不同几何精度的评定方法，会设计测量方案并正确处理数据，得出结论 加深理解几何精度的定义与公差带特征	验证型	选修
3	表面粗糙度测量	2	10	了解测量装置的工作原理与调整方法 掌握测量数据的处理方法 加深粗糙度的评价体系的认识	验证型	选修
4	齿轮误差测量	2	10	了解测齿仪的工作原理与使用方法 理解测量参数的定义，掌握测量方法与数据处理，给出测量结果 加深对齿轮精度体系的认识	验证型	选修
5	圆柱螺纹测量	2	10	了解测量装置的工作原理和使用方法 学会螺纹合格性的判断方法	验证型	选修

作业方面：

课后根据内容适当布置一定数量的作业，以培养学生分析和解决具体问题的能力，作业以零件图纸分析为主，通过在图纸上的表现，理解精度的定义。创造条件在恰当内容后布置综合的开放性的讨论题，达到综合应用知识的能力。

考试环节：

课程成绩采用百分制，由三部分组成：平时成绩（教学活动过程）占20%，实验成绩占30%；期末考试成绩占50%。期末考试采取闭卷或开卷形式。

教学活动过程考核包括：考勤20%，课堂表现20%，作业60%。

实验成绩由过程成绩、实验报告完成情况构成，具体由实验教师决定。

四、本课程和其它课程的联系与分工

本课程的先修课为：《工程图学》、《机械制造基础》、《金工实习》等，平行课程为《机械原理》、《机械设计》等课程，配合综合应用实践环节为《机械设计课程设计》、《制图测绘》，上课教师应积极参与设计指导，进一步提高学生对本课程的应用能力。

五、建议教材和教学参考书

[1]胡凤兰，任桂华．互换性与技术测量[M]．武汉：华中科技大学出版社，2016.7

[2]任桂华，胡凤兰. 互换性与技术测量实验指导书[M]．武汉：华中科技大学出版社，2016.7

[3]罗冬平．互换性与技术测量[M]．北京：机械工业出版社，2017.1

[4]王海文.互换性与技术测量[M].武汉：华中科技大学出版社，2017.9

[5]胡业发.互换性与技术测量[M].北京：机械工业出版社，2017.8