任务一-用内径百分表测量轴套的孔径.pdf

项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 1 机械机械测量技术测量技术教案教案 课 题 任务一（1）：用内径百分表测量轴套的孔径（理论知识）课 型 理实一体化 授课日期 年 月 日 授课时数 4 教学目标 1、了解公差与配合的选用内容。2、掌握配合制度、配合形式、公差等级的选择原则和方法。3、了解常用的配合形式，各种加工方法能达到的精度等级。教学重点 公差与配合的选择原则和方法 教学难点 配合制度、配合形式、公差等级的选择方法 学情分析 学生初次接触专业知识，对公差与配合的专业术语比较陌生，理解上存在困难。需多加练习和指导帮助其理解。板书设计 任务一（1）：用内径百分表测量轴套的孔径（理论知识）公差与配合公差与配合的选用的选用 尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计。选择方法：类比法、计算法、试验法 选择内容：基准制的选择、公差等级的选择、一、基准制的选择 1.优先选用基孔制 2.特殊场合选用基轴制配合 3.与标准件配合应根据标准件来确定基准制配合。二、公差等级的选择 选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级。常用方法：类比法 三、配合的选择 当孔、轴有相对运动要求时，选择间隙配合；当孔、轴无相对运动时，应根据具体工作条件的不同选择：无连接件并用于传递扭矩用过盈配合；有连接件传递扭矩，需经常装拆用间隙配合；主要用于精确定心用过渡配合。项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 2 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 复习复习 导入导入 新授新授 重 点分析 25H7/f8表示的意义：基本尺寸？公差等级代号？基本偏差代号？配合代号？配合形式？配合制度？公差与配合的选用公差与配合的选用 尺寸公差与配合的选择是机械设计与制造中的一个重要环节。它是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计。公差与配合的选择是否恰当，对产品的性能、质量、互换性及经济性有着重要的影响。选择的原则是在满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益。公差配合的选择一般有三种方法：类比法、计算法、试验法。类比法就是通过对类似的机器和零部件进行调查研究、分析对比后，根据前人的经验来选取公差与配合。这是目前应用最多、也是主要的一种方法。计算法是按照一定的理论和公式来确定需要的间隙或过盈。这种方法虽然麻烦，但比较科学，只是有时将条件理论化、简单化了，使得计算结果不完全符合实际。试验法是通过试验或统计分析来确定间隙或过盈。这种方法合理、可靠，只是代价较高，因而只应用于重要产品的设计。一、基准制的选择 选用基准制时，主要应从零件的结构、工业、经济等方面来综合考虑。1.优先选用基孔制 由于选择基孔制配合的零、部件生产成本低，经济效益好，因而该配合被广泛使用。由于同等精度的内孔加工比外圆加工困难、成本高，往往采用按基孔设计与加工的钻头、扩孔钻、铰刀、拉刀等定尺寸刀具，以减低加工难度和生产成本。而加工轴则不同，一把刀具可加工不同尺寸的轴。所以从经济方面考虑优先选用基孔制。2.特殊场合选用基轴制配合 在有些情况下，采用基轴制配合更为合理。1)直接采用冷拉棒料做轴。其表面不需要再进行切削加工，同样可以获得明显的经济效益（冷拉圆钢按一定的精度等级加工，其尺寸与形位误差、表面粗糙度精度达到一定标准），在农业、建筑、纺织机械中常用。2)有些零件由于结构上的需要，采用基轴制更合理。如图 2.15a 所示为活塞连杆机构，根据使用要求，活塞销轴与活塞孔采用过渡配合，而连杆衬套与活塞销轴则采用间隙配合。若采用基孔制，如图 2.15b 所示，活塞销轴将加工成台阶形状；而采用基轴质配合，如图 2.15c 所示，活塞销轴可制成光轴。这种选择不仅有利于轴的加工，并且能够保证合理 问答法 讲解分析法 讲授法 项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 3 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 难 点突破 的装配质量。图 2.15 基轴制配合选择示例 3.与标准件配合 当设计的零件需要与标准件配合时，应根据标准件来确定基准制配合。例如，滚动轴承内圈与轴的配合应选用基孔制；而滚动轴承外圈与基座孔的配合应选用基轴制。二、公差等级的选择 公差等级的选用就是确定尺寸的制造精度与加工的难易程度。加工的成本和工件的工作质量有关，所以在选择公差等级时，要正确处理使用要求、加工工艺及生产成本之间的关系。其选择原则是：在满足使用要求的前提下，尽可能选择较低的公差等级。公差等级的选用通常采用的方法为类比法，即参考从生产实践中总结出来的经验汇编成资料，进行比较选择。用类比法选择公差等级时，应掌握各个公差等级的应用范围和各种加工方法所能达到的公差等级，以便有所依据。用类比法选择公差等级时，除参考以上各表外，还应考虑以下问题：1.孔和轴的工艺等价性 孔和轴的工艺等价性是指将孔与轴加工难易程度视为相当。在公差等级8 级时，中小尺寸的孔加工比相同尺寸相同等级的轴加工要困难，加工成本也要高些，其工艺性是不等价的。为了使组成配合的孔、轴工艺等价，其公差等级应按优先常用配合（表 2-5、表 2-6）孔、轴相差一级选用，这样就可以保证孔轴工艺等价。在实践中如有必要，仍允许同级组成配合。按工艺等价选择公差等级可参看表 2-11。举例讲解 讲解分析法 项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 4 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 表 2-11 按工艺等价性选择轴的公差等级 要求配合 条件：孔的公差等级 轴应选用的公差等级 实 例 间隙配合、过渡配合 IT8 IT8 轴比孔高一级 轴与孔同级 H7/f 6 H9/d9 过盈配合 IT7 IT7 轴比孔高一级 轴与孔同级 H7/p6 H8/s8 2.相关件与配合件的精度 例如，齿轮孔与轴的配合，它们的公差等级决定于相关齿轮的精度等级（可参阅有关齿轮的国家标准）。与滚动轴承相配合的外壳孔和轴颈的公差等级决定于相配合的滚动轴承的公差等级。3.配合与成本 相配合的孔、轴公差等级的选择，应在满足使用要求的前提下，为了降低成本，应尽可能取低等级。例如图 2.16 所示的轴颈与轴套的配合，按工艺等价原则，轴套应选 7 级公差（加工成本较高），但考虑到它们在径向只要求自由装配，为较大间隙量的间隙配合，此处选择 9 级精度的轴套，有效地降低了成本。三、配合的选择 配合种类的选择是在确定了基准制的基础上，根据机器或部件的性能允许间隙或过盈的大小情况，选定非基准件的基本偏差代号。有的配合也同时确定基准件与非基准件的公差等级。当孔、轴有相对运动要求时，选择间隙配合；当孔、轴无相对运动时，应根据具体工作条件的不同，确定过盈（用于传递扭矩）、过渡（主要用于精确定心）配合。确定配合类别后，首先应尽可能地选用优先配合，其次是常用配合，再次是一般配合，最后若仍不能满足要求，则可以选择其它任意的配合。用类比法选择配合，要着重掌握各种配合的特征和应用场合，尤其是对国家标准所规定的常用与优先配合的特点要熟悉。表 2-12 所示为尺寸500mm，基孔制、基轴制优先配合的特征及应用场合，表 2-13 为轴的基本偏差选用说明，可供选择时参考。讲解分析法 举例分析讲解 项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 5 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 选择配合时还应考虑以下几方面：1.载荷的大小 载荷过大，需要过盈配合的过盈量增大。对于间隙配合，要求减小间隙；对于过渡配合，要选用过盈概率大的过渡配合。2.配合的装拆 经常需要装拆的配合比不常拆装的配合要松，有时零件虽然不常装拆，但受结构限制，装配困难得配合，也要选择较松的配合。3.配合件的长度 若部位结合面较长时，由于受形位误差的影响，实际形成的配合比结合面短的配合要紧，因此在选择配合时应适当减小过盈或增大间隙。4.配合件的材料 当配合件中有一件是铜或铝等塑性材料时，考虑到它们容易变形，选择配合时可适当增大过盈或减小间隙。5.温度的影响 当装配温度与工作温度相差较大时，要考虑热变形对配合的影响。6.工作条件 不同的工作情况对过盈或间隙的影响如表 2-14。公差配合选择综合示例 图 2.17 圆锥齿轮减诉箱 例举法 讲解分析法 例举法 项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 6 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 例 6：锥齿轮减速器如图 2.17 所示，已知传递的功率 P=100kW，中速轴转速 n=750r/min，稍有冲击，在中小型工厂小批生产。试选择以下四处的公差等级和配合：联轴器 1 和输入端轴颈 2；带轮 8 和输出端轴颈；小锥齿轮 10 和轴颈；套杯 4 外径和箱体 6 座孔。解：由于四处配合无特殊的要求，所以优先采用基孔制。1）联轴器 1 是用精制螺栓连接的固定式刚性联轴器，为防止偏斜引起附加载荷，要求对中性好，联轴器是中速轴上重要配合件，无轴向附加定位装置，结构上采用紧固件，故选用过渡配合 40H7/m6 或 40H7/n6。2）带轮 8 和输出端轴颈配合和上述配合比较，因是挠性件传动，故定心精度要求不高，且又有轴向定位件，为便于装卸可选用：H8/h7（h8、js7、js8），本例选用 50H8/h8。3）小锥齿轮 10 内孔和轴颈，是影响齿轮传动的重要配合，内孔公差等级由齿轮精度决定，一般减速器齿轮精度为 8 级，故基准孔为 IT7。传递负载的齿轮和轴的配合，为保证齿轮的工作精度和啮合性能，要求准确对中，一般选用过渡配合加紧固件，可供选用的配合有 H7/js6（k6、m6、n6、甚至 p6、r6），至于采用那种配合，主要考虑装卸要求、载荷大小、有无冲击振动、转速高低、批量生产等。此处是为中速、中载、稍有冲击、小批量生产，故选用 40H7/k6。4）套杯 4 外径和箱体孔配合是影响齿轮传动性能的重要部位，要求准确定心。但考虑到为调整锥齿轮间隙而轴向移动的要求，为便于调整，故选用最小间隙为零的间隙定位配合 130H7/h6。讲解分析法 教学 后记 项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 7 机械测量技术机械测量技术教案教案 课 题 任务一（2）：用内径百分表测量轴套的孔径（实践操作）课 型 理实一体化 授课日期 年 月 日 授课时数 4 教学目标 1、了解常用量具内径百分表的基本结构、原理和作用。2、掌握常用量具内径百分表的正确使用方法。3、学会正确、规范地使用内径百分表进行孔径尺寸的测量，并判定被测件是否合格。教学重点 内径百分表的使用 教学难点 内径百分表的校零和测量 学情分析 学生初次接触专业知识，对公差与配合的专业术语比较陌生，理解上存在困难。需多加练习和指导帮助其理解。板书设计 任务一（2）：用内径百分表测量轴套的孔径（实践操作）一、孔径的测量方法 二、百分表的结构和规格 分 度 值：0.01 mm 示值范围：0 3 mm 测量范围：15 35 mm 和 3550 mm 三、测量原理、方法和步骤 测量原理：内径百分表是以同轴线的固定测头和活动测头与被测孔壁相接触进行测量的。测量方法：用内径百分表测量孔径是一种相对测量的方法。测量步骤：（1）选择与被测孔径基本尺寸相应的固定测头装到内径百分表上。（2）调节校准零位 （3）测量孔径 读数：将内径百分表放入被测孔中，微微摆动百分表，并按百分表的最小示值读数。观察顺时针转折点位置的数值，即为最小读数。项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 8 图 3-4 内径百分表 图 3-5 用外径千分尺调整尺寸 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 新授新授 重 点分析 任务一（任务一（2）：用内径百分表测量）：用内径百分表测量轴套的孔径（实践操作）轴套的孔径（实践操作）内径百分表的结构与规格 内径百分表是测量孔径的通用量仪，特别适用于测量深孔。本实验用的内径百分表主要技术性能指标如下：分 度 值：0.01 mm 示值范围：0 3 mm 测量范围：15 35 mm 和 3550 mm 二、测量训练原理、方法、步骤和要求 测量原理：内径百分表是以同轴线的固定测头和活动测头与被测孔壁相接触进行测量的。它备有一套长短不同的固定测头，可根据被测孔径大小选择更换。内径百分表的测量范围取决于固定测头的尺寸范围。测量时，活动测头受到孔壁的压力而产生位移，该位移经杠杆系统传递给百分表，并由百分表进行读数。为了保证两侧头的轴线处于被测孔的直径方向上，在活动测头的两侧有对称的定位片。测量方法：用内径百分表测量孔径是一种相对的测量方法。测量前应根据被测孔径的尺寸大小，在千分尺或其它量具上调整好尺寸后才能进行测量。所以在内径百分表上的数值是被测孔径的尺寸与标准孔尺寸之差。使用内径百分表时，当指针正好指在零刻线上时，说明被测孔径与标准孔径相等；若指针顺时针方向偏转，表示被测孔径小于标准孔径，若指针逆时针方向偏转，表示被测孔径大于标准孔径。例如：基本尺寸为 38 mm，若指针顺时针方向偏转 7.5 格，读数为 37.925 mm；若指针逆时针方向偏转 7.5 格，读数为 38.075 mm。讲解分析法 讲授法 项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 9 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 难 点突破 测量步骤：（1）选择与被测孔径基本尺寸相应的固定测头装到内径百分表上。（2）调节校准零位 按被测孔径的基本尺寸调节外径千分尺至同一基本尺寸，检查微分筒零线，使其与固定套筒的基准线对齐。将内径百分表的两测头放入外径千分尺两量爪（侧砧）之间，与两量爪（侧砧）接触。为了使内径百分表的两测头的轴线与两量爪（侧砧）平面相垂直，需拿住表杆中部微微摆动内径百分表，找出表针的转折点，并转动表盘使“0”刻线对准转折点，此时零位已调好。（3）测量孔径 测量如图 37 所示套类零件内孔尺寸（50）。将内径百分表放入被测孔中，微微摆动百分表（如图 36 所示），并按百分表的最小示值读数。该数值为内径局部实际尺寸与其基本尺寸的偏差。按图 3-8 所示，在孔轴向的三个截面及每个截面相互垂直的两个方向上，共测六个点，将数据记入测量报告单内。按孔的验收极限判解其合格与否。举例讲解 讲解分析法 图 38 测量位置 项目二 套类零件的测量 任务一：用内径百分表测量轴套的孔径 10 教学程序 教 学 内 容 及 教 学 双 边 活 动 教学手段与教学方法 注意事项：注意事项：a）调整好的内径百分表，在测量孔径时，先定心，再使测量头轴线与孔壁垂直，在孔的轴线方向微微摆动，找出最小的读数值（即为尺寸数值）。注意该实际偏差的正、负符号：当表针按顺时针方向未达到零点的读数是正值，当表针按顺时针方向超过零点的读数是测量负值。b）测量时，按压测头要小心，不能用力过大或过快，不要使活动测头受到剧烈振动。也不能使手或其它物体触及表圈，已调好尺寸的内径量表在使用过程中，要轻拿轻放，并经常校对零位，防止尺寸变动。（4）零件合格性的评定 考虑到测量误差的存在，为保证不误收废品，应先根据被测孔径的公差大小，查表得到相应的安全裕度 A，然后确定其验收极限，若全部实际尺寸都在验收极限范围内，则可判此孔径合格。即：ES-AEaEI+A （31）式中：ES零件的上偏差 EI零件的下偏差 Ea局部实际偏差 A安全裕度 布置作业：布置作业：完成任务书 讲解分析法 举例分析讲解 图 36 测量示意图