1、 Page 22 22 2认识互换性 1第一次课2二级直齿圆柱齿轮减速器中间轴同轴度误差检测 94CA6140车床导轨平行度误差检测 84二级直齿圆柱齿轮减速器箱体接合面平面度误差检测 74CA6140车床导轨直线度误差检测 6204二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴圆度误差检测 5几何公差国家标准及检测6二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴轴径、齿轮零件孔径尺寸检测及合格性评定 44尺寸精度设计 3144尺寸公差与识读 2尺寸公差与配合国家标准构成及检测合合计计学学时时单元标题单元标题单元单元序号序号模块模块任务引入任务引入汽修实习地发现一发动机缸体顶面汽修实习地发现一发动机缸体顶面与缸盖之间漏气、漏油与
2、缸盖之间漏气、漏油二级直齿圆柱齿轮减速器装配车间发现结合面平面二级直齿圆柱齿轮减速器装配车间发现结合面平面度误差太大、影响轴承孔的加工精度了度误差太大、影响轴承孔的加工精度了师傅看了一下现场后要求对师傅看了一下现场后要求对先检测一下结合处平面度。先检测一下结合处平面度。4 4人一组、质检员（机械加工）人一组、质检员（机械加工）如何检测二级直齿圆柱齿轮减速器结合面平面度误差？能力训练任务及案例能力训练任务及案例 能力能力目标目标素质素质目标目标知识知识目标目标1.能对图样进行识读及标注2.能根据平面度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测能利用最小条件评定平面度误差 1.掌握平面度公差识
3、读、公差带特点 2.掌握平面度检测及数据处理方法、合格性判定1.严格实验操作规范2.正确使用千分表等精密测量仪器3.自觉爱护测量仪器单元教学目标单元教学目标1.二级减速器壳体、发发动机缸体、动机缸体、千分表等2.多媒体（自制动画）3.二维、三维CAD软件1.识读、标注形状公差要求及符号2.进行平面度误差检测数据处理及评定活动任务一：平面度标注及绘制公差带图活动任务一：平面度标注及绘制公差带图（一）平面度误差：（一）平面度误差：一般是对单一要素而言的，一般是对单一要素而言的，仅考虑被测要素本身的形状的仅考虑被测要素本身的形状的误差。平面度误差。平面度误差评定时，拟误差评定时，拟合要素的位置应符合
4、最小条件。合要素的位置应符合最小条件。所谓最小条件是指被测提取要所谓最小条件是指被测提取要素对其拟合要素的最大变动量素对其拟合要素的最大变动量为最小。为最小。相关知识相关知识（一）平面度误差：（一）平面度误差：一般是对单一要素而言的，一般是对单一要素而言的，仅考虑被测要素本身的形状的仅考虑被测要素本身的形状的误差。平面度误差。平面度误差评定时，拟误差评定时，拟合要素的位置应符合最小条件。合要素的位置应符合最小条件。所谓最小条件是指被测提取要所谓最小条件是指被测提取要素对其拟合要素的最大变动量素对其拟合要素的最大变动量为最小。为最小。相关知识相关知识（二）平面度公差标注及公差带图绘制：（二）平面
5、度公差标注及公差带图绘制：1.在给定平面内的直线度：在给定平面内的直线度：如上图所示，底面与两个斜面上的平面度公差值均为0.01mm，请进行标注和绘制公差带图。（三）操练：（三）操练：活动任务二：活动任务二：二级直齿圆柱齿轮减速器箱体接合面平面度误差检测及数据处理二级直齿圆柱齿轮减速器箱体接合面平面度误差检测及数据处理 学生任务单：学生任务单：1.1.测量平面度常用的测量仪器及应用场合？测量平面度常用的测量仪器及应用场合？2.2.千分表测量平面度误差的原理是什么？千分表测量平面度误差的原理是什么？3.3.平面度误差测量方法有哪些？平面度误差测量方法有哪些？4.4.平面度误差的评定方法有哪些？平
6、面度误差的评定方法有哪些？5.5.如何进行二级直齿圆柱齿轮减速器结合面平面度的检测及数据处理？如何进行二级直齿圆柱齿轮减速器结合面平面度的检测及数据处理？6.6.你如何解决平面度超差的平面？你如何解决平面度超差的平面？7.7.数据处理技巧？数据处理技巧？视频：视频：在教材电子教学资源包里在教材电子教学资源包里平面度误差值平面度误差值 （为光波波长）为光波波长）2afb如如图所示，当测量杆图所示，当测量杆1沿其轴向移动沿其轴向移动1mm时，测杆上的齿条时，测杆上的齿条1和齿轮和齿轮Z1啮合与齿轮啮合与齿轮Z1同轴的齿轮同轴的齿轮Z2和齿轮和齿轮Z3啮合，齿啮合，齿轮轮Z3的轴上装有大指针的轴上装
7、有大指针5，所以当测量杆移动时，大指针也，所以当测量杆移动时，大指针也随之移动，与齿轮随之移动，与齿轮Z3啮合的齿轮啮合的齿轮Z4的齿数是齿轮的齿数是齿轮Z3的的10倍，倍，所以中心齿轮所以中心齿轮Z3转一圈。若圆刻度盘沿圆周印制有转一圈。若圆刻度盘沿圆周印制有100个等个等分刻度，每一分度值即相当于量杆移动分刻度，每一分度值即相当于量杆移动0.01毫米，则这种表毫米，则这种表式测量工具常称为百分表。若增加齿轮放大机构的放大比，式测量工具常称为百分表。若增加齿轮放大机构的放大比，使圆表盘上的分度值为使圆表盘上的分度值为0.001毫米或毫米或0.002毫米（圆表盘上有毫米（圆表盘上有200个或个
8、或100个等分刻度），则这种表式测量工具即称为千个等分刻度），则这种表式测量工具即称为千分表。二者的原理是相同的。弹簧分表。二者的原理是相同的。弹簧4是控制千分表的测量压是控制千分表的测量压力的；游丝力的；游丝3的作用是在齿轮系中加入一个转矩，可以消除的作用是在齿轮系中加入一个转矩，可以消除齿轮传动换向时由于间隙产生的空回误差。齿轮传动换向时由于间隙产生的空回误差。1 1、平面度误差评定平面度误差评定 1）按最小包容区域法评定：）按最小包容区域法评定：是指两平行是指两平行平面包容实际被测表面时，实际被测表面上应平面包容实际被测表面时，实际被测表面上应至少有至少有34点分别与这两平行平面接触，且
9、满点分别与这两平行平面接触，且满足图足图3条件之一。此时这两个包容平面间的区条件之一。此时这两个包容平面间的区域称为最小包容区域。通过运算得到最小包容域称为最小包容区域。通过运算得到最小包容区域的宽度（即两平行平面的距离）值，便是区域的宽度（即两平行平面的距离）值，便是其平面度的误差值。最小包容区域应按图其平面度的误差值。最小包容区域应按图3所所示的示的（a）三角形准则、（）三角形准则、（b）交叉准则、（）交叉准则、（c）直线准则直线准则三种情形之一判别，这样评定得到的三种情形之一判别，这样评定得到的平面度误差才符合国家标准规定的最小条件。平面度误差才符合国家标准规定的最小条件。2）按对角线平
10、面法评定：）按对角线平面法评定：通过被测实际表面的通过被测实际表面的一条对角线作另一条对角线的平行平面，该平面即为一条对角线作另一条对角线的平行平面，该平面即为评定基准。以各测点对此评定基准的偏离值中的最大评定基准。以各测点对此评定基准的偏离值中的最大值与最小值绝对值之和作为平面的误差值。值与最小值绝对值之和作为平面的误差值。3）按三远点平面法评定：）按三远点平面法评定：是以通过实际被测表是以通过实际被测表面上相距最远且不在一条直线上的面上相距最远且不在一条直线上的3个点建立一个基个点建立一个基准平面，以个测点对此平面的偏离值中最大值与最小准平面，以个测点对此平面的偏离值中最大值与最小值的绝对
11、值之和作为平面度误差。值的绝对值之和作为平面度误差。2 2、千分表测量平面度误差原理千分表测量平面度误差原理 如图所示如图所示：图图6 被测表面上的被测表面上的9个测点数值个测点数值操作要求（训练操作要求（训练养成细心认真的良好习惯）：养成细心认真的良好习惯）：要戴手套、轻拿轻放、注意保养测量仪器，规范操作，边熟悉边操作要戴手套、轻拿轻放、注意保养测量仪器，规范操作，边熟悉边操作 使用千分表的测量方法与步骤使用千分表的测量方法与步骤（详见教材）（详见教材）布点。布点。擦净基准平板、被测零件表面，按图擦净基准平板、被测零件表面，按图5C5C的布点方式的布点方式（注意四周离边缘（注意四周离边缘10
12、mm10mm），标定测点于被测表面上，并编号。），标定测点于被测表面上，并编号。安装。安装。将被测零件工作平面朝上，如图所示被测零件工作下表面安装在将被测零件工作平面朝上，如图所示被测零件工作下表面安装在个千斤顶上，三个支撑位于被测零件整个表面上相距最远的三点。；个千斤顶上，三个支撑位于被测零件整个表面上相距最远的三点。；建立基准平面。建立基准平面。将千分表安装在表架上，使测杆垂直于工作台被测表面，将千分表安装在表架上，使测杆垂直于工作台被测表面，用千分表将靠近三个千斤顶位置的被测表面点调整到等高，此时三点建立的用千分表将靠近三个千斤顶位置的被测表面点调整到等高，此时三点建立的测量测量记录数据
13、。记录数据。按图按图4 4所示，按布逐个测量各点相对于基准平面的读数值如图所示，按布逐个测量各点相对于基准平面的读数值如图6 6所示。所示。指数据处理由平面度误差的检测方法和评定方法可知：检测方法和评定方法不同，指数据处理由平面度误差的检测方法和评定方法可知：检测方法和评定方法不同，数据处理的数据处理的方法也不相同。通常将平面度测量的读数值进行数据处理，转换成符合方法也不相同。通常将平面度测量的读数值进行数据处理，转换成符合最小条件的数据，最小条件的数据，方法有：旋转法、坐标转换法等，旋转法处理数据应用较多。方法有：旋转法、坐标转换法等，旋转法处理数据应用较多。用近似法求平面度误差：用近似法求
14、平面度误差：其上图其上图6 6中的最大、最小读数的差值即为中的最大、最小读数的差值即为被测表面的被测表面的平面度误差平面度误差f1 1=80-=80-（-40-40）=120=120（m m）（此值因三个千斤顶位置的不同，变化较大）（此值因三个千斤顶位置的不同，变化较大）。分组实验，教师巡回指导分组实验，教师巡回指导填写数据填写数据进行数据处理进行数据处理将旋转量相加，得将旋转量相加，得到符合三角形准则得到符合三角形准则得最小包容面。即由三最小包容面。即由三个最低等值点个最低等值点a a3 3、b b1 1、C C2 2组成下包容面，过组成下包容面，过最高点最高点b b2 2，且与下包，且与下
15、包容面平行得量容面平行得量包容面包容面之间的距离为之间的距离为 f=60 f=60（4040）=100m=100m详细过程见下一页。详细过程见下一页。合格性判定：合格性判定：（1）图（图（1）原始测量数据）原始测量数据：表面成凸形，下包容面通过三个点表面成凸形，下包容面通过三个点a3、b1、c2（10、-30、-40），上包容），上包容面通过面通过b2（80），此点投影于所组成的三角形之中，符合三角形准则。），此点投影于所组成的三角形之中，符合三角形准则。（2）选择）选择C C行为旋转轴，先使行为旋转轴，先使b b1 1、C C2 2两点等值，看图（两点等值，看图（2），），式中：式中：K为最
16、大值旋转后的允许值；为最大值旋转后的允许值；R为最大值；为最大值；m为最大值点距旋转轴的栅格间隔，故为最大值点距旋转轴的栅格间隔，故m=1。（3）将旋转量分别加到各原始数值上，）将旋转量分别加到各原始数值上，看图（看图（3），使），使a3与与b1、c2等值，故选等值，故选b1、c2为旋转轴，为旋转轴，a3与旋转轴与旋转轴的间隔的间隔m=3，所以单位旋转量为：，所以单位旋转量为：（4）将旋转量与如图将旋转量与如图（3）所示，数值相加得图）所示，数值相加得图（4）所示。如图）所示。如图（5）所示，由三个最低等值点）所示，由三个最低等值点a3、b1、c2组成下包容面，过最高点，且与下包容面平行的两包
17、容面之间的距离组成下包容面，过最高点，且与下包容面平行的两包容面之间的距离f2=60-（-40）=100（m），小于），小于f1。下面依据最小条件评定原则、用基面旋转法下面依据最小条件评定原则、用基面旋转法 求其误差求其误差f2。基面旋转法是将测得的原始数据进行基面旋转，即调整被测实际表面相对评定基面的位置。若实际表基面旋转法是将测得的原始数据进行基面旋转，即调整被测实际表面相对评定基面的位置。若实际表面呈凸（或凹）形，将三个最高（或最低）点旋转成等值点，若实际表面呈波浪形，则将两个最高点旋面呈凸（或凹）形，将三个最高（或最低）点旋转成等值点，若实际表面呈波浪形，则将两个最高点旋转成等值点，再
18、将两最低点旋转成等值点，其余各点亦随之改变。如图（转成等值点，再将两最低点旋转成等值点，其余各点亦随之改变。如图（1）所示，其数据处理步骤如下：）所示，其数据处理步骤如下：40(10)103 教师检查学生实验操作情况，回答任务单问题教师检查学生实验操作情况，回答任务单问题 1、3、5、7组每组推组每组推荐一名学生随机抽取任务荐一名学生随机抽取任务单中的单中的4个问题回答，个问题回答，2、4、6、8组对应其中组对应其中1个组个组就回答的问题进行修正、就回答的问题进行修正、补充；补充；教师听学生回答，结合教师听学生回答，结合实验中出现的问题、了解实验中出现的问题、了解学生对实验内容掌握的情学生对实
19、验内容掌握的情况况。对照实验结果教师进行归纳、总结一、数据处理的公式：二、项目操作步骤：三、发现的问题：1.做最小包容区域未按最小条件要求的方法进行？2.不能理解数据的处理原理3.读数时不知道如何读正、负4.说明：如果第一次基面旋转后的结果尚未满足最小条件准则，则需要进行第二次基面旋转，直至旋转后的结果符合最小条件为止。初次尝试时可能会感到有困难，只要概念清晰，即使多反复几次，总会获得同样结果。一、一、教师根据各组回答、实验态度、实验操作规范教师根据各组回答、实验态度、实验操作规范程度、组内交流、协作等，依据实验项目评价表进行程度、组内交流、协作等，依据实验项目评价表进行评价，推出本次学习活动
20、最优秀的小组。评价，推出本次学习活动最优秀的小组。实验项实验项目评价表在下一页目评价表在下一页二、二、课下完成：课下完成：项目学习实验报告项目学习实验报告完成任务完成任务完成完成图样平面度公差要求标注与识读图样平面度公差要求标注与识读平面度误差检测及数据处理平面度误差检测及数据处理收获收获“自信自信”精密测量的读数操作操作训练大家细心做事的能力 平面度测量是形状公差项目中的基本实验是重点内容。平面度公差识读与标注 平面度误差数据处理及合格性的判定 填写实验报告、分析、处理数据的能力单元小结单元小结 情境引入、任务驱动且又不断设疑启发学生观察思考，激发学生的学习兴趣 不同层次同学分组实验操作讨论，相互启发，加深学生对所学知识的记忆和理解 引导学生对所学知识进行归纳总结，培养良好的学习习惯 不断提示学生注意已经初步实现了哪些目标或者是哪个能力了，让学生收获自信本单元本单元教学特色与创新教学特色与创新
