spContent=机械设计离不开设计图纸,工程制图虽然解决了绘图基本方法和构图理论的问题,却没有解决设计过程中的核心技术问题——控制产品尺寸精度和控制形状精度,同时尺寸公差和几何公差也是各项设计目标实现的技术保证。
本课程正是解决此技术问题的专业必修课,是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。
机械设计离不开设计图纸,工程制图虽然解决了绘图基本方法和构图理论的问题,却没有解决设计过程中的核心技术问题——控制产品尺寸精度和控制形状精度,同时尺寸公差和几何公差也是各项设计目标实现的技术保证。
本课程正是解决此技术问题的专业必修课,是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。
—— 课程团队
课程概述
本课程是工科高等院校机械类各专业学生必修的专业基础课之一。本课程主要内容为工业生产过程中的机械产品(包括零件、部件和构件)几何参数的互换性、测量技术及精度设计方法,以国家标准规定的普遍通用性的内容为主。
“精度设计与标准化”是机械类各专业的一门重要技术基础课,它研究机械设计过程中几何量的精度设计与制造过程中偏差的控制。本课程涉及面广,综合应用性强,是一门与工程实际中有关加工、检测等紧密相关的学科,是学生学习专业课以及进行工程设计的基础与工具。
《精度设计与标准化》是机类、近机类专业的技术基础课,本学科的任务要求主要针对机械产品进行几何精度设计,是一门与工程实际中有关加工、检测等紧密相关的学科,是学生学习专业课以及进行工程设计的基础与工具。
本课程培养学生具有机械设计制造专业基础知识及其应用能力,使学生能够了解机械行业的前沿发展现状和趋势。熟悉国家标准的检索,查询及运用方法,了解机械行业相关的政策和法规,制定技术方案时能够考虑经济成本因素。
授课目标
1.了解互换性与标准化之间的关系,掌握互换性、公差、标准化的基本概念、主要内容及特点,能够合理地设计和选用机械零件的公差与配合,具备应用于机械工程领域复杂工程问题的描述和解释的能力。
2. 掌握常用测量器具的一般原理,具有使用计量器具及检测典型几何参数的初步能力,能够通过分析实验数据及相关信息综合判断零件合格与否。
3.了解在工程实践中应遵守的职业道德与规范,国际标准化发展过程和测量前沿技术。能理解工程师的职业性质与责任,熟悉机械工程领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规;熟悉几何参数测量及数据处理的基本方法,能对一般测量系统进行分析和设计。
4.了解生产成本控制的相关知识,熟悉标准件的互换性基本参数及其评定方法、掌握尺寸公差、几何公差标准的应用原则,并能用于项目管理与经济决策。
成绩 要求
1. 考核目标:在考核学生对精度设计与参数测量的基本知识、基础理论和基本方法掌握程度的基础上,重点考核学生对公差与配合基本理论的掌握程度、运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
2. 考核方式:采用平时作业、实验、单元测验和课程考试(线上与线下)相结合的形式对学生课程成绩进行综合评定。总分超过60分,即为合格。
课程大纲
《精度设计与标准化》课程教学大纲
课程编号 | 01021022 |
课程名称 (英文名称) | 精度设计与标准化 |
Accuracy Design and Standard |
课程性质 | 本课程是一门专业基础课,是工科高等院校机械设计制造及其自动化专业教学计划中必修的主干课程。 |
学分/学时 | 2.5学分 / 40学时,其中:实验学时8 |
开课学期 | 第五学期 |
开课单位 | 机械工程学院 |
适用专业 | 机械设计制造及其自动化 |
先修课程 | 工程图学、机械原理、机械设计、高等数学A、概率论与数理统计 |
教材及参考书 | [1] 王伯平.互换性与测量技术基础(第4版).北京:机械工业出版社,2013 [2] 王樑. 互换性与测量技术. 成都:电子科技大学出版社,2016 [3] 甘永立.几何量公差与检测.上海:上海科学技术出版社,2013 [4] GB/T1800.1~1804、1182~1184、3177、196~197、10095 |
1课程目标 | 1.了解互换性与标准化之间的关系,掌握互换性、公差、标准化的基本概念、主要内容及特点,能够合理地设计和选用机械零件的公差与配合,具备应用于机械工程领域复杂工程问题的描述和解释的能力。 2. 掌握常用测量器具的一般原理,具有使用计量器具及检测典型几何参数的初步能力,能够通过分析实验数据及相关信息综合判断零件合格与否。 3.了解在工程实践中应遵守的职业道德与规范,国际标准化发展过程和测量前沿技术。能理解工程师的职业性质与责任,熟悉机械工程领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规;熟悉几何参数测量及数据处理的基本方法,能对一般测量系统进行分析和设计。 4.了解生产成本控制的相关知识,熟悉标准件的互换性基本参数及其评定方法、掌握尺寸公差、几何公差标准的应用原则,并能用于项目管理与经济决策。 |
2课程目标与毕业要求指标点的对应关系 | 毕业要求 | 毕业要求指标点 | 课程目标 | 支撑强度 |
毕业要求1 | 指标点1.3 掌握专业基础知识,能应用于机械工程领域复杂工程问题的描述和解释。 | 课程目标1 | H |
毕业要求4 | 指标点4.3 能够对实验结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论。 | 课程目标2 | H |
毕业要求6 | 指标点6.1具有工程实习和社会实践的经历。了解机械工程领域相关的技术标准、产业政策和法律法规。 | 课程目标3 | H |
毕业要求11 | 指标点11.1理解并掌握机械工程实践相关的项目管理原理与经济决策方法。 | 课程目标4 | L |
3课程目标与教学内容和方法(环节)对应关系表 | 课程目标 | 教学内容 | 教学方法(环节) |
课堂 教学 | 作业 | 网络 | 单元 测验 | 实验 |
课程目标1 | 内容1:概论 内容2:圆柱公差与配合 内容3:长度测量基础 内容4:几何公差 内容6:表面粗糙度 内容8:滚动轴承公差 内容10:螺纹公差 内容12:键与花键公差 内容14:圆柱齿轮传动公差 | √ | √ | √ | | |
课程目标2 | 内容16:零件基本参数测量实验 | | | | | √ |
课程目标3 | 内容5:几何公差检测方法 内容7:表面粗糙度检测方法 内容9:滚动轴承配合 内容11:螺纹公差检测方法 内容13:键与花键公差检测方法 内容15:圆柱齿轮传动公差检测方法 | √ | √ | √ | √ | √ |
课程目标4 | 内容17:零件参数测量与评定实验 | √ | √ | √ | √ | √ |
4 教学内容 及要求 | 内容1:概论 掌握互换性的定义、分类和作用;掌握几何参数的加工误差、公差的含义及相互关系;理解标准、标准化的定义及工程意义;掌握优先数系、优先数的含义及常用数值。 内容2:圆柱公差与配合 掌握尺寸、尺寸公差、偏差、配合、基准制等术语的定义;掌握极限尺寸判断原则;理解公差标准GB/T 1800.1~4、GB/T 1801、GB/T 1804;理解尺寸精度设计的一般方法。 内容3:长度测量基础 掌握测量的含义及其四个要素;理解长度基准及量值传递系统;掌握计量器具的主要度量指标;理解测量方法的分类及各方法的含义;理解直接测量的误差分类、含义;熟练掌握测量数据处理方法;理解计量器具的选用原则;掌握光滑工件尺寸的检验方法(GB/T 3177)。 内容4:几何公差 熟悉几何公差的特征项目;几何公差和误差的概念与标注;各项几何公差带及其误差值的意义、基准的概念;能够进行形位公差值的选择。 内容5:几何公差检测方法 具备形位公差值的选择分析方法,掌握几何公差的评定与检测方法。 内容6:表面粗糙度 掌握表面粗糙度有关术语定义;掌握表面粗糙度的高度参数;理解表面粗糙度参数的选择原则。 内容7:表面粗糙度检测方法 了解表面粗糙度的检测方法,具备根据表明粗糙度数值进行分析、并判定零件是否合格的准则,能够对零件合格判断作出客观评价。 内容8:滚动轴承公差 掌握滚动轴承内外径公差带与轴孔结合的特点;了解滚动轴承公差选择的依据及选择方法。 内容9:滚动轴承配合 了解滚动轴承配合精度设计的一般方法,具备滚动轴承配合分析的能力。 内容10:螺纹公差 掌握普通螺纹的基本术语定义;了解普通螺纹几何参数误差对互换性的影响;理解普通螺纹的公差标准。 内容11:螺纹公差检测方法 掌握普通螺纹公差检测的方法,具备借助实验测量器具对螺纹公差检测并分析的能力。 内容12:键与花键公差 理解平键联结的公差与配合;理解矩形花键联结的公差与配合。 内容13:键与花键公差检测方法 理解平键联结的公差检测方法;理解矩形花键联结的公差检测方法。 内容14:圆柱齿轮传动公差 理解对齿轮传动的使用要求及齿轮的主要加工误差;理解齿轮的误差项目及其定义;了解齿轮副的误差项目及侧隙;理解渐开线圆柱齿轮精度标准(GB10095)。 内容15:圆柱齿轮传动公差检测方法 了解渐开线圆柱齿轮精度设计的一般方法,理解圆柱齿轮传动公差的检测原理与检测方法,具备对圆柱齿轮传动公差的分析能力。 内容16:零件基本参数测量实验 《精度设计与标准化》课程的实验是必修的实践教学环节。本实验6学时,与课程同步进行,实验内容与课程相衔接。主要内容包括:(1)相对法测量内外径实验;(2)直线度测量实验;(3)双管显微镜测量表面粗糙度实验;通过实验嘉信,使学生获得基本的实验技能训练,掌握基本的测量器具的使用方法。 内容17:零件参数测量与评定实验 本环节实验2学时,主要是完成螺纹及齿轮参数综合测量实验;通过对螺纹及齿轮参数的测量,依据测量参数做出客观分析与评价。 学生通过实验课的学习,亲自动手以获得操作技能的基本训练。了解几何参数测量的基本原理和方法,了解常用计量器具的测量原理和使用方法、能够设计实验方案及掌握处理测量结果的方法。实验后学生要写出实验报告,教师应评定每个学生的实验成绩。 |
5 学时分配 | 本课程由课堂教学、网络教学(spoc)及实验三部分组成。 学时分配如下表: |
序号 | 教学内容 | 课堂教学 | 网络教学 (spoc) | 实验 | 总计 |
1 | 概论 | 2 | | | 2 |
2 | 圆柱公差与配合 | 8 | | | 8 |
3 | 长度测量基础 | 2 | | | 2 |
4 | 几何公差测 | 4 | | | 4 |
5 | 几何公差检测方法 | 2 | | | 2 |
6 | 表面粗糙度 | 2 | | | 2 |
7 | 表面粗糙度检测方法 | 2 | | | 2 |
8 | 滚动轴承公差 | 1 | | | 1 |
9 | 滚动轴承配合 | 1 | | | 1 |
10 | 螺纹公差 | 1 | | | 1 |
11 | 螺纹公差检测方法 | 1 | | | 1 |
12 | 键与花键公差 | 1 | | | 1 |
13 | 键与花键公差检测方法 | 1 | | | 1 |
14 | 圆柱齿轮传动公差 | 2 | | | 2 |
15 | 圆柱齿轮传动公差检测方法 | 2 | | | 2 |
16 | 零件基本参数测量实验 | | | 6 | 6 |
17 | 零件参数测量与评定实验 | | | 2 | 2 |
| 合计 | 32 | 课外 | 8 | 40 |
6 教学方法 | 课程教学以课堂教学、课外作业、实验教学、综合习题课、网络教学等共同实施。 1、讲授尺寸公差、形位公差,表面粗糙度等精度设计中的各个环节,并结合常用标准件的精度设计方法讲授公差与配合的选择、应用与测量。通过授课与讨论、实验与课程设计等重点培养学生的机械系统精度设计能力、尺寸测量基本能力、测量结果分析能力以及工程实践创新能力。 2、采用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学和辅导材料,和传统教学相结合进行教学,调动学习积极性,提高教学效率,增加教学的直观性。 3、实施案例化教学,突出对学生创新思维和创新意识的培养,提高学生的独立思考和工程实践能力以及创新能力,以符合应用型本科院校人才培养方案和专业认证的要求。 4、理论教学及实验训练相结合,强化学生工程意识的建立和工程实践能力的培养。 |
7 课程考核 及成绩评定方式 | 本门课程依据全程监控的理念进行考核。 考核方式:采用平时作业、实验、单元测验和课程考试(线上与线下)相结合的形式对学生课程成绩进行综合评定。在能力目标达成评价与考核总成绩中,平时成绩占10%、实验成绩占20%、单元测验占10%、考试占60%(其中线上20%,线下40%)。具体评定方法如下: (1) 平时成绩:主要是网络作业及网络讨论。考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度。知识性的作业题(对应课程目标1)4%,设计性的作业题(对应课程目标3)4%,综合性的作业题(对应课程目标4)2%。 (2) 实验成绩:根据每个实验的实验情况和实验报告质量每次单独评分, 再将全部实验的成绩求平均值。具体考核见实验大纲(对应课程目标2)20%,操作(对应课程目标2)10%,综合(对应课程目标4)5%。 (3) 单元测验:占总成绩的10%。以单元知识点测试(线上或线下习题课)成绩评定。知识型测验题(对应课程目标1)5%,综合型测验题(对应课程目标3)5%。 (4) 期末考试:期末考试占总成绩的60%,以线上考试成绩及线下考试成绩平均值评定,对于无线上成绩班级,等比例计算线下成绩。 线上考试成绩:题型以客观题为主。(对应课程目标1)20%。 线下考试成绩:题型以计算题、作图题、改错题等为主(对应课程目标3)30%。分析题(对应课程目标4)10%。 毕业要求指标点与课程考核环节关系: |
序号 | 课程目标 | 考核环节 | 合计 |
考试 | 平时成绩 | 单元测试 | 实验 |
1 | 课程目标1 | 20% | 4% | 5% | | 29% |
2 | 课程目标2 | | | | 15% | 15% |
3 | 课程目标3 | 30% | 4% | 5% | | 39% |
4 | 课程目标4 | 10% | 2% | | 5% | 17% |
合计 | 60% | 10% | 10% | 20% | 100% |
8毕业要求指标点达成度评价 | 1. 课程目标1的达成度通过平时成绩、单元测试、考试综合考评; 2. 课程目标2的达成度通过实验、考试综合考评; 3. 课程目标3的达成度通过平时成绩、单元测试、考试综合考评; 4. 课程目标4的达成度通过平时成绩、考试考评; |
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制定:崔治 审核:吴卫东 批准:陈青 发布日期:2017年 5月
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预备知识
工程图学、机械原理、机械设计、高等数学A、概率论与数理统计等
参考资料
[1] 王伯平.互换性与测量技术基础(第4版).北京:机械工业出版社,2013
[2] 王樑. 互换性与测量技术. 成都:电子科技大学出版社,2016
[3] 甘永立.几何量公差与检测.上海:上海科学技术出版社,2013
[4] GB/T1800.1~1804、1182~1184、3177、196~197、10095
常见问题