“公差原则”之教学探索与实践

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摘要：“公差原则”为《互换性与测量技术基础》课程体系几何公差一章中十分重要且难度较大的一部分内容，而且在实际设计、生产中具有十分重要的应用价值和经济价值，但此部分内容比较抽象，学生普遍反映较难理解且容易混淆，结合多年的教学经历，笔者对此部分内容的教学进行简单的探索，意在推进此课程的教学改革，提高教学质量。

关键词：公差原则 互换性与测量技术 教学探索

《互换性与测量技术基础》课程为机械类及近机械类专业必修的重要技术基础课程，主要介绍机械设计中的精度设计问题，直接影响机械产品的质量与成本【1】。“公差原则”为《互换性与测量技术基础》课程体系几何公差一章中十分重要且难度较大的一部分内容，而且在实际设计、生产中具有十分重要的应用价值和经济价值，可以在保证机械零件精度的前提下，有效地降低生产成本。但此部分内容学生普遍反映较难理解又容易混淆，教学效果不是很理想。因而，如何在课堂上为学生讲好“公差原则”这一部分内容非常值得我们进行探索与实践。在多年的实践与教学中，笔者逐渐摸索了该部分教学的一些经验和方法，现谈谈自己的心得与体会。

1.熟记术语定义，注重概念理解

要掌握好公差原则，必须正确理解及熟记公差原则所涉及的术语定义。此部分的术语及定义比较多，比如：作用尺寸（体外作用尺寸和体内作用尺寸）、最大（小）实体状态、最大（小）实体尺寸、最大（小）实体实效状态、最大（小）实体实效尺寸等，加之概念比较抽象，所以要坚决杜绝学生死记硬背定义，强调学生要注重概念的理解。在此提出三点注意事项：（1）对体外作用尺寸和体内作用尺寸的理解；很多学生对孔的体内、体外搞不清楚，必须告知学生不管是轴还是孔，体内是指的实体部分。（2）最大实体尺寸和最小实体尺寸；可以让学生用一种简单的方式理解，即：所用材料最多时的尺寸为最大实体尺寸，反之为最小实体尺寸。（3）最大实体实效尺寸是指当被测要素处于最大实体尺寸和形位误差达到最大值时的体外作用尺寸【2】。学生理解这些概念后，教师可先以轴为例进行归纳总结：轴的最大实体尺寸=最大极限尺寸；轴的最大实体实效尺寸=最大极限尺寸+形位公差（要结合相应图例）。然后让学生自行总结轴的最小实体尺寸、最小实体实效尺寸及孔相应的最大（小）实体尺寸和最大（小）实体实效尺寸，这样学生不但理解了概念，还锻炼了独立思考及自学的能力，为取得良好的教学效果打下坚实基础。

2.理解公差原则，学会绘图分析

公差原则分为独立原则和相关要求，相关要求主要分为包容要求、最大实体要求、最小实体要求及可逆要求【2】。在此以独立原则、包容要求和最大实体要求为例进行介绍。图A截取了讲授独立原则应用被测要素时的图片，图B截取了讲授包容要求应用被测要素时的图片，图C截取了讲授最大实体要求应用被测要素时的图片。此部分内容教师需要先介绍相关公差原则的定义，然后结合相应图例给学生介绍，并采用列表的方式（见表一）简单总结。具体结合图例的分析过程笔者在此不做具体的描述，教师可以结合自己的教学习惯及学生的学习水平自行把握。

3.点明原则重点，善用对比总结

教师在此部分的教学中要特别注意点明重点及相应的核心内容，比如在讲述最大实体要求时一定要注意：（1）形位公差框格的公差值是当轴或者孔处于最大实体状态下给出的，当轴或者孔由最大实体状态往最小实体状态偏离时，相应中心要素的形位公差值会增大，当轴或者孔处于最小实体状态时，形位公差值取得最大值，该最大值等于原给定公差值加上尺寸公差。（2）注意相应公差原则需满足的条件，要求学生在理解文字表述的基础上，会用数学公式进行表达。此外要结合公差原则的应用，善用对比总结，让学生对公差原则的各项要求有个对比，便于更好的理解，讲授时可以给学生列出“表二”的空表格，先由学生自行完成表格的填写，然后由教师总结。

总之，对“公差原则”实施以上教学方法后，学生反映比较积极，比较容易理清思路，收到了良好的教学效果，为《互换性与测量技术基础》课程其它章节的教学改革提供了参考，同时对其它课程的教学改革也具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]陈飞，徐学林.“公差原则与公差要求“教学改革的探索与实践[J].中国科教创新导刊，2010（20）：65-66.

[2]胡凤兰.互换性与技术测量基础[M].北京：高等教育出版社，2010.8.

[3]赵耐丽，关文芳.浅析公差原则的应用[J]，理工科研，2008（9）：267-268.