Методическая разработка по учебной дисциплине «Технические измерения» Тема: «Типы посадок: с зазором, с натягом, переходные»
методическая разработка

Методическая разработка

по учебной дисциплине

«Технические измерения»

Тема: «Типы  посадок:

с зазором, с натягом, переходные» 

                                                                                                Разработал:

                                                                преподаватель Федорова Н. В.

Аннотация

Методическая разработка выполнена для преподавателей  учебной дисциплины: «Технические измерения»  по теме: «Типы  посадок: с зазором, с натягом, переходные».

На примере урока по теме: «Типы  посадок: с зазором, с натягом, переходные»  представлены ход занятия, разнообразные задания при изучении и обобщении теоретического материала и выполнении практических заданий.

Оглавление

Аннотация ………………………………………………………………...………2

Введение…………………………………………………………….……………..4

1. Аналитическая часть……………………………………………………….5

1. Педагогический замысел учебного занятия………………………………5
2. Логический анализ учебного материала………………………………….7
3.  Методический анализ учебного материала……………………………...8

2.   Проектно – конструкторская часть………………………………………… 9

2.1. Структурная схема учебного занятия……………………………………... 9

2.2. План учебного занятия……………………………………………………...10

Заключение………………………………………………………………………18

Литература……………………………………………………………………….19

Приложение №1…………………………………………………………………20

Приложение №2…………………………………………………………………21

Введение

Для изучения темы «Типы  посадок: с зазором, с натягом, переходные» необходимы знания из следующих тем учебной дисциплины «Технические измерения»: «Понятие и определение основных видов размеров и отклонений: номинальный, действительный, предельные размеры; верхнее предельное отклонение, нижнее предельное отклонение, действительное отклонение», «Обозначение номинальных размеров и предельных отклонений на чертежах. Условия годности размеров», «Допуск. Поле допуска. Схемы расположения полей допусков», «Поверхности сопрягаемые и несопрягаемые, охватываемые и неохватывающие. Понятия «отверстие» и «вал»; «посадка», «зазор», «натяг».

1. Аналитическая часть

1.1. Педагогический замысел учебного занятия

Основные недостатки существующей методики обучения по теме урока «Типы  посадок: с зазором, с натягом, переходные» связаны:

1. с проблемой осознания обучающимися получения  переходной посадки;
2. с проблемой активизации учебно-познавательной деятельности.

Перечисленные недостатки обусловлены тем, что ранее при изложении учебного материала темы использовались только объяснительно – иллюстративные методы обучения. В их основе лежит принцип передачи учащимся готовых знаний и выводов науки. Данные методы относятся к традиционным методам обучения, при их использовании не исключается элемент поисковой деятельности (например, решение задач), однако передача готовых знаний доминирует. Преподаватель сообщает факты, сам их анализирует, объясняет сущность новых понятий, сам формирует определение новых понятий, правил законов и т. п. Преднамеренного создания проблемных ситуаций здесь нет. Обучающиеся слушают и воспринимают объяснение преподавателя и усваивают новые знания путем запоминания, а новые действия – путем подражания действиям преподавателя. Дополнительные факты, добываемые в ходе наблюдений, опытов, экспериментов, обычно также объясняются преподавателям. Он же, как правило. Делает нужные выводы и сообщения.[5]

В целях повышения эффективности и результативности учебного процесса предлагается использовать проблемное обучение. При проблемном обучении не  исключается объяснение преподавателя и выполнение учащимися задач и заданий, требующих репродуктивной деятельности. Но принцип поисковой деятельности доминирует. При проблемном обучении преподаватель систематически создает проблемные ситуации, организует учебную деятельность так, что на основе анализа учащиеся самостоятельно делают выводы и обобщения, формулируют (с помощью преподавателя), определения, применяют известные знания в новой ситуации. В результате у учащихся вырабатываются навыки умственных операций и действий по использованию знаний в незнакомых ситуациях, формирует способность открывать новые знания и   находить новые способы действия путем выдвижения гипотез и их обоснования. [6]

Проблемное обучение предлагается осуществлять в форме проблемного изложения. При этом сообщение нового материала осуществляется самим преподавателям, но учащиеся вовлекаются им в активную мыслительную деятельность. Проблемное изложение организуется при помощи сочетания объяснительно - иллюстративного метода с приемами создания проблемных ситуаций, постановки проблемных вопросов, демонстрацией опыта и т. д.

Чтобы устранить выявленные недостатки в ходе урока планируется использовать:

1. Проблемные ситуации и вопросы;
2. Учебные презентации.

Проблемная ситуация – это ключевое понятие проблемного обучения.

Проблемная ситуация возникает тогда, когда для осмысления чего – либо не хватает наличных знаний, т.е. имеет место противоречие между знанием и незнанием. Для того, чтобы у учащихся появилось желание выйти из проблемной ситуации, необходимо соблюдение двух условий: содержательная сторона ситуации должна представлять определенный интерес для учащихся и они должны чувствовать, что решение проблемы в целом им посильно, так как часть необходимых знаний у них есть.

Компьютерная учебная презентация – это набор слайдов, объединенных возможностью перехода от одного слайда к другому и хранящихся в общем файле. Демонстрация - процесс проведения компьютерной презентации. Демонстрация позволяет дать учащимся: а) более полную, достоверную информацию об изучаемых явлениях и процессах; б) повысить роль наглядности в учебном процессе; в) освободить преподавателя от части технической работы, связанной с контролем и коррекцией знаний, умений. Использование мультимедийного проектора может заметно повышать познавательную активность учащихся, способствует более полному усвоению ими учебной информации. Учебная презентация может являться средством стимулирования и повышения мотивации обучения.

Методическая цель учебного занятия – активизация учебно-познавательной деятельности учащихся на основе обсуждения проблемных вопросов и ситуаций, использования учебных презентаций.

1.2. Логический анализ учебного материала

Основными понятиями, представляющими предметные знания, являются: посадки, типы посадок, зазор, натяг.

Связь между понятиями можно проследить с помощью структурной схемы, изображенной на рисунке 1. 

                                             Рисунок 1. Типы  посадок

Опорными понятиями являются: предельные размеры, отклонения.

Новыми понятиями являются: посадка с зазором, с натягом, переходная.

1.3.   Методический анализ учебного материала

Ведущая дидактическая цель занятия – организовать деятельность обучающихся  по восприятию, осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов деятельности.

Тип учебного занятия – учебное занятие формирования новых знаний.

Дидактическая структура урока:

1. Организационный этап
2. Подготовка учащихся к работе на основном этапе.
3. Этап усвоения и первичной проверки понимания новых знаний и способов деятельности.
4. Этап закрепления новых знаний и способов деятельности и их коррекция.
5. Этап информирования о домашнем задании.
6. Этап подведения итогов занятия и рефлексия.

Предполагаемые уровни усвоения учебного материала – уровень понимания и уровень применения.

В результате учебного занятия учащиеся должны:

На уровне понимания – дать понятие посадке, типам посадок; объяснять основные виды размеров и отклонений на чертежах; трактовать понятия «допуск», «поле допуска»;

На уровне применения – анализировать и определять параметры различных типов посадок; анализировать схемы расположения полей допусков для посадок различных типов;

Воспитательная цель учебного занятия – способствовать осознанию важности предметного содержания темы для изготовления деталей с зазором.

Развивающая цель учебного занятия – создать содержательные и организационные условия для развития умения анализировать и обосновывать выбор типа посадки по данным на чертеже размерам; обеспечить развитие у обучающихся умения определять типы посадок по схемам расположения полей допусков.

Домашнее задание, направлено на закрепление нового материала изученного на учебном занятии и носит продуктивный и репродуктивный характер. Домашнее задание предполагает устный ответ на поставленный вопрос и письменное решение задачи.

2. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Структурная схема учебного занятия

Структурная схема учебного занятия спроектирована на основе педагогического замысла, в соответствии с типом учебного занятия и выбранными методическими решениями. Структурная схема учебного занятия включает дидактическую и методическую структуры и приведена в таблице 1.

Таблица 1. Структурная схема учебного занятия

2.2. План учебного занятия

Раздел 1. Взаимозаменяемость, допуски и посадки.

Тема: Типы посадок: с зазором, с натягом, переходные.

Цели  урока:

Обучающая:   изучить  типы посадок и способы построения на чертежах, анализировать и определять параметры различных типов посадок;

Развивающая:   создать содержательные и организационные условия для развития умения анализировать и обосновывать выбор типа посадки по данным на чертеже размерам; обеспечить развитие у обучающихся умения определять типы посадок по схемам расположения полей допусков.

Воспитывающая: воспитывать, внимательность, собранность, аккуратность.

Методическая цель: активизация учебно-познавательной деятельности учащихся на основе обсуждения проблемных вопросов и ситуаций, использования учебных презентаций.

Тип урока: формирование новых  знаний.

Межпредметная связь: Общие основы металлообработки и работ на металлорежущих станках, МДК 01.01 Технология металлообработки на токарных станках.

Внутрипредметные связи: тема «Предельные размеры, предельные отклонения».

Материально-техническое оснащение: проектор, ноутбук, учебник «Допуски, посадки и технические измерения», карточки – задания, детали машин, образцы материалов

Литература:

1. Гончаров А.А., Копылов В.Д. Метрология, стандартизация и
сертификация. Учебное пособие. М.:     Издательский центр "Академия", 2005. – 240 с.

2. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник.
СПб.: Питер, 2006. - 432 с.

3. Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И. Метрология,
стандартизация и сертификация. Учебник. - М.: "Высшая школа", 2004.- 767с.

Ход урока

Урок сопровождается презентацией

1. Организационный момент (2–3 мин)

• Проверка присутствующих (сдача рапорта)
• Проверка внешнего вида
• Проверка готовности к уроку.

2 Актуализация опорных знаний умений и навыков и мотивационных состояний.

• Актуализация знаний
• Что такое номинальный размер?
• Что такое действительный размер?
• Что такое допуск и поле допуска размера?

Индивидуальная  работа по вариантам:

Определите допуск размера:

Мотивация и стимулирование познавательной деятельности.

Посадка определяет характер соединения двух сопрягаемых деталей и обеспечивает в той или иной степени за счет разности фактических размеров свободу их относительного перемещения или прочность неподвижного соединения. Посадки разделяются на три основные группы:

1) Посадки с натягом (неподвижные), при которых не должно происходить относительного перемещения соединенных деталей.

2) Посадки переходные.

3) Посадки с зазором (подвижные), при которых обеспечивается возможность относительного перемещения соединенных деталей.

Посадки с натягом (неподвижные) подразделяются на три вида: горячая (Гр), прессовая (Пр) и легко прессовая (Пл).

Посадки переходные разделяются на четыре вида: глухая (Г), тугая (Т), напряженная (Н) и плотная (П).

Посадки с зазором (подвижные) разделяются на пять видов: скользящая (С), движения (Д), ходовая (X), легкоходовая (Л) и широкоходовая (Ш). При повышенном тепловом режиме применяется еще тепловая ходовая  посадка (ТХ).

3. Формирование новых знаний.

• Вал (d)  - для обозначения  наружных деталей
• Отверстие(D) - для обозначения внутренних деталей

Наибольший зазор Smax равен разности между наибольшим предельным размером  отверстия Dmax и наименьшим предельным размером вала dmin:  Smax= Dmax – dmin.

 Наименьший зазор Smin равен разности между наименьшим предельным размером отверстия Dmin и наибольшим предельным размером вала dmax:  Smin =Dmin – dmax.

Наибольший натяг Nmax равен разности между наибольшим предельным размером вала dmax: и наименьшим предельным размером отверстия Dmin:  Nmax =dmax—Dmin.

Наименьший натяг Nmin равен разности между наименьшим предельным размером вала dmin и наибольшим предельным размером отверстия Dmax:  Nmin=dmin- Dmax.

Характер сопряжения (группу посадки) легко установить, если в соответствии с обозначением посадки на сборочном чертеже после нахождения в таблицах величин предельных отклонений отверстия и вала изобразить посадку графически. Если поле допуска отверстия располагается над полем допуска вала – это посадка с зазором, если поле допуска отверстия располагается под полем допуска вала – посадка с натягом, если поля допусков отверстия и вала полностью или частично перекрываются, то это переходная посадка.

Задача 1. Определить предельные размеры, допуск и зазоры в сопрягаемых деталях: отверстие: ø60+0,030;  вал ø60 -0,060-0,030 

Решение: Предельные размеры:

Dmax= D + ES = 60+0,030 = 60,030

Dmin= D+EI = 60+0 = 60,000

dmax= d+es = 60+(-0,030) = 59,970

dmin= d+ei= 60+(-0,060) = 59,940

Допуск размеров:

TD = Dmax - Dmin = 60,030-60,000 = 0,030

Td = dmax - dmin = 59,970-59,940 = 0,030

Зазоры:

Smax = Dmax - dmin = ES - ei = 60,030-59,940 = 0,090

Smin = Dmin - dmax = EI – es = 60,000-59,970 = 0,030

Sср. = Sср = = 0,090+0,030/ 2 =0,060

Для оценки точности соединений пользуются понятием допуска посадки, который определяется суммой допусков вала и отверстия.

T посадки = TD+Td = 0,060

Задача 2. Определить предельные размеры, допуски и натяги для сопряжения двух деталей:  вал ø20+0,028+0,042;   отверстие ø20 -0,023 

Решение: Предельные размеры:

dmax= d+es = 20+0,042 = 20,042

dmin= d+ei= 20+0,028 = 20,028

Dmax= D + ES = 20+0,023 = 20,023

Dmin= D+EI = 20+0 = 20,000

Допуск размеров:

Td = dmax - dmin = 20,042-20,028 = 0,014

TD = Dmax - Dmin = 20,023-20,000 = 0,023

Натяги:

Νmax = dmax- Dmin = es-EI = 20,042-20,000 = 0,042

Νmin = dmin- Dmax = 20,028-20,023 = 0,005

Nср = = 0,042+0,005/2 = 0, 0235

T посадки = TD+Td = 0,037

Задача 3.  Рассчитать посадку двух деталей со следующими размерами:  вал ø70+0,003+0,023;   отверстие ø20 +0,030 

Решение: Предельные размеры:

dmax= d+es = 70+0,023 = 70,023

dmin= d+ei= 70+0,003 = 70,003

Dmax= D + ES = 70+0,030 = 70,030

Dmin= D+EI = 70+0 = 70,000

Допуск размеров:

Td = dmax - dmin = 70,023-70,003 = 0,020

TD = Dmax - Dmin = 70,030-70,000 = 0,030

Smax = Dmax - dmin = ES - ei = 70,030-70,003 = 0,027

Νmax = dmax- Dmin = es-EI = 70,023-70,000 = 0,023

T посадки = TD+Td = 0,050

4. Проверка степени усвоения материала (закрепление):

Практическое задание:

Внимательно изучите представленные для расчёта (выполнения) посадки гладких цилиндрических соединений.

Проанализируйте и определите их группу, основное отклонение, предельные размеры, допуски, посадку и построить схемы полей допусков (Приложение № 1).  Сделайте необходимые расчёты. Запишите на бумаге все необходимые действия. Выполните необходимые проверки.

Подготовьте вопросы к дискуссии с учетом анализа, сомнений или сравнения.

Перед началом работы, ознакомьтесь  (Приложение №2)

5. Подведение итогов урока

Преподаватель:

Для решения данной задачи нам необходимо было овладеть теоретическими знаниями.

Подводя итоги сегодняшнего урока, давайте вспомним основные понятия.

Фронтальный опрос:

1.Что такое посадка?

2. Какие типы посадок  вы знаете?

3. Чем допуск отличается от поля допуска?

4. Что такое действительный размер? Как определять годность действительного размера?

5. Что должно быть в чертежном обозначении размера?

6. Для чего нам необходимы знания, которые сегодня получили и где мы сможем применить их на практике?

Преподаватель:Сегодня мы изучили определение посадки, научились строить схемы полей допусков посадок, определять тип посадки и вспомнили правила проставления размеров на чертежах.

(Подведение итогов, выставление оценок, домашнее задание: студентам надо по индивидуальному раздаточному дидактическому материалу выполнить домашнюю работу по рассмотренному материалу и подготовиться к тесту по всему разделу).

6. Домашнее задание. 

Изучить материал учебника «Допуски, посадки и технические измерения» (автор А.Г. Зайцев), § 5. с.28-30

Устно ответить на вопросы:

• какая из посадок является предпочтительней и почему;

• чем характеризуется посадка;

• чему равен допуск посадки и как он обозначается.

Заключение

В результате выполнения методической разработки было осуществлено проектирование учебного занятия по теме «Посадки, типы посадок». В качестве основного метода при проведении учебного занятия был предложен продуктивный метод – метод проблемного обучения. Применение данного метода в сочетании с использованием мультимедийных технологий позволит повысить эффективность образовательного процесса за счет одновременного изложения преподавателем теоретических сведений и показа демонстрационного материала с высокой степенью наглядности; будет способствовать развитию наглядно-образного мышления, коммуникативных навыков учащихся, развитию познавательной активности учащихся, более полному усвоению ими учебной информации. Полученные с помощью метода проблемного обучения знания остаются в памяти на более долгий срок и позднее легче восстанавливаются для применения на практике после краткого повторения.

Литература

1. Берков В.И. Технические измерения (альбом). – М.: Высшая школа, 2007.

2. Берков В.И. Применение действующих макетов для чтения показаний на средствах измерений. Методические рекомендации. – М.: Высшая школа, 2007.

3. Ганевский Г.М. Лабораторно-практические работы по предмету «Допуски и технические измерения». – М.: Высшая школа, 2008.

4. Гольдин И.И. Задания по допускам и техническим измерениям (разработка и применение). – М.: Высшая школа, 2000.

5. Журавлев А.Н. Допуски и технические измерения. – М.: Высшая школа, 2007.

6. Зенкин А.С., Петко И.В. Допуски и посадки в машиностроении: Справочник. – Киев; Техника, 2007.

7. Зинин Б.С., Ройтенберг Б.Н. Сборник задач по допускам и техническим измерениям. – М.: Высшая школа, 2007.

8. Иванов А.Г. Измерительные приборы в машиностроении. – М.: Издательство стандартов, 2009.

9. Марков Н.И. Погрешности и выбор средств при линейных измерениях. – М.: Машиностроение, 2004.

10. Федеральный государственный стандарт начального профессионального образования по профессии 151902.04 «Токарь-универсал».

Дополнительные источники

1.  Справочник по производственному контролю в машиностроении / Под ред. А.К. Кутая. – М., 2007.

2.  Шишкин И.Ф., Станякин В.М. Квалиметрия и управление качеством: Учеб. для вузов. – М., 2009.

Интернет-ресурсы:

1. http://turner.narod.ru/dir2/posadki.htm

2. http://www.2x2business.ru/dopsot20.htm

Приложение 1

Рис. 1. Представим, что есть узел ВАЛ-ВТУЛКА. Чтобы его можно было собрать, нужно:

 1. чтобы диаметр вала был равен или меньше диаметра отверстия;

 2. чтобы диаметр отверстия был равен или больше диаметра вала.

                  На рисунке: 1 - втулка; 2 - вал.  

   Это упрощенно, но попробуем с этого начать. В жизни немного не так. Если диаметры отверстия и вала будут  равны, то будет трудно собрать такой узел без специального оборудования. Измерительные приборы могут  показывать, что диаметры равны, но это не значит, что они равны. Это говорит, что отличия в размерах диаметров  двух деталей меньше, чем точность самого измерительного прибора. Чем точнее измерительный прибор, тем "ближе"  эти диаметры. Нет абсолютно точных измерительных приборов, а, значит, и по этой причине мы не сможем выполнить две детали с одинаковым диаметром. Кроме того, и отверстие, и вал будут иметь дефекты формы (отклонение от цилиндричности), а также неровности поверхности (шероховатость). И это также будет усложнять сборку. В жизни не  бывает идеального, но условно на рис. 1 показан такой случай, когда диаметры двух деталей равны, а линию  контакта будем называть нулевой линией.

Обработка отверстия.

Приложение 2

Рис. 2. Рассмотрим реальный случай на схеме  допусков и посадок с зазором.

На рисунке (для удобства рассмотрения) показано, что вал лежит на нижней части поверхности отверстия втулки.

На рисунке: 1 - втулка; 2 - вал.

   Dmin - наименьший предельный размер отверстия.

  Dmax -  наибольший предельный размер отверстия.

  dmin - наименьший предельный размер вала.

  dmax - наибольший предельный размер вала.

  Принимаем такие обозначения:

             -  для отверстия - ПРОПИСНЫМИ буквами.

             -  для вала - строчными буквами.