燕山大学互换性三级项目报告详解(共19页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上互换性与测量技术三级项目报告题目:轴类零件的精度与检测班 级: 机控2班 姓 名: 谷岩帅 林银福 胡军剑 赵鑫 李友豪 指导教师: 邵晓荣 提交时间: 2015年11月19日 摘 要在当今机械行业中,轴类零件的应用非常普遍。但不同的机械产品中对轴类零件的要求不尽相同,因此研究轴类零件的精度以及检测就显得尤为重要了。孔与轴类零件的精度设计是机械产品的一个重要环节,是确保产品质量,性能和互换性的一项重要工作。通过对轴类零件的结构特点和加工方法的分析,根据其使用范畴,确定零件的加工方法和精度等级。通过对满足互换性要求的分析,确定轴以及键、键槽的尺寸公差、几何公差等误差。通
2、过对相关知识的学习与运用,掌握轴类零件的精度设计及完成轴类零件的图纸标注。 关键字:结构特点 加工方法 尺寸公差 精度等级 图纸标注专心-专注-专业目 录0前言11轴类零件的结构特点及加工方法1 1.1结构特点1 1.2加工方法22轴类零件的尺寸公差选用3 2.1基准制的选用3 2.1.1 基孔制的选用3 2.1.2 下述情况下必须选用基轴制3 2.1.3 非基准制的选用3 2.2公差等级的选用3 2.2.1选择公差等级依据4 2.2.2选择公差等级的原则4 2.2.3选择公差等级的方法4 2.3配合种类和配合的选用4 2.3.1配合种类和特征5 2.3.2配合的选用53.轴类零件的几何公差选
3、用6 3.1 公差项目的选用6 3.2 公差等级的选用6 3.2.1 选择原则7 3.2.2 选用方法73.3基准的确定7 3.3.1基准的选用原则74.轴类零件的表面粗糙度选择8 4.1评定参数8 4.2评定值8 4.2.1 一般选择原则8 4.2.2 选用方法85. 轴的总体设计 115.1各段轴的尺寸的确定方法 115.2 轴类零件表面粗糙度的选择 115.3 轴上的键槽剖面图互换性12结 论14参考文献150前言 现代化工业生产的显著特点是专业化协作的高度社会化的大生产。在生产过程中,要求在保证产品质量的同事,大力提高产品的精度和生产率,以满足飞速发展的科学技术及人们日益增长的物质方面
4、的需求。实现社会化大生产的技术措施是产品应具有互换性及广泛性标准化。这就要求设计者除具备设计能力外,还必须具备互换性,标准化,检测技术等多方面知识,因此对于互换性与测量技术基础课程的学习是十分重要的。 本次三级项目旨在促进学生将理论投入实践,熟练运用尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度,以及配合方面的知识,加深同学们对互换性方面知识的理解。本次项目涉及到轴类零件径向尺寸结构设计和公差的选用,轴类零件形位公差的选用,轴类零件表面粗糙度的选用,轴上的键槽尺寸选用,轴类零件的尺寸误差、形状位置误差及表面粗糙度的测量以及轴类零件的图纸标注等一系列知识要点。1 轴类零件的结构特点及加工方法1.1结构特点
5、轴类零件是一种常见的典型零件。按照其结构特点可分为简单轴、阶梯轴、空心轴和异形轴四大类,它们主要用于支承轴上回转零件、传递转矩和运动。轴类零件的结构决定于下列因素:轴的毛坯种类,轴上作用力的大小和分布情况,轴上零件的布置及固定方式,轴承类型及位置,轴的加工和装配工艺性以及其他一些要求。由于轴的有关的因素很多,所以轴的结构设计具有较大的灵活性和多样性。尺寸较小的轴可以用圆钢棒料车制,尺寸较大的轴应该用锻造的毛坯,铸造毛坯应用很少。为了减轻重量或为了结构上的需要,某些机器的轴常采用空心的剖面。因为传递转矩主要靠轴的外表面材料,所以空心轴比实心轴在材料的利用上较经济。有时为了解决大件锻造的困难,也可
6、用焊接的毛坯。 轴主要由轴颈、轴头、轴身三部分组成。轴上被支承的部分叫做轴颈,安装轮毂的部分叫轴头,联接轴颈和轴头的部分按规范取圆整尺寸,特别是装滚动轴承的轴颈必须按轴承的内径选取。 轴颈、轴头与相连接零件的配合要根据工作条件合理提出,同时还要规定这些部分的表面粗糙度,这些技术条件对轴的运转性能关系很大。为使运转平稳,必要时还应对轴颈和轴头提出平行度和同轴度等要求。对于滑动轴承的轴颈,有时还要提出表面热处理的条件。从节约材料、减轻重量的观点来看,轴的各横截面最好是等强度的。但从工艺观点来看,轴的形状确实越简单越好。简单的轴制时省工,热处理不易变形,并可能减小应力集中。当决定轴的外形时,在能保证
7、装配的前提下,既要考虑节约材料,又要考虑便于加工。因此,实际的轴做成阶梯形,只有一些简单的心轴和一些有特殊要求的转轴才做成具有同一名义直径的等直径轴。1.2加工方法(1)对轴表面进行分析 根据所设计轴的使用性能对尺寸精度及配合一致性要求的高低,在满足使用要求的前提下,确定轴表面公差等级,最大径表面粗糙度值,以及相互位置精度要求。此外,为提高轴的综合力学性能,要对轴进行调质处理。(2)工艺分析 主要表面的加工方法 轴的大部分表面为回转表面,应以车削为主。该轴的主要表面的尺寸公差等级和粗糙度值要求并不高,故加工顺序为粗车-调质-半精车。 确定定位基面 该轴的几个主要配合表面与轴有一定同轴度要求,但
8、要求并不高,所以选择中心孔作为定位基准面。中心孔在粗车之前加工好。 选择毛坯的类型 综合考虑性能、经济等各方面因素,选择45钢锻件。 拟定工艺过程 拟定工艺过程中,需要同时考虑多个面的加工。由于该轴的要求不高,半精车就能加工到规定尺寸,倒角、两端的孔和螺纹最后加工,键槽在半精车后进行划线和铣削,调质处理安排在粗车之后。调质后需要修研中心孔,以消除热处理变形和氧化皮。外圆面进行粗磨。2 轴类零件的尺寸公差选用2.1 基准制的选用2.1.1 基孔制的选用一般情况下,优先采用基孔制配合。基孔制的选用由于孔的公差带位置一定,轴公差带位置不同,所以孔的极限尺寸类型少,轴的极限尺寸类型多。孔的尺寸类型少,
9、昂贵的定尺寸孔用刀具(特别是拉刀)和塞规可以减少,轴的尺寸类型多,但不会引起刀具费用的相应增加,因为车刀、砂轮对不同尺寸的轴是同样适用的。从节省制造费用的经济效果看,选用基孔制远比基轴制有利。2.1.2 下述情况下必须选用基轴制1.使用不再加工的冷拔棒料做轴时,冷拔棒料即冷拉圆型材,精度等级可以达到IT7-IT9,对于某些光滑轴来说,已经满足要求,不必进行任何加工,只要按照使用要求选择不同的孔公差带来加工孔,就能得到不同性质的配合,这种情况下采用基轴制在技术上和经济上都是合理的。2.同一轴上有多种不同性质的配合要求时,例如发动机的活塞连杆组件,要求活塞杆与连杆小头衬套孔之间相对运动,采用间隙配
10、合;要求活塞销与活塞上的销座孔之间相对静止但又不宜太紧,采用过渡配合。如果采用基孔制配合,活塞销应制成两头粗中间细的阶梯形,这样就给装配带来了困难。3.以标准件为基准件确定其基准制,标准件即标准零件或部件,如平键和滚动轴承等,其一般由专业工厂制造供各行业使用,因此与标准件相配合的孔或者轴,基准制不可自由选择,应以标准件为基准件,来确定基准制,例如,轴承内圈不能与轴配合应选用基孔制,轴承外圈与机座孔。2.1.3 非基准制的选用某些特殊场合可用任一孔轴公差带组成非基准值配合。例如轴承端盖与外壳孔、隔套与轴的配合,即是采用H和h意外的任一孔、轴公差带的配合。2.2 公差等级的选择2.2.1 选择公差
11、等级的依据选择公差等级的依据主要是根据使用性能对尺寸精度及配合一致性要求的高低确定。2.2.2选择公差等级的原则在满足使用要求的前提下尽量选择用较低的公差等级 在基本尺寸相同的条件下,公差值越小,生产成本越高。当公差等级很高时,需使用精密的机床、夹具、刀具和量具,经过多道工序加工,因而只要尺寸精度略有提高,生产成本将急剧增加;与此同时,由于加工和检验困难,还会使废品率增大。应尽量遵守标准推荐和孔和轴公差的等级组合规定 例如,由于高等级的孔比轴难以加工,为使配合的孔和轴工艺等价,两者公差之间的关系,标准推荐如下:基本尺寸至500mm的配合,当孔的公差等级高于IT8时,孔公差应比轴公差低一级;当孔
12、的公差等级等于IT8时,孔公差比轴公差低一级或者同级;当空的公差等级低于IT8时,孔与轴同级。基本尺寸大于500mm时,推荐孔与轴均采用同级配合。在某些特殊的场合,如仪表行业的公差等级,甚至有孔比轴高1级或2级的例子;对于采用任一孔、轴公差带组成的配合,孔和轴的公差等级也不受此规定的限制。2.2.3选择公差等级的方法计算查表法:当配合的极限间隙(或极限过盈)已知时,可先计算出配合公差,然后根据配合公差用查表的方法确定孔和轴的公差等级类比法:是生产实际中常用的方法,它又称为对照法。所谓类比法,就是参考从社会实践种总结出来的经验资料,进行比照来选择公差等级。要考虑以下几点:考虑零件的功用和工作条件
13、,确定主次配合表面:对一般机械而言,主要配合表面的孔选IT6-IT8,轴选IT5-IT7;次要配合面,孔和轴选IT9-IT12;非配合表面,孔和轴一般选择IT12以下。考虑配合性质:对过盈、过渡配合的公差等级不能太低()推荐孔小于等于IT8,轴小于等于IT9。对间隙配合,公差等级可高也可低;但间隙小时孔轴公差等级应较高,间隙大的则应低些,例如,选用H6/g5和H11/a11是可以的,而选用H11/g11和H6/a5则不妥。考虑配合件的精度:与滚动轴承、齿轮等配合的零件的公差等级,直接受轴承和齿轮精度的影响,应按轴承和齿轮的精度等级来确定相配零件的公差等级。2.3 配合种类和配合的选用选择配合的
14、实质是:在保证机械正常工作的前提下,确定结合件的配合性质及配合质量。即确定配合件的间隙、过盈值及其允许的变动量。所选定的配合是否合适,将对机械的使用性能和装配的难易程度,产生直接的影响。选择配合的任务:对基孔制,确定轴公差带的位置;对基轴制,确定孔公差带的位置;对必须选用这两种基准制以外的配合,还要选择非基准轴或非基准孔的基本偏差代号2.3.1 配合种类和特征间隙配合:由a-h(或A-H)11种基本偏差与基准孔(或基准轴)形成。各种间隙配合的特征是:a(A)形成的配合间隙最大,其后间隙依次减小,h(H)形成的配合最小间隙等于零。间隙用于储存润滑油,形成一层油膜,保证液体摩擦,还用来补偿温升引起
15、的变形、安装误差及弹性变形等引起的误差。一是广泛地用于相配件需做相对运动的结合;二是加键、销等紧固件后,用于易于拆卸并能承受一定转矩的结合。过渡配合:一般由js-n(JS-N)5种基本偏差与基准孔(或基准轴)形成。特征是装配时可能产生间隙,也可能产生过盈,并且间隙与过盈量都比较小。由于间隙较小,与间隙配合相比,虽不适于活动结合,但能保证孔与轴准确地同心;由于过盈量较小,与过盈配合相比,虽然加紧固件才适用于传递载荷,但装拆比较方便。因此,过渡配合常用在相配件同轴度要求较高,且需要拆卸的可能结合。考虑以下三方面:一是所受载荷的大小及类型,负载越大或受冲击载荷,应选平均过盈大的过渡配合;二是同轴度要
16、求,当结合件的同轴精度要求高时,应选平均过盈较大的过渡配合;三是拆卸情况,当机械调整、维修时,需经常拆卸的结合,应选具有平均间隙的过渡配合。3)过盈配合 一般由pzc(PZC)12种基本偏差与基准孔(或基准轴)形成。其特征是具有过盈(个别情况最小过盈为零)。其中p(P)形成的过盈量最小,此后依次增大。由于过盈的作用,是装配后孔的尺寸被胀大,而轴的尺寸被压小,若两者的变形未超过材料的弹性极限,则在结合面上产生一定的正压力和摩擦力,即产生一定的紧固能力,利用这种紧固力,就可传递转矩和固定零件。具体选用某种过盈配合时,若不附加紧固件,其选择原则是:最小过盈应保证传递所需的最大负荷(包括转矩和轴向力)
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