机械设计经常用到的结构设计.docx

《机械设计经常用到的结构设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计经常用到的结构设计.docx（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共17页第 1 页 共 17 页机械设计都要用到的机械设计都要用到的1.1.轴套类零件轴套类零件这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图一个基本视图再加上适再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。工时看图，轴线一般按

2、水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示。由此注出图中所示的的1414、1111（见见 A-AA-A 断面断面）等等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。端面、接触面（轴肩）或加工面等。如图中所示的表面粗糙度为 R

3、a6.3 的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出 13、28、1.5 和 26.5 等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长 96。2.2.盘盖类零件盘盖类零件这类零件的基本形状是扁平的盘状这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖一般有端盖、阀盖阀盖、齿轮等零件齿轮等零件，它们的主要结构它们的主要结构大体上有回转体大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图主视图，同时还需增加适当的其它视图同

4、时还需增加适当的其它视图（如左视图如左视图、右视图或俯视图）把零件的右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页 共17页第 2 页 共 17 页在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准径向尺寸基准，长度方向的长度方向的主要尺寸基准主要尺寸基准

5、常选用重要的端面。常选用重要的端面。3.3.叉架类零件叉架类零件这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变，在选择主视这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本图时，主要考虑工作位置和形状特征。对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴

6、承和肋的宽度来说清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图右视图是没有必要的是没有必要的，而对于而对于 T T 字形肋字形肋，采用剖面比较合适。，采用剖面比较合适。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页 共17页第 3 页 共 17 页在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面安装基面或零件的或零件的对称面对称面作为尺寸基准。尺寸标作为尺寸基准。尺寸标注方法参见图。注方法参见图。4.4.箱体类零件箱体类零件一般来说一般来说，这类零件的形状这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂结构比前面三类零

7、件复杂，而且加工位置的变化更多而且加工位置的变化更多。这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，主要考虑工作位置和形这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。选用其它视图时，应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多状特征。选用其它视图时，应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构。种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页 共17页第 4 页 共 17 页

8、在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的轴线轴线、重要的安装面、接触面（或加工面）、重要的安装面、接触面（或加工面）、箱体某些主要结构的对称面（箱体某些主要结构的对称面（宽度宽度、长度长度）等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部）等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部分，应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。分，应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。5.5.零件常见结构的尺寸注法零件常见结构的尺寸注法常见孔的尺寸注法（盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔）；倒角的尺寸注法。常见孔的尺寸注法（盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔）；倒角的尺寸注法。盲盲孔孔螺纹孔螺纹孔

9、编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页 共17页第 5 页 共 17 页沉沉孔孔锪平孔锪平孔倒倒角角1.1.介绍表面粗糙度的概念及主要评定参数介绍表面粗糙度的概念及主要评定参数1)1)表面粗糙度的概念表面粗糙度的概念零件表面上具有零件表面上具有较小间距的峰谷较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度称为表面粗糙度。这这主要是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形主要是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形编号：时间

10、：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页 共17页第 6 页 共 17 页所形成的所形成的。零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下，为获工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下，为获得相应的零件表面粗糙度，应根据零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量降低生产成本。得相应的零件表面粗糙度，应根据零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量

11、降低生产成本。一般来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。一般来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。2)2)表面粗糙度的代号、符号及其标注表面粗糙度的代号、符号及其标注 GB/TGB/T 131-1993131-1993 规定了表面粗糙度代号及其注规定了表面粗糙度代号及其注法。图样上表示零件法。图样上表示零件表面粗糙度的符号见下表表面粗糙度的符号见下表。3)3)表面粗糙度的主要评定参数表面粗糙度的主要评定参数零件表面粗糙度的评定参数有：零件表面粗糙度的评定参数有：1)1)轮廓算术平均偏差（轮廓算术平均偏差（R Ra a）-在在取样长度取样长

12、度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。R Ra a的数值及取样长度的数值及取样长度 l l 见表。见表。2)2)轮廓最大高度轮廓最大高度（R Rz z）-在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。使用时优先选用使用时优先选用 R Ra a参数。参数。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页 共17页第 7 页 共 17 页2.2.表面粗糙度的标注要求表面粗糙度的标注要求4)4)表面粗糙度的代号标注示例表面粗糙度的代号标注示例表面粗糙度高度参数表面粗糙

13、度高度参数 RaRa、RzRz、RyRy 在代号中用数值标注时，除参数代号在代号中用数值标注时，除参数代号 RaRa 可省略外，其余在可省略外，其余在参数值前需标注出相应的参数代号参数值前需标注出相应的参数代号 RzRz 或或 RyRy，标注示例标注示例见表。见表。表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方向表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方向5)5)表面粗糙度代（符号）在图样上的标注方法表面粗糙度代（符号）在图样上的标注方法1)1)表面粗糙度代（符）号一般表面粗糙度代（符）号一般应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上，符号上，符号的尖端必须

14、从材料外指向表面。的尖端必须从材料外指向表面。2)2)表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。3.3.表面粗糙度的标注示例表面粗糙度的标注示例编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页 共17页第 8 页 共 17 页在同一图样上在同一图样上，每一表面一般只标注一次代每一表面一般只标注一次代（符符）号号，并尽可能地靠近有关的尺寸线并尽可能地靠近有关的尺寸线。当空间狭小或不便标注时可以引出标注当空间狭小或不便标注时可以引出标注。当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时当零

15、件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，可可统一标注在图样的统一标注在图样的右上角右上角，当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用，当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可以同时注在图样的右上角，并加注最多的一种代（符）号可以同时注在图样的右上角，并加注 其余其余 两字。凡统一标注的表面两字。凡统一标注的表面粗糙度代（符）号及说明文字，其高度均应该是图样标注的粗糙度代（符）号及说明文字，其高度均应该是图样标注的 1.41.4 倍。倍。零件上零件上连续表面、重复要素连续表面、重复要素（如孔、齿、槽等）的表面和用细实线连接不连续的同（如孔、齿、槽

16、等）的表面和用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度代（符）号只注一次。一表面，其表面粗糙度代（符）号只注一次。同一表面上有不同的表面粗糙度同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，应用细实线要求时，应用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页 共17页第 9 页 共 17 页齿轮、齿轮、螺纹等工作表面螺纹等工作表面没有画出齿（牙）没有画出齿（牙）形时，其表面粗糙度代（符）号注法见图。形时，其表面粗糙度代（符）号注法见图。中心

17、孔中心孔的工作表面，的工作表面，键槽键槽的工作表面，的工作表面，倒角，圆角倒角，圆角的表面粗糙度代号可以简化标注。的表面粗糙度代号可以简化标注。需要将零件需要将零件局部热处理局部热处理或或局部镀（涂）覆时局部镀（涂）覆时，应用粗点画线画出其范围，应用粗点画线画出其范围并标注出相应尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。并标注出相应尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。2.2.标准公差和基本偏差标准公差和基本偏差为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准极限与配合为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准极限与配合规定了公差带由标准公差和

18、基本偏差两个要素组成。标准公差确定规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小公差带的大小，而基本偏，而基本偏差确定差确定公差带的位置公差带的位置。1)1)标准公差（标准公差（ITIT）编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第10页 共17页第 10 页 共 17 页标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的标记的标记。标准公差分为标准公差分为 2020 级级，即即 ITIT0101，ITIT0 0

19、，ITIT1 1，ITIT1818。其尺寸精确程度从其尺寸精确程度从 ITIT0101到到 ITIT1 18 8依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。2)2)基本偏差基本偏差基本偏差是指在标准的极限与配合中，确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差。基本偏差共有 28 个，代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴。从基本偏差系列图中可以看出：孔的基本偏差 AH 和轴的基本偏差 kzc 为下偏差；，孔的基本偏差 KZC和轴的基本偏差 ah 为上偏差，JS 和 js 的公差带

20、对称分布于零线两边、孔和轴的上、下偏差分别都是+IT/2、-IT/2。基本偏差系列图只表示公差带的位置，不表示公差的大小，因此，公差带一端是开口，开口的另一端由标准公差限定。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第11页 共17页第 11 页 共 17 页基本偏差和标准公差，根据尺寸公差的定义有以下的计算式：ES=EI+IT 或 EI=ES-ITei=es-IT 或 es=ei+IT孔和轴的公差带代号用基本偏差代号与公差带等级代号组成。配合配合基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。根据使用要求的不同，孔和

21、轴之间的配合有松有紧，因而国标规定配合种类：1）间隙配合孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。2）过渡配合孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。3）过盈配合孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第12页 共17页第 12 页 共 17 页基准制基准制:在制造配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差一定，通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为基准

22、制。根据生产实际的需要，国家标准规定了两种基准制。1）基孔制（如左下图所示）基孔制-是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。见左下图。基孔制的孔称为基准孔，其基本偏差代号为 H，其下偏差为零。2）基轴制（如右下图所示）基轴制-是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。见右下图。基轴制的轴称为基准轴，其基本偏差代号为 h，其上偏差为零。配合代号配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。凡是分子中含 H 的为基孔制配合，凡是分母中含 h 的为基轴制配合。例如 25H7/g

23、6 的含义是指该配合的基本尺寸为25、基孔制的间隙配合，基准孔的公差带为 H7，（基本偏差为 H 公差等级为 7 级），轴的公差带为 g6（基本偏差为 g，公差等级为 6 级）。例如 25N7/h6 的含义是指该配合的基本尺寸为25、基轴制过渡配合，基准轴的公差带为 h6，（基本偏差为 h，公差等级为 6 级），孔的公差带为 N7（基本偏差为 N，公差等级为 7 级）。公差与配合在图样上的标注编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第13页 共17页第 13 页 共 17 页1）在装配图上标注公差与配合，采用组合式注法。2）在零

24、件图上的标注方法 有三种形式。4.4.形位公差形位公差零件加工后，不仅存在尺寸误差，而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体，即使在尺寸合格时，也有可能出现一端大，另一端小或中间细两端粗等情况，其截面也有可能不圆，这属于形状方面的误差。阶梯轴，加工后可能出现各轴段不同轴线的情况，这属于位置方面的误差。所以，形状公差是指实际形状对理想形状的允许变动量。位置公差是指实际位置对理想位置的允许变动量。两者简称形位公差。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第14页 共17页第 14 页 共 17 页形位公差项目符号1)形状和位置公差

25、的代号国家标准 GB/T 1182-1996 规定用代号来标注形状和位置公差。在实际生产中，当无法用代号标注形位公差时，允许在技术要求中用文字说明。形位公差代号包括：形位公差各项目的符号，形位公差框格及指引线，形位公差数值和其他有关符号，以及基准代号等。框格内字体的高度 h 与图样中的尺寸数字等高。2)形位公差标注示例一根气门阀杆，在图中所标注的形位公差附近添加的文字，只是为了给读者作说明而重复写上的，在实际的图样中不需要重复注写。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第15页 共17页第 15 页 共 17 页1.1.零件上

26、的铸造结构零件上的铸造结构1)铸造圆角当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取 R=35mm，可在技术要求中统一注明。2)起模斜度用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，一般沿模样拔模方向作成编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第16页 共17页第 16 页 共 17 页约 120 的斜度，叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度，这种斜度在图上可以不予标注，也不一定画出，如下图所

27、示；必要时，可以在技术要求中用文字说明。3)铸件厚度当铸件的壁厚不均匀一致时，铸件在浇铸后，因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和缩孔现象。因此，铸件的壁厚应尽量均匀，见上图；当必须采用不同壁厚连接时，应采用逐渐过渡的方式，见上图。铸件的壁厚尺寸一般采用直接注出。2.2.零件上的机械加工结构零件上的机械加工结构1)1)退刀槽退刀槽和和砂轮越程槽砂轮越程槽在零件切削加工时，为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧，在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽，其尺寸一般可按槽宽直径或槽宽槽深方式标注。磨削外圆或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽。2)2)钻孔结构钻孔结构用

28、钻头钻出的盲孔，在底部有一个 120的锥角，钻孔深度指的是圆柱部分的深度，不包括锥坑。在阶梯形钻孔的过渡处，也存在锥角 120圆台，其画法及尺寸注法。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第17页 共17页第 17 页 共 17 页用钻头钻孔时，要求钻头轴线尽量垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确和避免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构。3)3)凸台和凹坑凸台和凹坑零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，常常在铸件上设计出凸台，凹坑。螺栓连接的支撑面凸台或支撑面凹坑的形式；为了减少加工面积，而做成凹槽结构。