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1、 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 班班 级 级 姓姓 名 名 指导教师 指导教师 提交时间 提交时间 2014 年年 12 月月 11 日日 互换性与测量技术课程三级报告 1 目 录 一 摘一 摘 要要 2 二 前言二 前言 3 三 正文三 正文 4 3 1 轴类零件的特点及加工方法 4 3 2 轴类零件的误差种类及各种加工方法的精度等级 4 3 2 1 误差种类 4 3 2 2 加工方法及其公差等级 5 3 3 轴类零件的尺寸公差选用 5 3 3 1 基准制的选用 5 3 3 2 精度等级 6 3 3 3 配合种类和配合选用 6 3 4 轴类零件的几何公差选用 8
2、 3 4 1 形位公差项目选择 8 3 5 轴类零件的表面粗糙度选择等 8 3 6 最终选择结果 10 3 6 1 尺寸公差 10 3 6 2 形位公差 11 3 6 3 粗糙度 12 四 结四 结 论论 13 五 参考文献五 参考文献 14 互换性与测量技术课程三级报告 2 一 摘一 摘 要要 为了加深我们对轴类零件的误差分析 加工方法及其精度的理解 灵活运用零件的尺寸公差 几何公差和表面粗糙度 熟练掌握轴类零件 图的标注 本项目中我们运用了互换性中误差 公差 偏差 表面粗糙 度 尺寸标注等互换性理论知识 还包括机械设计中轴的长度 直径的 选取及机械制造工艺中轴类零件的加工方案等知识方法 现
3、在常用的轴 类零件形位公差检测方法有三坐标测量机 平台打表点法 平台打表点 法测量具体方法有 顶点法 V 形块法 本次项目为课程设计传动轴的 设计打下了良好的基础 并锻炼了团队合作能力 增强了小组成员的实 践能力 二 前言二 前言 20 世纪初 汽车工业迅速发展 形成了现代化大工业生产 由于批量大 和零部件品种多 要求组织专业化集中生产和广泛的协作 工业标准是实现 生产专业化与协作的基础 机械工业中最重要的基础标准之一是公差与配合 标准 1902 年英国纽瓦尔公司编制出版的 极限表 是世界上最早的公差 与配合标准 30 年代前后 各工业国家都颁布了公差与配合国家标准 1926 年国际标准化协会
4、 ISA 成立 1935 年公布了国际公差制 ISA 草案 第二次世界大战后 重建国际标准化组织 ISO 1962 年颁布 ISO R286 1926 极限与配合制 中国于 1959 年颁布公差与配合国家标准 GB159 174 59 1979 年颁布公差与配合新标准 GB1800 1804 79 已有 尺寸 形状和位置 表面粗糙度等基本要素的公差和轴承 螺纹 齿轮等通 用零件的公差与配合等整套标准 目前普通轴类零件多为车削加工 其加工等级基本在 IT7 IT11 级 精 密轴达到 IT6 或 IT5 级 按使用要求 主要轴颈直径尺寸精度为 IT6 IT9 级 精密轴颈也可达到 IT5 级 普
5、通精度的轴 配合精度对支撑轴颈的径向 圆跳动一般为 0 01 0 03mm 其表面粗糙度支撑轴颈为 0 2 1 6 m 配 合轴颈为 0 4 3 2 m 普通轴类零件精度基本能满足多数需求 而航空航 天或较小的器物等才需要更精密的零件 互换性与测量技术课程三级报告 4 三 正文三 正文 3 1 轴类零件的特点及加工方法轴类零件的特点及加工方法 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一 它主要用来支撑传动零部 件 传递扭矩和承受载荷 同时又通过轴承与机器的机架连接 轴类零件是 旋转体零件 其长度大于直径 一般由同心轴的外圆柱面 圆锥面 内孔和 螺纹及相应的端面所组成 根据功用和结构形状 轴类有多种
6、形式 如光轴 空心轴 半轴 阶梯轴 花键轴 偏心轴 曲轴 凸轮轴等 阶轴的加工工艺较为典型 反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规 律 3 2 轴类零件的误差种类及各种加工方轴类零件的误差种类及各种加工方 法所能达到的的精度等级法所能达到的的精度等级 3 2 1 误差种类误差种类 尺寸误差 零件的实际尺寸与其理想尺寸的差异 包括直线尺寸误差 中心距误差 角度误差 形状误差和位置误差 构成零件的几何形体的实际形状对其理想形状 几何形体的实际位置对其理想位置的变动量 简称形位误差 表面微观几何形状误差 表面粗糙度 加工表面上具有较小的间距和 峰谷所形成的微观几何形状误差 通常它的波距在 1mm 以
7、下 互换性与测量技术课程三级报告 5 3 2 2 加工方法及其公差等级加工方法及其公差等级 车削 7 8 9 10 11 铣削 8 9 10 11 圆磨 5 6 7 8 3 3 轴类零件的尺寸公差选用轴类零件的尺寸公差选用 3 3 1 基准制的选用基准制的选用 基孔制 1 基孔配合制的选择 一般情况下 优先采用基孔配合制 2 基轴配合制的应用场合 1 用冷拉钢制圆柱型材制作光轴作为基准轴 这一类圆柱型材的规格已标准化 尺寸公差等级一般为 IT7 IT9 它 作为基准轴 轴径可以免去外圆 切削加工 只要按照不同的配合性质来加工孔 可实现技术与经济的最 佳效果 2 一轴多孔 而且构成的多处配合的松
8、紧程度要求不同的场合 所谓 一轴多孔 指一轴与两个或两个以上的孔组成配合 3 轴为标准件或标准部件 如 键 销 轴承等 3 非基准制应用的场合 国家标准规定 为了满足配合的特殊需要 允许采用非基准制配合 即 采用任一孔 轴公差带 基本偏差代号非 H 的孔或 h 的轴 组成的配合 互换性与测量技术课程三级报告 6 3 3 2 精度等级精度等级 1 公差等级的选择依据 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来确定 2 选择公差等级的原则 1 在满足使用性能的前提下 尽量选取较低的公差等级 所谓 较低的 公差等级 是指 假如 IT7 级以上 含 IT7 的公差等级均能满足使用性能要 求
9、那么 选择 IT7 级为宜 它既保证使用性能 又可获得最佳的经济效益 2 尽量遵守标准推荐的孔与轴公差的等级组合规定 3 3 3 配合种类和配合选用配合种类和配合选用 1 间隙配合 间隙配合主要应用的场合 孔轴之间有相对运动和需 要拆卸的无相对运动的配合部位 2 过渡配合 过渡配合主要应用的场合 孔与轴之间有定心要求 而且需要拆卸的静联接 即无相对运动 的配合部位 3 过盈配合 过盈配合主要应用的场合 孔与轴之间需要传递扭矩 或准确定心的静联接 即无相对运动 的配合部位 配合选择的方法 有类比法 计算法和试验法 3 种 1 类比法 同公差等级的选择相似 大多通过查表将所设计的配合部位的工作条件
10、 和功能要求与相同或相似的工作条件或功能要求的配合部位进行分析比较 对于已成功的配合作适当的调整 从而确定配合代号 此选择方法主要应用 在一般 常见的配合中 2 计算法 计算法主要用于两种情况 一是用于保证与滑动轴承的间隙配合 当要 求保证液体摩擦时 可以根据滑动摩擦理论计算允许的最小间隙 从而选定 互换性与测量技术课程三级报告 7 适当的配合 二是完全依靠装配过盈传递负荷的过盈配合 可以根据要求传 递负荷的大小计算允许的最小过盈 再根据孔 轴材料的弹性极限计算允许 的最大过盈 从而选定适当的配合 3 试验法 试验法主要用于特别重要配合的选择 这些部位的配合选择 需要进行 专门的模拟试验 以确
11、定工作条件要求的最佳间隙或过盈及其允许变动的范 围 然后 确定配合性质 3 4 轴类零件的几何公差选用轴类零件的几何公差选用 3 4 1 形位公差项目选择形位公差项目选择 总原则 在保证零件功能要求的前提下 应尽量减少形位公差项目 检测方 法简便 以获得较好的经济效益 1 考虑零件的几何特征 2 考虑零件的使用要求 3 考虑检测的方便性 平面类零件有平面度公差 不会有圆度 圆柱度和跳动公差机床主轴规 定跳动公差 轴颈处规定同轴度 齿轮与轴肩规定垂直度 键槽两侧规定对称 等回转类零件用径向全跳动代替圆柱度和同轴度 用圆跳动代替垂直度基准 的选择在保证使用要求前提下力求使设计 加工 检测的基准三者
12、统一 形位公差等级的选择 总原则 在保证零件使用性能前提下 尽量选低精度等级 推荐 T 形 状 T 位置 T 尺寸 t 0 25 0 5 T 形位尺寸 互换性与测量技术课程三级报告 8 3 5 轴类零件的表面粗糙度选择等轴类零件的表面粗糙度选择等 一 评点参数的选择 表面粗糙度的评定参数中 高度参数是最常用的 我国标准中主要采用 了 Ra 和 Rz 两个参数 Ra 一般用电动轮廓仪进行测量 由于 Ra 的概念较 直观 反映轮廓的信息量多 所以应用较广泛 在常用的参数值范围内 Ra 为 0 025 6 3 m Rz 为 0 10 25 m 推荐优先选用 Ra 由于受仪器测 头的限制 对于过于粗糙
13、的或者太光滑的表面 则不宜采用 Ra 值 评定参数 Rz 的测量值方法最简单 用来评定某些不允许出现较大加工 痕迹的零件表面零件上狭小的表面 表面不足一个取样长度时 有实际意义 二 评定参数值得选用 表面粗糙度评定参数的数值已经标准化了 应按规定的系列参数值选用 当按表面功能和生产的经济合理性综合考虑 确定评定参数时 处特殊要求 外 通常多用类比法来取 这时主要考虑零件的功能要求 一般情况下 确 定参数的大小应该考虑以下因素 1 同一零件上 工作表面的粗糙度参数值应比非工作表面小 2 摩擦表面的表面粗糙度值应比非摩擦表面小 有相对运动的工作表面 运 动速度越高 其表面粗糙参数值也越小 3 承受
14、交变载荷的零件 其最易产生应力集中的部位 表面粗糙度参数值应 较小 4 要求配合性质稳定可靠的部件 表面粗糙度参数值应较小 对过盈配合 为保证联结可靠 载荷越大 表面粗糙度参数值应越小 对间隙配合 间隙 越小 表面粗糙度参数值也应越小 5 要求防腐蚀密封性能或外观要求美观等 表面粗糙度参数值应较小 3 6 最终选择结果最终选择结果 3 6 1 尺寸公差尺寸公差 1 左起第一段 与轴承配合 由 4 14 P87 查得 直径尺寸的公差带为 m6 查表 2 3 P20 T 16 查表 2 4 P23 得 ei 0 011 则有 互换性与测量技术课程三级报告 9 es 0 027 2 左起第三段 与齿
15、轮配合 由表 4 5 P71 选择过盈配合 直径 尺寸公差带 p6 精度等级 IT6 T 19 得 ei 0 032 es 0 051mm 键槽与键的配合为基轴制 且键尺寸为 bxh 16x10 查表 5 2 p92 选紧密联接 ei 0 061 es 0 018 基本偏差系列 p 精度等级 IT9 键槽深度 6 0mm es 0 2 ei 0 3 左起第四段 与轴承和套筒配合 同左起第一段 4 左起第五段 与毛毡接触 按 GB T 1804 m 标准 5 右起第一段 与联轴器配合 不经常拆卸 因此直径尺寸的公差带为 m6 T 16 得 ei 0 009 es 0 025 键槽宽 b 的上下偏
16、差查表 5 2 ei 0 061 es 0 018 键深上下偏差分别为 es 0 2 ei 0 3 6 2 形位公差 形位公差 1 左起第一段 与轴承配合 需要规定圆柱度与轴肩平面的端面圆跳动 P88 4 18 查 圆柱度公差 0 0025 端面圆跳动公差 0 012 由于此 段与其他的轴段非 一刀切 故需要规定其轴线与基准轴线的同轴度 查表得 同轴度公差 0 012 2 左起第三段 与齿轮配合 需要规定圆跳动 查 P41 表 2 12 对中间 轴线的圆跳动公差 0 015 键槽需要规定对称度 查 P41 表 2 12 对 称度公差 0 015 3 左起第四段 除无需规定同轴度外 其余都与左起第一段相同 互换性与测量技术课程三级报告 10 4 右起第一段 与联轴器配合 需要规定对中间轴线的圆跳动 查 P41 表 2 12 圆跳动公差为 0 015 键槽需要规定对称度 3 6 3 粗糙度粗糙度 1 左起第一段 与轴承配合 Ra 0 8 轴端面 Ra 3 2 2 左起第三段 与齿轮配合 Ra 0 8 键槽侧面 Ra 3 2 键槽底面粗糙 度 Ra 6 3 3 左起第四段 与轴承配合 Ra
