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1、 第12章 机械零件精度设计与实例 教学提示：通过轴、齿轮和箱体等典型零件的精度设计实例，开拓视野，为实际应用奠定基础。 教学要求：了解精度设计的方法，从总体掌握精度设计的内容，为零件的精度设计奠定基础。 12.1 机械精度设计概述 机器精度的设计尽管需要从多方面进行分析与计算，但总是要根据给定的整机精度，确定出各个组成零件的精度。 因此，零件的精度设计是整机精度设计的基础。影响零件精度的最基本因素是零件的尺寸、形状、方向和位置以及表面粗糙度，因而，精度设计的主要内容包括尺寸公差、形位公差、表面质量等几个方面的选择与设计。 几何精度设计的方法主要有：类比法、计算法和试验法三种。 12.1.1
2、类比法 类比法就是与经过实际使用证明合理的类似产品上的相应要素相比较，确定所设计零件几何要素的精度。 采用类比法进行精度设计时，必须正确选择类比产品，分析它与所设计产品在使用条件和功能要求等方面的异同，并考虑到实际生产条件、制造g6228g7427的g2469g4649、g5078g3342g1391求g1461g5699等多种因素。 采用类比法进行精度设计的基础是g17176g7021的g6922g19610、分析与整理。 类比法是g3835多g6980零件要素精度设计采用的方法。类比法g1146g12228经验法。 12.1.2 计算法 计算法就是根据g11013g7588种理g16782
3、g5326g12447g17227g7481的功能要求与几何要素公差g1055g19400的定量g1863g13007，计算确定零件要素的精度。 g1375g3926：根据g9094g1319g9082g9381理g16782计算确定g9381g2172g17736g6227的最g4579g19400g19565g727根据g5389g5627g2476形理g16782计算确定g3290g7621g13479合的过g11420g727根据机g7512精度理g16782和g8022g10587设计方法计算确定g1268g2172g13007g13491g1025各g1268g2172件的精度等。
4、 g11458g2081，用计算法确定零件几何要素的精度，g2494g17878用g1122g7588g1135g10317定的g3342合。而g1000，用计算法g5483到的公差，g5460g5460g17836需要根据多种因素进行g16855整。 12.1.3 试验法 试验法就是g1820根据g980定条件，g2033g8505确定零件要素的精度，并g6365此进行试制。g1889g4570试制产品在g16280定的使用条件g991g17828g17728，同时，g4557g1866各g20045g6228g7427g5627能g6363g7643进行g11429g8991，并与g200
5、56定的功能要求相比较，根据比较g13479g7536g1889g4557g2419设计进行确g16760g6122g1474g6925。经过g2465g3809试验和g1474g6925，就g2499以最g13468确定g9397g17287功能要求的合理设计。 互换性与测量技术基础 218 218 试验法的设计g2620g7411较g19283g1000g17165用较g20652，因此，主要用g1122g7044产品设计g1025个g2047g18337要要素的精度设计。 g17816g1182g1038g8502，几何精度设计g1185g3800g1122以经验设计g1038主的g19
6、466g8585。g3835多g6980要素的几何精度g18129是采用类比的方法g1985实际g5049g1328经验确定的。计算机g17753g2173公差设计(CAT)的g11752g12362g17836g2030g2030g5332g3999，要使计算机g17753g2173公差设计进g1849实用g2282，g17836需要进g980g8505的g11752g12362。 12.2 轴类零件的精度设计 g17736类零件g980g14336g18129是g3250g17728g1319，因此，主要是设计直径尺寸和g17736向g19283度尺寸。设计直径尺寸时，应g10317g20
7、47注意有配合g1863g13007的部位，当有几g3800部位直径相同时，g18129应逐g980设计并注明不g5483省略。即使使是g3290角和倒角也应g7643注无遗，g6122者在g6228g7427要求g1025说明。g7643注g19283度尺寸时，既要考虑零件尺寸的精度要求，又要符合机械加g5049的g5049艺过程，不致给机械加g5049造成困难g6122给操g1328者带g7481不便。因此，需要考虑基准面和尺寸链问题。 g17736类零件的表面加g5049主要在车床上进行，因此，g17736向尺寸的设计与g7643注形式和选定的定位基准面也必须与车削加g5049过程相g1
8、7878应。现以图12.1所示的g17736g1038g1375，说明g3926何选择基准面和设计g7643注g17736向尺寸。 图12.1 轴类零件图 从图g1025分析g1866装配g1863g13007g2499知，与两g17736g6227端面接触的两g17736肩g1055g19400的距离 l g4557尺寸精度有g980定的要求，而外形g19283度L和g1866余各g17736g8585g19283度g2499g6365自g11013尺寸公差加g5049。g3926g7536g17736向尺寸采用图12.2(a)所示，g18129是以g17736的g980端面g1328基准的
9、设计与g7643注方式，则形成并列的尺寸组这种g7643注方式从图面上看，虽然也能确定各g17736g8585的g19283度，但却与g17736的实际加g5049过程不相符(因g1038g14336车削加g5049需要g16855头装夹两次，分g2047加g5049出g1025部较g3835直径两侧的各g17736g8585直径)。因而，加g5049时g8991量不便，同时也降低了尺寸l的精度(因这时要g11013尺寸L2和L5共同确定尺寸l的精度)。g3926g6925g1038图12.2(b)所示，逐g8585g7643注g17736的各g8585g19283度，则形成串联式的尺寸链。g
10、11013g1122这种g7643注，各尺寸线首尾相接，即g2081g980尺寸线的g13468g8502g3800是后g980尺寸线的基准。这样，实际加g5049的g13479g7536，g2494有当每g980尺寸g18129精确时，才能使各g17736g8585的g19283度g1055和保持g980定，并使各g17736g8585的相g4557位置符合设计要求。g11013此，g2499以知道，图12.2所示的两种设计与g7643注方式g18129不合理。 g1038了使g17736的g17736向g19283度尺寸设计g7643注比较合理，设计者应g4557g17736的车削过程有所
11、了解但车削过程与机床类型有g1863。故设计g7643注g17736向尺寸时，首g1820应根据零件的批量确定机床类型。图 12.3 所示，g1038g6365g4579批生产采用普通车床加g5049时g17736向尺寸的设计与g7643注方式。图 12.3(a)表示g6365g17736总g19283L截取直径稍g3835g1122最g3835直径的g980g8585棒g7021，g1820打好两端面的g1025心孔，并以此g1038第12章 机械零件精度设计与实例 219 219 基准从右端g5332g3999车削，g11013g1122与两g17736g6227端面相靠的g17736肩g
12、1055g19400距离有精度要求，故应g1820车出L5，然后以端面和g17736肩g1038基准，依次车出两g17736g8585g19283度a5和a8，并切槽和倒角。g16855头g18337g7044装夹后，g3926图 12.3(b)所示。g1820车出最g3835直径，g1889以g17736肩g1038基准量出尺寸 lg727定出另g980g17736肩的位置，从而车出g17736g8585 a3和安装g17736g6227g3800的g17736颈。完整的g17736向尺寸设计与g7643注方式，g3926图12.3(c)所示。 (a) (b) 图12.2 轴向尺寸的不合理设
13、计与标注 (a) (b) (c) 图12.3 轴的车削过程及轴向尺寸的设计与标注 互换性与测量技术基础 220 220 12.2.1 尺寸公差的确定 g17736类零件有以g991各g3800需要设计与g7643注尺寸公差，即选择确定g1866公差值，g980g14336采用类比法确定。 安装g1268g2172零件(齿轮、蜗轮、带轮、链轮等)、g17736g6227以及g1866他g3250g17728件与密封g3800g17736的直径公差，公差值g6365装配图g1025选定的配合g5627质从公差配合表g1025选择确定。 键槽的尺寸公差。键槽的宽度和深度的极限偏差g6365键联g13
14、479g7643准g16280定选择确定。g1038了检验方便，键槽深度g980g14336g7643注尺寸dt极限偏差(此时极限偏差取负值)。 g17736的g19283度公差。在减速器g1025g980g14336不g1328尺寸链的计算，g2499以不必设计确定g19283度公差。g980g14336采用自g11013公差，g6365h12，h13g6122H12、H13确定。 12.2.2 形位公差的确定 各g18337要表面的形状公差和位置公差。根据g1268g2172精度和g5049g1328条件等，g2499确定以g991各g3800的形位公差： 1配合表面的圆柱度 与滚g217
15、2g17736g6227g6122齿轮(蜗轮)等配合的表面，g1866g3290g7621度公差g13434g1038g17736直径公差的 1g7152g727与联g17736器和带轮等配合的表面，g1866g3290g7621度公差g13434g1038g17736直径公差的0.6g7940.7g1505。 2配合表面的径向跳动公差 g17736与齿轮，蜗轮轮g8598的配合部位相g4557滚g2172g17736g6227配合部位的径向g17351g2172公差g2499g6365表12g161确定。 表12-1 轴与齿轮、蜗轮配合部位的径向跳动度 齿轮精度等级或运动精度等级 6 7，8
16、 9 圆柱齿轮和圆锥齿轮 2IT3 2IT4 2IT5 轴在安装轮毂部位的径向跳动度 蜗杆、蜗轮 2IT5 2IT6 注：IT为轴配合部分的标准公差值，(见表3-4)。 g17736与联g17736器、带轮的配合部位相g4557滚g2172g17736g6227配合部位的径向g17351g2172度g2499g6365表12g162确定。 表12-2 轴与联轴器带轮配合部位的径向跳动度 转速n/rpm 300 600 1000 1500 3000 径向跳动度/mm 0.08 0.04 0.024 0.016 0.008 g17736与两滚g2172g17736g6227的配合部位的径向g17351g2172度，g1866公差值：g4557g10711g17736g6227g1038IT6，g4557滚g4388g17736g6227g1038IT5。 g17736与g8245g14026g8845封接触部位的径向g17351g2172度：g
