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1、1机 械 零 件 的 精 度 设 计内 容 提 要内 容 提 要1. 机械零件精度设计的内容及选用； 2. 圆柱齿轮精度设计的内容及选用： （1）单个齿轮的精度设计内容及选用； （2）齿轮坯的精度设计内容及选用； （3) 齿轮副的精度设计内容及选用。 3. 轴的精度设计内容及选用； 4. 齿轮减速器箱体的精度设计内容及选用； 5. 装配图上标注的尺寸和配合代号。212.1 典 型 零 件 的 精 度 设 计我们以齿轮减速器为例来说明机械零件的精度设计问题。减速器的主要技术参数如表12.1所示。08634200379203.9514504.0齿轮 变位 系数 齿轮螺旋 角齿轮 齿形 角 n齿轮
2、法向 模数 mn从动 齿轮 齿数 z2主动 齿轮 齿数 z1传动 比 i输入 转速 /r*min-1输入 功率 /kW从动齿轮宽度 b = 60mm ,其基准孔的基本尺 寸为58mm,滚动轴承孔的跨距 L = 100 mm, 齿轮为钢制，箱体材料为铸铁。312.1.1 齿轮的精度设计齿轮的 精度设计1. 齿轮的精度等级精度等级2. 齿轮和齿坯的尺寸精度尺寸精度3.齿轮和齿坯的几何精度几何精度4.齿轮和齿坯的表面粗糙度表面粗糙度41. 确定齿轮的精度等级 确定齿轮精度等级的方法采用类比法。 见表10.4所示，减速器用齿轮精度等级为69级。计算齿轮圆周线速度，确定其平稳性精度。)s/m(10006
3、022 =ndv5从动轮转速为从动轮分度圆直径为394.23999. 1/793 4368cos/793cos/0 22 = =zmdnmin)/ r (36795. 3/1450/12=inn)s/m(6.4 100060367394.23910006022=ndv则6根据v = 4.6 m/s查表10.5得平稳性精度为 :8 级级。运动精度要求不高，故也选选8级级；载荷分布均 匀性精度一般不低于平稳性精度，我们选选7级级。72. 确定齿轮必检偏差项目的允许值确定齿轮必检偏差项目的允许值运动准确性:齿距累积总偏差齿距累积总偏差 FP = 平稳性：单个齿距偏差单个齿距偏差fpt= 齿廓总偏差齿
4、廓总偏差F = 载荷分布均匀性：螺旋线总偏差螺旋线总偏差 F=由表由表10.1、和 表、和 表10.2(在下页在下页)得：得：0.07 0.018 0.025 0.0212008)8 2008)93. 确定齿轮的最小法向侧隙和齿厚上、下偏差确定齿轮的最小法向侧隙和齿厚上、下偏差（1）最小法向侧隙的确定minbnj根据中心距根据中心距a查表查表10.6。mm1503468cos2)7920(3 cos2)(21n=+=+=zzma用插入法得jbnmin= 0.155mm。2008)10(2) 齿厚上、下偏差的计算齿厚上、下偏差的计算 +=n nbnminbn snstan2cos) 5 .10(
5、afJjE由式()222 22 1ptbn/34. 02)(88. 0 ) 4 .10(FblffJpt+=由式由表10.1和表10.2查得 fpt1=17m, fpt2=18m, F=21 m 和 L = 100 , b = 60 。 将上述数据代入上式(10.4)()m312160/10034. 02)1817(88. 02222 bn=+=J由表10.8得fa=31.5m。 上偏差：11将上述数据:tancos2n nbnminbn sns +=afJjE代人式(10.5)得齿厚上偏差为0 nbnminbn 200315. 0,031. 0,155. 0=和afJj110. 020tan
6、0315. 02cos200.0310.155- 0 0=+=12 下偏差：ssnssniTEE=n22 rtan2 )7 .10(+=rsFbT由式由表10.7 求 br0.1450.1151.26IT926. 1r=b056. 0 1 .10r=F得由表113. 020tan2056. 0145. 0 022=+=sT则ssnssniTEE=223. 0113. 0110. 0=13(3) 公法线长度及其上、下偏差的计算对于中等模数的齿轮通常用公法线长度上、下偏差代替齿厚上、下偏差。公法线长度按下式计算 ()nnninv5 . 0coszkmWk+=端面分度圆压力角t为36765. 034
7、68cos20tan costantan0 n t=101120t14引用齿数 z按下式计算按下式计算31.81014904. 0015339. 079inv201011inv2079invinvnt= zz跨齿数 k按下式计算按下式计算)10( 53. 95 . 0931.815 . 09取=+=+=zk()nnninv5 . 0cos zkmWk+=()014904. 031.815 . 01020cos3 +=则551.87 =15根据Esns=-0.110、 Esni=-0.223和 Fr=0.056代 入式（10.8），可得公法线长度上、下偏差为sin72. 0cosnnsnsbns
8、= EEsin72. 0cosnnsnibni+= EE按计算结果，在图样上的标注为图样上的标注为117. 0 196. 0551.87 =kW117. 020sin056. 072. 020cos110. 0 00=196. 020sin056. 072. 020cos223. 000=+=164. 确定齿坯精度 (1) 基准孔的尺寸公差和几何公差由表10.10得基准孔58的尺寸公差为IT7即即58H7 =EE03. 0 0 58+基准孔的尺寸公差17 基准孔的几何公差根据式（10.12）和式（10.13）计算值中较小的值为基准孔的圆柱度公差FbLt=4 . 01p21 . 0 Ft =为便
9、于加工，取= 0.003007. 007. 01 . 0=0014. 0021. 0601004 . 0=18(2) 齿顶园的尺寸公差和几何公差齿顶园的尺寸公差和几何公差 齿顶园的尺寸公差 由表10.10得齿顶园（作基准）的尺寸公差为IT80 072. 039.2458h39.245 =ad即19 齿顶园的几何公差齿顶园的圆柱度公差值为= 0.003（同基准孔）由式（10.15）得齿顶圆对基准孔轴线的圆跳 动公差为= 0.3FP=0.30.07=0.021如果齿顶园不做基准时，其尺寸公差带为 h11,图样上不必给出注出几何公差。20(3) 基准端面的圆跳动公差由式（10.14）得基准端面对基准
10、孔轴线的圆跳动公差为 () /2 . 0diFbDt=5. 确定齿轮副精度 （1） 齿轮副中心距极限偏差 由表10.8查得fa=0.0315则在图样上标注为则在图样上标注为 0315. 0150=a()016. 0021. 0232/600.2=21（2） 轴线平行度偏差由式（10.11）得垂直平面上的平行度偏差最大值为() /FbLf=由式（10.10）得轴线平面上的平行度偏差最大值为() /5 . 0FbLf=()035. 0021. 060/100=()018. 0021. 060/1005 . 0=226. 确定齿轮内孔键槽尺寸及其极限偏差 齿轮内孔与轴结合采用普通平键正常联结。 根据
11、齿轮内孔为58查表8.1， 键槽宽度公差带为16JS9=160.0215,t2=4.3, 图上标准尺寸为2 . 00 2 . 00 23 .62)(+=+tD23键槽配合表面的中心平面对基准孔轴线对称度 公差取8级和 b = 16,查表4.16得对称度公差值为对称度公差值为 t = 0.02。表4.16247. 确定齿轮各部分的表面粗糙度参数值（1）齿面齿面(表表10.11）：齿面表面粗糙度为齿面表面粗糙度为 Ra1.25m25（2）基准孔基准孔（表10.12）：Ra的上限值为1.252.5m 取2 m。26(3) 基准端面和顶圆基准端面和顶圆(表表10.12）：取取3.2 m。(4) 键槽键
12、槽（5）其余表面其余表面：Ra12.5m。基准端面和顶圆基准端面和顶圆Ra的上限值为2.55m配合表面：Ra3.2m；非配合表面：Ra6.3m。27 8. 确定齿轮的未注尺寸公差和未注几何公差确定齿轮的未注尺寸公差和未注几何公差（1） 未注尺寸公差按GB/T1804给出取中等级m 。（2） 未注几何公差按GB/T1184给出取中等级K 。9. 齿轮工作图齿轮工作图( 在下页在下页)282912.1.2 轴 的 精 度 设 计轴类零件的精度设计应根据与轴相配合零件 （如滚动轴承、齿轮等）对轴的精度要求，合理 地确定轴的各部位的轴 的 精 度 设 计轴类零件的精度设计应根据与轴相配合零件 （如滚动
13、轴承、齿轮等）对轴的精度要求，合理 地确定轴的各部位的尺寸公差、几何公差和表面 粗糙度参数值尺寸公差、几何公差和表面 粗糙度参数值。我们以图12.1减速器的输出轴为例来说明轴的精度设计。554552555862305545525558651. 确定尺寸精度 （1）55（与0级滚动轴承内圈配合）轴颈尺寸公差07. 0015. 0021. 0 8650013201804=）（）（ 额定动负荷当量径向负荷该轴承的CP属于轻负荷。 轴承工作时承受定向负荷作用。内圈与轴一起转 动，故内圈承受旋转负荷。根据表6.2 得两轴颈的 公差带代号为55k6 。E55k6 E31554552555865(2) 58
14、（与齿轮基准孔的配合）轴颈 的尺寸公差带 根据齿轮最高精度等级为7级，查表10.10得 内孔尺寸公差为IT7 ，与其配合的轴为IT6。 根据表3.10 可选轴的基本偏差代号为r,则轴的公 差带代号为58r6 。其配合代号为58H7/r6。E58r6E32（3）45（与IT9齿轮基准孔的配合）轴颈的 尺寸公差带同理(同58）可选45轴颈轴颈与齿轮基准孔的配合代号为55455255586545n7 E45H8/n733(4) 58r6 和45n7轴上 的键槽宽度尺寸公差带公差带轴上 的键槽宽度尺寸公差 带公差带若都采用普通平键联结，根据表8.1得58r6 轴上的键槽公差带为轴上的键槽公差带为16N
15、9。45n7 轴上的键槽公差带为轴上的键槽公差带为14N9。5545n7525558r66514N916N9342. 确定几何公差 （1）与轴承内圈、齿轮内孔配合轴颈表面，故 采用包容要求。(2)与轴承内圈配合表面要求圆柱度公差，按0 级轴承查表6.6, 得圆柱度公差值为0.005。 （3）65轴肩两端面对55k6 两轴线的公共基准 AB轴向圆跳动公差，由表6.6查得为0.015。526545 n758 r655 k655 k6BA35(4) 为保证55、58和45轴线与AB同轴，应 规定它们的径向圆跳动公差。根据齿轮精度为8级 和式（10.15）得tr= 0.3FP=0.30.07=0.021,按尺寸 大小类比法，得58的径向圆跳动公差tr= 0.022， 45的径向圆跳动公差tr= 0.0
