赫思堯組車床傳動(dòng)軸及齒輪的幾何精度設(shè)計(jì)

1、車床傳動(dòng)軸及齒輪的幾何精度設(shè)計(jì)所屬學(xué)院：機(jī)械與電子控制工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械工程小組成員：赫思堯 石旭東 吳愷 杜安 13221067 13221077 13221084 13221033組長(zhǎng)：赫思堯授課教師：張勵(lì)忠1. 設(shè)計(jì)要求-3/72. 組員分工-4/93. 查閱資料-4/94. 零件上各部分的作用分析-4/95. 零件各表面主要部分的技術(shù)要求分析-5/96. 公差項(xiàng)目及公差值（尺寸精度設(shè)計(jì)、形狀精度設(shè)計(jì)、置精度設(shè)計(jì)及表面粗糙度）-6/97. 零件圖上標(biāo)出公差-7/118. 研究性討論-7/111.1 設(shè)計(jì)要求傳動(dòng)軸的幾何精度設(shè)計(jì)1問題提出：零件的幾何精度直接影響零件的使用性能，而零件的配合

2、表面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性質(zhì)不同，提出進(jìn)度要求及公差項(xiàng)目也不相同，針對(duì)車床傳動(dòng)軸進(jìn)行幾何精度設(shè)計(jì)。2專題研究的目的：（1）理解零件幾何精度對(duì)其使用性能的影響；（2）根據(jù)零件不同表面的工作性質(zhì)及要求提出相應(yīng)的公差要求；（3）掌握正確的零件公差標(biāo)注方法；（4）掌握零件的幾何精度設(shè)計(jì)方法；3研究?jī)?nèi)容： 完成圖所示傳動(dòng)軸零件的幾何精度設(shè)計(jì)。（1）對(duì)軸上各部分的作用進(jìn)行分析研究；（2）對(duì)零件各表面主要部分的技術(shù)要求進(jìn)行分析研究；（3）根據(jù)零件不同表面的工作性質(zhì)及要求，提出相應(yīng)的公差項(xiàng)目及公差值； 包括傳動(dòng)軸的尺寸精度設(shè)計(jì)、形狀精度設(shè)計(jì)、位置精度設(shè)計(jì)及表面粗糙度。（4

3、）把公差正確的標(biāo)注在零件圖上1.2 組員分工1.查閱資料：石旭東 杜安 赫思堯2.設(shè)計(jì)尺寸及公差要求：全體3.繪制零件圖 ：吳愷 杜安4.制作報(bào)告：石旭東 赫思堯1.3 查閱資料基準(zhǔn)的選擇： 1、 定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：軸類零件粗基準(zhǔn)一般選擇外圓表面。這樣，一方面可方便裝夾，同時(shí)也容易獲得較大的支撐剛度。精基準(zhǔn)的選擇：軸類零件的精基準(zhǔn)在可能的情況下一般都選擇軸兩端面中心孔。這是因?yàn)檩S類零件的各主要表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是軸線，選擇中心孔作精基準(zhǔn)，既可滿足基準(zhǔn)重合的要求，又可滿足基準(zhǔn)統(tǒng)一的要求。當(dāng)不能選中心孔作為精基準(zhǔn)時(shí)，可采用軸的外表面或軸的外表面加一中心孔作為精基準(zhǔn)。 對(duì)精度要求不高的軸，為

4、了減少加工工序，增加支撐剛度，一般選擇軸的外圓作精基準(zhǔn)。1.4 軸上各部分的作用分析傳動(dòng)軸，其對(duì)稱的兩端直徑17的部分為軸頸對(duì)應(yīng)配合軸承，是軸旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部位，也是軸裝入箱體的安裝基準(zhǔn)，故對(duì)其圓度和表面粗糙度要求較高?？拷鼘?duì)稱中心的直徑24的部分為軸頭分別對(duì)應(yīng)配合動(dòng)力輸入或動(dòng)力輸出部分。其表面開有鍵槽，說明與對(duì)應(yīng)部分采取的是鍵連接，所以除了對(duì)軸的圓柱度要求外還需要對(duì)鍵槽的精度有所要求。最中間的直徑32的部分為軸肩以及兩個(gè)直徑24的軸環(huán)，其作用是定位，對(duì)其表面粗糙度和垂直度要求較高。使與傳動(dòng)軸連接的工件在軸向的運(yùn)動(dòng)受到限制。通常，傳動(dòng)軸是由軸管、伸縮套和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動(dòng)橋之

5、間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實(shí)現(xiàn)兩軸的等角速傳動(dòng)。一般萬向節(jié)十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。一些重型汽車使用的傳動(dòng)軸萬向節(jié)采用滾柱十字軸軸承，配合以短而粗的十字軸，可傳遞較大的轉(zhuǎn)距。在軸承端面設(shè)有蝶形彈簧，以壓緊滾柱。十字軸的端面增加了具有螺旋槽的強(qiáng)化尼龍墊片，可防止大夾角或大轉(zhuǎn)距傳遞動(dòng)力時(shí)燒結(jié)。而傳動(dòng)軸總成由傳動(dòng)軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬向節(jié)叉組成。傳動(dòng)軸中一般設(shè)有由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)長(zhǎng)度的變化。1.5 零件各表面主要部分的技術(shù)要求分析 軸頸是與軸承配合，還是軸裝入箱體的安裝基準(zhǔn)，而根據(jù)軸承設(shè)計(jì)的要求，軸承空與軸之間的配合需要

6、微量的過盈配合，故其公差項(xiàng)目的上下偏差都大于零，同時(shí)對(duì)軸的表面粗糙度要求也比較高。除此之外，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要盡量避免偏心所以對(duì)其還有圓柱度和徑向圓跳動(dòng)要求來保證其形狀；軸環(huán)起到的作用是和套筒配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的軸向定位。故軸環(huán)與套筒接觸的面對(duì)粗糙度有一定要求。同時(shí)為了保證接觸面能和套筒貼實(shí)，對(duì)接觸面要有垂直度要求；軸肩的作用和軸環(huán)類似，軸肩對(duì)相應(yīng)的零件如齒輪、渦輪等實(shí)現(xiàn)軸向定位，故軸肩去零件相接觸的面同樣要對(duì)垂直度和表面粗糙度作出相應(yīng)要求；軸頭中有鍵槽，利用鍵和相應(yīng)零件如齒輪、渦輪等配合，傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。因?yàn)橐土慵目着浜?，則對(duì)表面粗糙度有要求。同軸頸一樣，軸頭要保證當(dāng)零件（齒輪、渦輪等）和傳動(dòng)軸

7、成為一體一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盡量避免偏心，所以對(duì)它也有徑向圓跳動(dòng)的要求。而軸頭上的鍵根據(jù)設(shè)計(jì)要求要保證對(duì)軸線的對(duì)稱度，便于鍵兩側(cè)工作面受力均勻。要求中基本尺寸均已給出，但在設(shè)計(jì)時(shí)，我們要根據(jù)軸所受的轉(zhuǎn)矩來初步估算，然后再按軸上零件的配合方案和定位要求，從而逐一確定各段直徑。在此過程中，我們需注意以下幾點(diǎn)：（1）軸上裝配標(biāo)準(zhǔn)件的軸段（如圖1中、），其直徑必須符合標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列值。（2）與一般零件（如齒輪、帶輪等）相配合的軸段（該軸中無此段），其直徑應(yīng)與相配合的零件毅孔直徑相一致，井采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸（GB282281）。而不與零件相配合的軸段（如圖1中、），其直徑可不取標(biāo)準(zhǔn)尺寸。3）起定位作用的軸肩稱力

8、定位軸肩（如圖1中與、與之間的軸肩），其高度按相關(guān)的原則確定。為便于軸上零件安裝而設(shè)置的非定位軸肩，其高度一般取13mm 。1.6 公差項(xiàng)目及公差值一、尺寸設(shè)計(jì)：1.主軸兩段17的圓柱面與軸承過盈配合，采用基軸制。為保證過盈，上偏差取+0.012下偏差取+0.001。2.鍵槽所在24圓柱面為過盈配合，上偏差設(shè)置+0.015下偏差設(shè)置+0.002。 二、表面粗糙度設(shè)計(jì)：車床主軸的工作面為17的圓柱面與中間的24圓柱面。圓柱面承受載荷較大且屬于摩擦面，表面粗糙度要求Ra1.6。鍵槽所在圓柱面為工作面，表面粗糙度要求為Ra3.2。軸肩為了便于軸與軸上零件的裝卸，表面粗糙度要求Ra1.6。 三、形狀位

9、置精度設(shè)計(jì) 1.兩段的圓柱面與鍵槽圓柱面和軸承配合有圓柱度要求，并且圓柱面間為裝配關(guān)系有同軸度要求。為便于檢測(cè)采取徑向圓跳動(dòng)0.015。 2.兩個(gè)鍵槽用于實(shí)現(xiàn)扭矩傳輸所以其對(duì)于AB兩個(gè)基準(zhǔn)面的對(duì)稱度為0.03。1.7 零件圖上標(biāo)出公差1.8 研究性討論 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)及其精度設(shè)計(jì)這門課程是既有理論又有實(shí)踐的課程，是機(jī)械類及相關(guān)專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。圖上已標(biāo)出部分尺寸，所以相對(duì)簡(jiǎn)單。本次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)于機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課程有了進(jìn)一步的了解，對(duì)尺寸標(biāo)注和形位公差有了進(jìn)一步掌握。2.1 設(shè)計(jì)要求車床傳主軸箱齒輪的幾何精度設(shè)計(jì)1問題提出：零件的幾何精度直接影響零件的使用性能，而零件的配合表

10、面和非配合表面的精度要求高低各不相同；即便是配合表面，其工作性質(zhì)不同，提出進(jìn)度要求及公差項(xiàng)目也不相同，針對(duì)車床主軸箱齒輪進(jìn)行幾何精度設(shè)計(jì)。2專題研究的目的：（1）理解零件幾何精度對(duì)其使用性能的影響；（2）根據(jù)零件不同表面的工作性質(zhì)及要求提出相應(yīng)的公差要求；（3）掌握正確的零件公差標(biāo)注方法；（4）掌握零件的幾何精度設(shè)計(jì)方法；3研究?jī)?nèi)容： 完成圖所示齒輪零件的幾何精度設(shè)計(jì)。（1）對(duì)零件各表面主要部分的技術(shù)要求進(jìn)行分析研究；（2）根據(jù)零件不同表面的工作性質(zhì)及要求，提出相應(yīng)的公差項(xiàng)目及公差值；包括齒輪的尺寸精度設(shè)計(jì)、形狀精度設(shè)計(jì)、位置精度設(shè)計(jì)及表面粗糙度。（3）把公差正確的標(biāo)注在零件圖上。2.2 組員

11、分工1.查閱資料：石旭東 赫思堯 杜安2.設(shè)計(jì)尺寸及公差要求：全體3.繪制零件圖 ：石旭東 赫思堯 4.制作報(bào)告：吳愷 杜安2.3 查閱資料 齒輪主要用于降低主軸轉(zhuǎn)速，增加扭矩。一般車床主軸箱齒輪屬于中速、中載荷的一般齒輪。其性能要求順序?yàn)椋簣A周速度=齒面載荷分布均勻性>運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性 。2.4 齒輪無作用分析2.5 零件各表面主要部分的技術(shù)要求分析 輪的工作面為齒面，齒輪在傳動(dòng)過程中，接觸的兩齒面會(huì)發(fā)生滑動(dòng)摩擦，導(dǎo) 致齒面發(fā)生磨損。為保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，并且減小摩擦等要求，應(yīng)采用較高的表面粗糙度。輪的工作面為齒面，齒輪在傳動(dòng)過程中，接觸的兩齒面會(huì)發(fā)生滑動(dòng)摩擦，導(dǎo) 致齒面發(fā)生磨損。為保證齒

12、輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，并且減小摩擦等要求，應(yīng)采用較高的表面粗糙度輪的工作面為齒面，齒輪在傳動(dòng)過程中，接觸的兩齒面會(huì)發(fā)生滑動(dòng)摩擦，導(dǎo) 致齒面發(fā)生磨損。為保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，并且減小摩擦等要求，應(yīng)采用較高的表面粗糙度。輪的工作面為齒面，齒輪在傳動(dòng)過程中，接觸的兩齒面會(huì)發(fā)生滑動(dòng)摩擦，導(dǎo) 致齒面發(fā)生磨損。為保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，并且減小摩擦等要求，應(yīng)采用較高的表面粗糙度。輪的工作面為齒面，齒輪在傳動(dòng)過程中，接觸的兩齒面會(huì)發(fā)生滑動(dòng)摩擦，導(dǎo) 致齒面發(fā)生磨損。為保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，并且減小摩擦等要求，應(yīng)采用較高的表面粗糙度。2.6 公差項(xiàng)目及公差值齒輪內(nèi)孔優(yōu)先選用基孔制，由于軸頸與軸承為過盈配合，查書中表2-9（基孔制常用優(yōu)先配合）選擇H7/p6配合，選擇內(nèi)孔的精度等級(jí)為IT7，查書中表2-4（標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值）得公差帶的寬度為0.025mm。由于基孔制，所以查表得下偏差為0，計(jì)算得上偏差為+0.025mm。齒輪配合孔的表面粗糙度選取標(biāo)準(zhǔn)值Ra3.2m。齒頂圓柱面選擇其精度等級(jí)為IT7，查書中表2-4（標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值）得公差帶的寬度為0.22mm。由圖得選擇尺寸公差為h11，查表得偏差為0，計(jì)算得下偏差為-0.22mm。由于齒頂圓處留出縫隙，所以齒頂圓與另一齒輪不接觸，取粗糙度為Ra6.3m。查表得圓度公差為0.015