第12章機(jī)械零件的精度設(shè)計(jì)PPT課件

1、1 齒輪的精度設(shè)計(jì)1. 齒輪的精度等級(jí)2. 齒輪和齒坯的尺寸精度3.齒輪和齒坯的幾何精度4.齒輪和齒坯的表面粗糙度第1頁(yè)/共54頁(yè)21. 確定齒輪的精度等級(jí)確定齒輪精度等級(jí)的方法采用類比法。見表10.4所示，減速器用齒輪精度等級(jí)為69級(jí)。計(jì)算齒輪圓周線速度，確定其平穩(wěn)性精度。)s/m(10006022ndv第2頁(yè)/共54頁(yè)3從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為從動(dòng)輪分度圓直徑為394.23999. 1/793 4368cos/793cos/022 zmdnmin)/ r (36795. 3/1450/12inn)s/m(6.4 100060367394.239 100060 22ndv則第3頁(yè)/共54頁(yè)4根據(jù)v =

2、4.6 m/s查表10.5得平穩(wěn)性精度為 :8 級(jí)。 運(yùn)動(dòng)精度要求不高，故也選8級(jí)；載荷分布均勻性精度一般不低于平穩(wěn)性精度，我們選7級(jí)。第4頁(yè)/共54頁(yè)52. 確定齒輪必檢偏差項(xiàng)目的允許值運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性:齒距累積總偏差 FP = 平穩(wěn)性： 單個(gè)齒距偏差 fpt = 齒廓總偏差 F = 載荷分布均勻性：螺旋線總偏差 F=由表10.1、和 表10.2(在下頁(yè))得：0.070.0180.0250.0212008)單個(gè)齒距偏差齒距累積總偏差FP齒廓總偏差第5頁(yè)/共54頁(yè)62008)螺旋線總偏差第6頁(yè)/共54頁(yè)73. 確定齒輪的最小法向側(cè)隙和齒厚上、下偏差（1）最小法向側(cè)隙的確定minbnj根據(jù)中心距a查表

3、10.6。mm1503468cos2)7920(3cos2)(21nzzma用插入法得 jbnmin= 0.155mm。2008)第7頁(yè)/共54頁(yè)8(2) 齒厚上、下偏差的計(jì)算nnbnminbnsnstan2cos ) 5 .10(afJjE由式222221ptbn/34. 02)(88. 0 ) 4 .10(FblffJpt由式 fpt1=17m, fpt2=18m, F=21 m 和 L = 100 , b = 60 。將上述數(shù)據(jù)代入上式(10.4)m312160/10034. 02)1817(88. 02222bnJ由表10.8得 fa=31.5 m。 上偏差：第8頁(yè)/共54頁(yè)9將上述數(shù)

4、據(jù): tancos2nnbnminbnsnsafJjE代人式(10.5)得齒厚上偏差為0nbnminbn200315. 0,031. 0,155. 0和afJj110. 020tan0315. 02cos200.0310.155- 00第9頁(yè)/共54頁(yè)10 下偏差：ssnssniTEEn22rtan2 )7 .10(rsFbT由式由表10.7 求 br0.1450.1151.26IT926. 1rb056. 0 1 .10rF得由表113. 020tan2056. 0145. 0 022sT則ssnssniTEE223. 0113. 0110. 0第10頁(yè)/共54頁(yè)11(3) 公法線長(zhǎng)度及其上

5、、下偏差的計(jì)算 對(duì)于中等模數(shù)的齒輪通常用公法線長(zhǎng)度上、下偏差代替齒厚上、下偏差。公法線長(zhǎng)度按下式計(jì)算nnninv5 . 0coszkmWk端面分度圓壓力角 t 為36765. 03468cos20tancostantan0nt101120t第11頁(yè)/共54頁(yè)12引用齒數(shù) z按下式計(jì)算31.81014904. 0015339. 079inv201011inv2079invinvntzz跨齒數(shù) k按下式計(jì)算)10( 53. 95 . 0931.815 . 09取zknnninv5 . 0cos zkmWk014904. 031.815 . 01020cos3 則551.87 第12頁(yè)/共54頁(yè)13

6、 根據(jù)Esns=-0.110、 Esni=-0.223和 Fr=0.056代入式（10.8），可得公法線長(zhǎng)度上、下偏差為 sin72. 0cosnnsnsbns EE sin72. 0cosnnsnibni EE 按計(jì)算結(jié)果，在圖樣上的標(biāo)注為117. 0196. 0551.87kW117. 020sin056. 072. 020cos110. 0 00196. 020sin056. 072. 020cos223. 000第13頁(yè)/共54頁(yè)144. 確定齒坯精度(1) 基準(zhǔn)孔的尺寸公差和幾何公差由表10.10得基準(zhǔn)孔58的尺寸公差為IT7即58H7 =EE03. 00 58 基準(zhǔn)孔的尺寸公差第1

7、4頁(yè)/共54頁(yè)15 基準(zhǔn)孔的幾何公差 根據(jù)式（10.12）和式（10.13）計(jì)算值中較小的值為基準(zhǔn)孔的圓柱度公差FbLt4 . 01p21 . 0 Ft 為便于加工，取 = 0.003007. 007. 01 . 00014. 0021. 0601004 . 0第15頁(yè)/共54頁(yè)16(2) 齒頂園的尺寸公差和幾何公差 齒頂園的尺寸公差由表10.10得齒頂園（作基準(zhǔn)）的尺寸公差為IT80 072. 039.2458h39.245 ad即第16頁(yè)/共54頁(yè)17 齒頂園的幾何公差齒頂園的圓柱度公差值為= 0.003（同基準(zhǔn)孔） 由式（10.15）得齒頂圓對(duì)基準(zhǔn)孔軸線的圓跳動(dòng)公差為= 0.3FP=0.

8、30.07=0.021 如果齒頂園不做基準(zhǔn)時(shí)，其尺寸公差帶為h11,圖樣上不必給出注出幾何公差。第17頁(yè)/共54頁(yè)18(3) 基準(zhǔn)端面的圓跳動(dòng)公差 由式（10.14）得基準(zhǔn)端面對(duì)基準(zhǔn)孔軸線的圓跳動(dòng)公差為 /2 . 0diFbDt5. 確定齒輪副精度（1） 齒輪副中心距極限偏差由表10.8查得 fa=0.0315則在圖樣上標(biāo)注為0315. 0150a016. 0021. 0232/600.2第18頁(yè)/共54頁(yè)19（2） 軸線平行度偏差 由式（10.11）得垂直平面上的平行度偏差最大值為 /FbLf 由式（10.10）得軸線平面上的平行度偏差最大值為 /5 . 0FbLf035. 0021. 06

9、0/100018. 0021. 060/1005 . 0第19頁(yè)/共54頁(yè)206. 確定齒輪內(nèi)孔鍵槽尺寸及其極限偏差齒輪內(nèi)孔與軸結(jié)合采用普通平鍵正常聯(lián)結(jié)。根據(jù)齒輪內(nèi)孔為58查表8.1，鍵槽寬度公差帶為16JS9=160.0215,t2=4.3,圖上標(biāo)準(zhǔn)尺寸為2 . 00 2 . 00 23 .62)(tD第20頁(yè)/共54頁(yè)21 鍵槽配合表面的中心平面對(duì)基準(zhǔn)孔軸線對(duì)稱度公差取8級(jí)和 b = 16,查表4.16得對(duì)稱度公差值為 t = 0.02。表4.16第21頁(yè)/共54頁(yè)227. 確定齒輪各部分的表面粗糙度參數(shù)值（1）齒面 (表10.11）： 齒面表面粗糙度為 Ra1.25m第22頁(yè)/共54頁(yè)2

10、3（2）基準(zhǔn)孔（表10.12）：Ra的上限值為1.252.5m 取2 m。第23頁(yè)/共54頁(yè)24(3) 基準(zhǔn)端面和頂圓(表10.12）： 取3.2 m。(4) 鍵槽（5）其余表面 ： Ra12.5m?；鶞?zhǔn)端面和頂圓Ra的上限值為2.55m配合表面： Ra3.2m；非配合表面： Ra6.3m。第24頁(yè)/共54頁(yè)258. 確定齒輪的未注尺寸公差和未注幾何公差（1） 未注尺寸公差按GB/T1804給出 取中等級(jí)m 。（2） 未注幾何公差按GB/T1184給出 取中等級(jí)K 。9. 齒輪工作圖( 在下頁(yè))第25頁(yè)/共54頁(yè)26第26頁(yè)/共54頁(yè)27軸 的 精 度 設(shè) 計(jì) 軸類零件的精度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)與軸相配

11、合零件（如滾動(dòng)軸承、齒輪等）對(duì)軸的精度要求，合理地確定軸的各部位的尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度參數(shù)值。 我們以圖12.1減速器的輸出軸為例來(lái)說明軸的精度設(shè)計(jì)。554552555862第27頁(yè)/共54頁(yè)285545525558651. 確定尺寸精度（1） 55（與0級(jí)滾動(dòng)軸承內(nèi)圈配合）軸頸尺寸公差07. 0015. 0021. 0 8650013201804）（）（額定動(dòng)負(fù)荷當(dāng)量徑向負(fù)荷該軸承的CP屬于輕負(fù)荷。 軸承工作時(shí)承受定向負(fù)荷作用。內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，故內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。根據(jù)表6.2 得兩軸頸的公差帶代號(hào)為55k6 。E55k6E第28頁(yè)/共54頁(yè)29554552555865(2) 58

12、（與齒輪基準(zhǔn)孔的配合）軸頸 的尺寸公差帶 根據(jù)齒輪最高精度等級(jí)為7級(jí)，查表10.10得內(nèi)孔尺寸公差為IT7 ，與其配合的軸為IT6。 根據(jù)表3.10 可選軸的基本偏差代號(hào)為r,則軸的公差帶代號(hào)為58r6 。其配合代號(hào)為58H7/r6。E58r6E第29頁(yè)/共54頁(yè)30（3）45（與IT9齒輪基準(zhǔn)孔的配合）軸頸的 尺寸公差帶 同理(同58）可選45軸頸與齒輪基準(zhǔn)孔的配合代號(hào)為55455255586545n7E45H8/n7第30頁(yè)/共54頁(yè)31(4) 58r6 和45n7軸上 的鍵槽寬度尺寸公差 帶公差帶若都采用普通平鍵聯(lián)結(jié)，根據(jù)表8.1得58r6 軸上的鍵槽公差帶為16N9。45n7 軸上的鍵

13、槽公差帶為14N9。5545n7525558r66514N916N9第31頁(yè)/共54頁(yè)322. 確定幾何公差（1）與軸承內(nèi)圈、齒輪內(nèi)孔配合軸頸表面，故 采用包容要求 。(2) 與軸承內(nèi)圈配合表面要求圓柱度公差，按0級(jí)軸承查表6.6, 得圓柱度公差值為0.005。（3）65軸肩兩端面對(duì)55k6 兩軸線的公共基準(zhǔn) AB軸向圓跳動(dòng)公差，由表6.6查得為0.015。526545 n758 r655 k655 k6BA第32頁(yè)/共54頁(yè)33(4) 為保證55、58和45軸線與AB同軸，應(yīng) 規(guī)定它們的徑向圓跳動(dòng)公差。根據(jù)齒輪精度為8級(jí) 和式（10.15）得tr= 0.3FP=0.30.07=0.021,按

14、尺寸 大小類比法，得58的徑向圓跳動(dòng)公差tr= 0.022， 45的徑向圓跳動(dòng)公差tr= 0.017。14N9526545 n758 r655 k655 k6BA16N9（5）58和45軸上的鍵槽對(duì)稱度公差，按8級(jí)查第33頁(yè)/共54頁(yè)343. 確定表面粗糙度參數(shù)值526555k645n758r655k6（1）255k6軸頸表面粗糙度查表軸頸表面粗糙度查表6.7 ,得得Ra上限值上限值為為0.8m；65兩端面兩端面Ra上限值為上限值為3.2 m 。（2） 45n7和58r6軸頸表面粗糙度Ra上限值為0.8 m (參考表5.7選取)。定位端面表面粗糙度Ra上限值分 m。（3）52軸頸與密封件接觸，

15、此表面表面粗糙度一 般選Ra上限值為1.6 m。第34頁(yè)/共54頁(yè)35(4) 45n7和58r6軸頸兩鍵槽配合表面表面粗 糙度一般選Ra上限值為3.2 m； 鍵槽底部選6.3 m。(5) 該軸其他表面粗糙度Ra上限值選為 12.5 m。526555k645n758r655k6第35頁(yè)/共54頁(yè)365545525558654. 確定未注尺寸公差和未注幾何公差等級(jí)（1）確定未注尺寸公差按GB/T1804m加工；（2）確定未注幾何公差按GB/T1184K加工。第36頁(yè)/共54頁(yè)375. 畫出該軸的零件圖并將述技術(shù)要求標(biāo)注在圖上第37頁(yè)/共54頁(yè)38 現(xiàn)以圖12.1減速器中下箱體為例來(lái)說明箱體的精度設(shè)

16、計(jì)。1. 確定尺寸精度（1）軸承孔的公差帶 由圖12.1可見，280和2100四孔與滾動(dòng)軸承外圈配合，因此，四孔的公差帶應(yīng)由滾動(dòng)軸承的精度、負(fù)荷大小和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)確定。 軸承精度為0級(jí)，外圈承受定向輕負(fù)荷，根據(jù)表6.3得四孔公差帶分別為2100H7 ( )280H7（ )第38頁(yè)/共54頁(yè)39(2) 中心距允許偏差 齒輪副中心距a=150mm, 齒輪精度為8級(jí)，查表10.8得齒輪副中心距允許偏差為 fa=31.5m。箱體中心距允許偏差為m255 .318 . 08 . 0aaff（3）螺紋公差帶 根據(jù)表9.7 選取安裝軸承蓋的M8螺孔為中等級(jí)優(yōu)先選用的公差帶6H（可省略標(biāo)注）;箱座右側(cè)安裝油塞的

17、M161.5螺孔公差帶6H。 安裝油標(biāo)的M12螺孔精度要求較低，選粗糙級(jí)公差帶7H,即M127H。第39頁(yè)/共54頁(yè)402. 確定幾何公差（1）箱體 280H7和2100H7的幾何公差 為了保證齒輪傳動(dòng)載荷分布均勻性，故要為了保證齒輪傳動(dòng)載荷分布均勻性，故要規(guī)定軸線平行度公差。規(guī)定軸線平行度公差。 根據(jù)齒輪載荷分布均勻性精度為7級(jí)和式（10.10）、式（10.11）得（見本章齒輪精度設(shè)計(jì)）;035. 0 f軸線平面上018. 0 ff垂直平面上箱體軸線平行度公差一般取：;035. 0 ff軸線平面上018. 0 f垂直平面上第40頁(yè)/共54頁(yè)41 280H7和2100H7 圓柱度公差 280H

18、7和2100H7同軸度公差 為了保證配合性質(zhì)的要求，對(duì)同一對(duì)（前后）孔應(yīng)規(guī)定采用最大實(shí)體要求零形位公差給出同軸度公差。2100H7280H7由表6.6得80H7圓柱度公差為0.008； 100H7 圓柱度公差為0.01。第41頁(yè)/共54頁(yè)42(2) 箱體結(jié)合面上螺栓孔的位置度公差 箱體蓋和箱座用螺栓連接。因螺栓為M12,其連接的孔為13，所以位置度公差為 t = 1,并采用最大實(shí)體要求。（3）箱體（與軸承蓋配合的）兩端面垂直度公差 兩端面對(duì)孔的軸線垂直度公差取8級(jí)，查表4.15得0.08。 0.08 t即11213 t第42頁(yè)/共54頁(yè)43（5）固定軸承蓋的螺紋孔位置度公差 固定螺釘為M8,通

19、孔為9，則螺孔位置度公 差為5 . 02/89 t 該位置度公差以箱體端面為第一基準(zhǔn)，以孔的軸線為第二基準(zhǔn)，并采用最大實(shí)體要求。（4）箱體（與箱蓋結(jié)合）表面的平面度公差箱體表面的平面度公差取8級(jí)，查表4.13得 0.04。04. 0 t即第43頁(yè)/共54頁(yè)443. 確定表面粗糙度參數(shù)值 （1） 按表6.7 選取280H7和2100H7孔表面粗糙度Ra上限值為1.6m，其端面的表面粗糙度Ra上限值為3.2m。 （2） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，箱蓋與箱座結(jié)合表面的表面粗糙度Ra上限值為6.3m，箱座底平面表面粗糙度Ra上限值為12.5m。（3） 其余表面的表面粗糙度Ra上限值為50m。4. 確定箱體未注尺寸公差

20、和幾何公差（1）未注尺寸公差按GB/T1804m加工；（2）未注幾何公差按GB/T1184K加工。第44頁(yè)/共54頁(yè)455. 將上述已確定的各項(xiàng)公差標(biāo)注在箱體零件圖上第45頁(yè)/共54頁(yè)4612.2 裝配圖上標(biāo)注的尺寸和配合代號(hào)在裝配圖上應(yīng) 標(biāo)注的尺寸 外形尺寸 特性尺寸 如傳動(dòng)件的中心距 安裝尺寸 有配合性質(zhì)要求的尺寸在裝配圖上一 般應(yīng)標(biāo)注的 配合代號(hào) 孔、軸配合代號(hào) 花鍵配合代號(hào) 螺紋副配合代號(hào)等第46頁(yè)/共54頁(yè)47 1. 圓錐滾子軸承與軸頸、箱體軸承孔的配合 （1） 對(duì)滾動(dòng)軸承內(nèi)圈、外圈分別與軸頸、外殼孔相配合時(shí)，只需標(biāo)注軸頸和外殼孔尺寸的公差帶代號(hào)。 齒輪軸、輸出軸上的軸頸的公差帶代號(hào) （見本章軸的精度設(shè)計(jì)）分別為6k5527n45和（2）箱體軸承孔的公差帶代號(hào)分別為7H10027H802和第47頁(yè)/共54頁(yè)482. 軸承端蓋與箱體軸承孔的配合 軸承端蓋用于軸承外圈的軸向定位，它與外殼孔的配合，只要求裝配方便，因此，宜選間隙配合。 但此處配合要求不高，所以，軸承端蓋圓柱面的公差等級(jí)可低23級(jí)。 由于外殼孔的公差帶（H7）已經(jīng)按軸承要求確定了。故應(yīng)以外 殼孔為基準(zhǔn)來(lái)選軸承端蓋圓柱面的公差帶代號(hào)。 軸承端蓋圓柱面和定位套筒孔的基本偏差代號(hào)見表12.2所示。第48頁(yè)/共54頁(yè)49外殼孔的基本