互換性三級項目

1、互換性與測量技術三級項目報告題目：軸類零件的精度與檢測班 級： 機控一班 姓 名： 劉雅梁 崔彭博 李佳霖 金炳岐 錢達軍 指導教師： 張艷 提交時間： 摘 要在機械行業(yè)中，軸類零件的精度對傳動的平穩(wěn)性，軸的壽命等很多方面有重要作用，為此需對其精度進行分析與檢測。對軸類零件的結構特點及加工方法進行分析，根據(jù)其使用范疇，確定加工方法以及所能達到的精度等級，通過軸類零件的互換性，分析并確定軸和鍵、鍵槽所需要的尺寸公差、幾何公差。不同的加工方法對應不同的粗糙度等級，加工零件時根據(jù)粗糙度需要選取不同的加工方法，確定軸、鍵、鍵槽各部分的粗糙度。用相應儀器對加工出來的軸類零件進行檢測，選取允許范圍內的零件

2、進行裝配。 目 錄 0 前言1 1 軸類零件的結構特點及加工方法2 2 軸類零件的誤差種類及加工誤差2 3 軸類零件的尺寸公差選用4 4 軸類零件的幾何公差選用55 軸類零件的表面粗糙度選擇6結 論7參考文獻80、前言隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術、管理技術的進步和生產(chǎn)力的發(fā)展，產(chǎn)品的復雜程度及其質量要求日益提高。為適應這種社會化大生產(chǎn)的需要，提高生產(chǎn)效率，降低成本，保證產(chǎn)品質量，必須按照專業(yè)化協(xié)作的原則進行生產(chǎn)。在這種大背景下，機械設計人員需要在精度設計方面力求優(yōu)化，所以互換性與測量技術基礎課程的學習日益重要。本次三級項目的研究目的就是在同學學習完本課程后，將理論投入實踐，熟練運用尺寸公差、形狀和位置公差

3、、表面粗糙度，以及配合方面的知識，達到鞏固與更深層次的理解。本次項目涉及到軸類零件徑向尺寸結構設計和公差的選擇，軸類零件形位公差的選擇，軸類零件表面粗糙度的選擇，軸上的鍵槽尺寸選擇，等一系列知識要點?；Q性與測量技術將測量、標準化與計量學等有關部分有機結合在一起，而且涉及機械設計、機械制造、質量控制、生產(chǎn)組織管理等許多方面。它主要包含幾何量公差選用和誤差檢驗兩方面的內容，與機械設計、機械制造及其質量控制密切相關。該課程結合生產(chǎn)中常用的典型零部件，如滾動軸承、鍵和花鍵、螺紋和齒輪，著重介紹了尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度。在現(xiàn)代化的機械生產(chǎn)，必須遵循互換性的原則。只要運用正確的技術測量方法

4、，將幾何量的誤差控制在一定的范圍內，就能實現(xiàn)互換性。互換性原則是組織現(xiàn)代化，生產(chǎn)極為重要的技術經(jīng)濟原則，機械加工現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展，專業(yè)化、協(xié)作化、生產(chǎn)模式的不斷擴大，互換性原則的應用范圍也越來越大。1、軸類零件的結構特點及其加工方法1.1軸系零件的結構特點軸類零件的結構決定于下列因素：軸的毛坯種類，軸上作用力的大小和分布情況，軸上零件的布置及固定方式，軸承類型及位置，軸的加工和裝配工藝性以及其他一些要求。軸的毛坯尺寸較小的軸可以用圓鋼棒料車制，尺寸較大的軸應該用鍛造的毛坯，鑄造毛坯應用很少。為了減輕重量或為了結構上的需要，某些機器的軸常采用空心的剖面。因為傳遞轉矩主要靠軸的外表面材料，所以空心

5、軸比實心軸在材料的利用上較經(jīng)濟。有時為了解決大件鍛造的困難，也可用焊接的毛坯。軸頸、軸頭、軸身軸主要由軸頸、軸頭、軸身三部分組成。軸上被支承的部分叫做軸頸，安裝輪轂部分叫做軸頭，聯(lián)接軸頸和軸頭的部分叫做軸身。軸頸的結構隨軸承的類型及安裝位置而有所不同。軸頸、軸頭與其他相聯(lián)接零件的配合要根據(jù)工作條件合理地提出，同時還要規(guī)定這些部分的表面粗糙度，這些技術條件對軸的運轉性能關系很大。為使運轉平穩(wěn)，必要時還應對軸頸和軸頭提出平行度和同軸度等要求。對于滑動軸承的軸頸，有時還要提出表面熱處理的條件等。從節(jié)約材料、減輕重量的觀點看，軸的各橫截面最好是等強度的。但是從工藝觀點來看，軸的形狀卻是越簡單越好。在決

6、定軸的外形時，在能保證裝配的前提下，既要考慮節(jié)約材料，又要考慮便于加工。因此，實際的軸多做成階梯形，只有一些簡單的心軸和一些有特殊要求的轉軸才做成具有同一名義直徑的等值軸。零件在軸上的固定軸上的零件通常是以轂和軸聯(lián)在一起的，轂的固定有周向固定和軸向固定兩種。零件的周向固定可采用鍵、花鍵、成形、銷、彈性環(huán)、過盈等聯(lián)接。零件的軸向固定方法有軸肩（或軸環(huán)）、擋圈、圓螺母、套筒、圓錐形軸頭等。為了使軸上零件與軸肩端面緊密貼合，應保證軸的圓角半徑r、輪轂孔的倒角高度C（或圓角半徑R）、軸肩高度a之間有下列關系： r<C<a或r<R<a 1.2軸類零件的加工方法：1、備料 

7、;    45鋼     2、鍛造     自由鍛    3、熱處理    正火處理 4、車端面鉆中心孔 車兩處32的端面，鉆兩端面的中心孔    5、粗車     粗車所有外圓面以及42左右端面和所有倒角 以及倒圓角。  6、熱處理   調質處理后表面硬度220-250 

8、60;     7、半精車    半精車所有外圓面、圓角、端面。 8、粗銑     粗銑兩個鍵槽9、粗磨     粗磨32、35各外圓面         10、檢驗    按圖樣技術要求項目檢查2、 軸類零件的誤差種類及各種加工方法所能達到的精度等級 軸系簡圖 實際加工不可能做得與理想零件完全一致，總會有大小不同的偏差

9、，零件加工后的實際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。代號為4的軸頭：軸頭上會與齒輪進行裝配，其在生產(chǎn)加工時產(chǎn)生的圓柱度誤差和圓跳動誤差會影響與齒輪的配合。 代號為2和6的軸徑：軸頸對公共基準軸線會產(chǎn)生徑向圓跳動誤差，即被測要素繞基準軸線回轉一周時，由位置固定的指示器在給定方向上測得的最大與最小讀數(shù)之差。同時軸頸上安裝軸承其圓柱度誤差會影響實際安裝。 代號1和4上的鍵槽：單鍵聯(lián)結是通過鍵的側面與軸槽側面相接觸來傳遞轉矩，鍵槽側面產(chǎn)生的對稱誤差，即指以基準為對稱中心，包含被測表面的對稱平面（或軸心線）的兩個平面之間的最小距離，會影響平鍵聯(lián)結的可靠性。 代號為5的軸肩：軸肩，定位軸肩是

10、起定位作用的，軸系組裝時，垂直度誤差會對定位的零件位置產(chǎn)生影響。 以上誤差會對軸的裝配安裝的精度產(chǎn)生影響，影響軸的使用，但是在軸的加工中還會產(chǎn)生其他形位誤差。誤差種類：1)形狀誤差i.直線度：任何直線水平方向的偏移量稱為水平直線度，垂直方向則稱為垂直直線度。ii.平面度：平面度誤差是指被測實際表面相對其理想平面的變動量,理想平面的位置應符合最小條件。iii.圓柱度：圓柱度是指任一垂直截面最大尺寸與最小尺寸差為圓柱度。圓柱度誤差包含了軸剖面和橫剖面兩個方面的誤差。iv.圓度：實際圓對理想圓變動量。2)位置誤差i.平行度：兩平面或者兩直線平行的程度。ii.垂直度：垂直度評價直線之間、平面之間或直線

11、與平面之間的垂直狀態(tài)。iii.同軸度：被測軸線相對基準軸線位置的變化量.。iv.對稱度：對稱度指以基準為對稱中心，包含被測表面的對稱平面（或軸心線）的兩個平面之間的最小距離。v.位置度：一形體的軸線或中心平面允許自身位置變動的范圍即一形體的軸線或中心平面的實際位置相對理論位置的允許變動范圍。vi.圓跳動：被測要素繞基準軸線回轉一周時，由位置固定的指示器在給定方向上測得的最大與最小讀數(shù)之差。vii.全跳動：全跳動公差是關聯(lián)實際被測要素對理想回轉面的允許變動量。當理想回轉面是以基準要素為軸線的圓柱面時，稱為徑向全跳動；與當理想回轉面是與基準軸線垂直的平面時，稱為軸向(端面)全跳動。加工精度是指零件

12、加工后的實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。在軸的加工中會用到粗車、精車、細車、粗銑和粗磨等加工方法。所能達到的加工精度如下表。3. 軸類零件的尺寸公差選用 軸系簡圖3.1基準制的選擇 A.代號為3和6的軸徑，與軸承內圈相配合，要以滾動軸承的內圈為基準件，基孔制加工配合軸徑。 B.代號為1號的軸徑與聯(lián)軸器相配合，因為聯(lián)軸器是標準件，所以加工該軸徑端時按基孔制進行加工。 C.代號為2的軸徑是與軸承透蓋配合的軸段，軸承透蓋的作用是僅僅是防塵、防漏，以及限制軸承和齒輪的軸線位移量，為了拆裝方便和調整方便，選用非基準制。 D、代號為4的軸頭與齒輪輪轂相配合，一般選用基孔制。3.2

13、公差等級的選擇 軸段1、3、4、6與滾動軸承、齒輪和聯(lián)軸器的公差等級，直接受軸承、聯(lián)軸器和齒輪精度的影響，應該按聯(lián)軸器、軸承和齒輪的精度來確定軸段的公差等級，查資料可知選IT7。軸段2和軸段5是非配合表面不需要選擇公差等級。3.3配合種類和配合選用 傳動軸上與之配合聯(lián)軸器、齒輪、滾動軸承，兩者之間沒有相對的運動，也不用經(jīng)常拆卸，故應選間隙配合。間隙配合有js、k、m、n。 聯(lián)軸器和齒輪輪轂與軸徑是略有過盈的定位配合，軸段1和軸段4的基本偏差選用js. 滾動軸承與軸徑的配合屬于定位配合，所以軸段3和軸段6的基本偏差選用k。 與密封件相配合的軸段2，自由段5為非配合表面，不用標準公差尺寸。 3.4

14、根據(jù)設計參數(shù)給出各段的結構尺寸及公差3.4.1軸系尺寸及公差第一段軸段: 第二段軸段: 42第三段軸段:第四段軸段: 第五段軸段: 50第六段軸段: 鍵的選擇 鍵1：根據(jù)與它配合的軸徑的直徑d是47mm，查表可得，鍵的尺寸鍵的尺寸為b×h=14mm×9mm，則軸槽t=5.50+0.2mm d-t1=41.50-0.2 鍵2：根據(jù)與它配合的軸徑d是38mm鍵的尺寸為b×h=10mm×8mm，則軸槽t=50+0.2mm d-t1=330-0.24.軸類零件的幾何公差選用4、1為了保證軸頸配合精度和旋轉精度，幾何公差項目的選擇如下 A、保證配合精度控制圓柱面形

15、位誤差規(guī)定圓柱度或包容要求 B、保證回轉精度控制軸頸同軸度誤差規(guī)定徑向圓跳動4、2為了保證軸頭配合性質和嚙合精度，幾何公差項目的選擇如下 A、為保證軸頭與齒輪/聯(lián)軸器配合性質應規(guī)定包容要求 B、為保證軸頭與齒輪/聯(lián)軸器嚙合精度控制相對軸頸同軸度規(guī)定圓跳動4、3幾何公差等級的選擇在軸頭軸頸等軸段處存在徑向圓跳動，因為基本尺寸范圍均在30-50之間，對圓柱體結合件的尺寸公差選定為IT7，則相應選定形位公差為IT7。故此處相應的選擇徑向圓跳動公差值為0.020mm。在定位軸肩處存在端面圓跳動,知端面圓跳動為0.012mm。鍵槽：鍵槽對軸的中心線的對稱度誤差選擇6級，公差值為0.012mm5. 軸類零

16、件的表面粗糙度選擇5.1工作表面的加工工藝及粗糙度的選擇根據(jù)相關推薦和應用場合選擇表面粗糙度軸肩處采用精車或磨削，表面粗糙度為Ra3.2；軸頭處加工方式采用精車，表面粗糙度Ra3.2，軸段加工方式為磨，表面粗糙度Ra1.6定位軸肩采用精車或磨削，表面粗糙度Ra3.2非工作表面的加工工藝及粗糙度的選擇非工作表面粗車 Ra12.5 5.2鍵及鍵槽的粗糙度鍵側面取Ra1.6,鍵槽側面取Ra3.2，鍵槽的上下面取Ra6.3，其余表面均為Ra12.5結 論 本次互換性三級項目，課題是軸類零件的精度與檢測，通過對軸結構分析、加工方法、加工生產(chǎn)誤差的分析、公差給定等過程，我們加深了對軸系零件加工和軸類精度設

17、計的認識。我們查閱了很多有關互換性、機械設計、冷加工的書籍，對軸整個的設計生產(chǎn)使用檢測有了完整的認識。通過這次互換性三級項目的學習經(jīng)歷為，了解了如何去學習一個零件互換性的設計與檢測，使我們以后去學習其他零件的互換性打下了堅實的基礎，為課程設計的精度設計乃至未來學習和工作做了鋪墊。在這次項目中我們小組成員一起研究、查資料一同思考互相幫助，沒有共同的努力彼此的幫助我們不可能完成項目，通過小組合作我們增強了團隊合作意識與能力。 本次互換性三級項目中，我們學習的不僅是知識更是一種意識。，不論是怎樣一個再熟悉不過的零件都是經(jīng)過科學嚴謹?shù)挠嬎愕脕淼?，圖紙上的標識沒有一個是多余或者隨意寫的，其后都是科學的結

18、晶，這教育我們在學習或者工作中都要一絲不茍的按照要求遵循規(guī)律。在設計加工安裝不論哪個環(huán)節(jié)沒有嚴格要求認真對待，其錯誤的蝴蝶效應一定會為整個工程到來不可挽回的巨大損失。我們在未來的工作學習中一定會秉持科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，去詮釋一個機械工程師的嚴謹精神。參考文獻1 互換性與測量技術基礎M. 中國標準出版社，2011年。參考文獻按照國際標準錄入，具體格式如下a.專著、論文集、學位論文、報告 序號 主要責任者.文獻題名文獻類型標識.出版地：出版者，出版年：起止頁碼. 例:2 劉 國，陳紹業(yè)，王風翥.圖書館目錄M.北京：高等教育出版社，1957：15-18.3 張筑生.微分半動力系統(tǒng)的不變集D.北京：北京大學數(shù)學系數(shù)學研究所，1983.4 馮西橋.核反應堆壓力管道與壓力容器的LBB分析R.北京：清華大