燕大互换性三级项目报告

1《互换性与测量技术》三级项目报告题目：轴类零件的精度与检测班级：13级工设一班姓名：王志辉李昊华陆宇杰刘士勇李建朋指导教师：张艳提交时间：2015.112[互换性与测量技术课程三级报告]3摘要为了加深我们对轴类零件的误差分析、加工方法及其精度的理解，灵活运用零件的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度，熟练掌握轴类零件图的标注。在本项目中我们运用了互换性中误差、公差、偏差、表面粗糙度、尺寸标注等互换性理论知识，对轴类零件的结构特点及加工方法进行分析，根据其使用范畴，确定加工方法以及所能达到的精度等级，通过轴类零件的互换性，分析并确定轴和键、键槽所需要的尺寸公差、几何公差。不同的加工方法对应不同的粗糙度等级，加工零件时根据粗糙度需要选取不同的加工方法，确定轴、键、键槽各部分的粗糙度。用相应仪器对加工出来的轴类零件进行检测，选取允许范围内的零件进行装配。本次项目为课程设计传动轴的设计打下了良好的基础，并锻炼了团队合作能力，增强了小组成员的实践能力.[互换性与测量技术课程三级报告]3目录前言.................................................53.2轴类零件的误差种类及各种加工方法的精度等级..........63.2.2加工方法及其公差等级.............................73.3轴类零件的尺寸公差与配合选用.......................73.3.1基准制的选用....................................73.3.3配合种类和配合选用...............................83.4轴类零件的几何公差选用.............................93.4.1几何公差项目的选用...............................93.5轴类零件的表面粗糙度选择..........................103.5.1评定参数的选择..................................103.6轴类零件图的标注..................................10结论................................................11参考文献..............................................11[互换性与测量技术课程三级报告]5前言随着现代生产技术、管理技术的进步和生产力的发展，产品的复杂程度及其质量要求日益提高。为适应这种社会化大生产的需要，提高生产效率，降低成本，保证产品质量，必须按照专业化协作的原则进行生产。在这种大背景下，机械设计人员需要在精度设计方面力求优化，所以《互换性与测量技术基础》课程的学习日益重要。本次三级项目的研究目的就是在同学学习完本课程后，将理论投入实践，熟练运用尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度，以及配合方面的知识，达到巩固与更深层次的理解。本次项目涉及到轴类零件径向尺寸结构设计和公差的选择，轴类零件形位公差的选择，轴类零件表面粗糙度的选择，轴上的键槽尺寸选择，等一系列知识要点。互换性与测量技术将测量、标准化与计量学等有关部分有机结合在一起，而且涉及机械设计、机械制造、质量控制、生产组织管理等许多方面。它主要包含几何量公差选用和误差检验两方面的内容，与机械设计、机械制造及其质量控制密切相关。该课程结合生产中常用的典型零部件，如滚动轴承、键和花键、螺纹和齿轮，着重介绍了尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度。在现代化的机械生产，必须遵循互换性的原则。只要运用正确的技术测量方法，将几何量的误差控制在一定的范围内，就能实现互换性。互换性原则是组织现代化，生产极为重要的技术经济原则，机械加工现代化生产的发展，专业化、协作化、生产模式的不断扩大，互换性原则的应用范围也越来越大。[互换性与测量技术课程三级报告]6正文3.1轴类零件的特点及加工方法轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支撑传动零部件，传递扭矩和承受载荷，同时又通过轴承与机器的机架连接。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据功用和结构形状，轴类有多种形式，如光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、偏心轴、曲轴、凸轮轴等。阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。3.2轴类零件的误差种类及各种加工方法的精度等级3.2.1误差总类尺寸误差：零件的实际尺寸与其理想尺寸的差异。包括直线尺寸误差、中心距误差、角度误差。形状误差和位置误差：构成零件的几何形体的实际形状对其理想形状、几何形体的实际位置对其理想位置的变动量，简称形位误差。表面微观几何形状误差（表面粗糙度）：加工表面上具有较小的间距和峰谷所形成的微观几何形状误差。通常它的波距在1mm以下。[互换性与测量技术课程三级报告]73.2.2加工方法及其公差等级车削：7，8，9，10，11铣削：8，9，10，11圆磨：5，6，7，83.3轴类零件的尺寸公差与配合选用3.3.1基准制的选用1.基孔配合制的选择一般情况下，优先采用基孔配合制。2.基轴配合制的应用场合1)用冷拉钢制圆型材制作光轴作为基准轴这一类圆柱型材的规格已标准化，尺寸公差等级一般为IT7～IT9。它作为基准轴，轴径可以免去外圆。2）同一轴上有多种不同性质的配合要求“一轴多孔”，而且构成的多处配合的松紧程度要求不同的场合，所谓“一轴多孔”指一轴与两个或两个以上的孔组成配合。3)基准件为标准件(如：键、销、轴承等)3.非基准制应用的场合国家标准规定：为了满足配合的特殊需要，允许采用非基准制配合，即采用任一孔、轴公差带(基本偏差代号非H的孔或h的轴)组成的配合。如：轴层端盖与外壳孔、隔套与轴的配合。3.3.2公差等级1.公差等级的选择依据主要是根据使用性能对尺寸精度及配合一致性要求的高低来确定。2.选择公差等级的原则[互换性与测量技术课程三级报告]81）在满足使用性能的前提下，尽量选取较低的公差等级。所谓“较低的公差等级”是指：假如IT7级以上(含IT7)的公差等级均能满足使用性能要求，那么，选择IT7级为宜。它既保证使用性能，又可获得最佳的经济效益。2）尽量遵守标准推荐的孔与轴公差的等级组合规定。3.选择公差等级的方法1）计算-查表法当已知配合的极限间隙（或过盈）时，先计算配合公差，然后查表确定公差等级。2）类比法参考总结出的经验资料，进行比照来选择公差等级。3.3.3配合种类和配合选用配合种类：1)间隙配合间隙配合主要应用的场合：孔轴之间有相对运动和需要拆卸的无相对运动的配合部位。2)过渡配合过渡配合主要应用的场合：孔轴之间有定心要求，而且需要拆卸的静联接(即无相对运动)的配合部位。3)过盈配合过盈配合主要应用的场合：孔轴之间需要传递扭矩或准确定心的静联接(即无相对运动)的配合部位。配合选择的方法：1)类比法同公差等级的选择相似，大多通过查表将所设计的配合部位的工作条件和功能要求与相同或相似的工作条件或功能要求的配合部位进行分析比较，对于已成功的配合作适当的调整，从而确定配合代号。此选择方法主要应用在一般、常见的配合中。2）计算法计算法主要用于两种情况：一是用于保证与滑动轴承的间隙配合，当要求保证液体摩擦时，可以根据滑动摩擦理论计算允许的最小间隙，从而选定适当的配合。二是完全依靠装配过盈传递负荷的过盈配合，可以根据要求传递负荷的大小计算允许的最小过盈，再根据孔、轴材料的弹性极限计算允许的最大过盈，从而选定适当的配合。[互换性与测量技术课程三级报告]93)试验法试验法主要用于特别重要配合的选择。这些部位的配合选择，需要进行专门的模拟试验，以确定工作条件要求的最佳间隙或过盈及其允许变动的范围，然后，确定配合性质。3.4轴类零件的几何公差选用3.4.1几何公差项目的选用总原则:在保证零件功能要求的前提下，应尽量减少形位公差项目，检测方法简便，以获得较好的经济效益。1、考虑零件的几何特征2、考虑零件的使用要求3、考虑测量的方便性4、考虑几何工差的控制功能平面类零件有平面度公差,不会有圆度、圆柱度和跳动公差。机床主轴规定跳动公差,轴颈处规定同轴度,齿轮与轴肩规定垂直度,键槽两侧规定对称等回转类零件用径向全跳动代替圆柱度和同轴度，用圆跳动代替垂直度基准的选择在保证使用要求前提下力求使设计、加工、检测的基准三者统一。3.4.2确定基准的方法在保证使用要求的前提下，力求使设计、加工和检测三者统一，便于检测和加工。对于某些零件，可任选基准，多基准按零件的功能要求来确定。3.4.3形位公差等级的选择总原则:在保证零件使用性能前提下，尽量选低精度等级。推荐:T形状T位置T尺寸t=(0.25～0.5)T形位尺寸。[互换性与测量技术课程三级报告]103.5轴类零件的表面粗糙度选择3.5.1评定参数的选择表面粗糙度的评定参数中，高度参数是最常用的。我国标准中主要采用了Ra和Rz两个参数，Ra一般用电动轮廓仪进行测量。由于Ra的概念较直观，反映轮廓的信息量多，所以应用较广泛。在常用的参数值范围内（Ra为0.025~6.3μm，Rz为0.10~25μm）推荐优先选用Ra。由于受仪器测头的限制，对于过于粗糙的或者太光滑的表面，则不宜采用Ra值。评定参数Rz的测量值方法最简单，用来评定某些不允许出现较大加工痕迹的零件表面零件上狭小的表面（表面不足一个取样长度时）有实际意义。3.5.2评定参数值的选用表面粗糙度评定参数的数值已经标准化了，应按规定的系列参数值选用，根据表面功能和生产的经济合理性综合考虑。确定评定参数时，除有特殊要求的表面外外，通常多用类比法来取。这时主要考虑零件的功能要求，一般情况下，确定参数的大小应该考虑以下因素：1.同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应比非工作表面小。2.摩擦表面的表面粗糙度值应比非摩擦表面小，有相对运动的工作表面，运动速度越高，其表面粗糙参数值也越小。3.承受交变载荷的零件，其最易产生应力集中的部位，表面粗糙度参数值应较小。4.要求配合性质稳定可靠的部件，表面粗糙度参数值应较小。对过盈配合，为保证联结可靠，载荷越大，表面粗糙度参数值应越小，对间隙配合，间隙越小，表面粗糙度参数值也应越小。5.要求防腐蚀密封性能或外观要求美观等，表面粗糙度参数值应较小。3.6轴类零件图的标注[互换性与测量技术课程三级报告]11结论本次互换性三级项目，课题是《轴类零件的精度与检测》，通过对轴结构分析、加工方法、加工生产误差的分析、公差给定等过程，我们加深了对轴系零件加工和轴类精度设计的认识。我们查阅了很多有关互换性、机械设计、冷加工的书籍，对轴整个的设计生产使用检测有了完整的认识。通过这次互换性三级项目的学习经历，了解了如何去学习一个零件互换性的设计与检测，为我们以后去学习其他零件的互换性奠定了坚实的基础，为课程设计的精度设计乃至未来学习和工作做了铺垫。在这次项目中我们小组成员一起研究、查资料一同思考互相帮助，没有共同的努力彼此的帮助我们不可能完成项目，通过小组合作我们增强了团队合作意识与能力。参考文献[1]邵晓荣,张艳.互换性与测量技术基础[M].北京:中国标准出版社,2011.[2]龚湘义.机械设计课程设计图册[M].北京:高等教育出版社,2006.[3]许立忠,周玉林.机械设计[M].北京:中国标准出版社，2009.[4]贾春玉，张树存.画法几何与机械制图[M].北京:中国标准出版社,2011.[互换性与测量技术课程三级报告]12