機械精度設計課程設計

1、遼寧工程技術大學機械精度設計課程設計班 級： 機自15-1學 號：姓 名：指導教師：冷岳峰完成日期：2018-1-25課程設計任務書設計原始資料減速器結構及公稱尺寸、設計任務（1）分析裝配體結構圖使用要求并進行精度設計，內(nèi)容包括： 裝配圖中配合關系，主要零件的尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度 等。（2）選擇適當比例尺，利用計算機二維繪圖軟件繪制零件圖， 并標注精度要求。（3）針對主要零件選擇一個重要尺寸，設計其檢測時使用的專 用量規(guī)，并繪制該量規(guī)的工作圖。三、設計成果（1）零件圖（A2或A3）3）專用量規(guī)工作圖（A2或A3）4）課程設計說明書（5000字左右）四、成績評定序號評分標準滿分得分1零

2、件圖結構表達是否完整，與裝配圖是否對 應；精度要求是否合理，標注是否規(guī)范、完 整302專用量規(guī)設計計算是否正確，工作圖繪制是 否正確，標注是否規(guī)范、完整303設計說明書內(nèi)容是否完整、格式是否規(guī)范， 設計過程態(tài)度是否端正、積極104答辯時回答是否正確、完整30總分100成績：合格（總分60分）不合格（總分V 60 分）指導教師：冷岳峰日 期：摘要減速器是一種相對機密的機械，使用其目的在于降低轉速，增加 轉矩。按照傳動級數(shù)不同可以分為單機和多級減速器：按照齒輪形狀 可以分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器，圓柱-圓錐齒輪減速 器；按照傳動的布置形式可以分為展開式、分流式和同進軸式減速 器。減速器是一

3、種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪 -蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用作原動件與工作機之間的減速傳 動裝置。在現(xiàn)代機械應用中應用極為廣泛。本次課程設計以使我們掌 握精度設計的方法為目的，以減速器的輸出軸精度確設計為藍本，讓 我們進行精度設計的鍛煉與實際運用。本文對二級減速器測繪的結果 進行說明，畫出了測繪過程的零件圖，并根據(jù)測量值利用反比法求出 其精度等級，其中包括幾何精度、尺寸精度、表面粗糙度的設計。其 次還對卡規(guī)進行設計。最后將設計編寫成說明書。 關鍵詞：減速器；卡規(guī)；表面粗糙度；幾何精度；尺寸精度AbstractReducer is a relatively confident

4、ial mechanical, the purpose is to reduce speed, increase torque. According to different transmission steps can be divided into single and multi-stage reducer: According to the gear shape can be divided into cylindrical gear reducer, bevel gear reducer, cylindrical - bevel gear reducer; According to

5、the transmission arrangement can be divided into expansion type, shunt Type and with the shaft reducer. The reducer is a kind of independent component consisting of gear drive, worm drive and gear-worm drive enclosed in a rigid housing. It is often used as a decelerator between the motor and the wor

6、king machine. In modern machinery applications is extremely versatile. The course design to make us master the method of precision design for the purpose of reducer output shaft precision is indeed a blueprint for design, let us exercise precision design and practical application. This paper describ

7、es the results of the secondary reducer mapping, draw the parts of the mapping process map, and the use of inverse ratio method to determine the accuracy level, including the geometric accuracy, dimensional accuracy, surface roughness design. Followed by the card design. Finally, the design written

8、instructions.目錄1減速器精度設計51.1減速器各部件使用要求及分析51.1.1 軸上與聯(lián)軸器相連的部分 51.1.2 圓柱齒輪使用要求 51.1.3 滾動軸承使用要求51.2尺寸精度設計 6123選擇配合種類71.3幾何精度設計 778888 81.4表面精度設計 82 量規(guī)的設計 102.1 量規(guī)的設計原則及其結構102.1.1 設計原則102.1.2 結構形狀102.2 量規(guī)工作尺寸的計算11參考文獻131. 減速器精度設計1.1 減速器各部件使用要求及分析聯(lián)軸器連接兩軸共同回轉以傳遞運動和轉矩，實現(xiàn)軸與軸之間的 連接、分離，從而實現(xiàn)動力的傳遞和終端。且聯(lián)軸器需拆裝和更換，

9、輸入軸部分所選擇的聯(lián)軸器為TL8型彈性柱銷聯(lián)軸器軸徑為 40mm 因為使用鍵連接，所以軸徑選擇為 40mm 鍵和鍵槽配合選用基軸 制， 且平鍵為標準件， 查表 4.7-2 和書 34頁得鍵的標準公差等級為 8級（1）傳 遞運動的 準確性 齒輪傳遞運動的準確性是指齒輪在一轉范圍內(nèi)， 速比變化不超過 一定限度， 可用齒輪一轉過程中產(chǎn)生的最大轉角誤差表示。 通常， 對 于速比 恒定 的 齒輪傳動， 理論 上要 求在主動輪等速轉 動時 ， 從動輪也 做相等速度轉動。 也就是說， 在任一時刻， 從動輪的轉角偏差（實際 轉角與理論轉角之差）均為零。 實際上， 由于各種誤差的存在， 加工 后得到的齒輪， 其

10、齒廓相對于旋轉中心分布不均， 且齒廓線也不可能 是理論的漸開線， 在齒輪傳動中必然引起傳動比的變化。（2）傳遞 運動的 平穩(wěn)性 傳遞運動的平穩(wěn)性是指齒輪在轉一齒的范圍內(nèi)， 瞬時傳動比變化不超過一定限度。 因 為這一變動將會引起沖擊、震動和噪聲。 它可以 用轉一齒過程中的最大轉角誤差表示。 實際齒輪傳動中由于受齒廓偏 差、齒 距偏 差等影響， 傳動比 在任 何時刻都不會恒定 ， 即 使只轉過很 小的 角 度都 會有轉角誤差。（3）載荷分布的 均勻性 載荷分布的均勻性是要求一對齒輪嚙合時， 工作齒面接觸良好，載荷分布要均勻， 以免引起應力集中， 造成局部磨損， 影響齒輪的使 用 壽命 。（4）齒側

11、間隙的合理性齒側間隙的合理性是指一對齒輪嚙 合時， 非接觸面一定要有足夠間隙。（1）滾動軸承的基本結構及分類滾動軸承是一個標準部件，通常皆成對使用。滾動軸承一般由 外圈、內(nèi)圈、滾動體和保持架組成。按滾動體形狀，可分為球軸承、 圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承和滾針軸承?？紤]減速器中的軸承要承 受軸向力，這段軸上的軸承選擇圓錐滾子軸承。（2）滾動軸承的互換性 為了便于在機械上安裝軸承和更換新軸承，軸承內(nèi)圈與軸頸、 外圈與外殼孔之間的外互換采用完全互換；而基于技術經(jīng)濟性的考 慮，滾動軸承各組成零件之間的內(nèi)互換一般采用分組裝配法，為不完 全互換。滾動軸承正常工作時，必須滿足下列兩項要求： 必要的旋轉精度。

12、合適的游隙。（3）滾動軸承的公差等級 滾動軸承的公差等級由軸承的尺寸公差和旋轉精度決定。前者 是指軸 承內(nèi) 徑 d、 外 徑 D、 寬度 B 的尺寸 公差 及圓 錐滾 子軸承裝 配尺 寸公差。后者是指軸承內(nèi)、外圈的徑向跳動和端面跳動，軸承滾道的 側向擺動，軸承內(nèi)、外圈兩端面的平行度等幾何公差要求。1.2 尺 寸 精度 設 計1.2.1 基準制選擇由于減速器非標準件，加上經(jīng)濟方面的因素，最終選擇基孔制， 則孔的 公差 代號為 H。1.2.2 標準公差等級的選擇50軸頸：該軸頸與與精度6X的30310圓錐滾子軸承配合， 參照表 3-14 標準 公差等級 選用 IT6 ， 在以表 3-5 可知公 差

13、值 為 0.019mm ； 60 軸 頸 ： 該 軸 頸 安裝 傳動齒輪 ， 該 齒輪 即傳 遞運動又 傳遞 動 力由表 6-4 可知齒輪 精 度等級 為 IT7 ， 參考 表 3-14 該 軸 頸標 準公差 等級選 用 IT6, 由表 3-5 可知 公差 值為 0.019mm 70 軸 頸 ： 該 軸 頸 不與 任何零件 配合 ， 為 非配 合尺寸， 由經(jīng) 濟 條件參 照表 3-14 標準公差 等級 選用 IT18 公 差值為 4.6mm； 60 軸 頸 ： 該 軸 頸 不與 任何零件 配合 ， 為 非配 合尺寸， 由經(jīng) 濟條件參 照表 3-14 標準公差 等級 選用 IT18, 公差 值為

14、 4.6mm；48軸頸：該軸頸與軸承端蓋配合，參照表3-14選用精度等級IT9, 由 表 3-5 可知公 差值為 0.062mm; 40軸頸： 該軸頸與聯(lián)軸器配合， 參照表 3-14 選用精度等級IT6, 由 表 3-5 可知公差值為 0.016mm;1.2.3 選擇配合種類 50 軸 頸： 該 軸頸與 軸承 配 合， 需要 傳遞 運動和轉 矩， 并且 在 軸承磨損之后可以取下更換， 還需滿足拆卸要求， 因此選用過度配 合， 差表 3-18 得公差代號為 k， 該軸頸的配合代號為 50H7/ k6 60 軸頸： 該軸頸與齒輪配合， 需要傳遞運動和轉矩， 并且可 以滿足拆卸要求， 因此同樣為過渡

15、配合， 查表 3-18 得， 公差代號為 n, 該軸 頸的配合代號為 60H7/n6 48 軸頸： 該軸頸與軸 承端蓋配合， 有普通潤滑油潤滑支撐， 采用間隙配合， 查表 3-18 可得， 該軸頸的公差代號為 f， 該軸頸的 配 合 代 號 為 60 f9 40 軸 頸： 該 軸頸 與聯(lián) 軸器 配合， 需 要傳 遞運 動和 轉矩， 并 且 要滿足拆卸要求， 采用過渡配合， 差表 3-18 可得， 該軸的公差代號 為 m， 該 軸 頸 的 配 合 代 號 為 40 m6綜上， 50, 60, 48, 40 標注 在零件圖 上。1.3 幾何精度設計1.3.1 公差項目選擇與圓錐滾子軸承相配合的軸頸

16、的圓柱度， 與圓錐滾子軸承相配合 的軸頸對其（公共）軸線的圓跳動， 與傳過渡配合動件齒輪相配合表 面對其公共支撐軸線的圓跳動， 與軸承相配合的定位軸肩的端面圓跳 動， 與傳動件齒輪相配合定位軸肩的端面圓跳動， 與鍵相配合的鍵槽 的對稱度。1.3.2 基準選擇以安裝時 50, 60, 40 三軸頸的公共軸線為基準。1.3 公差原則的選擇考慮50,60,40的配合關系，采用包容要求，其余公差 項目采用獨立原則。1.3.4 幾何公差等級的選擇由表 4-12 可知， 兩鍵槽的平行度選 6級由表 4-14 知該軸的圓柱度為 6級由表 4-16 知該軸的定位軸肩的圓跳動與與圓錐滾子軸承相配合的 軸頸對其（

17、公共）軸線的圓跳動為 6級， 與傳動件齒輪相配合表 面對其公共支撐軸線的圓跳動為 7級。1.3.5 公差值的選擇圓跳動： 500.012mm, 600.025mm,兩端面圓 跳動： 0.015mm圓 柱 度 ： 500.004mm, 600.004mm,鍵槽的 對 稱度： 0.012mm未注工差： 參考教材 P125-P1261.4 表面精度設計運用類比法， 查表 5-4 可以確定各部分的表面粗糙度。（1）輸出軸和聯(lián)軸器相連接的軸端， 由于制造過程不需要過于精 密，并且與聯(lián)軸器連接并不需要配合要求，可確定Ra值為3.2卩 m 。（2）安裝軸承端蓋的軸徑處， 由于是輸出軸和軸承端蓋的結合 面，所

18、以表面精度Ra值可以確定為1.6卩m 。（3）安裝軸承處軸徑 ， 屬于中轉速軸的軸徑所以表面粗糙度 Ra 值為1.0卩m 。（4）做軸承軸肩處其基面及表面質量要求較高， 所以確定其表面精度值Ra值為2.0卩m（5）做齒輪的軸肩處， 由于是制作軸時所產(chǎn)生的退刀槽， 所以其 表面精度值Ra值為6.3卩m（6）和齒輪接觸的軸端， 采用鍵進行配合所以該處加工精度并不 需要很高，所以該處表面粗糙度值Ra為3.2卩m（7）鍵槽側面， 作為退刀槽， 有可見的加工痕跡， 所以確定其表面粗糙度Ra值6.3卩m（ 8）鍵槽底 面為粗加 工表 面，應用 范圍較廣 所以 其表面粗 糙度 Ra值為12.5卩m。2量規(guī)的

19、設計2.1 量 規(guī) 的設 計 原則及 其 結構2.1.1 設計原則當設計的軸和孔的要求遵守包容原則時，檢驗該軸、孔用的光滑 極限量 規(guī)的 設計應符 合極限尺 寸判 斷原則（ 即泰勒原 則）。 所謂 極限 尺寸判 斷原 則是孔或 軸的作用 尺寸 不允許超 過最大實 體尺 寸（ MMS）： 對于孔及其作用尺寸應不小于最小極限尺寸；對于軸則應不大于最大 極限尺 寸。 同時，在 任何位置 上的 實際尺寸 不允許超 過最 小實體尺 寸 （ I.MS）: 對 于孔實際 尺寸應不 大于 最大極限 尺寸；對 于軸 則應不小 于 最小極限尺寸。2.1.2 結構形狀根據(jù)設計原則，通規(guī)應設計成全角的，即其測量而應具

20、有與被測 孔或軸相應的完整表面，其尺寸應等于被測孔或軸的最大實體尺寸， 其長度應與被測孔或軸的配合長度一致：止規(guī)應設計成兩點接觸式 的，其 尺寸 應等于被 測孔或軸 的最 小實體尺 寸。 A 若被測 工件的孔 為 橢圓形 ，它 的實際輪 廓在 x 和 ，方 向均超 出了極限 尺寸 。 如果把 通 規(guī)和止規(guī)都做成具有全角輪廓的圓柱形塞規(guī)，則止規(guī)就發(fā)現(xiàn)不了孔在 y 方 向己 超出 最大 極 限尺寸 的幾 何 形狀誤差 ：如 果把通規(guī) 和止規(guī)都 做 成兩點接觸式的球端桿規(guī)或做成線接觸的片狀塞規(guī)，則通規(guī)就有可能 發(fā)現(xiàn)不 了孔 在 x 方向 己小于最 小極 限尺寸的 幾何形狀 誤差 。 這兩種 情 況都

21、有 可能 把超差的 孔誤認為 合格 ，因此， 只有將通 規(guī)做 成全角塞 規(guī)，止規(guī)做成球端桿規(guī)或片狀塞規(guī)才能避免上述弊病。但在實際應 用中， 極限 量規(guī)常偏 離上 述原 則。 例如， 為 了用已標 準化 的量規(guī)， 允 許通規(guī) 的長 度小于結 合面的全 長； 對于尺寸 大于 100nlrtl 的孔 ， 用 全角寒 規(guī)很 笨重， 允 許用不全 角塞 規(guī)；環(huán)規(guī) 通規(guī)不能 檢驗 正在 頂尖 上 加工的 工件 及曲軸， 允許用卡 規(guī)代 替；檢驗 小孔的塞 規(guī)止 規(guī)， 常用 便 于制造 的全 角寒規(guī)： 剛度差的 工件 ， 也常用 全角寒規(guī) 或環(huán) 規(guī)。 注意 ， 只有在 保證 被檢驗工 件的形狀 誤差 不影響

22、配 合性質的 前提 下， 才 允 許使用偏離極限尺寸判斷原則的量規(guī)。選用量規(guī)結構形式時，必須考慮 工件結構、大小、產(chǎn)量和檢驗效率等2.2量規(guī)工作尺寸的計算（1）按公差和配合的國家標準確定軸的上下偏差?；IT6=0.016es=+0.018,ei=0.018-0.016=+0.002（2）按表2-5-12查出工作量規(guī)制造公差T值和位置要素Z值?卡規(guī) T=0.0024mmZ=0.0028mm ；形 位公差礦0.0012mm（3）計算量規(guī)的上下偏差，畫出公差帶圖通規(guī) 上偏差：Ts=es-Z+T/2=0.018-0.0028+0.0012=0.0164mm通規(guī) 下偏差：Ti=es-Z-T/2=0.018-0.0028+0.0012=0.0140mm通規(guī)磨