燕山大學(xué)互換性三級(jí)項(xiàng)目報(bào)告

1、互換性與測(cè)量技術(shù)三級(jí)項(xiàng)目報(bào)告 題目：軸類零件的精度與檢測(cè) 班班 級(jí)：級(jí)： 姓姓 名：名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 提交時(shí)間：提交時(shí)間： 2014 年年 12 月月 11 日日 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 1 目 錄 一、摘一、摘 要要.2 二、前言二、前言.- 3 - 三、正文三、正文.- 4 - 3.1 軸類零件的特點(diǎn)及加工方法.- 4 - 3.2 軸類零件的誤差種類及各種加工方法的精度等級(jí).- 4 - 3.2.1 誤差種類： .- 4 - 3.2.2 加工方法及其公差等級(jí).- 5 - 3.3 軸類零件的尺寸公差選用.- 5 - 3.3.1 基準(zhǔn)制的選用.- 5 - 3.3.2 精度等級(jí) .

2、- 6 - 3.3.3 配合種類和配合選用.- 6 - 3.4 軸類零件的幾何公差選用.- 8 - 3.4.1 形位公差項(xiàng)目選擇.- 8 - 3.5 軸類零件的表面粗糙度選擇等.- 8 - 3.6 最終選擇結(jié)果.- 10 - 3.6.1 尺寸公差：.- 10 - 3.6.2 形位公差： - 11 - 3.6.3 粗糙度：.- 12 - 四、結(jié)四、結(jié) 論論.- 13 - 五、參考文獻(xiàn)五、參考文獻(xiàn).- 14 - 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 2 一、摘一、摘 要要 為了加深我們對(duì)軸類零件的誤差分析、加工方法及其精度的理解， 靈活運(yùn)用零件的尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度，熟練掌握軸類零件 圖的標(biāo)注。

3、本項(xiàng)目中我們運(yùn)用了互換性中誤差、公差、偏差、表面粗糙 度、尺寸標(biāo)注等互換性理論知識(shí)，還包括機(jī)械設(shè)計(jì)中軸的長(zhǎng)度、直徑的 選取及機(jī)械制造工藝中軸類零件的加工方案等知識(shí)方法?，F(xiàn)在常用的軸 類零件形位公差檢測(cè)方法有三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、平臺(tái)打表點(diǎn)法。平臺(tái)打表點(diǎn) 法測(cè)量具體方法有：頂點(diǎn)法、V 形塊法。本次項(xiàng)目為課程設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸的 設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，并鍛煉了團(tuán)隊(duì)合作能力，增強(qiáng)了小組成員的實(shí) 踐能力. 二、前言二、前言 20 世紀(jì)初，汽車工業(yè)迅速發(fā)展，形成了現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)，由于批量大 和零部件品種多，要求組織專業(yè)化集中生產(chǎn)和廣泛的協(xié)作。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn) 生產(chǎn)專業(yè)化與協(xié)作的基礎(chǔ)。機(jī)械工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一是公差

4、與配合 標(biāo)準(zhǔn)。1902 年英國(guó)紐瓦爾公司編制出版的“極限表”，是世界上最早的公差 與配合標(biāo)準(zhǔn)。30 年代前后，各工業(yè)國(guó)家都頒布了公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 1926 年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ISA)成立，1935 年公布了國(guó)際公差制 ISA 草案。 第二次世界大戰(zhàn)后，重建國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO),1962 年頒布 ISO/R286- 1926 極限與配合制。中國(guó)于 1959 年頒布公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB159174-59,1979 年頒布公差與配合新標(biāo)準(zhǔn) GB1800-1804-79，已有 尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等基本要素的公差和軸承、螺紋、齒輪等通 用零件的公差與配合等整套標(biāo)準(zhǔn)。 目前普通軸類零

5、件多為車削加工，其加工等級(jí)基本在 IT7IT11 級(jí)，精 密軸達(dá)到 IT6 或 IT5 級(jí)。按使用要求，主要軸頸直徑尺寸精度為 IT6IT9 級(jí)，精密軸頸也可達(dá)到 IT5 級(jí)。普通精度的軸，配合精度對(duì)支撐軸頸的徑向 圓跳動(dòng)一般為 0.010.03mm。其表面粗糙度支撐軸頸為 0.21.6m，配 合軸頸為 0.43.2m。普通軸類零件精度基本能滿足多數(shù)需求，而航空航 天或較小的器物等才需要更精密的零件。 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 - 4 - 三、正文三、正文 3.1 軸類零件的特點(diǎn)及加工方法軸類零件的特點(diǎn)及加工方法 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來(lái)支撐傳動(dòng)零部 件，傳遞扭矩

6、和承受載荷，同時(shí)又通過(guò)軸承與機(jī)器的機(jī)架連接。軸類零件是 旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和 螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)功用和結(jié)構(gòu)形狀，軸類有多種形式，如光軸、 空心軸、半軸、階梯軸、花鍵軸、偏心軸、曲軸、凸輪軸等。 階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內(nèi)容與基本規(guī) 律。 3.2 軸類零件的誤差種類及各種加工方軸類零件的誤差種類及各種加工方 法所能達(dá)到的的精度等級(jí)法所能達(dá)到的的精度等級(jí) 3.2.1 誤差種類誤差種類： 尺寸誤差：零件的實(shí)際尺寸與其理想尺寸的差異。包括直線尺寸誤差、 中心距誤差、角度誤差。 形狀誤差和位置誤差：構(gòu)成零件的幾何形體的實(shí)際

7、形狀對(duì)其理想形狀、 幾何形體的實(shí)際位置對(duì)其理想位置的變動(dòng)量，簡(jiǎn)稱形位誤差。 表面微觀幾何形狀誤差（表面粗糙度）：加工表面上具有較小的間距和 峰谷所形成的微觀幾何形狀誤差。通常它的波距在 1mm 以下。 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 - 5 - 3.2.2 加工方法及其公差等級(jí)加工方法及其公差等級(jí) 車削：7，8，9，10，11 銑削：8，9，10，11 圓磨：5，6，7，8 3.3 軸類零件的尺寸公差選用軸類零件的尺寸公差選用 3.3.1 基準(zhǔn)制的選用基準(zhǔn)制的選用 基孔制 1. 基孔配合制的選擇 一般情況下，優(yōu)先采用基孔配合制。 2. 基軸配合制的應(yīng)用場(chǎng)合 1) 用冷拉鋼制圓柱型材制作光軸作為基

8、準(zhǔn)軸 這一類圓柱型材的規(guī)格已標(biāo)準(zhǔn)化，尺寸公差等級(jí)一般為 IT7IT9。它 作為基準(zhǔn)軸，軸徑可以免去外圓。 切削加工，只要按照不同的配合性質(zhì)來(lái)加工孔，可實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的最 佳效果 2) “一軸多孔”，而且構(gòu)成的多處配合的松緊程度要求不同的場(chǎng)合 所謂“一軸多孔”指一軸與兩個(gè)或兩個(gè)以上的孔組成配合。 3) 軸為標(biāo)準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)部件(如：鍵、銷、軸承等) 3. 非基準(zhǔn)制應(yīng)用的場(chǎng)合 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：為了滿足配合的特殊需要，允許采用非基準(zhǔn)制配合，即 采用任一孔、軸公差帶(基本偏差代號(hào)非 H 的孔或 h 的軸)組成的配合。 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 - 6 - 3.3.2 精度等級(jí)精度等級(jí) 1. 公差等級(jí)的選

9、擇依據(jù) 主要是根據(jù)使用性能對(duì)尺寸精度及配合一致性要求的高低來(lái)確定。 2.選擇公差等級(jí)的原則 1）在滿足使用性能的前提下，盡量選取較低的公差等級(jí)。所謂“較低的 公差等級(jí)”是指：假如 IT7 級(jí)以上(含 IT7)的公差等級(jí)均能滿足使用性能要 求，那么，選擇 IT7 級(jí)為宜。它既保證使用性能，又可獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 2）盡量遵守標(biāo)準(zhǔn)推薦的孔與軸公差的等級(jí)組合規(guī)定。 3.3.3 配合種類和配合選用配合種類和配合選用 1) 間隙配合 間隙配合主要應(yīng)用的場(chǎng)合：孔軸之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)和需 要拆卸的無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的配合部位。 2) 過(guò)渡配合 過(guò)渡配合主要應(yīng)用的場(chǎng)合：孔與軸之間有定心要求， 而且需要拆卸的靜聯(lián)接(即無(wú)

10、相對(duì)運(yùn)動(dòng))的配合部位。 3) 過(guò)盈配合 過(guò)盈配合主要應(yīng)用的場(chǎng)合：孔與軸之間需要傳遞扭矩 或準(zhǔn)確定心的靜聯(lián)接(即無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng))的配合部位。 配合選擇的方法 有類比法、計(jì)算法和試驗(yàn)法 3 種。 1) 類比法。 同公差等級(jí)的選擇相似，大多通過(guò)查表將所設(shè)計(jì)的配合部位的工作條件 和功能要求與相同或相似的工作條件或功能要求的配合部位進(jìn)行分析比較， 對(duì)于已成功的配合作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而確定配合代號(hào)。此選擇方法主要應(yīng)用 在一般、常見的配合中。 2）計(jì)算法。 計(jì)算法主要用于兩種情況：一是用于保證與滑動(dòng)軸承的間隙配合，當(dāng)要 求保證液體摩擦?xí)r，可以根據(jù)滑動(dòng)摩擦理論計(jì)算允許的最小間隙，從而選定 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)

11、告 - 7 - 適當(dāng)?shù)呐浜稀６峭耆揽垦b配過(guò)盈傳遞負(fù)荷的過(guò)盈配合，可以根據(jù)要求傳 遞負(fù)荷的大小計(jì)算允許的最小過(guò)盈，再根據(jù)孔、軸材料的彈性極限計(jì)算允許 的最大過(guò)盈，從而選定適當(dāng)?shù)呐浜稀?3) 試驗(yàn)法。 試驗(yàn)法主要用于特別重要配合的選擇。這些部位的配合選擇，需要進(jìn)行 專門的模擬試驗(yàn)，以確定工作條件要求的最佳間隙或過(guò)盈及其允許變動(dòng)的范 圍，然后，確定配合性質(zhì)。 3.4 軸類零件的幾何公差選用軸類零件的幾何公差選用 3.4.1 形位公差項(xiàng)目選擇形位公差項(xiàng)目選擇 總原則: 在保證零件功能要求的前提下，應(yīng)盡量減少形位公差項(xiàng)目，檢測(cè)方 法簡(jiǎn)便，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 1、考慮零件的幾何特征 2、考慮零件的

12、使用要求 3、考慮檢測(cè)的方便性 平面類零件有平面度公差,不會(huì)有圓度、圓柱度和跳動(dòng)公差機(jī)床主軸規(guī) 定跳動(dòng)公差,軸頸處規(guī)定同軸度,齒輪與軸肩規(guī)定垂直度,鍵槽兩側(cè)規(guī)定對(duì)稱 等回轉(zhuǎn)類零件用徑向全跳動(dòng)代替圓柱度和同軸度，用圓跳動(dòng)代替垂直度基準(zhǔn) 的選擇在保證使用要求前提下力求使設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)的基準(zhǔn)三者統(tǒng)一 形位公差等級(jí)的選擇 總原則: 在保證零件使用性能前提下，盡量選低精度等級(jí)，推薦: T 形 狀T 位置T 尺寸 t = (0.25 0.5)T 形位尺寸。 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 - 8 - 3.5 軸類零件的表面粗糙度選擇等軸類零件的表面粗糙度選擇等 一.評(píng)點(diǎn)參數(shù)的選擇 表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)中，

13、高度參數(shù)是最常用的。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中主要采用 了 Ra 和 Rz 兩個(gè)參數(shù)，Ra 一般用電動(dòng)輪廓儀進(jìn)行測(cè)量。由于 Ra 的概念較 直觀，反映輪廓的信息量多，所以應(yīng)用較廣泛。在常用的參數(shù)值范圍內(nèi)（Ra 為 0.0256.3m，Rz 為 0.1025m）推薦優(yōu)先選用 Ra。由于受儀器測(cè) 頭的限制，對(duì)于過(guò)于粗糙的或者太光滑的表面，則不宜采用 Ra 值。 評(píng)定參數(shù) Rz 的測(cè)量值方法最簡(jiǎn)單，用來(lái)評(píng)定某些不允許出現(xiàn)較大加工 痕跡的零件表面零件上狹小的表面（表面不足一個(gè)取樣長(zhǎng)度時(shí)）有實(shí)際意義。 二.評(píng)定參數(shù)值得選用 表面粗糙度評(píng)定參數(shù)的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，應(yīng)按規(guī)定的系列參數(shù)值選用。 當(dāng)按表面功能和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)合理性

14、綜合考慮。確定評(píng)定參數(shù)時(shí)，處特殊要求 外，通常多用類比法來(lái)取。這時(shí)主要考慮零件的功能要求，一般情況下，確 定參數(shù)的大小應(yīng)該考慮以下因素： 1.同一零件上，工作表面的粗糙度參數(shù)值應(yīng)比非工作表面小。 2.摩擦表面的表面粗糙度值應(yīng)比非摩擦表面小，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工作表面，運(yùn) 動(dòng)速度越高，其表面粗糙參數(shù)值也越小。 3.承受交變載荷的零件，其最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng) 較小。 4.要求配合性質(zhì)穩(wěn)定可靠的部件，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)較小。對(duì)過(guò)盈配合， 為保證聯(lián)結(jié)可靠，載荷越大，表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)越小，對(duì)間隙配合，間隙 越小，表面粗糙度參數(shù)值也應(yīng)越小。 5.要求防腐蝕密封性能或外觀要求美觀等，表面粗

15、糙度參數(shù)值應(yīng)較小。 3.6 最終選擇結(jié)果最終選擇結(jié)果 3.6.1 尺寸公差尺寸公差： 1)左起第一段，與軸承配合， 由 4-14（P87）查得，直徑尺寸的公差帶為 m6。查表 2-3 （P20），T=16，查表 2-4（P23），得 ei=+0.011，則有 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 - 9 - es=+0.027。 2)左起第三段，與齒輪配合 ，由表 4-5 （P71），選擇過(guò)盈配合 ,直徑 尺寸公差帶 p6，精度等級(jí) IT6， T=19, 得 ei= +0.032，es= +0.051mm ； 鍵槽與鍵的配合為基軸制，且鍵尺寸為 bxh=16x10,查表 5-2 （p92）,選緊密聯(lián)接

16、,ei=-0.061， es=-0.018, 基本偏差系列 p, 精度等級(jí) IT9。鍵槽深度:6.0mm es=+0.2, ei=0 。 3)左起第四段：與軸承和套筒配合。同左起第一段。 4)左起第五段：與毛氈接觸，按 GB/T 1804-m 標(biāo)準(zhǔn)。 5)右起第一段：與聯(lián)軸器配合，不經(jīng)常拆卸，因此直徑尺寸的公差帶為 m6, T=16,得 ei=+0.009, es=+0.025;鍵槽寬 b 的上下偏差查表 5-2 ,ei=-0.061， es=-0.018；鍵深上下偏差分別為 es=+0.2, ei=0。 3.6.2 形位公差：形位公差： 1)左起第一段：與軸承配合，需要規(guī)定圓柱度與軸肩平面的

17、端面圓跳動(dòng)。 P88,4-18 查，圓柱度公差 0.0025,端面圓跳動(dòng)公差 0.012。由于此 段與其他的軸段非“一刀切”，故需要規(guī)定其軸線與基準(zhǔn)軸線的同軸度， 查表得，同軸度公差 0.012。 2)左起第三段：與齒輪配合，需要規(guī)定圓跳動(dòng)。查 P41，表 2-12 對(duì)中間 軸線的圓跳動(dòng)公差 0.015；鍵槽需要規(guī)定對(duì)稱度，查 P41 表 2-12 對(duì) 稱度公差 0.015 3)左起第四段：除無(wú)需規(guī)定同軸度外，其余都與左起第一段相同。 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 - 10 - 4)右起第一段;與聯(lián)軸器配合，需要規(guī)定對(duì)中間軸線的圓跳動(dòng) ，查 P41，表 2-12 圓跳動(dòng)公差為 0.015:鍵槽

18、需要規(guī)定對(duì)稱度. 3.6.3 粗糙度粗糙度： 1）左起第一段：與軸承配合，Ra=0.8，軸端面 Ra=3.2 2）左起第三段：與齒輪配合，Ra=0.8。鍵槽側(cè)面 Ra=3.2，鍵槽底面粗糙 度 Ra=6.3 3）左起第四段：與軸承配合，Ra=0.8，周端面不參與配合。 4）左起第五段：與毛氈接觸，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故 Ra=0.8。 5）右起第一段：與聯(lián)軸器配合，Ra=0.8；鍵槽底面粗糙度 Ra=6.3，側(cè)面 粗糙度 Ra=3.2。 互換性與測(cè)量技術(shù)課程三級(jí)報(bào)告 - 11 - 四、結(jié)四、結(jié) 論論 又一次以一個(gè)小組來(lái)做三級(jí)項(xiàng)目，雖然小組成員和以往不同，但大家團(tuán) 結(jié)的心是相同的，都為了同一個(gè)目標(biāo)一起努力，在做之前大家都分配了相應(yīng) 的任務(wù)，所以做起來(lái)也如魚得水，在自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域盡自己最大的能力，整 個(gè)項(xiàng)目做起來(lái)也比以前簡(jiǎn)單多了，可獲得的收獲不比以前簡(jiǎn)單，除了收獲友 誼，團(tuán)隊(duì)的交流，溝通，團(tuán)隊(duì)之間的磨合，完成一個(gè)項(xiàng)目所需要什么，自己 更擅長(zhǎng)哪方面，團(tuán)隊(duì)思想的