互換性三級項(xiàng)目

1、互換性與測量技術(shù)三級項(xiàng)目報(bào)告題目：軸類零件的精度與檢測班 級： 機(jī)控一班 姓 名： 劉雅梁 崔彭博 李佳霖 金炳岐 錢達(dá)軍 指導(dǎo)教師： 張艷 提交時(shí)間： 摘 要在機(jī)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(jìn)行分析與檢測。對軸類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工方法進(jìn)行分析，根據(jù)其使用范疇，確定加工方法以及所能達(dá)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(yīng)不同的粗糙度等級，加工零件時(shí)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(yīng)儀器對加工出來的軸類零件進(jìn)行檢測，選取允許范圍內(nèi)的零件

2、進(jìn)行裝配。 目 錄 0 前言1 1 軸類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jié) 論7參考文獻(xiàn)80、前言隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)、管理技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，產(chǎn)品的復(fù)雜程度及其質(zhì)量要求日益提高。為適應(yīng)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(zhì)量，必須按照專業(yè)化協(xié)作的原則進(jìn)行生產(chǎn)。在這種大背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)人員需要在精度設(shè)計(jì)方面力求優(yōu)化，所以互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)日益重要。本次三級項(xiàng)目的研究目的就是在同學(xué)學(xué)習(xí)完本課程后，將理論投入實(shí)踐，熟練運(yùn)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(dá)到鞏固與更深層次的理解。本次項(xiàng)目涉及到軸類零件徑向尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)?；Q性與測量技術(shù)將測量、標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量學(xué)等有關(guān)部分有機(jī)結(jié)合在一起，而且涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、質(zhì)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(yàn)兩方面的內(nèi)容，與機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及其質(zhì)量控制密切相關(guān)。該課程結(jié)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(jī)械生產(chǎn)，必須遵循互換性的原則。只要運(yùn)用正確的技術(shù)測量方法

4、，將幾何量的誤差控制在一定的范圍內(nèi)，就能實(shí)現(xiàn)互換性?；Q性原則是組織現(xiàn)代化，生產(chǎn)極為重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則，機(jī)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(kuò)大，互換性原則的應(yīng)用范圍也越來越大。1、軸類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其加工方法1.1軸系零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件的結(jié)構(gòu)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(yīng)該用鍛造的毛坯，鑄造毛坯應(yīng)用很少。為了減輕重量或?yàn)榱私Y(jié)構(gòu)上的需要，某些機(jī)器的軸常采用空心的剖面。因?yàn)閭鬟f轉(zhuǎn)矩主要靠軸的外表面材料，所以空心

5、軸比實(shí)心軸在材料的利用上較經(jīng)濟(jì)。有時(shí)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(jié)構(gòu)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(shí)還要規(guī)定這些部分的表面粗糙度，這些技術(shù)條件對軸的運(yùn)轉(zhuǎn)性能關(guān)系很大。為使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必要時(shí)還應(yīng)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(shí)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(diǎn)看，軸的各橫截面最好是等強(qiáng)度的。但是從工藝觀點(diǎn)來看，軸的形狀卻是越簡單越好。在決

6、定軸的外形時(shí)，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(shí)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(zhuǎn)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(yīng)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(guān)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(diào)質(zhì)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(yàn)    按圖樣技術(shù)要求項(xiàng)目檢查2、 軸類零件的誤差種類及各種加工方法所能達(dá)到的精度等級 軸系簡圖 實(shí)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(shí)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(jìn)行裝配，其在生產(chǎn)加工時(shí)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(zhǔn)軸線會產(chǎn)生徑向圓跳動誤差，即被測要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周時(shí)，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(shí)軸頸上安裝軸承其圓柱度誤差會影響實(shí)際安裝。 代號1和4上的鍵槽：單鍵聯(lián)結(jié)是通過鍵的側(cè)面與軸槽側(cè)面相接觸來傳遞轉(zhuǎn)矩，鍵槽側(cè)面產(chǎn)生的對稱誤差，即指以基準(zhǔn)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(jié)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(shí)，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(shí)際表面相對其理想平面的變動量,理想平面的位置應(yīng)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(shí)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(jià)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(zhǔn)軸線位置的變化量.。iv.對稱度：對稱度指以基準(zhǔn)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(shí)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(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)一周時(shí)，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(guān)聯(lián)實(shí)際被測要素對理想回轉(zhuǎn)面的允許變動量。當(dāng)理想回轉(zhuǎn)面是以基準(zhǔn)要素為軸線的圓柱面時(shí)，稱為徑向全跳動；與當(dāng)理想回轉(zhuǎn)面是與基準(zhǔn)軸線垂直的平面時(shí)，稱為軸向(端面)全跳動。加工精度是指零件

12、加工后的實(shí)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(xì)車、粗銑和粗磨等加工方法。所能達(dá)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(zhǔn)制的選擇 A.代號為3和6的軸徑，與軸承內(nèi)圈相配合，要以滾動軸承的內(nèi)圈為基準(zhǔn)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?yàn)槁?lián)軸器是標(biāo)準(zhǔn)件，所以加工該軸徑端時(shí)按基孔制進(jìn)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(diào)整方便，選用非基準(zhǔn)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(yīng)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(yùn)動，也不用經(jīng)常拆卸，故應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)公差尺寸。 3.4

14、根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)給出各段的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)精度，幾何公差項(xiàng)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(zhuǎn)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(zhì)和嚙合精度，幾何公差項(xiàng)目的選擇如下 A、為保證軸頭與齒輪/聯(lián)軸器配合性質(zhì)應(yīng)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?yàn)榛境叽绶秶?0-50之間，對圓柱體結(jié)合件的尺寸公差選定為IT7，則相應(yīng)選定形位公差為IT7。故此處相應(yīng)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(guān)推薦和應(yīng)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(cè)面取Ra1.6,鍵槽側(cè)面取Ra3.2，鍵槽的上下面取Ra6.3，其余表面均為Ra12.5結(jié) 論 本次互換性三級項(xiàng)目，課題是軸類零件的精度與檢測，通過對軸結(jié)構(gòu)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(shè)

17、計(jì)的認(rèn)識。我們查閱了很多有關(guān)互換性、機(jī)械設(shè)計(jì)、冷加工的書籍，對軸整個的設(shè)計(jì)生產(chǎn)使用檢測有了完整的認(rèn)識。通過這次互換性三級項(xiàng)目的學(xué)習(xí)經(jīng)歷為，了解了如何去學(xué)習(xí)一個零件互換性的設(shè)計(jì)與檢測，使我們以后去學(xué)習(xí)其他零件的互換性打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為課程設(shè)計(jì)的精度設(shè)計(jì)乃至未來學(xué)習(xí)和工作做了鋪墊。在這次項(xiàng)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(xiàng)目，通過小組合作我們增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識與能力。 本次互換性三級項(xiàng)目中，我們學(xué)習(xí)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(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算得來的，圖紙上的標(biāo)識沒有一個是多余或者隨意寫的，其后都是科學(xué)的結(jié)

18、晶，這教育我們在學(xué)習(xí)或者工作中都要一絲不茍的按照要求遵循規(guī)律。在設(shè)計(jì)加工安裝不論哪個環(huán)節(jié)沒有嚴(yán)格要求認(rèn)真對待，其錯誤的蝴蝶效應(yīng)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(xué)習(xí)中一定會秉持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，去詮釋一個機(jī)械工程師的嚴(yán)謹(jǐn)精神。參考文獻(xiàn)1 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M. 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011年。參考文獻(xiàn)按照國際標(biāo)準(zhǔn)錄入，具體格式如下a.專著、論文集、學(xué)位論文、報(bào)告 序號 主要責(zé)任者.文獻(xiàn)題名文獻(xiàn)類型標(biāo)識.出版地：出版者，出版年：起止頁碼. 例:2 劉 國，陳紹業(yè)，王風(fēng)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(xué)數(shù)學(xué)系數(shù)學(xué)研究所，1983.4 馮西橋.核反應(yīng)堆壓力管道與壓力容器的LBB分析R.北京：清華大