第10章 零件工作图的设计

机械设计课程设计 第10章 零件工作图的设计

零件工作图是零件制造、检验和制订工艺规程的基本技术文件。它既反映设计意图，又考虑到制造、使用的可能性和合理性。因此，必须保证图形、尺寸、技术要求和标题栏等零件图的基本内容完整、无误、合理。

零件工作图应在装配图设计之后绘制。每个零件图应单独绘制在一个标准图幅中，其基本结构和主要尺寸应与装配图一致。制图比例优先采用 1 : 1 。

合理选择和安排视图，以清楚地表达结构形状及尺寸数值。其主视图应最能反映零件特征，以其工作方位或加工方位绘制，细部结构可以另行放大绘制。

尺寸标注一定要选好基准面，重要尺寸直接标出，标注在最能反映形体特征的视图上。对配合尺寸及要求精确的几何尺寸，应标出尺寸的极限偏差，如配合的轴和孔、机体孔中心距等。做到尺寸完整，便于加工测量，避免尺寸重复、遗漏、封闭及数值差错。

所有表面都应注明表面粗糙度，可以对重要表面单独标注，对较多表面具有同样表面粗糙度的统一标注。数值按表面作用及制造经济原则选取。

零件图上还应标注必要的形位公差。普通减速器零件的形位公差等级可选6～8级，特别重要的地方（如与滚动轴承孔配合的轴颈处）按6级选择，大多数按8级选择。

零件图上还要提出技术要求，它是不便用图形和符号表示，而在制造时又必须保证的要求。对传动零件还要列出主要几何参数、精度等级及偏差表。

对齿轮、蜗轮等传动件，应列出主要几何参数、精度等级及项目偏差表。

在图纸右下角应画出标题栏，格式与尺寸可按国家标准规定的格式绘制，亦可采用表13-9格式。

本章将说明减速器中的轴、齿轮、箱体等典型零件工作图的设计要点，并推荐相应各种零件表面粗糙度、形位公差选取的有关资料。

10.1 轴类零件工作图的设计要点

这类零件系指圆柱体形状的零件，如轴、套筒等。 1．视图选择

一般轴类零件只需一个视图，轴线水平布置主视图（见“第23章）”。在有键槽和孔的地方，增加必要的剖视图或剖面图。对不易表达清楚的局部，例如退刀槽、越程槽等，必要时应绘制局部放大图。

2．尺寸标注

主要是直径尺寸和轴向尺寸。

标注直径尺寸要注意配合部位的直径尺寸及偏差值。不同位置上同一尺寸的几段轴径，

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第一部份 机械设计课程设计指导书 应逐一标注，不能省略。圆角、倒角等细部结构尺寸也不能漏掉（可在技术要求中加以说明）。

标注长度尺寸时，应根据设计及工艺要求确定尺寸基准面，通常以轴孔配合端面及轴端面作为基准面。长度尺寸精度要求较高的轴段应直接标注，取加工误差不影响装配要求的轴段作为封闭环，其长度尺寸不标注。不允许出现封闭的尺寸链。

如图10-1为一轴零件图的尺寸标注示例，其主要加工过程见表10-1。基准面①是齿轮与轴的定位面，为主要基准，轴段长度59、108、10都以基准面①作为基准标注。φ45轴段长度59与保证齿轮轴向定位的可靠性有关，φ50轴段的长度10与控制轴承安装位置有关；基准面②作为辅助基准面，φ30轴段长度69为联轴器安装要求所确定；φ35轴段长度的加工误差不影响装配精度，因而取为封闭环，加工误差可积累在该轴段上，以保证主要尺寸的加工精度。

图10-1 轴零件图的尺寸标注示例 表10-1 轴零件的主要工序示例

序号 工 序 名 称 工 序 草 图 加工尺寸 轴向 径向 1 下料、车外圆、端面、打中心孔 270 φ50 2 中心孔定位卡 住一头，车φ45 108 φ45 3 车φ40 59 φ40 4 调头， 车φ40 10 φ40 - 79 -

机械设计课程设计 序号 工 序 名 称 工 序 草 图 表10-1（续） 加工尺寸 轴向 径向 30 6 车φ30 7 8 9 铣键槽 b1、b2 磨φ40 两处 修整 按零件图尺寸要求 Lb1＝60 Lb2＝90 ≥28 按图样及技术要求 — h1＝60 h2＝90 60 5 车φ35 φ35 φ30 φ40 — 3．表面粗糙度

轴的所有表面都要加工，各表面的粗糙度可以查手册或按表10-2 选取。

表10-2 轴的工作表面的表面粗糙度 (μm)

加 工 表 面 与传动件及联轴器轮毂相配合的表面 与／P0级滚动轴承相配合的表面 平键键槽的工作面 与传动件及联轴器轮毂相配合的轴肩端面 与佃级滚动轴承相配合的轴肩端面 平键键槽底面 Ra 3.2～0.8 1.6～0.8 3.2～1.6 6.3～3.2 3.2 6.3 密封处的表面 3.2～1.6 1.6～O.8 0.8～0.4 加工表面 毡 圈 ≤3 Ra 橡胶油封 ＞3～5 5～l0 3.2～1.6 间隙及迷宫 与轴接触处的圆周速度(m/S) 4．形位公差

按表面作用查阅荐用表数值，见表10-3。

表10-3 轴的形位公差等级 类别 项 目 形与轴承配合表面的圆度或圆柱度 状公差 与传动件轴孔配合表面的圆度或圆柱度 与轴承配合表面对中心线的圆跳动 位置公差 轴承定位端面对中心线的端面圆跳动 与传动件轴孔配合表面对中心线的圆跳动 与传动件定位端面对中心线的端面圆跳动 键槽对轴中心线的对称度 注：“*\见表16-9。 - 80 -

等级 * 7～8 6 * 6～8 6～8 7～9 作 用 影响轴承与轴配合的松紧及对中性，会发生滚道几何变形而缩短轴承寿命 影响传动件与轴配合的松紧及对中性 影响传动件及轴承的运转偏心、 影响轴承定位，造成套圈歪斜，恶化轴承工作条件 影响齿轮传动件的正常运转，有偏心，精度降低 影响齿轮传动件的定位及受载均匀性 影响键受载的均匀性及拆装难易程度 第一部份 机械设计课程设计指导书 图10-2是齿轮轴形位公差图。它表明了轴颈及端面、齿轮轴段、输入端段、键槽的形状及相互位置的基本要求。

5．技术要求

（1）对材料的力学性能和化学成分的要求。 （2）对材料表面力学性能的要求，如热处理及其表面硬度等。

（3）对加工的要求，如中心孔，配合加工等。 （4）对未注倒角、圆角及修饰部位的说明，长轴校直等。

（5）对未注公差尺寸的公差等级要求。

图10-2 轴形位公差

10.2 齿轮类零件工作图的设计要点

1．视图选择（见第23章 零件工作图参考图例）

齿轮、蜗轮等盘类零件的图样一般选取1～2个视图，主视图轴线水平布置，并作剖视表达内部结构，侧视图可只绘制主视图表达不清的键槽与孔。

对装配式蜗轮结构，需分别绘制蜗轮组件图和齿圈、轮毂的零件图。齿轮轴与蜗杆轴的视图与轴类零件图相似。为表达齿形的有关特征及参数，必要时应绘局部剖面图。

2．尺寸标注

齿轮类零件与安装轴配合的孔、齿顶圆和齿轮轮毅端面是加工、检验和装配～的基准，尺寸精度要求高，应标注尺寸及其极限偏差、形位公差。分度圆直径虽，不能直接测量，但作为基本设计尺寸，应予标注。

蜗轮组件中，轮缘与轮毅的配合；锥齿轮中，锥距及锥角等保证装配和啮合的重要尺寸，应按相关标准标注。

3．表面粗糙度

按表面作用查阅荐用表数值，见表10-4。

表10-4 齿轮、蜗轮工作表面的表面粗糙度Ra (μm) 加 工 表 面 轮 齿 工 作 面 齿顶圆 是测量基面 非测量基面 轴孔配合面 与轴肩配合的端面 其它加工面 精 度 等 级 6 ＜0.8 1.6 3.2 1.6～0.8 3.2～0.8 3.2～0.8 6.3～1.6 7 1.6～0.8 1.6～0.8 6.3～3.2 8 3.2～1.6 3.2～1.6 6.3 3.2～1.6 3.2～1.6 3.2～1.6 6.3～3.2 9 6.3～3.2 6.3～3.2 12.5～6.3 6.3～3.2 6.3～3.2 6.3—3.2 12.5～6.3 轮圈与轮心配合面 注：原则上尺寸数值较大时选取大一些的Ra数值。

4．齿坯形位公差

按表面作用查阅荐用表数值，见表10-5。

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机械设计课程设计 表10-5 齿坯的形位公差等级 类别 形状 公差 形状 公差 项 目 轴孔的圆柱度 齿顶圆对中心线的圆跳动 齿轮基准端面对中心线的端面圆跳动 轮毂键槽对孔中心线的对称度 符号 等 级 6～8 作 用 影响轴孔配合的松紧及对中性 ①

按齿轮精度等 在齿形加工后引起运动误差齿向误差， 级及尺寸确定 影响传动精度及载荷分布的均匀性 7～9 影响键受载的均匀性及装拆的难易 ① 齿坯公差可以查阅齿轮精度标准荐用表。

5．啮合特性表

齿轮类零件的主要参数和误差检验项目，应在齿轮（蜗轮）啮合特性表中列出。啮合特性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见第20章。啮合特性表的格式参见附录A的传动零件图例。

6．技术要求

（1）对毛坯的要求，如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氧化皮及毛刺等。 （2）对材料的化学成分和力学性能要求，允许使用的代用材料。

（3）零件整体或表面处理的要求，如热处理方法、热处理后的硬度、渗碳、渗氮要求及淬火深度等。

（4）未注倒角、圆角半径的说明。

（5）其他特殊要求，如修形及对大型或高速齿轮进行平衡实验等。

10.3 箱体零件工作图的设计要点

1．视图选择（见第23章 零件工作图参考图例）

箱体类零件的结构比较复杂，一般需用3个视图表达，且常需增加一些局部视图、剖视图和放大图。主视图的选择可与箱体实际放置位置一致。

2．尺寸标注

箱体构形复杂，标注尺寸时应考虑设计、制造、测量的要求。为此，应注意以下几点： (1)选好基准，最好使设计、加工和装配基准统一，以便于加工和检验。如箱盖或箱座的高度方向尺寸最好以剖分面（加工基准面）为基准；箱体的宽度方向尺寸应以宽度的对称中心线作为基准，见图10-3 。箱体的长度方向尺寸可取轴承孔中心线作为基准，见图10-4 。标注时要避免出现封闭尺寸链。

图10-3 箱盖宽度方向尺寸的标注示例 图10-4 箱体长度方向尺寸的标注示例 - 82 -

第一部份 机械设计课程设计指导书 (2)可将箱体尺寸分为定位尺寸和形状尺寸。定位尺寸是确定箱体各部位相对于基准的位置尺寸，如孔的中心线、曲线定位位置，及其他有关部位或局部结构与基准间的距离。形状尺寸是箱体各部分形状结构大小的尺寸，应直接标出，如箱体长宽高和壁厚、各种孔径及其深度、圆角半径、槽的宽度和深度、螺纹尺寸、观察孔、油尺孔、放油孔等。

(3)对影响机器工作性能的尺寸要直接标出，以保证加工准确性，如箱体孔的中心距及其偏差等。对影响零部件装配性能的尺寸也应直接标出，如嵌人式端盖，其箱体上沟槽位置尺寸影响轴承轴向固定，故沟槽外侧两端面间的尺寸应直接标出。

(4)标注尺寸要考虑铸造工艺特点，便于木模制作。因木模多由基本形体拼接而成，故应在基本形体的定位尺寸标出后，再标注各部分形体自身的形状尺寸。

(5)重要配合尺寸都应标出尺寸极限偏差。机体尺寸繁多，应避免尺寸遗漏、重复及封闭倒角、圆角、起模斜度等，必须标出或在技术要求中说明。

3．表面粗糙度

按表面作用查阅荐用表数值，见表 10-6。

表10-6 箱体的表面粗糙度Ra推荐值 (μm) 表 面 位 置 箱体剖分面 与滚动轴承（/P0级）配合的轴承座孔D 轴承座外端面 螺栓孔沉头座 表面粗糙度推荐值 3.2～1.6 0.8(D≤80mm ), 3.2(D＞80mm), 6.3～3.2 12.5 表 面 位 置 与轴承盖及其套杯配合的孔 机加工油沟及观察孔上表面 箱体底面 圆锥销孔 表面粗糙度推荐值 3.2 12.5 12.5～6.3 3.2～1.6 4．形位公差

箱体的形位公差主要与轴系安装精度及减速器工作性能有关，推荐项目见表10-7。

表10-7 箱体的形位公差等级 类别 项 目 符号 等级 对工作性能的影响 形状 轴承座孔的圆度或圆柱度 公差 剖分面的平面度 轴承座孔中心线间的平行度 两轴承座孔中心线的同轴度 位置公差 轴承座孔端面对中心线的垂直度 轴承座孔中心线对剖分面的在垂直平面上位置度 两轴承孔中心线相互间的垂直度 表16-9 影响箱体与轴承的配合性能及对中性 7～8 影响剖分面的密合性及防渗漏性能 * 6～8 7～8 小于影响齿面接触斑点及传动的平稳性 影响轴系安装及齿面负荷分布的均匀性 影响轴承固定及轴向受载的均匀性 0.3mm 影响孔系精度及轴系装配 7～8 影响传动精度及负荷分布的均匀性 注：“*”由齿轮精度等级和尺寸决定，见表20-26。

5．技术要求

(l)对铸件清砂、清洗、表面防护（如涂漆）的要求。

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机械设计课程设计 (2)铸件的时效处理。

(3)对铸件质量的要求（如不许有缩孔、砂眼和渗漏现象等）。 (4)未注明的倒角、圆角和铸造斜度的说明。

(5)机座和机盖组装后配作定位销孔，并加工轴承座孔和外端面的说明。 (6)组装后分箱面处不许有渗漏现象，必要时可涂密封胶等的说明。 (7)其它必要的说明（如图上未注明的轴承座孔中心线的平行或垂直度等）。

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第一部份 机械设计课程设计指导书 第10章 零件工作图的设计 10.1 轴类零件工作图的设计要点 10.2 齿轮类零件工作图的设计要点 10.3 箱体零件工作图的设计要点

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