第10章 零件工作图的设计

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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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