互換性三級(jí)項(xiàng)目

1、互換性與測量技術(shù)三級(jí)項(xiàng)目報(bào)告題目：軸類零件的精度與檢測班 級(jí)： 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(duì)傳動(dòng)的平穩(wěn)性，軸的壽命等很多方面有重要作用，為此需對(duì)其精度進(jìn)行分析與檢測。對(duì)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(jí)，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(duì)應(yīng)不同的粗糙度等級(jí)，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(duì)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(huì)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(jí)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(shí)，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(shí)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(dòng)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(duì)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(duì)軸頸和軸頭提出平行度和同軸度等要求。對(duì)于滑動(dòng)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(gè)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(jí) 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(huì)有大小不同的偏差

9、，零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。代號(hào)為4的軸頭：軸頭上會(huì)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(dòng)誤差會(huì)影響與齒輪的配合。 代號(hào)為2和6的軸徑：軸頸對(duì)公共基準(zhǔn)軸線會(huì)產(chǎn)生徑向圓跳動(dòng)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(huì)影響實(shí)際安裝。 代號(hào)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(duì)稱誤差，即指以基準(zhǔn)為對(duì)稱中心，包含被測表面的對(duì)稱平面（或軸心線）的兩個(gè)平面之間的最小距離，會(huì)影響平鍵聯(lián)結(jié)的可靠性。 代號(hào)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(huì)對(duì)定位的零件位置產(chǎn)生影響。 以上誤差會(huì)對(duì)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(huì)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(duì)其理想平面的變動(dòng)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(gè)方面的誤差。iv.圓度：實(shí)際圓對(duì)理想圓變動(dòng)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(píng)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(duì)基準(zhǔn)軸線位置的變化量.。iv.對(duì)稱度：對(duì)稱度指以基準(zhǔn)為對(duì)稱中心，包含被測表面的對(duì)稱平面（或軸心線）的兩個(gè)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(dòng)的范圍即一形體的軸線或中心平面的實(shí)際位置相對(duì)理論位置的允許變動(dòng)范圍。vi.圓跳動(dòng)：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(dòng)：全跳動(dòng)公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際被測要素對(duì)理想回轉(zhuǎn)面的允許變動(dòng)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(dòng)；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(dòng)。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(huì)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(hào)為3和6的軸徑，與軸承內(nèi)圈相配合，要以滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈為基準(zhǔn)件，基孔制加工配合軸徑。 B.代號(hào)為1號(hào)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(hào)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(hào)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(jí)的選擇 軸段1、3、4、6與滾動(dòng)軸承、齒輪和聯(lián)軸器的公差等級(jí)，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(jí)，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(jí)。3.3配合種類和配合選用 傳動(dòng)軸上與之配合聯(lián)軸器、齒輪、滾動(dòng)軸承，兩者之間沒有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(dòng)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(duì)軸頸同軸度規(guī)定圓跳動(dòng)4、3幾何公差等級(jí)的選擇在軸頭軸頸等軸段處存在徑向圓跳動(dòng)，因?yàn)榛境叽绶秶?0-50之間，對(duì)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(dòng)公差值為0.020mm。在定位軸肩處存在端面圓跳動(dòng),知端面圓跳動(dòng)為0.012mm。鍵槽：鍵槽對(duì)軸的中心線的對(duì)稱度誤差選擇6級(jí)，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(jí)項(xiàng)目，課題是軸類零件的精度與檢測，通過對(duì)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(duì)軸系零件加工和軸類精度設(shè)

17、計(jì)的認(rèn)識(shí)。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(duì)軸整個(gè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)使用檢測有了完整的認(rèn)識(shí)。通過這次互換性三級(jí)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)經(jīng)歷為，了解了如何去學(xué)習(xí)一個(gè)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?cè)鰪?qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)與能力。 本次互換性三級(jí)項(xiàng)目中，我們學(xué)習(xí)的不僅是知識(shí)更是一種意識(shí)。，不論是怎樣一個(gè)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(shí)沒有一個(gè)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?cè)趯W(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(gè)環(huán)節(jié)沒有嚴(yán)格要求認(rèn)真對(duì)待，其錯(cuò)誤的蝴蝶效應(yīng)一定會(huì)為整個(gè)工程到來不可挽回的巨大損失。我們?cè)谖磥淼墓ぷ鲗W(xué)習(xí)中一定會(huì)秉持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，去詮釋一個(gè)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(hào) 主要責(zé)任者.文獻(xiàn)題名文獻(xiàn)類型標(biāo)識(shí).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(dòng)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