机械零件的精度设计.ppt
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1、第 12 章 机 械 零 件 的 精 度 设 计,内 容 提 要,1. 机械零件精度设计的内容及选用; 2. 圆柱齿轮精度设计的内容及选用: (1)单个齿轮的精度设计内容及选用; (2)齿轮坯的精度设计内容及选用; (3) 齿轮副的精度设计内容及选用。 3. 轴的精度设计内容及选用; 4. 齿轮减速器箱体的精度设计内容及选用; 5. 装配图上标注的尺寸和配合代号。,12.1 典 型 零 件 的 精 度 设 计,我们以齿轮减速器为例来说明机械零件的精 度设计问题。,从动齿轮宽度 b = 60mm ,其基准孔的公称尺寸为58mm,滚动轴承孔的跨距 L = 100 mm, 齿轮为钢制,箱体材料为铸铁
2、。,12.1.1 齿轮的精度设计,齿轮的 精度设计,1. 齿轮的精度等级,2. 齿轮和齿坯的尺寸精度,3.齿轮和齿坯的几何精度,4.齿轮和齿坯的表面粗糙度,1. 确定齿轮的精度等级,确定齿轮精度等级的方法采用类比法。,见表10.4所示,,减速器用齿轮精度等级为69级。,计算齿轮圆周线速度,确定其平稳性精度。,从动轮转速为,从动轮分度圆直径为,根据v = 4.6 m/s查表10.5得平稳性精度为 :,8 级。,运动精度要求不高,故也选8级;载荷分布均匀性精度一般不低于平稳性精度,我们选7级。,2. 确定齿轮必检偏差项目的允许值,运动准确性:齿距累积总偏差 FP =,平稳性: 单个齿距偏差 fpt
3、 =,齿廓总偏差 F =,载荷分布均匀性:螺旋线总偏差 F=,由表10.1、和 表10.2(在下页)得:,0.07,0.018,0.025,0.021,3. 确定齿轮的最小法向侧隙和齿厚上、下偏差,(1)最小法向侧隙,根据中心距a查表10.6。,用插入法得 jbnmin= 0.155mm。,(2) 齿厚上、下偏差的计算,由表10.1和表10.2查得 fpt1=17m, fpt2=18m, F=21 m 和 L = 100 , b = 60 。,将上述数据代入上式(10.4),由表10.8得,fa=31.5 m。, 上偏差:,将上述数据:,代人式(10.5)得齿厚上偏差为, 下偏差:,由表10.
4、7 求 br,(3) 公法线长度及其上、下偏差的计算,对于中等模数的齿轮通常用公法线长度上、下 偏差代替齿厚上、下偏差。,公法线长度按下式计算,端面分度圆压力角 t 为,引用齿数 z按下式计算,跨齿数 k按下式计算,则,根据Esns=-0.110、 Esni=-0.223和 Fr=0.056代入式(10.8),可得公法线长度上、下偏差为,按计算结果,在图样上的标注为,4. 确定齿坯精度,(1) 基准孔的尺寸公差和几何公差,由表10.10得基准孔58的尺寸公差为,IT7, 基准孔的尺寸公差, 基准孔的几何公差,根据式(10.12)和式(10.13)计算值中较小的值为基准孔的圆柱度公差,(2) 齿
5、顶园的尺寸公差和几何公差, 齿顶园的尺寸公差,由表10.10得齿顶园(作基准)的尺寸公差为,IT8, 齿顶园的几何公差,齿顶园的圆柱度公差值为,由式(10.15)得齿顶圆对基准孔轴线的圆跳动公差为,如果齿顶园不做基准时,其尺寸公差带为h11,图样上不必给出注出几何公差。,(3) 基准端面的圆跳动公差,由式(10.14)得基准端面对基准孔轴线的圆跳动公差为,5. 确定齿轮副精度,(1) 齿轮副中心距极限偏差,由表10.8查得 fa=0.0315,则在图样上标注为,(2) 轴线平行度偏差,由式(10.11)得垂直平面上的平行度偏差最大 值为,由式(10.10)得轴线平面上的平行度偏差最大值为,6.
6、 确定齿轮内孔键槽尺寸及其极限偏差,齿轮内孔与轴结合采用普通平键正常联结。,根据齿轮内孔为58查表8.1,,键槽宽度公差带为16JS9=160.0215,t2=4.3,图上标准尺寸为,键槽配合表面的中心平面对基准孔轴线对称度公差取8级和 b = 16,查表4.16得,对称度公差值为 t = 0.02。,7. 确定齿轮各部分的表面粗糙度参数值,(1)齿面 (表10.11):,齿面表面粗糙度为 Ra1.25m,(2)基准孔(表10.12):,Ra的上限值为,1.252.5m 取2 m。,(3) 基准端面和顶圆(表10.12):,取3.2 m。,(4) 键槽,(5)其余表面 : Ra12.5m。,基
7、准端面和顶圆Ra的上限值为2.55m,配合表面: Ra3.2m;,非配合表面: Ra6.3m。,8. 确定齿轮的未注尺寸公差和未注几何公差,(1) 未注尺寸公差按GB/T1804给出 取中等级m 。,(2) 未注几何公差按GB/T1184给出 取中等级K 。,9. 齿轮工作图( 在下页),12.1.2 轴 的 精 度 设 计,轴类零件的精度设计应根据与轴相配合零件 (如滚动轴承、齿轮等)对轴的精度要求,合理 地确定轴的各部位的尺寸公差、几何公差和表面 粗糙度参数值。,我们以图12.1减速器的输出轴为例来说明轴的 精度设计。,1. 确定尺寸精度,(1) 55(与0级滚动轴承内圈配合)轴颈尺寸公差
8、,属于轻负荷。,(2) 58(与齿轮基准孔的配合)轴颈 的尺寸公差带,根据齿轮最高精度等级为7级,查表10.10得内孔尺寸公差为IT7 ,与其配合的轴为IT6。,(3)45(与IT9齿轮基准孔的配合)轴颈的 尺寸公差带,同理(同58)可选45轴颈与齿轮基准孔的配合代号为,45H8/n7,(4) 58r6 和45n7轴上 的键槽宽度尺寸公差 带公差带,若都采用普通平键联结,根据表8.1得,58r6 轴上的键槽公差带为16N9。,45n7 轴上的键槽公差带为14N9。,2. 确定几何公差,与轴承内圈配合表面要求圆柱度公差,按0级轴承查表6.6, 得圆柱度公差值为0.005。,(4) 为保证55、5
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