机械精度设计课程设计

机械精度设计课程设计集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

辽宁工程技术大学《机械精度设计》课程设计班级：机自15-1

学号：

姓名：

指导教师：冷岳峰

完成日期： 2018-1-25

课程设计任务书

一、设计原始资料

减速器结构及公称尺寸

二、设计任务

（1）分析装配体结构图使用要求并进行精度设计，内容包括：装配图中配合关系，主要零件的尺寸公差、几何公差、表面粗糙度等。

（2）选择适当比例尺，利用计算机二维绘图软件绘制零件图，并标注精度要求。

（3）针对主要零件选择一个重要尺寸，设计其检测时使用的专用量规，并绘制该量规的工作图。

三、设计成果

（1）零件图（A2或A3） 1张

（3）专用量规工作图（A2或A3） 1张

（4）课程设计说明书（5000字左右） 1份四、成绩评定

成绩：□合格（总分≥60分）□不合格（总分＜60分）

指导教师：冷岳峰

日期：

摘要

减速器是一种相对机密的机械，使用其目的在于降低转速，增加转矩。按照传动级数不同可以分为单机和多级减速器：按照齿轮形状可以分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器，圆柱-圆锥齿轮减速器；按照传动的布置形式可以分为展开式、分流式和同进轴式减速器。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在现代机械应用中应用极为广泛。本次课程设计以使我们掌握精度设计的方法为目的，以减速器的输出轴精度确设计为蓝本，让我们进行精度设计的锻炼与实际运用。本文对二级减速器测绘的结果进行说明，画出了测绘过程的零件图，并根据测量值利用反比法求出其精度等级，其中包括几何精度、尺寸精度、表面粗糙度的设计。其次还对卡规进行设计。最后将设计编写成说明书。关键词：减速器；卡规；表面粗糙度；几何精度；尺寸精度

Abstract

Reducer is a relatively confidential mechanical, the purpose is to reduce speed, increase torque. According to different transmission steps can be divided into single and multi-stage reducer: According to the gear shape can be divided into

cylindrical gear reducer, bevel gear reducer, cylindrical -

bevel gear reducer; According to the transmission arrangement

can be divided into expansion type, shunt Type and with the

shaft reducer. The reducer is a kind of independent component consisting of gear drive, worm drive and gear-worm drive enclosed in a rigid housing. It is often used as a decelerator between the motor and the working machine. In modern machinery applications is extremely versatile. The course design to make

us master the method of precision design for the purpose of reducer output shaft precision is indeed a blueprint for design, let us exercise precision design and practical application.

This paper describes the results of the secondary reducer mapping, draw the parts of the mapping process map, and the use of inverse ratio method to determine the accuracy level, including the geometric accuracy, dimensional accuracy, surface roughness design. Followed by the card design. Finally, the design written instructions.

目录

1减速器精度设计 (5)

1.1减速器各部件使用要求及分析 (5)

1.1.1轴上与联轴器相连的部分 (5)

1.1.2圆柱齿轮使用要求 (5)

1.1.3滚动轴承使用要求 (5)

1.2尺寸精度设计 (6)

(6)

(6)

1.2.3选择配合种类 (7)

1.3几何精度设计 (7)

(7)

(8)

(8)

(8)

(8)

(8)

1.4表面精度设计 (8)

2量规的设计 (10)

2.1量规的设计原则及其结构 (10)

2.1.1设计原则 (10)

2.1.2结构形状 (10)

2.2量规工作尺寸的计算 (11)

参考文献 (13)

1.减速器精度设计

1.1减速器各部件使用要求及分析

联轴器连接两轴共同回转以传递运动和转矩，实现轴与轴之间的连接、分离，从而实现动力的传递和终端。且联轴器需拆装和更换，输入轴部分所选择的联轴器为TL8型弹性柱销联轴器轴径为φ40mm，因为使用键连接，所以轴径选择为φ40mm。键和键槽配合选用基轴制，且平键为标准件，查表4.7-2和书34页得键的标准公差等级为8级

（1）传递运动的准确性

齿轮传递运动的准确性是指齿轮在一转范围内，速比变化不超过一定限度，可用齿轮一转过程中产生的最大转角误差表示。通常，对于速比恒定的齿轮传动，理论上要求在主动轮等速转动时，从动轮也做相等速度转动。也就是说，在任一时刻，从动轮的转角偏差（实际转角与理论转角之差）均为零。实际上，由于各种误差的存在，加工后得到的齿轮，其齿廓相对于旋转中心分布不均，且齿廓线也不可能是理论的渐开线，在齿轮传动中必然引起传动比的变化。

（2）传递运动的平稳性

传递运动的平稳性是指齿轮在转一齿的范围内，瞬时传动比变化不超过一定限度。因为这一变动将会引起冲击、震动和噪声。它可以用转一齿过程中的最大转角误差表示。实际齿轮传动中由于受齿廓偏差、齿距偏差等影响，传动比在任何时刻都不会恒定，即使只转过很小的角度都会有转角误差。

（3）载荷分布的均匀性

载荷分布的均匀性是要求一对齿轮啮合时，工作齿面接触良好，载荷分布要均匀，以免引起应力集中，造成局部磨损，影响齿轮的使用寿命。

（4）齿侧间隙的合理性齿侧间隙的合理性是指一对齿轮啮合时，非接触面一定要有足够间隙。

（1）滚动轴承的基本结构及分类

滚动轴承是一个标准部件，通常皆成对使用。滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。按滚动体形状，可分为球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和滚针轴承。考虑减速器中的轴承要承受轴向力，这段轴上的轴承选择圆锥滚子轴承。

（2）滚动轴承的互换性

为了便于在机械上安装轴承和更换新轴承，轴承内圈与轴颈、外圈与外壳孔之间的外互换采用完全互换；而基于技术经济性的考虑，滚动轴承各组成零件之间的内互换一般采用分组装配法，为不完全互换。滚动轴承正常工作时，必须满足下列两项要求：

①必要的旋转精度。

②合适的游隙。

（3）滚动轴承的公差等级

滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。前者是指轴承内径d、外径D、宽度B的尺寸公差及圆锥滚子轴承装配尺寸公差。后者是指轴承内、外圈的径向跳动和端面跳动，轴承滚道的侧向摆动，轴承内、外圈两端面的平行度等几何公差要求。

1.2尺寸精度设计

1.2.1基准制选择

由于减速器非标准件，加上经济方面的因素，最终选择基孔制，则孔的公差代号为H。

1.2.2标准公差等级的选择

Φ 50轴颈：该轴颈与与精度6X的30310圆锥滚子轴承配合，

参照表3-14标准公差等级选用IT6，在以表3-5可知公差值为

0.019mm；

Φ 60轴颈：该轴颈安装传动齿轮，该齿轮即传递运动又传递动力由表6-4可知齿轮精度等级为IT7，参考表3-14该轴颈标准公差等级选用IT6,由表3-5可知公差值为0.019mm

Φ 70轴颈：该轴颈不与任何零件配合，为非配合尺寸，由经济条件参照表3-14标准公差等级选用IT18公差值为4.6mm；

Φ 60轴颈：该轴颈不与任何零件配合，为非配合尺寸，由经济条件参照表3-14标准公差等级选用IT18,公差值为4.6mm；

Φ 48轴颈：该轴颈与轴承端盖配合，参照表3-14选用精度等级

IT9,由表3-5可知公差值为0.062mm;

Φ 40轴颈：该轴颈与联轴器配合，参照表3-14选用精度等级IT6,由表3-5可知公差值为0.016mm;

1.2.3选择配合种类

Φ 50轴颈：该轴颈与轴承配合，需要传递运动和转矩，并且在轴承磨损之后可以取下更换，还需满足拆卸要求，因此选用过度配合，差表3-18得公差代号为k，该轴颈的配合代号为Φ 50H7/k6Φ 60轴颈：该轴颈与齿轮配合，需要传递运动和转矩，并且可以满足拆卸要求，因此同样为过渡配合，查表3-18得，公差代号为n,该轴颈的配合代号为Φ 60H7/n6

Φ 48轴颈：该轴颈与轴承端盖配合，有普通润滑油润滑支撑，采用间隙配合，查表3-18可得，该轴颈的公差代号为f，该轴颈的配合代号为Φ 60f9

Φ 40轴颈：该轴颈与联轴器配合，需要传递运动和转矩，并且要满足拆卸要求，采用过渡配合，差表3-18可得，该轴的公差代号为m，该轴颈的配合代号为Φ 40m6

综上，Φ 50,Φ 60,Φ 48,Φ 40标注在零件图上。

1.3几何精度设计

1.3.1公差项目选择

与圆锥滚子轴承相配合的轴颈的圆柱度，与圆锥滚子轴承相配合的轴颈对其（公共）轴线的圆跳动，与传过渡配合动件齿轮相配合表面对其公共支撑轴线的圆跳动，与轴承相配合的定位轴肩的端面圆跳动，与传动件齿轮相配合定位轴肩的端面圆跳动，与键相配合的键槽的对称度。

1.3.2基准选择

以安装时Φ 50,Φ 60,Φ 40三轴颈的公共轴线为基准。

1..3公差原则的选择

考虑Φ 50,Φ 60,Φ 40的配合关系，采用包容要求，其余公差项目采用独立原则。

1.3.4几何公差等级的选择

由表4-12可知，两键槽的平行度选6级

由表4-14知该轴的圆柱度为6级

由表4-16知该轴的定位轴肩的圆跳动与与圆锥滚子轴承相配合的轴颈对其（公共）轴线的圆跳动为6级，与传动件齿轮相配合表面对其公共支撑轴线的圆跳动为7级。

1.3.5公差值的选择

圆跳动：Φ 500.012mm,Φ 600.025mm,

两端面圆跳动：0.015mm

圆柱度：Φ 500.004mm,Φ 600.004mm,

键槽的对称度：0.012mm

未注工差：参考教材P125-P126

1.4表面精度设计

运用类比法，查表5-4可以确定各部分的表面粗糙度。

（1）输出轴和联轴器相连接的轴端，由于制造过程不需要过于精密，并且与联轴器连接并不需要配合要求，可确定Ra值为3.2μm 。

（2）安装轴承端盖的轴径处，由于是输出轴和轴承端盖的结合面，所以表面精度Ra值可以确定为1.6μm 。

（3）安装轴承处轴径，属于中转速轴的轴径所以表面粗糙度Ra值为1.0μm 。

（4）做轴承轴肩处其基面及表面质量要求较高，所以确定其表面精度值Ra值为2.0μm

（5）做齿轮的轴肩处，由于是制作轴时所产生的退刀槽，所以其表面精度值Ra值为6.3μm。

（6）和齿轮接触的轴端，采用键进行配合所以该处加工精度并不需要很高，所以该处表面粗糙度值Ra为3.2μm

（7）键槽侧面，作为退刀槽，有可见的加工痕迹，所以确定其表面粗糙度Ra值6.3μm。

（8）键槽底面为粗加工表面，应用范围较广所以其表面粗糙度Ra值为12.5μm。

2量规的设计

2.1量规的设计原则及其结构

2.1.1设计原则

当设计的轴和孔的要求遵守包容原则时，检验该轴、孔用的光滑极限量规的设计应符合极限尺寸判断原则（即泰勒原则）。所谓极限尺寸判断原则是孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸（MMS)：对于孔及其作用尺寸应不小于最小极限尺寸；对于轴则应不大于最大极限尺寸。同时，在任何位置上的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸（I.MS):对于孔实际尺寸应不大于最大极限尺寸；对于轴则应不小于最小极限尺寸。

2.1.2结构形状

根据设计原则，通规应设计成全角的，即其测量而应具有与被测孔或轴相应的完整表面，其尺寸应等于被测孔或轴的最大实体尺

寸，其长度应．与被测孔或轴的配合长度一致：止规应设计成两点接触式的，其尺寸应等于被测孔或轴的最小实体尺寸。A若被测工件的孔为椭圆形，它的实际轮廓在x和，方向均．超出了极限尺寸。如果把通规和止规都做成具有全角轮廓的圆柱形塞规，则止规就发现不了孔在y方向己超出最大极限尺寸的几何形状误差：如果把通规和止规都做成两点接触式的球端杆规或做成线接触的片状塞规，则通规就有可能发现不了孔在x方向己小于最小极限尺寸的几何形状误差。这两种情况都有可能把超差的孔误认为合格，因此，只有将通规做成全角塞规，＿止规做成球端杆规或片状塞规才能避免上述弊病。但在实际应用中，极限量规常偏离上述原则。例如，为了用已标准化的量规，允许通规的长度小于结合面的全长；对于尺寸大于100nlrtl的孔，用全角寒规很笨重，允许用不全角塞规；环规通规不能检验正在顶尖上加工的工件及曲轴，允许用卡规代替；检验小孔的塞规止规，常用便于制造的全角寒规：刚度差的工件，也常用全角寒规或环规。注意，只有在保证被检验工件的形状误差不影响配合性质的前提下，才允许使用偏离极限尺寸判断原则的量规。选用量规结构形式时，必须考虑工件结构、大小、产量和检验效率等

2.2量规工作尺寸的计算

（1）按公差和配合的国家标准确定轴的上下偏差

) IT6=0.016

φφφφφ(+φ.φφφ

+φ.φφφ

es=+0.018,ei=0.018-0.016=+0.002

（2）按表2-5-12查出工作量规制造公差T值和位置要素Z值

=0.0012mm 卡规 T=0.0024mm Z=0.0028mm；形位公差φ

2

（3）计算量规的上下偏差，画出公差带图

通规上偏差：Ts=es-Z+T/2=0.018-0.0028+0.0012=0.0164mm 通规下偏差：Ti=es-Z-T/2=0.018-0.0028+0.0012=0.0140mm 通规磨损偏差：Tu=es=0.018mm

止规上偏差：Zs=ei+T=0.0044mm

止规下偏差：Zi=ei=0.002mm

量规尺寸计算表如下图表1

表1

量规公差带图如图1

图1

（4）量规表面粗糙度

查表2-5-13可得由于该量规所适用轴为IT6级精度，选用量规表面粗糙度为0.08μm

参考文献

[1]赵丽娟，冷岳峰.机械几何量精度设计与检测[M].清华大学出版社，2011.7

[2]巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波.机械设计课程设计[M].东北

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配合的选择[M].北京：中国标准出版社，2009.

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[6]GB/T17851-1999形状和位置公差基准和基准体系[M].北京：中国标准出版社，2000.

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