机械设计 第六章 机械图(上)

第6章机械图•内容提要：本章主要介绍机械图的基本知识，包括零件图和装配图的内容、表达方法、尺寸标注以及公差与配合、表面粗糙度等的基本知识。此外，还将介绍机器中主要标准件和常用件的结构、种类和规定画法。6.1机械产品的设计、制造与机械图6.2零件图6.3标准件和齿轮的表达方法6.4装配图6.1机械产品的设计、制造与机械图•6.1.1机械产品的设计、制造过程•6.1.2机械与机械图概述6.1.1机械产品的设计、制造过程市场需求确定工作任务及要求功能分析、原理设计，运动、动力设计市场调查、可行性分析论证、优选工作原理，确定总体方案功能细分、绘制装配示意图绘制装配草图零件结构设计、绘制零件草图绘制装配图绘制零件图提出任务编制设计说明书、使用说明书完成设计进行产品性能测试、技术鉴定零件图装配图零件加工工艺设计装配工艺设计产品以装配图指导装配产品装配工装设计、制造零件以零件图检验零件零件加工工模夹具设计、制造6.1.2机械与机械图概述•机械是机器和机构的总称。机构是机器的运动部分，由许多构件组成，而且具有确定的相对运动。机器是执行机械运动的装置，用以变换或传递能量、物料和信息。机械图就是机械产品在设计、制造、检验、安装、调试等过程中使用的，用以反映机械产品形状、结构、尺寸、技术要求等内容的机械工程技术图样。机械图可分为装配图和零件工作图（简称零件图）。零件图则反映的是该零件的形状、结构、尺寸、材料以及制造、检验时所需要的技术要求等，用以指导该零件的加工、检验。部装图则主要反映该部件的工作原理，各零件间的装配关系，部件的外形和安装关系，以及装配、检验、安装中所需要的尺寸和技术要求等内容，用以指导部件的装配、调试、检验和安装。部件（或机器）：球阀图6.1机械与机械图构成球阀的零件图6.1机械与机械图（续）6.2零件图6.2.1零件的分类6.2.2零件图的作用及内容6.2.3零件表达方案的选择和尺寸标注6.2.4零件图的技术要求6.2.5零件的工艺结构简介6.2.6读零件图6.2.7零件的测绘方法简介6.2.1零件的分类泵盖泵体齿轮螺钉销键垫圈螺母垫片齿轮轴1.标准件2.专用件零件的分类：•1.标准件：结构、尺寸、材料等都标准化的机件。如螺纹紧固件、键、销、轴承等。以规定画法表示，不单独画零件图。•2.专用件：根据机器或部件需要而设计的零件。每个不同的专用件都需要画出对应的零件图。•此外，还有部分参数标准化的机件，如齿轮、弹簧等。通常需采用规定表达法画出其零件图。6.2.2零件图的作用及内容一张完整的零件图，一般应包括以下四个方面的内容：（1）图形——完整、正确、清晰地表达出零件各部分的结构、形状的一组图形（视图、剖视图、断面图等）。（2）尺寸——确定零件各部分结构、形状大小及相对位置的全部尺寸（定形、定位尺寸）。（3）技术要求——用规定符号、文字标注或说明表示零件在制造、检验、装配、调试等过程中应达到的要求。（4）标题栏——在标题栏中一般应填写零件的名称、材料、比例、数量、图号等，并由设计、制图、审核等人员签上姓名和日期。6.2.3零件表达方案的选择和尺寸标注6.2.3.1零件表达方案选择的一般原则6.2.3.2零件图的尺寸标注6.2.3.3表达方案的选择及尺寸标注应用举例•（1）尽可能分析清楚零件的结构与功能的关系以及零件的加工制作方法，从而弄清零件的工作位置及加工位置。一般应以零件的工作位置或加工位置作为表达方案中主视图的方位，在此基础上选择最能表达零件结构特征的方向作为主视图的投射方向，并根据零件的结构特征确定主视图的表达方案。•（2）根据主视图对零件表达的程度，按正确、完整、清晰、简洁的原则，选择其他视图（也包括剖视、断面等）。一般情况下可优先选用左视图和俯视图，再根据需要选择别的视图。视图的配置首先应考虑读图方便，还应考虑画图方便及图幅的合理使用。6.2.3.1零件表达方案选择的一般原则•1.尺寸基准的选择尺寸基准是确定尺寸位置的点、线、面等几何元素。零件在长、宽、高三个方向应各有一个主要尺寸基准。有时为了加工、检验的需要，还可增加一个或几个尺寸基准，称辅助尺寸基准。辅助基准与主要基准之间应有尺寸直接联系。常用的尺寸基准有基准面（如底板的安装面、重要的端面、装配结合面、零件的对称面等）、基准线（如回转体的轴线等）和基准点（如圆心，球心等）。6.2.3.2零件图的尺寸标注•2．尺寸标注的一般原则•（1）主要尺寸（指直接影响零件质量的尺寸）应直接标注，以保证设计的精度要求。•（2）非主要尺寸（指对零件质量影响不大的尺寸）一般按形体分析的方法进行标注。•（3）尺寸标注应符合工艺要求，即应尽可能符合零件的加工顺序和检测方法。•（4）不允许注成封闭尺寸链。尺寸链分析•6.2.3.3表达方案的选择及尺寸标注应用举例1.轴类零件（轴、衬套等）图6.2阀杆的零件图轴类零件尺寸基准分析轴肩（确定涡轮轴向位置）球面（与阀芯的结合面）阀杆零件的尺寸基准2.盘类零件（端盖、法兰、齿轮等）图6.3阀盖的零件图阀盖零件的尺寸基准3.叉架类零件（拨叉、连杆、支座等）图6.4拨叉架的零件图拨叉架零件的尺寸基准4.箱体类零件（减速器箱体、阀体、泵体等）阀体的尺寸基准5.其他零件图6.5电容器架的零件图图6.5电容器架的零件图6.2.4零件图的技术要求•6.2.4.1极限与配合•6.2.4.2形状和位置公差简介•6.2.4.3表面粗糙度•6.2.4.4表面镀涂与热处理6.2.4.1极限与配合•1．零件的互换性与极限制在按零件图的要求加工出来的一批零件中，任取一件，不经任何修配，就能装到机器或部件上去，并能达到规定的技术要求，这种性质称为零件的互换性。显然，零件的互换性是机械产品批量化生产的需要，为了满足零件的互换性，就必须制定相应的制度，国家标准将经标准化的公差与偏差制度称为极限制。•2．尺寸公差（1）基本尺寸——由设计确定的尺寸。（2）实际尺寸——通过测量所得的尺寸。（3）极限尺寸——允许实际尺寸变化的两个界限值，分为最大极限尺寸和最小极限尺寸。（4）尺寸偏差（简称偏差）——某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，偏差可以为正、负或零。上偏差：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。下偏差：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。上偏差和下偏差统称为极限偏差。尺寸公差示意图公差带示意图图6.6尺寸公差及公差带示意图以孔Φ30F8为例：基本尺寸为Φ30，基本偏差代号为F,标准公差等级为IT8。从附表1可查得标准公差值为33微米（即0.033mm)，从附表3可查得该孔的下偏差为0.020mm、上偏差为0.053mm。3．标准公差与基本偏差•（1）标准公差(IT1,IT2,…,IT18)•附表1(摘)标准公差等级(µm)基本尺寸mmIT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12....IT18—30.81.22346101425406010014003611.52.54581218304875120180061011.52.54691522365890150...220010181.223581118274370110180...270018301.52.54691321335284130210...330030501.52.5471116253962100160250...3900(2)基本偏差系列示意图•（3）孔、轴公差带的确定•对于孔：上偏差ES=EI+IT或下偏差EI=ES–IT•对于轴：上偏差es=ei+IT或下偏差ei=es–IT（4）孔、轴的公差带代号由基本偏差代号和公差等级代号组成。例如：基本尺寸孔的基本偏差代号公差等级代号轴的基本偏差代号公差等级代号轴的公差带代号基本尺寸50H850f7孔的公差带代号•（1）配合及其种类•a．间隙配合•b．过盈配合•c．过渡配合•（2）配合的基准制•a．基孔制——孔为基准孔，用代号H表示，其下偏差为零。•b．基轴制——轴为基准轴，用代号h表示，其上偏差为零。4．配合与基准制配合及其种类示意图图6.8配合及其种类示意图a）间隙配合b）过盈配合c）过渡配合基孔制基轴制配合示意图基准孔H间隙配合过渡配合过盈配合基准轴h间隙配合过渡配合过盈配合图6.9基孔制配合示意图图6.10基轴制配合示意图5．公差与配合的标注及查表图6.11公差与配合的标注方法为基孔制过盈配合为基轴制间隙配合公差等级尺寸分段0.5～3＞3～6＞6～30＞30～120＞120～400＞400～1000＞1000～2000＞2000～4000f（精密级）±0.05±0.05±0.1±0.15±0.2±0.3±0.5—m（中等级）±0.1±0.1±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2c（粗糙级）±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2±3±4v（最粗级）—±0.5±1±1.5±2.5±4±6±8表6.2线性尺寸的极限偏差数值mm6．一般公差(GB/T1804—2000)6.2.4.2形状和位置公差简介1．形位公差的代号图6.12形位公差的代号及基准代号