第10章零件工作图的设计

机械设计课程设计-78-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，第一部份机械设计课程设计指导书-79-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270φ502中心孔定位卡住一头，车φ45108φ453车φ4059φ404调头，车φ4010φ40机械设计课程设计-80-表10-1（续）序号工序名称工序草图加工尺寸轴向径向5车φ3530φ356车φ3060φ307铣键槽b1、b2按零件图尺寸要求Lb1＝60Lb2＝90h1＝60h2＝908磨φ40两处≥28φ409修整按图样及技术要求——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)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等级作用形状公差与轴承配合表面的圆度或圆柱度*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与传动件轴孔配合表面的圆度或圆柱度7～8影响传动件与轴配合的松紧及对中性位置公差与轴承配合表面对中心线的圆跳动6影响传动件及轴承的运转偏心、轴承定位端面对中心线的端面圆跳动*影响轴承定位，造成套圈歪斜，恶化轴承工作条件与传动件轴孔配合表面对中心线的圆跳动6～8影响齿轮传动件的正常运转，有偏心，精度降低与传动件定位端面对中心线的端面圆跳动6～8影响齿轮传动件的定位及受载均匀性键槽对轴中心线的对称度7～9影响键受载的均匀性及拆装难易程度注：“*见表16-9。加工表面Ra加工表面Ra与传动件及联轴器轮毂相配合的表面3.2～0.8密封处的表面毡圈橡胶油封间隙及迷宫与／P0级滚动轴承相配合的表面1.6～0.8与轴接触处的圆周速度(m/S)3.2～1.6平键键槽的工作面3.2～1.6≤3＞3～55～l0与传动件及联轴器轮毂相配合的轴肩端面6.3～3.23.2～1.61.6～O.80.8～0.4与佃级滚动轴承相配合的轴肩端面3.2平键键槽底面6.3第一部份机械设计课程设计指导书-81-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。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)加工表面精度等级6789轮齿工作面＜0.81.6～0.83.2～1.66.3～3.2齿顶圆是测量基面1.61.6～0.83.2～1.66.3～3.2非测量基面3.26.3～3.26.312.5～6.3轮圈与轮心配合面轴孔配合面与轴肩配合的端面1.6～0.83.2～0.83.2～0.83.2～1.63.2～1.63.2～1.66.3～3.26.3～3.26.3—3.2其它加工面6.3～1.66.3～3.212.5～6.3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。图10-2轴形位公差机械设计课程设计-82-表10-5齿坯的形位公差①等级类别项目符号等级作用形状公差轴孔的圆柱度6～8影响轴孔配合的松紧及对中性形状公差齿顶圆对中心线的圆跳动按齿轮精度等级及尺寸确定在齿形加工后引起运动误差齿向误差，影响传动精度及载荷分布的均匀性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第一部份机械设计课程设计指导书-83-(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)表面位置表面粗糙度推荐值表面位置表面粗糙度推荐值箱体剖分面3.2～1.6与轴承盖及其套杯配合的孔3.2与滚动轴承（/P0级）配合的轴承座孔D0.8(D≤80mm),3.2(D＞80mm),机加工油沟及观察孔上表面12.5轴承座外端面6.3～3.2箱体底面12.5～6.3螺栓孔沉头座12.5圆锥销孔3.2～1.64．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公差轴承座孔的圆度或圆柱度表16-9影响箱体与轴承的配合性能及对中性剖分面的平面度7～8影响剖分面的密合性及防渗漏性能位置公差轴承座孔中心线间的平行度*影响齿面接触斑点及传动的平稳性两轴承座孔中心线的同轴度6～8影响轴系安装及齿面负荷分布的均匀性轴承座孔端面对中心线的垂直度7～8影响轴承固定及轴向受载的均匀性轴承座孔中心线对剖分面的在垂直平面上位置度小于0.3mm影响孔系精度及轴系装配两轴承孔中心线相互间的垂直度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。机械设计课程设计-84-(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）。第一部份机械设计课程设计指导书-85-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