产品可装配设计-newest-S

1产品可装配设计第5章便于装拆的结构设计1.减少组成机器所需零件的数目2.减少紧固件的数目3.减少紧固件的种类3.减少紧固件的种类4.减少拆装的工作量产品可装配设计第5章便于装拆的结构设计5.保证拆装操作空间6.改进零件结构、简化或省略连接件7.减少装配时的切削加工和调整工作量7.减少装配时的切削加工和调整工作量8.简化结构便于装配自动化2产品可装配设计第5章便于装拆的结构设计机械的装配和拆卸在机械制造中占有重要地位机械的装配和拆卸在机械制造中占有重要地位。螺栓、螺母、键、铆钉等用于连接和紧固零部件的元件称为紧固件。合理设计连接，合理选择和使用紧固件，有利于保证机器的质量，降低生产成本，节约修理时间，也有利于材料和零件回用。装配就是把组成机械的各个零件按一定要求连接起来，使它们保持预期的相对关系；持预期的相对关系；拆卸是与装配相反的过程。在设计连接和选择连接件时，必须考虑装配和拆卸的工艺性。产品可装配设计第5章便于装拆的结构设计为了装配和拆卸方便应该尽量:为了装配和拆卸方便，应该尽量:减少组成机械的零件的数目；简化其连接方法和结构；容易接近装配操作位置；减少同一机械中使用零件的类型（特别是标准件如螺钉、螺母、销钉、滚动轴承等）；减少装配所需的工具；3产品可装配设计第5章便于装拆的结构设计为了装配和拆卸方便应该尽量:为了装配和拆卸方便，应该尽量:使机械零件的形状简单、对称，避免装配中可能发生的错误；减少装配时的附加加工（如修配、配作等）；减少装配时的调整工作；简化机械零件的形状，使其在自动装配供料时不会互相纠缠，便于输送。此外还要考虑拆卸时能够保持零件不会因拆卸而被破坏。产品可装配设计第5章便于装拆的结构设计经常使用的机械连接可以分为两大类经常使用的机械连接可以分为两大类：可拆卸连接（如螺栓连接、销连接、键连接等）不可拆卸连接（如铆接、焊接、粘接等）。本章将介绍连接设计应该考虑的一些有关装配工艺性的典型问题。4产品可装配设计第5章便于装拆的结构设计1.减少组成机器所需零件的数目为了实现一定功能，昀好采用使用零件数目较少的结构方案。这样加工装配的工艺都能够简化，为了连接这些零件使用的连接件也较少。使用的接件较少1.减少组成机器所需零件的数目图1-1：减少零件数量，便于自动化装配。a）压人两个保护套，机座不易磨损，但不适合于自动化装配；图1-1b）零件数量少，易实现自动化装配，但易磨损机座。51.减少组成机器所需零件的数目图12图1-2图1-2：整体式和装配式结构比较。a）整体式，毛坯需要压铸或模锻以及专用设备加工，适用于大量生产；b）装配式，零件虽多，但加工方便，可用普通机床加工，适用于小批生产。1.减少组成机器所需零件的数目图1-3图1-3：在一个方向不许有几个面同时定位（一）。a）面l和面2、面3和面4不可能同时接触，会互相干扰，设计不合理；b）在面5和面6处有间隙，设计合理；c）只有7、8两处为配合面，设计合理。61.减少组成机器所需零件的数目图1-4图14在一个方向不许有几个面同时定位（二））不可图1-4：在一个方向不许有几个面同时定位（二）。a）不可能保证1、2两个面同时接触，设计不合理；b）面l有间隙J1，保证面2接触，是合理的设计。图1-3和图1-4不属于尽量减少组成机器所需零件的数目。2.减少紧固件的数目2.减少紧固件的数目减少紧固件的数目一般有利于减少装配拆卸修理的工作减少紧固件的数目一般有利于减少装配、拆卸、修理的工作力量。图1-5图1-5：用挡圈代替开口销和垫圈。a）用开口销只能作为粗糙轴向定位，且在轴上钻孔，削弱轴的强度；b）用挡圈代替开口销和垫圈，不必在轴上钻孔，且安装挡圈的槽，可在车轴时一次加工出来。72.减少紧固件的数目图1-6图1-6：用挡圈代替螺钉。a）轴端螺纹孔加工困难（特别是长轴），装配也费时；b）用挡圈代替螺钉，可以减少零件数量，加工和装配都简单。2.减少紧固件的数目图1-7图1-7：用挡圈代替轴肩和螺母。a）用螺母将齿轮拧紧在轴肩上，加工、装配都费时；b）用平面形挡圈代替轴肩，可以节省材料，用曲面形挡圈代替轴肩可以限制齿轮的轴向位移。82.减少紧固件的数目图1-8：用挡圈代替法兰、螺母和轴肩。a）法兰、螺母和轴肩。a）法兰和螺母固定轴承，零件数量多，装配费时；b）用挡圈代替法兰、螺母和轴肩，可以减少零件数量，图1-8装卸快。但当轴头l较长时，轴头直径应略小于与轴承配合面的轴径。2.减少紧固件的数目图1-9图1-9：避免从多个方向安装螺钉。a）从多个方向安装螺钉，装配困难；b）从一个方向安装螺钉，装配方便。93.减少紧固件的种类3.减少紧固件的种类在台机器中使用的紧固件种类（尺寸形状精度材料在一台机器中使用的紧固件种类（尺寸、形状、精度、材料、表面处理等）应尽量减少。这样有利于减少装配所需的工具种类，使紧固件供应简化。图1-10：紧固件尺寸统一可提高拆装工作效率。a）紧固件尺寸不统一，装配时件1、2、3需用三个扳手；b）紧固件尺寸统一后，装配时只要一种扳手。图1-104.减少拆装的工作量4.减少拆装的工作量图1-11：锥齿轮与轴的装配结构要便于锥齿轮的调整。锥齿轮在装配时，要作轴向调整，保证轮齿很好啮合，有时要更换调整垫有时要更换调整垫圈，为提高调整速度，尽可能少拆开零件。图1-11a）要将轴拆下，才能拆下调整垫圈，调整费时；b）只要将螺母拆下，就能拆下齿轮和调整垫圈，调整方便。104.减少拆装的工作量图1-12：轴承盖和轴承座应与底座分开装配。a）轴承盖与轴承座、轴承座与底座的安装，用螺钉穿三个零件，对中比较困难；b）将轴承座安装在底座上再将轴承盖安图1-12安装在底座上，再将轴承盖安装在轴承座上，而且拆下轴时只需拆下轴承盖，轴承座的位置不需调整，结构合理。4.减少拆装的工作量图1-13图113图1-13：调整垫圈应布置在容易拆卸的位置。装配时，需要用调整垫圈调整锥齿轮的轴向位置，所以要更换合适厚度的垫圈，拆卸调整垫圈时，应尽可能少拆卸其他零件。a）拆下轴上的所有零件才能拆下垫圈；b）只要拆下螺钉，就可以拆下齿轮和垫圈。114.减少拆装的工作量图1-14：要考虑便于更换零件。活塞杆与液压缸耳环的连接（如图1-14图：要考虑便于更换零件活塞杆与液压缸耳环的连接（如螺纹连接），应采用可拆连接，而不应该采用不可拆连接。a）活塞杆与液压缸耳环采用焊接固定，更换活塞杆与液压缸密封圈困难；b）活塞杆与液压缸耳环用螺纹连接，可保证活塞杆与液压缸密封圈更换方便。4.减少拆装的工作量图1-15图1-15：设计有键的轴时，应考虑便于更换轴承。a）由于d1和d2的尺寸差小，在安装键之后，不能安装轴承，在拆卸时，必须先拆下键，才能取出轴承，装拆不便；b）由于d1和d2的尺寸差较大，在不拆下键的情况下，可以更换轴承。125.保证拆装操作空间5.保证拆装操作空间图1-16：在设计过滤器时，图1-16设计过滤器时，应考虑安装的可行性。a）将过滤器安装在关闭的箱体内，在更换液压系统的过滤器时无法操作；b）过滤器安装在箱盖的空中，更换过滤器很方便。5.保证拆装操作空间图1-17：弯管连接螺钉的结构应考虑扳手的操作空间。a）螺钉在弯管的正下方，扳手图1-17不容易进入，且不容易检查；b）采用开放式结构，螺钉在管的侧面，装拆都方便。135.保证拆装操作空间图1-18：难于接近滑动轴承的拆卸基面时，采用拆卸用工艺图1-18采用拆卸用工艺孔。a）难于接近滑动轴承的拆卸基面时，拆卸困难；b）采用拆卸用工艺孔，拆卸方便。为了拆卸方便，还可采用止推垫圈。5.保证拆装操作空间图1-19：难于接近滚动轴承的拆卸基面时采用拆卸用基面时，采用拆卸用工艺孔。a）难于接近滚动轴承的拆卸基面时，拆卸困难；b）采用拆卸用工艺孔，拆卸方便。图1-19145.保证拆装操作空间图图1-20图1-20：考虑拆卸滚动轴承内圈的设计。a）在轴肩的对称位置上作出两个拆卸用切口；b）在轴肩上作出两个或若干个孔均匀分布在圆周上的拆卸孔；c）液压拆卸。5.保证拆装操作空间图起盖螺钉为便于起图1-21：起盖螺钉。为便于起箱盖，可在箱盖凸缘上装设1～2个起盖螺钉。拆卸箱盖时，可先拧动此螺钉将箱盖顶起。起盖螺钉的直径常与凸缘连接螺栓相同钉头端图1-21径常与凸缘连接螺栓相同，钉头端部应为细圆柱形，以免损坏螺纹，也可用方头、圆柱头紧定螺钉代替。155.保证拆装操作空间图图1-22图1-22：采用螺纹工艺孔，拆卸轴承盖，用螺钉通过螺纹孔将轴承盖顶出。a）没有拆卸用螺纹孔，拆卸困难；b）有拆卸用螺纹孔，拆卸方便。5.保证拆装操作空间图1-23：利用螺纹孔拆卸齿轮，用螺钉通过螺纹孔将齿轮顶出。a）没有拆卸齿轮的拆卸基面，无法操作；图1-23齿轮的拆卸基面，无法操作；b）利用在齿轮轮毅上的螺纹孔，使拆卸容易。165.保证拆装操作空间图利用间隙拆卸图1-24：利用间隙拆卸配合紧密的零件。在设计时，就要考虑为了拆卸而留出间隙，用杠杆进行拆卸。a）盖与箱体配合紧密的连接图1-24盖与箱体配合紧密的连接，拆卸困难；b）利用盖与箱体的间隙，用杠杆进行拆卸。5.保证拆装操作空间图1-25图1-25：配合紧密的零件，要设计拆卸螺纹孔。a）配合紧密的零件，没有拆卸螺纹孔拆卸困难；b）设计时，考虑了拆卸螺纹孔，拆卸容易。175.保证拆装操作空间图紧固件尽可图1-26：紧固件尽可能布置在易于装拆的位置。a）轴承座安装在箱体内，装拆困难，且箱体内平面不好加工b）轴承座和安装图1-26好加工；b）轴承座和安装螺钉都布置在箱体外，装拆和平面加工都方便。5.保证拆装操作空间图1-27：间隙很小或过图127：间隙很小或过盈配合，在配合件未到达配合位置之前，避免与其他表面相接触。a）由于轴的直径相同，安装轴承时，易擦图1-27伤轴承内表面或装不进去；b）使配合表面前的轴径小于配合表面的直径，装配方便。185.保证拆装操作空间图1-28：弹性套柱销联轴器，要留出足够的拆卸弹性套柱销的空间。应在不影响其他零件的情况下能够自图1-28由拆卸弹性套柱销，标准中规定的尺寸A就是为此而定的。5.保证拆装操作空间图1-29：难以看到的相配零件，要有引导部分。a）没有引导部分，装配困难；b）有圆锥头与圆锥孔引导，装配方便。图1-29195.保证拆装操作空间图1-30图1-30：避免在装配时同时进人几个配合面。a）由于a=b，件3与件1、件2内外圆两配合面同时进人，装配困难；b)ba，装配方便。5.保证拆装操作空间图1-31：对中的导向柱应比弹簧的自由长度高。a）导向柱低于弹簧的自由长度，难以对中；b）导向柱高于图1-31弹簧的自由长度，容易对中。205.保证拆装操作空间图1-32图1-32：避免过定位。a）两个圆柱销同时定位装配困难；b）将一个孔做成长孔，使容易装配。6.改进零件结构，简化或省略连接件6.改进零件结构，简化或省略连接件图1-33图1-33：减少配合面长度，既减少加工工作量，又便于装配。a）轴的全长均为配合尺寸，使装配困难；b）减少轴与套配合部分的长度，将轴的直径略减小，使装配容易。216.改进零件结构，简化或省略连接件图136图1-36图1-36：用薄板或塑料盘压入槽内代替螺钉压紧。a）用螺钉压紧盖板，适合于小批量生产；b）压入薄板或塑料盘，便于自动化装配，适合于大量生产。6.改进零件结构，简化或省略连接件图1-37图1-37：用冲压弯板代替螺钉固定板。a）用螺钉固定盖板，装配费时；b）用简单工具冲压弯板作为盖，省料省时，提高装配效率。227.减少装配时的切削加工和调整工作量7.减少装盘时的切削加工和调整工作量装配时的附件切削加工和调整工作会增加装配的工作量，一般情况下，这种加工生产效率是比较低的，应该尽量避免。但是也有些机器尤其是要求精度很高的仪器。常采用调整的方法保证精度要求（如工具显微镜物镜的放大倍数，立柱的转角读数等的调整），这样可以降低对零部件机械加工的精度要求。设计者要全面考虑和分析，采用合理的方法。7.减少装配时的切削加工和调整工作量图1-39